JPH0659519B2 - 金属細線の連続製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は金属細線、特にアモルファス線材の連続製造装
置に関する。

(従来技術およびその問題点) アモルファス線材は補強材や各種センサーとして実用化
されつつあり、今後の需要が期待され、金属溶湯から直
接極細線を連続的に製造する実用的技術が望まれてい
る。

しかしながら、現在提案されている技術としては、高圧
空気を横から吹きつけて、金属線をドラム外に取り出し
て巻取る方法( 特開昭５７−７００６２号 )、回転ドラ
ム内部上方にマグネットローラを設置し、急冷線がドラ
ムを半周した位置で、磁力によってローラに巻取られる
とともに、線を巻取りながら、マグネットローラが移動
し、所定位置に設置された巻取り機に線を受け渡すとい
う方法等があるが、実用化に難点があり、専ら回転ドラ
ム内に遠心力により液体層を形成し、それに対して溶湯
金属を噴射して強固させ、バッチ式にドラムから取り出
す方法が実用化されているにすぎず、金属細線を効率よ
く大量生産するには実用的でない難点がある。

(本発明の課題) 本発明は実用的な金属細線の連続製造装置を提供するこ
とを目的とし、鋭意研究の結果、回転ドラムからの取り
出しを内側から行うと機構的に連続取り出しが難しい
が、それに対して冷却水層を形成する回転ドラムに溶湯
金属を噴射するノズルに対向して取り出し開口を設ける
と、冷却水によって凝固した金属細線をそれに負荷され
る外力に逆らうことなく、極自然に取り出すことができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

(本発明の要旨) 本発明は、所定幅の円筒面と該円筒面の端縁から径方向
内向きに立上った側壁とを備え、上記円筒面の幅よりは
十分小さく製造する金属細線の径よりは十分大きい幅を
有するスリットを上記円筒面全周に設けた回転式円筒状
ドラムと、上記回転式円筒状ドラムを回転駆動する駆動
手段と、上記円筒面のほぼ全周において円筒面に外側か
ら密着してスリットを覆い、所定の位置で密着が解除さ
れ密着が解除された部位においてスリットを解放して金
属細線の取出口を画成し、かつ回転式円筒状ドラムの周
速と同じ走行速度で駆動されるループ状のベルトと、遠
心力により円筒面全周に沿い円筒面の全幅にわたって形
成された冷却水層に対し、上記金属細線の取出口から放
出される冷却水量分の冷却水を遠心力により加速したう
えで冷却水層に供給することにより常時安定した冷却水
層を形成する冷却水層形成手段と、上記回転式円筒状ド
ラム内において外部支持手段により不動に支持され、溶
湯金属を上記スリットに向けて所定の角度で冷却水層に
噴射するノズル手段とを備えてなる金属細線の連続製造
装置である。

以下、本発明の具体例に基づいて、更に詳細に説明す
る。

(実施例) 第１図は本発明に係る金属細線の連続製造装置の平面図
で、第２図はその立面図、第３図はその側面図である。
図面において、１は円筒状ドラムで、回転駆動手段２に
て水平中心軸の周りに回転するようになっている。すな
わち、円筒面の三個所を固定軸受２１，…で支持され、
円筒面に巻回された駆動ベルト２２を電動モータ２３に
てＶベルト２４を介して作動される駆動プーリ２５にて
駆動して回転させるようになっている。なお、駆動ベル
ト２２は第４図に示すように、下記する回転ドラム１の
金属細線の取出口１４前方に空間を確保するように取出
口プーリ２６，２６にて支持され、かつ、テンション用
プーリ２７にて外方に広がるように張設されている。

回転ドラム１は、第５図に示すように給水側ドラム部１
１と加熱側ドラム部１２とをその間にスリット１３が形
成されるように付設し、該スリット１３を塞ぐように駆
動ベルト２２を巻回し、前述したように、両取出口プー
リ２６，２６間に取出口１４を形成する。もちろん、回
転ドラムの駆動とスリット状円周開口の封鎖用ベルトと
は別個のものとしてもよく、別途、中心軸等の駆動手段
を配設してもよい。

また、第５図に示すように、回転ドラム１内には支持軸
１５から溶湯金属噴射ノズル３を上記冷却水層に一定の
角度をもって指向するように配設する。該ノズルにおい
ては、第１図に示すように、Ａr ボンベ３１から供給さ
れる圧縮ガスにより溶湯金属を噴射するようになってお
り、該ノズルにはそれを取り巻くように高周波コイル３
２が配設され、噴射する金属溶湯を加熱溶融するように
なっている。なお、３３は高周波発生機で、３４は高周
波変流機である。

４は給水パイプで、給水ドラム部開口１６から回転ドラ
ム１内に先端が挿入され、上記取出口14の下方に配設さ
れた受水槽４１からフィルター42を介してポンプ４３に
より取出口１４から放水される冷却水を回転ドラム１内
に再び循環供給して一定の厚さの冷却水層Ｌを形成する
ようになっている。なお、給水パイプ４の先端は、給水
側ドラム部１１の側壁１１ａに向けて開口され、供給さ
れた冷却水は側壁１１ａにより加速され、回転ドラム１
の回転速度に等しい速度で形成されている冷却水層Ｌに
合流するので、冷却水層Ｌは常に安定に維持され、金属
細線の製造に悪影響をもたらすような乱流を生ずること
はない。

取出口１４から取り出される凝固した金属細線Ｗはネッ
ト状ベルトコンベア５上に落下させ、スパイラル状に
し、コンベア端でコイル状に巻取るのがよい。なお、６
はブロワーである。

第６図、第７図は回転ドラムの駆動とスリット封鎖用ベ
ルトを別個にした例である。第７図に示したように、ド
ラム１中心部のシャフト３を回転させる。この回転はモ
ータからベルトで回転を伝達しても良いし、他のいかな
る方法でもよい。そしてガイドローラ４２によってドラ
ム１の回転をリング２に伝え、両者を等速回転させる。
そして両者の間隔を一定に保つことによってスリットを
形成する。スリット部外周に巻き回した駆動ベルト２２
は、連結用スプリング４３で相互に結合されたＣ型フレ
ーム４０，４１に沿って適当な間隔で支持されたテンシ
ョンプーリ４６，４６，…によって案内される無端ベル
トとして形成されている。なお、図示の如く、テンショ
ンプーリ４６のうちの一つはレバー４７の一端に支持
し、このレバー４７の自由端側に一端をヒンジ結合した
テンション調整用ロッド４８を設け、このロッド４８を
ナット４９で軸方向に進退させることにより、駆動ベル
ト２２のテンションを調節することができるようにして
いる。

本発明の実施例にあたっては、ドラム１を回転させつ
つ、供給パイプ４から冷却水をドラム内に供給し、ドラ
ム内周面に沿って冷却水層Ｌを形成する。ついで、ノズ
ル３から金属溶融Ｍを噴射すると、溶湯Ｍは冷却水層中
に進入して、冷却凝固すると同時に冷却水の回転方向に
曲げられ、遠心力によりドラム内周面に着地する。該凝
固細線Ｗはスリット状円周開口１３上を冷却水とともに
開放部取出口１４に向けて進行し、冷却水の遠心力によ
って放出される際の流体圧とそれ自身に作用する遠心力
によって取出口プーリ間の開口部取出口１４からドラム
外に放出される。

かかる操作において、ノズル口径，溶湯流速，冷却水へ
の溶湯進入角度等は従来方法と同様であってよいが、上
記スリット状の円周開口の開放位置および取出口の大き
さは重要である。というのは、取出口があまりに小さい
と、凝固金属先端が出て来ない恐れがあり、逆にあまり
に大きいと多量の冷却水が放出されるため、ドラム内の
冷却水層の安定性が保てなくなる。他方、開放位置が溶
湯進入位置に近すぎると、線材の凝固状況に影響を与
え、連続線の製造が困難となる一方、余り離れすぎる
と、ノズル位置での冷却水面の安定性が保てなくなるか
らである。これらの適正値は冷却液の種類，ドラム内
径，ドラム回転数，溶湯組成，ノズル口径等によって変
化するが、実験の結果、５℃の冷却水で、ドラム内径５
００mm、ドラム回転数３９０rpm 、溶湯組成Ｆe−１０a
t％Ｓi−１５at％Ｂ、ノズル口径１５０μ、溶湯の冷却
水への進入角度６０゜、溶湯流速７０m／secでは、第１
表の結果を得た。

即ち、Ｎo.４，５の条件では、連続線が形成され、かつ
連続取り出しが可能である。Ｎo.１〜３はスリットサイ
ズが小さすぎて安定した取り出しができなくなってしま
うし、Ｎo.６は逆に大きすぎて水面の安定化が図れず、
連続線が形成できなかった。また、Ｎo.７，８はスリッ
トサイズは問題はないが、スリット位置が悪くて連続線
が形成されない。即ち、Ｎo.７の場合は、スリット位置
が溶湯流の冷却水への進入位置直後にあり、急冷凝固時
の張力バランスが崩れて、断線したものと思われ、Ｎo.
８の場合はスリット位置が溶湯流進入位置直前にあり、
水面を乱してしまったため、断線したものと思われる。

(発明の作用効果) 本発明によれば、安定した冷却水層の形成によって金属
細線を連続して製造することができるので、従来のバッ
チ式では製造することができなかった２０００m 以上の
連続線を製造することができ、生産性が向上するだけで
なく、後工程(伸線工程)での処理コストも低減すること
ができる。

また、本発明はアモルファス線材の製造に適するだけで
なく、他の金属の極細線を溶湯から直接製造する技術に
も適用することができるので、その実用性は極めて高い
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属細線の連続製造装置の平面図
で、第２図はその立面図、第３図はその側面図、第４図
は第２図の要部拡大図、第５図は第２図のＶ−Ｖ線断面
図、第６図、第７図は夫々金属細線の連続製造装置の一
具体例を示す側面図、平面図である。 １……回転ドラム、２……回転駆動手段、３……溶湯金
属噴射ノズル、４……給水パイプ、５……ベルトコンベ
ア、１４……取出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−96349（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定幅の円筒面と該円筒面の端縁から径方
   向内向きに立上った側壁とを備え、上記円筒面の幅より
   は十分小さく製造する金属細線の径よりは十分大きい幅
   を有するスリットを上記円筒全周に設けた回転式円筒状
   ドラムと、 上記回転式円筒状ドラムを回転駆動する駆動手段と、 上記円筒面のほぼ全周において円筒面に外側から密着し
   てスリットを覆い、該円筒面の所定の位置にスリットを
   設けた金属細線の取出口部に配置した一対のプーリによ
   って偏向されたうえで駆動用プーリに巻回され、回転式
   円筒状ドラムの周速と同じ走行速度で駆動されるループ
   状のベルトと、 遠心力により円筒面全周に沿い円筒面の全幅にわたって
   形成された冷却水層に対し、上記金属細線の取出口から
   放出される冷却水量分の冷却水を上記回転式円筒状ドラ
   ムの側壁の内径側内壁面に供給し、遠心力により加速し
   たうえで冷却水層に供給することにより常時安定した冷
   却水層を形成する冷却水層形成手段と、 上記回転式円筒状ドラム内において外部支持手段により
   不動に支持され、溶湯金属を上記スリットに向けて所定
   の角度で冷却水層に噴射するノズル手段と、 を備えてなる金属細線の連続製造装置。