JPH07102434B2 - Amorphous alloy ribbon manufacturing method - Google Patents

Amorphous alloy ribbon manufacturing method

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JPH07102434B2
JPH07102434B2 JP1270301A JP27030189A JPH07102434B2 JP H07102434 B2 JPH07102434 B2 JP H07102434B2 JP 1270301 A JP1270301 A JP 1270301A JP 27030189 A JP27030189 A JP 27030189A JP H07102434 B2 JPH07102434 B2 JP H07102434B2
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nozzle
amorphous alloy
thickness
molten metal
alloy ribbon
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延行 森戸
徹 佐藤
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川崎製鉄株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体急冷法によって広幅の非晶質合金薄帯を製
造する製造方法であって、長時間に亘って非晶質合金薄
帯の安定的な製造を行うための方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is a method for producing a wide-width amorphous alloy ribbon by a liquid quenching method. The present invention relates to a method for stable production.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、単ロール法や奴ロール法などの液体急冷法によっ
て、溶融金属(合金を含む。以下同じ)から直接非晶質
合金薄帯を製造することが行われている。特に広幅の非
消質合金薄帯を製造する場合には、スリット状の開口ス
ロットを有する注湯ノズルから溶融合金を高速回転する
冷却ロール上に射出し、急冷凝固させて薄帯を連続的に
製造する単ロール法が多用されている。この単ロール法
で欠陥の少ない非晶質合金薄帯を安定的に製造するに
は、注湯ノズル先端形状、注湯ノズルと冷却ロールとの
間の間隔、および冷却ロールの速度・表面性状などの操
業条件の管理が極めて重要であることが知られている。
In recent years, an amorphous alloy ribbon has been produced directly from a molten metal (including an alloy; the same applies hereinafter) by a liquid quenching method such as a single roll method or a double roll method. In particular, in the case of producing a wide non-deteriorating alloy ribbon, the molten alloy is injected from a pouring nozzle having a slit-shaped opening slot onto a cooling roll that rotates at high speed, and rapidly solidified to continuously melt the ribbon. The single roll method for manufacturing is often used. In order to stably produce amorphous alloy ribbons with few defects by this single roll method, the tip shape of the pouring nozzle, the distance between the pouring nozzle and the cooling roll, the speed and surface properties of the cooling roll, etc. It is known that the management of the operating conditions of the is extremely important.

特開昭53−53525号公報では、注湯ノズルの先端形状に
関して、注湯スリット幅を0.2ないし1mm、前リップ(溶
融金属が流れ、薄帯が製造されていく側のリップ)の厚
みをスリット幅の1.5ないし3倍、および後ろリップ
(前リップの反対側のリップ)の厚みをスリット幅の1
倍以上とし、さらに注湯ノズルと冷却ロール表面との間
の間隔をスリット幅の0.1ないし1倍に制御することが
非晶質合金薄帯の連続的な製造において重要であると提
案している。
In JP-A-53-53525, regarding the tip shape of the pouring nozzle, the pouring slit width is 0.2 to 1 mm, and the thickness of the front lip (the lip on the side where the molten metal flows and the ribbon is manufactured) is slit. 1.5 to 3 times the width, and the thickness of the back lip (the lip opposite the front lip) to 1 of the slit width.
It is suggested that it is important to continuously control the distance between the pouring nozzle and the surface of the cooling roll to 0.1 to 1 times the slit width in the continuous production of the amorphous alloy ribbon. .

このようにノズル先端形状の数値限定をする理由とし
て、第2図のように流出ノズル4の出口スリット6内の
溶融金属の溜まり(パドル)12を、金属薄帯15の固化前
面16、後ろリップ13および前リップ14の間で機械的に支
持し、制御することが連続的にストリップを鋳造する上
で重要であるからと述べている。なお、第2図中7は冷
却ロール、7aはその移動方向である。
The reason for limiting the numerical value of the nozzle tip shape in this way is to set the pool (paddle) 12 of the molten metal in the outlet slit 6 of the outflow nozzle 4 as shown in FIG. Mechanical support and control between 13 and front lip 14 is important for continuous strip casting. In FIG. 2, 7 is a cooling roll, and 7a is its moving direction.

しかしながら、本発明者らは単ロール法による鋳造実験
では、安定な連続製板が行われている時でも、パドルが
後ろリップや前リップに機械的な支持を受けるような状
況は認められなかった。むしろ前リップによるパドルの
必要以上の支持は安定製板を阻害し、時にはノズルの破
損をもたらすことになった。
However, in the casting experiment by the single roll method, the present inventors did not find a situation in which the paddle was mechanically supported by the rear lip and the front lip even when stable continuous plate-making was performed. . Rather, excessive support of the paddle by the front lip interfered with stable plate making and sometimes resulted in nozzle failure.

また特開昭56−56758号公報は注湯ノズルの先端形状に
関して、注湯ノズルの開口幅を1.5ないし6mmとし、さら
に注湯ノズルと冷却ロール表面との間の間隔をスリット
幅の0.005ないし0.6倍にすることを提案している。しか
しながらこのような広い開口部を有する注湯ノズルでは
安定製板に問題があり、長時間の操業を持続することが
困難であった。
Further, JP-A-56-56758 discloses the shape of the tip of the pouring nozzle in which the opening width of the pouring nozzle is 1.5 to 6 mm, and the gap between the pouring nozzle and the surface of the cooling roll is 0.005 to 0.6 of the slit width. I suggest doubling. However, the pouring nozzle having such a wide opening has a problem in stable plate making, and it is difficult to continue the operation for a long time.

実開昭57−156257号公報は注湯ノズルの先端形状に関し
て、開口スリットから2mm以遠の前リップ底面に0.3mm以
上の段差を有する段付き後退部分を設け、安定製板の確
保に努めている。しかしながら広幅の非晶質合金薄帯を
長時間にわたって連続的に製造する操業を行ったとこ
ろ、このような条件だけでは安定製板を持続するには不
十分であることが判った。
Regarding the shape of the tip of the pouring nozzle, Japanese Utility Model Laid-Open No. 156-156257 strives to secure stable plate-making by providing a stepped retreat with a step of 0.3 mm or more on the bottom of the front lip 2 mm or more from the opening slit. . However, when an operation of continuously producing a wide amorphous alloy ribbon for a long time was carried out, it was found that such conditions alone were not sufficient to sustain stable plate production.

さらに国際公開W084/03852号公報では、スリットの幅を
0.2ないし1mm、後ろリップの厚みを3mm以上および前リ
ップと厚みを3ないし10mmとし、注湯ノズルのリップと
冷却ロール表面間の間隔を前リップよりも後ろリップの
位置でより広くとる製造装置を提案している。しかしな
がらこの方法では、安定な製板を連続的に維持すること
ができなかった。
Furthermore, in International Publication W084 / 03852, the width of the slit is
0.2 to 1 mm, the thickness of the back lip is 3 mm or more and the thickness of the front lip is 3 to 10 mm, and the gap between the pouring nozzle lip and the surface of the cooling roll is wider at the back lip than at the front lip. is suggesting. However, with this method, stable plate-making cannot be continuously maintained.

特開昭61−159246号公報では前リップの厚みをスリット
幅の0.8倍以下にすることによって、湯溜まりの機械的
な支持を解消する装置を提案している。この場合、非晶
質合金薄帯の製造に適した前リップの厚みはスリット幅
の関数になるが、本発明者らの知見によれば適切な前リ
ップの厚みはスリット幅の関数ではなく、絶対値で限定
されるべきである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-159246 proposes a device for eliminating the mechanical support of the pool by making the thickness of the front lip 0.8 times or less the slit width. In this case, the thickness of the front lip suitable for manufacturing the amorphous alloy ribbon is a function of the slit width, but according to the knowledge of the present inventors, the appropriate thickness of the front lip is not a function of the slit width, Should be limited by absolute value.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

以上述べたように、広幅の非晶質合金薄帯を連続的に製
造するためにこれまでもいくつかの提案が行われている
が、確実な操業にとって満足できるものではなかった。
本発明の目的は広幅の非晶質合金薄帯を安定に製造する
ために、主として注湯ノズル側の条件を限定することで
ある。
As described above, some proposals have been made so far for continuously producing a wide amorphous alloy ribbon, but they were not satisfactory for reliable operation.
An object of the present invention is to limit the conditions mainly on the pouring nozzle side in order to stably produce a wide amorphous alloy ribbon.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明において、広幅の非晶質合金薄帯を安定に連続製
造するための製造方法として提案するのは、溶融合金を
スリット状の開口スリットを有する注湯ノズルを介して
高速回転する冷却ロール直上に射出し、急冷凝固させて
非晶質合金薄板を製造するに際し、次の〜の条件に
て操業することによって、ノズル先端に形成される湯溜
まりがノズル底面に支持されることなく、ノズルのスロ
ットから溶融金属が流下する状態にあることを特徴とす
る非晶質合金薄帯の製造方法である。ここで、ノズルの
スロットから溶融金属が流下する状態とは、スロットか
ら流下した溶融金属がノズルの底面には接触しない状態
にあることをいう。
In the present invention, what is proposed as a production method for stably continuously producing a wide amorphous alloy ribbon is to directly melt a molten alloy directly on a cooling roll that rotates at a high speed through a pouring nozzle having a slit-shaped opening slit. When manufacturing the amorphous alloy thin plate by injecting into the nozzle and rapidly solidifying, by operating under the following conditions, the pool of water formed at the tip of the nozzle is not supported on the bottom surface of the nozzle, A method for producing an amorphous alloy ribbon, characterized in that molten metal is flowing down from a slot. Here, the state in which the molten metal flows down from the slot of the nozzle means that the molten metal flowing down from the slot does not contact the bottom surface of the nozzle.

開口スロットのスロット幅を0.5ないし1.5mm、前リ
ップの底面厚みを0.2ないし1.5mm、および後ろリップの
底面厚みを0.2ないし5mmとする。
The slot width of the opening slot is 0.5 to 1.5 mm, the bottom thickness of the front lip is 0.2 to 1.5 mm, and the bottom thickness of the rear lip is 0.2 to 5 mm.

溶融金属の射出圧力を0.1ないし0.5kgf/cm2とす
る。
The injection pressure of molten metal is 0.1 to 0.5 kgf / cm 2 .

ノズル・ロール間の間隔を0.1ないし1mmとする。 The nozzle-roll spacing is 0.1 to 1 mm.

冷却ロール表面の移動速度を秒速20ないし30mとす
る。
The moving speed of the cooling roll surface is 20 to 30 m / sec.

注湯ノズルの前リップは底面厚みを0.2ないし1.5mm
として、同時に底面から2mm以上の高さにおける前リッ
プの厚みは少なくとも1.5mm以上とする。
The front lip of the pouring nozzle has a bottom thickness of 0.2 to 1.5 mm
At the same time, the thickness of the front lip at a height of 2 mm or more from the bottom surface is at least 1.5 mm or more.

〔作用〕[Action]

本発明は100mm幅以上の非晶質合金薄帯を少なくとも10
分以上にわたって製板し、連続的に巻取る操業実験の中
から得られたものである。
The present invention provides at least 10 amorphous alloy ribbons having a width of 100 mm or more.
It was obtained from an operation experiment in which the plate was made for more than a minute and continuously wound.

近年においては非晶質合金薄膜を連続的に製板すること
自体はさほど困難なことではない。しかしながら連続的
に製板することと連続的に巻取り、コイル状の非晶質合
金薄帯を作製することとは同義ではない。
In recent years, continuous plate-making of amorphous alloy thin films has not been so difficult. However, continuous plate-making and continuous winding to produce a coil-shaped amorphous alloy ribbon are not synonymous.

すなわち単なる製板実験では極めて高速に多量の薄帯が
作成されるため、長時間にわたって操業した場合、非晶
質合金薄帯内に形成された部分的なクラックは勿論のこ
と、瞬間的な破断でさえもその存在を判断することは決
して容易でない。しかしある張力のもとで非晶質合金薄
帯を巻取っている場合、瞬間的な破断でもあるいは部分
的なクラックが存在しても、自明なことであるが、巻取
を持続することはできない。すなわち連続巻取を前提に
することは製板状況に対して極めて厳しい評価を下すこ
とができるのである。
That is, since a large amount of ribbons are created very rapidly in a simple plate making experiment, when operating for a long time, not only partial cracks formed in the amorphous alloy ribbon but also instantaneous fracture Even it is never easy to judge its existence. However, when the amorphous alloy ribbon is wound under a certain tension, it is self-evident that even if there is a momentary break or a partial crack, it is not possible to continue the winding. Can not. In other words, on the assumption of continuous winding, it is possible to make an extremely strict evaluation on the plate making situation.

本発明を得るに至ったいくつかの実験事実を具体的な実
験方法と共に述べる。
Some experimental facts that led to the present invention will be described together with specific experimental methods.

非晶質合金薄帯の安定な製板中における注湯ノズル先端
での溶融金属の溜まり(パドル)形状を詳細に調べたと
ころ、第1図に示すように溶融金属流はスリット開口か
ら冷却ロール面に向ってほぼ直前に射出されて、ロール
面で凝固し製板が進行していた。すなわち特開昭53−53
525号公報に示されている第2図のような、パドルが固
化前面16、後ろリップ13および前リップ14の間で機械的
に支持される状況は観察されなかった。従って、前後の
リップの底面の厚みに関して、本発明者等の操業条件で
はさほど大きな値は必要ないことがわかった。
When the shape of the pool (paddle) of the molten metal at the tip of the pouring nozzle was investigated in detail during the stable plate-making of the amorphous alloy ribbon, the molten metal flow showed from the slit opening to the cooling roll as shown in FIG. It was injected almost immediately before the surface, solidified on the roll surface, and plate making was proceeding. That is, JP-A-53-53
No situation was observed in which the paddle was mechanically supported between the solidified front surface 16, the rear lip 13 and the front lip 14, as in FIG. 2 shown in Japanese Patent No. 525. Therefore, it was found that the thickness of the bottom surface of the front and rear lips need not be so large under the operating conditions of the present inventors.

第3図に本発明の非晶質合金薄帯の製造装置の1例を示
す。図中番号1はタンディッシュ、2はストッパ、3は
注湯パイプ、4は流出ノズル、5はノズルヒータ、6は
出口スロット、7は冷却ロール、8は溶湯溜めである。
流出ノズル4は底壁には出口スロット6を備え、溶湯溜
め8の上方開口でスロット2を介しタンディッシュ1の
内部と連通する。ストッパ2は、溶湯溜め8の閉塞、開
放を司る。
FIG. 3 shows an example of an apparatus for producing an amorphous alloy ribbon according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a tundish, 2 is a stopper, 3 is a pouring pipe, 4 is an outflow nozzle, 5 is a nozzle heater, 6 is an outlet slot, 7 is a cooling roll, and 8 is a molten metal reservoir.
The outlet nozzle 4 has an outlet slot 6 on the bottom wall, and communicates with the inside of the tundish 1 through the slot 2 at the upper opening of the molten metal reservoir 8. The stopper 2 controls closing and opening of the molten metal reservoir 8.

第1図は流出ノズル4の出口スロット6の拡大図であ
り、本発明において特に規定する部分に関するものであ
る。
FIG. 1 is an enlarged view of the outlet slot 6 of the outflow nozzle 4, and particularly relates to the part specified in the present invention.

Fe78Mn1B10Si11の組成(原子%)になる合金を高周波誘
導溶解炉で溶解し、溶湯温度を1300℃に保持した。この
溶湯を第3図に示した非晶質合金薄帯の製造装置の約11
00℃に予熱した内径400mmのタンディッシュ1内に注
ぎ、タンディッシュ1内の溶湯の静鉄圧が0.15kgf/cm2
を超過した時点でストッパ2を引上げ、溶湯を約1350℃
に予熱した流出ノズル4内に注入した。
An alloy having a composition of Fe 78 Mn 1 B 10 Si 11 (atomic%) was melted in a high frequency induction melting furnace and the temperature of the molten metal was kept at 1300 ° C. This molten metal is used in the amorphous alloy ribbon manufacturing apparatus shown in FIG.
It is poured into a tundish 1 with an inner diameter of 400 mm preheated to 00 ° C, and the static iron pressure of the molten metal in the tundish 1 is 0.15 kgf / cm 2
When the temperature exceeds the limit, the stopper 2 is pulled up and the molten metal is heated to about 1350 ° C.
It was injected into the outflow nozzle 4 which was preheated.

その結果、開口スロット6(スロットの幅:0.7mm、前リ
ップの底面厚み:0.7mm、後ろリップの底面厚み:2.5mm)
でのノズル詰りは生ずることなく、また27m/秒で回転す
る冷却ロール7上に流出した溶湯流は、0.35mmのノズル
・ロール間ギャップ内でパドルブレークを生ずることな
く、金属薄帯15の安定した製板が行われた。
As a result, opening slot 6 (slot width: 0.7mm, front lip bottom thickness: 0.7mm, rear lip bottom thickness: 2.5mm)
No nozzle clogging occurred, and the molten metal flow out onto the cooling roll 7 rotating at 27 m / sec did not cause a paddle break in the nozzle-roll gap of 0.35 mm, and the metal ribbon 15 was stabilized. The plate was made.

タンディッシュ1内の溶湯量は操業中常にほぼ0.24kgf/
cm2になるように流量制御したところ、30分間にわたっ
て連続的な製板・巻取が安定に行われたので、注湯を停
止して操業を終了させた。この安定製板過程でのパドル
12の形状は第1図のようであり、前リップ14及び後ろリ
ップ13によって支持されることはなかった。
The amount of molten metal in the tundish 1 is almost 0.24 kgf / during operation.
When the flow rate was controlled to be cm 2 , continuous plate making and winding were stably performed for 30 minutes, so the pouring was stopped and the operation was terminated. Paddle in this stable plate making process
The shape of 12 is as shown in FIG. 1 and was not supported by the front lip 14 and the rear lip 13.

本発明の限定理由を以下に説明する。The reasons for limitation of the present invention will be described below.

注湯ノズルのリップ厚みの下限は主に高温での機械的強
度の必要性から定められる。一般的な注湯ノズルには耐
熱性、機械的強度及び組織の微細さなどの要求から、溶
融石英、窒化珪素又は窒化硼素の焼結体、又は窒化珪素
・窒化硼素の複合焼結体、さらにサイアロンなどのファ
インセラミックス材料が多く用いられている。従って、
あまりに微細な加工を施すことは困難である。一方開口
スロット部としては製板する薄帯の表面性状をよくする
ために、ノズル先端面において確実なスロット形状を確
保しなければならない。これらの必要性から前リップの
厚みの下限として0.2mmに限定する。
The lower limit of the lip thickness of the pouring nozzle is determined mainly by the need for mechanical strength at high temperatures. Due to the requirements of heat resistance, mechanical strength, and fineness of structure, general pouring nozzles have a fused silica, silicon nitride or boron nitride sintered body, or a silicon nitride / boron nitride composite sintered body, and Fine ceramic materials such as sialon are often used. Therefore,
It is difficult to perform too fine processing. On the other hand, as the opening slot portion, in order to improve the surface quality of the thin ribbon to be manufactured, it is necessary to secure a reliable slot shape at the nozzle tip surface. From these requirements, the lower limit of the front lip thickness is limited to 0.2 mm.

一方、前リップ厚みの上限は安定な製板を持続するため
の条件として定められた。すなわち広幅の非晶質合金薄
帯を長時間にわたって製造する場合、未凝固物の極く一
部が飛散して前リップの底面に付着する現象が観察され
た。この付着物は製板開始時の溶湯流の乱れによっても
形成され、時にはノズル底面の大きな付着物が冷却ロー
ル面に接触してノズルを破壊することもあるがこれは注
湯開始時の工夫で対処することができた。
On the other hand, the upper limit of the front lip thickness was set as a condition for maintaining stable plate making. That is, when a wide amorphous alloy ribbon was manufactured for a long time, a phenomenon was observed in which only a part of the unsolidified material was scattered and adhered to the bottom surface of the front lip. These deposits are also formed due to the disturbance of the molten metal flow at the start of plate making, and sometimes large deposits on the bottom of the nozzle contact the cooling roll surface and destroy the nozzle. I was able to deal with it.

しかしながら製板の進行と共に成長する前リップ底面の
付着物がパドル部から出てきたばかりの半溶融状態にあ
る非晶質合金薄帯を自由面側から傷付け、クラックを作
ったり、破断の原因を導入する現象は操業条件の工夫の
みで防止することはできなかった。
However, the deposits on the bottom of the front lip, which grow as the plate making progresses, have just emerged from the paddle part and scratched the amorphous alloy ribbon in the semi-molten state from the free surface side, creating cracks and the cause of fracture. This phenomenon could not be prevented only by devising the operating conditions.

第4図は前リップの厚みを3mmにした場合に、前リップ
底面に形成された付着物の顕微鏡写真の1例である。こ
のような付着物が製板と共に成長して、冷却ロール面に
密着した非晶質合金薄帯の表面を引掻く程になると、第
5図のような凹凸を薄帯表面に形成し、過厚部分での結
晶化及び脆化の原因となることが分った。このような部
分が非晶質合金薄帯に形成されると、連続的な巻取を維
持できないのは言うまでもない。
FIG. 4 is an example of a micrograph of the deposit formed on the bottom surface of the front lip when the thickness of the front lip is 3 mm. When such a deposit grows along with the plate making and scratches the surface of the amorphous alloy ribbon that is in close contact with the cooling roll surface, the unevenness as shown in FIG. It was found to cause crystallization and embrittlement in the thick portion. Needless to say, if such a portion is formed in the amorphous alloy ribbon, continuous winding cannot be maintained.

さらに、この付着物は製板が長時間に及ぶと1mm以上に
も肥大することがあり、ノズル破損や冷却ロール面を傷
付ける原因となった。
In addition, this deposit may grow to 1 mm or more when the plate is made for a long time, which causes damage to the nozzle or damage to the cooling roll surface.

製板過程における付着物の形成現象について詳細な観察
を行ったところ、不思議なことに前リップ底面のスロッ
ト開口部の直近には付着物の生成することはなかった。
開口部のスロット幅およびノズル・ロール間ギャップを
種々変更して実験を試みたところ、製板時間が10分を越
えても付着物の形成される位置はスロット開口部から1.
5mm以下になることはなかった。そこで前リップ底面の
厚みを1.5mm以下にしたところ、前リップ底面に付着物
が形成されることはなくなった。これが前リップ14の底
面の厚みW1を1.5mm以下に限定した理由である。
As a result of detailed observation of the formation phenomenon of deposits during the plate-making process, it was strange that no deposits were formed near the slot opening on the bottom surface of the front lip.
When the experiment was tried by changing the slot width of the opening and the gap between the nozzle and the roll, the position where deposits were formed from the slot opening was 1.
It never fell below 5 mm. Therefore, when the thickness of the bottom surface of the front lip was set to 1.5 mm or less, no deposit was formed on the bottom surface of the front lip. This is the reason why the thickness W 1 of the bottom surface of the front lip 14 is limited to 1.5 mm or less.

前リップの厚みを1.5mm以下の薄さにすれば、これらの
問題は解消することになるが、機械的な強度が不足して
製板中に溶湯流と共に前リップがノズル前方に破損して
しまう。そこで前リップにおいてノズル底面から2mm以
上の高さHにおける前リップの厚みW2は少なくとも1.5m
m以上にすることによって、機械的強度を確保する。
If the thickness of the front lip is less than 1.5 mm, these problems will be solved, but the mechanical strength is insufficient and the front lip is damaged in front of the nozzle along with the molten metal flow during plate making. I will end up. Therefore, the thickness W 2 of the front lip at the height H of 2 mm or more from the bottom surface of the nozzle is at least 1.5 m.
Mechanical strength is secured by making it m or more.

前述したように、安定な製板を継続中においてはパドル
が固化前面、後ろリップおよび前リップの間で機械的に
支持される状況は観察されないことから、後ろリップの
厚みに関してもさほど大きな値は必要ないとして、後ろ
リップの厚みの下限は0.2mmに限定した。
As mentioned above, since the paddle is not mechanically supported between the solidified front face, the rear lip and the front lip during the stable plate making, the thickness of the rear lip is not so large. The lower limit of the thickness of the back lip was limited to 0.2mm as it was not necessary.

後ろリップ厚みの上限は製板上の必要性から決められた
ものではない。安定な製板においてノズル・ロール間ギ
ャップは極めて重要な操業因子であり、多くの場合製板
前および製板中にも、ノズルとロール間の間隔を光学的
な方法で測定し制御されるが、ノズル底面の厚みがあま
りに大きくなると測定精度が低下することになる。そこ
で本発明においては、後ろリップ底面の厚み上限を5mm
に限定する。
The upper limit of the back lip thickness is not determined by the plate-making requirements. The nozzle-roll gap is a very important factor in stable plate making, and in many cases, the nozzle-roll distance is measured and controlled by an optical method before and during plate making. If the thickness of the bottom surface of the nozzle becomes too large, the measurement accuracy will decrease. Therefore, in the present invention, the upper limit of the thickness of the bottom surface of the rear lip is 5 mm.
Limited to

本発明においては注湯スロットの開口幅Wを0.5mmない
し1.5mmに限定した。これはスリットの幅が0.5mmよりも
小さいとノズル詰まりが生じて製板が不可能であり、一
方スリット幅を1.5mmよりも大きくすると、ノズル・ロ
ール間ギャップを小さくしてもスリット開口部からの注
湯量が過大となり、安定な製板を維持するための最適な
板厚である約15ないし30μmの確保が困難になるからで
ある。
In the present invention, the opening width W of the pouring slot is limited to 0.5 mm to 1.5 mm. This is because if the width of the slit is smaller than 0.5 mm, nozzle clogging occurs and plate making is impossible, while if the width of the slit is larger than 1.5 mm, even if the gap between the nozzle and the roll is reduced, the slit opening part This is because the pouring amount of is too large and it is difficult to secure the optimum plate thickness of about 15 to 30 μm for maintaining stable plate making.

単に非結晶合金薄帯を製作するだけならば、50μm以上
の薄帯を製板可能であるが、本発明の目的とする長時間
の安定な製板および連続巻取を前提にすると、板厚の大
きな非結晶合金薄帯における機械的な脆さは致命傷にな
ることが分かった。
If the amorphous alloy ribbon is simply manufactured, it is possible to form a ribbon having a thickness of 50 μm or more. However, if the objective of the present invention is to produce a stable strip for a long time and continuous winding, the sheet thickness It has been found that the mechanical brittleness of large amorphous alloy ribbons in Si is fatal.

本発明では、製板中にノズルのスロットから溶融金属が
硫下する状態で、ノズル先端に形成される湯溜まりがノ
ズル底面に支持されない状態にあることが大切である。
すなわち、湯溜まりがノズル底面を支持すると、特にノ
ズルの前リップを傷つけることになり、得られる非晶質
金属薄帯の表面性状を劣化させるので好ましくないから
である。
In the present invention, it is important that the molten metal formed at the nozzle tip is not supported by the bottom surface of the nozzle while the molten metal is sulphated from the slot of the nozzle during plate making.
That is, if the pool of water supports the bottom surface of the nozzle, the front lip of the nozzle is damaged, and the surface properties of the obtained amorphous metal ribbon are deteriorated, which is not preferable.

また本発明においては、溶融金属の射出圧力を0.1ない
し0.5kgf/cm2に限定した。射出圧力が0.1kgf/cm2以下に
なると、単にノズル詰まりになりやすいだけでなく、パ
ドル部において溶融金属を冷却ロール面に押付ける圧力
が不足するために、パドルとロール面の間に空気の巻き
込みが生じやすくなり、結果的に非晶質合金薄帯ロール
面側の表面性状は満足できなくなった。また0.5kgf/cm2
以上になると、パドル内の溶融金属は前後リップの底面
まで拡がり、リップによって機械的に支持されるような
状況となる。この状態を安定に維持することは極めて困
難であり、パドルブレークとなって安定な製板を続行す
ることができない。特に前リップを傷付けることによっ
て、非晶質合金薄帯の表面性状は顕著に劣化することに
なった。これが射出圧力を0.1ないし0.5kgf/cm2に限定
する理由である。
Further, in the present invention, the injection pressure of the molten metal is limited to 0.1 to 0.5 kgf / cm 2 . When the injection pressure is 0.1 kgf / cm 2 or less, not only is the nozzle clogged easily, but the pressure to press the molten metal against the cooling roll surface at the paddle part is insufficient. Entrapment was apt to occur, and as a result, the surface texture of the amorphous alloy ribbon roll surface side was not satisfactory. Also 0.5kgf / cm 2
With the above, the molten metal in the paddle spreads to the bottom surfaces of the front and rear lips and is mechanically supported by the lips. It is extremely difficult to keep this state stable, and it becomes a paddle break and it is not possible to continue stable plate making. Particularly, by scratching the front lip, the surface property of the amorphous alloy ribbon was remarkably deteriorated. This is the reason for limiting the injection pressure to 0.1 to 0.5 kgf / cm 2 .

さらに本発明においてノズル・ロール間の間隔を0.1な
いし1mmに限定した理由を述べる。広幅の非晶質合金薄
帯を作製する場合、約1300℃に加熱された高温のセラミ
ックス性ノズルチップが、20ないし30m/秒の高速で回転
する冷却ロール表面に接近することになる。一方、ノズ
ル・ロール間の間隔は溶融金属の流出する広幅ノズルの
中央付近で直接に計測することはできないから、ノズル
の端部を利用して計測することになる。さらに製板の開
始とともに冷却ロールの熱膨張が生ずることと考えれ
ば、製板過程でのノズル・ロール間の間隔を0.1mm未満
に制御することは工業的には非現実的であり、ノズル先
端が冷却ロール面に衝突するおそれが高い。またノズル
・ロール間の間隔が1mmを越えると、第1図に示した注
湯流に乱れが生じて非晶質合金薄帯の表面性状は顕著に
劣化した。
Further, the reason why the distance between the nozzle and the roll is limited to 0.1 to 1 mm in the present invention will be described. When making a wide amorphous alloy ribbon, a high temperature ceramic nozzle tip heated to about 1300 ° C approaches the surface of a cooling roll that rotates at a high speed of 20 to 30 m / sec. On the other hand, the distance between the nozzle and the roll cannot be measured directly in the vicinity of the center of the wide nozzle through which the molten metal flows out, so it is measured using the end of the nozzle. Furthermore, considering that thermal expansion of the cooling roll occurs with the start of plate making, it is industrially impractical to control the distance between the nozzle and roll during plate making to less than 0.1 mm. Is likely to collide with the cooling roll surface. When the distance between the nozzle and the roll exceeds 1 mm, the pouring flow shown in FIG. 1 is disturbed and the surface properties of the amorphous alloy ribbon are remarkably deteriorated.

本発明で冷却ロール表面の移動速度は秒速20ないし30m
の限定した。低速側の限定は非晶質合金薄帯を生成する
ために必要な高冷却速度を実現するために行われたもの
であり、一方30m/秒を越える回転速度になると、冷却ロ
ールの引き起こす風圧のためパドルとロール面の間に空
気の巻き込みが生じやすくなり結果的に非晶質合金薄帯
ロール面側の表面性状は満足できなくなった。これが本
発明において冷却ロール表面の移動速度を秒速20ないし
30mに限定する理由である。
In the present invention, the moving speed of the cooling roll surface is 20 to 30 m / sec.
Limited. The limitation on the low speed side was carried out in order to realize the high cooling rate necessary for producing the amorphous alloy ribbon, while at rotational speeds exceeding 30 m / sec, the wind pressure caused by the cooling roll was increased. Therefore, air was apt to be entrapped between the paddle and the roll surface, and as a result, the surface quality of the amorphous alloy ribbon roll surface side could not be satisfied. This is because in the present invention, the moving speed of the cooling roll surface is 20 to 20 seconds per second.
That is why it is limited to 30m.

次に実施例に基いて本発明を説明する。Next, the present invention will be described based on examples.

実施例1 Fe78Mn1B10Si11の組成(原子%)になる合金を高周波誘
導溶解炉で溶解し、溶湯温度を1300℃に保持した。この
溶湯を第3図に示した非晶質合金薄帯の製造装置の約11
00℃に予熱した内径400mmのタンディッシュ1内に注
ぎ、タンディッシュ1内に溶湯の静鉄圧が0.15kgf/cm2
を超過した時点でストッパ2を引上げ、溶湯を約1350℃
に予熱した流出ノズル4内に注入した。
Example 1 An alloy having a composition of Fe 78 Mn 1 B 10 Si 11 (atomic%) was melted in a high frequency induction melting furnace and the temperature of the molten metal was kept at 1300 ° C. This molten metal is used in the amorphous alloy ribbon manufacturing apparatus shown in FIG.
It is poured into a tundish 1 with an inner diameter of 400 mm preheated to 00 ° C, and the static iron pressure of the molten metal in the tundish 1 is 0.15 kgf / cm 2
When the temperature exceeds the limit, the stopper 2 is pulled up and the molten metal is heated to about 1350 ° C.
It was injected into the outflow nozzle 4 which was preheated.

ノズルの先端形状に関しては、開口スリットの幅を0.8m
m、前リップの底面厚みを1.0mm、後ろリップの底面厚み
を4.0mm、および底面からの高さ2mmの位置における前リ
ップ厚みを3mmとしたところ、出口スリット6でのノズ
ル詰りは生ずることなく、また25m/秒で回転する冷却ロ
ール7丈に流出した溶湯流は、0.30mmのノズル・ロール
間ギャップ内でパドルフレークを生じず、安定な製板が
行われた。また製板中にノズルの破損することなく、板
厚約24μmの表面性状に優れた非晶質合金薄帯が製造さ
れた。タンディッシュ1内の溶湯量は操業中常にほぼ0.
24kgf/cm2になるように流量制御したところ、30分間に
わたって連続的な製板・巻取が安定に行われたので、注
湯を停止して操業を終了させた。
Regarding the tip shape of the nozzle, the width of the opening slit is 0.8 m.
m, the bottom thickness of the front lip is 1.0 mm, the bottom thickness of the rear lip is 4.0 mm, and the front lip thickness is 3 mm at a height of 2 mm from the bottom, nozzle clogging at the exit slit 6 does not occur. Further, the molten metal flow that flowed out to the length of the cooling roll 7 rotating at 25 m / sec did not generate paddle flakes in the nozzle-roll gap of 0.30 mm, and stable plate production was performed. Further, an amorphous alloy ribbon having a plate thickness of about 24 μm and excellent surface properties was produced without damaging the nozzle during plate making. The amount of molten metal in the tundish 1 is almost 0 during operation.
When the flow rate was controlled to 24 kgf / cm 2 , continuous plate making and winding were stably performed for 30 minutes, so the pouring was stopped and the operation was terminated.

実施例2 ノズルの先端形状に関しては、開口スリットの幅を0.5m
m、前リップの底面厚みを0.4mm、後ろリップの底面厚み
を2.0mm、および底面からの高さ2mmの位置における前リ
ップ厚みを3mmとしたところ、出口スリット6でのノズ
ル詰りは生ずることなく、また27m/秒で回転する冷却ロ
ール7上に流出した溶湯流は、0.35mmのノズル・ロール
間でギャップ内でパドルブレークを生じず、安定した製
板が行われた。また製板中にノズルに破損することな
く、板厚約19μmの表面性状に優れた非晶質合金薄帯が
製造された。タンディッシュ1内に溶湯量射出圧が操業
中常にほぼ0.21kgf/cm2になるように流量制御したとこ
ろ、30分間にわたって連続的な製板・巻取が安定に行わ
れたので、中湯を停止して操業を終了させた。
Example 2 Regarding the shape of the tip of the nozzle, the width of the opening slit was 0.5 m.
m, the bottom thickness of the front lip is 0.4 mm, the bottom thickness of the rear lip is 2.0 mm, and the front lip thickness is 3 mm at a height of 2 mm from the bottom, the nozzle clogging at the exit slit 6 does not occur. Further, the molten metal flow flowing out onto the cooling roll 7 rotating at 27 m / sec did not cause a paddle break in the gap between the nozzle and the roll of 0.35 mm, and stable plate production was performed. Further, an amorphous alloy ribbon having a plate thickness of about 19 μm and excellent surface properties was produced without damaging the nozzle during plate making. When the flow rate was controlled so that the molten metal injection pressure in the tundish 1 would always be approximately 0.21 kgf / cm 2 during operation, continuous plate making and winding were performed stably for 30 minutes. The operation was stopped and stopped.

比較例1 注湯ノズルの開口スリットの幅を0.2mmとする他は、実
施例1と同様に処理したところ、出口スリット6でのノ
ズル詰りが生じて、製板を開始することができなかっ
た。
Comparative Example 1 When the same process as in Example 1 was performed except that the width of the opening slit of the pouring nozzle was 0.2 mm, nozzle clogging occurred at the exit slit 6 and plate making could not be started. .

比較例2 ノズルの先端形状に関して開口スリットの幅を0.6mm、
前リップの底面厚みを2.0mm、後ろリップの底面厚みを
4.0mm、および底面からの高さ2mmの位置における前リッ
プ厚みを3mmとするほかは、実施例1と同様に処理した
ところ、出口スリット6でのノズル詰りは生ずることな
く、また25m/秒で回転する冷却ロール7上に流出した溶
湯流は、0.40mmのノズル・ロール間ギャップ内でパドル
ブレークを生じず、製板が開始された。板厚約22μmの
非晶質合金薄帯が製造されたが、製板を開始してから約
2分経過した時、製板直後の非晶質合金薄帯が切れ、巻
取りを続行することができなくなったので、操業を中断
した。
Comparative Example 2 Regarding the tip shape of the nozzle, the width of the opening slit is 0.6 mm,
The bottom thickness of the front lip is 2.0 mm, and the bottom thickness of the rear lip is
The same treatment as in Example 1 was performed except that the front lip thickness at the position of 4.0 mm and the height of 2 mm from the bottom surface was 3 mm, and the nozzle clogging at the exit slit 6 did not occur, and at 25 m / sec. The molten metal flowing out onto the rotating cooling roll 7 did not cause a paddle break in the nozzle-roll gap of 0.40 mm, and plate formation was started. Amorphous alloy ribbon with a plate thickness of about 22 μm was produced, but about 2 minutes after the start of plate making, the amorphous alloy ribbon immediately after plate making was cut off and the winding should be continued. I couldn't do that, so I interrupted the operation.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は注湯ノズルの先端形状、ノズル・ロール間の間
隔、射出圧力及び冷却ロール面の移動速度を規定するこ
とにより、注湯ノズル先端でパドルを機械的に指示する
ことなく非晶質合金薄帯を製板するものであって、ノズ
ル詰りやノズル破損の発生なしに、また非晶質合金薄帯
の破断もなく、安定に長時間の連続製板および巻取が可
能になるので工業的な意義は極めて大きい。
The present invention regulates the tip shape of the pouring nozzle, the distance between the nozzle and the roll, the injection pressure and the moving speed of the cooling roll surface, so that the amorphous alloy can be used without mechanically instructing the paddle at the pouring nozzle tip. Since it is a method for producing thin strips, there is no clogging or damage to the nozzles, and there is no breakage of the amorphous alloy strip, which enables stable long-term continuous strip production and winding. Its significance is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の説明図、第2図は従来技術の説明図、
第3図は単ロール法の説明図、第4図は前リップ底面の
付着物の走査電子顕微鏡写真、第5図は非晶質合金薄帯
の表面にできた引掻き傷の部分の断面写真である。 1……タンディッシュ、2……ストッパ 3……注湯パイプ、4……流出ノズル 5……ノズルヒータ、6……出口スロット 7……冷却ロール、8……溶湯溜め 12……パドル、13……後ろリップ 14……前リップ、15……金属薄帯 16……固化前面
FIG. 1 is an explanatory diagram of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional technique,
FIG. 3 is an explanatory view of the single roll method, FIG. 4 is a scanning electron microscope photograph of the deposit on the bottom surface of the front lip, and FIG. 5 is a sectional photograph of a scratched portion formed on the surface of the amorphous alloy ribbon. is there. 1 ... Tundish, 2 ... Stopper 3 ... Pouring pipe, 4 ... Outflow nozzle 5 ... Nozzle heater, 6 ... Exit slot 7 ... Cooling roll, 8 ... Molten pool 12 ... Paddle, 13 ... … Back lip 14 …… Front lip, 15 …… Metallic ribbon 16 …… Solid front

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶融合金をスリット状の開口スロットを有
する注湯ノズルを介して高速回転する冷却ロール直上に
射出し、急冷凝固させて非晶質合金薄帯を製造するに際
し、下記条件にてノズルのスロットから溶融金属が流下
する状態で製造することを特徴とする非晶質合金薄帯の
製造方法。 開口スロットのスリット幅を0.5ないし1.5mm、前リ
ップの底面厚みを0.2ないし1.5mm、および後ろリップの
底面厚みを0.2ないし5mmとする。 溶融金属の射出圧力を0.1ないし0.5kgf/cm2とす
る。 かつノズル・ロール間の間隔を0.1ないし1mmとす
る。 冷却ロール表面の移動速度を秒速20ないし30mとす
る。 前リップの底面から2mm以上の高さにおける厚みを
少なくとも1.5mm以上とする。
1. A molten alloy is injected directly above a cooling roll rotating at a high speed through a pouring nozzle having a slit-shaped opening slot and rapidly cooled and solidified to produce an amorphous alloy ribbon under the following conditions. A method for producing an amorphous alloy ribbon, which is characterized in that the molten metal is produced from a slot of a nozzle. The slit width of the opening slot is 0.5 to 1.5 mm, the bottom thickness of the front lip is 0.2 to 1.5 mm, and the bottom thickness of the rear lip is 0.2 to 5 mm. The injection pressure of molten metal is 0.1 to 0.5 kgf / cm 2 . And the distance between the nozzle and roll is 0.1 to 1 mm. The moving speed of the cooling roll surface is 20 to 30 m / sec. The thickness of the front lip at a height of 2 mm or more from the bottom surface is at least 1.5 mm or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5353525A (en) * 1976-10-22 1978-05-16 Allied Chem Method and device for continuously casting metal strip

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JPS5353525A (en) * 1976-10-22 1978-05-16 Allied Chem Method and device for continuously casting metal strip

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