JPH07303946A - Manufacture of irregular cross-section thin strip and nozzle for its manufacturing - Google Patents
Manufacture of irregular cross-section thin strip and nozzle for its manufacturingInfo
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- JPH07303946A JPH07303946A JP9755694A JP9755694A JPH07303946A JP H07303946 A JPH07303946 A JP H07303946A JP 9755694 A JP9755694 A JP 9755694A JP 9755694 A JP9755694 A JP 9755694A JP H07303946 A JPH07303946 A JP H07303946A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、急冷凝固法による薄帯
板幅方向での板厚の分布が存在する薄帯、いわゆる異形
断面の金属または合金(以下、単に「金属」という)の
薄帯の製造方法および製造用ノズルに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin ribbon having a distribution of sheet thickness in the width direction of a thin strip by a rapid solidification method, that is, a thin metal or alloy having a so-called irregular cross section (hereinafter simply referred to as "metal"). The present invention relates to a method for manufacturing a band and a nozzle for manufacturing.
【0002】[0002]
【従来の技術】急冷凝固法により幅の広い金属薄帯を製
造する方法の1つとして、特開昭53−133531号
公報に記載の発明がある。この方法は、円形の多孔ノズ
ルを移動する冷却基板(通常、回転ロール、ドラムの外
周または内周)の表面に噴出衝突させ、基板上で溶融金
属を広げることによって隣り合う溶融金属を一体化さ
せ、幅広の金属薄帯を製造しようとするものである。2. Description of the Related Art As one of the methods for producing a wide metal ribbon by a rapid solidification method, there is an invention described in JP-A-53-133531. In this method, a circular multi-hole nozzle is jetted and impinges on the surface of a moving cooling substrate (usually the outer or inner circumference of a rotating roll or drum), and the molten metal is spread on the substrate to integrate adjacent molten metals. , To produce a wide metal ribbon.
【0003】前記公報には開示されていないが、この方
法は、ノズル孔の径や間隔、噴出圧、ノズルと基板の間
隔、基板移動速度等の制御次第では幅広の薄帯のみなら
ず細線を多数本製造することも可能である。そこで、本
発明者らは、この技術を用いて、異形断面薄帯の製造の
可能性について種々検討を試みたが、溶湯の重なりが不
十分ですだれ状に透けた部分ができたり、あるいは幅方
向の厚みの同期性が悪い等の理由により形状に規則性が
ない薄帯しか得られなかった。Although not disclosed in the above-mentioned publication, this method is not limited to a wide ribbon and a thin wire depending on the control of the diameter and interval of the nozzle hole, the ejection pressure, the interval between the nozzle and the substrate, the substrate moving speed, and the like. It is also possible to manufacture a large number. Therefore, the inventors of the present invention tried various studies on the possibility of manufacturing a ribbon having an irregular cross section by using this technique, but the overlapping of the molten metal was insufficient and a transparent portion was formed in a droop shape, or the width was wide. Only thin ribbons having no regularity in shape were obtained due to poor synchronism of thickness in the directions.
【0004】本発明者らは、このような従来の問題を取
り除くために、特開昭63−149053号公報におい
て新しい鋳造方法を既に提案した。この従来方法は、図
5に示すような個々の開口2の形状が長方形であるノズ
ル3を用いて異形断面薄帯を製造する方法であって、図
6に示す単ロール急冷凝固薄帯製造装置において、ルツ
ボ8の下部に図5に示すようなノズル3を設け、加熱装
置7で溶解した溶融金属6を高速回転している冷却ロー
ル4の表面に噴出し、異形断面薄帯とする方法である。
すなわち、この方法は、長方形からなる開口を冷却基板
の板幅方向に複数配置したノズルを用い、個々の開口と
冷却基板間に形成する溶融金属の湯溜り(以下、「パド
ル」という)を冷却基板移動方向に直角な方向で一体化
し、ノズルの開口に相当する位置でノズルの開口間に相
当する位置に比べて板厚を大きくした薄帯とすることに
より異形断面薄帯を得る方法である。The present inventors have already proposed a new casting method in Japanese Patent Laid-Open No. 63-149053 in order to eliminate such a conventional problem. This conventional method is a method for manufacturing a ribbon having an irregular cross section by using a nozzle 3 in which each of the openings 2 has a rectangular shape as shown in FIG. 5, and a single roll rapid solidification ribbon manufacturing apparatus shown in FIG. 5, a nozzle 3 as shown in FIG. 5 is provided below the crucible 8 and the molten metal 6 melted by the heating device 7 is jetted onto the surface of the cooling roll 4 which is rotating at a high speed to form a ribbon having an irregular cross section. is there.
That is, this method uses a nozzle in which a plurality of rectangular openings are arranged in the plate width direction of the cooling substrate to cool a molten metal pool (hereinafter referred to as “paddle”) formed between each opening and the cooling substrate. This is a method of obtaining a modified cross-section thin ribbon by integrating it in a direction perpendicular to the substrate movement direction and forming a thin ribbon at a position corresponding to the nozzle opening and having a plate thickness larger than that between positions corresponding to the nozzle openings. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭63−149053号公報に記載の方法を用いて安
定して異形断面薄帯を製造するには、以下の点をさらに
改善する必要があった。すなわち、得られる薄帯のロー
ル面に、冷却基板移動方向に沿った窪み状欠陥(以下、
「筋状欠陥」という)がときどき発生した。この筋状欠
陥は、用いるノズルの開口間に相当するところで発生す
るが、前述した個々のパドルのつなぎ目において、優先
的に雰囲気ガスを巻き込むことにより生成する。However, it is necessary to further improve the following points in order to stably produce a modified cross-section ribbon by using the method described in JP-A-63-149053. It was That is, on the roll surface of the obtained ribbon, a dent defect (hereinafter,
Occasionally, "streak defects" occurred. This streak-like defect is generated at a position corresponding to the opening of the nozzle used, but is generated by preferentially drawing in the atmospheric gas at the joint between the individual paddles.
【0006】以下に、この筋状欠陥の形成の仕方につい
て説明する。図6は、単ロール急冷凝固製造装置であ
り、図7はこの装置のノズルおよびロール表面付近での
溶融試料の挙動を拡大した模式図である。ノズル3を介
して溶融試料をロール表面に噴出すると、ノズル開口と
ロール表面間に前述のパドル9が形成される。このパド
ルの直下、ロール表面上で薄帯5が形成する。図7は、
鋳造の様子を横から見た模式図であり、パドルは複数の
ノズル開口のうち1個の開口とロール表面に形成するパ
ドルを示している。The method of forming the streak defects will be described below. FIG. 6 is a single roll rapid solidification production apparatus, and FIG. 7 is an enlarged schematic view of the behavior of the molten sample in the vicinity of the nozzle and roll surface of this apparatus. When the molten sample is jetted onto the roll surface through the nozzle 3, the above-mentioned paddle 9 is formed between the nozzle opening and the roll surface. Immediately below the paddle, a thin strip 5 is formed on the roll surface. Figure 7
FIG. 3 is a schematic view of the state of casting as seen from the side, and the paddle shows one of a plurality of nozzle openings and a paddle formed on the roll surface.
【0007】さらに、この鋳造の様子を上から透過して
見た模式図を、図8に示す。図8中、個々のノズル開口
2は点線で示しているが、これらの開口のまわりには一
体化したパドル9が形成され、このパドル9の直下に薄
帯5が形成される。一体化したパドルのロール回転方向
に対する後方での輪郭はほぼ一直線状になるが、時々ノ
ズル開口間で完全な直線とはならず、僅かなへこみ10
が形成される。このようなへこみ10が形成されると、
ここで移動するロールが持ち込む雰囲気ガスを優先的に
パドルとロール表面間に巻き込み、薄帯のロール面に筋
状欠陥11が形成される。このような筋状欠陥は、例え
ば磁気シールド材や床材、さらにはパイプ状に成形して
熱の放散、吸収材等に用いる際、強度の劣化を招くので
好ましくない。Further, FIG. 8 shows a schematic view of the state of this casting seen through from above. In FIG. 8, the individual nozzle openings 2 are shown by dotted lines, but integrated paddles 9 are formed around these openings, and a ribbon 5 is formed immediately below the paddles 9. The contour of the integrated paddle in the rear direction with respect to the roll rotation direction is almost a straight line, but sometimes it is not a perfect straight line between the nozzle openings, and a slight dent 10
Is formed. When such a dent 10 is formed,
Atmosphere gas brought in by the moving roll is preferentially drawn between the paddle and the roll surface, and the streak defects 11 are formed on the roll surface of the ribbon. Such streak-like defects are not preferable because they lead to deterioration in strength when used as a magnetic shield material, floor material, pipe-shaped heat dissipation material, absorbent material, or the like.
【0008】本発明は、このような異形断面薄帯の製造
の障害となっていた筋状欠陥の発生を抑制し、良好な異
形断面薄帯を製造する方法および製造用ノズルを提供す
ることを目的としている。The present invention suppresses the generation of streak defects, which has been an obstacle to the production of such irregularly shaped cross-section ribbons, and provides a method and a manufacturing nozzle for producing good irregularly-shaped cross-section ribbons. Has an aim.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、以
下の構成をその要旨としている。(1)長辺が冷却基板
の進行方向に並行するように設けた複数個の開口を、冷
却基板の移動方向に対して直角に配置し、さらに、冷却
基板に対向する側のみに、少なくとも前記開口部および
開口間隔部全体にわたる一定の深さの窪みを設けたノズ
ルを、冷却基板に対向して設け、前記ノズルから溶融金
属を冷却基板の表面に噴出させ、急冷凝固させることを
特徴とする異形断面薄帯の製造方法、(2)ノズルの冷
却基板に対向する側に設けた窪みの深さd0が0.05
mm以上、ノズル上部の複数の開口の冷却基板移動方向
前端からの長さd1および後端からの長さd2が、いず
れも3mm以下、さらに、ノズル上部の複数の開口のう
ち最両端の開口の外端からの長さd3およびd4が、い
ずれも1mm以下であることを特徴とする上記(1)に
記載の異形断面薄帯の製造方法、(3)ノズルの個々の
開口の冷却基板移動方向の長さaが1〜20mm、冷却
基板移動方向に直角な方向の長さbが0.2〜5.0m
m、個々の開口の間隔cが0.2〜2.0mmでa>b
なる矩形状であり、かつ、冷却基板と対向する側のみに
設けた窪みの深さd0が0.05mm以上、ノズル上部
の複数の開口の冷却基板移動方向前端からの長さd1お
よび後端からの長さd2が、いずれも3mm以下、さら
に、ノズル上部の複数の開口のうち最両端の開口の外端
からの長さd3およびd4が、いずれも1mm以下であ
ることを特徴とする異形断面薄帯の製造用ノズル。Means and Actions for Solving the Problems The gist of the present invention is as follows. (1) A plurality of openings provided so that their long sides are parallel to the traveling direction of the cooling substrate are arranged at right angles to the moving direction of the cooling substrate, and further, at least on the side facing the cooling substrate, A nozzle provided with a recess having a constant depth over the opening and the opening interval is provided so as to face the cooling substrate, and the molten metal is ejected from the nozzle onto the surface of the cooling substrate for rapid solidification. (2) The depth d 0 of the recess provided on the side of the nozzle facing the cooling substrate is 0.05.
mm or more, the length d 1 from the front end and the length d 2 from the rear end of the plurality of openings in the upper part of the nozzle in the cooling substrate moving direction are both 3 mm or less, and further, Lengths d 3 and d 4 from the outer ends of the openings are both 1 mm or less, (3) The method for manufacturing a modified cross-section ribbon, (3) The individual openings of the nozzles. The length a in the cooling substrate moving direction is 1 to 20 mm, and the length b in the direction perpendicular to the cooling substrate moving direction is 0.2 to 5.0 m.
m, the distance c between individual openings is 0.2 to 2.0 mm, and a> b
And the depth d 0 of the recess provided only on the side facing the cooling substrate is 0.05 mm or more, the length d 1 from the front end of the plurality of openings in the nozzle upper part in the cooling substrate moving direction and the rear All of the lengths d 2 from the end are 3 mm or less, and further, the lengths d 3 and d 4 from the outer ends of the openings at the outermost ends of the plurality of openings on the nozzle are both 1 mm or less. A characteristic nozzle for manufacturing thin ribbon.
【0010】以下に、本発明を詳細に説明する。まず、
本発明のノズルを図1に模式的に示す。図1の(b)は
ノズルを横から見た図で、実際に鋳造に用いる際は
(b)の下方に冷却基板がくるようにする。図1の
(a)および(c)は、それぞれ、ノズルの上方および
下方から見た図である。本発明のノズルは、図1からわ
かるように、ノズル3の冷却基板に面した側のみに窪み
1を有することを特徴とする。このような窪みを有する
ノズルを用いて、溶融金属を移動する冷却基板の表面に
噴出して鋳造することにより、筋状欠陥のない異形断面
薄帯の製造が可能となった。The present invention will be described in detail below. First,
The nozzle of the present invention is schematically shown in FIG. FIG. 1B is a view of the nozzle as seen from the side. When actually used for casting, the cooling substrate is placed below the position shown in FIG. 1B. 1A and 1C are views seen from above and below the nozzle, respectively. As can be seen from FIG. 1, the nozzle of the present invention is characterized by having a recess 1 only on the side of the nozzle 3 facing the cooling substrate. By using the nozzle having such a depression to eject the molten metal onto the surface of the moving cooling substrate to perform casting, it is possible to manufacture a ribbon having a deformed cross section without streak defects.
【0011】本発明ノズルを用いることにより、異形断
面薄帯のロール面に筋状欠陥が生成しなくなる理由は、
以下のように考えられる。すなわち、ノズル上部の複数
の開口2から噴出された溶融試料は、ノズル下部に設け
た窪み1のところで、冷却基板移動方向に直角な方向で
お互いにつながり合ってパドルの一体化が起こり易くな
り、一体化したパドルにはもはや雰囲気ガスを優先的に
巻き込むところは消滅してしまうために筋状欠陥は生成
しなくなる。なお、理由については後述するが、上部の
複数の開口と下部の窪みはノズル部材として一体に設け
る必要がある。By using the nozzle of the present invention, the reason why streak defects are not produced on the roll surface of the ribbon having an irregular cross section is as follows.
It can be considered as follows. That is, the molten samples ejected from the plurality of openings 2 on the upper part of the nozzle are connected to each other at the recess 1 provided on the lower part of the nozzle in a direction perpendicular to the moving direction of the cooling substrate, and the paddles are easily integrated. Since the place where the atmospheric gas is preferentially involved in the integrated paddle disappears, the streak-like defect is not generated. Although the reason will be described later, it is necessary to integrally provide the plurality of openings in the upper part and the depressions in the lower part as a nozzle member.
【0012】窪み1の寸法を上記のように数値限定した
理由を以下に述べる。すなわち、図1(b)に示す窪み
の深さd0を0.05mm以上としたが、これはd0の
値が0.05mm未満では、筋状欠陥の生成を抑制する
効果がほとんど認められないことによる。すなわち、図
2に示すように、d0の値が0.05mm未満では筋状
欠陥の発生率が10%以上さらには20%以上と高くな
る。これは、d0の値が0.05mm未満では、ノズル
下部に窪みを設けてもノズル上部の複数の開口に形成す
る個々のパドルは一体化するが、これら個々のパドルの
つなぎ目において優先的に雰囲気ガスをも巻き込み易い
ためである。さらに、図2からわかるように、d0の値
が0.5mm以上となると、筋状欠陥は皆無となること
から、d0の値は0.5mm以上とすることが好まし
い。The reason why the dimension of the recess 1 is limited to the above numerical values will be described below. That is, the depth d 0 of the depression shown in FIG. 1B was set to 0.05 mm or more. However, when the value of d 0 is less than 0.05 mm, the effect of suppressing the generation of streak defects is almost recognized. It depends. That is, as shown in FIG. 2, when the value of d 0 is less than 0.05 mm, the occurrence rate of streak defects is as high as 10% or more and further 20% or more. This is because when the value of d 0 is less than 0.05 mm, the individual paddles formed in the plurality of openings in the upper part of the nozzle are integrated even if a depression is provided in the lower part of the nozzle, but at the joints of these individual paddles, it is preferentially performed. This is because the atmospheric gas is also easily involved. Further, as can be seen from FIG. 2, when the value of d 0 is 0.5 mm or more, there are no streak-like defects, so the value of d 0 is preferably 0.5 mm or more.
【0013】また、d0の値がノズルの厚さに達しては
異形断面薄帯の製造が不可能となるので、d0の値は用
いるノズルの厚さ未満とすることは言うまでもない。本
発明において、ノズルの厚さは特に規定しないが、ノズ
ルの厚さがあまり大きくなると、ノズル開口の加工や鋳
造前のノズル予熱に手間がかかるようになるので、ノズ
ルの厚さをあまり厚くするのは好ましくない。ノズルの
厚さは、およそ20mm以下が好ましい。一方、d0の
値は、ノズル上部の複数の開口の強度を考慮して、大き
くてもノズル厚さより数mm小さい値とすることが好ま
しい。Further, since it is impossible to manufacture a ribbon having an irregular cross section when the value of d 0 reaches the thickness of the nozzle, it goes without saying that the value of d 0 is less than the thickness of the nozzle used. In the present invention, the thickness of the nozzle is not particularly specified, but if the thickness of the nozzle becomes too large, it takes time to process the nozzle opening and preheat the nozzle before casting, so make the thickness of the nozzle too thick. Is not preferable. The thickness of the nozzle is preferably about 20 mm or less. On the other hand, it is preferable that the value of d 0 be a value smaller than the thickness of the nozzle by several mm even if it is large, in consideration of the strength of the openings above the nozzle.
【0014】次に、窪み1の冷却基板移動方向における
長さとして、ノズル上部の複数の開口の冷却基板移動方
向前端から長さd1および後端からの長さd2を、いず
れも3mm以下と限定した理由は下記の通りである。ま
ず、ここで言う「ノズル上部の複数の開口の冷却基板移
動方向前端からの長さd1および後端からの長さd2」
とは、図1(c)に示すそれぞれd1およびd2の長さ
である。これらd1,d2の値の範囲をいずれも3mm
以下としたのは、図3に示すように、3mm超とすると
筋状欠陥の発生率が20%以上と高くなるためである。
また、d1,d2の値を3mm以上とすると、もはやノ
ズル下部に窪みを設けないのと同じことになるものと考
えられる。すなわち、一体化したパドルの個々のパドル
のつなぎ目において優先的に雰囲気ガスを巻き込むよう
になるため、筋状欠陥が生成するようになる。なお、d
1およびd2の値はこの範囲内であれば同じ値として
も、あるいは異なる値としてもかまわない。Next, as the length of the depression 1 in the direction of movement of the cooling substrate, the length d 1 from the front end of the plurality of openings in the upper part of the nozzle in the direction of movement of the cooling substrate and the length d 2 from the rear end thereof are both 3 mm or less. The reason for limiting is as follows. First, here, “the length d 1 from the front end and the length d 2 from the rear end of the plurality of openings in the upper part of the nozzle in the cooling substrate moving direction” are used.
Are the lengths of d 1 and d 2 shown in FIG. 1 (c), respectively. The range of these d 1 and d 2 values is 3 mm
The reason for the following is that, as shown in FIG. 3, if the thickness exceeds 3 mm, the occurrence rate of streak defects becomes as high as 20% or more.
Further, it is considered that setting the values of d 1 and d 2 to 3 mm or more is the same as not forming a depression in the lower portion of the nozzle. That is, since the atmospheric gas is preferentially drawn in at the joint between the individual paddles of the integrated paddle, streak defects are generated. Note that d
The values of 1 and d 2 may be the same value or different values within this range.
【0015】さらに、ノズル下面の窪み1の冷却基板移
動方向に直角な方向の長さとして、ノズル上部の複数の
開口のうち最両端の開口の外端からの長さd3,d
4を、いずれも1mm以下と限定した。ここで言う「ノ
ズル上部の複数の開口のうち最両端の開口の外側との差
d3,d4」とは、図1(c)に示すd3,d4の長さ
である。これらd3およびd4の値の範囲をいずれも1
mm以下と限定したのは、いずれも1mm超とすると、
得られる薄帯の両エッジ部で板厚が薄くなるためであ
る。なお、d3およびd4の値は、この範囲内で同じ値
とすることが好ましい。Further, as the length of the depression 1 on the lower surface of the nozzle in the direction perpendicular to the moving direction of the cooling substrate, the lengths d 3 and d from the outer ends of the openings at the extreme ends of the plurality of openings in the upper portion of the nozzle.
4 was limited to 1 mm or less. The “differences d 3 and d 4 from the outermost ends of the plurality of openings in the upper part of the nozzle with the outside” are the lengths d 3 and d 4 shown in FIG. 1C. The range of the values of d 3 and d 4 is 1
What was limited to less than or equal to mm is that if both are over 1 mm,
This is because the plate thickness becomes thin at both edge portions of the obtained ribbon. The values of d 3 and d 4 are preferably the same within this range.
【0016】窪み1の寸法は、その他の鋳造条件に伴い
上記範囲内で最適な値を適宜選択すればよい。なお、実
際に用いるノズルの寸法に関して、最適な値の組み合わ
せは実施例において具体的に示す。The size of the depression 1 may be appropriately selected within the above range according to other casting conditions. It should be noted that the optimum combination of values for the dimensions of the nozzles actually used will be specifically shown in the examples.
【0017】本発明のノズルは、図4に示すような複数
の開口からなる上部と矩形孔からなる下部が分離された
ものであってはならない。実際に鋳造する際、ノズルは
高温のまま維持されるが、この時、ノズルは熱膨脹によ
り変形し易い。図4に示すような、2つのノズルを重ね
合わせたノズルとすると、熱膨脹により上部は変形し難
いが、下部の矩形孔が長手方向中央部で狭くなったり、
あるいは広くなったりして、上部の複数の開口との接続
に支障をきたしたりする。The nozzle of the present invention should not have an upper part composed of a plurality of openings as shown in FIG. 4 and a lower part composed of rectangular holes separated from each other. During actual casting, the nozzle is maintained at a high temperature, but at this time, the nozzle is easily deformed due to thermal expansion. When a nozzle in which two nozzles are overlapped as shown in FIG. 4 is used, the upper portion is less likely to be deformed due to thermal expansion, but the lower rectangular hole is narrowed in the central portion in the longitudinal direction.
Alternatively, it may become wider, which may hinder the connection with the openings in the upper part.
【0018】ノズル上部の複数の開口形状を規定するパ
ラメータは、図5に示す個々の開口2の冷却基板移動方
向の長さa、冷却基板移動方向に直角な方向の長さbお
よび個々の開口の間隔cである。The parameters that define the shape of the plurality of openings in the upper part of the nozzle are the length a in the cooling substrate moving direction of each opening 2 shown in FIG. 5, the length b in the direction perpendicular to the cooling substrate moving direction, and the individual openings. Is the interval c.
【0019】各パラメータの大きさの範囲について説明
すると、aは1〜20mmで、好ましくは1〜10mm
の範囲である。bは0.2〜5.0mmの範囲で、好ま
しくは0.2〜2.0mmの範囲である。また、cは
0.2〜2.0mmの範囲である。ここで重要なことは
開口の形状がa>bにすることである。a>bにするこ
とにより、溶融金属の表面張力に打ち勝って個々の開口
から噴出された溶融金属を一体化し、板幅方向で規則的
に厚さの異なる異形断面薄帯の製造が可能となる。Explaining the range of the size of each parameter, a is 1 to 20 mm, preferably 1 to 10 mm.
Is the range. b is in the range of 0.2 to 5.0 mm, preferably 0.2 to 2.0 mm. Further, c is in the range of 0.2 to 2.0 mm. What is important here is that the shape of the opening is a> b. By setting a> b, the molten metal ejected from the individual openings can be integrated by overcoming the surface tension of the molten metal, and it becomes possible to manufacture a ribbon having a deformed cross section with a regular thickness different in the plate width direction. .
【0020】各パラメータの大きさの範囲について以下
に説明する。aの値が1mm未満の場合、かなり大きな
噴出圧を用いても、個々の開口からの溶融金属を安定し
た一体化するのは困難となる。一方、このaの値が20
mmを超えると、溶融金属の流量に対して冷却が不充分
となり、形状の良い薄帯の製造が困難となる。The range of the size of each parameter will be described below. When the value of a is less than 1 mm, it becomes difficult to stably integrate the molten metal from the individual openings even if a considerably large ejection pressure is used. On the other hand, the value of this a is 20
If it exceeds mm, the cooling becomes insufficient with respect to the flow rate of the molten metal, and it becomes difficult to produce a thin ribbon having a good shape.
【0021】bの値はaの値によってa>bとなるよう
に設定するが、bの値が5.0mmを超えるとaの値を
大きくしても個々の開口から溶融金属を安定して一体化
するのは困難であった。bの値の範囲の下限は開口の加
工上、0.2mm未満とすると困難となることから設け
たものである。cは各開口から噴出された溶融金属を一
体化させ、異形断面薄帯とするために前述のaおよびb
同様、重要なパラメータである。このcの値が2.0m
mを超えると、かなり大きな噴出圧を用いても個々の開
口からの溶融金属を安定して一体化するのは困難とな
る。cの値の下限は、bの場合と同様に開口の加工上の
困難さから制限を設けたものである。The value of b is set so that a> b depending on the value of a. However, if the value of b exceeds 5.0 mm, the molten metal can be stabilized from the individual openings even if the value of a is increased. It was difficult to integrate. The lower limit of the range of the value of b is provided because it becomes difficult to set it to less than 0.2 mm due to processing of the opening. c is the above-mentioned a and b in order to integrate the molten metal ejected from each opening into a thin ribbon of irregular cross section.
It is also an important parameter. The value of this c is 2.0m
When it exceeds m, it becomes difficult to stably integrate the molten metal from the individual openings even if a considerably large ejection pressure is used. As with the case of b, the lower limit of the value of c is limited due to the difficulty in processing the opening.
【0022】また、本発明の方法において採用される基
本的な製造装置は、溶融金属をノズルを介して冷却基板
の上に噴出し、熱的接触によって急冷凝固させる、液体
急冷装置のうち、いわゆる単ロール装置である。勿論、
ドラムの内壁を使う遠心急冷装置、エンドレスタイプの
ベルトを使う装置、これらの改良型、例えば補助ロー
ル、ロール表面温度制御装置を付属させたもの、あるい
は減圧下ないし真空中または不活性ガス中での鋳造も含
まれる。The basic manufacturing apparatus adopted in the method of the present invention is a so-called liquid quenching apparatus of the liquid quenching apparatus in which molten metal is jetted onto a cooling substrate through a nozzle and rapidly cooled and solidified by thermal contact. It is a single roll device. Of course,
Centrifugal quenchers using the inner wall of the drum, devices using endless belts, improved versions of these, such as auxiliary rolls, roll surface temperature control equipment, or under reduced pressure or in vacuum or in inert gas. Casting is also included.
【0023】次に、本発明の方法において採用される鋳
造条件および具体的な鋳造の作業について説明する。溶
融金属の噴出圧力は0.01〜3kg/cm2、ロール
の回転速度(表面速度)は5〜60m/秒の範囲であ
る。これらの条件は、目的とする薄帯の板圧やその他の
製造条件に合わせて最適な値を選択する。鋳造作業とし
て、溶解開始前に予め鋳造時を想定してノズルとロール
との最適な間隔位置を設定し、その後一旦、金属溶解用
のワークコイル内にルツボを移動させてから金属を溶解
する。そして、溶解後ロール回転、噴出圧力を設定した
後、再び予め設定しておいたロールとの最適間隔位置に
ルツボを戻し、鋳造を開始する。このため、ワークコイ
ルの位置はロール表面から少し離れた位置とするのが好
ましい。Next, the casting conditions adopted in the method of the present invention and the concrete casting work will be described. The ejection pressure of the molten metal is 0.01 to 3 kg / cm 2 , and the rotation speed (surface speed) of the roll is in the range of 5 to 60 m / sec. Optimum values are selected for these conditions in accordance with the target strip pressure and other manufacturing conditions. As a casting operation, the optimum gap position between the nozzle and the roll is set in advance before the start of melting, assuming the time of casting, and then the crucible is once moved into the work coil for melting the metal and then the metal is melted. After the melting, the roll is rotated and the jet pressure is set, and then the crucible is returned to the preset optimum gap position with the roll to start casting. For this reason, the position of the work coil is preferably set at a position slightly away from the roll surface.
【0024】[0024]
【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに説明す
る。表1に示す各種のノズルを用いて、大気中単ロール
薄帯製造装置により異形断面薄帯を製造した。チャージ
NO.1〜14は本発明であり、チャージNO.15〜
18は比較例である。用いた冷却ロールは銅製であり、
直径が300mm、幅が50mmである。金属溶解方式
は高周波誘導である。表1に示した以外のそのほかの鋳
造条件は、下記の通りである。 溶解成分:Fe−Si6.5−B12−C1(アモルフ
ァス合金) 溶融金属の重量:100g ルツボ、ノズル材質:透明石英 ノズル上部の開口形状:開口両最端間の距離(図5の
L):約25mm ノズル上部の開口個数:23個 ロール表面速度:22m/s ノズルギャップ:0.3mm 噴出圧:チャージNO.14は0.5kg/cm2、そ
の他のチャージは0.3kg/cm2 EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples. Using the various nozzles shown in Table 1, an irregular-shaped cross-section ribbon was produced by an in-air single-roll ribbon producing apparatus. Charge NO. Nos. 1 to 14 are the present invention, and charge NO. 15 ~
18 is a comparative example. The cooling roll used is made of copper,
The diameter is 300 mm and the width is 50 mm. The metal melting method is high frequency induction. Other casting conditions than those shown in Table 1 are as follows. Melting component: Fe-Si 6.5 -B 12 -C 1 (amorphous alloy) Weight of molten metal: 100 g crucible, nozzle material: transparent quartz Aperture shape at the top of the nozzle: Distance between both ends of the aperture (L in FIG. 5) ): Approximately 25 mm Number of openings above the nozzle: 23 Roll surface speed: 22 m / s Nozzle gap: 0.3 mm Jet pressure: Charge NO. 14 is 0.5kg / cm 2, the other charge is 0.3kg / cm 2
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【0026】結果として、いずれのチャージとも幅がお
よそ25mmの薄帯が得られた。得られた薄帯の自由表
面を良く観察してみると、板幅方向に板厚が規則的に変
化した異形断面積であった。すべての薄帯について、拡
大投影機を用いて薄帯のロール面について筋状欠陥の有
無を調査した。筋状欠陥が観察された薄帯に関しては、
その長さを測定し、薄帯全体の長さに対する比を求め、
筋状欠陥発生率として整理した。その結果を表1に示
す。なお、筋状欠陥が薄帯板幅方向で発生していた場合
はすべての筋状欠陥の総長さを発生した筋状欠陥の長さ
とした。As a result, a ribbon having a width of about 25 mm was obtained for each of the charges. When the free surface of the obtained ribbon was observed carefully, it was a modified cross-sectional area in which the plate thickness was regularly changed in the plate width direction. For all ribbons, a magnifying projector was used to examine the roll surface of the ribbons for the presence of streak defects. Regarding the ribbon in which streak defects were observed,
Measure the length, find the ratio to the length of the entire ribbon,
The occurrence rate of streak defects was arranged. The results are shown in Table 1. In addition, when the streak defects were generated in the width direction of the thin strip, the total length of all the streak defects was defined as the length of the generated streak defects.
【0027】また、すべての薄帯について、薄帯の長
さ、最大板厚、平均板厚および板幅を測定し、これらの
データを同じく、表1に示した。なお、最大板厚はマイ
クロメーターで求めた値で、平均板厚は合金の密度
(7.26g/cm3)、板幅および長さから算出した
値である。Further, with respect to all the ribbons, the length of the ribbon, the maximum thickness, the average thickness and the width were measured, and these data are also shown in Table 1. The maximum plate thickness is a value obtained by a micrometer, and the average plate thickness is a value calculated from the alloy density (7.26 g / cm 3 ), the plate width and the length.
【0028】表1からわかるように、本発明例の全ての
チャージの薄帯とも筋状欠陥の発生率が10%未満と低
く、良好な異形断面積であった。一方、比較例に示すよ
うな条件で鋳造した場合、いずれのチャージとも筋状欠
陥の発生率は10%以上と高い値を示した。As can be seen from Table 1, the occurrence rate of streak defects was as low as less than 10% in all the ribbons of all the charges of the present invention, and the cross-sectional area was good. On the other hand, when casting was performed under the conditions as shown in the comparative example, the occurrence rate of streak defects was as high as 10% or more with any of the charges.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単ロール法などの連続液体急冷法において、特定された
形状および寸法のノズルを用いることにより、形状の優
れた異形断面薄帯が得られる。異形断面薄帯は、例え
ば、表面に凹凸を持つ磁気材料は平坦な表面の薄帯に比
べて磁気シール性に優れていることから、磁気シールド
材として使用できる。また、片方が波型の非晶質薄帯は
硬くて耐食性を持たせることにより床材などに用いると
物体の滑りがよくなり、重量物の移動に便利である。さ
らに、パイプ状に成形すれば表面積を広くとることが出
来、熱の放散、吸収等に有利である。As described above, according to the present invention,
In a continuous liquid quenching method such as a single roll method, by using a nozzle having a specified shape and size, a ribbon having an irregular cross section having an excellent shape can be obtained. The thin ribbon having an irregular cross section can be used as a magnetic shield material because, for example, a magnetic material having irregularities on the surface has a better magnetic sealing property than a thin ribbon having a flat surface. Further, one of the corrugated amorphous ribbons is hard and has corrosion resistance, so that when it is used as a flooring material or the like, the sliding of an object is improved and it is convenient for moving heavy objects. Further, if it is formed into a pipe shape, it can have a large surface area, which is advantageous for heat dissipation and absorption.
【0030】本発明により、これまで異形断面薄帯に発
生していた筋状欠陥を抑制出来るようになったことか
ら、異形断面薄帯の強度を改善することが出来る。ま
た、製品の製造歩留を向上することも可能となる。According to the present invention, it is possible to suppress the streak defect which has been generated in the ribbon having the irregular cross section, and therefore the strength of the ribbon having the irregular cross section can be improved. It also becomes possible to improve the manufacturing yield of products.
【図1】本発明の方法によるノズルを説明する模式図で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a nozzle according to a method of the present invention.
【図2】本発明の方法によるノズル下部の矩形状窪みの
深さ(d0)と薄帯ロール面における筋状欠陥発生率の
関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the depth (d 0 ) of a rectangular recess at the bottom of a nozzle and the streak defect occurrence rate on the ribbon roll surface according to the method of the present invention.
【図3】本発明の方法によるノズル下部の矩形状窪みの
冷却基板移動方向長さ(d1,d2)と薄帯ロール面に
おける筋状欠陥発生率の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the lengths (d 1 , d 2 ) of the rectangular recesses in the lower part of the nozzle in the cooling substrate moving direction and the streak defect occurrence rate on the ribbon roll surface according to the method of the present invention.
【図4】複数の開口を有する上部ノズルと矩形状開口を
有する下部ノズルが分離された本発明に該当しない例を
示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example in which an upper nozzle having a plurality of openings and a lower nozzle having a rectangular opening are separated and which do not correspond to the present invention.
【図5】従来の異形断面薄帯製造用多孔ノズルの模式図
である。FIG. 5 is a schematic view of a conventional porous nozzle for producing a ribbon having a modified cross section.
【図6】単ロール急冷凝固薄帯製造装置を示す模式図で
ある。FIG. 6 is a schematic view showing a single roll rapid solidification ribbon production apparatus.
【図7】単ロール急冷凝固薄帯製造装置を用いて鋳造の
様子、特にパドルの形成について説明する拡大模式図で
ある。FIG. 7 is an enlarged schematic diagram for explaining a state of casting, particularly formation of a paddle, using a single roll rapid solidification ribbon production apparatus.
【図8】従来の畏敬断面薄帯製造用多孔ノズルを用いた
際に筋状欠陥が生成するのを説明する模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining generation of streak defects when a conventional porous nozzle for producing a ribbon having an awe-in-cross section is used.
1 ノズル下部に設けた窪み 2 ノズル上部に設けた開口 3 ノズル 4 冷却ロール 5 薄帯 6 溶融金属 7 加熱装置 8 ルツボ 9 一体化したパドル 10 パドルの後方でのへこみ 11 筋状欠陥 a 開口の冷却基板移動方向の長さ b 冷却基板移動方向に直角な方向の長さ c 個々の開口の間隔 L 開口両最端間の距離 d0 ノズル下部の矩形状窪みの深さ d1 ノズル上部の複数の開口の冷却基板移動方向前端
からの長さ d2 ノズル上部の複数の開口の冷却基板移動方向後端
からの長さ d3,d4 ノズル上部の複数の開口のうち最両端の開
口の外端からの長さ1 Dimple provided in the lower part of the nozzle 2 Opening provided in the upper part of the nozzle 3 Nozzle 4 Cooling roll 5 Thin strip 6 Molten metal 7 Heating device 8 Crucible 9 Integrated paddle 10 Dimple behind paddle 11 Streak defect a Cooling of opening Length in the direction of substrate movement b Length in the direction perpendicular to the direction of movement of the cooling substrate c Distance between individual openings L Distance between the two extreme ends of the opening d 0 Depth of rectangular recess at the bottom of the nozzle d 1 Plural nozzles at the top of the nozzle Lengths of the openings from the front end of the cooling substrate moving direction d 2 Lengths of the plurality of openings above the nozzle from the rear end of the cooling substrate moving direction d 3 and d 4 Outer ends of the outermost ends of the plurality of openings above the nozzle Length from
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成6年8月16日[Submission date] August 16, 1994
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図2】 [Fig. 2]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図3】 [Figure 3]
Claims (3)
に設けた複数個の開口を、冷却基板の移動方向に対して
直角に配置し、さらに、冷却基板に対向する側のみに、
少なくとも前記開口部および開口間隔部全体にわたる一
定の深さの窪みを設けたノズルを、冷却基板に対向して
設け、前記ノズルから溶融金属を冷却基板の表面に噴出
させ、急冷凝固させることを特徴とする異形断面薄帯の
製造方法。1. A plurality of openings, whose long sides are provided so as to be parallel to the traveling direction of the cooling substrate, are arranged at right angles to the moving direction of the cooling substrate, and further, only on the side facing the cooling substrate.
A nozzle provided with a recess having a constant depth over at least the opening and the opening interval is provided so as to face the cooling substrate, and molten metal is ejected from the nozzle onto the surface of the cooling substrate to rapidly solidify. And a method for manufacturing a ribbon having a modified cross section.
みの深さd0が、0.05mm以上、ノズル上部の複数
の開口の冷却基板移動方向前端からの長さd1および後
端からの長さd2が、いずれも3mm以下、さらに、ノ
ズル上部の複数の開口のうち最両端の開口の外端からの
長さd3およびd4が、いずれも1mm以下であること
を特徴とする請求項1に記載の異形断面薄帯の製造方
法。2. The depth d 0 of the recess provided on the side of the nozzle facing the cooling substrate is 0.05 mm or more, and the length d 1 and the rear end of the plurality of openings in the upper portion of the nozzle from the front end in the cooling substrate moving direction. length d 2 from both 3mm or less, further, the length d 3 and d 4 from an outer end of the opening of the top ends of the plurality of openings of the nozzle upper, characterized in that both at 1mm or less The method for producing a modified cross-section ribbon according to claim 1.
長さaが、1〜20mm、冷却基板移動方向に直角な方
向の長さbが、0.2〜5.0mm、個々の開口の間隔
cが0.2〜2.0mmでa>bなる矩形状であり、か
つ、冷却基板と対向する側のみに設けた窪みの深さd0
が0.05mm以上、ノズル上部の複数の開口の冷却基
板移動方向前端からの長さd1および後端からの長さd
2が、いずれも3mm以下、さらに、ノズル上部の複数
の開口のうち最両端の開口の外端からの長さd3,およ
びd4が、いずれも1mm以下であることを特徴とする
異形断面薄帯の製造用ノズル。3. The individual openings of the nozzle have a length a in the moving direction of the cooling substrate of 1 to 20 mm and a length b in the direction perpendicular to the moving direction of the cooling substrate of 0.2 to 5.0 mm. Has a rectangular shape with a distance c of 0.2 to 2.0 mm and a> b, and has a depth d 0 of a recess provided only on the side facing the cooling substrate.
Is 0.05 mm or more, the length d 1 from the front end and the length d from the rear end of the plurality of openings in the upper part of the nozzle in the cooling substrate moving direction.
2 is 3 mm or less, and further, the lengths d 3 and d 4 from the outer ends of the openings at the outermost ends of the plurality of openings at the top of the nozzle are both 1 mm or less. Thin strip manufacturing nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09755694A JP3262939B2 (en) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | Method for producing irregular-shaped ribbon and nozzle for production |
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