JPH079095A

JPH079095A - 金属薄帯の製造方法

Info

Publication number: JPH079095A
Application number: JP15915293A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kurokawa; 克美黒川; Toru Sato; 徹佐藤; Kiyoshi Shibuya; 清渋谷; Takashi Suhara; 俊須原; Saburo Moriwaki; 三郎森脇
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】注湯中においても冷却ロールに対する注湯ノ
ズルの傾斜量を求め、これによって実際に溶湯の射出さ
れる部位での間隙を推定し間隙を所定の値に制御するこ
とによって所定の板厚の薄帯を得ること、さらに注湯ノ
ズルの傾斜を修正することによって健全な薄帯を安定的
に製造することにある。【構成】高速回転する冷却単ロール２の表面に注湯ノ
ズル１のスリット７から溶融金属を射出し、急冷凝固さ
せて金属薄帯を製造する際に、注湯ノズル１と冷却単ロ
ール２との間隙を制御するに当たり、注湯ノズル１のス
リット７から外れた底面１ａに隣接する２つの測定領域
８，９を設け、各測定領域と冷却単ロール表面との間隙
を、それぞれ光学的に測定し、該測定結果に基いて注湯
ノズルの傾斜量を求めて実際の溶湯射出点での上記間隙
を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷却単ロールを用い
た急冷プロセスによる金属薄帯の製造方法に関し、板厚
の均一な金属薄帯（以下、単に薄帯と示す）を精度良く
かつ安定に製造しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】単ロール法にて薄帯を製造する場合、注
湯ノズルと冷却ロールとの間隙を所定の距離に調整する
ことは、板厚制御の観点から極めて重要であり、この間
隙は 0.5mm以下に設定されるのが通例である。この注湯
ノズルと冷却ロールとの間隙を所定の値に維持するため
には、該間隙調整に先立って間隙の正確な計測を行わな
ければならない。

【０００３】注湯ノズルと冷却ロールとの間隙を測定す
る方法としては、光学的測定手段が有効であり、例えば
特公昭６０−３９４６０号公報では、従来形状計測に使
われていたレーザー光線の利用を提案している。すなわ
ち、レーザー光線を注湯ノズルと冷却ロールとの間に走
査して、レーザー光線が間隙内を走査している時間か
ら、その間隙を測定するものである。

【０００４】しかしながら、上記の方法においては、例
えば図１に示すように、注湯ノズル１のスリット７の軸
線Ｍが初期セット時の不具合、又は熱変形等により、冷
却ロール２の輪郭線上の溶融金属の射出点Ｐにおける法
線Ｎに対して傾斜して配置された場合に、実際の溶湯射
出部での間隙ｇよりも小さい値ｌを計測してしまう不利
があった。実際に、上記の方法で測定した間隙ｇに基い
て板厚を制御する、単ロール法での薄帯製造実験を繰り
返し実施したところ、図２に示すように、同一条件下で
の実験において製造された薄帯の厚みには大きなばらつ
きが存在し、従って注湯ノズルが傾斜して間隙ｇの測定
が正しく行われていないことがその原因の１つであると
推察された。

【０００５】また、注湯ノズルがこのように冷却ロール
に対して傾斜した場合には、先に述べたように、間隙の
測定が困難になるばかりでなく、注湯ノズルと冷却ロー
ルとの間に形成される湯溜まり部（パドル）でのトラブ
ルが生じ易い。例えば、薄帯が引き出される側の間隙が
広くなるように注湯ノズルが傾斜している場合には、薄
帯の自由面側（ロール径方向外側）で溶湯の跳ねを生
じ、その結果、薄帯の表面粗さは著しく劣化し、一方、
反対側の間隙が広くなるようにノズルが傾斜している場
合には、パドル後方への溶湯の噴出（いわゆるパドルブ
レーク）を生じ安定製板を維持することができないこと
も判明した。

【０００６】注湯ノズル先端面と冷却ロール表面との平
行関係については、冷間状態にて水準器や角度計を用い
て計測するのが一般的であるが、実際の製造にあたって
は注湯前にタンデイッシュおよび注湯ノズルが予熱され
ているため、熱膨張による影響を受けて冷間で設定され
た平行関係が必ずしも維持されないという不安定な状態
の下で、操業をせざるを得なかった。

【０００７】これに対して、特開平２−１１２５０号公
報には、熱間状態での平行関係の測定方法が提案されて
いる。すなわち、注湯ノズル及び該ノズルを支持するタ
ンデイッシュを冷却ロール軸に平行な回転軸の周りに回
転しながら、注湯ノズルと冷却ロールとの間隙を光学的
手段にて測定した場合、両者が平行関係にあるときに間
隙量が極大値（又は最大値）を示すことを利用したもの
である。また、注湯ノズル及び該ノズルを支持するタン
デイッシュの回転軸は、冷却ロール軸の直上にあること
が望ましいことも示されている。

【０００８】しかしながら、この方法の欠点は注湯ノズ
ル及び該ノズルを支持するタンデイッシュを冷却ロール
軸に平行な回転軸の周りに回転しながらでないと計測で
きない点であり、製造中（注湯中）には適さないため、
あくまで注湯直前での調整に止まり、注湯時の溶湯の通
過によって注湯ノズル、タンデイッシュの熱変形が進行
した場合にはもはやこれを計測することが難しいところ
に問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、注
湯中においても冷却ロールに対する注湯ノズルの傾斜量
を求め、これによって実際に溶湯の射出される部位での
間隙を推定し間隙を所定の値に制御することによって所
定の板厚の薄帯を得ること、さらに注湯ノズルの傾斜を
修正することによって健全な薄帯を安定的に製造するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、高速回転す
る冷却単ロールの表面に注湯ノズルのスリットから溶融
金属を射出し、急冷凝固させて金属薄帯を製造する際
に、注湯ノズルと冷却単ロールとの間隙を制御するに当
たり、注湯ノズルのスリットから外れた底面に隣接する
２つの測定領域を設け、各測定領域と冷却単ロール表面
との間隙を、それぞれ光学的に測定し、該測定結果に基
いて注湯ノズルの傾斜量を求めて実際の溶湯射出点での
上記間隙を計算することを特徴とする金属薄帯の製造方
法である。

【００１１】またこの発明は、上記の方法に従って求め
た注湯ノズルの傾斜量に応じて、冷却ロールの軸に平行
な回転軸の周りに注湯ノズルを回転して、傾斜を修正す
ることによって、該ノズルと冷却ロール表面との平行関
係を維持することを特徴とする金属薄帯の製造方法でも
ある。

【００１２】

【作用】以下、図３〜図６を参照し、この発明を具体的
に説明する。図３に、注湯ノズル１と冷却ロール２との
間隙の測定要領を示す。冷却ロールの直上に注湯ノズル
をセットする場合、まず間隙測定用光学計、例えばレー
ザー光線の投光器３およびその受光器４を、冷却ロール
２表面の射出点Ｐにおける接線上でノズル２を挟む一方
および他方にそれぞれ固定し、光線５が冷却ロール２上
面近傍を通過するように配置する。なお、図中６はタン
ディッシュである。

【００１３】さらに、図４〜６にて、この発明に従う測
定方法の詳細を説明する。すなわち、間隙を測定するた
めの光線は、注湯ノズル１のスリット７の直下では射出
された溶融金属に遮られて測定が不可能であるため、光
線５をスリット７の外側（ノズル幅端部）に通すことが
望ましい。図４は注湯ノズル１の底面を示すものであ
り、ノズル１のスリット７を外れた底面に互いに隣接す
る測定領域８および９を設け、各測定領域８および９に
スリット７の軸線に直交する測定部８ａおよび９ａと軸
線に斜めに交差する傾斜部８ｂおよび９ｂとを設け、測
定領域８および９にそれぞれ光線５ａおよび５ｂを並行
して通して、測定部８ａおよび９ａと冷却ロール２との
間隙をそれぞれ測定する。

【００１４】図５は注湯ノズル１と冷却ロール２とが平
行を維持している場合の測定領域の断面をそれぞれ示
し、この場合には光線５ａおよび５ｂによる測定値ｌ₁
およびｌ₂は、共に溶湯の射出点Ｐでの実際の間隙ｇと
等しい。また、図６は注湯ノズル１と冷却ロール２とが
平行関係にない場合の測定領域の断面を示し、この場合
には、

【数１】ｇ＝Ｍａｘ（ｌ₁，ｌ₂）ｓｉｎθ＝｜ｌ₁−ｌ₂｜／（ｄ／２）ここで、ｇ：溶湯の射出点での間隙ｌ₁：測定部８ａでの測定値ｌ₂：測定部９ａでの測定値 θ：冷却ロールの射出点Ｐにおける接線に対する注湯ノ
ズル底面の傾斜角度ｄ：注湯ノズル先端部の厚みが成立し、これによって溶湯の射出点での間隙ｇを算出
でき、所定の値に制御することが可能となる。また、傾
斜角度θも算出されるので、冷却ロール軸に平行な回転
軸によって注湯ノズル１を角度θで回転すれば、注湯ノ
ズル１と冷却ロール２との平行関係が維持される。

【００１５】図３〜６はこの発明を説明するための一例
に過ぎず、間隙ｇを測定するための光線５ａおよび５ｂ
が隣接して通され、測定部８ａおよび９ａと傾斜部８ｂ
および９ｂが光線の進行方向にずれて設定されていれば
同様の効果が発揮される。

【００１６】そこで、図４〜６とは異なる例を図７およ
び８に示す。図７および８おいては、注湯ノズル１の形
状を、測定部８ａおよび９ａが注湯ノズルの底面１ａと
平行に、かつ異なる高さレベルとなるように設定してい
る。この場合も、測定部位を光線の進行方向にずらして
いるため、上記と同様の効果が得られることは言うまで
もない。

【００１７】このように異なる高さレベルで測定する方
法は、実開昭６１−１６７２４６号公報で提案された方
法であり、測定精度を向上することができるが、このよ
うな場合にも、この発明の効果が期待できる。さらに、
図９に図８の注湯ノズル１が傾斜した場合の例を示す、
図９の例では、

【数２】ｇ＝Ｍａｘ（ｌ₁，ｌ₂）＋Ｘ・ｓｉｎθ−ｈ
・ｃｏｓθ ｓｉｎθ＝｜ｌ₁−ｌ₂｜／（ｄ／２＋ｘ）ここで、ｇ：溶湯の射出点での間隙ｌ₁：測定部８ａでの測定値ｌ₂：測定部９ａ２での測定値 θ：注湯ノズルと冷却ロールとの傾斜角度ｄ：注湯ノズル先端部の厚みｘ，ｈ：（図１０参照）が成立し、これによって溶湯の射出点Ｐでの間隙ｇを算
出でき、所定の値に制御することが可能となる。また、
傾斜角度θも算出されるので、冷却ロール軸に平行な回
転軸によって注湯ノズル１を角度θで回転すれば、注湯
ノズル１と冷却ロール２の平行関係が維持される。

【００１８】以上、注湯ノズル１を冷却ロール２の直上
に設置する場合について主に説明してきたが、他の角度
関係の配置、例えば、注湯ノズル１から冷却ロール２へ
の溶湯の射出を真横から行う配置の場合にも、この発明
の説明に用いた配置をそのままロール軸まわりに回転さ
せることで、この発明の方法を実施できる。

【００１９】また、この発明の方法を達成させる注湯ノ
ズルの構造、光線の通し方については数例を示したにと
どめたが、間隙を測定するための光線が並行して照射さ
れ、その測定部が光線の進行方向にずれて設定されてい
れば同様の効果が発揮される。とくに、以上の例では、
測定領域として、測定部と傾斜部との組み合わせを示し
たが、傾斜部に替えて段差部を測定部と組み合わせる構
成としてもよい。

【００２０】

【実施例】図３，９および１０に示すところに従って、
タンデイッシュを経て注湯ノズルに供給した溶湯を、そ
のスリットから冷却ロール上に射出して薄帯を製造する
実験を１０チャージ繰り返し行った。なお、ノズル形状
は、図１０において、ｄ＝１２mm、ｘ＝２mm, ｈ＝３mm
とした。

【００２１】すなわち、Ｃ：１at％、Ｓｉ：９at％およ
びＢ：１０at％を含み残部実質的にＦｅの組成になる合
金２５０kgを高周波誘導溶解炉で溶解し、溶湯温度を13
20℃に保持した。タンデイッシュ６は約1000℃まで予熱
し、注湯ノズル１（スリット７；幅 200mm, 厚み 0.6m
m) は約1300℃まで予熱した。このタンデイッシュ６に
保持した溶湯を注湯ノズル１に供給し、タンデイッシュ
内の溶湯重量が２５kgを超過した時点でスリット７から
注湯を開始し、周速：２５ m／s の冷却ロール（水冷銅
合金製）２上に射出して薄帯を製造した。ここで、この
発明の方法に従って、注湯ノズル１と冷却ロール表面２
との間隙ｇを0.20mm±0.01mmにコントロールしたとこ
ろ、図１１に示すように同一条件下での板厚のばらつき
は従来法と比較して減少した。また、注湯ノズル１と冷
却ロール２との平行関係を維持したことにより、得られ
た薄帯の表面粗さのばらつきは図１２に示す通りに従来
法と比較して減少した。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
方法によれば、注湯ノズルと冷却ロールとの間隙を所定
の値に正確に制御することが可能であり、板厚のコント
ロールが容易にできるようになった。また、注湯ノズル
と冷却ロールとの平行関係を維持することができるの
で、表面性状の良好な薄帯を安定して製造することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法による間隙ｇの測定における問題点を説
明する図である。

【図２】従来法により非晶質金属薄帯を製造した結果に
ついて示す図である。

【図３】注湯ノズルと冷却ロール表面との間隙を光学的
に測定する際の、冷却ロール、注湯ノズルおよび間隙測
定用光学系の配置を説明する図である。

【図４】この発明法により間隙を測定する際の注湯ノズ
ルと光線との位置関係の１例を説明する図である。

【図５】間隙をこの発明法により測定する際の光線通過
部を注湯ノズルが冷却ロールに対して平行な場合につい
て説明する図である。

【図６】間隙をこの発明法により測定する際の光線通過
部を注湯ノズルが冷却ロールに対して傾斜している場合
について説明する図である。

【図７】間隙をこの発明の別の１例により測定する際の
光線通過部を注湯ノズルが冷却ロールに対して平行な場
合について説明する図である。

【図８】間隙をこの発明法により測定する際の光線通過
部を注湯ノズルが冷却ロールに対して平行な場合につい
て説明する図である。

【図９】間隙を図８の例により測定する際の光線通過部
を注湯ノズルが冷却ロールに対して傾斜している場合に
ついて説明する図である。

【図１０】図８の例の注湯ノズル先端部を詳細に説明す
る図である。

【図１１】この発明法により非晶質金属薄帯を製造した
結果について示す図である。

【図１２】この発明法により非晶質金属薄帯を製造した
結果について示す図である。

【符号の説明】

１注湯ノズル１ａ注湯ノズル底面２冷却ロール３投光器４受光器５光線 5a 光線 5b 光線６タンデイッシュ７スリット８，９測定領域 8a, 9a 測定部 8b, 9b 傾斜部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渋谷清千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者須原俊千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者森脇三郎千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高速回転する冷却単ロールの表面に注湯
ノズルのスリットから溶融金属を射出し、急冷凝固させ
て金属薄帯を製造する際に、注湯ノズルと冷却単ロール
との間隙を制御するに当たり、注湯ノズルのスリットか
ら外れた底面に隣接する２つの測定領域を設け、各測定
領域と冷却単ロール表面との間隙を、それぞれ光学的に
測定し、該測定結果に基いて注湯ノズルの傾斜量を求め
て実際の溶湯射出点での上記間隙を計算することを特徴
とする金属薄帯の製造方法。
【請求項２】注湯ノズルの傾斜量に応じて、冷却ロー
ルの軸に平行な回転軸の周りに注湯ノズルを回転して、
傾斜を修正することによって、該ノズルと冷却ロール表
面との平行関係を維持することを特徴とする請求項１に
記載の方法。