JPS59209460A - 低密度雰囲気における鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融物から直接に金属ストリップを鋳造する方
法および装置、より詳細には金属を溶融物から直接に固
化させて実質的に連続した金属ストリップを形成する方
法および装置に関する。

米国特許第４，１４２，５７１号（Ｍ、　Ｎａｒａｓｉ
扇（Ｚｒ２．）明細書には、溶融金属流を急冷して連続
した金属ストリップを形成するために慣用されろ装置お
よび方法が記載されている。金属は不活性雰囲気または
部分的真空下にキャスティングすることができろ。米国
特許第３，８６２，６５８号（Ｊ、ベデル）および米国
特許第４，２０２，４．０４号（Ｃ，カールソン）各明
細書には、＠造された金属フィラメントを急冷面と長時
間接触させろために用いられる柔軟なベルトが示されて
いる。

きわめて平滑なストリップを一般的な装置でキャスティ
ングすることは困難である。急冷面と溶融金属の間に閉
じ込められたガスポケットが急冷中にガスポケット欠損
部を形成するがもである。

これらの欠損部は他の要素と共に、鋳造されたストリッ
プの急冷面およびその反対の自由面上のかなりの粗面性
の原因となる。ある場合には、表面の欠損が実際にスト
リップ全体に広がり、そこに穿孔を形成する。

米国特許第１１．、　］、　５４，２８３号（Ｒ，レイ
ら）明細書には、金属ストリップの糺空＠造によりガス
ポケット欠損部の形成が減少するととが示されて℃・ろ
。レイらの教示する真空鋳造システムには。

低圧キャスティング写囲気な得ろために特殊な室および
ポンプが必要である。さらにキャスティングされたスト
リップを真空室から連続的に運Ｏ・出」〜ために補助手
段が必要となる。さらにこのような真空鋳造システムの
場合、ストリップが周囲雰囲気下で鋳造する際に一般に
起こるように離脱する代わりに、急冷面（Ｃ過度に溶着
する傾向かある。

米国特許第４．３　ＯＬ８５５号（鈴木ら）明細書にＧ
１ｍ融金属を加熱されたノズルから回ｔｊｊＨロールの
外縁面へ注ぐことによる金属リボンのキャスティング装
置が示されている。カバーがノズル上流のロール面を包
み込んで室を形成し、その雰囲気は真空ポンプにより排
気される。カバー内にあるヒーターがノズル上記のロー
ル面を加熱し、ロール面から水滴およびガスを除去する
。真空室はキャスティングロール面に近接して流動する
ガス層の密度を低下させ、これにより鋳造されたＩＪ　
、３４ン内にエアポケットくぼみが形成されるのを少な
くする。ヒーターはロール面から水分および付着ガスを
追℃・出し、エアポケットくぼみの形成をさらに少なく
するのを助ける。

鈴木らが示した装置では、金属は鋳造面が真空室から出
るまでこの表面に注がれない。この処置により、急速に
前進するリボンを真空室から取り出す際に生じる煩雑さ
は避けられろ。リボンは実際には大気中で鋳造され、リ
ボンの品質を改善する可能性は相殺されろ。

米国特許第３，８６１，４５０号明細書（モズＩＪ−ら
）には金属フィラメントを製造する方法および装置が示
されている。ディスク様の冷却具子が回転してその末端
面を溶融プールに浸漬し、移動面が溶融物に入る決定的
な処理領域では非酸化性のガスが導入されろ。この非酸
化性のガスは還元性のガスであり、それが犬勿中で燃焼
′１−ることにより、決定的な処理領域で樺、元性また
は非酸化性の燃焼生成物が生成１−ろ。特に優れた実施
態様においては、炭素またはグラファイト製のカッミー
がディスクの一部を包み込み、カッミー付近の酸素と反
応して非酸化性の一識化炭素および二酸化炭素ツｆスを
生成し、次（・てこれがディスク部分および溶融物の入
口領域を包囲する。

モノリーらの教示１−ろように、非酸化性のガスの導入
によって、密着てろ酸化性ガス層が非酸化性ガスによっ
て遮断され、置換される。非酸化性のガスをコントロー
ルしながら導入することυζよって、ト融物表面の粒状
固体物質が決定的な処理領域に集まるの）５テ阻止ずろ
ノζリヤーも与えられろ。

この領域では回転ディスクか不純物を溶融物内の初期フ
ィラメント固化地点まで引き込むであろう。

最後に、酸化性ガスおよび浮遊不純物を決定的領域から
除くことにより、回転ディスクからフィラメントが放出
されろ地点の安定性はこれらの相互の付着が減少して自
然な放出が促進されることによって増大する。

しかしモプリーらはディスク表面および溶融物中での酸
化の問題のみをねらっている。モノＩＪ　−らの教示す
る非酸化性ガスの流れはなお、回転するホイールの粘稠
な抗力により溶融物中へ引き込まれ、溶融物がディスク
末端から分離してフィラメント形成か妨げられそうにな
る可能性がある。

七ズリ−らにより与えられる利点は特に、溶融物プール
内での実際のフィラメント形成点におけろ酸化を非酸化
性ガスが減少させろことである。従ってモプリーらはデ
ィスク表面ケ溶融物から分離し、遮断する可能性のある
ガスの同伴を減少させるのには成功していない。

米国特許第４．２８２，９２１号および米国特許第４．
２６２，７３４号明細書（Ｈ，リーベルマン）には、急
冷されろ非晶質ストリップにおける縁の欠損を少なくす
るために同軸ガスジェットを用℃・ろ装置および方法が
示されている。米国特許第４，１７７．８５６号および
米国特許第・ｉ、１４４，９２６号明細書（ｌ（、ｌＪ
−ベルマン）には、急冷される非晶質ストリップにおけ
る縁の欠損を少なくするためにレイノルズ数ノ８ラメ−
ターを制御する方法および装置〜か示されている。気体
の密度、従ってレイノルズ数は、真空の採用により、お
よび比較的低分子量の気体の使用により調節されろ。

しかし慣用される方法では、ガスポケットの閉じ込めに
よる鋳造された金属ストリップの表面欠（ｉを適度に減
少させろことはできない。真空キャスティング法によれ
ば若干の成功が得られたか、真空鋳造法を用いる場合急
冷面にキャスティングされたストリップが過度に浴着し
、鋳造されたストリップを真空室から取り出すのが困雛
であるため、収率が低下し、製造原価が増大する。従っ
て慣用される方法は一定の品質？よび均質な断面をもつ
平滑なストリップを効率よく製造する。商業的に受容で
きろ方法を提供することはできなかった。

本発明は平滑な金属ストリップを効率よく鋳造、実質的
にストリップのガスポケット欠損を防止ｊる装置および
方法を提供する。本発明の装置には急冷面をもう可動冷
却体が含まれ、また溶融金属流を急冷面の急冷領域上に
沈積させてス）　ＩＪツブを形成するノズル手段が含ま
れろ。ノズル手段はノズルオリフィスを含む出口部分を
もつ。酸欠（ｄｅｐｌｅｔｉｏル）手段は急冷領域に近
接してその上流に位置する酸欠領域に還元性ガスを供給
′￥る。

制御手段は低密度雰囲気から凝縮もしくは固化した成分
が酸欠領域に沈着するのを実質的に防止する。

本発明によれば、連続した金属ストリップをキャスティ
ングする方法も提供される。急冷面をもつ冷却体が一定
の速度で移動し、溶融金属流が急冷面の急冷領域に沈積
してストリップ暑形成ｆる。

還元性ガスは急冷領域に近接してその上流に位置する酸
欠領域に供給されろ。急冷面は上記雰囲気から凝縮もし
くは固化した成分が酸欠領域に沈積するのを実質的に防
止する温度に加熱され石。

さらに本発明によれば、少なくとも５０％のガラス質構
造乞有し、鋳造し放しの状態で１５μｍ以下の厚さをも
つ準安定な材料からなる金属ストリップが提供される。

本発明の方法および装置によれば、ス）　ＩＪツブのキ
ャスティングに際して急冷面に面してガスポケットが形
成され、閉じ込められるのが有利に減少１−ろ。その結
果、本発明によれば複雑な真空鋳造装置を用いろ必要が
なく、周囲の雰囲気中で実施することができる。急冷面
の加熱により、意外にも溶融金属がより良好にかつより
均一に冷却ないしは急冷される。低密度雰囲気および加
熱された急冷面により溶融金属と急冷面との接触を低下
さぜイ）作用をするガスポケットの形成が防市されろ。

また、より均一な急冷により、鋳造されたス１−　リッ
プの物理的特性が改善されろ。特にストリップの急、冷
される面における表面欠損が減少することにより利料の
充填係数が増大し、初期の疲れ破損を起こす可能性のあ
る局所的な応力集中が少なくなる。鋳造されたストＩＪ
ツブの自由面側（冷却体の急冷面と接触しな℃・側）の
平滑性も、本発明の方法および装置によって改良される
。この平滑性の増大によって、材料の充填係数がさらに
増大する。非晶質金属ストリップの製造に際しては、加
熱された急冷面および低密度雰囲気によりいっそう均一
な急冷がなされろことによって、非晶質状態がより高精
度かつ均一に形成される。磁性材料からなるストリップ
の製造に際しては、ストリップ表面の不連続部の数およ
び寸法か低減し、ストリップの磁性が改善される。

閉じ込められたガスポケットによる表面欠損が少なくな
り、ガスポケットがストリップを穿孔する機会もいっそ
う少なくなる。意外にもきわめて薄いストリップ（約１
５　ｔｔ　ｍ以下の厚さ）が製造された。これらのきわ
めて薄いストリップは種々の用途にきわめて望ましい。

たとえば磁気装置、たとえば誘導子、す１アクドル、お
よび高周波電磁装置においては、薄い磁性材料は実質的
にこれらにおける電力損を減少させる。ろう付において
は、より薄いろう付箔の使用により実質的にろう付され
たジヨイントの強度が改善されろ。

さらに、閉じ込められたガスポケットが減少することに
より、溶融金属と急冷面との熱伝導性接触が著しく増す
。急速に固化した金属からなる比較的Ｊν（・ストリッ
プを製造することもできろ。このような比較的厚いスト
リップは、現在の商業的用途に好都合に用いられている
材料とより容易に入れかえろことかできろため、望まし
い。これらの厚いストリップは、意外にも単一急冷工程
でよりいっそう短かい時間に低原価で急速固化させろこ
とにより得られる。

このように本発明は急冷面と接触するストリップ表面の
ガスポケット欠損を効果的に減少させ、平滑な表面仕上
げおよび均一な物理的特性をもつストリップを製造づ−
ろことかできろ。真空鋳造に伴うｖ列・な装置および処
置は除かれろ。本発明によれは極度に薄い金属ストＩＪ
ツブおよび特に厚い金属ス］・リップか溶融物から直接
に、低原価で高収率において効率的に鋳造されろ。この
ように極端に痺いストリップおよび特に厚いストＩＪツ
ゾは。

殊に磁性装置などの用途に適しており、慣用されている
材料の代わりにより大きな有効性および経済性をもって
使用することができる。

本発明は以下の本発明の好ましい実施態様お、よび添付
の図面に関する詳細な記述を参照することによってより
十分に理解され、他の利点も明らかになるであろう。

図面において 第１図は金属ストリップを急速鋳造するための代表的な
先行技術による装置であり； 第２図はエンドレス鋳造ベルトを用いろ本発明の実施態
様を概略的に示したものであり；第３図は鋳造ノズルと
同軸に位置するガス送出手段を用いる本発明の一実施態
様であり；第４図は回転式鋳造ホイールを用いろ本発明
の一実施態様を示すものであり； 第５図し″ｉ鋳造したス、トリップを急冷面と長時間接
触させろための柔軟なハツガーベルトを用いろ本発明の
一実施態様を示すものであり；そして第６図は溶融金属
が沈積する急冷面部分における気体速度分布を示すもの
である。

本発明の目的に関して説明および特許請求の範囲におい
て用いられろストリップは、横断寸法がその長さよりも
はるかに小さな細長い物体である。

たとえばスｌ−ＩＪツブには規則的なまたは不規則な断
面をもつワイヤ、リボン、シートなどが含まれろ。

本発明は結晶質または非晶質の金属から構成される金属
ストリップの鋳造に適しており、特に溶融金属から少な
くとも約］０４°Ｃ／秒の速度で急速に同化、急却され
ろ金属ストリップの製造に適している。このように急速
に固化したストリップは改良さねた物理的特性、たとえ
ば改良された引張り強度、延↑］：、および磁性をもつ
。

第１図は連続した金属ストリップを急速にキャスティン
グするための代表的な先行技術による装置を示す。ろつ
ぼ２に入れられた溶融合金は加熱安素３により加熱され
る。ろつほを不活性ガスで加圧″１〜ると、浴融合金流
はるつぼ基底部のノズル４から押し出され、溶融金属を
可動冷却体、たとえば回転式病造ホイール１上に沈積さ
せる。固化し、移動しているストリップ６ば、急冷ホイ
ールからの離脱点を過ぎたのち適切な巻取り手段へ向か
う。

急冷面５（支持体）は高い熱伝導性をもつ材料であるこ
とが好ましい。適切な材料には炭素鋼、ステンレススチ
ールおよび銅系合金たとえば、ベリリウム−鋼が含まれ
ろ。少な（とも約１０４°Ｃ／秒の急冷速度を達成する
ために、ホイール１は内部冷却され、回転して約１００
〜４０００ｍ／分の範囲で前進する急冷面を与える。好
ましくは急冷面の速度は約２００〜３０００７７１／分
の範囲にある。一般に鋳造されたストリップの厚さは２
５〜１００μ７ｎである。

第２図は本発明の代表的装置な示す。可動冷却体たとえ
ばエンドレス鋳造ベルト７ば、冷却されたキャスティン
グ用急冷面５をもつ。ノズル手段、たとえばノズル４は
溶融金属流を急冷面５の急冷領域１４に沈積させ、スト
リップ６を形成する。

ノズル４は出口部２６に位置するオリフィス２２をもつ
。酸欠手段は送出用ガスノズル手段８、ヒータ一手段１
０およびガス供給部１２からなる。この酸欠手段はガス
供給部１２からガス２４を供給して低密度雰囲気を与え
、ガスノズル８によりガスを、急冷領域Ｊ４に近接して
その上流に位置する酸欠領域１３へ向ける。ノズル８は
ガス２４を　　　′酸欠領域１３およびその周囲に向け
ろように適切に配置され、従ってガス２４は実質的に酸
欠領域Ｊ３に押し寄せ、ここに低密度雰囲気を与えろ。

制御卸手段１０４は急冷面５を、上記雰囲気から凝縮も
しくは固化した成分が酸欠領域１３に沈積するのを実質
的に防止する温度に加熱する。バルブ１６（・まノズル
８を通る体積および速度を調節する。

第２図に示されろように、ガスノズル８は急冷領域１４
の上流に位置し、急冷面の移動方向に向か　　　（う。

所望によりガスノズル８は第３図に代表例として示され
るようにキャスティングノズル４と同軸に位置していて
もよい。

詳；ｐ＋＋＋な説明および特許請求の範囲に用いられる
低密度雰囲気という語は、ガス密度１４／ｌ以下、好ま
しくは約０．５．９／ｌ以下をもつ雰囲気を意味′１′
る。

希望する低密度雰囲気を得ろためには、ガス２４を少な
（とも約８００Ｋになるまで加熱しま。

より好ましくは少なくとも約１３００Ｋになるまで加熱
する。一般に比較的高温のガスが好まし℃・。

これらはより低い密度をもち、急冷面５と沈積し仁溶融
金属との間にガスポケットか生成し、閉じみめられろの
をいっそう少なくするであろう。

閉じ込められたガスポケットは１表面の平滑さケ損うリ
ボン表面欠損を生じろため望ましくない。

成端な場合には、ガスポケットかストリップ６を貫通す
る穿孔の原因となるであろう。磁性金属ストリップを巻
きつけて磁気コアーを作成する場合・ｉ特に、表面の欠
損により材料の充填係数か低下するのできわめて平滑な
表面仕上げが重要である。

充填係数は巻きつけられたコアーにおけろ実際の両性材
料の体積分率（総コア一体積で割った磁性材料の体積）
であり、しばしば％で表わされろ。

欠損のない平滑な面は、ストリップの磁性を最適なもの
にする際に、またストリップの機械的強度を低下させる
局所的な応力集中を最小限度に抑えろ際にも重要である
。

ガスポケットは沈積した溶融金属を表面５から遮断し１
局所領域における急冷速度を低下させる。

これによる不均一な急冷によって不均一な物理的特性、
たとえば不均一な強度、延性および磁性をもつストリッ
プ６が得られろ。

たとえば非晶仰金圧ストリップをキャスティングする場
合、ガスポケットによりストリップの局所部分で望まし
くない結晶化が起こる可能性がある。ガスポケットおよ
び局所的結晶化は磁区壁の易動度を抑制御〜ろ不連続部
を生じ、これにより材料の磁性が損われる。

従って本発明は、ガスポケットの閉じ込めを少フ工り４
″ることにより改良された表面仕上げおよび改良された
物理的特性をもつ高品質金属ストリップを製造する。た
とえば少なくとも約８０％、および約９５％までの充填
係数をもつ金属ストリップか製造された。

ガスポケットか減少する機構は第６図を参照することに
よりいっそう容易に説明できろ。急冷面５付近で溶融物
のたまり１８の上流にあるガス境界層の速度分布が２０
に概略的に示されている。

最高のガス境界層速度は急冷面５（支持体）のすぐ近く
で起こり、移動する急冷面の速度に等しい。

従って移動する急冷面は通常は周囲雰囲気からの冷たい
空気を酸欠領域１３および急冷帯域１４（溶融金属が沈
積する急冷面）に引き込む。比較的冷たい空気が急冷領
域に引き込まれろため、高温のキャスティングノズルお
よび溶融金属の存在によっても、局所雰囲気はその密度
が有意に低下するのに十分なほどには加熱されない。

溶融物のたまり１８は、合金組成、支持体組成および表
面フィルムの存在を含む種々の要素により定められる程
度に、支持体表面を湿潤させろ。

しかし溶融物−支持体界面にガス境界層により与えられ
ろ圧力は溶融物を局所的に支持体から分離して、運び込
まれるガスポケット（リボン下面の“リフトオフ（ｌｉ
ｆｔ−Ｏｆｆ）“領域４４として現われろであろう）を
形成する作用を及ぼす。ガス境界層の淀み圧力（層が硬
い壁に当たった場合の圧力）は次式により与えられる。

Ｐド勅ρ■２ 式中ρ−ガス密度、■−支持体速度である。従って溶融
金属たまりの下側に運び込まれろガスポケットの寸法お
よび数を減少させるためには、ガス境界層密度または支
持体速度を低下させることが重要である。たとえばガス
境界層を真空中でのキャスティングにより除くと、スト
リップの下側のリフトオフ領域を完全に除くことができ
る。あろ℃・は境゛界層に低密度のガスを用いろことも
できろ。

低分子量のガス（たとえばヘリウム）を選ぶのも境界層
のガス密度を低下させる一方法である。しかしこの様式
で安全にかつ経済的に使用できろ低分子量ガスの種類は
きわめて制限されて（・る。本発明によれば、境界層の
ガス密度を低下させるための経済的な安全な手段が提供
されろ。境界層のガス密度を低下させる好ましい方法は
加熱されたガスを用℃・ることである。ガスの密度は絶
対温度に反比例して低下するであろう。高温のガスを溶
融物たまり１８の上流側に向けることにより、溶融物た
まりの下側へ運び込まれるガスポケットの寸法および数
を実質的に減少させることができろ。

しかし、酸欠領域１３上に沈降する可能性のある固体ま
たは液体物質の形成を実質的に防止するためには、関連
因子（たとえば低密度雰囲気の組成、および急冷面５の
温度）を調節することが重要である。この種の沈降物が
溶融物たまりと急冷面の間に運び込まれた場合、これは
表面欠損を生じ、スＩ−’Ｊツブの品質を低下させるで
あろう。

意外にも、急冷面の加熱は溶融金属の急冷を損わない。

逆に急冷用支持体の加熱および低密度雰囲気は、運び込
まれた断熱性のガスポケットの存在を最小限度に抑える
ことにより実際には急冷速度の均一性を改善し、これに
より鋳造されたストリップの品質が改善される。

好ましくは、ガス２４は還元性ガスである。すなわちこ
れは化学的還元型の反応を行うことができる。従ってガ
ス自体は、好ましくは酸素と結合することにより化学的
に酸化される。適切な還元性ガスには一酸化炭素ガスお
よびこれとのガス混合物が含まれる。

急冷面５に濃元性雰囲気が存在することは明らかな利点
である。特に還元性雰囲気はストリップ６の酸化を最小
限度に抑える。さらに還元性雰囲気により急冷面５から
酸素が除かれ、その酸化が最小限度に抑えられる。酸化
が少なくなることにより急冷面の湿潤性が改善され、溶
融金属が急冷面５上により均一に沈積する。急冷面５の
材料が銅を基礎とするものである場合、酸化の減少によ
り急冷面が熱により引き起こされる疲れ亀裂の核形成お
よび生長に対してよりいっそう抵抗性となる。還元性の
雰囲気によりノズル４の領域からも酸素が除かれ、これ
によりノズルオリフィス２２の閉塞、特に酸化物粒子に
よる目詰りが減少する。

所望により第４図に典型的に示されろように、追加のガ
スノズル３２を用いてストリップ６の一定の部分に沿っ
て追加の還元性ガス雰囲気を与えることもできる。

第４図は還元性ガスを点火し、燃焼させて還元炎の雰囲
気を形成させろことができる本発明の一実施態様を示す
。ノズル４は溶融金属を回転式鋳造ホイール１の急冷面
５に沈積させてストリップ６を形成させる。この実施態
様における酸欠手段はガス供給部１２、ガスノズル８お
よび点火手段３０からなる。バルブ１６はガスノズル８
を経て送られるガスの体積および速度を調節し、ワイパ
ーブラシ４２は急冷面５をコンディショニングしてこの
面での酸化を減少させるのを補助する。ガス２４か十分
量の酸素と混合したのち点火手段３０かガスに点火し、
酸欠領域１３の周囲および溶融金属が沈積する急冷面領
域１４の周囲に加熱された低密準還元性雰囲気を与える
。適切な点火手段にはスパーク点火、熱フィラメント、
ホットプレートなどが含まれる。たとえば第４図に示さ
れる実施態様においては、高温の鋳造ノズルが適切な点
火手段として作用し、これに還元性ガスが接触した際に
自動的に点火するう 得られろ炎の雰囲気は急冷領域１４の上流に始まってこ
こから酸素を消費する一筋の炎２８を形成する。さらに
この炎内の未燃焼還元性ガスは急冷面５．ノズル４およ
びストリップ６上の酸素と反応してこれを還元する。炎
２８が肉眼で見えることによりガス流を容易に最適化お
よび制御することができ、炎２８はホイールの回転によ
りホイールＩの輪郭に沿って効果的に引っ張られ、広範
四の還元炎雰囲気を与えろ。その結果、高温の還元性雰
囲気は急冷面１４の周囲に、またその後部の明瞭な距離
の間にある。広範な一筋の炎はストリップ６が冷却され
る間、この周囲に非酸化性の保護雰囲気を有利に与える
。所望により追加のガスノズル３２および点火手段３４
を用いて、ストリップ６の一定の部分に沿って付加的な
一筋の還元炎３６を与え、ストリップを酸化からさらに
保護することもできろ。高温の一筋の還元炎により得ら
れろ他の利点は、ストリップの自由表面（急冷面と接触
していない而）の平滑性が有意に改善されることである
。実験により、急速に固化した金属ストリップの平均粗
面度（充填係数などの標準法により測定）が、ストリッ
プを本発明の還元炎中で製造した場合有意に低下するこ
とが示された。

還元性ガスおよび支持体５の加熱温度を適切°に選ぷこ
とが重要である。燃焼したガスの燃焼生成物が急冷面５
またはノズル４上に沈殿する可能性のある液体または固
体を生じてはならない。たとえば水素ガスは普通の条件
下では不満足である。

なぜならば燃焼生成物が水であり、これは急冷面５上で
凝縮し、その結果水素炎かス）　ＩＪツブ６の急冷面上
のガスポケット形成を適度に減少させないからである。

意外にも鋳造条件を適宜調節することにより酸欠領域１
３内で水素ガスの燃焼により普通生成する水の沈積が実
質的に避けられる。たとえば急冷面を少なくとも約ｉｏ
ｏ’ｃの温度に保持すると、水は水素炎雰囲気から急冷
面上に凝縮することがなく、従ってガスポケット欠損の
形成に関与しないであろう。

還元性ガス２４は好ましくは、著しい発熱反応において
燃焼して酸素を消費するだけでなく、８００〜１３００
にの急冷面温度で気体状態を維持１−る燃焼生成物を生
成するガスである。この種のガスは実際には、加熱され
または燃焼した場合に熱により誘導された低密度雰囲気
を生じるいかなるガスまたはガス混合物からなっていて
もよい。

好ましいガスには水素、−酸化炭素、メタン、プロパン
など、およびそれらの混合物が含まれろ。

特に好ましいものは、無水の還元性雰囲気を与えろ還元
性ガスである。

鋳造に際して急冷面５を加熱づ−る温度は、ストリップ
の組成、酸欠領域１３内に存在する低密度雰囲気の組成
、および急冷面５の組成に依存する。

一般に急冷面を少なくとも約３２３にの温度、好ましく
１・ま約３２３〜５７３にの温度に加熱する。

少なくとも約３７３Ｋ、最も好ましくは約４２３〜５２
３　Ｋの急冷面温度により、大部分の無水の還元性雰囲
気から酸欠領域１３に凝縮または固化した成分が沈積す
るのが実質的に防止される。

還元炎雰囲気は溶融物たまり１８に近接した雰囲気’！
＆　１．３００〜１５００にというきわめて高い温度に
加熱するための効果的手段を与えろ。このような温度に
よれば溶融物たまり１８の周囲にきわめて低い密度が得
られる。このような高温では還元反応の速度も高まり、
急冷面５、ノズル４およびストリップ６の酸化がさらに
減少する。ノズル４部に高温の還元炎が存在することに
よって、ノズルに亀裂を生じさせろノズル部温度勾配も
減少する。

従って還元炎雰囲気を採用した本発明の実施態様によれ
ば、急冷面５の周囲の加熱された低密度の還元性雰囲気
が効果的に得られ、これにより鋳造されたストリップの
両面の平滑性が改良され、急冷面５．ストリップ６およ
び鋳造ノズル４の酸化がより効果的に防止される。

第５図に示されるように１本発明には所望により柔軟な
ハッガーベルト３８か含まれ、これはストリップ６を急
冷面５に向かって同伴し、これとの冷却接触を延長する
。接触か延長されろと、ストリップにいっそう均一なか
つ延長された冷却期間が与えられろことによりストリッ
プ６の急冷が改良される。ガイドゝホイール４０がベル
ト３８を急冷面５に沿って希望１−ろ抱き込み位置とな
し、駆す０３手段がベルト３８を動かして急冷面５と抱
き込み状態にある部分のベルトが急冷面の速度と実質的
に等しい速度で移＠するようにする。好ましくはベルト
３８はストリップ６の周縁部からはみ出して急冷面５と
直接に接触し一摩擦によりかみ合う。この摩擦によるか
み合わせがズル）Ｙ動かすために必要な駆動力を与える
。

急速に固化した金属からなる比較的厚いスト＋７ツプを
形成するための装置および方法を開発するためにかなり
の努力が払われた。というのはこの種のストリップは現
存する商業的用途において現在用いられている材料のた
めの直接的な代替品としてより容易に使用できるからで
ある。本発明によれば溶融金属流と冷却された急冷面と
の接触が著しく改善されるので、溶融金属からの熱の輸
送が改善されろ。この改善された熱の輸送により、浴融
金属がより均一にかつより急速に固化して、より高品質
の厚いスト＋７ツプ、すなわち約１５μフルから約７０
μ〃ｌ程度およびそれ以上の厚さをもつストリップが製
造されろ。

同様に、急速に固化した金属の比較的薄いス１リップを
形成するために、かなりの努力が払われた。きわめて薄
い金属ストリップ（厚さ約１５μｍ以下、好ましくは約
８μｍ）は各種の商業的用途にきわめて望ましい。たと
えばろう付においては、ろう付ジヨイントに普通に用い
られる充填用金属は、普通は基材金属に比べて機械的性
質が劣る。

ろう例されたアセンフリーの機械的特性を最適なものに
するために、ろう付されろジヨイントはきわめて薄く作
られろ。たとえば箔状の充填材をろう付操作の前に接合
部に直接に置く場合、ジヨイント強度はきわめて薄いろ
う付箔の使用により最適なものにすることができる。

高周波エレクトロニクス（１０ＡＨｚ以上）を用いろ磁
気的用途においては、磁気装置の電力損は磁性材料の厚
さくｔ）に比例する。他の磁気的用途、たとえば飽和可
能なりアクドルにおいては、材料が急速に飽和されろ場
合、電力損は磁性材料の厚さの２乗（ｔ２）に比例する
。従って薄いリボンはリアクトルにおける電力損を低下
させろ。さらに、薄いリボンは飽和されろために要する
時間が短かく、その結果より短かくかつ鮮鋭な出力パル
スがりアクドルからイ４）もれろ。同様に薄いリボンは
各層の誘導電圧を低下させるので、層間に必要な絶縁力
１より少ない。

直線誘導加速器用の誘導子の場合も電力損ばｔ２に関連
し、より薄いリボンはど電力損を低下させるであろう。

同様軽薄いリボンはより容易にかつ速やかに飽和し、比
較的短かいパルスの加速器を製造することができろ。さ
らに薄いリボンはど層間に必要な絶縁は少なくなるであ
ろう。

薄いストリップがもつ他の利点は、一定の直径に巻きつ
けた場合ストＩＪツブが受けろ曲げ応力が小さいことで
ある。適度の曲げ応力は磁気歪の現象により磁性を低下
させるであろう。

本発明の装置および方法は、ぎわめて薄い金属ストリッ
プを作成するために特に有用である。本発明によればガ
スポケット欠損の寸法および深さがイ１意に低下するの
で、このような欠損が鋳造されたス）　ＩＪツブを穿孔
するほど太き（なる機会は少ない。その結果ストリップ
を穿孔するほど大音な欠損が生じる可能性がより少ない
ため、きわめて薄いストリップを鋳造することかできろ
。従って本発明はきわめて薄い金属ストリップを鋳造す
るために適合させることができ、このストリップは鋳造
し放しで約１５μｍ以下の厚さをもつ。好ま゛しくにキ
ャスティングされたストリップは１２μｍ以下の厚さを
もつ。より好ましくはキャスティングされたストリップ
の厚さは７〜１２μｍである。さらに、薄い金属ストリ
ップは少なくとも約１．５　ｍｍ、好ましくは少なくと
も約１０ｍｍの幅寸法をもつ。

実施例 本実施例に用いた強制対流冷却されたプレーン炭素鋼製
支持体ホイールは直径３８Ｃ：ｍ（１５インチ）および
幅５ｃＩｎ（２インチ）であった。最初に、過度のリボ
ン−支持体の付着を避けるため低い円周面速度（約１０
ｍ／秒、￥なわち２，０００　ｆＰｍ）の上記炭素鋼ホ
イール上で１組成止。８Ｃγ７”　３Ｂ］　４Ｓ’　１
８（脚部の数値は原子％）のニッケル系リボンを製造し
た。支持体ホイールは走行中に、鋳造方向の外側へ約１
０°傾斜したアイドリングブラシホイールにより連続的
にコンディショニングされた。

実験により、リボンが支持体表面に対して示す付着はき
わめてわずかであることが示された。キャスティング圧
力の増大、および支持体表面速度の増大は、リボン−支
持体の付着の改良の補助となった。これら最初の実験に
おいて鋳造されたリボンは′１−べて、鉄合金リボンを
銅系支持体ホイール上でυｊ造した場合に一般に見られ
るように、下面に閉じ込められたエア　ポケットをきわ
めて多数示した。最初の実験においては、リボンのキャ
スティング中に支持体表面に形成された濃い級化反応跡
が、支持体へのリボンの付着を制限した。

そこで溶融物たまりの上流のリボン鋳造トラックに向け
た一酸化炭素炎を用いて酸化を減少させ、リボン−支持
体の付着を促した。炎とコンディショニングブラシの総
合作用により支持体の酸化が減少し、付着が増し、良好
な幾何学的均質性をもつリボンが製造された。強磁性合
金リボンの磁性も改良された。

支持体の酸化が主として溶融物たまり付近で起こるのか
、またはリボンが支持体から分離する地点の後で起こる
のかを判定するために実験を行った。溶融物たまりに近
接した還元炎によれば実質的に酸化の減少したリボン鋳
造トラックが得られろことが認められた。−酸化炭素炭
と溶融物たまりの背部の距離が約２（１ｍ以下（〈１イ
ンチ）である場合に最良の結果が得られた。

実験によって、リボン表面の平滑性、光沢および延性が
一般的方法で鋳造された材料よりも著しく改善されてい
ることが示された。鉄系金属によ７、）銅製支持体の固
有湿潤は鉄系支持体の湿潤はど太きくしまないが蔭還元
炎の使用により、浴融物−銅支持体湿潤性は調製支持体
が欠損のない高品質ストリップの製造のために利用でき
ろ材料であるという点にまで高められろ。このような欠
損のない鋳造性により、きわめて薄いリボン（厚さ約７
μｍ程度）を製造することができる。さらに−酸化炭素
炭により補助された鋳造によって溶融物−支持体の接触
が改善されるため、総体的急冷速度が改善され、通常よ
りも大きな厚さにおいて一定の組成のリボンの製造が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属ストリップを急速鋳造するための代表的な
先行技術による装置であり； 第２図はエンド９レス鋳造ベルトを用いる本発明の実施
態様を概略的に示したものであり；第：３図は鋳造ノズ
ルと同軸に位置するガス送出手段を用いろ本発明の一実
施態様であり；第４図は回転式鋳造ホイールを用いる本
発明の一実施態様を示すものであり； 第５図は鋳造したストリップを急冷面と長時間接触させ
るための柔軟なハツガーベルトを用いる本発明の一実施
態様を示すものであり； 第６図は溶融金属が沈積する急冷面部分における気体速
度分布を示すものである。 これらの図面中の各記号は下記のものを表わす。 １：鋳造ホイール；　２：るつは；　３：加熱要素；　
４：ノズル；　５：急冷面：　６ニストリツプ；　　７
：エント９レス鋳造ベルト；　８：ガスノズル；　１０
：ヒータ一手段；　１２：ガス供給部；　１３：酸欠領
域：　１４：急冷帯域；１６．１６’：バルプ；　１８
二溶融物たまり；。 ２０：ガス境界部の速度分布；　２２：ノズルオリフイ
ス；　２４：ガス；　２６：ノズル出口；２８：（還元
）炎；　３０：点火手段；　３２：ガスノズル；　３４
：点火手段；　　３６：（還元）炎；　３８：ハツガー
ベル）；　　４０ニガイドホイール；　４２：ワイパー
ズラシ；　４４：リフトオフ領域（ガスポケット）； （外４名） ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋１　　（ａ）　　急冷面をもつ可動冷却体；（ｂｌ
   　　溶融金属流を上記の面の急冷領域に沈積させてスト
   リップを形成するノズル手段；（Ｃ）急冷領域に近接し
   てその上流に位置する酸欠領域に低密度雰囲気を供給す
   るための酸欠手段；および （ｄ）　　上記雰囲気から凝縮もしくは固化した成分が
   酸欠領域に沈積するのを実質的に防止するための制御手
   段 からなる金属ストリップ鋳造装置。 （２）　　ガスが化学的債元反応を生じうる還元性ガス
   からなり、これにより還元性雰囲気を与える、特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 （３）すらに、還元性ガスに点火して還元炎雰囲気を生
   じろための点火手段を含んでなる。特許請求の範囲第２
   項記載の装置。 （４）さらに、低密度ガスからなる、少なくとも１か所
   の付加的な低密度雰囲気をストリップの一部に沿った位
   置に与えるための手段を含んでなる、特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 （５）さらに、ストリップを急冷面に向かって同伴して
   これとの接触を延長させろ柔軟なハッガーベルトを含ん
   でなる、特許請求の範囲第１項記載の装置。 （６）　　さらに、ノズル出口部分を還元炎により加熱
   してノズルオリフィスの閉塞を最小限に抑えるための加
   熱手段を含んでなる、特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ；（７）（ａ）急冷面をもつ冷却体を一定の速度で動か
   し； （ｂ）　　溶融金属流を上記急冷面の急冷領域に沈積さ
   せてストリップを形成させ； （Ｃ）この急冷領域に近接してその上流に位置する酸欠
   領域に低密度雰囲気を供給し；そして（ｄ）　　急冷面
   を、上記雰囲気から凝縮もしくは固化した成分が酸欠領
   域に沈積するのを実質的に防止する温度に加熱する 工程からなる、金属ストリップ鋳造方法。 （８）低密度雰囲気が還元性ガスからなり、これにより
   還元性雰囲気を与える、特許請求の範囲第７項記載の方
   法。 （９）　　さらに、還元性ガスに点火して急冷面領域に
   還元炎雰囲気を与えろ工程を含んでなる、特許請求の範
   囲第８項記載の方法。 ０（））さらに （ａｌ　　ストリップの一部に沿って還元性ガスからな
   ろ伺加的な低密度雰囲気を与え；そして（／＋）　　該
   還元性ガスに点火してストリップのこの部分に沿って還
   元性雰囲気を与える 工程を含んてなろ、特許請求の範囲第７項記載の方法。 （１１）特許請求の範囲第７項記載の方法により製造さ
   れた金属ストリップ。 （１２）少なくとも５０％のガラス質構造を有し、かつ
   約１５μｎＬ以下の厚さをもつ準安定な材料よりなるニ
   ー構造しただけの金属ストリップ。