JPS5942160A - 非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル - Google Patents

非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル

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JPS5942160A
JPS5942160A JP15179682A JP15179682A JPS5942160A JP S5942160 A JPS5942160 A JP S5942160A JP 15179682 A JP15179682 A JP 15179682A JP 15179682 A JP15179682 A JP 15179682A JP S5942160 A JPS5942160 A JP S5942160A
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JP
Japan
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roll
cooling
cooling water
amorphous alloy
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP15179682A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Tachikawa
立川 正彬
Toshihiko Ariyoshi
有吉 敏彦
Minoru Yamate
山手 実
Kunitatsu Haitou
拝頭 邦龍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP15179682A priority Critical patent/JPS5942160A/ja
Publication of JPS5942160A publication Critical patent/JPS5942160A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/068Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • B22D11/0682Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

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】 本発明は非晶質合金薄帯製造用冷却ロールに関するもの
である。
Fe−B、 Fe−B−C,Fe−B−31、Fe−B
−3l−C系等の非晶質薄帯は電磁気特性が特に優れて
いるために各種変圧器鉄芯材として有望視されている。
比較的大型となる配電用巻鉄芯材としての用途は、省エ
ネルギーという社会的ニーズのために太いに期待され開
発研究が盛んである。しかしながら従来の珪素鋼板に比
べて非晶質薄帯はその板厚が約1/10となるためほぼ
10倍の枚数を積層することになり、大量生産時の薄帯
の形状寸法精度が厳しいものになる。
非晶質合金薄帯の製造法として液体急冷法、その内でも
単ロール法が、板の大量生産法として適していると評価
されている。
さて単ロール法による流体急冷法では冷却ロールに近接
したノズルと冷却ロール間の所謂ノQドル、通常数澗以
内の巾と所要板厚に相当する長さを持った線状の溶湯ブ
ール内で製品板厚が決定される。
パドルから、下流側数10閣より、数10Cm内の冷却
速度が104〜106℃Zs e c内でなければ非晶
質化が不完全となる。このパドルとその後の冷却を連続
的に定常的に維持しなければ大量生産は不可能である。
製品形状を決めるパドルは、ノズルのスリット形状の他
、ロール・ノズル間のギヤ、プが大きい影響を現わす。
板巾の両端でギャップが異なれば両端の板厚が違ってく
るし、中央部と端部でギャップが異なれば、相当する位
置で板厚が違ってくる。冷却ロールの形状は製造中の全
期間を通じて一定の形状を維持せねばならない。
また単ロール法によって定常的に連続的に大量生産する
際は、急冷ロール自体の冷却が不可欠である。その熱負
荷は運転条件にもよるが通常1061<caφ2hrの
オーダで冷却設計は厳しいものとなり、通例熱伝導度の
良い銅合金が用いられる。ロールに近接したノズルのス
リット出口で溶湯薄帯と低温の冷却ロールとが接触して
開始する過渡伝熱現象によって急冷するという原理を採
っているため、冷却開始前のロール表面は上記合金系で
は通常100〜400℃以内にせねばならない。純銅ロ
ールにおいても、水冷面とロール表面との間の肉厚は1
0〜20調以内に限られるが火熱負荷のためそれでもな
お数10 C/1wrの温度勾配を持つことになる。こ
の温度勾配の存在と平均温度上昇によって冷却ロールに
は大きな歪が誘起される。
従来急冷ロールには、水冷等の工夫を施してない純粋研
究用のものは別として、銅合金の円筒を銅フランツで支
持した第1図のものが用いられていた。このロールの冷
却の態様は次のとおりである。
一方の回転軸7の内流路1から給水され、銅フランジ2
の内側5を通過して冷却ロール3の円筒内面と内側ロー
ル4の外面との間の隙間5′を高流速で冷却して反対側
の鋼フランジ内側5“を経て他方の軸8の内流路6から
排水される。
冷却流路内5′の流速を10rrV′l!1〜20m7
′8以上にすれば前記10  kcat/rnhrの熱
流束をとることができて、なおかつ、ロール表面温度を
100〜400℃以内に維持できる。しかしながら冷却
ロール3の温度上昇及び温度勾配のため中ぶくれのクラ
ウン変形を起こし、ひどいときは冷却ロール3への溶湯
噴射用ノズルの両端は所定の0.1〜03咽のギャップ
であるから、ノズル中央部はロールとノズルが接触して
し壕う。この几め特に板巾100解程度以上の薄帯製造
時は板巾中央部がすだれ状に孔空きとなる。
この対策の1つとして、ノズル面をロール面の凸変形に
合わせて凹に研削研磨しておくことが考られるがスター
ト時に中央部が過大なギャップとなり溶湯噴出を起こし
やすく旨くいかない。このことはロール面を凹に仕上げ
る方法の場合も同様である。
もう一つの容易な対策として、第2図(1) 、 (2
)に示すように、冷却ロール2の肉厚を厚くしてなお冷
却流路5′を貫通孔の形状にしてロール表面近くにとど
めるような構造をとることができる。これによって冷却
用肉厚/全肉厚の比率程度に(通常の場合の数分の1程
度)冷却ロールの変形を抑制できる。しかしながらなお
充分なロール平坦度維持とは言いがたい上に、流路面積
が減少した分だけ冷却不足となる。
さて第1図のロール構造にはもう一つ重大な欠陥がある
。ロール回転数を増すにつれて所定の冷却水流量を確保
するための水圧が極め1大きくなってくる。遂には冷却
水は流れなくなる。この原因は、本発明者の究明によっ
て冷却水の回転運動に由来することが判った。冷却水は
給水側回転軸7内で若干回転を受けるが冷却流路5′に
、概ね回転軸7,8方向に平行に入っていく。この流路
5′は狭いため冷却ロール3及び内側ロール4の回転に
よって、ロール回転方向に加速され、冷却流路5′の出
口ではロール周速に近い回転を得て排出される。さて鋼
7ランノ2′内側にはブレーキとなるものがないため、
排出側回転軸8に近づくにつれ、角運動量保存則によっ
て冷却水の回転速度が増してくる。この回転速度が増し
てくるため水圧は低くなり遂には排水タンクの圧力即ち
大気圧より低くなることもある。この出側鋼フランジ内
皿ち冷却流路5“での圧力低下のために回転数を増すと
異常な圧力を要するようになる。
本発明は従来のかかる欠点を排除しうる非晶質合金薄帯
製造用冷却ロールを提供せんとするもので、その要旨と
するところは冷却水によって冷却される冷却ロールと、
該冷却ロールより巾狭な内側ロールとを焼ばめにより一
体的に構成するとともに、上記内側ロールを包囲する鋼
フランツと該内側ロールとで構成した冷却水流路に冷却
水回転防止ひれを設けたことを特徴とする非晶質合金薄
帯製造用冷却ロールにある。
以下、図面をもって、本発明の詳細な説明する。
第3図において、冷却ロール33は内側ロール34よυ
[1〕広になるように形成され、かつ、該内側ロール3
4と焼ばめによって一体的に構成されている。また、該
冷却ロール33は第4図に示す如く、冷却水路35′を
構成する冷却溝39がその内側に刻設せられている。ま
た、鋼7ランノ32の出側冷却流路35“において冷却
水回転阻止ひれ40が複数枚内側ロール34に固設され
ている。
該阻止ひれ40は勿論、入側冷却流路35内にも設けて
もよい。
なお、上記冷却溝39の代りに、冷却水流路面積を考慮
した冷却水貫通孔を設けてもよい。
本発明に従ったロールは上記の如き構成から成り立って
おり、その効果は次の通力である。
まず、上記冷却ロール33は内側ロール34に焼ばめさ
れて一体的に構成されているが、かかるロール半径程度
となり、通常の場合101500=1150程度に減少
される。その理由を説明すれば焼ばめしない時の半径の
熱膨張は(半径×温度上昇)に比例する。他方焼ばめし
た場合は、冷却ロール内面は内側ロールによって拘束さ
れるため熱膨張変位は(肉厚×温度上昇)にしか比例し
ないためである。さて、冷却ロール巾に比べて極端に狭
巾のものを中央部で急冷製造するならいざしらず、はぼ
同等程度の巾の薄帯を製造するのが普通であるが、その
際は冷却の端面効果のために端部の冷却ロール温度が低
くなり、若干のクラウン変形が残る。これは焼ばめ有効
な内側ロール巾をはづれたところでは上述の(冷却有効
肉厚)/内側ロール半径で通例1150程度の逆比で膨
張する現象を利用して補償できる。即ち、焼ばめ有効部
を決める内側ロール巾を冷却ロール巾よりも狭くして焼
ばめをすれば良い。どの程度にするかは種々なケースで
変わる設計問題として解決できる。
さて、冷却ロールの冷却流路は冷却能力を上げるために
は大きい方が良い。本発明の如く、焼ばめ法を用いれば
第3図及び第4図に示す冷却溝39が採用できる。これ
は第1図の薄肉円筒の内面からの冷却に匹敵する冷却能
力を持ち得るため非晶質化しにくい。しかし、品質特性
上有利な合金も実用化の道を拓くものとして非常に有効
である。
また、冷却水回転阻止ひれ40が出側冷却流路35”に
設けられているので、冷却水の回転が阻止され、該流路
35″における水圧低下を防止できるので順調な冷却水
の供給が可能となる。
実施例 本発明に従った冷却ロールを用いて下記条件下でFe−
B−8i−C系の非晶質合金薄帯を製造した。
内側ロール直径  940φ  (材質545C)中 
    240調 冷却ロール肉厚   30閣 (材質Cu・ICr銅合
金)冷却溝 巾10+mnX深さ20叫 ピツチ10咽 冷却ロール中   300間 ロール周速  31.4 rrV/sec  (600
rpm )水圧 7−2流量200 m3/hr かくして厚さ25μm1巾250朋の非晶質合金薄帯8
00kgを精度よく安定して製造することができた0
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来例の一部断面図、第3図は本発
明の一部断面図、第4図は第3図のB−B断面図である
。 第2面 (1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 冷却水によって冷却される冷却ロールと、該冷却ロール
    より巾狭な内側ロールとを焼ばめにより一体的に構成す
    るとともに、上記内側ロールを包囲する鋼フランジと該
    内側ロールとで構成した冷却水流路に冷却水回転防止ひ
    れを設けたことを特徴とする非晶質合金薄帯製造用冷却
    ロール。
JP15179682A 1982-09-02 1982-09-02 非晶質合金薄帯製造用冷却ロ−ル Pending JPS5942160A (ja)

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