JPS5949105B2 - 薄板製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直接、アモルファス金属の薄板を製造する装
置に関し、特にアモルファス金属の薄板を高精度に検出
し、この検出値に基づいて薄板の厚みを制御するように
構成した薄板製造装置に関する。

アモルファス金属板を製造するには、溶湯を１０５℃／
秒程度の高い冷却速度で急冷する必要があるため、その
厚みは、金属板自体の熱抵抗を考慮し、約４０μ以下に
調整される。

従来、このような厚みのアモルファス金属の薄板を溶湯
から直接製造する装置としては、回転中のドラム表面に
溶融を注出し、該ドラム表面で急冷凝固して薄板にする
型式のものが提案されている。

ところでこの種の薄板製造装置において板厚を高精度に
制御するには次のような問題がある。

（１）薄板の厚みが極めて小さく、又製造速度は高速（
例えば約３０ｍ）であるため自由空間に放出された後で
は薄板が屈曲したり歪んだりする。

このため自由空間に放出された後の薄板に対し所望の精
度で厚み測定を行うことは困難である。

（２） ドラムから放出された後の位置で厚みを測定
しその測定値を制御装置にフィードバックしても、ノズ
ル位置から厚み測定位置までの距離が長くかつその間の
薄板材に対しては制御が及ばないので厚みがまだら状に
変化し、低品質の製品しか得られない。

上述した欠点を解消するため溶湯をノズルより回転中の
ドラム表面に注出し、該ドラム表面上で急冷して薄板に
する型式の薄板製造装置において、薄板の厚みを、薄板
がドラム表面上にある区間内で検出し、この検出値に基
づいて前記ノズルからの溶湯噴出量あるいはドラムの周
速等を調整することにより板厚を制御する方法があるが
、この方法によると薄板の製造に伴い、ドラム表面は約
１５００℃と高温の溶融により熱膨張し、しかもこの熱
膨張量は時間的に変化するため板厚検出精度や製造され
る薄板の板厚が低下するという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので厚み精度の高い
アモルファス金属の薄板を製造し得る薄板製造装置を提
供することを目的とする。

本発明は、ドラム表面にアモルファス金属の薄板が存在
する側の区間と、ドラム表面に前記薄板が存在しない側
の区間の両方に、ドラム方向への距離を測定するセンサ
を設けると共にこれらセンサの検出値の差から薄板の厚
みを検出し、この検出値に基づいて薄板の厚みをアモル
ファス金属となる所定の厚みに制御する装置とを設けた
ことを特徴とする。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、薄板製造装置の全体構成を示す図で、符号１
０は回転ドラムであり、モータ１２により軸１４を介し
て駆動される。

回転ドラム１０は、速度検出器１６により検出された値
と速度指令器１８から与えられた指令値が速度制御盤２
０で比較され、この速度制御盤により所定の一定速度で
回転されるよう制御される。

回転ドラム１０の下方には、炉２２が配置されている。

炉２２の上端開口部はカバー２４によって封じられてお
り、このカバー２４の中央部には中間ノズル２６が垂直
に配置されている。

この中間ノズル２６の下端は炉２２内の溶融２８中に浸
漬されており、その上端はカポ−２４の外側において押
え３０によって固定されている。

中間ノズル２６の上端には先端ノズル３２が接続され、
中間ノズル２６と共に押え３０によって着脱可能に取付
けられている。

炉２２の溶融２８の上部は気圧室３４古なっている。

気圧室３４の圧力を上昇させることにより、溶融２８を
先端ノズル３２から回転ドラム表面に注出できる。

注出量は、アモルファス金属となる所定の厚みになるよ
うに調整される。

注出された溶融はドラム上で急冷され、凝固して薄板３
６となる。

薄板３６は、回転ドラム１０に近接配置した巻取ドラム
３８に巻取られる。

モータ４０により駆動される巻取ドラム３８は、トルク
検出器４２により検出された値とトルク指令器４４から
与えられた指令値がトルク制御盤４６で比較され、この
トルク制御盤により一定トルクで回転されるように制御
される。

巻取ドラム３８はシリンダ４８により揺動可能なアーム
５０に支持されているので巻取り量の増大に応じて後退
できるようになっている。

５２及び５４はいずれも渦電流の発生を利用した誘導電
流型の非接触型間隔測定器（以後ギャップセンサという
）で、ギャップセンサ５２はドラム表面上に薄板が製造
される側の区間に配置されて薄板表面までのギャップを
測定し、一方ギャップセンサ５４は薄板が製造されない
側の区間に配置され、ドラム表面までの間隔を測定する
。

ところでドラム表面は、高温の溶湯により熱膨張し、そ
の熱膨張量は第２図のように時間的に変化する。

この場合一般に、ドラム表面の端部程冷却され易いので
中央部の温度（実線で示しである）は端部の温度（破線
で示しである）より高くなるためドラム表面は中高の形
状となる。

第３図Ａ、Ｂはそれぞれ第１図Ｉ−Ｉ線及びＨ−Ｈ線矢
視図で、この図から明らかなとおり、薄板の厚みはギャ
ップセンサ５４の出力Ｇ□とキ゛ヤツプセンサ５２の出
力Ｇ２の差に相当し、ドラムの熱膨張量の影響を防止で
きる。

特にドラムの回転軸に直交する面内にギャップセンサ５
２，５４を配置すれは、この面内における熱膨張量は全
周に亘ってほぼ同一と考えて良いので高い精度で板厚を
検出できる。

このようにして検出された板厚ζこ基づいて薄板の厚み
を制御する装置及び方法を以下詳細に述べる。

板厚の検出値、板厚指令器５６からの指令値及び炉内の
気体室３４の圧力検出器５８からの圧力検出値に基づい
て圧力制御盤６０において、サーボ弁６２への制御信号
が計算される。

この制御信号によりサーボ弁６２が作動すると、油圧ポ
ンプ６４、油圧タンク６６で構成された油圧動力により
、油圧シリンダ６８が作動される。

この油圧シリンダが作動すると、これにロンドア０で連
結したエアシリンダ７２が同期して作動する。

このエアシリンダの作動によりエアシリンダの気体室７
４の容積が変化すると、これに配管７６を介して連通し
た炉内の気体室３４の圧力が即応的に変化し、ノズル３
２からの溶湯流出量の変化により薄板の厚みが制御され
る。

ロッド７０の中間部はフレーム７８に支持された弾性体
（例えばゴム状弾性体）に係合され、いずれの方向の移
動に対しても比較的高いぼね定数の弾性力により抵抗を
受けるように配置されている。

このような構成によりサーボ弁、油圧シリンダ６８、エ
アシリンダからなる駆動系の応答性が向上できるので厚
み制御系の応答性も向上させることができる。

また、薄板の製造に伴い、炉内の溶湯が流出し、溶湯の
湯面が低下して気体室３４の圧力が低下する。

この圧力低下を防止するために、ロッド７０の変位を検
出し、この検出信号に基づきポンプ８２から制御弁（三
方弁）８４を介して気体室に不活性ガスを供給できるよ
うに位置検出器８６が設けられている。

本実施例によれば、ドラム表面にアモルファス金属の薄
板が製造される側の区間とドラム表面に前記薄板が製造
されない側の区間で、かつドラムの軸に直交する面内に
各１個のギャップセンサを設け、これらの検出値の差に
より板厚を検出するようにしたのでドラムの熱膨張量が
時間的に変化しても簡単な構成により常に高い精度で板
厚を検出できる。

これにより高精度な板厚制御が実現できる。

上述した実施例では、ギャップセンサを２個用いた場合
について説明したが、第４図Ａ、Ｂに示す如く薄板まで
のギャップを測定するギャップセンサ５２に対し、ドラ
ム軸方向でかつ薄板の存在しない位置に配置されドラム
表面までの間隔を測定するギャップセンサ１００並ひに
ギャップセンサ５４に対しドラム軸方向にギャップセン
サ５２と１００の間隔に等しい距離だけ隔てたギャップ
センサ１０２を設け（キ゛ヤツプセンサ１００の出力Ｇ
４−ギャップセンサ５２の出力Ｇ２） −（ギャップセ
ンサ１０２の出力Ｇ３−ギャップセンサ５４の出力Ｇ１
）から板厚を検出するようにしてもよい。

この実施例では、ドラム軸に直交する面内におけるドラ
ム表面の熱膨張量が一様でないような場合でも、高精度
な板厚検出が可能となる。

尚、上述した実施例では、いずれも板厚の検出値に基づ
き溶湯の注出量を制御する場合について説明したが、ド
ラム周速あるいは巻取りドラムのトルクを制御しても良
い。

又溶湯の注出量をノズルとドラム表面の間隔を調節する
ことにより制御することも可能である。

更に又、溶湯を上向きに注出する方式について説明した
が、ドラムの上方にノズルを配置し、流下せしめるよう
にしても上述した実施例の効果が得られることは明らか
である。

以上詳述したように本発明によれば、ドラム表面にアモ
ルファス金属の薄板が存在する側の区間と、ドラム表面
に前記薄板が存在しない側の区間の両方に、ドラム方向
への距離を測定するセンサを設けると共にこれらのセン
サの検出値の差から薄板の厚みを検出し、この検出値に
基づいて薄板の厚みをアモルファス金属となる所定の厚
みに制御する装置とを設けたのでドラムの熱膨張量ある
いは熱膨張量の時間的変化にかかわらず常に高い精度で
アモルファス金属の薄板の厚みを制御できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す薄板製造装置の全体構
成図、第２図はドラムの熱膨張量の時間的変化を示す図
、第３図Ａ及びＢはそれぞれ第１図におけるＩ−Ｉ線及
び■−■線の矢視図、第４図Ａ、Ｂはセンサの配置に関
する他の実施例を示す図である。 １０・・・・・・回転ドラム、１４・・・・・・ドラム
の軸、２２・・・・・・炉、３２・・・・・・先端ノズ
ル、３４・・・・・・気体室、３８・・・・・・巻取ド
ラム、５２ 、５４ 、１００ 。 １０２・・・・・・ギャップセンサ、６０・・・・・・
圧力制御盤、６２・・・・・・サーボ弁、６８・・・・
・・油圧シリンダ、７４・・・・・・エアシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶湯をノズルより回転中のドラム表面上に注出し、
   該ドラム表面上で急冷凝固させることによりアモルファ
   ス金属の薄板を製造する薄板製造装置において、前記ド
   ラム表面に前記薄板が存在する側の区間と、ドラム表面
   に薄板が存在しない側の区間の両方に、ドラム方向への
   距離を測定するセンサを設けると共にこれらセンサの検
   出値の差から薄板の厚みを検出し、この検出値に基づい
   て薄板の厚みをアモルファス金属となる所定の厚みに制
   御する装置とを設けたことを特徴とする薄板製造装置。 ２ 前記ドラムの軸に直交する面内に前記センサを各１
   個設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   薄板製造装置。 ３ 前記センサは、非接触型間隔測定器であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄板製造装置。 ４ 前記薄板厚み制御装置は、前記薄板の厚み検出値に
   基づいて、前記ノズルからの溶湯注出量を調節するよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の薄板製造装置。 ５ 前記薄板厚み制御装置は、前記薄板の厚み検出値に
   基づいて、前記ドラムの周速を調節するように構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄板製造
   装置。