JPS6010771Y2 - 非晶質金属製造用溶融金属供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は非晶質金属の製造に用いる湯溜槽とノズルの構
造に関するものである。

近年ある種の合金材料を溶融状態から極めて急速に凝固
させることによって得られる非晶質金属は強度・耐食性
に優れ、また良好な磁気特性を持つものとして注目され
ている。

このような非晶質金属を製造する方法としては、溶融状
態にある金属材料をノズルの微小間隙スリットから、高
速移動する冷却ロール等の冷却体表面に噴出供給し、そ
れをｌＣＰ’（！／ｓｅｃ程度以上の速度で急冷凝固さ
せる方式のものが一般的に知られている。

ところでこのようなノズルからの溶融金属噴出方式にお
ける問題は、通常１ｍｍ以下とされる小隙間幅を持つノ
ズルのスリット部分の開閉の不完全さあるいは溶融金属
の噴出速度の不均一さに起因する非晶質製品の寸法のバ
ラツキあるいは結晶化度のバラツキという問題を有する
ことである。

スリットの開閉が不完全な場合、例えば■完全にスリッ
トが閉鎖しない場合、その間隙から溶融金属が湯もれし
、それが冷却−凝固−閉塞といったトラブル、■スリッ
トが完全に開口しない場合、同様のトラブルが発生し更
に噴出流体の形状が均一となるため、冷却ロールで急冷
された非晶質体の形状ならびに性状も不均一なものとな
る。

このため均一な形状、性状の非晶質体を製造するために
は、スリットの開閉が迅速かつ完全でなければならない
。

ところで従来からスリットの開閉装置としてストッパ一
方式が用いられている。

この方式は機構が簡単なため実験室規模での小型装置に
は適当であるが中・大型装置には不適当である。

例えば０．５ｗｎ×１５ｏｗｎの極微小隙間長辺スリッ
トを従来のストッパ一方式で迅速にかつ完全に開閉する
ことは技術的に困難である。

本考案はこのような問題を解決するためになされたもの
である。

即ち従来のストッパー等によるスリット開閉機構を用い
ないで、溶融金属の噴出制御を可能としたものである。

本考案の溶融金属供給装置においては、従来のように湯
溜槽下部にノズルをセットするのではなく、スリットを
有したノズル部分を湯溜槽の外部にかつ湯溜槽内の溶耐
金属の液面より上部になるよう連結管を用いて結合させ
である。

この方式においては、溶融金属をノズルから噴出させる
ためには、不活性ガス等の気体を用いで湯溜槽内の溶融
金属を加圧すれば、その加圧力に応じた噴出速度にてノ
ズルから溶融金属が噴出開始する。

溶融金属の噴出を中止するためには、湯溜槽内の加圧を
中止することによりノズル内の溶融金属は湯溜槽に逆流
する。

この場合ノズル近傍に設けたノズル部ガス加圧口から不
活性ガスを噴出させノズル内の残留物を吹飛ばすように
してノズル内形状の精度を維持し、又、ノズルからの大
気侵入を阻止してノズルから後退して連結管内に在る溶
融金属が大気汚染しないようにする。

ノズル、湯溜槽、連結管の材質は溶融金属との反応性等
により、セラミックス、カーボンのなかから選択する。

ノズル先端のスリットの形状は急冷凝固される製品の用
途により小さな孔から長いスリットまで変えることがで
きる。

なえ金属の溶解を湯溜槽内で行なうことも、また別の溶
解炉にて溶解したものを湯溜槽に入れることも可能であ
る。

湯溜槽内での金属の溶解およびノズル部の予熱には電気
抵抗発熱体を用いるほか、ガス炎や高周波加熱、湯溜槽
目体の通電加熱等、溶解量、溶解材質、溶融効率、予熱
効率を考慮して選択する。

湯溜槽一連結管−ノズルの構造としては、予熱、加熱方
法、冷却体での溶融金属の冷却方法により、それぞれの
方法に適した構造とすることができる。

また溶融金属がノズルから噴出された後の酸化を防ぎ、
かつ冷却を速めるためにノズル先端および冷却体を不活
性雰囲気に保つことが有効である。

このように本考案の装置によれば、ストッパー等のスリ
ット開閉機構を用いなくとも、ノズルからの噴出および
噴出速度の制御を湯溜槽ガス加圧口とノズル部ガス加圧
口からの不活性ガスのガス圧制御により行なうことがで
き、かつノズル周辺のトラブルを激減させることができ
る。

以下本考案を図面に示す実施例装置に基づき説明する。

第１図は本考案装置の構成例を示す。

材料供給部１から湯溜槽２に供給された材料は加熱装置
３により加熱溶解あるいは保熱される。

材料の種類によって決められる所定の温度に到達後、ガ
ス供給部４からのガスにより湯溜槽２内の溶融金属は加
圧され連結管５を通してノズル孔（スリット）６から噴
出される。

不活性雰囲気に保つため零囲気制御ボックス１０を用い
ることが望ましい。

第２図は材料溶融供給部の溶融金属の液面変化を示す断
面説明図で、ａは予熱中の状態を、ｂは溶融金属の噴出
中の状態を、Ｃは噴出中断・終了後の状態を示す。

材料供給口（図示省略）から入れた金属塊あるいは溶融
金属は湯溜槽２内で加熱装置（省略）により所定の温度
まで加熱する。

ガスによる加圧前には、湯溜槽２と連結管５内の溶融金
属８の液面は同じ高さである。

この場合、ノズル孔の清浄化のため、湯溜槽ガス加圧口
９を閉に、ノズル部ガス加圧口９′を開にし、ノズル部
ガス加圧口からガスの吹込を行なう。

溶融金属の噴出を開始する場合、湯溜槽ガス加圧口９を
開に、ノズル部ガス加圧口９′を閉にし、湯溜槽ガス加
圧口９から、ガスの吹込を行なう。

ガスの吹込につれ、湯溜槽２内の溶融金属８は連結管５
を通過し、ノズル６から冷却用ロール７に噴出急冷され
非晶質薄板１３となる。

非晶質薄板製造のためにはその急冷速度が重要なポイン
トである。

急冷速度に影響を与える要因としてロールの周速、ロー
ルとノズルの間隙、ノズルのスリット幅、溶融金属のノ
ズルからの噴出速度があげられる。

このなかで本考案装置においては、湯溜槽ガス加圧口９
からの不活性ガス等のガス圧力の制御により溶融金属の
噴出速度の制御が容易であり、又ノズル部ガス加圧口９
′からの不活性ガス等のガス圧制御を連動することによ
って更に緻密な溶融金属の噴出速度制御を行なうことが
できるようになった。

ノズルからの噴出を中断する場合、湯溜槽ガス加圧口９
を閉に、ノズル部ガス加圧口９′を開にしノズル部ガス
加圧口からガスを吹込むことにより、ノズル内に残留し
ている溶融金属は連結管を通過して湯溜槽内に逆流ある
いはノズルから冷却用ロールへと噴出され、ノズル内は
ガスにより清浄化され、ノズル部ガス加圧口からの不活
性ガス等のガス噴出を継続してノズルからの大気の侵入
を阻止し、連結管内の溶融金属表面の大気汚染（含酸化
）を防止し、かつ冷却体表面の冷却、清浄化もできる。

再開時には、開始時と同様の手順により可能である。

ノズルからの噴出が終了した場合、湯溜槽およびノズル
内の溶融金属は全て噴出してしまうため、ノズル閉塞等
もなく、装置の再使用に際して何ら問題となるところは
なく、くり返し使用が可能である。

このように本考案の装置によれば、ストッパー等のスリ
ット開閉機構を用いなくても、噴出流の自動制御がガス
圧の制御により可能でありかつノズル周辺のトラブル例
えば湯もれ、閉塞等を激減させることが可能であり、極
めて有効かつ実用的なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例装置の構成図、第２図は材料溶融
供給部の断面を示す図でａは予熱中の状態、ｂは溶融金
属の噴出中の状態、Ｃは噴出中止（終了）後の状態を示
す図である。 １・・・・・・金属試片（又は溶融金属）供給部、２・
・・・・・湯溜槽、３・・・・・・予熱・加熱制御部、
４・・・・・・ガス供給部、５・・・・・・連結管、６
・・・・・・ノズル、７・・・・・・冷却用ロール、訃
・・・・・溶融金属、９・・・・・・湯溜槽ガス加圧口
、９′・・・・・・ノズル部ガス加圧口、１０・・・・
・・零囲気制御用ボックス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 材料供給口と不活性ガス等供給部に接続したガス加圧口
   を設けた湯溜槽の底部に連結管を接続し、この連結管に
   溶融金属噴出用のノズルをそのスリットが前記湯溜槽の
   溶融金属の液面より上部で冷却体表面に対向して位置す
   るよう取付けると共に該ノズル部近傍に不活性ガス等ガ
   ス供給部に接続したノズル部ガス加圧口を設けたことを
   特徴とする非晶質金属製造用溶融金属供給装置。