JPS60130455A - 急冷薄板の製造方法 - 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】 技術分野 急冷薄板の製造とくに金属溶湯なノズルから高導熱材料
ロールの胴周面に向けて流下供給し、該ロールとの接触
抜熱によって凝固させる直接製板法の改良に関してこの
明細書で述べる技術内容は均一な厚みでヒートストリー
クのない、急冷薄板を有利に得ることについての開発成
果を提案しようとするものである。

背景技術 溶融金属から、急冷薄板を得る直接製板法は、単ロール
法と双ロール法に大別され、なかでも双ロール法は、単
ロール法に比べて金属溶湯に対する冷却能が高く、実際
得られる薄板の厚みは、単ロール法がたかだか５０μｍ
ｓ度であるのに対し、容易に１０倍以上ともなし得る特
色がある。

その反面双ロール法では、金属溶湯な供給するノズルを
ロール間隙に対してあまり近ずけることができず、この
ため金属溶湯の供給流動がロールの胴周面に達するまで
の間に、表面張力や重力加速度による乱れを生じて、凝
固過程での板厚のばらつきや、板面の凝固むらにともな
うヒートストリークが多発する傾向が強いが、供給流動
の乱れについては単ロール法でも全く問題にならないわ
けではない。

問　題　点 ロール胴周への金属溶湯の供給に供されるノズルは、流
出口がスリットよりなるものとオリフィス列よりなるも
のとが知られている。

スリットから流下する金属溶湯は、流出直後は層状流を
呈するが引続き表面張力の作用のもとで第１図（ａｌ　
、　（ｂｌに示すように断面がへん平な隋円形に変形し
つつ、さらにはスリット孔と直交するような変向を生じ
て乱流となる。

第１図（ａ）　、　（ｂ）において１はノズル、２はス
リット、８はスリット２からの流下流動である。

この点について特開昭５７−１０８７６８号公報には、
ノズル１のスリット２のギャップを幅方向（スリット長
辺方向）に変化させる対策が示されているけれども、ロ
ールへ供給される金属溶湯の厚みが幅方向不均一となる
ことがロールの冷却条件に対して不利に影響する。

一方オリフイス列としてたとえば第２図（ａ）　、　（
ｋ））のように円形孔２１を持つノズルｌから流下する
金属溶湯は流出直後円形状の層流を呈するが、やはり表
面張力にて縮経し、終には滴状流８′となる。

この点特開昭５７−１０８７６１号公報では、ロール幅
方向に円形孔の直径を変化させることが示されているが
、ロールへ供給される溶融金属の厚みが幅方向に不均一
となるのは前の場合と同様である。

以上のように金属溶湯のロール胴に至る間における流れ
の乱れ現象は、ロールに対するノズルの距離が長くなる
ほど急冷帯板製品の厚み不同やヒートストリークが生じ
易くなる不利益を来す原因となる。

双ロール法においては、ロール径が大きくなるほど該距
離が長くなるのでより不利益になるのはすでに触れたと
おりである。

発明の目的 上記のような問題点に関して、ノズルがスリットである
とオリフィス列であるとに拘りなく、高導熱性材料ロー
ルの胴周面に対する金属溶湯の供（８） 給流動の乱れをなくして、該胴周の母線方向における一
様な厚みの薄層流を与え、もって厚みの幅方向不同やヒ
ートストリークのない急冷薄板の有利な製造を可能なら
しめることがこの発明の目的である。

発明の構成 この発明は、高速回転する高導熱性材料ロールの胴周面
に向けてノズルより金属溶湯を供給し、該ロールとの接
触抜熱により凝固させて薄板を得るにあたり、ノズルと
ロールとの間に金属溶湯の供給流動のわずかな偏向を強
いる平板状耐熱材料の中継ガイドにより該供給流動を幅
広薄層流としてロール胴局面に導くことからなる急冷薄
板の製造方法である。

ここに中継ぎガイドに振動たとえば超音波振動を印加す
ることがよりのぞましい。

とくに双ロール法では、ロール径が大きいほど、それら
のロール間隙がロールトップから深くなってノズルの流
出口がロール間隙に対してより太きく隔り、金属溶湯の
供給流動パスが長くなるために供給流動の乱れが助長さ
れるのでこの発明に従う中継ガイドをもってする薄層流
の誘導効果はより著しく、以下双ロール法におけるこの
発明の適用について詳しく説明する。

この発明ではノズルｌより流出する金属溶湯が第２図の
オリフィス列２′による円柱列状をなす場合の例にて第
８図に示すごとく、平板状耐熱材料の中継ガイド４によ
って一定厚みの薄層流すとする。

この中継ガイド４は、ノズルｌの先端と比べてより薄く
なし得るので第４図に示すようにロール間隙ｇにより近
づけることが可能となり、かくしてロール６．６′の胴
周面に対する薄層流５の流下パスを短くなし得て表面張
力の効果を事実上消去できる。

この場合中継ガイド４上に放出される円柱列状の流出流
動についてさえも薄層流５に形を変えてロールの胴周面
に誘導できるのでスリットノズルよりもはるかにつくり
易いオリフィス列２′を有利に用いてヒートストリーク
のない極めて平滑な表面性状において均一な厚みをもつ
急冷薄板が得られる。もちろんここにスリットノズル１
を用いる場合を排除するわけではない。

次に中継ガイド４は、ノズルｌより流出した金属溶湯を
受け、その流下縁４′に至る間に厚みの均一な沿面流を
形成する。

中継ガイド４の表面温度と金属溶湯の温度差が大きいと
、金属溶湯の温度低下が激しくなり層状流を乱すが、こ
こに該金属の融点をＴＭとしたとき中継ガイド４の表面
温度Ｔ　を、Ｔｏ≧（ＴＭ−５００℃）とすることによ
り十分な層状流が得られる。

従って作業開始に当っては、この条件を満す予熱を行う
ことが必要なのは云うまでもない。

中継ガイド４は、電気的、化学的、熱的に安定であるこ
とも必要なのでセラミックスなどの耐火物を用いること
が望ましい。中継ガイド４の表面粗さは、平均粗さく　
Ｒａ　）で２００μ以下の（小さい）ものが望ましい。

なお金属溶湯の組成や、温度、流量などが変わると、沿
面光自体に熱振動が原因と思われる６さざなみ状”の厚
みの不均一な領域がときに現われる。

しかしこの場合も超音波や機械力による振動を中継ガイ
ド４に印加すると効果的に厚み不均一が解消される。

第５図にて第４図のＡ　−Ａ’断面をもって超音波の印
加要領を示し、７は発振器、８は振動子、９はフランジ
、そして１０はロールスピンドルである。

ここで超音波は、その概念が従来から周波数の定義とし
てきわめて曖昧ではあるが、一般に圧電形磁歪形又は電
歪形の振動子として一般に広く使われている振動子を発
振源とするような超音波発生装置の出力を広義において
含むものとする。

ここに０．２ｋＨｚ以上の超音波のう舷１さざ波状”′
の厚み不均一を解消するには振動周波数が２５０ｋＨｚ
程度以下でよく適合する。

６さざなみ状”厚み不均一は、まずロール胴周（７） 面の母線方向にあられれるが、中継ガイド４に沿って流
れる距離は極く短かいため、該厚み不均一は流れの方向
と平行な方向にもみられる。

この場合中継ガイド４にとくに機械的な振動を、ロール
の胴周面の母線に対し直交する向きの分力を生じるよう
に斜めに印加して両方向の厚み不均一は解消される。こ
の時の振動周波数は４　Ｈｚ〜１６００Ｈｚが望ましい
。

次に中継ガイド番に沿って流れる金属溶湯は幅広急冷薄
板を作る場合に、いかにして層状の薄い金属流を作るか
が重要となる。

中継ガイド４上の金属流の方向と直角方向に電磁誘導法
によって磁化電流を与えると誘導板上の金属流の幅は広
がり、極めて厚みの均一な層状金属流を得ることができ
る。

一般に板厚１００μｍ程度の幅広急冷薄板を双ロール法
で作るには、ロール周速度を早くするか、あるいはノズ
ルからの給湯量を少なくする方法が考えられる。しかし
ノズルからの給湯量を少なくするためには、ノズル孔を
小さくする必要があり（８） ノズル孔を小さくするとノズルづまりをおこす。

電磁力を利用すると、上述したように中継ガイド上の金
属流の厚みを薄くすることができるため多孔式ノズルに
おいてもノズル径を大きくして、ノズルづまりをふせぎ
ながら孔間隔を大きくすることによって注湯量をコント
ロールすることは何らさしつかえない。

実施例 ノズル１の下方にＳ１０．系非晶質耐火物よりなる中継
ガイド４を配置してｏ、ｓｍｍ厚み、５０　ｍｍ幅のス
リットより金属溶湯を流出させて、中継ガイド４を用い
ない時と比べて薄層流に乱れを生じない落下流動パスの
長さが２０〜８５％増加することを認めた。

次にノズル１とロール６．６１との間に、上記中継ガイ
ド４をおきその一端を超音波振動子に取り付けた振動ホ
ーンと結び２０　ｋＨｚの超音波を印加しつつ、この中
継ガイド４上に孔径４　ｍ７ＦＬ　ｚ孔間隔８７７１ｍ
　％孔数１５個の多孔ノズルより金属溶湯な流出させ、
中継ガイド４の下縁からの薄層流をロール間隙に供給し
た。この時薄層流の落下長さは、超音波を印加しない場
合の１５〜２７　ｍｍに対して、４０〜４１）　ｍｍで
あり、乱れを生じることなく溶融金属の広がりは、薄層
流のままロール間隙に供給することが出来た。

また上記超音波振動装置の代りに、オシレーション装置
で１５　Ｈｚの振動を与えながら、孔径８７７１７７１
　Ｎ孔間隔ａ　ｍｍの孔数２０個の多孔ノズルより、金
属溶湯を流出させ、中継ガイド４の下縁からの薄層流を
ロール間隙に供給した。

この時の薄層流の落下長さは８７〜４５　ｍｍにて乱れ
を生じることなく溶融金属の横広がりは薄層流のままロ
ール間隙に供給することが出来た。

スリット０．９　ｍｍ　Ｎ幅５０　ｍｍのノズルより溶
融金属を射出して誘導板上の溶融金属の流れ方向と直角
方向に電磁誘導法により磁化電流を与えた。

その結果板厚８５μｍ１幅７０　ｍｍ　ｓ板面平均粗さ
くＲａ）２μｍで従来法の板面平均粗さくＲａ）７μｍ
に比べ著しく向上した。この時の層状流の落下長さは、
中継板を用いない時と比べて１８〜４０％向上した。

発明の効果 以上のとおりこの発明によると、ロール胴局面に対する
金属溶湯の供給流動の乱れをなくして、該胴周の母線方
向における一様な厚みの薄層流を与え、もって厚みの幅
方向不同やヒートストリークのない急冷帯板を有利に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】 ｉｌ１図（＆）　、　（ｂ）はスリット形ノズルの平面
図と流出挙動説明図、 第２図（Ｉｌｌ）　ｌ　（ｂ＋は多孔ノズルの平面図と
流出挙動説明図であり、 第８図はこの発明の方法の要点の説明図、第４図はこの
発明の方法の実施態様を示す説明図であり、 第５図は第４図のＡ−Ａ線上の断面図である。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　高速回転する高導熱性材料ロールの胴周面に向けて
   ノズルより金属溶湯を供給し、該ロールとの接触抜熱に
   より凝固させて薄板を得るにあたり、ノズルとロールと
   の間に金属溶湯の供給流動のわずかな偏向を強いる平板
   状耐熱材料の中継ガイドにより、該供給流動を幅広薄層
   流としてロール胴局面に導くことを特徴とする急冷薄板
   の製造方法。 λ　中継ガイドに振動を印加する特許請求の範囲１記載
   の方法。