JPS60199553A - 金属薄帯の製造方法 - Google Patents

金属薄帯の製造方法

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JPS60199553A
JPS60199553A JP5445484A JP5445484A JPS60199553A JP S60199553 A JPS60199553 A JP S60199553A JP 5445484 A JP5445484 A JP 5445484A JP 5445484 A JP5445484 A JP 5445484A JP S60199553 A JPS60199553 A JP S60199553A
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JP
Japan
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molten metal
paddle
ribbon
cooling
nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP5445484A
Other languages
English (en)
Inventor
Shun Sato
駿 佐藤
Tsutomu Ozawa
小澤 勉
Toshio Yamada
山田 利男
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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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPS60199553A publication Critical patent/JPS60199553A/ja
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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
    • B22D11/064Accessories therefor for supplying molten metal

Landscapes

  • 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】 (産業上の利用分野) 本発明は金属(合金を含む以下同じ)の溶湯を移動する
冷却基板の表面で急冷凝固させ連続的に非晶質金属(合
金)薄帯あるいは結晶質金属(合金)薄帯を製造する方
法に関するものである。
(従来技術) 溶融金属から連続的に薄帯を製造する方法(連続溶湯急
冷法)は従来より種々の手段が開示されているが、今日
量産方式として主に採用されているのは溶解した金属を
所定の形状の開口部を有するノズルから所定の圧力の下
でノズル開口部に面した冷却基板の上に衝突凝固させ連
続薄帯とする方法である。この方法は広い幅の薄帯が容
易につくれる、冷却基板の損傷が少ない、製造・ぐラメ
ータの制御が比較的容易、などの工業化に有利な特徴を
有している反面、つくられた薄帯の表面性状が余シよく
ない、冷却能が小さいなどの欠点があった。また単ロー
ル法など片面冷却法で作製される薄帯の表面は、自由面
(ロールに接触しない面)には高さ1〜5μmで、周期
100〜200μm程度の起伏があり、−カロール面に
は深さ1〜5μm、長さ50〜100μm程度の細長い
窪みが多数存在する。壕だその他にも、しばしば長手方
向の板厚の周期的変動を示す縞状模様(蛇腹模様、フィ
シュスケールなどとも呼ばれる。)が現われる。これら
の欠陥の成因は凝固速度の場所的不均一性、ロール面に
吸着した空気の巻き込み、湯溜り部(以下/4’ドルと
いう。)の振動などによるものであると推測されている
。そしてこれらの欠陥はいずれも薄帯を積層したときの
占積率を低下させる原因となる。
また冷却能が小さい理由は、片面冷却であること、/4
’ )”ルは比較的小さな力で冷却基板と接触している
こと、さらに薄帯のロール側の面には前記のように多級
の窪みがあシ、この窪みが熱的接触を低下きせている等
々が考えられる。
このような片面冷却による薄帯製造による欠陥を除くた
めに従来よシ種々の方法〃5提案はnできた。例えば薄
帯のロール面側のくほみ(エアポケット)を減らす方法
として気流を遮断して空気の巻き込みを防ぐ特開昭54
−76432号公報などに記載の方法や真空中あるいは
Heガス中で鋳造する方法(特開昭58−32550号
公報)が提案されている。また縞状模様の低減圧は冷却
ロールの表面を粗仕上けとするHuangらの方法(M
etal lurgicalTransaatlons
 A 12A (1981) pH07)がある。以上
の方法は結果として冷却速度の向上にも寄与することが
述べられている。
しかしながらこれらの方法は次に述べる理由でそれぞれ
不充分な点を有している。ロール面のエアポケットを減
らすための上記の気流連断法は実質的に効果がなく、真
空中あるいはHeガス中で鋳造することは効果Viある
が量産性、経済性の観点から工業的には採用がむずかし
い。
また粗仕上げロールを用いる縞状模様の低減法は巻き込
む気泡の分布を分散させるだけで、エアポケットの総量
は減らないことが示きれている。
冷却能を高める方法としては薄帯の出側でその自由面に
ガスを吹き付ける方法、補助ロールや°ベルトを押し付
ける方法(米国特許第3862658号明細書、%開閉
54−76435号、および特開昭54−23030号
公報)など多数の方法が提案されている。しかしながら
、これらの方法はいずれも合金が凝固を完了した後に適
用されるもので効果が小さいかあるいは経済性、量産性
の観点から工業的には採用できないものであった。
単ロール法など移動する冷却基板の表面に金属(合金)
の溶湯を噴出し、急冷凝固させることによって連続的に
薄帯をつくる場合、噴出された溶湯は一旦基板上に湯溜
り(パドル)を形成する。
・!ドルは基板に熱を奪われ、基板に接する部分から凝
固が進行する。凝固した層はそれに接する粘性の高い未
凝固層とともK i4ドルから引き出されて薄帯となる
。薄帯の表面性状を支配するのはまIKこの・ヂドルお
よびその近傍の溶湯の挙動および冷却i4程の如何によ
ることは周知である。すなわちロール面に形成される多
数の細長い<tケみは、・やドルの後方(薄帯の出側の
反対)からパドルと基板の間に巻き込む空気によるもの
であシ、縞模様はこのエアポケットの分布が周期的に変
動したものである。そしてこれら表面欠陥の形成要因と
していずれも・9ドルと基板のぬれ性不良やパドルの不
安定性が関与していることが報告されている。
このような表面欠陥の形成過程に関する考察を通して、
薄帯の表面性状を改善するために採られている従来法は
既に説明したように基板の表面を粗仕上げすることKよ
ってエアポケットを一様江分散することであった。しか
しながらこの方法は縞模様の低減には有効であるがエア
ポケットの総量を低減するものではなく抜本的表改善策
にはなっていない。
(発明の目的) 本発明は、上記のような従来の片面冷却法による薄帯製
造の欠点である薄帯の表面性状の不良および冷却能の不
足を抜本的に改良しようとするもので、従来技術では達
成できなかった空気巻き込みによる欠陥や板厚の周期的
変動の少い金属薄帯の製造を目的とするものである。
(発明の構成、作用) 本発明は、溶融金属を、移動する冷却基板の表面Kl’
jt出させて急冷し、連続的に金属薄帯全製造するにあ
たシ、溶融金属をノズルの複数の開口部から噴出はせ、
噴出した溶融金属が冷却基板上で形成するパドルが重な
夛合い一体となるようにすることを%徴とするものであ
るO 以下図面によシ本発明について説明する。第1図は本発
明の実施態様の一例を模式的に示すもので1はノズル本
体、2はその開口部、3は該開口部2から噴出する溶湯
流である。4はノズル底面、5Fi溶湯流3によって形
成されるパドル、6はロール等の冷却基板、7はパドル
5から引き出された薄帯である。
本発明によ多金属薄帯を製造するには、公知の片面冷却
法の場合と同様に移動する冷却基板6上にノズル1の開
口部2から溶湯流3を噴出させ、冷却基板6上J/()
9ドル5tl−形成させ、パドル5と冷却基板6との接
触により金属決1帯7を形成式せるのであるが、本発明
においては開口部2,2・・・を冷却基板6の移動方向
に沿って複数列設け、i4ドル5を複数の個所で抑えつ
けるので、第2図に示す従来法の単一ノズルの場合に比
べてノeドル5の安定化を図ることができる。すなわち
第1図においてA?ドル5は、複数の溶湯流3による圧
力と、冷却基板6、ノズル底面4からの反作用および溶
湯の表面張力によって支えられる。このようにノやドル
5に加えられる圧力および拘束力が分散すると79ドル
は安定性を増す。また一定量の溶湯を噴出するために要
する圧力が大きくなル、その結果・やドル鉱強い力で抑
え込まれパドルの安定性はさらに高められる。すなわち
ノ苧ドル蝶振動を起こしにくくなる・たとえ振動しても
振幅は単一開口部の場合に比べてずっと小さくなる。パ
ドルが基板に押し付けられる圧力の増大はロール面に巻
き込む空気の総量を低減はせると同時に1大きな振幅の
振動が起シにくいため、縞模様として表われる板厚の変
動も生じにくくなる。空気の巻き込み量の低減と押し圧
の増大は必然的に基板への熱伝達を向上はせ冷却速度は
高められる。この結果板厚の大きな薄帯の作製が容易に
なる。
また本発明において使用するノズルは、冷却基板6に面
する底面に第3図に示すような矩形断面を有する(スロ
ット類)複数の開口部2,2・・・を有するものを用い
る。その寸法および間隔は製造条件など他の畳因にも依
存するが通常下記の範囲が適当である。
開口部の長さく4:所定の薄帯の幅とほぼ同じ開口部の
幅←):最大0.6鰭、最小0.1 m開口部間の距離
(d):最大3朋、最小0.2龍上記の範囲がよい理由
は、開口部の幅が、0.61以上の場合、噴出圧を充分
高めることができないため、エアボケ、トの低減および
冷却速度の向上に対する効果が小さいこと、また0、 
1.1以下にするためには加工が困難であるためである
。開口部間の距離は、パドルの合体が可能な距離以下で
なければならない。実験によれば開口部の間隔が3 j
l1以上離れるとツヤドルの一体化が困難であった。
また最小の間隔はノズルの強度および摩耗の観点から0
.21程度とした。ここで各開口部の寸法、間隔は上記
の適正範囲であれば互いに同じである必要はない。
上記+7)J:うな多量スロットのノズルヲ用いテ/9
ドルを一体化させる方法により薄帯を製造するためKは
、ノズルの構造や寸法に応じて製造条件を選定する必要
がある。スロットの断面積の合計が互いに等しいものに
ついて製造条件を比較してみると、同一ノズル・ロール
距111に対して複合ノズルは従来の単一ノズルに比べ
て噴出圧力はかなり高目、基板移動速度はやや太き目が
よかった。
本発明の方法を非晶質合金薄帯の製造に適用すると表面
性状がよく板厚が大きくて均一な非晶質薄帯が得られる
。組成Fe80,5S16.5B1201 F)非(&
51.合金薄帯について表面粗さを従来法(単一スロッ
ト法)Kよるものと比べる中心線表面粗さくRa )は
1/2程度に小さくなる。また、ロール面に形成てれる
深さ3μm以上の大きなエアポケットの分布密度は1/
10以下と著るしく減少する・また縞模様として表われ
る板厚の周期的変動についても発生頻度が従来法に比べ
て1/10以下に激減する。
(実施例) 次に本発明の実施例を示す。
実施例】 Cu製の単一ロールを用いて組成”80.5”’6.5
B+2CI(at%)の合金を@25朋の薄帯に鋳造し
た。用いたノズルはその底面が第4図に示すような同一
間隔、同一寸法の3重スロットであった。また鋳造条件
は噴出圧力0.35 kll/lri % ’−ル周速
26 m/see % ノズル面とロール面の間隔は0
.20朋であった。鋳造中のパドルをn4面から拡大し
て親類すると第1図のように一体化されて見えた。
得られた薄帯の板厚は平均62μmで、J工5B060
1法で測定した表面粗さRaは力、トオフ値0、8 m
m %測定長さ8 mm (幅方向)に対してロール面
側0.28μm1自由面側0.35μmであった。また
ロール面側のエアポケットの深さが測定長さく8mm)
の範囲で3μm以上の大きなものは皆無であった・なお
との薄帯はX線回折で非晶質であることが確認された。
比較のために単一スロットのノズル(0,7騙X25朋
)を用い、製造条件(噴出圧力0.20 kg/cJ。
ロール周速22 misθc1ノズル面とロールの間隔
0、15 mm )の従来法で作製された同一組成の薄
帯の板厚は、平均31μmで、その表面粗さは同一条件
の下でロール面側0.68μm1自由面(In0.55
μmであった。またこの薄帯のロール面には深さ3μm
以上の大きなエアポケットが測定長8111に対して約
10個存在した。
両者の比較から本発明の方法で作製された薄帯の表面性
状のすぐれていることは明らかである。
実施例2 第5図に示される同一間隔、同一寸法の4Mスロットノ
ズルを用いて”80.5”6.5012C1合金の薄帯
を鋳造した。鋳造条件は噴出圧力0.40 k12/d
 、ロール周速28 rrV′sec 、ノズル面とロ
ール面の1M]隔0.20鰭であった。鋳造中の・9ド
ルを側面から拡大して観察すると一体化されて見えた。
得られた薄帯の板厚は平均68μmで、X11i!回折
により非晶質であることが確認された。実施例1と同じ
方法で測定した表面粗さRaはロール面側025μm1
自由面側0.31μmであった。またロール面(til
+に存在する深さ3μm以上の大きなエアポケットは皆
無であった。従来法に比較して、本発明の方法で作製さ
れた薄帯の表面性状がきわめてすぐれていることが分る
(発明の効果) 以上説明したように本発明の方法は複数のノズル口から
噴出された金属の溶湯流が冷却基板上に衝突した後、単
一のノやドルを形成せしめるようにする。このようにす
ることによシ・9ドル鉱安定化し、つくられる薄帯は縞
模様やエアチケットなどの表面欠陥の少ないすぐれた性
状のものKなる。
また基板との熱的コンタクトが向上し、厚い板厚の非晶
質金属薄帯が製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の実施態様におけるパドル近傍概
念図、第2図は従来法の・やドル近傍概念図、第3図は
本発明に用いるノズルの底面図、第4図および第5図は
それぞれ実施例1および実施例2の実験に用いたノズル
を説明する底面図である0 1:ノズル本体、2:開口部、3:溶湯流、4:ノズル
底面、5:ノ平ドル、6:冷却基板、7:NVi。 8ノ目 第2図 第3し1 84図 θ4 0δ 第5図 θ・3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶融金FAを、移動する冷却基板の表面に噴出させて急
    冷し、連続的に金属薄帯を製造するにあた)、溶融金属
    をノズルの複数の開口部から噴出させ、噴出した溶融金
    属が冷却基板上で形成する湯溜シ部が重なシ合い一体と
    なるようにすることを特徴とする金属薄帯の製造方法
JP5445484A 1984-03-23 1984-03-23 金属薄帯の製造方法 Pending JPS60199553A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6163346A (ja) * 1984-09-06 1986-04-01 Nippon Steel Corp 板厚の大きな非晶質金属薄帯の製造方法
JPH05329587A (ja) * 1992-04-10 1993-12-14 Nippon Steel Corp 板厚の大きな非晶質合金薄帯の製造方法

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JPS5518582A (en) * 1978-07-26 1980-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of amorphous metal
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JPS5924556A (ja) * 1982-07-15 1984-02-08 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー アモルフアス金属の連続ストリツプ成形方法

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