JPS6027575Y2 - Rapid solidification metal material manufacturing equipment - Google Patents
Rapid solidification metal material manufacturing equipmentInfo
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- JPS6027575Y2 JPS6027575Y2 JP12150680U JP12150680U JPS6027575Y2 JP S6027575 Y2 JPS6027575 Y2 JP S6027575Y2 JP 12150680 U JP12150680 U JP 12150680U JP 12150680 U JP12150680 U JP 12150680U JP S6027575 Y2 JPS6027575 Y2 JP S6027575Y2
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- metal material
- roll
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は例えば非晶質金属の薄帯あるいは金属薄帯等の
急冷凝固金属薄帯の幅、厚み等の形状の均一な製品を得
るための装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for obtaining a product having a uniform shape such as width and thickness of a rapidly solidified metal ribbon such as an amorphous metal ribbon or a metal ribbon.
近時非晶質金属材料あるいは高珪素含有鋼薄帯等が新し
い金属材料として注目され、それに伴って種々の製造方
法が提案されている。BACKGROUND ART Recently, amorphous metal materials or high silicon-containing steel ribbons have attracted attention as new metal materials, and various manufacturing methods have been proposed accordingly.
例えば回転しているロールの表面に溶融金属を流し急冷
凝固金属材料させて薄帯を製造する方法、あるいは二つ
のロールを回転させてその接触部に溶融金属を流下させ
、ロール間ご通過させ急冷凝固させ薄帯を製造する所謂
双ロール法等が代表的な方法として知られている。For example, a method of manufacturing a ribbon by pouring molten metal onto the surface of rotating rolls and rapidly solidifying the metal material, or rotating two rolls and letting the molten metal flow down to the contact area between the rolls, passing between the rolls and quenching the material. The so-called twin roll method, which produces a ribbon by solidification, is known as a typical method.
しかしながらこれらの従来公知の方法には次に述べるよ
うな問題がある。However, these conventionally known methods have the following problems.
例えば回転しているロールの表面に溶融金属を流下させ
急冷凝固する方法では、流下した溶融金属がロールに接
触する場合法のような不都合を生じる。For example, in a method in which molten metal is rapidly solidified by flowing down onto the surface of a rotating roll, problems occur when the molten metal that has flowed down comes into contact with the roll.
第1図は溶融金属1がロール2に接触し、凝固する状態
を模式的に示したものである。FIG. 1 schematically shows a state in which molten metal 1 comes into contact with roll 2 and solidifies.
(この図においては、溶融金属がロール接触して急冷凝
固する過程の長さと、ロールの半径を比較した場合、ロ
ール半径の方がはるかに大きいので、ロール表面の曲率
を無視し平面として示しである。(In this figure, when comparing the length of the process in which the molten metal contacts the rolls and rapidly solidifies, and the radius of the rolls, the roll radius is much larger, so the curvature of the roll surface can be ignored and shown as a flat surface. be.
)。平面(ロール面)の移動方向に沿ってX軸をとり、
溶融金属はx=0乃至x=lの部分でロール面に接する
ものとする。). Take the X axis along the moving direction of the plane (roll surface),
The molten metal is assumed to be in contact with the roll surface at a portion from x=0 to x=l.
溶融金属が平面との接触によって冷却され凝固すると、
矢印方向への面の移動(ロールの回転)に伴って第1図
の右方に移動し持ちさられ1、それに伴って上方から新
らたな溶融金属が供給される。When molten metal is cooled and solidified by contact with a flat surface,
As the surface moves in the direction of the arrow (rotation of the roll), it moves to the right in FIG. 1 and is held 1, and new molten metal is supplied from above.
このとき溶融金属の降下速度v8や凝固層の厚みhはX
の関数として定まる。At this time, the descending speed v8 of the molten metal and the thickness h of the solidified layer are
It is determined as a function of
すなわち 但し U。i.e. However, U.
:平面の移動速度Te:溶融金属の温度 TC:溶融金属の凝固温度 Ts:平面(ロール)の温度 k :溶融金属内での熱拡散係数 α :補正係数 という関係になる。: Plane movement speed Te: Temperature of molten metal TC: Solidification temperature of molten metal Ts: Temperature of plane (roll) k: thermal diffusion coefficient in molten metal α: Correction coefficient This is the relationship.
第2図にXとVsとの関係を示す。FIG. 2 shows the relationship between X and Vs.
ここで重要なのは溶融金属の降下速度Vsである。What is important here is the falling speed Vs of the molten metal.
すなわちこのv8は平面の移動による溶融金属の強制的
な流動と強制的な冷却によって定まるものであって、溶
融金属の供給源におりる供給降下速度VFとは独立のも
のである。That is, this v8 is determined by the forced flow and forced cooling of the molten metal due to the movement of the plane, and is independent of the supply drop rate VF at the molten metal supply source.
従って与えられた点Xにおいてv8とVFとは一般に一
致しない。Therefore, at a given point X, v8 and VF generally do not match.
一方溶融金属の供給降下速度の分布は流れの幅方向にお
いてはほぼ一定値V。On the other hand, the distribution of the supply and fall speed of molten metal is approximately a constant value V in the width direction of the flow.
であると考えられる。It is thought that.
しかしながら意図して供給降下流の中に■8に等しい分
布を作り込むことは殆んど不可能である。However, it is almost impossible to intentionally create a distribution equal to 8 in the feed downward stream.
そこで第2図について考察するとVSとV。が等しくな
る点X。Therefore, considering Figure 2, VS and V. Point X where are equal.
の右側では溶融金属の供給が過剰になる。To the right of , there is an excess supply of molten metal.
しかしこの場合は流れの幅が拡がることによって調整さ
れるので問題を生じないが、xcの左側の部分では供給
される溶融金属に不足を生じ、凝固形成される薄帯は間
欠的になってしまう。However, in this case, there is no problem because the width of the flow is adjusted by widening, but in the left part of xc, there is a shortage of molten metal, and the thin ribbon that solidifies and forms becomes intermittent. .
すなわち均一な幅、厚みの薄帯ができなくなってしまう
のである。In other words, a ribbon with uniform width and thickness cannot be produced.
このように溶融金属の流下速度v8が不均一になる現象
は第2図におけるx=0の点において大気圧と接してい
ることにより生じるのである。This phenomenon in which the falling velocity v8 of the molten metal becomes non-uniform is caused by the fact that the point x=0 in FIG. 2 is in contact with the atmospheric pressure.
すなわち、この現象をベルヌーイの法則 の関係を用いて説明すると次のようになる。In other words, this phenomenon can be described as Bernoulli's law. The following is an explanation using the relationship:
まず上式中の圧力Pは圧力P。First, the pressure P in the above equation is pressure P.
の大気と直接に接しているのでP ”Poであり、また
x=0の付近では水頭りの変化を無視できるからvsも
定まってしまう。Since it is in direct contact with the atmosphere of
しかしながらx=0の付近を何等かの手段を講じて大気
圧より遮断してしまうと、圧力P1、溶融金属の降下速
度Vs等は大幅に変ってしまう。However, if the vicinity of x=0 is isolated from atmospheric pressure by some means, the pressure P1, the descending speed Vs of the molten metal, etc. will change significantly.
先ず圧力Pは自由に変化できるようになる。First, the pressure P can be changed freely.
従ってvsもベルヌーイの法則に従う形で変化できるよ
うになる。Therefore, vs can also change according to Bernoulli's law.
凝固層の形成と移動によって金属は急速にx=0の付近
より持ちさられるが、流体は本来の連続性を保持しよう
として圧力Pの減少と降下速度v8の増大を起そうとす
る。The metal is rapidly lifted from the vicinity of x=0 by the formation and movement of the solidified layer, but the fluid tries to maintain its original continuity by decreasing the pressure P and increasing the rate of descent v8.
これはP=0になるまで可能である。This is possible until P=0.
前述の理由により水頭を無視したベルヌーイの式 %式% を得られる。Bernoulli's equation ignoring the water head for the reasons mentioned above %formula% You can get
この右辺はかなり大きな値となるので、大気圧を遮断す
るという手段によって降下速度■8の不足を補うことが
可能となるのである。Since this right-hand side is a fairly large value, it is possible to compensate for the lack of descending speed (8) by cutting off the atmospheric pressure.
また双ロール法の場合には、溶融金属をロール接触面に
常時適量供給することは非常に難しい。Further, in the case of the twin roll method, it is very difficult to constantly supply an appropriate amount of molten metal to the roll contact surface.
本考案はこのような従来法における問題点を極めて簡易
な手段により解決したもので移動する冷却面に溶融金属
を接触させ急冷凝固金属材料を製造する装置において、
溶融金属と冷却面との接触部でかつ冷却面の移動方向に
対して逆方向の位置に、溶融金属の流れに沿って安定板
を設けたことを特徴とするものである。The present invention solves the problems with the conventional method using extremely simple means.
A stabilizing plate is provided along the flow of the molten metal at a contact portion between the molten metal and the cooling surface and at a position opposite to the direction of movement of the cooling surface.
以下図面により本考案の要旨を説明する。The gist of the present invention will be explained below with reference to the drawings.
第3図は回転するロール2の表面に溶融金属1を流下さ
せ急冷凝固させるものであって、3は溶融金属1が凝固
し始める位置Aに接するように設けた安定板である。In FIG. 3, the molten metal 1 is caused to flow down onto the surface of a rotating roll 2 and rapidly solidified. Reference numeral 3 designates a stabilizing plate provided so as to be in contact with a position A where the molten metal 1 begins to solidify.
このよに安定板3を設置することによって凝固開始位置
Aの近傍に大気圧が直接作用することが妨げられその結
果該部分における溶融金属の圧力は流速に応じて自由に
変化し得るようになる。By installing the stabilizer plate 3 in this way, atmospheric pressure is prevented from acting directly near the solidification start position A, and as a result, the pressure of the molten metal in that area can freely change depending on the flow rate. .
4は凝固した金属薄帯である。例えば点A近傍の流速、
圧力をそれぞれvAPAと腰ベルヌーイの法則を適用す
れば、一方の周囲の圧力をPo、一般の降下流速を■。4 is a solidified metal ribbon. For example, the flow velocity near point A,
If we apply vAPA and Bernoulli's law to the pressures, we get Po for the surrounding pressure on one side and ■■ for the general descending flow rate.
とするとである。Then, it is.
(但し水頭の項は両辺であまり変らないので除外しであ
る。(However, the water head term does not change much on both sides, so it is excluded.
)ρは溶融金属の密度である。) ρ is the density of the molten metal.
またVSの大きな所ではPAはほぼPA=0となるとこ
ろまで低下し、一方vAはVSに近すこうとして大きく
なる。Further, at a place where VS is large, PA decreases to a point where PA is approximately 0, while vA increases in an attempt to approach VS.
そこで詳細な計算過程は省略するが、PA=0として一
応の数値を求めてみるとPo=1気圧= HPN/ ?
71″vo=1.4m/sとしてVA = 5.5m
/ sを得る。Therefore, the detailed calculation process will be omitted, but if we try to find a tentative value assuming PA = 0, Po = 1 atm = HPN/?
VA = 5.5m as 71″vo=1.4m/s
/ get s.
またVA=VSとなる位置X0を求めるとX。Also, finding the position X0 where VA=VS is X.
= 4.3 X 10−6mとなる。これに対し安定板
がない場合のX。= 4.3 x 10-6m. On the other hand, X when there is no stabilizer.
の値は63 X 10−6mとなり、本考案による改善
が極めて顕著であることは明らかである。The value of is 63 x 10-6 m, and it is clear that the improvement achieved by the present invention is extremely significant.
第4図はロール2に適用した場合を示すもので溶融金属
1を安定板3に斜めに流下させるようにしたものを示す
。FIG. 4 shows a case where the molten metal 1 is applied to a roll 2, and the molten metal 1 is allowed to flow down diagonally onto a stabilizer plate 3.
この場合も第3図の場合と同様に凝固開始点Aに大気圧
は影響しないので該部分に溶融金属の不足を来たすこと
はない。In this case as well, as in the case of FIG. 3, the atmospheric pressure does not affect the solidification start point A, so there is no shortage of molten metal in that part.
以上説明したように本考案によれば極めて簡易な構造に
より幅、厚みの均一な金属薄帯を得ることができる。As explained above, according to the present invention, a metal ribbon having a uniform width and thickness can be obtained with an extremely simple structure.
第1図は溶融金属の凝固過程を示す模式図、第2図は溶
融金属の降下速度と凝固開始点からの移動距離との関係
を示す図表、第3図は本考案の一実施例を示す概略図、
第4図は他の実施例を示す概略図である。
1:溶融金属、2:ロール、3:安定板、4:金属薄板
。Fig. 1 is a schematic diagram showing the solidification process of molten metal, Fig. 2 is a chart showing the relationship between the descending speed of molten metal and the distance traveled from the solidification start point, and Fig. 3 shows an example of the present invention. Schematic,
FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment. 1: Molten metal, 2: Roll, 3: Stabilizer plate, 4: Metal thin plate.
Claims (1)
を製造する装置におて、溶融金属と冷却面との接触部で
かつ冷却面の移動方向に対して逆方向の位置に、溶融金
属の流れに沿って安定板を設けたことを特徴とする急冷
凝固金属材料製造装置。In an apparatus that produces rapidly solidified metal material by bringing molten metal into contact with a moving cooling surface, a molten metal is placed at a position where the molten metal contacts the cooling surface and in a direction opposite to the direction of movement of the cooling surface. A rapid solidification metal material manufacturing device characterized by a stabilizing plate provided along the flow.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12150680U JPS6027575Y2 (en) | 1980-08-27 | 1980-08-27 | Rapid solidification metal material manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12150680U JPS6027575Y2 (en) | 1980-08-27 | 1980-08-27 | Rapid solidification metal material manufacturing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5744650U JPS5744650U (en) | 1982-03-11 |
JPS6027575Y2 true JPS6027575Y2 (en) | 1985-08-20 |
Family
ID=29482170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12150680U Expired JPS6027575Y2 (en) | 1980-08-27 | 1980-08-27 | Rapid solidification metal material manufacturing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6027575Y2 (en) |
-
1980
- 1980-08-27 JP JP12150680U patent/JPS6027575Y2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5744650U (en) | 1982-03-11 |
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