JPS61108452A - 急冷薄帯の巻取り方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、急冷薄帯の巻取り方法に関し、とくに製造
ラインスピードが速く、しかも極薄のアモルファス薄帯
や微細結晶質薄帯の巻取りに用いて好適なものであるが
、その使途間圧延や、熱間圧延におけるルーバ一式巻取
り制御やカテナリー制御に利・用することもできる。

（従来の技術） 近年、溶融金属から直接金属薄帯を製造するいわゆる液
体急冷直接製板法と呼ばれる製板技術が開発された。

この製板法は、溶融金属を冷却面が高速で更新移動する
冷却体たとえば高速で回転する単ロールや双ロール上に
連続して供給し、その−急冷凝固を強いて薄帯としたの
ち、得られた急冷薄帯を巻取り機によって連続的に巻取
るしくみになるものである。

ところでかかる急冷薄帯の巻取り方法としては、たとえ
ば特開昭５７−９４４５２号および特開昭５７−１１２
９５３号各公報に開示されたような、冷却ロールからガ
スジェットや磁気を利用して薄帯をはく離させると共に
、巻取りロールと冷却口−ルとの周速を一致させるため
のトルク制御モータを有する巻取り機によって巻取る方
法や、特開昭５７−９４４５１号、同５７−９４４５４
号および同５７−２０２９２１号各公報に開示されたよ
うな、油圧シリンダーを用いてラッパー巻取りを行うこ
とによって冷却ロールとの周速をマツチングさせ、しか
も巻取り補正を巻取り機の適切な回転数選択によって行
う方法などが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の如き従来法はいずれも、急冷薄帯の
巻取り法としては充分とはいい難く、以下に詳述するよ
うに板切れや薄帯の蛇行などが発生するところに問題を
残していた。

すなわち直接製板法においては、得られる薄帯の厚みが
０．１〜１．０ＩＩＩｌ程度と通常の冷延鋼板と比較し
て非常に薄く、しかもとくに結晶質の薄帯は巻取り時の
温度が７００〜１０００℃という高温であるため機械的
強度が低く、従って巻取り時の張力が適切でないと板切
れや板の緩みに基因した蛇行が極めて生じ易かったので
ある。加えてかかる直接製板法においては、冷却ロール
の周速の変動によって薄帯厚みが変動するという特有の
現象があり、そのため巻取りトルクは一定であっても、
冷却ロールの周速に変動があれば薄帯の厚みが変化して
薄帯の単位断面積当りの張力いわゆるユニットテンショ
ンが変動するので、板切れなどの事故の発生が助長され
るところ、この点に対しては従来の巻取り法では全く対
処できなかったのである。

この発明は上記の問題を有利に解決するもので、単に巻
取りコイルの周速を冷却面の移動速度すなわちラインス
ピードに一致させるだけでなく、ラインスピードの変化
ひいては薄帯の板厚変動に対しても適切に対処して、板
切れや蛇行などの発生を有利に回避することができる巻
取り方法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、溶融金属を、冷却面が高速で更新
移動する冷却体上に連続して供給し、急冷凝固させて得
た薄帯を、引続き巻取り機によって連続的に巻取るに当
り、薄帯製造中のラインスピードを常時監視しておき、
このラインスピードに変化が生じた場合に、その変化に
伴う薄帯厚みの変動量に応じて薄帯に加わる張力を変化
させて、常に一定したユニットテンションの下で巻取り
を継続することを特徴とする急冷薄帯の巻取り方法であ
る。

この発明において、薄帯に加わる張力の変更は、冷却体
と巻取り機との間に設けたテンションロールの昇降移動
によって行うことが望ましい。

以下この発明を、双ロール法による急冷薄帯の製造工程
に適用した場合を代表例として具体的に説明する。

第１図に、上記の製造プロヒスを模式で示す。

さて所定の成分組成に溶製された溶融金属１は、その射
出ノズル２から、高速で回転する一対の冷却ロール３，
３のキス部４に供給され、急冷凝固されて薄帯５となり
、ロール下方から排出される。

ついでこの薄帯５は、巻取りリール６に誘導され、ここ
で巻取られるわけであるが、この発明では、冷却ロール
３と巻取りＩａ６との間に一対のディフレクタ−ロール
７．８とテンションロール９とを配置し、冷却ロール３
の周速と共に、テンションメータル９に取付けたテンシ
ョンメータたとえばロードセルによって薄帯５に加わる
張力を常時検出しておき、冷却ロール６３の周速すなわ
ちラインスピードに変動が生じた場合に、後述するよう
な予め定めておいた設定基準張力に沿わせるべく、ライ
ンスピード変動量に応じ、テンションロール９を昇降さ
せることによって薄帯５に加わる張力を調整するのであ
る。

ここに張力の調整は、厳密には後述するように、薄帯厚
みの変動凹換言すれば薄帯の断面積の変動量に基いて行
うことが必要なわけであるが、薄帯の厚みとラインスピ
ードとは以下に述べるように一定の関係にあるので、ラ
インスピードの変化量に応じて調整を行っても事足りる
。

薄帯厚とラインスピードとの関係は、マスフロー一定則
の関係から、次のとおりに表わされる。

Ｑ＝ＷＸＤＸＶＸ７　　　　　　　−（１）ここでＤ：
薄帯厚み（ｍ＋ｉ）　。

Ｑ二溶湯流量（ｋｇ／Ｓ）、Ｗ：薄帯幅（ｍｍ）■＝ミ
ルスピード（ｎ＋ｍ／ｓ　）　。

さて第２図に、設定基準張力すなわちラインスピード変
動に対応した適切な基準張力を、ラインスピードとの関
係で示す。

同図から明らかなように、薄帯の通板時すなわち巻取り
前の、ラインスピードＯ〜ＶＴＨの段階では、基準張力
をＴ１と一定にしておき、巻取り開始から加速後最大ラ
インスピードまで（逆の減速時も同様）のＶＴＨ”　Ｖ
　ｍａＸ間は基準張力をラインとし、ざらにＶ　ｍａｘ
以上の場合はＴ＝Ｔｚ一定とするのである。ここにライ
ンスピードＶがｖ　ｍａｘを超えると板厚の変動量は極
めて小さくなるので、Ｖ　ｍａｘ以上ではＴ＝７２と一
定にしても板切れに至るおそれはほとんどない。

従ってこの発明では、ミルスピードの測定によってライ
ンスピードを常時監視しておき、ラインスピードに変化
が生じた場合には、このラインスピードの変動量に応じ
て、簿、帯に加わる張力が第１図に示した如き設定基準
張力に一致するように、張力の調整を行うわけであり、
かくして常に一定のユニットテンションの下での薄帯の
巻取りが実現されるのである。

以上この発明を双ロール法による急冷薄帯の製造に適用
した場合について説明したが、この方法はそれだけに限
定されるものではなく単ロール法に対しても同様にして
適用できる。

この点、第３図および第４図に示したような従来の巻取
り方法では、ラインスピードの変動に伴う薄帯張力の適
切な調整ができなかったため、板切れや蛇行の発生を余
儀なくされていたのである。

（作　用） さて張力変更手段としてテンションロールを用いた場合
、薄帯に加わる張力Ｔは、第５図に示した関係から次式
で与えられる。

ここでＦＲ：ロール荷重（＋ｃｇン。

Ｔ　：薄帯張力（ｋｇ）、θ１　：入側角度。

θ２：出側内側 角じく第５図に示したところから、薄帯の入側は、ｓｉ
ｎβ＋　＝ｂ　／Ｆ区ＩＴ下。

ｃｏｓβ＋　＝８４石ｒ丁「丁 となる。−５出側は、 θ２＝９０°−α２−β２ であり、入側と同様の関係式となる。

次に、実際の巻取り張力の制御要領を、第６図に基づい
て説明する。

まず注湯ロール系１０では、注湯量Ｑと注湯容器に設置
したロードセルによって検出すると共に、薄帯幅Ｗを光
学系板幅センサーにより測定する。

そして得られた値Ｑ、Ｗとロール周速Ｖとから前掲（２
）式に基づいて板厚ｄを算出する。

一方テンションメーター系では１．形状寸法（ロール系
ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３およびロール間隔ａｌ。

ａＺ）ならびにテンションメータの位１ｆｂ、ロール反
カロードセル値ＦＲから、（４ン式に基いて張力Ｔが算
出さ、れる。

かくして得られた張力Ｔと板厚り、板幅Ｗとから、薄体
に実際に加わっているユニットテンションを算出し、こ
の算出値と所定のユニットテンション値を比較して、実
測値が所定値に一致するべくテンションロールの位置を
昇降させることにより、張力を制御するわけである。

第７図には、テンションロールの自動位置決め制ｎｉｌ
　（ＡＰＣ制御）と張力制御要領を模式で示す。

薄帯の設定基準張力ＴＳｅｔとテンションメータによる
測定値Ｔ　ｍｅａとの比較を行い、両者の張力差に応じ
て張力制御演算部１２において、テンショーンメータ変
位（昇降距離ｂ）ｐｓｅｔを算出する。

そしてテンションロールのＡＰＣ制御演紳部１３におい
て、実際のテンションメータ位置ｐ　ｍｅａとの差（ｐ
ｓｅｔ　−Ｐｍｅａ　）を零にすべく、テンションメー
タを昇降させるのである。

次に、この発明に従って急冷薄帯の巻取りを行った場合
の巻取り状況を、従来法に従った場合と比較して説明す
る。

第８図に、この発明に従って巻取りを行った場合の薄帯
のユニットテンションの変化を巻取り速度（ラインスピ
ード）の変動に対応して示したが、この場合は、巻取り
速度が変化してもユニットテンションの変動はほとんど
なく、従って板切れや蛇行の発生は全く無かった。

これに対し、トルクモータを用いて定速巻取りを行う従
来法を実施した場合の巻取り速度の変動に対応するユニ
ットテンションの変化を第９図に示したが、この場合は
、ラインスピードの変化に伴う薄帯厚みの変動が考慮さ
れていないので、加減速時にユニットテンションが大幅
に変動し、このため薄帯の蛇行が発生し、ついには板切
れに至ったら （発明の効果） かくしてこの発明によれば、急冷薄帯の製造過程におい
て、ラインスピードに変化が生じた場合であっても、薄
帯の蛇行や板切れを完全に防止して、健全な製品薄帯を
効果的に得ることができる。

また従来法では、たとえばロール周速を５ｍ／Ｓから２
Ｏｎ＋／ｓに増加させた場合、スレツジング速度の増加
に伴う走間板厚変動に対して有効に対処することができ
なかったため、速度増加による薄肉化により板切れが生
じていたが、この発明法に従えば、薄帯厚みを１．Ｏｍ
ｌから０．１ｍｍに変化させた場合であってもユニット
テンションを０．８ｋｇ／ｌ１１１とほぼ一定に保つこ
とができ、板切れの発生は全く生じなかった。

゛さらに従来法では、製造中における薄帯厚みの変動を
無視していたため、急冷薄帯製造プロセスにおける１ヒ
ートサイズは１トン程度が限界であったのに対し、この
発明法では、冷却ロールの加減速が２〜３秒で達成され
るので、タンデムまたはカローゼルリールなどによる連
続巻取りが可能になり、板切れや緩みなどが発生するこ
となく、１ヒ一トサイズ１０トン程度の連続操業も可能
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した急冷薄帯の製造プロセス
の模式図、 第２図は、ラインスピードと適切な設定基準張力との関
係を示したグラフ、 第３図および第４図はそれぞれ、従来法に従う薄帯の巻
取り要領説明図、 第５図は、テンションロールによる薄帯への張力付加要
領の説明図、 第６図は、実際の巻取り張力の制御要領説明図、第７図
は、テンションロールの自動位置決め制御と張力制御要
領を示す模式図、 第８図は、この発明に従って窪取りを行った場合の巻取
り速度の変動に対応するユニットテンションの変化状況
を示した図、 第９図は、従来法に従って巻取りを行った場合の巻取り
速度の変動に対応するユニットテンションの変化状況を
示した図である。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 ｌ−一、に　　　　　ヘ ト　　　　商　　　　ヒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融金属を、冷却面が高速で更新移動する冷却体上
   に連続して供給し、急冷凝固させて得た薄帯を、引続き
   巻取り機によって連続的に巻取るに当り、薄帯製造中の
   ラインスピードを常時監視しておき、このラインスピー
   ドに変化が生じた場合に、その変化に伴う薄帯厚みの変
   動量に応じて薄帯に加わる張力を変化させて、常に一定
   したユニットテンションの下で巻取りを継続することを
   特徴とする急冷薄帯の巻取り方法。 ２、薄帯に加わる張力の変更手段が、冷却体と巻取り機
   との間に設けたテンションロールの昇降移動によるもの
   である特許請求の範囲第１項に記載の方法。