JPS6339342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、含Si溶鋼を高速度で移動する冷却体
の冷却面上に供給、急冷、凝固、圧延するけい素
鋼薄帯（以下単に薄帯と示す）の製造方法に関す
るものである。

該薄帯は主として変圧器その他電気機器の鉄心
として使用されて、鉄心として薄帯を積み重ねた
際の占積率が低いことや磁気特性が優れているこ
と等が要求される。

従来前記移動する冷却体として高速回転する金
属製ロール、あるいは無端ベルト等が知られてお
り、またロールあるいはベルトに噴出、凝固した
薄帯を冷却面上に少しでも長い間接触させて冷却
効果を増加させるために、他の押えロールを用い
る方法、あるいは気体を薄帯上面に吹き付ける方
法も知られている。

ところで金属製ロールに含Si溶鋼をノズルより
噴出させ、圧延によつて急冷凝固させる従来のい
わゆる双ロール法は、ロール径の小さい場合には
ロール間の接触長さ（以下周方向に接触する長さ
を接触長さと定義する）が小さいため薄帯の冷却
効果が不十分で磁気特性の向上に寄与する柱状晶
組織が得られず、さらに溶湯からの熱伝達によつ
てロール温度が上昇し、薄帯長さ方向に冷却速度
の変化が生じ、その結果長さ方向に均質な薄帯が
得られないという欠点がある。一方ロール径の大
きい場合には、ロールの相互の接触面にノズルを
近づけることが困難となり、接触面に定常状態で
溶湯を供給することが難しいという欠点がある。
また、移動冷却体にベルトを用いる場合には冷却
は容易になるが実際には周期的な熱負荷を受ける
ベルトが弛緩とともに変形し、良好な形状の薄帯
を工業的に得ることが困難である。

上記したいずれの方法においても、得られる薄
帯の板厚が不均一であつたり、表面に凹凸が生じ
る、つまり表面粗さが大きくなるため、とくに占
積率が低下し鉄心の容積が大きくなる不利がある
ところに問題があつた。

そこでこの発明は、均一な板厚及び平滑な表面
と良好な磁気特性をそなえる、すなわち占積率お
よび柱状晶率の高い薄帯を有利に製造する方法に
ついて提案することが目的である。

次に本発明を詳細に説明する。

本発明者等は上記従来法が持つ本質的な問題点
の解決について研究した結果、従来法に比べて冷
却効果が十分に高く、かつ連続的に大量に良好な
表面性状の薄帯を作成できる新らしい製造方法を
見い出して本発明を完成した。

次に本発明について具体的に説明する。第１図
あるいは第２図に示す如き回転する金属製の大径
円筒１とそれに内接あるいは外接して押し付けら
れた小径ロール２の間に形成されるビツト内に溶
湯３を連続的にノズル４より噴出させて前記大径
円筒１とロール２との回転面上で角冷、凝固さ
せ、さらに圧延して薄帯５を連続的に製造する。
この際含Si溶鋼の急冷に最も大きく寄与するのは
前記大径円筒１であり、本発明は回転する大径円
筒を主冷却体とすることに１つの大きな特徴を有
する。

すなわち主冷却体を大径円筒とすることによつ
て冷却体重量当りの表面積が増加して抜熱が容易
になるということだけでなく、ロールの押し付け
圧力と大径円筒の肉厚の適正化とによつて、円筒
であるが故にもたらされる弾性限界内の変形か
ら、すなわち凝固中の金属溶湯の接触長さが増加
して高い冷却効率が得られるという大きな効果が
生ずる。

第３図ａは通常の大径ロールと小径ロールとを
組合わせた例（以下従来例という）で、同図ｂは
弾性変形が可能な大径円筒と小径ロールとを組合
わせた例（以下発明例という）で、同じ厚みの溶
湯をロールキス部の真上から供給し同じ厚みの薄
帯を製造する場合を対比して示した。

従来例における大径ロール１Ａと溶湯３との接
触開始点P₁から大径ロール１Ａに対する薄帯５
の離反点P₂までの接触長さをｌとし、同様に発
明例における大径円筒１と溶湯３との接触開始点
P₁から大径円筒１に対する薄帯５の離反点P₂ま
での接触長さをＬとすると、同図からｌ＜Ｌの関
係にあることがわかる。

なぜなら従来例および発明例におけるロールキ
ス部間隔を同じとすると、弾性変形した大径円筒
１におけるロールキス部の上下の大径円筒外周部
は、同図ａに示す大径ロールの外周面に比し小径
ロール側に位置し、すなわち溶湯３の流路内また
は薄帯５側に張り出すことになり、従来例と比較
して接触開始点P₁は上方に、同様に離反点P₂は
下方にそれぞれ移動するため、発明例における接
触長さＬは従来例の接触長さｌに比し格段に長く
なる。

さらに第４図ａ，ｂは溶湯を小径ロール側から
斜めに供給した例および第５図ａ，ｂは内接型の
例をそれぞれ示し、第３図と同様に、この発明に
従う、弾性変形可能な大径円筒を用いた場合（各
図ｂ参照）に接触長さが伸びることがわかる。

また接触長さＬの増減は小径ロールの押し付け
による大径円筒の弾性変形度、すなわち大径円筒
表面のひずみ量δに関係し、第６図に示すところ
からひずみ量δと接触長さＬとの関係を例示する
と次の通りである。

すなわち、例えば外接型で大径円筒の半径を
500mm、溶鋼幅１mmとして溶鋼をキス部中央に流
下したときの接触長さを求めれば、ひずみ量δを
与えない場合には45mm程度であるのに対しひずみ
量δを0.5mmとした場合には接触長さは63mmにな
り、同様に1.0mmでは77mm、５mmでは115mmにもな
る。

本発明によれば、大径円筒と小径ロールとの押
し付け圧力とをそれぞれ適正な条件範囲内に限定
すること、すなわち単位幅当り荷重で１Kg／mm以
上で大径円筒の弾性限界をこえない圧力とする。

又大径円筒の肉厚ｔは、２mmより厚くかつ弾性
変形が可能な範囲にする。

次に前記条件範囲内に限定する理由を説明す
る。

大径円筒の肉厚ｔが２mm以下になると溶湯によ
る熱負荷によつて変形して所期の目的である連続
的な薄帯を製造することが困難となるのでｔは２
mmより大きくすることが望ましい。

一方大径円筒の肉厚ｔが厚過ぎると加えられる
圧下力による弾性限界内の変形が得られないこと
はいうまでもない。大径円筒の弾性限界内の変形
は、該円筒の材質、径の大きさ及び小径ロールの
押し付け圧力等の条件によつて差があり、肉厚ｔ
のみを限定することは難しい。しかし小径ロール
を水冷することを考慮すると、小径ロールの厚み
は一般に20〜30mmであり、大径円筒の厚みが小径
ロールの厚みをこえると弾性変形を与えづらいた
め、実用上は大径円筒の厚みを20mm以下にするこ
とが好ましい。

大径円筒とロール間の単位幅当りの押し付け圧
力が１Kg／mmより少ないと周囲の雰囲気を捲込む
ことにより、薄帯の長手方向に、極めて細い溝が
薄帯の表面に並んで生じ、結果として得られる薄
帯の表面が粗くなつて占積率が低下し、さらに冷
却が十分でないため表面に酸化物が認められる場
合があり、また薄帯の組織において磁気特性の向
上に寄与する。柱状晶が少なくなつて磁気特性が
劣化するので、押し付け圧力は１Kg／mm以上にす
る必要がある。押し付け圧力は溶湯の成分組成、
温度、冷却体の寸法、回転数あるいは溶湯の供給
量等によりその適正圧力値は微妙に変るが、目的
とする厚みの薄帯を得るためにはその厚みに対応
した１Kg／mmより大きな適正な圧力を選択するこ
とが有利である。

また押し付け圧力を高めるばかりでは薄帯の表
面性状は良くならない。すなわちこの発明では、
大径円筒と小径ロールの組み合せからなることか
ら、押し付け圧力が高くなると、凝固直後の高温
域では薄帯が小径ロール側に絞られるという、現
象が生ずる。その結果、得られる薄帯は、その小
径ロール側の面に絞り模様が現出し薄帯の表面性
状を悪化させる。

しかし、絞り模様は大径円筒の厚みや圧下力の
組み合わせによつて微妙な違いがあり絞り模様か
ら圧下力の上限を限定することは出来ないので、
ここでは大径円筒の弾性限界を超えない圧下力を
上限とする。

本発明によれば、押し付け圧力を付与するため
に第１あるいは２図にそれぞれ示す如きバツクア
ツプロール６を具備させることもできる。

本発明によれば、大径円筒にロールを内接させ
る方式あるいは外装させる方式の両方式の場合に
おいても大径円筒の直径は大きい方が好ましい
が、後者の方式においては溶湯供給ノズルをビツ
ト部に接近し易くするためにロール直径ｄと大径
円筒直径Ｄとの比Ｄ／ｄは２以上とすることが有
利である。なお好適なＤ／ｄ比は両方式で若干異
なり、前者すなわちロールを内接させる方式の方
がＤ／ｄ比を後者より大きくすることが有利であ
る。

大径円筒の直径Ｄが異常に小さくなると薄帯の
製造がだんだん困難になるので、前記Ｄは200mm
以上が有利である。

大径円筒とロールの材質は特に限定する必要は
ないが、特に大径円筒は弾性限界と弾性変形能の
それぞれ高く、一方ヤング率はむしろ低い金属材
料が好ましい。

次に本発明を実施例について説明する。

実施例 １ 直径1000mm肉厚2.5mmの金属製の大径円筒に直
径250mmのロールを外装し、単位幅当り押し付け
圧力を3.5Kg／mm、線速度８ｍ／secで6.0％si鉄合
金の溶湯を急冷凝固させた結果、厚さ120μｍで
薄帯表面は銀白色を呈し、表面粗さ2μｍRa以下
の表面性状の良好な、すなわち占積率の高い薄帯
が得られた。なお柱状晶率は62％であつた。

実施例 ２ 直径1000mm肉厚2.5mmの金属製の大径円筒に直
径65mmのロールを内装し、押し付け圧力を4.2
Kg／mm、線速度６ｍ／secで4.8％Si鉄合金の溶湯
を急冷凝固させた結果、厚さ85μｍで薄帯表面は
銀白色を呈し、薄帯の表面粗さが1μｍRa以下の
表面性状の良好な、すなわち占積率の高い薄帯が
得られた。なお柱状晶率は68％であつた。

実施例 ３ 直径1200mm肉厚18mmの金属製の大径円筒に直径
300mmのロールを内接し、単位幅当り押し付け圧
力を10Kg／mm、線速度８ｍ／secで6.0％Si鉄合金
の溶湯を急冷凝固させた結果、厚さ100μｍで薄
帯表面は銀白色を呈し、表面粗さ2μｍRa以下の
表面性状の良好な、すなわち占積率の高い薄帯が
得られた。なお柱状晶率は70％であつた。

比較例 直径400mm肉厚３mmの金属製の大径円筒に直径
250mmのロールを外接し、押し付け圧力を0.8Kg／
mm、線速度10ｍ／secで6.0％Si鉄合金の溶湯を急
冷凝固させた結果、厚さ130〜148μｍの範囲でば
らつきがあり、薄帯表面は銀白色を呈すが表面に
凝固の凹凸のある幅の不揃いな薄帯が得られ、占
積率は低かつた。また柱状晶率は50％未満であつ
た。

以上本発明によれば、表面性状は良好で占積率
で高くかつ柱状晶率が高くて磁気特性の優れたけ
い素鋼薄帯を連続的に大量に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属製大径円筒に押し付けロールが外
接した薄帯の製造装置の縦断面説明図、第２図は
金属製大径円筒に押し付けロールが内接した薄帯
の製造装置の縦断面説明図、第３図ａ，ｂ〜第５
図ａ，ｂは薄帯製造時における溶湯と大径円筒ま
たは大径ロールとの接触状態を対比して示す模式
図、第６図はひずみ量と接触長さとの関係を示す
説明図である。 １……大径円筒、１Ａ……大径ロール、２……
小径ロール、３……溶湯、４……ノズル、５……
薄帯、６……バツクアツプロール、７……薄帯を
円筒外に出すためのスクレーパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高速で回転する、２mmはこえかつ弾性変形が
   可能な範囲の肉厚とした金属製の大径円筒と、該
   円筒に内接又は外接して押し付けられた小径ロー
   ルとの間に含Si溶鋼を連続的に供給し、前記大径
   円筒と小径ロールとにより溶湯を急冷、凝固、圧
   延してけい素鋼薄帯を製造するに当り、 上記小径ロールを、ロール幅方向の単位幅１mm
   当り１Kg以上で大径円筒の弾性限界をこえない圧
   力で押し付けることを特徴とするけい素鋼薄帯の
   製造方法。