JPS63501777A - 鋳型 - 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】 本発明は溶融金属から金属シートまたは金属ストリップを鋳型する方法に関する ものである。さらに具体的にいえば、本発明はメルトドラッグ（ｍｅｌｔ　ｄｒ ａｇ　）法によって得られ゛る厚さをこえる厚さなもち、かつ溶融金属の表面張 力に基づく溶融物において固有の厚さよりも一般的に薄い、比較的幅広の多結晶 気合属ストリップを鋳型する方法に関するもので訃、る。

本発明は大きい急冷速度において２０−５００ミルの厚さなもちかつ類似で均質 の結晶性微構造の上面と下面をもつ、多結晶性金属ス）　ＩＪツブの鋳型方法に 関するものである。

関連技術の説明 メルトドラッグ法によって金属ストリップな形成する金属迅速固化が米国特許３ ，５２２，８３６；３．６０５．８６３；４．４７９，５２８および４，４８４ ，６１４のような多くの特許に記載されている。この方法はタンティッシュ・ノ ズル出口において溶融金属の、メニスカスを形成し、そのメニスカスを通して冷 表面を引くことから一般的に成る。溶融金属はそれによってその冷表面と接触し 、そのときに固化して薄い金属ストリップを形成する。

メルトドラッグ法は溶融流を債錬し、形成中のストリップな０速度からスピンニ ング・ホイール速度へほとんど駒間的に加速することを含む。この加速はこの流 れのたまり（ｓｔｒｅａｍｐｕｄｄｌｅ　）からス）　ＩＪツブを本質上引張る 工程においておこる。

形成されるストリップが固化されそれが形成されるにつれて引かれるときに溶融 金属がこの工程においてとり残される。メルトドラッグまたはメルト・エキスト ラクションは一つの側湾型の方法である。

理解を明確にするために、本発明は、側温法とはちがって、詰っているペースト をそれがチューブからにじみ出る同じ速度で移動する表面の上へチューブから噴 出させることと同じかそれに対応するものと考えることができる。加速の要素は とり除かれる。

本発明においては、溶融状金属は急冷用表面との接触時に形成された固体ス）　 ＩＪツブへ接着しかつその上に乗っている。

固体金属取長の動力学は速度のおそいものである。固体の成長は時間の平方根に 比例する速度で進行する。ス）　ＩＪツブの厚さを倍にするには４倍の時間がか かる。従って、回転する円形の冷表面に依存する方法は厚いストリップを形成す るには実際的でなくなる。冷却中に、重力が溶融状金属な移動させる。

チラシマン（米国特許４．１４２，３７１　）はタンティッシュ中の薄いスリッ ト状の排出開口を通ビて非晶質ストリップをつくり出し、３００から２００ＯＦ Ｆ！／分の速度で移動するベルト状移動冷却体の上へ溶融金属を沈積させる装置 な開示している。

他のメルトドラッグと同じく、溶融物の側温および加速が含まれる。ナラシマン は０．００２−０．００８インチの厚さの薄いストリップを製造した。

スミスの米国特許４，２９０，４７６も溶融体の＃Ａ瀉および加速に依存してい る。スミスの装置は平坦底面なもつタンディツシュ・ノズルな含み、その底面は 第一リップの前縁と側縁をリップの底において含むものであり；リップの底にあ るすべての点は冷表面から第一リップから少くとも同じだけ、ただし約ＩＩＵ以 下の大きさで離れている。この冷表面は少くとも約２００ｍ／分の予定速度にお いて通常移動することが述べられている。

本発明の方法は従来技術のリボンと比べてより厚くかつより均質の表面特性をも つ金属ス）　ＩＪツブを生ずる方法を誘導でるものである。

平壌物体上へ沈積される溶融金属はその溶融物の表面張力に基づく固有の厚さを もつ。本発明までは、メルト・ドラグ法のテープ様ス）　ＩＪツブより厚いがし かし表面張力に基因する溶融状金属の固有の正常な厚さより薄いストリップを厘 接妊里する経済的方′法は存在しなかった。

選択的厚さのス）　ＩＪツブの直接鋳型な可能にすることによってコストのかか る圧延と焼鈍のサイクルな省略または最小化する点において節約が直ちに実現で きる。

図面の簡単な説明 図１は図５のタンティッシュの横断後面図である。

図２は溝型冷却表面な描く、本発明による、タンディツシュ、急冷用表面、およ び搾滓ロール、の断面図である。

図３はタンディツシュから沈積された溶融金属と一緒の、線ＢＢに泊った図２の 溝型急冷用表面の断面図である。

図４は溝型急冷用表面の中へ平らＶＣＮ滓された溶融金属と一緒に示される、線 ＣＧＶＣ沿う図２の溝型冷却表面の断面図である。

図５は、タンディツシュと冷却表面によって主とし℃規定され溝型断面空間？も つ溝型空間との図である。固定ローラー装置も描かれている。

発明の要約 本発明は金属ストリップ、さらに具体的には２０−５００ミル（０，０２−０， ５インチ）の厚さのストリップを高い急冷速度で鋳型する方法を開示するもので ある。

本発明はストリップ材料、特に多結晶性ス）　ＩＪツブ材料を鋳型する新しい改 善された方法を提供するものである。その方法は、溶融金属な受け入ねかつ保持 するためのオリフィスをもち、かつ溶融金属が通過して急冷用表面へ送達される 排出開口なもつタンディツシュと相対に移動し得る平坦冷却表面な提供すること から成る。タンディツシュと冷却表面との間で、溝型断面。

空間は、表面の固化がおこり溶融金属が溝の形の容積を占めかつ薄い棒状生成物 を形成する十分な時間の間、鋳型溶融金属をかこむのに役立つ。溝型断面空間の 全容積はタンディツシュが急冷用表面の長さと相対的に移動するときにタンディ ツシュと急冷中表面とによって囲まれる。

詳細な説明 図面を特に参照すると、図２および５は溶融金属を溝型空間の中へ鋳込む本発明 の方法を一般的に描いている。溶融体の流れの二つの方向を制振することにより 、溶融金属は均一な棒状形の容積へ実質的にかこわれる。

図５においては、タンディツシュ１は急冷用表面２の上に位置するよう示されて いる。タンデイッシ・ユ１は溶融金属が通過過して急冷用表面と接触し溝型空間 ４８な満たす溶融金属排出開口３をもっている。

図２および５は特に、溶融金属５が排出開口３を通して排出されることを描いて いる。搾滓前の溶融金属５Ａは表面張力によって丸味をもち、冷却ロール７で以 て搾滓したのちは均一に滑らかな金属５Ｂとして示されている。

図１から５においては、溝型空間４Ｓが急冷用表面の中で置かれている。図５は セグメント化ベルトとして溝型冷却表面２を描いている。タンディツシュ１はフ ランジ２人の上にまたがっている。

本発明はメルトドラグ法に比べ、より厚くかつ形状付与された多結晶質ストリッ プが鋳型され得る点において改善を与えるものである。

好ましくは冷却ロールの形の搾滓機な設けて溶融体を溝型空間の中で直ちに平滑 化または搾滓することが特に有利であることが発見されたのである。このローラ ーは、好ましくは冷却表面の立上がり側面の上に静止しかつまたがっているが、 急冷を捉進し、上面を多結晶性に関して、平坦冷却表面と接触している溶融物の 側面の多結晶性表面と同等化する。

急冷用表面は金属の平らなあるいは溝型のある長さであることができ、あるいは ベルトとしてつくることができ、例えば、小さい複合断片で構成することができ ろ。銅が急冷用表面として好ましいが、その他の熱伝導性物質な使うことができ る。急冷用表面は溶融金属との接触から熱を吸収できるものでなげればならない 。より連続的な運転の場合には、伝導による冷却な急冷用表面中な通りあるいは その下側へ、流体冷却すなわち水冷却を使うことによって増大することができる 。冷凍された流体またはガスもまた有利に使用できる。明らかであるとおり、そ の種の冷却は冷却用掩滓機またはロールを含めて、ここで述べる急冷用表面全部 へ適用できる。

急冷用表面は好ましくは約１ｍ／秒と２．５　ｍ　／秒の速度でタンディツシュ と相対的に移動される。坤想的な移動速度は溶融物がタンディツシュな離れる速 度である。

この方法は金属の表面張力によって指定される厚さより薄い厚さのス）　ＩＪツ ブの製造を可能にする。習練金属はその金属のＰ面張力に基づく固有の厚さをも つが、しかし、本発明によって溶融物から形成されるス）　ＩＪツブは急冷用表 面との接触時に形成された固体の表面下層なもつ。この固体層の上に溶融層が固 化下層へ濡れた状態で運ばれる。この溶融層は直ちに熱間圧延され、薄く滑らか に冷やすよう実際に搾滓な行ない、上面を固化させる。このような二面冷却は表 面が比較的均質な微構造のものであるより滑らかなストリップを得ることを可能 Ｋｆる。

この熱圧延は、鋳型される金属が大きい熱勾配なもつために、さらに特定的にい えば、固化された表面下層以外に湿潤または溶融状の上面をもつので、可能とな る。通常は、鋳型直後の熱金属の熱間圧延はその妨型物をだめに−する。

熱間圧延または二本ロール系は従来問題が多くこの工業において広くは実用され なかった。本発明の方法は熱間圧延をより単純でしかも効果的な方式で有用なも のとさせ、実質上類似の上面と底面なもつより均質な生成物を生ずる。

本発明を実施する際には、溝型領域は支持材料の中で形成される。これは、彫っ た溝をもつ一体物の急冷用表面な使用することによって便利に達成することがで き、あるいは平坦棒状物と急冷用表面２の両側の縁、シムまたはフランジ２Ａで その上に、タンディツシュが乗っているものと、から組立てることができる。有 利には、急冷用表面は銅セグメント・ベルトであることができ、間に存在する無 型急冷用表面な規定する２本のシムベル）　（ｓｈｉｍｍｉｎｇ　ｂｅｌｔ　） 　をもつ。シムベル）ヲｆｉｔ＜１４に有効な方式は銅セグメント冷却表面ベル トの外側の３個のローラーの周りである。タンディツシュを仄にシム上に、かつ タンディツシュのまわりおよびその上のシムベルトにより運ばれる迂回三角通路 内に乗せて置くことができる。ス）　ＩＪツブの固化後にシムベルトを冷却表面 から持ち上げる。この方法ではより短いシムベルトを使用できる。

ス）　ＩＪツブ金属の厚みを変えるために、異なる厚みのシムまたはフランジを 施こすことができる。

好ましい具体化においては、タンディツシュ排出開口は、溶融金属がストリップ に鋳造されるときそのストリップの縁が圧延後または搾滓後までシム甲材料との 実質的接触な実際におこさないように選ばれる。この手順は収縮、そり、などな 含む、激烈な熱移動に関連するいくつかの材料問題をさせることができる。単純 な銅帯金材料を有用なシミング・ベルトにつくることができる。

このシム材料は急冷用表面へボルト締めしたりねぢ込むのではなく冷却表面へ向 けてゆるく保持されるのが好ましい。溶融金属から吸収される熱はもしボルト締 めしているときには曲がったり反る傾向があり、従って強固でない接合が好まし く、最適固定度は容易に調べることができる。

冷却表面としての回転する′＃型ベルトが好ましい。このベルトは２．５ｍ／秒 以下、好ましくは約Ｉｍ／秒より低い速度で移動する。

図５においては、タンディツシュの床は実質上中央でかつタンティッシュ前端の 方へ、排出開口３のとしての役目のオリフィスをもっている。排出開口３の長さ 方向のひろがりは間型されるべきストリップの大約の幅に近い。この排出開口を 通る金属の均一の流れは、タンディツシュ中の溶融金属の量を維持しタンディツ シュまたは冷却表面が移動するにつれて排出開口３を流れ出させる十分な金属自 重（ｍｅｔａｌｌｏｓｔａｔｉｃ　）　為差圧を及ぼさせることによって、提供 される。

タンディツシュは耐火煉瓦のような断熱材で構成されるのが有利である。その他 の耐溶融金属物質も使用してもよく、例証としては黒鉛、炭化珪素のような炭化 物、アルミナまたはジルコニアが含まれる。

本発明の方法は従来技術のス）　ＩＪツブより厚い棒状製品を生ずる。この棒状 製品は多結晶性であり、現在実施されている圧延操作よりも少ない圧延処理と低 いエネルギー消費で以てシート状製品へ圧延することができる。

平らな急冷用表面を提供し；溶融金属を受け入れて保持し、かつ、タフフィッシ ュが急冷用表面な相対的に移動するにつれて溶融金属が通過して急冷用表面へ送 達される排出開口をもつタンディツシュを提供し；タンディツシュが急冷用表面 の長さ方向で移動でるときにその急冷用表面とタンディツシュとによって容積が 規定される溝型断面壁間を提供てる、各段階から成る。

次に、ある量の溶融金属なタンディツシュ中に導入し、そのπ融合風は、タンデ ィツシュが急冷用表面の長さ方向で移動するにつれて、金属が排出開口な通り溝 型空間の中ヘタンデイツシュから流れるような表面張力をもっている。最後に、 金属導入後において、金属の薄い棒状ストリップが海髪空間の容積内で鋳込まれ るよう、タンディツシュが急冷表面と相対的に移動される。

タンティッシュの運動は急冷用表面と相対回であるので、もちろん、いずれか一 方または両方が相対的移動を提供するよう動くことができる。鋳型ストリップの 搾滓は急冷用表面をもつロールを使って達成できる。その種のロール処理または 搾滓は紳型溶融体が熱収縮な受け下方に多る急冷用表面またはベルト基板からは がれる時点で達成されるべきである。

ス）　ＩＪツブ材料を鋳型ｆるための上記の方法は、両者の間に一つの溝を規定 する立上がり伽」壁部なもつ細長い平らな金属から成る溝型急冷用表面を提供す ることによって実施できる。排出開口を中にもつ、溶融金属を受け入れて保持す るためのタンディツシュを提供することができ、それが急冷用表面と相対的に移 動するにつれてπ融合風が急冷用表面へ送達される。溶融金属の貯槽がタンディ ツシュ内に、タンディツシュから溶融物の流れなおこさせるのに十分なガス圧あ るいは金属自重落差圧で提供されるべきである。注入開始後１秒以内で排出開口 において少くとも一ボンド／平万インチが十分な落差圧である。追加する溶融金 属は、鋳型操作全体にわたって排出開口におい℃実負上一定の圧力な保つのに十 分な速度でタンディツシュ中へ注入されねばならない。

別法として、図５において典型的に示されているような、両者間で一つの溝な規 定する立上り側壁部なもつ、好ましくはベルト形態の、細長く平らな熱伝導性材 料から５Ｘ、る溝型急冷用表面な設けることができる。排出開口な中にもつ、溶 融金属を受け入れて保持するためのタンディツシュを設けることができ、それ’ ｒ通して、タンディツシュが急冷用表面と和動的に移動するにつれて懲融金属な 急冷用表面へ送達することができる。急冷用表面の溝ＩＩＣまたがって急冷用表 面の立上がり側壁部の上に静止し乗っている搾滓機７または冷却ロールな追加的 に設けることが有利である。ある量のｔ６＠金属を次にタンディツシュへ導入す ることができる。金属導入後、好ましくは０．０２−０．５インチの厚さの薄い 金属ストリップが溝型急冷用表面の溝の中で納込まれるよう、タンディツシュな 急冷用表面と相対的に移動させることができる。−型されたストリップは次に、 溝型急冷用表面の溝の中で鋳込まれた金擬の溶融状上面に搾滓を施こすようにロ ール処理される。

本発明の原理、好ましい具体化、および操作方式な上記明細書中で述べてきた。

ここで保脛されたいと考えろ発明はしかし、開示した特定の形態へ制限するつも りではない。こハらは制約ではなく例証と見做すべきものであるからであ、る。

（＠Ω　Ｂ−８）　（断面Ｃ−Ｃ） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　メンー食イフッρ ＰＣＴ／ＵＳ８６１０１９２１ 、発明の名称 鋳型 ３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所 名　称　バラチル・ディベロプメントーコーポレーション４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 電話２７０−６６４１〜６６４６ 国際調査報告 Ａ、ＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＦＥ　ＩＮＴＥＦＬＮＡＴＩＯＮ入Ｌ　５Ｅｊ−ＬＣＨ ＲＥ？ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ストリップ材料の鋳型方法であって、ａ）両者間に一つの溝を規定する立上 り側壁部をもつ平らで細長い熱伝導性材料から成る溝型急冷用表面を提供し；ｂ ）タンディッシュが急冷用表面と相対的に動かされるのにつれて熔融金属が通過 して急冷用表面へ送達される排出開口をもつ、熔融金属を受容しかつ保持するた めのタンディッシユを提供し； ｃ）急冷用表面の溝にまたがって急冷用表面の立上がり側壁部分の上に静止し乗 っている搾滓機を提供し；ｄ）ある量の熔融金属をタンディッシユ中に導入し； ｅ）金属導入後、タンデイツシユを急冷用表面と相対的に動かして、金属の薄い ストリップが溝型急冷用表面の溝の中で鋳型されるようにし； ｆ）溝型急冷用表面の溝の中で鋳型された金属の熔融状上面を搾滓するよう鋳型 ストリップを搾滓する；ことから成る、方法。
2. ２．タンデイツシユが静止しており、急冷用表面の移動が相対的移動を提供する 、請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．提供される急冷用表面がベルトである、請求の範囲第１項に記載の方法。
4. ４．ベルトが約１ｍ／秒の速度で移動する、請求の範囲第３項に記載の方法。
5. ５．ベルトが、熔融金属がタンデイツシユを離れる速度と実質的に等しい速度で 移動する、請求の範囲第３項に記載の方法。
6. ６．排出開口における少くとも１／４ポンド／平方インチの金属自重（ｍｅｔａ ｌｏｓｔａｔｉｃ）落差圧が上記熔融金属導入後１秒以内で発現するような量で 、タンデイツシユへ導入される熔融金属が導入される、請求の範囲第１項に記載 の方法。
7. ７．鋳型操作全体にわたって排出開口において実質上一定の圧力を維持する十分 な速度で、タンデイツシユの中へ追加の熔融金属を導入する追加段階を含む、請 求の範囲第６項に記載の方法。
8. ８．搾滓が冷却ロールを使って達成される、請求の範囲第１項に記載の方法。
9. ９．ストリップ鋳型品が０．０２−０．５インチの厚さである、請求の範囲第１ 項に記載の方法。