JPS6376741A - 急冷金属薄帯のはく離方法 - 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、溶融金属を冷却体表面で急冷凝固させて製
造した急冷金属薄帯をエジェクターを用いて冷却体表面
からはく離する方法に関する。

連続的に金属薄帯を製造する方法として、溶融金属を冷
却体表面で急冷凝固させ、直接薄帯を製造する技術があ
る。該製造方法を非晶質金属薄帯の製造に適用した場合
、０．０２〜０．０５ｍｍ程度の板厚を有する急冷金属
薄帯を単ロール法にて製造するには、一般に１０４〜ｂ 要求される。

すなわち急冷金属薄帯の製造方法においては、通常の薄
板圧延法と異なり、注湯初期から一定の高速度で冷却ロ
ールを回転させておくことが肝要である。さもないと、
注湯ノズル先端のパドルを安定化させることができず、
急冷金属薄帯の製造は極めて困難である。そして高速で
製造される急冷金属薄帯の巻取りのために、その先端部
分を巻取機の巻取ホイールに誘導するには特別の工夫が
必要となる。

（従来の技術） 急冷金属薄帯の巻取りについて、特開昭５５−１５６６
４５号公報には初期巻き付けのために吸着機能を持った
巻取りリールを、冷却ロールに密着させることにより、
急冷金属薄帯の先端を捕捉する方法が提案されている。

しかしながら急冷金属薄帯製造の実操業においては、時
として、ノズル割れやパドルのブレークアウト等による
溶湯層数によって、特に操業初期に巻取る急冷金属薄帯
を損傷することがあるので、冷却ロールの直近に巻取機
を配置するのは、操業上、またメンテナンスの面からも
不利であるばかりでなく、通板ライン内に計測器や制御
器を設置するスペースが取り難く不便である。

一方特開昭５７−３９０３１号や特開昭５９−４３／７
２号各公報には、巻取機を冷却ロールから離隔配置する
方式が図示され、殊に特開昭５９−４３／７２号公報に
は誘導装置として分割式のエジェクターが提案されてい
るけれども、ガスナイフで急冷金属薄帯を冷却ロールか
らはく離した場合、薄帯の飛翔は決して直線状にはなら
ず、薄帯が冷却ロールからはく離し飛翔する過程で大気
の抵抗を受けて揺動し不安定にばたつくため、エジェク
ターの人口近傍でからみ合ったり、入口を閉塞したりす
るので、エジェクターでの円滑な吸引が実現できなかっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） したがって操作性、メンテナンス性およびインライン計
測等を考慮して、巻取機は冷却体から離隔配置すること
が望ましく、この配置において、冷却体から巻取機まで
急冷金属薄帯を円滑に搬送することが肝要であり、まず
冷却体表面からの急冷金属薄帯のはく離を確実に行わな
くてはならない。

そこで急冷金属薄帯を冷却体表面から確実にはく離する
方法を提案することが、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、高速回転する冷却ロールの表面に溶融金属
を供給し冷却ロール表面で急冷凝固させて製造した急冷
金属薄帯を、冷却ロール表面からはく離するに当り、上
記冷却ロールの表面に対し下記（１）〜（３）に従って
近接配置したエジェクターの吸引口にて急冷金属薄帯の
先端部分を吸引捕捉し、引続き急冷金属薄帯をエジェク
ター内に吸引、通過させて急冷金属薄帯に張力を加え、
急冷金属薄帯を冷却ロール表面からはく離することを特
徴とする急冷金属薄帯のはく雌刃法。

記 （１）　　冷却ロールとエジェクターの吸引口との距離
：０．５〜１５ｍｍ （２）冷却ロールから急冷金属薄帯をはく離する位置：
ｌ／３〜３／４周 （３）急冷金属薄帯はく離位置における冷却ロールの接
線とエジェクターの軸線とがなす角度ニー４５°〜３０
゜ である。

この発明では急冷金属薄帯を冷却体表面から確実にはく
離でき、とくに操作性、メンテナンス性を高めるととも
に計測・制御器の設置を可能とするため、冷却体と巻取
機との離隔配置を実現し得る。なお冷却体と巻取機を離
隔配置にした場合、急冷金属薄帯の ａ先端キャッチング、 ｂスレッディングをいかにするかがポイン）＆なる。

さて第１図にこの発明に従う急冷金属薄帯のはく離とそ
れに続く誘導、搬送の操作要領を単ロール法を例にして
示したように、注湯ノズルｌより冷却ロール２の直上に
注湯した溶融金属は急速凝固して、急冷金属薄帯３とな
るが、この急冷金属薄帯３を冷却ロール２に接着したま
ま回転し、次いで冷却ロール２の下端近傍に配置したエ
ジェクター４の吸引口５で、連続的に吸引し、冷却ロー
ル２の表面からはく離する。

このエジェクター４は、第２図に示すように、吸引口５
として役立つ入側ノズルと、内面上下にエアー噴出口６
を持つヘッダー７とから構成され、エアー噴出口６から
の高速噴流により吸引口５に負圧を生じさせて急冷金属
薄帯３の吸引に役立てる。

入側ノズルの冷却ロール表面側の先端は、冷却ロールに
極力近接させ、またノズル側面形状は第１図に示す如く
、冷却ロール周面に沿う形状とし気流の洩れを減少させ
るのが望ましい。

これにより高速回転する冷却ロール２が形成する周面上
の高速空気流と、エジェクタ−４での吸引気流とが相伴
って、冷却ロール周面からエジェクタ−４内部へ向かう
高速気流が形成されることになる。この高速気流に乗っ
て、冷却ロール２上で凝固させた急冷金属薄帯３を冷却
ロール２からはく離し、エジェクター４内に吸引する。

ニジフタ４の吸引力が弱ければ、急冷金属薄帯３を冷却
ロール２からはく離することができず、冷却ロール２に
巻き付いたままの急冷金属薄帯が注湯ノズルを破壊して
しまう。エジェクター４の吸引による急冷金属薄帯のは
く離を円滑に進めるには、急冷金属薄帯と冷却ロールと
の接着強度は薄帯温度の低下とともに減少するので、製
板後冷却ロール上を少なくとも１／３周ないし半周させ
てから吸引することが望ましい。エジェクターの噴出気
体としては空気、窒素、アルゴンガス等を使用すること
ができるが、工業的には圧縮空気が有利である。

なお冷却ロールにエジェクターの吸引口を近接配置する
際の条件は上記したとおりである。

次いで急冷金属薄帯３をエジェクタ−４に吸引捕捉しな
がらエジェクター４を巻取機側へ搬送する。

ここでエジェクタ４の搬送は次のような構成によって実
現する。すなわちエジェクター４は第３図に示すように
、走行台車９によりヘッダー７に通じるダクト１０によ
り片持ち支持し、走行台車９とともに走行可能とする。

図中、１１は計測及び張力制御機である。急冷金属薄帯
３の先端キャッチング後、走行台車９を移動させ巻取機
（図示せず）までエジェクター４を移すが、その間も急
冷金属薄帯３の吸引を行う。

なお巻取機には、単胴型、双胴型巻取機などの公知の装
置が有利に適合する。

さらにエジェクターでの急冷金属薄帯の吸引によって急
冷金属薄帯に生じる張力は冷却体と巻取機の間隔に応じ
て決められるが、この吸引力はガス噴出口の寸法、角度
、ガス噴出圧力及びエジェクターの上下面間の距１碓の
調節によっても制御でき、それぞれ下記の範囲が好適で
ある。

記 ガス噴出口　　寸法２０．１〜５ｍｍ 角度＝１０〜４５゜ ガス噴出圧カニ　２〜１０ｋｇ／ｃｍ２エジエククー上
下面間隔：５〜３Ｑｍｍなおエジェクターに上下分割可
能なものを適用すれば、急冷金属薄帯の吸引捕捉をより
確実に行い得る。

またエジェクターに吸引されて急冷金属薄帯へ加わる張
力によってエジェクターが冷却ロール近接位置から離れ
た場合でも急冷金属薄帯を冷却ロールからはく離するこ
とができるが、非晶質金属薄帯のように冷却ロール面と
の接着強度が大きい場合には冷却ロールの回転に対して
逆方向に噴出口を向けたエアナイフ１２を配設すること
で、急冷金属薄帯のはく離を補助することが、操業を安
定に進行させる上で望ましい。このようなエアナイフの
補助的な利用により、急冷金属薄帯のは＜、雉を連続的
に行わせることができれば、巻取り中の急冷金属薄帯切
断等の操業トラブル時に効果的に対処することができる
。

（作　　用） 次に冷却ロールの表面に対してエジェクターの吸引口を
近接配置する際の条件を求めるに当たって行った実験に
ついて述べる。

先ず冷却ロールとエジェクターの吸引口との適切な距離
について検討した。エジェクター吸引力の到達距離の不
足のため、１５ｍｍをこえて離すとエジェクターによる
冷却ロールからの急冷金属薄帯のはく離が不可能となり
、ロールに巻付く結果になった。下限値に関して正確な
データはとれなかったが、Ｑ、　５ｍｍではエジェクタ
ーによる吸引が可能であった。Ｑ、　５ｍｍ未満に接近
させることは回転ロールへのエジェクター接触の懸念か
ら行わなかった。以上から冷却ロールとエジェクターの
吸引口との距離は０．５〜１５ｍ＋ｔ＋に限定する。

次に急冷金属薄帯はく離位置における冷却ロールの接線
とエジェクターの軸線とがなす角度について、第４図を
参照して説明する。なお角度におけるマイナス符号は同
図に示す通り、冷却ロールの接線からロール回転方向の
上流側へ開く角度領域を示す。さて冷却ロールの接線と
エジェクターの軸線とのなす角度が一４５°〜３０°の
範囲外になると、エジェクターによる吸引力のベクトル
方向が冷却ロールの接線方向である金属薄帯の飛翔方向
からはずれ、有効な張力を付与できないため、薄帯をは
く離することができなかった。

冷却ロールから急冷金属薄帯をはく離する位置に対して
は急冷金属薄帯の冷却ロールへの接着強度から少なくと
も１７３周以降にする必要があった。

これよりも上流側ではエジェクターの吸引力不足のため
に、はく離で、きないことがあった。また３／４周以降
にすると、エジェクターの設定角度を前記適切範囲内に
することが困難になるので、冷却ロールから薄帯をはく
離する位置は１７３〜３／４周に限定する。

（実施例） ７７Ｆｅ−９８−１４３ｉ組成（原子％）ノ母合金ヲ溶
解シ、窒化珪岩製の注湯ノズルスリットを通して、直径
３Ｑｃｍの内部強制水冷機構を有するＣｕ−Ｂｅ合金製
の冷却ロール表面上に射出し、非晶質合金薄帯を製造す
る際、注湯ノズルの位置から１７２周下流の冷却ロール
下端部に、吸引口の先端部と冷却ロールとの間隔が１ｍ
ｍになるようにエジェクターを配置し、圧力６ｋｇ／ｃ
＋ｒ＋２で圧縮空気をエジェクターの噴出口より吐出さ
せた。また冷却ロールにおけるエジェクター配置位置の
約３０ｃｍ下流の位置にエアナイフを配設し、冷却ロー
ル回転とは逆方向へ空気を噴出させた。

冷却ロールの周速を２５ｍ／秒として、０．７ｍｍＸ　
１００ｍｍの細スリットより溶融合金を射出したところ
、非晶質合金薄帯が連続的に製造され、薄帯の冷却ロー
ルへの接着距離は注湯開始後、時間経過とともに急激に
長くなり、１秒前後で冷却ロールの半周はどに巻き付く
ようになった。この段階で急冷金属薄帯はエジェクタ内
に吸引され、確実に冷却ロールからはく離された。次に
エジェクターによる安定な吸引をｍＡ！２した後、エジ
ェクターを０．５ｍ／秒はどの速度で巻取機側に移動さ
せたところ、薄帯はエアナイフの保持もあって冷却ロー
ルからはく離され、エジェクタで吸引捕捉された薄帯は
５〜ｌＱｃ＋ｒ＋はどのカテナリー形状にて巻取殿まで
極めて安定に搬送された。

（発明の効果） この発明によればロール法で得られた急冷金属薄帯を冷
却ロールから確実にはく離でき、従って巻取機まで安定
に搬送することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は急冷金属薄帯のはく離及び搬送の要領説明図、 第２図はエジェクターの断面図、 第３図はエジェクターの支持搬送手段の説明図第４図は
冷却ロールの接線とエジェクターの軸線とがなす角度を
示す説明図である。 ■・・・注湯ノズル　　　　２・・・冷却ロール３・・
・急冷金属薄帯　　　４・・・エジェクター訃・・吸引
口　　　　　　６・・・エア噴出ロア・・・ヘッダー　
　　　　８−　吸引ダクト９・・・走行台車　　　　　
１０・・・ダクト１１・・・計測及び張ノコ制御成 １２・・・エアナイフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高速回転する冷却ロールの表面に溶融金属を供給し
   冷却ロール表面で急冷凝固させて製造した急冷金属薄帯
   を、冷却ロール表面からはく離するに当り、 上記冷却ロールの表面に対し下記（１）〜（３）に従っ
   て近接配置したエジェクターの吸引口にて急冷金属薄帯
   の先端部分を吸引捕捉し、引続き急冷金属薄帯をエジェ
   クター内に吸引、通過させて急冷金属薄帯に張力を加え
   、急冷金属薄帯を冷却ロール表面からはく離することを
   特徴とする急冷金属薄帯のはく離方法。 記 （１）冷却ロールとエジェクターの吸引口との距離：０
   ．５〜１５ｍｍ （２）冷却ロールから急冷金属薄帯をはく離する位置：
   １／３〜３／４周 （３）急冷金属薄帯はく離位置における冷却ロールの接
   線とエジェクターの軸線とがなす角度：−４５°〜３０
   °