KR100309390B1 - 비정질금속박대의제조방법및장치 - Google Patents

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Abstract

용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일의 냉각로울에 사출하여 금속박대을 제조하는 방법 및 장치에 있어서, 용융금속의 사출위치로부터 냉각로울의 회전상류측에 가스차폐벽을 냉각로울의 몸통방향에 걸쳐 냉각로울의 표면에 접촉 또는 근접하여 배치하고, 상기 가스차폐벽의 용융금속측의 표면에 따라서 냉각로울표면으로 향하여 CO2가스를 분출하여 용융금속의 사출위치로부터 상류측의 냉각로울의 표면근방을 CO2가스분위기로 하는 비정질금속막대의 제조방법 및 용융금속의 사출위치로부터 냉각로울의 회전상류측에 냉각로울의 몸통방향에 걸쳐 냉각로울의 표면에 접촉 또는 근접하여 배치된 가스차폐벽과 이 가스차폐벽의 용융금속측의 표면에 따라 냉각로울표면으로 향하여 CO2가스를 분출하는 CO2가스분출노즐을 갖춘 비정질 금속박대의 제조장치이다.

Description

비정질 금속박대의 제조방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THIN AMORPHOUS METAL STRIP}
본 발명은 단일로울법에 의한 급냉 금속박대의 제조에 있어서의 두께가 35㎛이상의 종래보다 두꺼운 비정질 금속박대를 제조하는 기술에 관계한다.
용융금속으로부터 직접 금속박대를 제조하는 방법으로서는, 고속회전 냉각로울의 원주면에 용융금속을 노즐로부터 떨어뜨려 원주면 상에서 급랭응고시키는 방법이 널리 알려져있다. 이 냉각로울을 사용하는 방법에는 단일로울법 및 쌍로울법이 있다. 그 중 단일로울법은 폭이 넓은 금속박대를 제조하는데 적합하다.
단일로울법은 용융금속을 노즐로부터 고속회전하는 단일의 냉각로울에 향하여 분사시킨다. 용융금속은 냉각로울 표면에 부착하면서 얇게 신장되고, 어느 거리만큼 회전하는 동안에 급랭응고하여 비정질금속으로 된다. 이 비정질금속은 냉각로울의 회전에 의한 원심력에 의해 순차적으로 냉각로울 표면에서 박리하여 박대로 된다.
그런데, 대기중에서 단일로울법에 의해 비정질금속을 주조하는 경우, 로울의 회전에 의해 로울 표면에 근접하는 공기층에서 로울표면에 질질 끌려 유동하는 공기경계층이 발생하는 현상이 일어난다. 이 경계층의 공기는 로울 상에 분사된 용융금속과 로울의 표면에 휩쓸린다. 이 휩쓸리는 공기는 로울 표면의 전열저항을 현저히 증가시키고 용융금속의 냉각능력을 저하시킨다.
이 때문에 종래, 박대두께 35㎛ 이상의 비정질박대를 주조하기가 곤란했었다. 이 점을 도면을 통해 설명한다.
제 11도에 모식적으로 나타낸 바와 같이 종래는 냉각로울(2)이 화살표(6)의 방향으로 회전하면 냉각로울(2) 표면의 근방에 공기경계층(3)이 생긴다. 이 경계층(3)의 공기는 노즐(1)로부터 분사된 용융금속(4)과 냉각로울(2)의 표면 사이에 휩쓸려 공기(5)를 발생한다. 이 휩쓸리는 공기(5)는 냉각로울(2)과 용융금속(4)사이에 두께 0.1㎛-5㎛정도의 틈을 만들어 큰 전열저항을 일으킨다. 이 틈은 응고후의 비정질금속 박대에 남아서 박대의 표면상태를 나쁘게 하는 원인이 되었다.
여기에 대처하기 위해 일본국 특공평 3-28254호 공보에는 CO가스를 냉각로울상의 용융금속의 하류에서 연소시켜 냉각로울 주변에 생긴 가스경계층의 가스밀도를 저하시키고, 또 용융금속의 주변을 환원성 분위기로 하여 용융금속과 로울 간의 전열저항을 감소시켜 두꺼운 박대를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이 용융금속과 로울 간의 전열저항을 줄이기 위해 CO가스를 이용하는 방법은 CO가스가 독성 혹은 폭발 위험성을 갖고 있기 때문에 여러가지 안전대책을 필요로한다. 따라서 공업적으로 사용하는 경우 가스의 취급이 곤란하고 비용상승의 문제가 있었다.
또한 독일특허 DD266046AI 호에는 CO2가스를 용융금속의 누적부(패들)에 뿜어 용융금속과 냉각로울 사이에 쏠려드는 가스량을 줄이는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 특허에 나타난 용융금속의 사출노즐 전후로부터 플랫노즐에 의해 CO2를 주입하는 방법에서는 주입된 CO2가스가 냉각로울 주변에 생긴 가스경계층에 의해 흩어지고 CO2농도가 저하하기 때문에 박대폭이 50㎜를 넘는 경우 박대의 중앙과 단부에서 가스휩쓸림 현상 감소효과에 차이가 생기고 폭방향으로 균일한 박대는 얻어지지 않는다.
또한 일본국 특개평 4-356336호 공보에는 용융금속이 사출되는 부분을 챔버로 피복하고 CO2분위기로 하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 단일로울법에서는 용융금속의 사출노즐과 냉각로울 표면과의 간격을 엄격하게 제어할 필요가 있다. 챔버 사용시 이 간격의 제어를 방해하므로 제어장치가 복잡해지는 문제를 일으킨다.
또한 일본곡 특개소 57-159247호 공보에는 냉각로울 표면에 근접배치한 보호차폐벽을 사용하여 냉각로울의 표면의 공기경계층을 제거하는 장치가 나와있다. 그러나, 이 장치에서는 보호차폐벽의 하류에 용융금속의 사출노즐로부터 극히 짧은거리에 공기경계층이 재형성되어 있으므로 이 차폐벽에서 충분한 박대표면의 가스휩쓸림 현상 감소효과는 얻을 수 없다.
본 발명의 목적은 간단하고 안전한 방법으로 냉각로울 및 용융금속 사이의 가스휩쓸림을 줄여서 냉각로울과 용융금속 사이의 전열저항을 축소하고, 종래보다 두꺼운 비정질금속 박대를 주조하는 기술을 제공하는 것을 목적이다. 또한, 표면 조도를 줄이고 박대품질을 향상하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 장치의 거대 복잡화에 의한 비용상승 혹은 제어성 저하를 피한 간편한 장치의 공급에 있다. 본 발명은 용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일 냉각로울에 사출하여 금속박대를 제조하는 방법에 있어서, 용융금속의 사출위치로부터 냉각로울의 회전상류 측에 가스차폐벽을 냉각로울의 몸체방으로 냉각로울 표면에 접촉시키거나 혹은 근접하여 배치하고, 상술한 가스차폐벽의 용융금속 표면에 따라 냉각로울 표면을 향해 CO2가스를 분출하여 용융금속의 사출위치로부터 상류쪽의 냉각로울 표면 근처를 CO2가스 분위기로 하는 것을 특징으로 하는 금속박대의 제조방법이고, 사출노즐로부터 용융금속을 고속회전하는 단일 냉각로울로 사출시켜 금속박대를 제조하는 장치에 있어서, 용융금속의 사출위치로부터 냉각로울의 회전상류측에서 냉각로울 몸체 방향으로 냉각로울 표면에 접촉시키거나 혹은 근접하여 배치된 가스차폐벽과 이 가스차폐벽의 용융금속 표면을 따라 냉각로울 표면을 향해 CO2가스를 분출하는 CO2가스분출노즐을 갖춘 것을 특징으로 하는 금속박대의 제조장치이다.
본 발명의 첫번째 특징은 용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일 냉각로울에 사출시켜 금속박대를 제조하는 방법에서 용융금속의 사출위치로부터 냉각로울의 회전상류에 카본블레이드를 냉각로울 몸체방향으로 냉각로울의 표면에 접촉시켜 배치하고, 상기 카본블레이드의 용융금속 표면에 따라 냉각로울 표면을 향해 CO2가스를 분출하는 CO2가스분출노즐을 갖춘 것을 특징으로 하는 금속박대의 제조장치이다.
그리고, 본 발명의 두번째 특징은 용융금속의 사출위치로부터 로울 회전상류에 냉각로울의 몸체방향으로 냉각로울의 원주방향 부분의 두께가 2mm 이상 100㎜ 이하의 가스차폐벽을 로울 표면과의 간격 0.05㎜ 이상 2㎜ 이하가 되도록 배치하고, 용융금속을 20kPa 이상 90kPa 이하의 압력으로 냉각로울 상에 사출하고 냉각로울 원주속도를 15m/s 이상 27m/s 이하로 하고 두께 35㎛ 이상, 100㎛ 이하의 비정질 박대를 제조하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항에 기재한 금속박대의 제조방법이며, 또 금속박대의 사출위치로부터 로울 회전상류에 냉각로울의 몸체방향으로 냉각로울의 원주방향 부분의 두께가 2mm 이상 100mm이하의 가스차폐벽을 로울 표면과의 간격 0.05㎜ 이상 2㎜이하로 하여 용융금속 사출노즐 구멍의 중심선과 로울 표면과의 교차점부터 로울의 회전상류으로 로울표면 원주길이 20㎜ 이상 100㎜ 이하의 거리에 위치시킨 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제6항에 기재한 금속박대의 제조장치이다.
이하 본 발명의 제조장치의 작용에 대해 설명한다. 제1도는 본 발명이 제1특징을 설명도이다. 대기중에서 단일 냉각로울(2)을 화살표(6)의 방향으로 고속회전시키고, 노즐(1)로부터 이 로울(2)에 대해 용융금속(4)을 사출한다.
노즐(1)의 중심선(11)이 로울(2)의 표면과 교차하는 점(A)으로부터 로울(2)의 회전방향의 상류측에 원주길이(L)만큼 떨어진 위치에서 카본블레이드(7)를 로울(2)표면에 접촉시켜 배치한다.
이 카본블레이드(7)를 로울(2)의 표면에 부착하여 밀려오는 가스를 차단하는 것이다. 이 카본블레이드(7)의 표면에 근접하여 노즐(8)을 설치하고 이 노즐(8)이 CO2가스(9)를 냉각로울(2)의 표면을 향해 흐르도록 카본블레이드(7)의 하류면에 분사한다.
CO2가스는 로울(2) 표면을 따라 흐르고 용융금속(4)과 로울(2)의 계면이 CO2고농도 분위기가 되기 때문에 전술한 종래의 발생가스에 의한 틈이 생기기 않고 전열저항을 줄일 수 있다. CO2분위기는 후술하는 이유에 의해 35부피% 이상이 아니면 가스휩쓸림 현상을 방지할 수 없다. 카본블레이드(7)를 사용하는 것은 냉각로울(2)과의 윤활성이 좋고 로울(2)을 손상시키지 않기 위함이다.
카본블레이드(7)는 노즐(1)의 중심선과 냉각로울(2) 표면의 교점(A)에서 상류측으로의 원주길이(L)이 20㎜ 이상이 아니면 용융금속 사출개시에 비산하는 미소한 용융금속의 비산물이 카본블레이드(7)와 로울(2) 사이에 말려들어가기 때문에 로울(2)에 상처를 주게된다.
이 원주길이(L)가 100㎜를 넘으면 로울(2) 상의 용융금속(4) 방향으로 흐르는 CO2가스(9) 중으로의 공기혼입이 많아지기 때문에 용융금속(4)과 로울(2)의 경계에 틈이 발생한다. 또한 CO2가스(9)는 카본블레이드(7)를 따라 로울(2) 상에 공급되기 때문에 원주 주변의 공기의 혼입이 줄어든다. 35㎛ 이상 두께의 비정질금속 박대를 안정적으로 주조하는 데는 용융금속의 사출압이 20kPa 이상 90kPa 이하, 로울 원주속도 15m/s 이상 27m/s 이하이어야 한다.
압력이 20kPa 미만에서는 용융금속과 로울의 접촉력이 약하고 열전달이 불충분하기 때문에 비정질화 하지 않게 된다. 용융금속의 사출압력이 90kPa 를 넘으면 냉각로울(2)의 회전방향과 역방향으로 용융금속 흐름이 생겨 안정적인 주조가 불가능하다.
또한, 냉각로울(2)의 원주속도 15m/s 미만에서는 박대두께가 증가하나 용융금속(4)의 냉각능력은 감소하고 비정질의 박대가 얻어지지 않는다. 회전시키면 박대두께를 35㎛ 이상으로 하기 위해 용융금속 유량을 증가시켜야 하고, 따라서 용융금속(4)이 난류화하여 표면성상이 나쁜 박대가 된다.
이상의 조건을 만족할 때만 두께 35㎛ 이상 100㎛ 이하의 비정질합금 박대가 우수한 재현성으로 수득된다.
또한 분출하는 CO2의 온도는 500℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 이것은 통상 2mm 이하의 간격밖에 안되는 슬릿상의 노즐(1)을 보온하고 응고에 의한 노즐막힘을 방지하기 위함이다. 다만 CO2가스를 800℃ 이상으로 가열하는 것은 가열장치의 대형화 및 필요한 열량의 증대를 가져와 좋지않다.
그 다음, 특히 대형기기로 장시간 주조하는 경우는 카본블레이드를 냉각로울의 표면에 접촉시키고 있으면 천천히 카본블레이드와 냉각로울의 표면 사이에 미세한 분진 혹은 박대조각이 물려들어가고 냉각로울의 표면을 손상시킬 염려가 있다.
이것을 방지하기 위해서는 가스차폐벽을 냉각로울에 접촉시키지 않고 더욱더 냉각로울의 표면의 공기류를 제거할 필요가 있다. 이 점을 고려한 것이 본 발명의 제2 특징이다.
그래서, 카본블레이드 대신 제7도에 나타낸 가스차폐벽(12)을 냉각로울의 표면으로의 최근접부분의 두께(d)를 2㎜ 이상, 100㎜ 이하로 하고 로울(2)의 표면과의 간격(g)을 0.05㎜이상 2㎜ 이하로 배치하는 것이 효과적이다.
이것은 공기가 로울(2)과 차폐벽(12) 사이의 작고 긴 간격을 통과할 때 공기류가 감쇄되도록 하기 위함이다. 공기류를 효과적으로 감쇄하는데는 냉각로울(2)의 표면에 대한 가장 최근접부분의 가스차폐벽(12)의 두께(d)는 2㎜ 이상으로 하고 및 로울(2)의 표면과의 간격(g)은 2㎜ 이하일 필요가 있다.
한편, 최근접부분의 두께(d)가 100㎜를 넘으면 냉각로울(2)의 회전에 동반해서 동행하는 공기류가 차폐벽(12)을 끌어당기는 힘이 증대하고 따라서 약간의 진동으로도 냉각로울(2)의 표면과 접촉하게 될 우려가 있다.
또한, 냉각로울(2) 표면과 가스차폐벽(12) 간격이 0.05㎜ 이하에서는 분진이나 박대조각이 통과할 수 없고 차폐벽과의 사이에 끼워들어 로울(2) 표면을 손상시킬 염려가 있다.
또한, 가스차폐벽(12)은 노즐(1)의 중심선과 냉각로울(2) 표면의 교점(A)으로부터 상류측으로의 원주길이(L)가 20MM 이상이 아니면, 용융금속 사출개시때 비산하는 미세한 용융금속의 비산물이 카본블레이드(7)와 로울(2) 사이에 끼어들어 로울(2)에 손상을 주게된다.
또한, 가스차폐벽의 저면은 평탄할 필요가 없고 냉각로울(2)의 몸체 방향으로 직사각형 혹은 톱날모양의 홈을 가공하면 공기류를 차단하는 효과가 증대하여 적합하다.
제8도는 가스차폐벽(12)의 저면에 냉각로울(2)의 몸체 방향으로 직사각형의 홈(13)을 형성한 예를 나타낸다.
또한 가스차폐벽의 저면으로부터 CO2가스를 냉각로울의 표면에 분무하여도 공기류를 차단하는 효과가 증대하여 적합하다. 제9도는 가스차폐벽(12)의 저면으로부터 CO2가스를 분출하는 가스분출구(14)를 설치한 예를 나타낸다.
또한 본 발명은 대기중에서 복잡한 장치를 필요로 하지않고 주조하는 것이 가능하기 때문에 비용상승의 문제가 없고 노즐(1)의 횡방향 및 냉각로울(2)의 회전, 하류가 개방상태이므로 노즐(1)과 로울의 간격 등도 용이하게 측정, 제어할 수 있다. 또한 CO2는 냉각로울(2) 표면의 회전에 따라 하향이동하기 때문에 CO2가스의 흐름에 의해 노즐(1)에서 불리한 강제냉각이 발생하지 않으며 금속노즐(1)의 막힘현상이 일어나지 않는다.
이어서, 본 발명의 제1 특징에 관하여 본 발명자들이 수행한 실험에 대해 설명한다. 단일 냉각로울을 사용하여 다음 조건으로 금속박대의 제조실험을 했다.
냉각로울 : 직경 300㎜, 폭 70㎜, 동합금제, 내부수냉식
용융금속 조성: B 3.0중량%, Si 5.3중량%, 나머지 Fe.
용융금속용 사출노즐: 슬릿간격: 0.7㎜
슬릿 폭: 10㎜
냉각로울과 노즐 간의 틈(g): 0.25㎜
실험(1)
CO2가스의 분출방식으로서 제1도, 2도, 3도, 4도 및 제5도에 나타낸 5개의 방식으로 실험했다.
제1도는 본 발명의 실시예, 제2도-5도는 CO2가스분출노즐(8) 및 CO2가스(9)의 흐름 위치방향을 변화시킨 비교예이다. 용융금속에 대하여 제2도는 후방에서, 제3도는 전방에서, 제4도는 양측면에서, 제5도는 후방 및 전방에서 각각 CO2가스를 주입한 것이다. 도면중의 일련번호는 제1도와 같다.
냉각로울 원주속도는 21m/s, CO2가스분출은φ10mm의 노즐로부터 압력 400kPa 25ℓ/분으로 했다. 그 결과 얻어지는 박대의 파손율은 각각 제1도에서는 0%, 제2도에서는 60%, 제3도에서는 55%, 제4도에서는 70%, 제5도에서는 10% 이었다.
또한 여기서 파손율은 다음과 같이 정의된다. 20매의 박대를 준비하여 1매씩 180 °로 굽혔다. 이때 10매는 냉각로울면을 내측으로 하여 굽히고, 나머지 10매는 냉각로울면을 외측으로 하여 굽혔다. 그리고 전체 매수에 대한 파손된 박대매수의비율을 파손율로 했다.
실험(2)
제1도에서 용융금속 사출노즐의 중심선이 냉각로울(2)의 표면과 교차하는 점(A)으로부터 카본블레이드(7)의 접촉점까지의 로울의 원주길이(L)를 5-110㎜ 까지 변경하고, 로울 원주속도 21m/s, CO2를 10mmφ노즐로 400kPa, 25ℓ/분으로 분출했다.
L이 5㎜ 이상 20㎜ 미만이면 초기에 발생하는 용융금속의 미소한 비산물이 카본블레이드(7)과 로울(2) 사이에 들어가 로울(2)에 하자가 생기고 그 위치에 대응하는 박대면에는 오목부가 생겼다.
L이 100㎜을 넘어 110㎜ 이하에서는 박대가 10-15%의 비율로 파손되었다. L이 20㎜ 이상, 100㎜ 까지에서는 파손없는 비정질금속 박대가 얻어졌다. 특히 안정적인 범위는 L=30-50mm 이었다.
실험(3)
제1도에서, L=40㎜, CO2가스를 10mmφ노즐로 400kPa, 25ℓ/분으로 분출하고, 용융금속의 사출압력을 10kPa-100kPa, 로울 원주속도를 10m/s-30m/s로 실험했다. 그 결과를 제6도에 나타낸다. 제6도 중의 기호는 다음과 같다.
○ 안정적으로 주조할 수 있고 파손이 적은 두께 35-80㎛의 비정질박대를 제작할 수 있었다.
△ 로울 회전방향과 역방향으로 용융금속이 용출.
● 박대두께 35㎛ 이상에서는 파손발생.
× 박대두께 35㎛ 미만으로 되었다.
실험(4)
제1도에서 로울 원주속도 21m/S, 용융금속 사출압력 24kPa, CO2가스를 10mmφ의 노즐로 400kPa, 25ℓ/분으로 분출하여 주조한 박대와 대기중에서 카본블레이드나 CO2가스노즐을 사용하지 않고 종래의 방법으로 주조한 박대에 대하여 냉각로울면의 중심선 평균조도 Ra를 측정하여 비교한 바, 종래법에서는 Ra=1.0-1.2㎛ 였으나 본 발명예에서는 Ra=0.3-0.4㎛ 였다.
또한 실험(1)-(4) 에 대하여 제1도의 장치로 박대를 제조한 경우, 용융금속 사출노즐이 막혀 부분적으로 박대가 형성되지 않고 박대의 파손이 생기는 일이 있었으나 주입하는 CO2가스의 온도를 500-700℃ 로 가열한 경우는 노즐의 막힘이 없었다. CO2가스의 온도가 300-490℃ 인 경우 상온의 CO2를 주입하는 것보다는 빈도가 떨어졌지만 노즐막힘을 완전히 방지할 수는 없었다.
다시, 본 발명의 두번째 특징에 관해 본 발명자들이 행한 실험에 대해 설명한다.
실험(5)
단일 냉각로울을 사용하여 다음 조건으로 폭넓은 박대를 장시간 제조하는 실험을 수행했다.
냉각로울: 직경 1000㎜, 폭 400㎜, 동합금제, 내부수냉식
용융금속 조성: B 3.0중량%, Si 5.3중량%, 나머지 Fe
용융금속용 사출노즐: 슬릿간격 0.7㎜
슬릿폭 200㎜
냉각로울과 노즐 간의 틈 0.25㎜
CO2가스를 제1도, 제6도의 장치로 분출하여 박대를 제조했다. 냉각로울(2)의 원주속도는 21m/s, CO2가스는 240㎜ 폭의 슬릿노즐로부터 분출했다.
제1도의 장치로 박대를 제조한 경우, 박대 제조 계속시간이 10분을 넘으면 박대의 로울(2) 면에 길이방향으로 연속의 손상이 생겼다. 이것은 카본블레이드(7)와 로울(2) 사이에 이물이 끼어 로울(2) 표면이 손상되고 이 손상이 박대에 전사된 것으로 판단되었다.
이에 대하여 제7도의 장치로 CO2가스를 분출한 경우는 박대제조 계속시간이 10분을 넘어 30분에 이르더라도 로울(2)의 표면에 손상이 없고 안정적인 제조실험이 가능했다.
실험(6)
제7도의 장치에 있어서, 가스차폐벽(12)의 두께(d)를 10-60㎜ 로 하고, 가스차폐벽(12)과 로울(2) 간의 간격(g)을 0.03-5㎜ 사이에서 변화시키면서 실험한 바 간격(g)이 0.05-2㎜의 조건으로 안정적으로 파손율 0%의 비정질금속 합금박대가 얻어졌다.
한편, 가스차폐벽(12)과 로울(2)의 간격(g)을 0.2-1㎜의 조건으로,차폐벽(12)의 두께(d)를 0.5-180㎜의 조건으로 실험한 바, 차폐벽(12)의 두께(d)가 2㎜미만이면 파손율이 0%인 박대는 얻어지지 않고 차폐벽(12)의 두께(d)가 100㎜을 넘으면 차폐벽(12)에 진동이 생겨 로울과 접속하여 안정적인 박대의 제조는 할 수 없었다.
이 실험(6)으로부터 제7도의 장치를 장시간 사용하는 경우에는 냉각로울(2)의 원주방향에 따른 부분의 두께(d)가 2㎜ 이상 100㎜ 이하의 가스차폐벽(12)을 로울(2)의 표면과의 간격(g)이 0.05㎜ 이상 2㎜ 이하로 되도록 배치할 필요가 있음이 분명해졌다.
실험(7)
계속해서, 본 발명자들은 본 발명의 제1 및 2의 특징에 관하여 냉각로울(2)상에 사출된 용융금속의 누적부(패들) 주변의 CO2가스농도와 제조된 금속박대의 표면조도(Ra) 사이에 제10도에서 보는 바와 같은 관계가 성립됨을 확인했다.
제10도는 제1도에서 L=40㎜ 로 한 경우 및 제7도에서 L=40㎜, d=20㎜, g=3㎜로 한 경우에서 CO2가스의 분출유량을 조정하여 패들 주변의 CO2부피%를 변화시키면서 제조한 박대의 냉각로울 접촉면의 표면조도(Ra)를 나타낸다.
제10도로부터 CO2부피%가 35% 이상인 영역에서는 박대의 표면조도가 0.8㎛보다 적고 대기(CO2부피%=0%)분위기 보다 표면성상이 우수한 박대가 제조될 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 CO2가스에 대한 공기혼입을 감소시켜서 로울 상의 용융금속 쪽으로 흐르도록 했기 때문에 로울과 용융금속의 계면에 가스에 의한 틈이 생기지 않고 주조조건을 최적화 했기 때문에 용융금속과 로울의 전열저항이 작아져 전열성이 향상함으로써 종래보다 두꺼운 비정절박대를 제조할 수 있게 되었으며, 또한 가스로 인해 로울과 용융금속간 계면에서 틈이 생성되는 것을 방지할 수 있으며 표면조도도 크게 개선된다.
본 발명의 장치는 대형화 및 복잡화에 의한 비용상승 혹은 제어기능의 저하를 피할 수 있는 간편한 장치이다.
제1도는 본 발명의 장치를 개략적으로 나타낸 측면도
제2도는 CO2가스분출 방식의 비교예를 나타낸 설명도
제3도는 CO2가스분출 방식의 비교예를 나타낸 설명도
제4도는 CO2가스분출 방식의 비교예를 나타낸 설명도
제5도는 CO2가스분출 방식의 비교예를 나타낸 설명도
제6도는 로울원주속도, 용융금속의 사출압력과 박대두께, 강도, 주조불안정의 관계를 나타내는 그래프
제7도는 본 발명의 장치를 개략적으로 나타낸 측면도
제8도는 본 발명의 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 측면도
제9도는 본 발명의 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 측면도
제10도는 패들 주변의 CO2농도와 박대의 냉각로울면 측의 표면상태의 관계를 나타낸 그래프
제11도는 종래의 장치를 개략적으로 나타낸 측면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 노즐 2: 냉각로울
3: 공기경계층 4: 용융금속
5: 공기 6: 화살표
7: 카본블레이드 8: 노즐
9: CO2가스 12: 가스차폐벽
13: 홈 14: 가스분출구멍

Claims (13)

  1. 용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일 냉각로울에 사출하여 금속박대를 제조하는 방법에 있어서,
    용융금속(4) 사출노즐을 향하는 표면을 가진 가스차폐벽(12)을 상기 사출노즐로부터 냉각로울(2)의 회전방향의 상류에 냉각로울(2)의 몸체 표면과 0.05-2㎜의 간격을 두고서 배치하고;
    용융금속(4)을 향하는 상기 가스차폐벽(12)의 표면에 CO2가스(9)를 분출하고 및 상기 CO2가스의 흐름을 냉각로울(2)의 표면쪽으로 향하게 하여 냉각로울(2)에 인접한 위치 및 사출노즐의 상류 부분을 CO2가스 분위기로 만드는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  2. 용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일 냉각로울에 사출하여 금속박대를 제조하는 방법에 있어서,
    용융금속(4) 사출노즐을 향하는 표면을 가진 카본플레이드(7)를 상기 사출노즐 구멍의 중심선(11)과 냉각로울(2) 표면의 교점(A)으로부터 냉각로울(2)의 회전방향의 상류에서 로울표면 원주길이(L) 20-100㎜ 의 거리에 배치하고;
    용융금속(4)을 향하는 상기 카본블레이드(7)의 표면에 CO2가스(9)를 분출하고 및 상기 CO2가스의 흐름을 냉각로울(2)의 표면쪽으로 향하게 하여 냉각로울(2)에 인접한 위치 및 사출노즐의 상류 부분을 CO2가스 분위기로 만드는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    용융금속(4)을 20kPa-90kPa의 압력으로 냉각로울(2) 상에 사출하고, 냉각로울(2)의 원주속도를 15m/s-27m/s로 하고 및 두께 35㎛ -100㎛의 비정질박대를 제조하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    용융금속(4)을 향하는 카본블레이드(7)의 표면에 분출하는 CO2가스(9)의 온도를 500℃-800℃로 하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    냉각로울(2) 상에 사출된 용융금속(4)의 누적부(패들) 주변의 CO2가스(9)의 농도를 35부피% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  6. 용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일 냉각로울에 사출하여 금속박대를 제조하는 장치에 있어서,
    용융금속(4) 사출노즐을 향하는 표면을 갖고 및 이 사출노즐로부터 냉각로울(2)의 회전방향의 상류에 냉각로울(2)의 몸체 표면과 0.05-2㎜ 의 간격을 두고서 배치된 가스차폐벽(12); 및
    용융금속(4)을 향하는 상기 가스차폐벽(12)의 표면에 CO2가스(9)를 분출하고 및 상기 CO2가스의 흐름을 냉각로울(2)의 표면쪽으로 향하게 하는 CO2가스 분출노즐(8)을 갖춘 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조장치.
  7. 용융금속을 사출노즐로부터 고속회전하는 단일 냉각로울에 사출하여 금속박대를 제조하는 장치에 있어서,
    용융금속(4) 사출노즐을 향하는 표면을 갖고 및 이 사출노즐 구멍의 중심선(11)과 냉각로울(2) 표면의 교점(A)으로부터 냉각로울(2)의 회전방향의 상류에서 로울표면 원주길이(L) 20-100㎜ 의 거리에 배치된 카본블레이드(7); 및
    용융금속(4)을 향하는 상기 카본블레이드(7)의 표면에 CO2가스(9)를 분출하고 및 상기 CO2가스의 흐름을 냉각로울(2)의 표면쪽으로 향하게 하는 CO2가스 분출노즐(8)을 갖춘 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    냉각로울(2) 표면을 향해 분출하는 CO2가스(9)를 500-800℃로 가열하는 장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조장치.
  9. 제1항에 있어서,
    가스차폐벽(12)은 냉각로울(2)의 원주방향으로의 두께가 2㎜-100㎜ 이고, 용융금속(4)을 20kPa-90kPa의 압력으로 냉각로울(2) 상에 사출하고, 냉각로울(2)의 원주속도를 15m/s-27m/s로 하고 및 두께 35㎛ -100㎛ 의 비정질박대를 제조하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    냉각로울(2) 표면을 향하여 분출하는 CO2가스(9)의 온도를 500℃-800℃로 하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    냉각로울(2) 상에 사출된 용융금속(4)의 누적부(패들) 주변의 CO2가스(9)의 농도를 35부피% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    냉각로울(2)의 원주방향으로 두께가 2-100㎜ 인 가스차폐벽(12)을 로울 표면과 0.05-2㎜ 의 간격을 두고서 배치하고 및 이 가스차폐벽(12)을 용융금속(4) 사출노즐구멍의 중심선(11) 및 로울표면의 교점(A)으로부터 냉각로울(2)의 회전방향의 상류에서 로울표면 원주길이(L) 20-100㎜의 거리에 위치시키는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조장치.
  13. 제12항에 있어서,
    냉각로울(2) 표면을 향하여 분출하는 CO2가스(9)의 온도를 500℃-800℃로 하는 것을 특징으로 하는 비정질금속 박대의 제조장치.
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