KR20180025945A - 금속 박대 제조 장치 - Google Patents

금속 박대 제조 장치 Download PDF

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KR20180025945A
KR20180025945A KR1020187003362A KR20187003362A KR20180025945A KR 20180025945 A KR20180025945 A KR 20180025945A KR 1020187003362 A KR1020187003362 A KR 1020187003362A KR 20187003362 A KR20187003362 A KR 20187003362A KR 20180025945 A KR20180025945 A KR 20180025945A
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세이지 오카베
타케시 이마무라
시게히로 다카조
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

고속 회전하고 있는 냉각 롤의 외주면 상에 용융된 금속을 사출하고, 급속 응고시켜 금속 박대를 제조하는 단롤식의 금속 박대 제조 장치에 있어서, 상기 용융 금속을 사출하는 용탕 사출 노즐의 냉각 롤 회전 방향 상류측에, 상기 냉각 롤 표면을 따르는 기류를 차단하는 기류 차단 장치와, 이산화탄소 가스를 분사하여, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 냉각 롤 외주면 상에 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하거나, 혹은, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상을 이산화탄소 분위기로 하는 이산화탄소 가스 분사 노즐과, 상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 상류측에, 냉각 롤 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물 제거 장치가 설치된, 장시간의 연속 운전에서도 안정적으로 높은 표면 품질을 유지할 수 있는 금속 박대 제조 장치이다.

Description

금속 박대 제조 장치{DEVICE FOR MANUFACTURING METAL THIN STRIP}
본 발명은, 금속 박대(thin strip:薄帶) 제조 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 표면 성상이 우수한 금속 박대를 제조하는 단(單)롤식(single roll-type)의 금속 박대 제조 장치에 관한 것이다.
용융 금속으로부터 직접, 금속 박대를 제조하는 방법 중 하나로, 고속 회전하고 있는 1개의 냉각 롤 외주면(이후, 「롤 표면」이라고도 함)의 위에, 금속의 용탕(溶湯)을 노즐을 통하여 공급하고, 패들을 형성하면서 급속 냉각하여 응고시켜 금속 박대를 제조하는 단롤법이 있다. 이러한 직접 제판 기술에 있어서의 가장 중요한 과제는, 어떻게 하여 판두께의 균일성과 표면 성상이 우수한 박대를 얻는가, 라는 점이다. 특히, 변압기의 철심 재료에 이용되는 어모퍼스(amorphous) 합금 박대와 같이, 적층하여 이용되는 금속 박대에서는, 변압기의 특성에 크게 영향을 미치기 때문에, 표면 성상은 가장 중요한 관리 항목이다.
금속 박대의 표면 성상이 열화하는 원인은, 냉각 롤의 회전에 수반하여, 롤 표면에 공기의 경계층이 생겨 롤 표면을 따른 공기의 흐름이 발생하고, 이 기류에 의해 롤 표면에 사출된 용융 금속과 냉각 롤의 사이에 공기가 말려 들어가 갇히게 되어, 포켓 형상의 패임을 형성하기 때문이다.
상기 표면 성상의 열화를 방지하는 기술로서, 용탕이 사출되는 부분을 진공으로 하거나, 일산화탄소 연소 분위기 혹은 이산화탄소 분위기로 하거나 하는 기술이 알려져 있고, 그 중에서도, 이산화탄소 분위기로 하는 기술은, 폭발이나 중독을 일으키는 등의 안전상의 문제가 없고, 대형의 설비에도 도입하기 쉽다는 이점이 있다. 이산화탄소 분위기를 형성하는 방법으로서는, 용융 금속이 사출되고 있는 부분에, 이산화탄소를 내뿜는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는, 용융 금속을 사출하는 노즐의 온도가 저하하여, 노즐 막힘을 일으키거나, 내뿜는 이산화탄소의 압력의 변동에 의해, 용융 금속 흐름의 표면이 불안정해지거나 할 우려가 있다.
그래서, 특허문헌 1에는, 용융 금속이 사출되는 부분을 챔버로 덮어 이산화탄소 분위기로 하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 용융 금속의 사출 위치보다 롤 회전 방향 상류측에 카본 블레이드를 롤 표면의 모선(母線)과 접촉시켜 배치하고, 당해 카본 블레이드의 용융 금속측(하류측) 표면을 따라 롤 표면을 향하여 이산화탄소 가스(이후, 「CO2 가스」라고도 표기함)를 분사하여 용융 금속의 사출 위치보다 상류측의 롤 표면 근방을 이산화탄소 분위기로 유지하는 방법이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 평04-356336호 일본공개특허공보 평06-292950호
그러나, 상기 특허문헌 1에 개시된 방법은, 장치가 방대해져, 분위기 제어가 복잡화한다는 문제가 있다. 또한, 상기 특허문헌 2에 개시된 방법은, 표면 성상의 개선에는 어느 정도의 효과가 있지만, 장시간, 연속 운전했을 때에는, 카본 블레이드와 냉각 롤의 표면의 사이에, 분진이나 박대의 파편 등의 이물이 서서히 축적되고, 상기 이물에 의해 냉각 롤 표면이 손상을 받아, 박대의 표면 성상을 오히려 열화시킨다는 새로운 문제를 일으킨다.
본 발명은, 종래 기술이 갖는 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 냉각 롤 표면과 용융 금속의 사이로의 공기의 말려 들어감을 억제하여 금속 박대의 표면 거칠기를 저감하여, 표면 품질을 향상함과 함께, 장시간의 연속 운전에서도, 안정적으로 높은 표면 품질을 유지할 수 있는 금속 박대의 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
발명자들은, 상기 과제의 해결을 향하여 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 용융한 금속을 냉각 롤 표면에 사출하는 용탕 사출 노즐의 상류측에 상기 냉각 롤 표면을 따라 흐르는 기류를 차단하는 기류 차단 장치와, 상기 기류 차단 장치 직후에 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하는 이산화탄소 공급 노즐에 더하여, 상기 기류 차단 장치의 앞에, 롤 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물 제거 장치를 설치함으로써, 장시간의 제조에서도 안정적으로 높은 표면 품질을 유지할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 개발하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 고속 회전하고 있는 냉각 롤의 외주면 상에 용융된 금속을 사출하고, 급속 응고시켜 금속 박대를 제조하는 단롤식의 금속 박대 제조 장치에 있어서, 상기 용융 금속을 사출하는 용탕 사출 노즐의 냉각 롤 회전 방향 상류측에, 상기 냉각 롤 표면을 따르는 기류를 차단하는 기류 차단 장치와, 이산화탄소 가스를 분사하여, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 냉각 롤 외주면 상에 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하거나, 혹은, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상을 이산화탄소 분위기로 하는 이산화탄소 가스 분사 노즐이 설치되고, 또한, 상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 상류측에, 냉각 롤 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물 제거 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치이다.
본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 이물 제거 장치는, 상기 기류 차단 장치에 대하여 냉각 롤 회전 방향 상류측 600㎜ 이내에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 이물 제거 장치는, 냉각 롤 표면에 비접촉으로 설치된 영구 자석 또는 전자석인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 이물 제거 장치는, 냉각 롤 표면에 기체를 분사하는 가스 분사 장치인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 이물 제거 장치는, 냉각 롤 표면에 접촉하여 이물을 제거하는 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 기류 차단 장치는, 냉각 롤 표면과 접촉하여, 혹은, 냉각 롤 표면과의 사이의 갭을 2㎜ 이하로 하여 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 기류 차단 장치는, 용융 금속을 사출하는 용탕 사출 노즐에 대하여 냉각 롤 회전 방향 상류측 300㎜ 이내에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 기류 차단 장치는, 냉각 롤 표면보다 연질의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 이산화탄소 가스 분사 노즐은, 기류 차단 장치가 롤 표면과 접하는 개소를 향하여, 또한, 상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 하류측의 면을 따라 이산화탄소 가스를 분사하는 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 금속 박대 제조 장치에 있어서의 상기 이산화탄소 가스 분사 노즐은, 용탕 사출 노즐과 기류 차단 장치의 사이의 롤 표면을 향하여 이산화탄소 가스를 분출하는 것인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치에 의하면, 장시간, 연속 운전해도, 이물에 의한 냉각 롤 표면의 손상을 방지할 수 있기 때문에, 금속 박대의 표면 성상을 양호한 상태로 계속 유지할 수 있기 때문에, 품질의 향상뿐만 아니라, 생산성의 안정에도 크게 기여한다.
도 1은 종래 기술의 금속 박대 제조 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 금속 박대 제조 장치의 일 형태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 금속 박대 제조 장치의 다른 형태를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 금속 박대 제조 장치의 다른 형태를 나타내는 측면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
도 1은, 특허문헌 2에 개시된 종래 기술의 금속 박대 제조 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 제조 장치에 있어서는, 냉각 롤(2)이 화살표(7)의 방향으로 고속 회전하고 있어, 용탕 사출 노즐(1)로부터 냉각 롤 외주면(롤 표면) 상에 사출된 용융 금속(용탕)(3)이 급속 냉각되어 박대가 된다. 상기 용융 금속을 롤 표면 상에 사출하는 용탕 사출 노즐(1)의 롤 회전 방향 상류측에는, 냉각 롤의 회전에 수반하여, 경계층에 의해 롤 표면 상에 형성되는, 롤 회전 방향 상류측으로부터 하류측을 향하는 공기의 흐름을 차단하는 기류 차단 장치로서 기능하는 카본 블레이드(4)가, 냉각 롤의 표면에 접촉하여 설치되어 있다.
또한, 상기 카본 블레이드(4)와 용탕 사출 노즐(1)의 사이에는, 롤 표면을 향하여 이산화탄소 가스를 내뿜는 이산화탄소 가스 분사 노즐(5)이 설치되어 있다. 롤 표면에 내뿜어진 이산화탄소 가스는, 카본 블레이드(4)와 용탕 사출 노즐(1)의 사이의 롤 표면 상에 경계층을 포함하는 새로운 흐름(6)을 형성하여 용탕(3)까지 도달하여, 혹은, 카본 블레이드(4)와 용탕 사출 노즐(1)의 사이의 롤 표면 상(근방)을 이산화탄소 분위기로 하여, 용탕 흐름의 표면 진동을 억제하거나, 용탕과 롤의 사이에 공기가 말려 들어가는 것을 방지하거나 함으로써 금속 박대의 표면 품질을 개선한다.
그러나, 상기의 도 1에 나타낸 금속 박대 제조 장치에서는, 장시간, 연속하여 운전을 계속하고 있으면, 분위기 중에 떠돌고 있는 분진이나, 금속 용탕의 비말(飛沫)이 응고된 분말, 금속 박대의 미소 파편 등의 이물이, 냉각 롤 표면에 부착되어 운반되어, 혹은, 냉각 롤 표면의 경계층에 기인한 기류를 타고 운반되어, 카본 블레이드(4)와 냉각 롤 표면의 사이에 서서히 퇴적한다.
냉각 롤은, 일반적으로 열 전도율이 높은 구리 합금으로 제조되어 있어, 경도가 낮기 때문에, 경질의 이물에 의해 표면에 흠집이 발생하기 쉽다. 그 결과, 상기 흠집이 금속 박대에 전사하여 표면 결함을 발생하거나, 상기 흠집부에 갇힌 공기에 의해, 금속 박대에 큰 패임이나 구멍이 발생하거나 하기 때문에, 금속 박대의 표면 품질에 큰 악영향을 미친다. 또한, 롤 표면에 흠집이 발생하면, 금속 박대의 제조를 중단하여, 냉각 롤 표면의 손질(연삭)을 행하거나, 새로운 냉각 롤과 교환하거나 할 필요가 있어, 생산성을 현저하게 저하시킨다.
그래서, 본 발명의 금속 박대의 제조 장치는, 카본 블레이드(4)의 롤 회전 방향 상류측에, 카본 블레이드(4)에 근접하여 이물 제거 장치(8)를 배치하고, 이에 따라, 냉각 롤의 표면에 부착되어, 혹은, 냉각 롤 표면의 기류를 타고 운반되어 오는 이물을 제거하여, 카본 블레이드(4)와 냉각 롤 표면의 사이로의 이물 퇴적을 억제하여, 냉각 롤 표면의 손상을 방지하는 것으로 했다. 즉, 본 발명의 금속 박대 제조 장치는, 종래 기술의 기류 차단 장치, 이산화탄소 가스 분사 노즐에 더하여, 이물 제거 장치를 조합함으로써, 장시간의 연속 운전에서도 안정적으로 높은 표면 품질을 유지하는 것을 가능하게 한 것이다.
여기에서, 상기 이물 제거 장치는, 기류 차단 장치에 대하여 롤 회전 방향 상류측에 배치할 필요가 있다. 단, 상류측이라도, 기류 차단 장치와의 사이가 지나치게 떨어지면, 작업 공간을 떠도는 분진 등의 이물이 롤 표면에 재부착될 우려가 있기 때문에, 기류 차단 장치에 대하여 냉각 롤 회전 방향 상류측 600㎜ 이내에 설치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 200㎜ 이내, 더욱 바람직하게는 100㎜ 이내이다.
또한, 상기 이물 제거 장치에는, 2개의 타입, 즉, 롤에 접촉하지 않고 롤 표면의 이물을 제거하는 것과, 롤에 접촉하여 이물을 물리적(기계적)으로 제거하는 것이 고려되지만, 롤 표면에 부착되어, 혹은, 롤 표면의 기류를 타고 운반되어 오는 이물을 제거할 수 있는 것이면, 어느 타입의 것이라도 상관없다.
예를 들면, 전자(前者)의 롤에 접촉하지 않고 이물을 제거하는 이물 제거 장치로서는, 희토류 자석이나 강자장(强磁場)을 발생시키는 전자석을 롤 표면에 근접시켜, 자력으로 이물을 흡인하여, 제거하는 것이 있다. 이 장치는, 이물의 대부분이, 금속 용탕의 비말이 응고된 철분이나 금속 박대의 파편, 제조 장치 등으로부터 발생한 철계의 분진 등으로, 자석에 흡착되는 것을 이용한 것이다. 또한, 냉각 롤 표면이 비자성(非磁性)(구리 합금)인 것도, 이물 제거 장치로서의 자석이 냉각 롤 표면에 흡착되는 일이 없기 때문에, 이 장치의 이용에 대하여 유리하게 작용한다.
또한, 롤에 접촉하지 않고 이물을 제거하는 다른 이물 제거 장치로서는, 롤 표면에 기체(가스)를 고속으로 내뿜는 가스제트에 의해 이물을 제거하는 가스 분사식의 장치도 유효하다. 이 장치는, 유분(油分)이나 수분, 더스트 등을 포함하지 않는 청정한 공기나 질소 가스, 아르곤 가스, 이산화탄소 가스 등을, 롤 표면에 근접한 노즐로부터 고속으로 내뿜어 이물을 날려냄으로써, 상기의 자력으로는 제거할 수 없는 이물에 대하여 유효한 수단이다.
한편, 후자의 롤에 접촉하여 이물을 제거하는 이물 제거 장치로서는, 냉각 롤의 표면에 접촉시켜, 이물을 기계적, 물리적으로 제거하는 것이 있다. 또한, 상기 롤 표면에 접하는 부분의 형태는, 이물을 기계적, 물리적으로 제거할 수 있는 것이면, 블레이드 형상, 브러시 형상, 롤 형상, 플레이트(판) 형상, 블록 형상, 벨트 형상 등 어느 것이라도 좋다.
또한, 상기 이물 제거 장치의 재질, 특히, 롤 표면에 접하는 부분의 재질은, 후술하는 기류 차단 장치와 동일하게, 롤 표면에 흠집이 나는 것을 방지하는 관점에서, 롤 표면보다 연질인 것이 바람직하고, 예를 들면, 펠트나 부직포, 거즈 등의 포류(布類)나, 카본, 수지, 합성 고무 등을 적합하게 이용할 수 있다. 단, 롤 표면에 흠집을 내지 않는 형태의 것(예를 들면, 탄력성이 풍부한 블레이드를 약한 압력으로 눌러댄 경우)이면, 롤 표면보다 경질인 것이라도 좋다.
또한, 롤에 접촉하여 이물을 제거하는 타입의 이물 제거 장치를 이용하는 경우에는, 이물 제거 장치에 의해 포착된 이물이 1개소에 머물지 않게 하기 위해, 예를 들면, 블레이드 형상이나, 플레이트 형상, 벨트 형상, 블록 형상 등의 것은, 금속 박대의 폭 방향 위치를 연속적으로, 혹은, 정기적으로 이동시키거나, 또한, 롤 형상의 것은, 저속으로 상시 회전시키거나, 혹은, 정기적으로 회전시키거나 하여, 이물을 제거하거나, 이물의 위치를 변화시키는 것이 바람직하다.
여기에서, 도 2∼도 4는, 본 발명의 금속 박대의 제조 장치의 일 예를 나타낸 것으로, 도 2는, 도 1의 금속 박대의 제조 장치에, 이물 제거 장치로서, 펠트제의 패드를 롤에 감은 펠트 롤(8)을 배치한 예이다. 또한, 도 3은, 이물 제거 장치로서, 희토류 자석(10)을 롤 표면에 근접하여 배치한 예, 도 4는, 이물 제거 장치로서, 닥터 블레이드(12)를 배치한 예이다.
다음으로, 본 발명의 금속 박대 제조 장치의 기류 차단 장치에 대해서 설명한다.
본 발명의 금속 박대 제조 장치의 기류 차단 장치는, 회전하는 냉각 롤 표면의 경계층에 의해 형성되는 롤 표면을 따른 기류를 차단하기 위해, 롤 표면에 접촉하여, 혹은, 롤 표면에 근접하여 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 기류 차단 장치를 롤 표면에 근접시키는 경우에는, 경계층에 의한 기류를 효과적으로 차단하는 관점에서, 롤 표면과 기류 차단 장치의 사이의 갭은 2㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5㎜ 이하이다.
여기에서, 상기 기류 차단 장치의 설치 위치는, 금속 용탕을 냉각 롤 표면에 사출하는 용탕 사출 노즐의 설치 위치로부터, 롤 회전 방향 상류측을 향하여 300㎜ 이내로 하는 것이 바람직하다. 300㎜를 초과하면, 롤 표면 상에 공기 흐름이 다시 형성되어 버리기 때문이다. 또한, 보다 바람직하게는 200㎜ 이내, 더욱 바람직하게는 100㎜ 이내이다.
또한, 상기 기류 차단 장치의 폭(냉각 롤 동장(胴長) 방향의 길이)은, 냉각 롤 표면을 따라 흐르는 기류가 금속 박대에 미치는 악영향을 억제하는 관점에서, 금속 박대의 폭 이상으로 하는 것이 바람직하고, 냉각 롤의 동장 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 기류 차단 장치의 형태는, 기류를 차단할 수 있는 한, 블레이드 형상, 플레이트 형상(판 형상), 블록 형상, 브러시 형상 및 롤 형상 등 어느 형태라도 좋다. 또한, 상기 기류 차단 장치는, 동등의 효과가 얻어지는 한, 일체인 것일 필요는 없고, 폭 방향으로 복수로 분할하여, 조합한 것이라도 좋다.
또한, 상기 기류 차단 장치의 재질, 특히, 롤 표면과 접촉하는 부분의 재질은, 냉각 롤의 표면에 흠집을 발생시키지 않게 하기 위해, 롤 표면보다도 연질인 것임이 바람직하다. 또한, 롤 표면과 접촉시키는 경우에는, 수명을 연장시키는 관점에서, 탄성을 갖고, 슬라이딩성이나 내마모성이 우수한 것이나, 내열성이 우수한 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 기류 차단 장치의 재질로서는, 카본이나 수지, 합성 고무, 펠트나 부직포 등의 포류 등이 적합하다.
또한, 전술한 도 2는, 도 1과 동일하게, 기류 차단 장치로서, 카본 블레이드를 이용한 예를, 도 3은, 기류 차단 장치로서, 불소 수지제의 블록을 이용한 예를, 또한, 도 4는, 기류 차단 장치로서, 선단 부분이 아라미드 섬유제인 브러시를 이용한 예를 나타낸 것이다.
다음으로, 본 발명의 금속 박대 제조 장치의 이산화탄소 가스 분사 노즐에 대해서 설명한다.
본 발명의 상기 이산화탄소 가스 분사 노즐은, 상기한 기류 차단 장치와 용탕 사출 노즐의 사이에 이산화탄소 가스를 분사하여, 상기 기류 차단 장치와 상기용탕 사출 노즐의 사이의 냉각 롤 외주면 상에 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하거나, 혹은, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상(上)(근방)을 이산화탄소 분위기로 함으로써, 용탕류의 표면 진동을 억제하고, 용탕과 롤의 사이에 공기가 말려 들어가는 것을 방지하여, 금속 박대의 표면 품질을 개선하는 것이다.
상기와 같이 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 냉각 롤 외주면 상에 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하기 위해서는, 이산화탄소 가스 분사 노즐로부터, 기류 차단 장치가 롤 표면과 접하는 개소를 향하여, 또한, 상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 하류측의 면을 따라, 이산화탄소 가스를 분사하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상(근방)을 이산화탄소 분위기로 하기 위해서는, 이산화탄소 가스 분사 노즐로부터, 용탕 사출 노즐과 기류 차단 장치의 사이의 롤 표면을 향하여 대량의 이산화탄소 가스를 분출하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 대량이란, 적어도 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상 근방의 공기를 이산화탄소로 거의 완전하게 치환할 수 있는 양인 것을 의미한다.
또한, 전술한 도 2 및 도 3은, 도 1과 동일하게, 이산화탄소 가스 분사 노즐로부터, 카본 블레이드(기류 차단 장치)가 롤 표면과 접하는 개소를 향하여, 또한, 카본 블레이드의 롤 회전 방향 하류측 측면을 따라 이산화탄소 가스를 분사함으로써, 카본 블레이드와 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상에, 냉각 롤 표면을 따른 새로운 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하고, 당해 기류를 용탕 사출부까지 도달하도록 한 예이다. 또한, 도 4는, 이산화탄소 가스 분사 노즐로부터, 아라미드 섬유제 브러시(기류 차단 장치)와 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면을 향하여 대량의 이산화탄소 가스를 분사하여, 아라미드 섬유제 브러시와 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상 근방을 이산화탄소 분위기로 하는 예를 나타낸 것이다.
실시예
냉각 롤 표면의 기류를 차단하는 기류 차단 장치와, 상기 기류 차단 장치와 용탕 사출 노즐의 사이에 이산화탄소 가스 분사 노즐과, 상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 상류측에 이물 제거 장치가 설치된 단롤식 금속 박대 제조 장치로, Fe-3mass％B-5.3mass％Si의 성분 조성을 갖고, 두께가 25㎛인 변압기 권철심용 어모퍼스 금속 박대를, 30분간에 걸쳐 연속하여 제조하는 실험을 행했다.
또한, 상기 제조 장치의 냉각 롤에는, 구리 합금제로 롤 표면이 수랭된 직경이 1000㎜φ, 폭(동장)이 400㎜인 것을 이용했다. 또한, 용융 금속을 사출하는 용탕 사출 노즐에는, 슬릿 간격이 0.7㎜이고, 슬릿 폭이 200㎜인 것을 이용했다.
또한, 금속 박대를 제조할 때의 냉각 롤의 회전 속도(주속(周速))는 21m/s로 하고, 냉각 롤 표면과 용탕 사출 노즐 선단의 사이의 거리(갭)는 0.25㎜로 설정했다. 또한, 이산화탄소 가스 분사 노즐은, 기류 차단 장치의 직후에 설치하고, 상기 기류 차단 장치가 냉각 롤 표면과 접촉하고 있는 개소를 향하여, 또한, 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 하류측의 면을 따라 이산화탄소 가스를 분사했다.
그때, 기류 차단 장치와 이물 제거 장치의 종류와 설치 위치를 표 1에 나타낸 바와 같이 여러 가지로 변화시켜, 금속 박대의 표면 품질을 조사했다. 또한, 금속 박대의 표면 품질은, 30분 연속 운전 후의 금속 박대의 냉각 롤 접촉면에 있어서의 표면 거칠기 Ra(JIS B0601(1994)에 규정된 산술 평균 거칠기)를 금속 박대의 폭 방향으로 10㎜ 간격으로 각 10점씩 측정하여 각각의 폭 방향 위치에 있어서의 평균값을 구하고, 그 평균값의 최댓값(Ramax)으로 평가했다.
상기 표면 품질의 평가 결과를, 제조 조건과 아울러 표 1에 나타냈다. 이 결과로부터, 본 발명에 적합하는 조건에서 제조한 금속 박대는, 모두 Ramax가 0.7㎛ 이하로 양호한 것에 대하여, 본 발명에 적합하지 않는 조건에서 제조한 금속 박대는, 모두 Ramax가 1.0㎛ 이상이 되어 있다. 이 결과로부터, 본 발명의 금속 박대 제조 장치를 이용함으로써, 30분이라는 장시간의 연속 운전에도 불구하고, 안정적으로 표면 품질이 우수한 금속 박대를 제조할 수 있는 것이 확인되었다.
Figure pct00001
1 : 용탕 사출 노즐
2 : 냉각 롤
3 : 용탕 패들 및 박대
4 : 카본 블레이드를 이용한 기류 차단 장치
5 : 이산화탄소 가스 분사 노즐
6 : 이산화탄소 가스의 흐름
7 : 냉각 롤 회전 방향
8 : 펠트 롤을 이용한 이물 제거 장치
9 : 불소 수지 블록을 이용한 기류 차단 장치
10 : 희토류 자석을 이용한 이물 제거 장치
11 : 아라미드 섬유제 브러시를 이용한 기류 차단 장치
12 : 닥터 블레이드를 이용한 이물 제거 장치

Claims (10)

  1. 고속 회전하고 있는 냉각 롤의 외주면 상에 용융된 금속을 사출하고, 급속 응고시켜 금속 박대(薄帶)를 제조하는 단(單)롤식의 금속 박대 제조 장치에 있어서,
    상기 용융 금속을 사출하는 용탕(溶湯) 사출 노즐의 냉각 롤 회전 방향 상류측에, 상기 냉각 롤 표면을 따르는 기류를 차단하는 기류 차단 장치와,
    이산화탄소 가스를 분사하여, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 냉각 롤 외주면 상에 이산화탄소 가스의 흐름을 형성하거나, 혹은, 상기 기류 차단 장치와 상기 용탕 사출 노즐의 사이의 롤 표면 상을 이산화탄소 분위기로 하는 이산화탄소 가스 분사 노즐이 설치되고, 또한,
    상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 상류측에, 냉각 롤 표면에 부착된 이물을 제거하는 이물 제거 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이물 제거 장치는, 상기 기류 차단 장치에 대하여 냉각 롤 회전 방향 상류측 600㎜ 이내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이물 제거 장치는, 냉각 롤 표면에 비접촉으로 설치된 영구 자석 또는 전자석인 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이물 제거 장치는, 냉각 롤 표면에 기체를 분사하는 가스 분사 장치인 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이물 제거 장치는, 냉각 롤 표면에 접촉하여 이물을 제거하는 것인 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기류 차단 장치는, 냉각 롤 표면과 접촉하여, 혹은, 냉각 롤 표면과의 사이의 갭을 2㎜ 이하로 하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기류 차단 장치는, 용융 금속을 사출하는 용탕 사출 노즐에 대하여 냉각 롤 회전 방향 상류측 300㎜ 이내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기류 차단 장치는, 냉각 롤 표면보다 연질의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이산화탄소 가스 분사 노즐은, 기류 차단 장치가 롤 표면과 접하는 개소를 향하여, 또한, 상기 기류 차단 장치의 롤 회전 방향 하류측의 면을 따라 이산화탄소 가스를 분사하는 것인 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이산화탄소 가스 분사 노즐은, 용탕 사출 노즐과 기류 차단 장치의 사이의 롤 표면을 향하여 이산화탄소 가스를 분출하는 것인 것을 특징으로 하는 금속 박대 제조 장치.
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