(57)【要約】【課題】  ノズルでの溶湯凝固を防止すること。【解決手段】  溶湯を凝固させて急冷薄帯を形成する水冷ロールと、溶湯を水冷ロールに供給するタンディッシュ２５とが気密容器内に設置されている。タンディッシュ２５及びそのノズル２７を、溶湯の略融点温度にそれぞれ保温する保温機構３０を備える。保温機構３０は、タンディッシュ２５の本体２６及びノズル２７の温度をそれぞれ測定する測温手段としての温度センサ３１，３２と、タンディッシュ２５及びノズル２７をそれぞれ加熱する加熱手段してのヒータ３３，３４とからなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密容器内で、溶湯供給部からノズルを介して水冷ロール上に溶湯を供給し、該水冷ロールによって前記溶湯を急冷しながら連れ回して急冷薄帯に形成する急冷薄帯の製造方法であって、
前記溶湯供給部及び前記ノズルを、前記溶湯の略融点温度に保温することを特徴とする急冷薄帯の製造方法。
【請求項２】
前記溶湯供給部から前記水冷ロール上に溶湯を供給し続けることで形成される急冷薄帯のうち、初期の段階で形成された急冷薄帯と、後期の段階で形成された急冷薄帯とを除去することを特徴とする請求項１記載の急冷薄帯の製造方法。
【請求項３】
前記溶湯供給部内は、最大溶湯高さのときに生じるヘッド圧の少なくとも５倍に相当する圧力とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の急冷薄帯の製造方法。
【請求項４】
気密容器内で、溶湯供給部からノズルを介して水冷ロール上に溶湯を供給し、該水冷ロールによって前記溶湯を急冷しながら連れ回して急冷薄帯に形成する急冷薄帯の製造装置であって、
前記溶湯供給部及び前記ノズルの温度を測定する測温手段と、
前記溶湯供給部及び前記ノズルを加熱する加熱手段と、
前記測温手段の測温結果に基づき前記加熱手段を制御する制御部とを備えることを特徴とする急冷薄帯の製造装置。
【請求項５】
前記気密容器内は、前記溶湯供給部及び前記ノズルと、前記水冷ロールとが隔壁によって仕切られており、
前記溶湯供給部及び前記ノズル側に、不活性ガス導入部が接続されていることを特徴とする請求項４記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項６】
前記ノズルの先端と前記水冷ロールの表面との距離は、前記ノズルの先端から出湯すべき状態にあってかつ表面張力が生じている溶湯の大きさよりも小寸法とされていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項７】
前記ノズルは、ノズル本体に対しノズル先端部が着脱可能に取り付けられてなることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項８】
前記溶湯供給部に、前記溶湯の出湯を制御する規制体が設けられていることを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項９】
前記溶湯供給部は、溶湯を一時的に貯留状態にして前記水冷ロールに供給するタンディッシュに、前記急冷薄帯の原料金属を溶解して前記溶湯を生成する溶解機能を持たせてなることを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項１０】
前記溶湯供給部は、導電性材料によって形成されたルツボとその外周に配設された誘導加熱用のコイルとを備えた溶解炉と、該溶解炉によって生成された溶湯を一時的に貯留状態にして前記水冷ロールに供給するタンディッシュとを備えてなり、
前記誘導加熱用のコイルには、前記ルツボ内の溶湯に磁場を浸透させ得る周波数の電流が供給されることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記溶湯供給部の温度と、該溶湯供給部内の溶湯温度を選択的に用いて溶解電力及び保温電力を制御することを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項１２】
前記ノズルの先端に複数の突出部を互いに間隔をおいて設け、各突出部の先端面に出湯口を開口させたことを特徴とする請求項４〜請求項１１のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置。
【請求項１３】
前記溶湯供給部には、前記溶湯を前記ノズルに供給する前に、前記溶湯中の介在物を除去する介在物除去手段を設けたことを特徴とする請求項４〜請求項１２のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、急冷薄帯の製造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アモルファス磁性体（磁石材料、水素吸蔵合金）等の粉末製造用素材の製造方法として、溶解炉で溶解した原料金属をタンディッシュ内に一時的に貯湯しておき、該タンディッシュ内の溶湯を軸線回りに回転している水冷ロール上にノズルを介して供給することにより、溶湯を冷却しながら連れ回して凝固させ、これにより形成された急冷帯を回収箱に回収する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０５１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来構成では、溶湯がタンディッシュ送り込まれてからノズルを通過するまでの間に溶湯温度が低下することは避けられず、溶湯が凝固してノズルの湯道を一部あるいは完全に閉塞してしまうことがあった。
この対策として、予め温度低下を見越して溶湯を過熱しておくことも考えられるが、かかる場合には、所定時間内に溶湯が目的温度まで急冷されず、所望の組織（例えば、アモルファス化）や急冷速度を得ることができなくなり、急冷薄板を安定的に連続製造することが困難となる。
【０００４】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ノズルの閉塞を防止して、所望特性の急冷薄板を安定的に量産することのできる方法及び装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、気密容器内で、溶湯供給部からノズルを介して水冷ロール上に溶湯を供給し、該水冷ロールによって前記溶湯を急冷しながら連れ回して急冷薄帯に形成する急冷薄帯の製造方法であって、前記溶湯供給部及び前記ノズルを、前記溶湯の略融点温度に保温することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の急冷薄帯の製造方法において、前記溶湯供給部から前記水冷ロール上に溶湯を供給し続けることで形成される急冷薄帯のうち、初期の段階で形成された急冷薄帯と、後期の段階で形成された急冷薄帯とを除去することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の急冷薄帯の製造方法において、前記溶湯供給部内は、最大溶湯高さのときに生じるヘッド圧の少なくとも５倍に相当する圧力とされていることを特徴とする。
【０００６】
請求項４に係る発明は、気密容器内で、溶湯供給部からノズルを介して水冷ロール上に溶湯を供給し、該水冷ロールによって前記溶湯を急冷しながら連れ回して急冷薄帯に形成する急冷薄帯の製造装置であって、前記溶湯供給部及び前記ノズルの温度を測定する測温手段と、前記溶湯供給部及び前記ノズルを加熱する加熱手段と、前記測温手段の測温結果に基づき前記加熱手段を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４記載の急冷薄帯の製造装置において、前記気密容器内は、前記溶湯供給部及び前記ノズルと、前記水冷ロールとが隔壁によって仕切られており、前記溶湯供給部及び前記ノズル側に、不活性ガス導入部が接続されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項６に係る発明は、請求項４又は請求項５記載の急冷薄帯の製造装置において、前記ノズルの先端と前記水冷ロールの表面との距離は、前記ノズルの先端から出湯すべき状態にあってかつ表面張力が生じている溶湯の大きさよりも小寸法とされていることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項４〜請求項６のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置において、前記ノズルは、ノズル本体に対しノズル先端部が着脱可能に取り付けられてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項８に係る発明は、請求項４〜請求項７のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置において、前記溶湯供給部に、前記溶湯の出湯を制御する規制体が設けられていることを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項４〜請求項８のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置において、前記溶湯供給部は、溶湯を一時的に貯留状態にして前記水冷ロールに供給するタンディッシュに、前記急冷薄帯の原料金属を溶解して前記溶湯を生成する溶解機能を持たせてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項１０に係る発明は、請求項４〜請求項９のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置において、前記溶湯供給部は、導電性材料によって形成されたルツボとその外周に配設された誘導加熱用のコイルとを備えた溶解炉と、該溶解炉によって生成された溶湯を一時的に貯留状態にして前記水冷ロールに供給するタンディッシュとを備えてなり、前記誘導加熱用のコイルには、前記ルツボ内の溶湯に磁場を浸透させ得る周波数の電流が供給されることを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項９又は請求項１０記載の急冷薄帯の製造装置において、前記制御部は、前記溶湯供給部の温度と、該溶湯供給部内の溶湯温度を選択的に用いて溶解電力及び保温電力を制御することを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項４〜請求項１１のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置において、前記ノズルの先端に複数の突出部を互いに間隔をおいて設け、各突出部の先端面に出湯口を開口させたことを特徴とする。
請求項１３に係る発明は、請求項４〜請求項１２のいずれかに記載の急冷薄帯の製造装置において、前記溶湯供給部には、前記溶湯を前記ノズルに供給する前に、前記溶湯中の介在物を除去する介在物除去手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、以下の効果を得ることが出来る。
溶湯を過熱させずとも、ノズル内あるいはノズル先端での溶湯凝固を有効に防止し得て、所望特性の急冷薄板を安定的に量産することが可能となる。
水冷ロールに供給される溶湯の流れや温度等の条件が安定してない出湯初期や出湯後期に形成される急冷薄帯のロット混入を防止し得て、品質の信頼性と安定性が向上する。
ノズルからの出湯圧力については、溶湯高さの変動の影響を無視できる程度に軽減し得て、水冷ロールに対する溶湯の衝突速度を略一定に保つことができる結果、急冷薄帯の厚みや幅寸法、熱伝達特性等を安定化させることができる。
【００１１】
溶湯供給部のノズルから水冷ロール上に溶湯が供給されたときに生じ得る、溶湯の縮流，分離，一部剥離を有効に防止し得て、溶湯が微小粒化することによる種々の不具合を回避することが可能となる。
出湯終了後は、通常、ノズルが完全に或いは一部閉塞して再使用可能な状態とはなっていないが、ノズルをこれと一体となった溶湯供給部ごと交換せずとも、ノズル先端部のみを交換するだけで容易に次の出湯を再開することができる。
【００１２】
ノズルの開度を規制体によって調整して出湯を規制することにより、溶湯供給部が溶融炉とタンディッシュを備える場合には、出湯初期の不安定な状態を最小限にすることができ、また、溶湯供給部がタンディッシュで溶解を行うものである場合には、ノズルから湯漏れを防止することができる。
保温用と溶解炉用としての電源を併用することができ、溶解炉を別個に設置することが不要になるばかりでなく、その電源も省略し得て、省力化を図ることができる。
【００１３】
誘導加熱の特徴である撹拌作用を溶湯供給部内に発生させることができるので、機械的な撹拌手段を不要にし、また、たとえ合金製の溶湯であっても添加物質の溶解促進および比重差による分離を有効に防止することができる。
原料金属が溶融するまでは溶湯供給部の温度を監視し、溶融後は溶湯温度を監視するといった温度制御が可能になるので、溶湯供給部を過熱するおそれがない上、溶湯供給部の溶解炉又は／及びタンディッシュとしての制御も安定する。
ノズルの先端に突出部がない場合に比して、出湯口周辺端面の面積が減少する結果、出湯口より出た溶湯滴の過大成長が抑制されるので、互いに隣接する溶湯滴と溶湯噴出流同士、あるいは溶湯噴出流同士の合体を防止して、各出湯口から水冷ロールへ供給される溶湯量を均等化させることができる。
溶湯供給部に介在物除去手段が備えられているので、溶湯中に溶湯の融点以上であっても溶湯中に溶け込まない介在物が混在していても、この介在物を除去した溶湯をノズルに供給できる。よって、この介在物によってノズルの湯道を一部あるいは完全に閉塞させることがなく、安定して急冷薄帯を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２において、この発明の第１の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置１０は、例えばアモルファス等のような磁石材料、水素吸蔵合金などの粉末製造用素材となる急冷薄帯を製造するためのものであって、溶湯と接触して該溶湯を凝固させて急冷薄帯を形成する水冷ロール２０と、溶湯を水冷ロール２０に供給するタンディッシュ（溶湯供給部）２５とが気密容器５１内に設置されている。
【００１５】
水冷ロール２０は、例えば水を冷媒として流通させることで冷却されており、図２に示すように、支持軸２１によって回転自在に支持されている。支持軸２１には駆動源としてのモータｍ等が連結されている。
そして、水冷ロール２０が図１に示すように反時計方向に回転しているときに、タンディッシュ２５から供給された溶湯が接触すると、その溶湯が冷却されながら連れ回されることで凝固して鎖線にて示すように急冷薄帯Ｍが形成される。
【００１６】
タンディッシュ２５は、内部に溶湯を一時的に貯湯する一方、その内部の溶湯を水冷ロール２０に供給するものである。そのため、タンディッシュ２５は、図３に示すように、円筒状をなす本体２６と、該本体２６の下部を閉塞する底部２６ａと、該底部２６ａの下面に連設されたノズル２７とを備えている。
ノズル２７は、その出湯口が図１及び図２に示すように水冷ロール２０の頂部近傍に向かうように延在しており、図３に示すように、タンディッシュ２５の下部に設けられたノズル本体２７ａと、その先端に例えばボルト及びナット等の締結手段（図示せず）によって着脱可能に取り付けられたノズル先端部２７ｂとからなっている。
【００１７】
タンディッシュ２５の略下半部とノズル２７の周囲には、これらタンディッシュ２５及びそのノズル２７を溶湯の略融点に保温する保温機構３０が設けられている。
この保温機構３０は、図３に示すように、タンディッシュ２５の本体２６及びノズル２７の温度をそれぞれ測定する測温手段としての温度センサ３１，３２と、タンディッシュ２５及びノズル２７をそれぞれ加熱する加熱手段としてのヒータ３３，３４とからなる。
【００１８】
温度センサ３１は、タンディッシュ２５の略下半部の周囲に設けられ、温度センサ３２は、ノズル本体２７ａに埋設されている。ヒータ３３及びヒータ３４は、温度センサ３１及び３２の外側に配設されている。
そして、温度センサ３１，３２の測定温度に基づいて、ヒータ３３，３４が本体２６及びノズル２７をそれぞれ加熱することにより、本体２６内の溶湯が凝固しないように保温される。この保温加熱は、制御部５０が制御する。
【００１９】
本体２６の上端は蓋体２８によって閉塞され、本体２６の上部には不活性ガスを導入する不活性ガス導入部３５が接続されてなる。
この不活性ガス導入部３５は、図１に示すように、その一端がタンディッシュ２５の本体２６に接続される一方、その他端が気密容器５１の外部に配された開閉弁３６等を介して不活性ガスボンベ（図示せず）と接続され、溶湯をタンディッシュ２５から水冷ロール２０に供給するに際し、タンディッシュ２５内を所望圧にすることで、水冷ロール２０に対する溶湯の衝突速度を、溶湯高さに関係なく略一定にするためのものである。
【００２０】
そのときの圧力としては、例えば、溶湯がタンディッシュ２５内において最大時の溶湯高さ（いわゆる急冷薄帯製造時の溶湯初期高さ）となったときに生じる圧力の５倍程度の大きさとしている。
なお、不活性ガスとしては、例えばアルゴンガス等が採用されるが、溶湯に悪影響を与えない不活性ガスであればそれ以外のものでもよい。
【００２１】
タンディッシュ２５には、出湯を規制するための規制体３７が設けられている。
この規制体３７は、図１及び図２に示すように、本体２６内を鉛直方向に貫通する棒状をなしており、その上部が蓋体２８上に立設されたシリンダ３８に連結されている。
タンディッシュ２５内に溶湯が貯留されている状態にあるときに、規制体３７がシリンダ３８によって前進駆動されると、図３に示すように、規制体３７の先端に設けられた閉塞部３７ａがノズル２７を閉塞し、出湯時には、閉塞部３７ａが後退駆動されてノズル２７を開放することにより、ノズル２７から溶湯が出湯される。
【００２２】
タンディッシュ２５は、更に、溶解炉機能を備えている。
すなわち、本体２６が導電性材料によって形成されてルツボを構成すると共に、そのルツボ（本体２６）の外周に上記ヒータ３３，３４としても機能する誘導加熱用のコイルが配設され、該コイルに通電してルツボを加熱することにより、ルツボ内に投入された急冷薄帯Ｍの原料金属を溶融して溶湯が生成される。
ルツボ（本体２６）内には溶湯温度を検出する検出手段３９が設けられており、本体２６内の金属溶解時には、温度センサ３１によってルツボの温度を検出する一方、ルツボ内が溶湯状態となった後は、検出手段３９が溶湯温度を検出する。
【００２３】
このタンディッシュ２５において、溶解炉として機能する場合には、温度センサ３１によって温度管理しながら、上記コイル（ヒータ３３，３４）への通電を制御部５０が制御して溶湯を生成し、溶湯生成（溶解）後、言い換えれば、溶湯を一時貯留状態にしてから水冷ロールに供給する通常のタンディッシュとして機能する場合には、検出手段３９によって温度管理しながら、上記コイル（ヒータ３３，３４）への通電を制御部５０が制御し溶湯を保温する。
つまり、制御部５０は、タンディッシュ２５の温度と、該タンディッシュ２５内の溶湯温度を選択的に用いて溶解電力及び保温電力を制御する。
【００２４】
一方、タンディッシュ２５のノズル２７と水冷ロール２０との間の距離Ｘは、以下のように選定されている。
溶湯の出湯時には、図４の概念図に示すように、タンディッシュ２５のノズル２７から溶湯が送り出されているが、その際、ノズル先端部２７ｂの出湯口から出湯すべき状態にあってかつ表面張力が生じている溶湯Ｎによって、上記ノズル先端部２７ｂと水冷ロール２０との間の双方を互いに接続できる寸法となっている。
【００２５】
つまり、出湯時、ノズル先端部２７ｂから垂れ下がる溶湯Ｎの大きさ（溶湯球としたときの直径）をＤ、その密度をρ、その表面張力をγとすると、質量ｍは、以下の式１で算出される。
ｍ＝ρ・４／３π（Ｄ／２）３＝ρ・πＤ３／６ …  （式１）
そして、溶湯球の重量（ｍ・ｇ）が、ノズル先端部２７ｂの出湯口（ノズル穴ともいう）の周囲部分の表面張力によって支えられていることから、以下の式２及び式３が得られる。
ρ・πＤ３／６（ｇ）≦πｄ・γ              …  （式２）
Ｄ≦３・｛（６γ・ρ）／ρ・ｇ｝１／３                …  （式３）
【００２６】
上記式３は、直径Ｄが最大径（Ｄmax）となる場合を想定したものであるから、その数値より距離が離れると、溶湯に表面張力が発生しても、安定して溶湯を支えることができなくなる。
そのため、ノズル先端部と水冷ロールとの間の距離Ｘは、Ｄｍａｘより小さくする必要がある。しかも、この最大径（Ｄｍａｘ）は、溶湯Ｍの種類は勿論、ノズルの穴径の大きさによってもそれぞれ異なるものである。
【００２７】
具体的には、ノズル先端部の穴径がφ１ｍｍで、溶湯Ｍとして鉄（Ｆｅ）を使用した場合、ρ＝７０１５（ｋｇ／ｍ３）、γ＝１．８７２（Ｎ／ｍ）であることから、ＤＦｅ≦５．５×１０−３（ｍ）となる。つまり、距離Ｘが５．５ｍｍ以下となる。
また、上記と同一穴径で溶湯としてチタン（Ｔｉ）を使用した場合には、ρ＝４１１０（ｋｇ／ｍ３）、γ＝１．６５（Ｎ／ｍ）であることから、ＤＴｉ≦６．３×１０−３（ｍ）となり、つまり、距離Ｘが６．３ｍｍ以下となる。
【００２８】
次に、上記構成からなる急冷薄帯の製造装置１０の動作に関連して、本発明に係る急冷薄帯の製造方法の一実施の形態について、以下に説明する。
まず、タンディッシュ２５内に溶湯が貯留された状態にあるものとし、また、規制体３７が前進駆動位置にあるためにノズル２７が閉塞されている結果、溶湯がタンディッシュ２５から未だ出湯しない状態にあるものとする。
【００２９】
また、タンディッシュ２５においては、保温機構３０が、タンディッシュ２５内の溶湯を略融点温度に保温していると共に、不活性ガス導入部３５からのガス導入によって内部が所望の高さの圧力となっている。
他方、水冷ロール２０には、水が流通されていることから、冷却された状態で高速で回転している。
【００３０】
かかる状態にあるときに、タンディッシュ２５内で規制体３７がシリンダ３８によって後退駆動され、ノズル２７の閉塞状態が解除されると、タンディッシュ２５から溶湯が出湯し始める。
溶湯が水冷ロール２０上に供給されると、水冷ロール２０の回転に伴い該水冷ロール２０上を急冷されながら一時的に連れ回されることにより、溶湯が急冷薄帯Ｍ（図１の鎖線部分）として形成されると共に、その急冷薄帯Ｍが連続的に製造される。
【００３１】
ただし、急冷薄帯Ｍを形成し始めた初期の時点では、急冷薄帯Ｍを回収しない。
溶湯の流れや温度等の条件が安定したと判断した後、例えば所定時間の経過を待って、継続して形成される急冷薄帯Ｍを回収箱５２に回収する。そして、タンディッシュ２５内に残っている溶湯が少なくなり、急冷薄帯Ｍの形成を終了する頃（後期）、例えば出湯開始から所定時間経過したら、急冷薄帯Ｍの回収箱５２への回収をやめる。
これら初期及び後期の段階で形成された急冷薄帯を除去するタイミングとして、例えばタンディッシュ２５内における溶湯の出湯量の変化に基づいて行うようにしてもよい。
【００３２】
この急冷薄帯の製造方法によれば、タンディッシュ２５及びそのノズル２７を、保温機構３０によって溶湯の略融点温度で保温しているので、ノズル２７の閉塞を有効に防止し得て、溶湯の出湯を良好に行うことができる。
しかも、融点温度を遙かに越える温度に溶湯を昇温させる必要がないので、所期の急冷条件にて所望特性の急冷薄板Ｍを安定的に量産することが可能となる。
【００３３】
また、上記実施形態によれば、初期の段階で形成された急冷薄帯Ｍと、後期の段階で形成された急冷薄帯Ｍとを除去しているので、品質の信頼性及び安定性が向上する。
すなわち、タンディッシュ２５の出湯直後においては、溶湯の流れや温度等が安定せず、また、タンディッシュ２５内での溶湯量が少なくなった状態においては、溶湯に対して不活性ガスが混入してしまうことから、上述したように、初期の段階で形成された急冷薄帯Ｍと、後期の段階で形成された急冷薄帯Ｍとをそれぞれ除去しておくと、これら急冷薄帯Ｍのロット混入を防止し得て、品質の信頼性及び安定性が向上する。
【００３４】
一方、溶湯の出湯時、水冷ロール２０に対する溶湯の衝突速度が変動すると、形成された急冷薄帯の厚みや幅の寸法、更にはその熱伝達特性等が大きく左右されることがあるが、その衝突速度は、出湯されるノズル圧の大きさと関係している。
上記実施の形態では、タンディッシュ２５に不活性ガス導入部３５が接続されていて、出湯時におけるタンディッシュ２５内は、溶湯がタンディッシュ２５内の最大時の溶湯高さのときに生じる圧力の５倍程度に相当する圧力の不活性ガス雰囲気とされているので、出湯開始から出湯終了までの間は、溶湯高さの変動に伴う溶湯吐出圧の変動を無視できるようになり、水冷ロール２０に対する溶湯の衝突速度を略一定にし得て、急冷薄帯の厚みや幅の寸法を安定化させることができると共に、熱伝達特性のバラツキを抑えることができる。
【００３５】
更に、タンディッシュ２５のノズル２７から水冷ロール２０上に溶湯が供給されたとき、ノズル先端と水冷ロール２０との間の距離が所期の値より離れていた場合には、溶湯流に縮流（流れている溶湯の断面形状が小さくなること）、分離、剥離（水冷ロール２０の回転によって生じる風で溶湯が水冷ロール２０に付着しないで飛散すること）が生じ、微小粒となってしまうことから、所望の急冷薄帯Ｍを形成できなくなるおそれがある。
これに対し、上記実施形態によれば、ノズル２７と水冷ロール２０との間の距離Ｘ（図４参照）を、ノズル先端部２７ｂから出湯すべき状態にあってかつ表面張力が生じた溶湯の大きさより小寸法としているので、縮流、分離、剥離が生じることを防いで微小粒となることを有効に回避し得て、所望の急冷薄帯Ｍを確実に形成することができる。
【００３６】
従来のタンディッシュは、出湯後、ノズル穴の一部に凝固物が付着し、著しい場合には完全に閉塞されてしまい、次に使用するときにはノズルと一体に交換する必要があった。
これに対し、上記実施の形態では、タンディッシュ２５に設けられたノズル本体２７ａに対し、ノズル先端部２７ｂが着脱可能に取り付けられているので、従来のようにノズルと一体にタンディッシュを交換することが不要になり、ノズル先端部２７のみを交換するだけで容易に使用することができる。
【００３７】
また、保温機構３０の加熱手段としてのヒータ３３が誘導加熱用のコイルからなっており、該コイルの誘導加熱により、タンディッシュ２５内の溶湯を保温するばかりでなく、タンディッシュ２５内で原料金属を溶解することもできるので、保温用と溶解炉用としての電源を併用することができる。
そのため、溶解炉を別個に設置することが不要になるばかりでなく、その電源も省略できるので、省力化を図ることができる。
【００３８】
タンディッシュ２５を溶解炉として使用する場合において、原料金属がまだ溶融されていない状態にあるときは、ルツボ内（空間）の温度を測定しても、正確な測温が行えないため、ルツボ（本体２６）内の温度で制御しようとすると、ルツボを過熱するおそれが生じる上に、制御内容が不安定となるおそれがある。
これに対し、上記実施形態では、タンディッシュ２５を溶解炉として使用する場合、原料金属が溶融するまでの間、タンディッシュ２５に設けられた温度センサ３１によって温度を監視し、原料金属が溶融したら、温度センサ３１から検出手段３９に切換え、該検出手段３９によってタンディッシュ２５内の溶湯温度を検出するようにしたので、ルツボを過熱するおそれがない上、溶解炉として安定に制御することができる。
【００３９】
加えて、特に、タンディッシュ２５を貯留だけのために使用した場合、規制体３７によってノズル２７の開度を調整し、溶湯の出湯を規制するようにすると、出湯初期の不安定な状態を最小限にすることができ、安定した出湯を行える。
一方、タンディッシュ２５を溶解炉として使用したとき、規制体３７によってノズル２７を閉塞すると、原料金属が溶解しても、ノズル２７からの湯漏れを防止することができる。
【００４０】
タンディッシュ２５を溶解炉として使用して誘導加熱を行う場合、一般に、タンディッシュ２５の深さが浸透深さ程度以上の厚みを有する容器の場合には、磁場が容器内の溶湯に殆ど浸透しないので、溶湯の攪拌を強制的に行う必要があり、また、合金製の急冷薄帯Ｍを製造する場合には、添加物質の溶解促進及び両者の比重差による分離防止のため、合金製の溶湯を撹拌する必要がある。
これに対し、上記実施形態では、加熱手段としてのヒータ３３をなす誘導加熱用のコイルによって誘導加熱を行う場合に、ルツボに対して磁場が十分に浸透し、溶湯を確実に生成できる周波数に選定されているので、誘導加熱の特徴である撹拌作用を良好に発生させることができ、機械的な撹拌手段が不要であり、また、合金製の溶湯であっても添加物質の溶解促進および比重差による分離を有効に防止することができる。
【００４１】
例えば、タンディッシュ２５が鉄製のルツボで、ルツボ温度を７５０℃（キュリー点以上）、周波数を１０００（Ｈｚ）とすると、浸透深さ＝１６（ｍｍ）［抵抗率＝１００×１０−８（Ω・ｍ）］、真空透磁率＝４π×１０−７となり、厚み５ｍｍ程度の容器とすると、磁場を溶湯まで十分浸透して、良好な撹拌機能が得られる。
なお、浸透深さの求め方は、浸透深さ：δ（ｍ）、周波数：ｆ（Ｈｚ）、抵抗率：Ｒ、透磁率：μとすると、
δ＝｛２・Ｒ／（２πｆ・μ））｝１／２である。
従って、ルツボの材質、その厚さ及び浸透深さに基づいてコイル電流の周波数を選定することで、溶湯を良好に撹拌することができる。
【００４２】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置について、図５を用いて説明する。この実施形態において、前記第１の実施形態と異なる点は、タンディッシュ４１（溶湯供給部）と別個に溶解炉（溶湯供給部）１１が設けられていることにある。
この溶解炉１１は、炉本体１２と、その周囲に加熱コイル１３とを有してなり、炉本体１２の図５示左側の上部に注湯口１４が設けられている。
【００４３】
溶解炉１１は、気密容器５１内で、図示しない駆動機構により支点（図示略）を支点として鎖線に示すように傾くことで、タンディッシュ４１に溶解炉１１内の溶湯を注湯できるようになっている。
従って、この実施形態に係るタンディッシュ４１は、第１の実施形態における蓋体２８を有しておらず、上部が開放されている。
【００４４】
しかしながら、気密容器５１内は、溶解炉１１，タンディッシュ４１及びノズル４３と、水冷ロール２０とが隔壁４２によって、溶解炉１１，タンディッシュ４１及びノズル４３を備える溶解室と、水冷ロール２０を備える鋳造室とに仕切られており、また、これら溶解炉１１，タンディッシュ４１及びノズル４３側の溶解室に、不活性ガス導入部３６が接続されているので、出湯時におけるタンディッシュ４１内は、最大溶湯高さのときに生じる圧力の５倍程度に相当する圧力の不活性ガス雰囲気にすることが可能であり、ノズル４３からの出湯圧力については、溶湯高さの変動の影響を無視できる程度に軽減し得て、水冷ロール２０に対する溶湯の衝突速度を略一定に保つことができる。
【００４５】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置について、図６を用いて説明する。
この実施形態において、前記第１及び第２の実施形態と異なる点は、タンディッシュに設けられているノズルであるから、以下、この実施形態の特徴部分であるノズル１０１についてのみ説明する。
【００４６】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、ノズル１０１の先端１０１Ａには、水冷ロール２０側に突出する複数（本実施の形態では、３つ）の突出部１０２が、互いに等しい間隔をおいて一体に設けられている。
各突出部１０２には、ノズル１０１の内外を連通させる溶湯流通路１０３が貫通形成されており、突出部１０２の先端面１０２Ａの中央に出湯口１０３Ａが開口している。
このような構成によれば、出湯口１０３Ａから出た溶湯滴１１０がノズル先端に接触することのできる面が突出部１０２の先端面１０２Ａのみとなるので、図６（ｃ）に示すようなノズル２０１の先端面２０１Ａが全面に渡って平坦である場合に比して、出湯口１０３Ａから出た溶湯滴１１０の径が一定以下に制限（抑制）されることになる。
【００４７】
つまり、出湯口１０３Ａから出た溶湯は、出湯口１０３Ａの口径よりも大径の溶湯滴１１０となって水冷ロール２０上に供給されるが、本実施形態のノズル１０１によれば、図６（ａ）に示すように、溶湯滴１１０が突出部１０２の外縁から若干膨らむ程度の大きさに抑制されるため、図６（ｃ）に示すように、溶湯滴１１０が先端面２０１Ａに沿って過大に成長することがない。
これにより、互いに隣接する溶湯滴１１０と溶湯噴出流１１１同士、あるいは溶湯噴出流１１１同士の合体を防止し、各出湯口１０３Ａから水冷ロール２０へ供給される溶湯量を均等化することができるので、安定した幅および厚みの急冷薄帯の製造が可能となる。
【００４８】
次に、この発明の第４の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置について、図７から図９を用いて説明する。
この第４の実施形態において、前記第１から第３の実施形態と異なる点は、溶湯がノズル２７、４３に達する前に溶湯中の介在物Ｐを除去する介在物除去手段３０１が設けられた点であるので、以下、この実施形態の特徴部分である介在物除去手段３０１についてのみ説明する。
ここで、溶湯中の介在物Ｐとは、例えば金属酸化物や金属炭化物など、溶湯の融点以上の温度であっても溶湯中に溶け込まない固体物のことである。
【００４９】
図７に示す介在物除去手段３０１は、タンディシュ２５、４１の内部にフィルタ３０２を設置し、このフィルタ３０２にて介在物Ｐを分離するものである。フィルタ３０２は溶湯の融点よりも高い融点を有する耐熱材料によって構成され、タンディシュ２５、４１からノズル２７、４３への溶湯供給路３０３に複数個（本実施形態では図７に示すように３個）設置されている。ここで、フィルタ３０２のメッシュサイズは、上流側に設置したフィルタ３０２Ａが粗く下流側に設置したフィルタ３０２Ｂ、３０２Ｃが細かくなるように設定されており、最も下流側に設置されたフィルタ３０２Ｃのメッシュサイズは、ノズル２７、４３の最小内径よりも小さくされている。また、フィルタ３０２は、図７に示すように、溶湯供給路３０３の側壁に対して傾斜するように設置されている。
【００５０】
このように構成された介在物除去手段３０１では、サイズの大きな介在物Ｐを上流側のフィルタ３０２Ａで除去することができるので、下流側のフィルタ３０２Ｂ、３０２Ｃの目詰まりを防止でき、これらのフィルタ３０２による介在物Ｐの除去を安定して行うことができる。
また、最も下流側に設置されたフィルタ３０２Ｃのメッシュサイズがノズル２７、４３の最小内径より小さくされているので、ノズル２７、４３を通過できない大きさの介在物Ｐを完全に除去でき、ノズル２７、４３の閉塞によるトラブルを防止できる。
さらに、フィルタ３０２が、溶湯供給路３０３の側壁に対して傾斜するように設置されているので、溶湯とフィルタ３０２との接触面積が大きくなり、介在物Ｐの除去を効率よく行うことができる。
【００５１】
図８に示す介在物除去手段３０１は、溶湯よりも大きな比重を有する介在物Ｐの除去に使用されるものである。
タンディシュ２５、４１の上流側に一定量の溶湯を保持できる保持槽３１１が設けられ、この保持槽３１１には底面側が開口されたゲート３１２が備えられており、ゲート３１２によって仕切られた第１空間３１１Ａに溶湯が供給され、第２空間３１１Ｂの上部にタンディシュ２５、４１へ溶湯を排出する排出口３１３が設けられている。
【００５２】
このように構成された介在物除去手段３０１では、保持槽３１１の第２空間３１１Ｂにおいて溶湯が層流となって静かに流れ、溶湯よりも大きな比重を有する介在物Ｐが比重差によって沈降分離され、第２空間３１１Ｂの上部に設けられた排出口３１３から介在物Ｐが除去された溶湯がタンディシュ２５、４１へ排出される。したがって、非常に簡単な構成によって介在物Ｐを除去することができる。
【００５３】
図９に示す介在物除去手段３０１は、溶湯より小さな比重を有する介在物Ｐの除去に使用されるものである。
基本的な構成は前述の図８と同様であり、ゲート３１２の下流側の第２空間３１１Ｂに、底面側が開口された堰３１４を新たに設けて、排出口３１３と堰３１４との間に第３空間３１１Ｃを形成したものである。
【００５４】
このように構成された介在物除去手段３０１では、保持槽３１１の第２空間３１１Ｂにおいて溶湯が層流となって静かに流れ、溶湯よりも小さな比重を有する介在物Ｐが比重差によって浮上分離される。第２空間３１１Ｂで介在物Ｐが除去された溶湯が、堰３１４の底面側の開口部を通じて第３空間３１１Ｃに供給され、排出口３１３からタンディシュ２５、４１へ排出される。したがって、非常に簡単な構成によって介在物Ｐを除去することができる。
【００５５】
ここで、比重差を利用した図８、図９に示すような介在物除去手段３０１においては、介在物Ｐを凝集させる凝集剤を溶湯中に添加すると、溶湯中に混濁しやすい微小な介在物Ｐを凝集させてサイズを大きくすることにより、分離し易くなるため効果的である。
また、介在物Ｐの比重や状態を考慮して、例示した図７から図９の介在物除去手段３０１や他の介在物除去手段を択一的にあるいは複数組み合わせて設けることが好ましい。
【００５６】
なお、上記実施の形態において、気密容器、タンディッシュ及びそのノズル、水冷ロール、溶解炉及び介在物除去手段の具体的構成は、図示例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置を示す全体縦断面図である。
【図２】同じく図１の左から見た側面図である。
【図３】タンディッシュの要部を示す拡大図である。
【図４】タンディッシュのノズルと急冷ローラとの関係を示す説明図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置を示す要部の説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、この発明の第３の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置におけるノズルの要部、（ｃ）は該ノズルとの比較例を示す断面図である。
【図７】この発明の第４の実施の形態に係る急冷薄帯の製造装置における介在物除去手段が設けられたタンディシュを示す概略図である。
【図８】介在物除去手段の他の例を示す概略図である。
【図９】介在物除去手段の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  急冷薄帯の製造装置  
１１  溶解炉
２０  水冷ロール
２５、４１  タンディッシュ
２６  本体（ルツボ）
２７、４３、１０１  ノズル
２７ａ  ノズル本体
２７ｂ  ノズル先端部
３０  保温機構
３１、３２  測温手段（温度センサ）
３３、３４  加熱手段（誘導加熱用のコイル）
３５  不活性ガス導入部
３７  規制体
３９  検出手段
４２  隔壁
５０  制御部
５１  気密容器
１０２  突出部
１０２Ａ  突出部の先端面
１０３Ａ  出湯口
３０１  介在物除去手段
Ｍ  急冷薄帯
Ｐ  介在物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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