(57)【要約】【課題】本発明は、表面に磁性を帯びた複数の巻取ロールを備えたカローゼル方式の巻取装置を用い、非晶質薄帯を巻取るに際し、簡便かつ安価で、しかも薄帯の破断なく確実に巻取ロールを切り替えることができる非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法を提供する。【解決手段】冷却ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールを用いて巻取る方法において、巻取ロールを切り替える際に、次の巻取ロールに前記非晶質薄帯を接触させ、かつ次の巻取ロールを冷却ロールに近接させた状態で巻取中の非晶質薄帯を切断し、次の巻取ロールで非晶質薄帯を巻き取ることを特徴とする非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法。【選択図】図１（ａ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールを用いて巻取る方法において、巻取ロールを切り替える際に、次の巻取ロールに前記非晶質薄帯を接触させ、かつ次の巻取ロールを冷却ロールに近接させた状態で巻取中の非晶質薄帯を切断し、次の巻取ロールで非晶質薄帯を巻き取ることを特徴とする非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ロールを用いて鋳造した非晶質薄帯を２台以上の複数の巻取ロールからなる巻取装置を用いてオンラインで巻取る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非晶質薄帯を製造するための急冷凝固法には単ロール法および双ロール法等があるが、最も一般的な方法は単ロール法である。この単ロール法は溶融金属を高速回転している冷却ロール表面に噴出させ、この冷却ロール上で急冷凝固させて連続的に非晶質薄帯を得る方法である。工業的規模で製造する際には、通常この急冷凝固された非晶質薄帯を巻取る等して回収することが必要となる。これまで非晶質薄帯を鋳造直後にオンラインで巻き取る巻取方法には種々の方法ならびに装置が提案されているが、一般的には巻取ロールを用いて巻取ロールの回転により巻取る方法および装置が採用されている。例えば、特許文献１には、磁性を有する非晶質薄帯を表面に磁性を帯びた巻取ロールを用いて非晶質薄帯先端捕捉時の巻取ロール表面速度の範囲を冷却ロール表面速度の９０％以上１００％未満とする巻取方法が提案されている。しかし、１個の巻取ロールのみを用いて巻取ることは設備上その巻取重量に制約があること、また鋳造速度、巻取速度、張力等の巻取条件をバランスさせる必要があるため、通常は複数の巻取ロールを用いて巻取が行なわれる。
また、複数の巻取ロールを用いる巻取装置としては表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールからなるカローゼル方式の巻取装置等がある。
【０００３】
複数の巻取ロールで連続して鋳造薄帯を巻取る場合には、巻取ロールの切り替えが必要となるが、表面に磁性を帯びた巻取ロールで瞬時に別の巻取ロールに切り替えて非晶質薄帯を安定して巻取ることは困難とされていた。そこで、特許文献２では、巻取中の薄帯パスラインに、高速回転する次の巻取ロールを下方より進入させて薄帯に巻取ロールを接触させ、２つの巻取ロール間の限定した位置で切断し、次の巻取ロールに巻き付ける方法が提案されている。この提案は、切断位置と次の巻取ロールとの距離Ｌ１と、次の巻取ロールと冷却ロールとの距離Ｌ２との関係を、Ｌ１≧Ｌ２／２０、とし、更に薄帯速度と巻取ロール速度差を±２ｍ／秒以内として切り替える方法である。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献２で開示された方法では、切断後の非晶質薄帯の先端が次の巻取ロールに捕捉されるが、切り替え直後に非晶質薄帯が破断する等、依然として巻取が継続できない場合が発生しており、確実に巻取ロールを切り替えられないでいた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１８３５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、表面に磁性を帯びた複数の巻取ロールを備えたカローゼル方式の巻取装置を用い、非晶質薄帯を巻取るに際し、簡便かつ安価で、しかも薄帯の破断なく確実に巻取ロールを切り替えることができる非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は、冷却ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールを用いて巻取る方法において、巻取ロールを切り替える際に、次の巻取ロールに前記非晶質薄帯を接触させ、かつ次の巻取ロールを冷却ロールに近接させた状態で巻取中の非晶質薄帯を切断し、次の巻取ロールで非晶質薄帯を巻き取ることを特徴とする非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールからなる巻取装置において、巻取ロールを切り替える際に、次の巻取ロールに前記非晶質薄帯を接触させ、かつ次の巻取ロールを冷却ロールに近接させた状態で巻取中の非晶質薄帯を切断することで、切り替え直後に発生していた非晶質薄帯の破断を防止し、確実に切り替えを可能とすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を図１（ａ）〜（ｇ）および図２（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｇ）は、２台の巻取ロールを備えたカローゼル方式の巻取装置を採用した場合の本発明による非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法における一つの態様の概略を示す図である。図２（ａ）〜（ｆ）は前期カローゼル方式の巻取装置を採用した場合の本発明による非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法の別の態様の概略を示す図である。
【００１０】
図１（ａ）では、タンディッシュ１内の溶融金属２を、ノズル３を介して高速回転している冷却ロール４の表面に噴射、急冷凝固して非晶質薄帯８とし、冷却ロール４に近接させたカローゼル方式の巻取装置５で巻取を開始している。巻取開始時の冷却ロール４と巻取ロール６との間隙は非晶質薄帯の先端捕捉を確実に行なうために衝突しない程度で出来るだけ近接させた方がよく、好ましい範囲は１００ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下である。このカローゼル方式の巻取装置５は対向する位置にそれぞれ設けた巻取ロール６、７で交互に巻き取る構造を有しており、一方の巻取ロール６で或る一定量巻き取った後、対向する別の巻取ロール７に巻取を切り替えて巻取作業を行うものである。これら巻取ロール６、７は、永久磁石を各ロール表面に埋め込み（巻取ロール表面での磁力は１０００Ｇ以上が好ましい）、この磁石の力で非晶質薄帯８の先端を捕捉し、その後は巻取ロールの回転により巻取る機能を有している。この巻取装置５の上方には別に設けた駆動機構（図示せず）と連結する切断装置９を配設する。
【００１１】
図１（ａ）において、巻取装置５は巻取ロール６にて非晶質薄帯８の先端を補足した後、巻取ロール６の巻き太りによる冷却ロール４との接触および巻取装置５の回転時に巻取ロール６と冷却ロール４との干渉を回避するため矢印Ａの方向へ移動し、次いで矢印Ｂの方向へ回転し、図１（ｂ）の状態で定常的に巻取を継続する。このとき巻取ロール６は対向する次の巻取ロール７が、冷却ロール４の表面と巻取ロール６で作るパスラインＰ中の非晶質薄帯８の表面と接する手前で待機した状態で非晶質薄帯８を巻き取っている。ここで次の巻取ロール７はパスラインＰ（非晶質薄帯８）の移動速度のほぼ等しい表面速度でパスラインＰの移動方向に回転している。巻取ロール６の巻取が所定の量となったところで、巻取ロールの巻き替えを行なうが、巻き替えに際しては、次の巻取ロール７に非晶質薄帯８を接触させるために矢印Ｄの方向に巻取装置５を回転させ、図１（ｃ）の位置で停止させる。このとき次の巻取ロール７の停止位置は巻取ロール７に非晶質薄帯８が接触していれば良いが、巻取ロールの磁力の関係上少なくとも５０ｍｍ以上は接触させる必要がある。その後、巻取装置５を矢印Ｅ方向に移動し、図１（ｄ）に示すように冷却ロール４に近接させた位置にて停止させる。このとき巻取装置５の次の巻取ロール７と冷却ロール４との間隙Ｓは衝突しない程度で出来るだけ近接させた方がよく、１ｍｍ以上２００ｍｍ以下であれば良いが、好ましくは１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。巻取ロール７が冷却ロール４に近接した位置で、図１（ｅ）に示すように巻取装置５の上方に設けた切断装置９が矢印Ｆの方向に移動し、巻取ロール６および巻取ロール７の間で非晶質薄帯８を切断する。このとき捕捉した非晶質薄帯先端部分Ｔは図１（ｆ）に示すように空気抵抗により膨らむが、巻取ロール７と冷却ロール４が近接しているため非晶質薄帯先端部分Ｔは巻取ロール７と冷却ロール４の間隙Ｓを通過する際に折り返され、巻取ロール７に密着した状態で巻き込まれ、図１（ｇ）に示すように非晶質薄帯が破断することなく切り替わる。なお、切断装置９は設備に干渉しないよう切断後直ちにＨの方向に移動し、巻取装置５の情報に待機させる。
本発明者らは非晶質帯切断および先端捕捉を安定して実現したにも拘らず、非晶質薄帯が破断し巻き替えを失敗する原因を探求していたが、高速ビデオを設置して切り替え時の状態を解析した結果、この非晶質薄帯先端部分Ｔの形状が大きく膨らむ場合に、巻き込まれる際に非晶質薄帯が破断することが判明した。さらに実験によりこの非晶質薄帯先端部分Ｔを巻取ロール７に押し付ければ破断を回避できることを見出した。そこで巻取ロール７と冷却ロール４を近接させることでその間隙Ｓに非晶質薄帯先端Ｔを通過する際に、薄帯先端部分を安定的に巻取ロールに押し付ける方法を見出した。この方法は、既存の冷却ロール４を活用して非晶質薄帯先端部分Ｔを巻取ロール７に押し付けるため、押し付けのための付帯設備を導入が不要であり安価に安定した巻き替えが可能となる。
非晶質薄帯を巻き取った巻取ロール６は巻取ロール交換装置（図示せず）によって抜き取り、新たな巻取ロールを装着する。非晶質薄帯を巻き取った巻取ロール６は搬送装置（図示せず）により搬送し、次の工程に送る。新たな巻取ロール装着後、この巻取ロール７の位置は回転して図１（ｂ）の巻取ロール６の位置で定常的に巻き取る。これら一連の工程を繰り返し所定の個数の巻取を行なう。
【００１２】
図２（ａ）〜（ｆ）の本発明の別の様態では、図２（ａ）で巻取装置５は巻取ロール６で非晶質薄帯８の先端を補足した後、矢印Ａの方向へ移動し、次いで矢印Ｂの方向へ回転するが、図２（ｂ）に示すように次の巻取ロール７に非晶質薄帯８が接触する位置にて停止し、次いで矢印Ｅ方向に移動し、図２（ｃ）に示すように冷却ロール４に近接させた位置にて停止させる。この図２（ｃ）の状態で定常的に巻取を継続する。巻取ロール６の巻取が所定の量となったところで、巻取ロールの巻き替えを行なうが、図２（ｄ）に示すように巻取装置５の上方に設けた切断装置９により、巻取ロール６および巻取ロール７の間で非晶質薄帯８を切断する。非晶質薄帯先端部分Ｔは図２（ｅ）に示すように巻取ロール７と冷却ロール４の間隙Ｓを通過する際に折り返され、巻取ロール７に密着した状態で巻き込まれ、図２（ｆ）に示すように非晶質薄帯が破断することなく切り替わる。
非晶質薄帯を巻き取った巻取ロール６は巻取ロール交換装置（図示せず）によって抜き取り、新たな巻取ロールを装着する。非晶質薄帯を巻き取った巻取ロール６は搬送装置（図示せず）により搬送し、次の工程に送る。新たな巻取ロール装着後、巻取装置５は移動、回転し図２（ｂ）を経て図２（ｃ）の状態で定常的に巻取を継続する。これら一連の工程を繰り返し所定の個数の巻取を行なう。
図１（ａ）〜（ｇ）、図２（ａ）〜（ｆ）を用いて本発明を説明したが、定常的な巻取位置を図２（ｂ）とする、巻取後の巻取ロール交換の位置は図１（ａ）で矢印Ａの移動後に行なう等が考えられるが、巻取ロール７に非晶質薄帯を接触させ、巻取ロール７と冷却ロール４を近接した後、非晶質薄帯８を切断させる方法であれば全て本発明とする。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例として原子％でＦｅ：８０．５％、Ｂ：１５．０％、Ｓｉ：３．０％、Ｃ１．０％、残部が不可避的不純物からなる非晶質薄帯を鋳造し、図１に示す装置にて鋳造速度および板厚を変更して巻取ロールの切り替えを行なった。鋳造に用いたノズルの開口形状は１７０ｍｍ×０．８５ｍｍとし、銅合金からなる内部水冷方式の冷却ロールの表面に噴出させて非晶質薄帯とした。なお、冷却ロールは直径φ１１９８ｍｍ、幅２５０ｍｍ、肉厚１９ｍｍとした。
また、巻取ロールは直径φ６００ｍｍ、幅３７５ｍｍ、表面での磁力が２０００Ｇとした。切り替え時の巻取ロールの位置は設備・制御の簡素化の観点から、次の巻取ロール７の位置が、巻取開始時の巻取ロール６と同じ位置になるように設定した。この場合の非晶質薄帯と巻取ロールとの接触長さは３０ｃｍとなった。
比較例として、特許文献２に示される方法でＬ１＝３０ｃｍ、Ｌ２＝５ｍとし、その他を本発明例と同じ鋳造条件にて前記非晶質薄帯を製造し、巻取および巻取ロールの切り替えを試みた。本発明例および比較例とも巻取ロールへの巻取厚みは約２００ｍｍとし、鋳造速度および板厚を変化させて切り替えを行なった。結果を表１に示す。
【表１】
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本発明例のＮｏ．１〜１０においては鋳造速度および板厚が変動しても巻取ロールの切り替えは問題なく可能であるが、比較例のＮｏ．１１〜２０では鋳造速度が遅い場合には板厚にかかわらず切り替えは可能であるが、鋳造速度が速くなり、また板厚が厚くなると非晶質薄帯の切断及び先端補足は良好であるが、非晶質薄帯巻き込み時に破断が発生し巻取ロールの切り替えが不可となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１（ａ）】（ａ）は本発明による非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法の巻取開始状態を示す図。
【図１（ｂ）】（ｂ）は定常な状態での巻取状態を示す図。
【図１（ｃ）】（ｃ）は切り替えのために巻取装置が回転し、巻取ロールに非晶質薄帯が接触した態を示す図。
【図１（ｄ）】（ｄ）は巻取装置が移動し冷却ロールに近接した状態を示す図。
【図１（ｅ）】（ｅ）は非晶質薄帯を切断した状態を示す図。
【図１（ｆ）】（ｆ）は非晶質薄帯先端部分を巻き込む状態を示す図。
【図１（ｇ）】（ｇ）は次の巻取ロールに切り替わった状態を示す図である。
【図２（ａ）】（ａ）は本発明による非晶質薄帯の巻取ロール切り替え方法の巻取開始状態を示す図。
【図２（ｂ）】（ｂ）は巻取装置が回転し、巻取ロールに非晶質薄帯が接触した態を示す図。
【図２（ｃ）】（ｃ）は定常な状態での巻取状態を示す図。
【図２（ｄ）】（ｄ）は非晶質薄帯を切断した状態を示す図。
【図２（ｅ）】（ｅ）は非晶質薄帯先端部分を巻き込む状態を示す図。
【図２（ｆ）】（ｆ）は次の巻取ロールに切り替わった状態を示す図。
【符号の説明】
【００１５】
１    タンディッシュ
２    溶融金属
３    ノズル
４    冷却ロール
５    カローゼル式巻取装置
６    巻取ロール
７    巻取ロール
８    非晶質薄帯
９    切断装置
Ａ    設備移動方向
Ｂ    設備移動方向
Ｄ    設備移動方向
Ｅ    設備移動方向
Ｆ    設備移動方向
Ｈ    設備移動方向
Ｐ    パスライン
Ｓ    巻取ロールと冷却ロールとの間隙
Ｔ    非晶質薄帯先端部分
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
2008093680.tif 000005
【図１（ｃ）】
2008093680.tif 000006
【図１（ｄ）】
2008093680.tif 000007
【図１（ｅ）】
2008093680.tif 000008
【図１（ｆ）】
2008093680.tif 000009
【図１（ｇ）】
2008093680.tif 000010
【図２（ａ）】
2008093680.tif 000011
【図２（ｂ）】
2008093680.tif 000012
【図２（ｃ）】
2008093680.tif 000013
【図２（ｄ）】
2008093680.tif 000014
【図２（ｅ）】
2008093680.tif 000015
【図２（ｆ）】
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