JPH07102435B2 - 急冷金属薄帯の製造における操業診断方法、この方法を用いる製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、単ロール法によって製造された非晶質金属薄
帯等の急冷金属薄帯（以下、単に薄帯と記す）を、冷却
ロールから巻取装置まで誘導・搬送する技術に係り、特
に薄帯の搬送中の張力をモニターし、適正な張力を与え
ることによって、搬送中の薄帯の張力不足によるたるみ
や張力過多による破断を防止することによって、経済的
かつ的確に搬送を実施することを可能とする製造技術に
関するものである。

〔従来の技術〕

近年、単ロール法や双ロール法などの急冷法によって、
溶融金属（合金を含む。以下同じ）を直接薄帯に加工す
る製造技術の開発が進められている。これらの直接製板
技術の第一は、板厚の均一性や表面性状などに関する製
板技術であるが、工業的な生産を考えた場合には、それ
と同等に、コイル状に巻取るための搬送及び巻取技術の
確立が肝要である。

板厚100μｍ以上の結晶質金属薄帯の場合、冷却体への
熱移動による凝固の制約から、製板速度は通常5m/sec以
下になる。この場合には、特開昭61−88904号公報に提
案されているようなクランパを有するメッシュベルトに
よる搬送と耐熱性ベルトラッパによる巻付けで巻取るこ
とができる。

しかし、前記薄帯の場合には、板厚が50μｍ以下と極め
て薄く、しかも製板速度は通常20m/sec以上であるから
結晶質金属薄帯に用いられる技術をそのまま適用するこ
とはできない。しかも、製板される薄帯が製板速度に依
存して材料特性を変化させ、しばしば顕著に機械的強度
を失うため、巻取リールへの巻付けや巻替えの場合にも
製板速度を変更できず、このことが巻取技術の開発を一
層困難にしていた。

さらに薄帯は板厚が50μｍ以下となっており、そのため
に搬送、巻付け、及び巻取りにおいて必要とされる張力
は非常に小さく、そのため適正な張力が得られなけれ
ば、製板された薄帯を効率よく巻取ることは困難であっ
た。

特開昭57−94453号公報及び特公昭59−34467号公報で
は、冷却ロールに近接させて巻取リールを配置し、搬送
の問題を回避した。巻取リールは磁石を埋込んで薄帯を
巻付けている。

この方法は、冷却ロールの近接位置に巻取機を配置する
ことによって、面倒な搬送技術を不用にした巧妙な方法
といえる。

しかしながら、この方法の場合、巻取機があまりにも冷
却ロールに近接しているために、連続生産には必ずしも
適しているとはいえない。加えて、板厚や穴などの検査
装置を設置したり、巻取りに対して最も重要である張力
制御装置を配置するスペースを確保できないなど、工業
生産を考慮すると決して好ましい方法ではない。

この点、特開昭56−12257号、同59−43772号、同59−13
8572号及び特願昭62−290477号各公報などは、冷却ロー
ルの遠隔位置に巻取機を配置することを前提に、搬送技
術の解決に正面から取組んでいる。これらはいずれも、
吸引ブロワと共に、ブラシロールあるいはブラシ・ソリ
ッドロールなどを薄帯の捕捉のためのピンチロールとし
て利用して、搬送することを提案したものである。

搬送、巻付け及び巻取りに関しては、冷却ロールから剥
離した薄帯が破壊されることなく、これらのピンチロー
ルに捕捉され、同時に搬送に必要な張力を与えられ、張
力を常にモニターし制御を行うことによって蛇行及び破
断を発生させずに搬送させた後に、適切な張力範囲にお
いてスピード制御が行われて巻付け及び巻取が行われる
ならば問題はない。そのためにも搬送、巻付け及び巻取
り時に適正な張力値を得ることが重要である。そのため
には金属薄帯の搬送中に、常にパスラインの張力がある
値に設定されるようにしておき、張力変動の極めて少な
い搬送を実現することが重要である。

前述したように、冷却ロールから剥離された薄帯を、搬
送、巻付け及び巻取りするためには、搬送、巻付け及び
巻取り時に非常に小さな張力値で高速に搬送するため
に、張力は正確に高い応答速度をもって常にモニターし
ておく必要性がある。

従来では、パスラインの任意の位置で搬送されている薄
帯の張力の測定を行っていた。しかし、この装置及び測
定方法では、薄帯の搬送・巻付・巻取に必要な極低張力
の出力及び正確で速い応答速度を得ることは完全に無理
である。よって薄帯の搬送・巻付・巻取時の張力値のモ
ニターの方法及び装置に何らかの工夫が必要であった。

本発明者は、まず巻付、巻取を目的を達成するために、
薄帯を巻取装置にて巻取るまでの間にダンサーロールを
設けて金属薄帯を懸架して、ダンサーロールの変位を巻
取速度にフィードバックして巻取制御を行った。この方
法により、搬送後の巻付、巻取における問題はある程度
解決をすることができた。次に、さらに確実に搬送、巻
付、巻取を行うために、搬送時の張力、巻付時の張力、
巻取時の張力をモニターする意味でダンサーロールの前
又は後のいずれかにて薄帯の張力をモニターした。しか
しながら、時折発生する薄帯の破断と薄帯張力の測定値
が必ずしも対応しないケースが発生し、操業状況の診断
に困難をきたしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、薄帯を安定して巻取り上記従来技術の欠点を
解決するために、薄帯の張力のオンライン測定方法、こ
の測定方法を用いた薄帯の製造方法、及びこの製造方法
を実施するための製造装置を提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、回転する冷却ロ
ール表面にスリット状のノズルを介して溶融金属を射出
して冷却金属薄帯を製造し、該冷却ロールから遠隔位置
に配置された巻取装置によって該急冷金属薄帯を連続的
に巻取ると共に、該冷却ロールと巻取装置の間にダンサ
ーロール装置を設けて該急冷金属薄帯を懸架し、該ダン
サーロールの変位により該急冷金属薄帯の張力の制御を
行う方法において、該急冷金属薄帯のパスラインの該ダ
ンサーロールの前及び後の両方の位置における該急冷金
属薄帯の張力を測定し操業状態の適否を判断することを
特徴とする急冷金属薄帯製造における操業診断方法、上
記測定値に基いてオンラインでダンサーロールの変位の
制御を行うことを特徴とする薄帯の製造方法、及びこの
製造方法を実施するための、溶融金属の射出用ノズル、
該ノズル直下に配置された冷却ロール及び該冷却ロール
から急冷金属薄帯を剥離するエアナイフを備えた急冷金
属薄帯の製造設備と； 製造設備から隔離的に配置された巻取装置と； 該製造設備から得られる急冷金属薄帯を該巻取装置まで
導く搬送手段と； 該搬送手段に設けられたダンサーロール装置と； 該急冷金属薄帯のパスラインの該ダンサーロール装置の
前と後の位置に設けられた急冷金属薄帯の張力を測定す
る張力測定手段と； 該張力測定手段の測定値に基づいてオンラインで該ダン
サーロールの変位の制御を行う制御手段と； を設けてなることを特徴とする急冷金属薄帯の製造装置
を提供するものである。

〔作用〕

以下、本発明を図面を用いて具体的に説明する。

第１図は本発明における薄帯のパスライン構成状態を示
す説明図、第２図は本発明における張力測定装置の配設
位置を示す説明図である。

第２図に示すように、高速回転する冷却ロール１とダン
サーロール８との間に入側張力測定装置７を配置し、ダ
ンサーロール８と巻取装置６との間に出側張力測定装置
９を配置した。

次にこの装置を用いて、高速回転する冷却ロール１面上
での冷却凝固により作製された薄帯２を冷却ロール１か
ら剥離した後、搬送台車３上に積載されたピンチロール
４により金属薄帯２を捕捉、搬送、巻付けする実験を詳
細に繰返し行った。搬送台車３が走行して薄帯２を搬送
し、巻取装置６まで薄帯２を搬送した。

次に第１図に示したように、各々の装置が順次ライン内
に入り、パスラインを構成する。

第３図には搬送・巻取装置において、搬送・巻取時にお
ける張力目標とそれに対してのダンサーロール前後の入
側と出側の張力測定値を示した。この図に示したよう
に、搬送中に各々の張力測定装置の測定値が完全に目標
値に落ち着くように、測定値に基いてオンラインでダン
サーロールの変位の制御を行い、パスラインの構成が完
了した時点で巻付けを行う。薄帯は破断を起さずに巻付
けを行うことができる。加えて巻取中に張力を一定にす
ることによって、薄帯はスティッキングを起さず、さら
に、巻むらのないコイルとして巻取りを行うことができ
る。

ダンサーロール８等の各ロール及び張力測定装置7,9は
エアフロート式とすることが好ましい。

〔実施例〕

第１図及び第２図に示した装置を用いて、測定装置7,8
はエアフロート式として下記の条件で製板・搬送・巻取
を行った。

Fe₈₀−B₁₀−Si₉−C₁組成（原子％）の溶融合金を1300℃
に保持した後、100mm幅のスリット状ノズルから、高速
回転（25m/sec）する銅合金製冷却ロール直上に射出
し、板厚25μｍの薄帯２を作製した。

製板された薄帯２をピンチロール４によってキャッチン
グし、搬送台車３によって搬送を行った。搬送台車３が
薄帯２を搬送中にラインに各ロール及び張力測定装置を
入れ、薄帯が巻取装置６の前方を通過したときにライン
が完成された。張力測定装置はラインに入ると同時に測
定を行い、張力のモニタリングを行った。

ラインの張力を測定し、この測定値を用いて薄帯の張力
が常に一定値になるようにダンサーロール８をオンライ
ンで変位させ、４〜5kgに設定された張力内に薄帯の張
力が入っていることを確認した後、薄帯を巻取装置６に
巻付けた。

薄帯は破断を起さずに巻取装置に巻付けられ、薄帯の破
断、巻緩み巻締りなどのむらを起こさずにコイル状に巻
取られ、巻取が完了した。

〔発明の効果〕

本発明により、薄帯を破断することなく高速で誘導・搬
送し、巻緩み・巻締りなどのむらを起こさず巻取ること
ができるので、生産技術としての意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における薄帯のパスラインの構成状態を
示す説明図、第２図は本発明における張力測定装置の配
設位置を示す説明図、第３図は本発明における張力目標
値、出側張力値及び入側張力値の経時変化の１例を示す
説明図である。 １……冷却ロール、２……冷却金属薄帯 ３……搬送台車、４……ピンチロール ５……吸引ブロワー、６……巻取装置 ７……入側張力測定装置、８……ダンサーロール ９……出側張力測定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 徹 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平１−254358（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する冷却ロール表面にスリット状のノ
   ズルを介して溶融金属を射出して急冷金属薄帯を製造
   し、該冷却ロールから遠隔位置に配置された巻取装置に
   よって該急冷金属薄帯を連続的に巻取ると共に、該冷却
   ロールと巻取装置の間にダンサーロール装置を設けて該
   急冷金属薄帯を懸架し、該ダンサーロールの変位により
   該急冷金属薄帯の張力の制御を行う方法において、該急
   冷金属薄帯のパスラインの該ダンサーロールの前及び後
   の両方の位置における該急冷金属薄帯の張力を測定し操
   業状態の適否を判断することを特徴とする急冷金属薄帯
   製造における操業診断方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の張力の測定値に基づいて該
   オンラインでダンサーロールの変位の制御を行うことを
   特徴とする急冷金属薄帯の製造方法。
3. 【請求項３】溶融金属の射出用ノズル、該ノズル直下に
   配置された冷却ロール及び該冷却ロールから急冷金属薄
   帯を剥離するエアナイフを備えた急冷金属薄帯の製造設
   備と； 該製造設備から離隔的に配置された巻取装置と； 該製造設備から得られる急冷金属薄帯を該巻取装置まで
   導く搬送手段と； 該搬送手段に設けられたダンサーロール装置と； 該急冷金属薄帯のパスラインの該ダンサーロール装置の
   前と後の位置に設けられた急冷金属薄帯の張力を測定す
   る張力測定手段と； 該張力測定手段の測定値に基づいてオンラインで該ダン
   サーロールの変位の制御を行う制御手段と； を設けてなることを特徴とする急冷金属薄帯の製造装
   置。