特許 5953618 冷却ロール、非晶質合金箔帯の製造装置及び非晶質合金箔帯の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5953618

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月20日

(54)【発明の名称】冷却ロール、非晶質合金箔帯の製造装置及び非晶質合金箔帯の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/06 20060101AFI20160707BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/06 360B

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-86139(P2014-86139)

(22)【出願日】2014年4月18日

(65)【公開番号】特開2015-205290(P2015-205290A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2014年11月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】512287539

【氏名又は名称】ＳＡＣＯ合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 駿

(72)【発明者】

【氏名】中村 吉男

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０１−１７７０５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭４９−０４６０４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／０６

Ｆ１６Ｃ １３／００−１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却ロールの側面に回転軸方向に貫通する流路を、前記ロールの回転軸を中心とする２以上の同心円上に等間隔に配設したことを特徴とする非晶質合金箔帯製造用の冷却ロール。

【請求項2】

前記貫通する流路の直径が２０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の非晶質合金箔帯製造用の冷却ロール。

【請求項3】

請求項１または２に記載の冷却ロールを備えた非晶質合金箔帯の製造装置。

【請求項4】

回転する冷却ロールの外周面に溶湯を接触させる工程を備え、
前記冷却ロールには、回転軸方向に貫通する流路が形成されており、前記流路は２以上の同心円上に等間隔に配設されており、
前記流路を流れる水量を前記同心円毎に独立して制御することを特徴とする非晶質合金箔帯の製造方法。

【請求項5】

前記貫通する流路の直径が２０〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の非晶質合金箔帯の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非晶質（アモルファス）合金箔帯を製造するための冷却ロール、および非晶質合金箔帯の製造装置に関する。特に、水冷式の冷却ロールを備えた非晶質合金箔帯の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、トランスやモータの鉄心に電力損失が少ない鉄基非晶質合金を用いることが検討され、トランスについては実用化が進んでいる。しかしながら、積鉄心トランスへの適用は未だ報告されておらず、積鉄心を採用しているメーカーでも非晶質材料の採用には二の足を踏んでいる。また、モータについては実用化がほとんど進展しておらず、従来の薄い（板厚３０μｍ以下）箔帯を、工夫を凝らして応用する例が散見される程度である。

【0003】

厚い非晶質合金箔帯が工業的に低コストで製造されれば、巻鉄心型のトランス・リアクトルなどに限らず、積鉄心やモータへの適用も可能になる。箔帯の厚肉化により、巻鉄心型トランスにおいては鉄心加工工程の作業能率が向上するとともに、占積率が高まる。これにより、鉄心したがって巻線を含むコイルの体積が縮小する。厚肉化によりヒステリシス損が低減し、商用周波数域では、渦電流損の増加を相殺して余りある鉄損の低減効果が期待できる。箔帯の厚肉化は、電力損失の低減のみならず、強度を高めることができる。高速回転するモータにおいては、ローターに働く強い遠心力に堪えるこれまでにない製品を実現できる。

【0004】

非晶質合金の最も一般的な製造方法は、熱伝導率が高い金属または合金製の冷却ロールを回転させながら、合金の溶湯を、ノズルを介してロールの外周面に接触させることにより、該合金溶湯を急速に冷却して箔帯状に凝固させるいわゆる単ロール液体急冷法である。単ロール液体急冷法は、溶湯が持つ熱を冷却ロールに高速移動させることによって溶湯を急冷し、溶湯が結晶化する前に凝固させて、非晶質合金箔帯を製造する方法である。ここで、「非晶質合金」とは、体積率で５０％以上が非晶質であり、残部が非晶質を母相としてナノサイズの微結晶が分散析出した複相の合金を含む。また、５０％以上が結晶である材料においても、結晶粒を制御するために本発明の製造装置および製造方法を使うことができる。具体的には、ネオジム・ボロンを含む永久磁石の結晶粒径制御に有効である。

【0005】

単ロール液体急冷法においては、非晶質合金箔帯の製造に伴って冷却ロールの温度が上昇し、溶湯から冷却ロールが受け取る熱量と冷却ロールから冷却水に排出される熱量とがつり合ったところで平衡状態に達する。この平衡状態における冷却ロールの表面温度が、溶湯を過冷却状態のまま凝固させられるような低い温度であれば、非晶質合金箔帯を継続的に製造し続けることができる。しかし、鋳造中にロール温度が過熱してガラス転移点を通過するまでの冷却速度が所定の冷却速度に達しない場合、非晶質の箔帯は、有限の時間内でしか製造することができない。

【0006】

厚肉非晶質合金箔の製造にあたり、その板厚に比例する熱量を、冷却ロールに移動させなければならない。しかし、冷却ロールの内面と接触する冷却水に排出できる熱量には制限があった。これまでの水冷ロールの冷却構造は、公知例（特許文献１、２、３）に示されるように、ロールの外周面、周方向に沿って流れる冷却水路で構成されていた。

【0007】

また、特許文献４は、ロールの側面を貫通する冷却流路を配しているが、ロールの冷却に寄与する流路は、最外周の同心円上にある流路のみで排熱能力が不十分である。外周から２番目の同心円上にある流路は温度調節のために配設されたもので、冷却装置がついていない。

【0008】

従来の冷却ロールは、冷却水が排出できる単位時間あたりの熱量に制限があった。それは、ロールの外周面に相当する面積以上の冷却水路面積が取れなかったためである。そのため一定の板幅のもとで、非晶質で得られる板厚に制限があった。

【0009】

これまで制限のあった板厚（現状の市販材では２５〜３０μｍ）を大幅にこえる板厚の非晶質合金箔帯の製造方法（工業生産規模、例えば、１チャージ１００ｋｇ以上）が特許文献（１，２，３）に提案されている。

【0010】

これらの方法は、従来の非晶質合金箔の板厚限界（工業生産規模）３０μｍをこえる板厚の非晶質箔帯を連続的に製造する方法である。しかし、これらの方法は冷却ロールを複数個使うため、設備が大型になる問題がある。また、溶湯注湯を２つの冷却ロールで交互に繰り返す煩雑さがあり作業を複雑にする。

【0011】

最近、合金溶湯を冷却ロールの外周面に吐出するために、耐久性の高いノズル材料が見出された。このノズルを使えば、数時間、連続して鋳造が可能である。特許文献１〜３の交互鋳造法に依存せず、単一冷却ロールでも厚肉非晶質合金箔帯が連続的に製造できる可能性が生まれた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特許第５１１４２４１号公報

【特許文献2】特許第５２７０２９５号公報

【特許文献3】特許第５３２９９１５号公報

【特許文献4】特開２０１２−０８６２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明の目的は、厚い非晶質合金箔帯を、単一冷却ロールを用い、工業的な規模（１チャージ１００ｋｇ以上）の製造を可能にする非晶質合金箔帯の製造装置を提供することである。今日市販されている厚肉非晶質合金箔の板厚は３０μｍ以下に限られていた。この制限を突破して３０μｍより厚い非晶質箔帯を連続的に製造する技術を提案することが本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、単一の冷却ロールを用い、連続的に板厚の大きな非晶質合金箔帯を製造するために、該冷却ロールの冷却水流路の構造を特定するものである。具体的には、所望の板厚の非晶質合金を得るために、ロール内冷却水路の表面積を確保できる冷却ロールの構造を提供する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、厚い非晶質合金箔帯を工業的な規模で製造することができる非晶質合金箔帯の製造装置を実現することができる。その結果、生産コストが低減でき、占積率向上による応用製品の小型化が可能になった。また、コアロス（鉄損）が低減され省エネルギーに寄与する。巻回、積層して用いる磁気鉄心においてアニールする場合、コア内温度の均一性が実現できる。熱は層間よりエッジから内部に流れるからである。温度の均一性が実現できることにより、アニール条件の最適化が図れる。コア全体の温度が狭い範囲で同等なので、最適条件がコアの各部分で達成され、最適特性を容易に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の実施形態に係る非晶質合金箔帯の製造装置を例示する斜視図である。

【図2】第１の実施形態の装置を例示する、（ａ）正面図、および（ｂ）側面図である。

【図3】（ａ）は、第１の実施形態の変形例に係る装置を冷却ロールの正面からみた模式図であり、（ｂ）は、つば状の突起をつけた貫通孔入口部を冷却ロールの側面からみた図である。

【図4】第２の実施形態における冷却ロールの冷却水路構造を例示する模式図である。（ａ）は、第２の実施形態における非晶質合金箔帯の製造装置を例示する模式的正面図であり、冷却水路系統の１つを示す。（ｂ）は、この冷却ロールおよび近傍を例示する模式的側面図であり、（ｃ）はこの冷却ロールの別の冷却水路系統を示す正面図である。

【図5】第２の実施形態の変形例に係る非晶質合金箔帯の製造装置を例示する側面図である。

【図6】図１において合金溶湯が冷却ロールと接触するノズル先端部の様子（パドル）を例示する側面図である。本発明で基本とするダブルスリットノズルとパドル近傍を示す概念図である。

【図7】本発明の単一ロールで達成できない大きな板厚の非晶質合金箔帯を製造する際に用いるツイン冷却ロール法を例示する装置の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る非晶質合金箔帯の製造装置を例示する斜視図であり、
図２は、本実施形態に係る製造装置の、（ａ）冷却ロールと冷却水路を例示した正面図、（ｂ）冷却ロールの側面図である。

【0018】

図１に示すように、本実施形態に係る非晶質合金箔帯の製造装置１においては、冷却ロール１１と、冷却ロール１１内に冷却水を流通させる冷却水供給手段１２と、冷却ロール１１を回転させる駆動手段１３（排水手段を含む）と、冷却ロール１１の外周面１１ａに対して溶湯を供給する溶湯供給手段１７とが設けられている。溶湯供給手段１７においては、合金を溶かす溶解炉１４、溶湯Ａを保持する坩堝１５と、坩堝１５の底面に取り付けられ、坩堝１５内の溶湯を下方に向けて吐出するノズル１６とが設けられている。ノズル１６は、冷却ロール１１の上方に、冷却ロール１１の外周面１１ａから僅かな隙間を隔てて配置されている。製造装置１は、非晶質合金箔帯Ｓを製造するための装置である。ここで、「非晶質合金」とは、体積率で５０％以上が非晶質であり、残部が非晶質を母相としてナノメートル（ｎｍ）サイズの微結晶が分散析出した複相の合金を含む。

【0019】

次に、上述の如く構成された非晶質合金箔帯の製造装置の動作、すなわち、本実施形態に係る非晶質合金箔帯の製造方法について説明する。
先ず、溶解炉１４で、非晶質合金箔帯Ｓの原料となる合金を溶解して溶湯Ａをるつぼ１５に注入する。溶湯Ａは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうち、少なくとも１種類を合計７０原子％から９５原子％含み、該３種類の強磁性金属元素以外は半金属Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ｐのうち少なくとも１種類の元素を５原子％〜３０原子％含む。さらに左記の強磁性元素の一部にＣｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｓｎのうち少なくとも１種類を０．０１原子％〜５原子％の範囲で加えても良い。言わずもがな、構成元素の含有率の総和は、不可避的不純物を除けば、１００％でなければならない。

【0020】

上記の添加元素のうちＣｕは、非晶質箔を作製したのち、アニールにより結晶化させ、数ナノメートルから１００ナノメートルの範囲の微細結晶粒からなる、いわゆるナノ結晶材料を作製するさいの必須元素である。ナノ結晶材でなくても、高周波磁気特性を向上させるために、結晶化を部分的に促進して磁区の細分化を図るため、Ｃｕを単独で（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）−（Ｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ｐ）合金に、０．１原子％〜２．５原子％の範囲で添加することも本発明の範囲である。

【0021】

Ｓｎは箔の表面の薄い層に偏析して結晶化を抑える作用をするので、高含有量のＦｅを含むＦｅ基合金の非晶質箔帯を製造する際に有効である。８２原子％以上のＦｅを含有する合金はアニールによって表面結晶化が生じやすく、鉄損、透磁率などの磁気特性が大幅に劣化するが、０．１質量％から１質量％のＳｎを含むとアニール後も結晶化は起こらず、本来のすぐれた軟磁気特性を維持する。またＳ（硫黄）の微量添加もＳｎと同様の作用をする。Ｓ添加量は、０．００３〜０．５質量％の範囲がよい。

【0022】

本実施形態の製造装置１の機能について説明を続ける。冷却水供給手段１２が冷却ロール１１内の流水経路２１に冷却水Ｗを流通させながら、駆動手段（排水手段を兼ねる）１３が冷却ロール１１を回転させる。この状態で、ノズル１６から、冷却ロール１１の外周面１１ａに対して、溶解炉１４から坩堝１５に注がれた合金の溶湯Ａを吐出する。

【0023】

このとき、溶湯Ａは、冷却ロール１１の外周面１１ａとノズル１６との間でパドルを形成する。回転する冷却ロール１１によって、冷却ロール１１によって冷却されたパドルのロール表面１１ａに接触した近傍は高粘度の過冷却液体となり、ロールの回転方向に引き出されると共に、冷却ロール１１によって急冷され、過冷却液体構造のまま凝固する。これにより、ストリップ状の非晶質合金箔帯Ｓが形成される。非晶質合金箔帯Ｓは、冷却ロール１１の外周面１１ａと共に所定の位置まで移動した後、冷却ロール１１から遠ざかる方向に誘導され、巻き取られる。一方、溶湯Ａから冷却ロール１１に伝達された熱は、冷却ロール内部を流れる冷却水に移動した後、流水経路２１内を流れる冷却水Ｗによって冷却ロール１１の外部に排出される。

【0024】

本発明の非晶質合金箔帯製造装置をより具体的に説明する。図２（ａ）は、本発明の実施形態の１つを示している。冷却ロール１１には側面を貫通する貫通孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃが形成されている。図２（ｂ）に示すロール回転軸を中心Ｃとする複数の同心円上に等間隔で設けられている。図２（ｂ）の冷却ロール１１の側面図は、貫通孔が３つの同心円に等間隔に並んでいる様子を例示している。貫通孔の直径は同じ同心円上では同じ大きさである。

【0025】

冷却ロール１１の側面は両側ともそれぞれカバー２３ａ、２３ｂで覆われている。カバーは冷却水を外部に逃がさず、貫通孔に冷却水を送り、または受ける役割をする。図２では給水側から冷却水を送り、貫通孔を通過した冷却水を反対側に流す例を示したが、図３（ａ）のように本流路を２重管構造にして本管２４のロール中心部を水が通過したのち冷却水供給側と反対面に設置されたカバー２３ｂに当たったのち裏側から貫通孔を通過した後、２重管を通して排水することも可能である。後者のほうが空気が残留しにくく、水が貫通孔を均等に流れやすい。

【0026】

第１の実施形態の変形例として、図３（ａ）において給水側と反対側の面の貫通孔入口の端部（回転軸から遠い側）に、図３（ｂ）のような半円形のつば（ひさし）状の突起２６をつけると、水の流れがスムースになり、貫通孔を流れる水量を均等化しやすい。貫通孔の出口側には、つば（ひさし）は不要である。しかし、ロール回転中のバランスを取りにくい場合は出口側にも、つばを設けても良い。

【0027】

なお、図２、図３において、空気抜きのために、カバー２３に弁２７を設けると便利である。冷却流路に空気が残留することがある。残留空気は、貫通孔を通過する冷却水の均等化をはばみ、ロールの冷却効率を低下させる。鋳造開始前に、冷却水を流してゆっくりとロールを回転しながらカバーに設けた弁（１つのカバーに複数設けても良い）を開けて空気を抜き、そして閉じる。ゆっくり回転させながら弁の開閉を繰り返すことにより、ロールの流路に残留する空気を限りなくゼロに近づけることができる。

【0028】

次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、第１の実施形態で示した冷却ロールの側面を貫通する貫通孔の配置を例示する図２（ｂ）において、同心円上にあり隣り合う貫通孔を金属製のＵ字形パイプで結んだ例を示している。図４（ａ）は、第２の実施形態を例示する冷却ロールの正面図であり、（ｂ）は冷却ロールの側面図である。また、図４（ｃ）は、装置の正面からみた、最もロールの外周に近い同心円上に設けられた冷却水の流路を示す図である。なお、図４（ａ）はロール外周から２番目の同心円上に設けられた冷却水路を示している。

【0029】

図４において、６２ａ、６２ｂ、６２ｃはロール側面からみて順に、最も外周に近い冷却水の流路、外周から２番目の同心円上にある流路、そして外周から３番目の同心円上にある流路を示している。

【0030】

第２の実施形態を例示する図４は、同心円上にあり隣り合う貫通孔をＵ字型パイプ６４で結ぶことを示している。これにより同一同心円上にある貫通孔は本管流路２１から分岐した１つの流路を形成する。図４は、同心円が３つの例をあげているので、３つの流路２１ａ、２１ｂ、２１ｃが存在する。それぞれの端部は、ロールの回転軸に沿って設けられた、回転分流装置ロータリージョイント６３に結合されている。これによってロール回転中も、回転軸に沿った給水、排水の本管（図示せず）に分岐した流路が接続されている。

【0031】

第２の実施形態では、本流路から分岐した、流路６２ａ、６２ｂ、６２ｃのそれぞれに流量調節弁６５が設けられている。各流路に流量調節弁があると、鋳造する箔帯の板幅、板厚に応じて最適な流量配分をすることができる。例えば、板幅、板厚が比較的小さい場合、ロール外周面に最も近い流路に重点をおいて冷却水を供給すればよい。板厚、板幅が大きくなるに応じて、２番目、３番目の同心円上の流路にも給水配分を多くする。これによって、板厚、板幅が大きくなっても、冷却能力不足を生じない。

【0032】

より具体的に示すなら、板厚３０μｍの非晶質合金箔帯を製造する際、ロール外周に
最も近い流路を重点に９０％以上の冷却水を供給すればよい。箔の板厚が増加するに応じて２番目、３番目の流路に流れる冷却水の流量を増やしていけば５０μｍ、７５μｍ、１００μｍの板厚の非晶質箔帯の製造が可能になる。１番目の流路で取りきれない熱は、２番目、３番目の流路によってほぼ１００％で吸収される。ロールの冷却流路を包む部分は、複数のリングあるいはスリーブを焼嵌め法などで機械的に接合したものでなく、１体ものなので、熱抵抗部分がないので、熱の流れはＣｕ合金本来の高熱伝導率を生かすことができる。

【0033】

次に、第２の実施形態の変形例について説明する。
図５は、本変形例における冷却ロールを例示する側面図である。なお、図５においては、便宜上、貫通孔６７（図４（ａ）参照）及びＵ字形パイプ６４（図４（ａ）参照）は図示を省略し、流水経路である貫通孔２１ａ〜２１ｃを破線で示している。

【0034】

図５に示すように、本変形例における冷却ロール６１ａにおいては、各段の流水経路が３つに分かれている。これにより、前述の第２の実施形態と比較して、ロータリージョイントに集合するパイプ（流路）の本数が増えるものの（図示の例では３倍）、冷却水の温度上昇を抑えることができ、冷却ロールの排熱能力をより効果的に高めることが可能になる。これは冷却水路の圧損が低減するからである。

【0035】

本発明の側面貫通孔を配した非晶質合金薄帯の製造装置において、給水路の途中に冷却水を冷却する装置を設けると排熱効果が向上する。

【0036】

本発明において用いる冷却ロールの直径、幅について説明する。これらは、ロールの重量を支えるロール回転軸、軸受けなどの支持機構の強度に依存する。あまり直径が大きいと冷却能は向上するものの支持機構の負荷が大きくなる。また、直径が小さすぎると、流路の分岐数が不足して、冷却能が不足する。所望の板厚に応じて直径を決めるべきである。例示すると、板厚３０〜６０μｍでは４０〜６０ｃｍの直径があれば十分で、板厚６０〜９０μｍでは直径６０〜８０ｃｍが適当である。９０〜１１０μｍでは８０〜１００ｃｍがよい。

【0037】

冷却ロールの幅についても、幅が広くなるほど冷却能力は高くなる。しかし、従来の１段冷却ロールにくらべて幅を広げる効果は小さい。１段冷却の場合、ロールの肉厚（ロール表面と冷却水路の距離）を大きくすることにより、熱は２次元的にながれ広い範囲の冷却水に伝わる。しかし、本発明で提案する多段式の冷却水路（２以上の同心円上に配設された水路）では、熱量の多くは一次元的に流れる（温度勾配がロールの半径方向で大きい）のでロールの幅を広げる効果は限定的である。極言すれば、ロールの幅は、箔帯の幅をある程度上回っていればよい。

【0038】

つぎに、貫通孔の大きさについて説明する。基本的には、溶湯から冷却ロールに移った熱がすべて冷却水に吸収される十分な貫通孔の総表面積があればよい。詳しくは後述する。貫通孔の大きさは、孔あけ加工のしやすさ、加工コストなどが重要なポイントとなる。また、冷却水を流通させる圧力が適正な範囲でなければならない。これらを勘案すると、貫通孔の直径は、２０〜５０ｍｍが好ましい。

【0039】

本発明において用いるノズル（合金溶湯を冷却ロールに吐出するための開口部）は基本的に多重スリットノズルである。ダブルノズルの例を図６に示す。従来、一般に、単一スリットノズルが用いられているが、ノズルの幅（矩形状開口部のロール移動方向に測った寸法）を大きくしても、箔の板厚は一定の値に留まり、それ以上にならない。本発明者らの実験とそれらに基づく計算によれば、箔の板厚は溶湯と冷却ロールの熱伝達率に依存することが判明した。ダブルノズルの幅は、それぞれ、０．２〜０．８ｍｍの範囲が好ましい。また、上流側のスリット幅を大きくすると、ブリッジの幅を大きく取れるので、ブリッジ部の強度と耐摩耗性の観点から有利である。板厚は、ノズルの多重度に応じて厚くなるので、厚さ６０〜８０μｍではトリプル、８０〜１１０μｍでは４重あるいは５重のノズルを用いるとよい。少なくとも５重までは、非晶質状態の合金箔帯が製造できることを確認している。

【0040】

すなわち、鋳造初期において冷却ロールの表面温度は低い。熱伝導率が高いことにより用いられるＣｕ、あるいはＣｕ合金ロールは、Ｆｅ系合金となじみが悪い。Ｃｕ−Ｆｅ合金の平衡状態図が示すように互いに溶けあう比率は低温（常温を含む）ではわずかである。お互いに嫌っているので、格子振動で伝える熱も伝わりにくい。熱伝達率が低いのである。熱伝達率が低ければいくら溶湯を供給しても凝固しない。すなわち、板厚は厚くならない。供給過剰の溶湯は周辺に湯玉となって飛び散るだけである。安定なパドル（ノズルとロールの間に保持される湯溜まり）は形成されない。

【0041】

熱伝達率をあげるために、ロール温度を上げる必要がある。そのために、鋳造初期は吐出圧を低めに設定し、熱伝達率に見合った量の溶湯を供給する。すると、パドルは安定し凝固あるいは高粘度の過冷却液体化する際に放出される熱はすべてロールに吸収され、ロールの温度が上昇する。これにより熱伝達率は高まり、さらに多くの熱量を受けいれる。すなわち箔の板厚を厚くできる。

【0042】

これまで多重スリットノズル法で厚肉箔ができないという声を聞く。それは、冷却ロールの温度が低いにも関わらず、ロールの熱吸収力をこえた溶湯を供給するからである。溢れた溶湯は飛び散り、安定したパドルが形成されない。熱がロールに吸収されないからロールの温度はいつまでたっても上がらず、厚い箔は形成されない。極めて当たり前のことであるが一般には認識されていないようである。

【0043】

上述のように鋳造初期に冷却ロールの温度上昇を早めるために、図４に例示する方法は効果的である。たとえば、鋳造をスタートさせるときは、最外周の流路には給水しない。該当する流路の流量調節弁６５を閉じておく。すると速やかにロールの外周温度は上昇する。それに応じて吐出圧を高める。熱伝達率が高い状態なので凝固速度が高まり板厚は大きくなる。所望の板厚になった時点で最外周の流路にも給水する。この時点で、ロール外周面の温度は高くなっているので熱の収支はバランスがとれている。すなわち、ロールが吸収する熱量とロールの抜熱能力が等しくなっている。

【0044】

板厚が一定以上、厚くなると最外周の流路だけでは熱を奪えない。取りきれない熱は、外周から２番目の水路を流れる水が吸収する。さらに板厚が厚くなる場合は３番目の流路の水が受け持つ。このように、所望の板厚に応じて流路を増やしていけばよい。図４および図５に示した３段の流路は、これに限らず、板厚に応じて加減してよい。

【0045】

本発明を実施する際、貫通孔の配置、すなわち、ロール外周面からの距離を決めなければならない。しかし、従来のように最外周のみに冷却水路を設定した場合は、ロールの肉厚が重要になるが、本発明においては特定できない。熱伝導率の高いＣｕあるいはＣｕ合金（熱伝導率が純Ｃｕの７０％以上）を用いる限り、ロールの側面を貫通する貫通孔の表面積の総和がロールに単位時間あたりに入熱する熱量を吸収できれば肉厚を指定する必要はない。冷却水の流路の表面積の総和と水の強制対流熱伝達率 （１．２〜５．８）×１０^３ Ｗ／ｋｇを使って冷却水に伝わる熱量を見積もることができる。上記の熱伝達率は、西川兼康監修・北山直方著「図解 伝熱工学の学び方」オーム社刊（昭和６０年１月１０日発行）を参照した。

【0046】

非常に厚い非晶質合金箔帯を所望の場合、ロール側面からみた流路の数は４つ以上になることがある。流路の数が大きくなると、ロールの直径を大きくしなければならない。ロールが大きくなりすぎると、ロールを支持する回転軸および軸受けなどの支持機構の強度に問題が生じる。そのような場合、図７のように２つのロールを並べて使う。装置の具体例および操作法はすでに特許文献１に開示されているのでここでは説明を省く。変形例は、特許文献２と特許文献３に示されている。

【0047】

本発明の冷却ロールと特許文献１、２、３のいずれかと併用すると、ロール交換にいたる時間が長くなるので生産性が高まる。作業能率も改善される。

【符号の説明】

【0048】

１、２、３、４、５：製造装置、１１：冷却ロール、１１ａ：外周面、１２：冷却水供給手段、１３：駆動手段、１４：溶解炉、１５：坩堝、１６：ノズル、１７：溶湯供給手段、１８：溶湯供給装置の移動手段、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：貫通孔、２６：突起、６１ａ：冷却ロール、６２：本管から分岐した冷却水路、６２ａ：ロール最外周の冷却水路、６２ｂ：ロール外周から２番目の冷却水路、６２ｃ：外周から３番目の冷却水路、６３ａ：給水側ロータリージョイント、６３ｂ：排水側ロータリージョイント、６４：Ｕ字形パイプ、６５：流量調節弁、６７：貫通孔、７１ａ、７１ｂ：冷却ロール、７２ａ、７２ｂ：冷却水供給手段、７３：駆動手段、７４ａ、７４ｂ：給水管、７５ａ、７５ｂ：排水管、７７：レール、８１：スリット、Ａ：溶湯、Ｃ：回転軸、Ｐ：パドル、Ｓ：非晶質合金箔帯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】