特許 5963406 金属ストリップの製造装置及び製造方法

(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】5963406

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】金属ストリップの製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/06 20060101AFI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/06 370B

   B22D11/06 360B

【請求項の数】30

【外国語出願】

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-152510(P2011-152510)

(22)【出願日】2011年7月11日

(65)【公開番号】特開2012-71348(P2012-71348A)

(43)【公開日】2012年4月12日

【審査請求日】2014年2月10日

(31)【優先権主張番号】10 2010 036 401.0

(32)【優先日】2010年7月14日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】504227958

【氏名又は名称】ヴァキュームシュメルツェ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100116850

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 隆行

(74)【代理人】

【識別番号】100165847

【弁理士】

【氏名又は名称】関 大祐

(74)【代理人】

【識別番号】100177699

【弁理士】

【氏名又は名称】野津 万梨子

(72)【発明者】

【氏名】ロバート シュルツ

【審査官】 長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２２４４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０１９８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１６５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０２５８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８１６０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／００−１１／２２

Ｂ２２Ｄ ２７／０４−２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

急速凝固技術により，金属ストリップ（２）を製造する装置（１）であって，
前記金属ストリップ（２）を製造するために，溶融物（８）が注がれ，凝固する外部表面（７）を有する可動ヒートシンク（３）と，
前記可動ヒートシンク（３）が動いている間に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に対して押しつけることができる圧延装置（１１）と，を含む金属ストリップ製造装置であって，
前記圧延装置（１１）は，ローラー（１２）を含み，
前記圧延装置（１１）は，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）を平滑化するために十分な圧力で前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に前記ローラー（１２）を押し付けることができものである，
ことを特徴とする金属ストリップ製造装置。

【請求項2】

前記ローラー（１２）は，回転可能であり，
前記ローラー（１２）は，前記可動ヒートシンク（３）が動いている間に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に対して押しつけることができることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。

【請求項3】

前記溶融物（８）が，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に注がれている間に，
前記圧延装置（１１）は，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に連続的に接触するように構成されていることを特徴とする，請求項１又は請求項２に記載の装置（１）。

【請求項4】

請求項２から請求項３のいずれかに記載の装置（１）であって，
前記圧延装置（１１）は，１０００Ｎの接触力で前記可動ヒートシンク（３）に当接する装置。

【請求項5】

請求項２から請求項３のいずれかに記載の装置（１）であって，
前記圧延装置（１１）は，１００ｍｍ未満の直径を有する球形ローラーでかつ１０００Ｎの接触力で前記可動ヒートシンク（３）に当接する，装置。

【請求項6】

前記可動ヒートシンク（３）は回転軸（５）を中心に回転することができることを特徴とする，請求項１から請求項５のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項7】

前記可動ヒートシンク（３）は，１０ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの周速で動くことができることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項8】

前記圧延装置（１１）は，前記可動ヒートシンク（３）の前記回転軸（５）と同方向に動くことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の装置（１）。

【請求項9】

前記圧延装置（１１）は，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）の垂直方向に動くことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項10】

前記可動ヒートシンク（３）は，ローラー又は車輪（４）を含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項11】

前記ローラー（１２）は前記ローラー（１２）の速度を設定する独立した制御装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項12】

前記ローラー（１２）は，前記可動ヒートシンク（３）の回転によって駆動するように，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に対して押しつけることができることを特徴とする請求項２から請求項１１のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項13】

前記回転するローラー（１２）の表面は，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）を平滑化するために十分な圧力で前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に押し付けることができものである，請求項２から請求項１２のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項14】

前記ローラー（１２）は，第１の回転方向（２０）を有し，前記可動ヒートシンク（３）は，第２の回転方向（１９）を有し，前記第１の回転方向（２０）は，前記第２の回転方向（１９）と反対向きであることを特徴とする請求項２から請求項１３のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項15】

前記ローラー（１２）は，前記外部表面（７）とらせん状に接触するように，前記可動ヒートシンク（３）の第２の回転軸（５）と平行に，前記外部表面（７）を動くことを特徴とする請求項２から請求項１４のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項16】

前記装置（１）は，前記溶融物（８）を注ぐための容器（９）さらに含む請求項１から請求項１５のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項17】

前記容器（９）は，鋳造ノズルであることを特徴とする請求項１６に記載の装置（１）。

【請求項18】

前記容器（９）は，加熱手段（１０）をさらに含むことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の装置（１）。

【請求項19】

前記装置（１）は，凝固した前記金属ストリップ（２）を受け取る，受取装置をさらに含む請求項１から請求項１８のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項20】

前記圧延装置（１１）は，前記ヒートシンクのへこみ強度より低い接触圧力で前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に対して押しつけることができることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項21】

前記圧延装置（１１）は，少なくとも２０ｍｍ幅の接触面にわたって前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に接触することを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれかに記載の装置（１）。

【請求項22】

急速凝固技術により金属ストリップ（２）を製造する方法であって，
溶融物（８）を供給する工程と，
前記溶融物（８）を可動ヒートシンク（３）の外部表面（７）に注ぐ工程であって，前記溶融物（８）は，前記外部表面（７）で凝固するものと，
前記可動ヒートシンク（３）が動いている間に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に対して，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）が平滑化されるように，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に回転可能なローラー（１２）を含む圧延装置（１１）の前記ローラーを押しつけ，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）を，前記圧延装置（１１）によって平滑化する工程と，を含む金属ストリップの製造方法。

【請求項23】

前記圧延装置（１１）は，前記溶融物（８）が前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に注がれている間に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に連続的に押しつけられることを特徴とする請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記圧延装置（１１）は，球形ローラーでかつ１０００Ｎの接触力で前記可動ヒートシンク（３）に当接する請求項２２又は請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記圧延装置（１１）は，前記溶融物（８）が前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に注がれている間に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）の粗さを連続的に軽減させるように，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に対して押しつけられることを特徴とする請求項２２〜請求項２４のいずれかに記載の方法。

【請求項26】

前記圧延装置（１１）は，前記溶融物（８）が前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）の上に注がれる前に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に押しつけられることを特徴とする請求項２２〜請求項２５のいずれかに記載の方法。

【請求項27】

回転可能なローラー（１２）は，前記圧延装置（１１）として提供され，
前記ローラー（１２）の表面は，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）を平滑化するために十分な圧力で前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）に押し付けることができものである，請求項２２〜請求項２６のいずれかに記載の方法。

【請求項28】

回転可能な前記ローラー（１２）は，前記圧延装置（１１）として提供され，
前記ローラー（１２）は，第１の回転方向（２０）に駆動し，
前記可動ヒートシンク（３）は，第２の回転方向（１９）に駆動するものであり，
前記第１の回転方向（２０）は，前記第２の回転方向（１９）と反対向きであることを特徴とする請求項２２〜請求項２７のいずれかに記載の方法。

【請求項29】

前記ローラー（１２）は，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）がらせん状に接触するように，前記可動ヒートシンク（３）の第２の回転軸（５）に平行に，前記可動ヒートシンク（３）の前記外部表面（７）を動くことを特徴とする請求項２２〜請求項２８のいずれかに記載の方法。

【請求項30】

凝固した前記金属ストリップ（２）は，リールに継続して巻き取られることを特徴とする請求項２２〜請求項２９のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，金属ストリップの製造装置及び製造方法に関する。特に，急速凝固技術を利用した金属ストリップの製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

急速凝固技術では，溶融物は，動きの速いヒートシンクに注がれ，また，熱伝導率に起因して，ヒートシンクで凝固する。溶融物が，運動しているヒートシンクに継続的に注がれることで，ストリップが製造される。

【0003】

米国特許第４，７９３，４００号には，金属ストリップの製造に関し，このタイプの装置が開示されている。この装置は，溶融物がヒートシンクに注がれる前に，ヒートシンクの表面を清浄化するのに使用される２つの回転ブラシで構成されている。これらのブラシは，表面から粉塵，破片及び溶融残留物を除去するのに使用される。この構成の目的は，より少ない誤差で急速に凝固されたストリップを提供すること，及びより均一なストリップを提供することである。この装置は，粉塵等が確実に除去され，表面に戻されないようにするために，削除される対象物を吸い上げる真空源をさらに含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第４，７９３，４００号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら，ストリップの品質，例えば均質性が改良されることが，さらに望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は，急速凝固技術により，金属ストリップを製造する装置を提供する。この装置は，外部表面を有する可動ヒートシンクと圧延装置を含む。溶融物が外部表面に注がれ，凝固することで，ストリップが製造される。ヒートシンクが動いている間，圧延装置を可動ヒートシンクの外部表面に対して押しつけることができる。

【0007】

本発明に係る装置において，外部表面は，ヒートシンクが動いている間，圧延装置と接触している。圧延装置は，溶融物が凝固する前に，繰り返し外部表面を調製するために使用される。外部表面が平滑化するように，圧延装置によって外部表面をローラーバニシングさせ，それによって外部表面は作動することができる。本明細書において，‘作動する’は，材料の再分配を意味すると理解される。ブラシによって達成することができる外部表面の物質の除去は，本発明の圧延装置の使用目的ではない。製造プロセスでは，チップは生成されず，悪影響を及ぼす可能性のあるゴミやほこりもほとんどない。

【0008】

外部表面を作動させるために必要な圧力は，材料とヒートシンク又はヒートシンクの外部表面の状態によって決まる。低い圧力は，鋼のような硬質材料よりも銅などの軟質材料に使用される。

【0009】

圧延装置は，ストリップがヒートシンクから分離する位置と注湯表面，すなわち溶融物がヒートシンクに到達する位置との間に位置する，可動ヒートシンクの外部表面に対して特に押しつけられる。外部表面は，ストリップがその上で凝固した後，次の溶融物との接触の前に，圧延装置によって作動することができる。

【0010】

ある態様では，圧延装置は，外部表面が圧延装置で平滑化されるように，可動ヒートシンクの外部表面に押し付けられる。その結果，圧延装置と接触する前よりも，圧延装置と接触した後又は圧延装置により作動した後のほうが，外部表面の粗さはより少なくなる。これは，可動ヒートシンクの外部表面上のストリップの凝固によって製造されるストリップの粗さ，特にストリップの表面の粗さを低く抑えることができるという利点がある。その結果，ストリップの均質性は，長い区間にわたって保証されることになる。

【0011】

これは長い鋳造プロセスを可能にし，生産コストを削減する。加えて，低い表面粗さは，製造されるストリップの様々な特性を向上させることができる。いくつかの磁気合金の表面粗さは，例えば，それらの磁気特性に影響を与える。均質で低い表面粗さの長いストリップを生産することによって，均質な特性を有する複数の磁心が，１つの鋳造プロセスで製造することができることになる。これは，無駄がより少なくなることにより，製造コストを削減する。

【0012】

ある態様では，圧延装置は，溶融物が可動ヒートシンクの外部表面に注がれている間に，継続的に可動ヒートシンクの外部表面に接触するように設計されている。この構成によって，溶融物が凝固する表面を，外部表面が再び溶融物と接触する前に，作動させることができる。この結果，より均質な外部表面が生じることで，急速に凝固されたストリップが生成される。

【0013】

他の態様では，圧延装置は，溶融物が可動ヒートシンクの外部表面に注がれている間，外部表面を作動させることによって可動ヒートシンクの外部表面の粗さを取り除くように設計されている。外部表面が作動することによって，表面の粗さが取り除かれる。

【0014】

ある態様では，可動ヒートシンクは，回転軸を中心に動く。すなわち運動は回転である。所望の冷却速度と，目的のストリップの厚さを達成するために，ヒートシンクの周速は，それに応じて設定されている。周速が増加するにつれて，ストリップの厚さは，薄くなっていく。典型的な冷却速度は，１０^５Ｋ／ｓ以上である。周速度は１０ｍ／ｓから５０ｍ／ｓでもよい。

【0015】

ヒートシンクは，車輪又はローラーの形状を有してもよく，それぞれの車輪やローラーの外周面に溶融物が接触してもよい。したがって，回転軸は，車輪の円周の中心に垂直となる。

【0016】

ある態様では，圧延装置は，可動ヒートシンクの回転軸に平行に動く。この構成では，圧延装置は，ヒートシンクの幅の異なる領域，例えば車輪の外周面の一部のみに接触することができる。これは，ヒートシンク上にいくつかの鋳造帯がある場合，有利である。ある鋳造帯は，他の鋳造帯の後に圧延装置により作動することができる。これにより，複数の鋳造物を，ヒートシンクを交換する必要がなく，異なる鋳造帯ではなく，１つでかつ同一のヒートシンクで製造できる。これは，製造時間を短縮させ，生産コストを減らすことになる。

【0017】

圧延装置は，代わりに可動ヒートシンクの外部表面と垂直に動いてもよい。外部表面が，ｚ軸方向に動く場合，圧延装置は，ｘ軸方向及び／又はｙ軸方向に動いてもよい。ｘ軸方向の運動は，例えば，外部表面の異なるストリップ形状領域を作動させてもよい。ｙ軸方向の運動は，外部表面に圧延装置を押しつける圧力を調整するために使用することができる。

【0018】

ある態様では，圧延装置は，可動ヒートシンクの外部表面に回転自在に押しつけられたローラーを含む。圧延装置のローラーは，繰り返し外部表面を調整するために，可動ヒートシンクの外部表面に接触している。圧延装置は，ローラーが回転自在に取り付けられ，それぞれの外部表面で動くように，例えば，可動ヒートシンクの回転軸に平行な，及び／又はヒートシンクの外部表面に平行な，ローラー保持具をさらに含むことになる。

【0019】

ある態様では，１００ｍｍ未満の直径を有する球形ローラーでかつ１０００Ｎ以上の接触力で，圧延装置を可動ヒートシンクの外部表面に対して押しつけることができる。接触力又は表面の圧力は，材料の巨視化，すなわち大規模な表面，又は変位や変形を避けるために，ヒートシンクの降伏強度よりは低いのが一般的である。前述したように，外部表面を適切に作動させる圧力は，圧延装置やローラーの形状だけでなく，外部表面の材料によっても決定される。

【0020】

ある態様では，ローラーは，ローラーの速度を設定する制御装置を別個に有している。これにより，圧延装置のローラーの速度を，ヒートシンクの速度とは無関係に調整することができる。

【0021】

さらなる態様では，本装置は，ヒートシンクの運動によって圧延装置を駆動させるために，圧延装置のローラーを可動ヒートシンクの外部表面に対して押しつけることがきるように設計されている。この場合，ローラーは独自の駆動力を持っていない。そのため，回転するローラーの表面は，ヒートシンクの外部表面を確実に作動させる圧力で回転するヒートシンクの外部表面に押し付けられる。

【0022】

ある態様では，圧延装置のローラーは第１の回転方向を有し，ヒートシンクは第２の回転方向を有する。第１の回転方向は第２の回転方向と逆方向である。この構成では，可動ヒートシンクの外部表面は，圧延プロセス又はローラーバニシングプロセスによって調整される。

【0023】

ある態様では，圧延装置のローラーは，ヒートシンクの第２の回転軸と平行に外部表面にわたって動く。第２の回転軸に平行な方向の運動で，外部表面は，らせん状に接触され，作動することができる。これは，外部表面が曲がっていないという利点を有しているため，ストリップの厚さはその幅全体にわたって同じままである。

【0024】

ある態様では，本装置は，注がれることになる溶融物のコンテナをさらに有している。このコンテナは，１回の量の溶融物が注がれる開口部が，外部の表面からわずかな距離で配置されるため，外部表面に近接するノズルのコンテナであってもよい。

【0025】

コンテナ又は本装置は，それぞれ，さらに溶融材料を溶融する加熱手段及び／又は溶融材料を溶融状態で保つための加熱手段をさらに含んでもよい。

【0026】

本装置は，凝固したストリップを受け取る，受取装置をさらに含んでもよい。この受取装置は，例えばリールでもよい。

【0027】

また，本発明は，急速凝固技術によるストリップの製造方法を提供する。本方法では，溶融物及び外部表面を含む可動ヒートシンクが提供される。溶融物は，可動ヒートシンクの外部表面上に注がれ，ストリップを形成しながら，外部表面で凝固する。圧延装置は，ヒートシンクが動いている間，ヒートシンクの外部表面に押し付けられる。

【0028】

本方法は，ヒートシンクとそれに伴う外部表面を速く運動させながら，金属または合金の溶融物がヒートシンクの外部表面との接触面で急速に凝固させる，急速凝固技術に基づいている。溶融物は，ヒートシンクの運動によって，凝固した金属又は合金から長いストリップが形成されるように，外部表面に続々と注がれている。

【0029】

ヒートシンクの外部表面は，ヒートシンクとそれに伴う外部表面が回転している間に，圧延装置の手段によりローラーバニシングされる。このローラーバニシングは，外部表面が平滑化されながら作動するように行われる。

【0030】

外部表面の粗さと不規則性は，溶融物と外部表面との接触により生じる。外部表面は，繰り返し溶融物と接触するため，その品質は鋳造時間が増えるとますます悪くなる。

【0031】

再度溶融物と接触する外部表面が滑らかになるように，これらの不規則性を圧延装置で平滑化することができる。その結果，溶融物が外部表面で凝固するときに形成されるストリップの底面の粗さを，ストリップの長さにわたってより均一に保つことができる。

【0032】

ある態様では，圧延装置は，溶融物がヒートシンクの外部表面に注がれている間に，継続的に，外部表面と接触し，外部表面を作動させるように，ヒートシンクの外部表面に押し付けられている。これにより，溶融物が凝固する表面を作動させ又は滑らかにできる。

【0033】

外部表面を作動させることにより，圧延装置と接触する前の外部表面の粗さよりも，圧延装置に接触した後のほうが，外部表面の粗さは取り除かれる。圧延装置は，溶融物が外部表面に注がれる前に，可動ヒートシンクの可動する外部表面に押し付けられる。したがって，圧延装置は，溶融物が外部の接触面に当たる位置の下流側に配置される。これは，急速に凝固されたストリップの裏面の均一性だけでなく，ヒートシンクの外部表面の均一性も向上させる。

【0034】

ある態様では，圧延装置は，回転自在に取り付けられたローラーを含む。

【0035】

ヒートシンクは，回転可能な車輪の形で提供されてもよい。溶融物は車輪のリムの上に注がれる。圧延装置のローラーは，リムとともに，リムの表面を作動させ，滑らかにする圧延機を形成するように，配置されてもよい。

【0036】

回転可能なローラーが圧延装置として提供される場合，ヒートシンクが第２の回転方向に駆動している間，このローラーは第１の回転方向に駆動することができる。第１の回転方向は，第２の回転方向と逆向きである。ローラーとヒートシンクの間の摩擦によって，ヒートシンクがローラーを駆動させてもよい。結果として２つの反対向きの回転方向が生じる。別の方法として，ローラーを独自の制御の下で独立して駆動させてもよい。

【0037】

ある態様では，外部表面をらせん状に接触させ作動させるように，ヒートシンクが動いている間，ローラーをヒートシンクの第２の回転軸と平行に，外部表面にわたって動かされる。この態様は，外部表面の全幅にわたってムラを軽減するために使用することができる。

【0038】

他の態様として，外部表面の広い領域に接触できるように，ローラーはヒートシンクの第２の回転軸に平行に動いてもよい。２つ以上の鋳造帯が外部表面で提供されるようにヒートシンクが設計されている場合，この方法を使用することができる。

【0039】

ストリップは，ヒートシンクの外部表面上に急速凝固法によって製造された後，凝固した溶融物のひけと外部表面の回転により，外部表面から分離される。ストリップの割れやねじれを避けるために，リールにこのストリップを継続的に巻きつけることができる。

【0040】

少なくとも３０ｋｍの長さを有する金属ストリップも同様に本明細書に含まれる。このストリップは，ストリップの端部から少なくとも２０ｋｍの位置で，表面粗さＲａが０＜Ｒａの＜０．６となる少なくとも一つの表面を有する。Ｒ_ａは，中心線平均高さである。

【0041】

さらなる態様において，表面粗さを可能な限り低くすることは，本発明の目的ではない。ストリップの品質を良くするために，圧延装置の接触圧力によって調整することができる表面粗さは，長い製造工程でもほぼ一定に保たれる。少なくとも２０ｋｍの長さにわたって，表面粗さＲａを，０．２＜Ｒａは＜０．６μｍ＋／−０．２μｍ，好ましくは＋／−０．１５μｍの範囲内に保持させることができる。

【0042】

このストリップは，長い鋳造時間後であって，ストリップの端から，特にストリップの始まりから少なくとも２０ｋｍの距離にある位置で，低い表面粗さを得られるように，本発明の装置と方法で製造される。

【0043】

ある態様では，金属ストリップは，延性があり，かつ非晶質であるか又は延性があり，かつナノ結晶である。ストリップの結晶化又は結晶度は，冷却速度及び／又はストリップの組成により設定することができる。

【0044】

金属ストリップは，例えばＴ_ａＭ_ｂの多数の異なる組成を有してもよい。ここで，Ｔは，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｓ及びＺｒ等の１つ以上の遷移金属であり，Ｍは，Ｂ，Ｓｉ，Ｃ及びＰなどの１つ以上のメタロイドである。ａは７０原子％≦ａ≦８５原子％であり，ｂは，１５原子％≦ｂ≦３０原子％である。

【0045】

ナノ結晶のストリップは，Ｆｅ_ａＣｕ_ｂＭ_ｃＭ’_ｄＭ’’_ｅＳｉ_ｆＢ_ｇから組成されてもよい。ここで，Ｍは，ＩＶａ族，Ｖａ族，ＶＩａ族元素のグループからの１つ以上の元素又は１つ以上の遷移金属であり，Ｍ’は，Ｍｎ元素，Ａｌ元素，Ｇｅ元素及び白金元素からの１つ以上の元素であり，Ｍ’’は，Ｃｏ及び／又はＮｉである。また，式中，ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００原子％であり，それぞれ，０．０１≦ｂ≦８，０．０１≦ｃ≦１０，０≦ｄ≦１０，０≦ｅ≦２０，１０≦ｆ≦２５，３≦ｇ≦１２，及び１７≦ｆ＋ｇ≦３０である。

【0046】

請求項のいずれかに記載の装置は，Ｔ_ａＭ_ｂ又はＦｅ_ａＣｕ_ｂＭ_ｃＭ’_ｄＭ’’_ｅＳｉ_ｆＢ_ｇから成る金属ストリップを生産するのに使用されてもよい。Ｔ_ａＭ_ｂに関して，Ｔは，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｓ及びＺｒ等の１つ又は複数の遷移金属であり，Ｍは，Ｂ，Ｓｉ，Ｃ及びＰなどの１つ以上のメタロイドである。ａは７０原子％≦ａ≦８５原子％であり，ｂは，１５原子％≦ｂ≦３０原子％である。Ｆｅ_ａＣｕ_ｂＭ_ｃＭ’_ｄＭ’’_ｅＳｉ_ｆＢ_ｇに関して，Ｍは，ＩＶａ族，Ｖａ族，ＶＩａ族元素のグループからの１つ以上の元素又は遷移金属であり，Ｍ’は，Ｍｎ元素，Ａｌ元素，Ｇｅ元素及び白金元素からの１つ以上の元素であり，Ｍ’’は，Ｃｏ及び／又はＮｉである。また，式中，ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００原子％であり，それぞれ，０．０１≦ｂ≦８，０．０１≦ｃ≦１０，０≦ｄ≦１０，０≦ｅ≦２０，１０≦ｆ≦２５，３≦ｇ≦１２，１７≦ｆ＋ｇ≦３０である。

【0047】

実施形態については，図面を参照して以下により詳細に説明されている。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】図１は，急速凝固技術により，金属ストリップを製造する圧延装置の第１の概略図である。

【図2】図２は，図１の装置の第２の概略図である。

【図3】図３は，図１の装置の第３の概略図である。

【図4】図４は，図１の圧延装置の詳細図である。

【図5】図５ａは，図１の装置により製造された，ヒートシンクに面しているストリップの裏側の表面粗さを示している。図５ｂは，比較用ストリップの裏側の表面粗さを示している。

【図6】図６は，重量によって決定されるストリップの厚さの図である。

【図7】図７は，ローラーバニシングされていない鋳造帯で製造されたストリップの裏側の中心線平均高さＲ_ａと，ローラーバニシングされた鋳造帯で製造されたストリップの裏側の中心線平均高さＲ_ａの比較を示している。

【図8】図８は，ローラーバニシングされていない鋳造帯で製造されたストリップの裏側の中心線平均高さＲ_ａと，ローラーバニシングされた鋳造帯で製造されたストリップの裏側の十点平均高さ（ｔｈｅ ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ ｈｅｉｇｈｔｓ）Ｒ_ｚの比較を示している。

【図9】図９は，ローラーバニシングされていない鋳造帯で製造されたストリップから巻きつけられた測定コアとローラーバニシングされた鋳造帯で製造されたストリップから巻きつけられた測定コアの充填率の比較を示す図である。

【図10】図１０は，継続的に作動する鋳造帯で製造されたストリップの透磁率の変化を示している。

【図11】図１１は，継続的に作動していない鋳造帯で製造されたストリップの透磁率の変化を示している。

【図12】図１２は，ローラーバニシングされた鋳造帯でのストリップキャストとローラーバニシングされていない鋳造帯でのストリップキャストに関する，Ｈ＝１５ｍＡでのμ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎの比率の比較を示している。

【図13】図１３は，これらのストリップにおいて，正規化した透磁率μ_８０の比較を示している。

【0049】

図１から図３は，急速凝固技術により，金属ストリップ２を製造する装置１を示す様々な図である。

【発明を実施するための形態】

【0050】

装置１は，回転軸５の周りを時計回りに回転する，車輪４の形状のヒートシンク３を含む。車輪４は，溶融物８が注がれる外部表面７を含むリム６を有している。溶融物８は，容器９に格納されている金属又は合金から成る。装置１は，金属または合金から溶融物８を製造する加熱手段１０をさらに含む。

【0051】

装置１は，ローラー１２を有する圧延装置１１をさらに含む。ローラー１２は回転軸１３を中心に回転し，加圧の下，ヒートシンク３のリム６の外部表面７に押しつけることができるように配置されている。ローラー１２は反時計回り，つまり，車輪４の回転方向と反対に回転する。回転する車輪４とともに，ローラー１２は，ローラーバニシングするのに使用される圧延機を形成し，これにより，鋳造プロセス中に，リムの外部表面７が滑らかになる。

【0052】

ローラー１２は，車輪４に接して配置されていることから，溶融物８が外部表面７に到達する位置１５の上流となる位置１４で，外部表面７を作動させる。溶融物８は，滑らかな外部表面７上に注がれ，ローラーバニシングされた滑らかな表面で凝固する。車輪４の回転と，溶融物８の流れにより，溶融物８が凝固して長いストリップ２が製造される。凝固する溶融物８の収縮ボリュームと回転する車輪４によって，ストリップ２は，外部表面７から分離され，図示されていないリールに巻き付けられ得る。

【0053】

ストリップ２の裏面１６は，外部表面７の輪郭をほぼ取り入れている。ローラー１２が鋳造プロセス時に外部表面７を継続的に作動させる場合，ストリップ２の裏面１６を均一に保つことができる。この時製造される長いストリップ２の表面粗さは，初めから終わりまでの間に，ほんのわずかに影響を受ける。ストリップ２の表面は自由に凝固し，外部表面７の輪郭の影響を受けない。

【0054】

図２と図３が示すように，圧延装置１１のローラー１２は，矢印１８により示される，ヒートシンク３の回転軸５に平行する方向に運動してもよい。

【0055】

ローラー１２は，リムの別の鋳造帯を作動させるように配置されてもよい。ローラー１２は，回転するヒートシンク３と接触しながらヒートシンクの回転軸と平行に運動してもよい。この態様では，リム６又は外部表面７をらせん状に作動させ，平滑化させることができる。

【0056】

図４は，ヒートシンク３の外部表面７と接触するローラー１２を有する圧延装置１１の作用効果を図式的に表示したものである。

【0057】

ヒートシンク３の回転は，矢印１９によって示され，逆方向となるローラー１２の回転は，矢印２０によって示されている。外部表面７上のローラー１２によって加えられる圧力は，矢印２１により示されている。この態様では，ローラーは外部表面にわたって送られる。これは，矢印２２によって示されている。

【0058】

ローラー１２の左側に関して，図４は，外部表面でストリップが形成された後のヒートシンクの外部表面７を示している。ローラー１２の右側に関して，図は，ローラー１２によってローラーバニシングされた後，表面の粗さが軽減された外部表面７を示している。この方法は，ストリップ製造時と鋳造時で継続して使用することができる。その結果，凝固したストリップ２の裏面１６がその全長に沿って滑らかな表面を持つように，溶融物８は常に滑らかな外部表面７と接する。

【0059】

鋳造プロセス中に，ヒートシンクの表面７の作用効果を説明するために，作動している面と作動していない面を直接的に比較する実験が行われた。

【0060】

これらの実験では，一般的に誘導性コアに使用される合金のＦｅ_ＲＣｕ_１Ｎｂ_３Ｓｉ_１５．５Ｂ_７が，選択されている。幾何学的データの比較に加えて，測定コアにより磁気特性の評価ができる。測定コアを生成するために，例えば切断することによって，裂け目が出ないように，選択されるストリップの幅は，２５ｍｍである。

【0061】

結果が意図しないパラメータの変動の影響を受けないように，全実験は，１つの鋳造帯で行われる。すなわち，すべての結果が，同一の溶融物，前処理を含む同一のヒートシンク，及び同一の鋳造パラメータに基づいている。変更される唯一の側面は，鋳造帯の位置である。

【0062】

ヒートシンクの表面を作動させるために，‘ローラーバニシング’または‘パニシング’のさらなる具体的な措置が選択される。これは，急速に凝固したストリップの鋳造プロセスのパラメータに適用される。機器は，低送り速度で，ヒートシンクの軸と平行に動く特殊なローラーを有する弾性的に装着されるローリングヘッドを含む。この作用は，図４に示すように，定められた力でヒートシンク３の表面７に押しつけられたローラー１２によって行われる。

【0063】

実験の第１段階では，約５００００ｍで２５ｍｍ幅のストリップが，前述のように継続的に作動している鋳造帯の上に注がれた。

【0064】

次の段階では，比較用のストリップを製造するために，別の５００００ｍのストリップが，作動していない平行帯に注がれた。しかし，このプロセスは，表面の状態が過度に悪化したとして，品質の理由により，約３００００ｍを経て中止された。

【0065】

この方法で製造されたストリップは，幾何学的及び磁気的基準を用いて比較，評価された。幾何学的な評価をするために，サンプルは‘鋳放し’の状態のままとした。磁気特性の評価については，磁気的に意義のあるナノ結晶線材の状態を得るために，巻き鉄心に熱処理を施した。

【0066】

表面パラメータＲ_ａ及びＲ_ｚと測定するコアの充填率が，比較可能な変数として選択された。Ｒ_ａは中心線平均高さであり，Ｒ_ｚはピークから谷までの平均的高さである。

【0067】

表面のパラメータは，ヒートシンクに面する，ストリップの側面により決定され，ヒートシンクの表面の摩耗に関する変化を大体は反映する。さらに，充填率は磁気コアの品質基準に不可欠である。

【0068】

図５ａは，約３９８００ｍ経た後の，作動した鋳造帯のストリップの裏面，すなわちヒートシンクに面する側の粗さの値を示している。

【0069】

図５ｂは，約２３，０００ｍ経た後の，作動していない鋳造帯の比較用ストリップの裏面（ヒートシンクと面する側）の粗さの値を示している。

【0070】

鋳造パラメータに加えて，ストリップの厚さも相似している場合，調査された変数の同等性は最高になる。これは，検証されたコアの充填率の変化が，表面の粗さとストリップの厚さとの関係によって大きく影響されるためである。

【0071】

ストリップの厚さは，接触式測定において，粗さに起因するエラーを回避するために，重さを量ることによって決定した。重さを量ることにより得られたストリップの厚さの値は，図６に示されている。図６は，ストリップの厚さの値が，どちらの場合も，すべての鋳造帯に沿って，非常によく一致していることを示している。

【0072】

図７は，ストリップの幅のほぼ中央でのストリップの裏面の中心線平均高さＲ_ａの比較を示している。図７では，ローラーバニシングされていない鋳造帯で製造されるストリップと，ローラーバニシングされた鋳造帯で製造されるストリップについて示されている。

【0073】

図８は，ローラーバニシングされていない鋳造帯で製造されるストリップと，ローラーバニシングされた鋳造帯で製造されるストリップに関する，およそストリップの幅の中央でのストリップの裏側のピークから谷までの平均的高さＲ_ｚの比較を示している。

【0074】

図７と図８では，表面パラメータＲ_ａとＲ_ｚの変化が，作動している鋳造帯と作動していない鋳造帯の長さとの関係で，座標に示されている。

【0075】

この比較は，ヒートシンクの外部表面が作動することで，初期に製造された品質を，長い鋳造プロセスにわたって，維持し，時には向上させることができることを示している。対照的に，作動していない鋳造帯の表面は非常に急速に悪化している。

【0076】

また，このような相違点は，測定するコアの充填率を比較可能な変数とみなす場合にも見られる。図９は，ローラーバニシングされていない鋳造帯で製造されるストリップからと，ローラーバニシングされた鋳造帯で製造されるストリップから巻きつけられた，測定コア（直径２４．３／１３×２５ｍｍ）の充填率を比較した図である。

【0077】

２つのグループの充填率は，比較的短期間の後にお互いに著しくずれていく。これは，ヒートシンクの表面の品質が少しの変化でさえも，完成品の重要な品質の違いが生じることを示している。

【0078】

ストリップの表面の形成は，それらの磁気特性に影響を与える可能性がある。それは，例えば，ヒステリシス曲線の形状と交流磁界の再磁化プロセスに著しく影響を与える。

【0079】

３つの特性である，Ｈ＝１５ｍＡ／ｃｍでのμ_ｓｉｎ，Ｈ＝１５ｍＡ／ｃｍでのμ_ｄｙｎそしてμ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎの比率が測定され，評価される。これらの値は，主に５０Ｈｚでの漏電遮断機に含まれる計器用変流器のコアの要件に関連している。

【0080】

この目的は，高い確率で高透磁性とすることである。実験によるデータは，異なる透磁率値と比透磁率との間で比較することができる。正規化された値は，μ_８０（Ｈ＝１５ｍＡ／ｃｍでのμ_ｄｙｎかつμ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎ＝０．８）である。

【0081】

図１０と図１１の図では，透磁率の変化が，作動している鋳造帯と作動していない鋳造帯ごとに分けて示されている。透磁率μ_ｓｉｎは，ほぼ一定している。なぜなら，それは単に合金と熱処理によって理論的に決まるためである。

【0082】

図１０は，継続的に作動する鋳造帯で製造されるストリップの透磁率の変化を示している。透磁率は５００００ｍの長さにわたって，少しだけ変化する。

【0083】

図１１は，作動していない鋳造帯で製造される比較用ストリップの透磁率の変化を示している。図１０とは対照的に，μ_ｓｉｎは大幅に減少していることがわかる。これは，比較的短い鋳造帯の長さで著しい障害の影響があったことを示している。

【0084】

透磁率μ_ｄｙｎは，μ_ｓｉｎよりも変化に強く反応するため，μ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎの比率及び正規化されたμ_８０は，特に，著しく減少するように，直線的な大幅な低下を示している。

【0085】

図１２は，ローラーバニシングされた鋳造帯のストリップ鋳造物とローラーニシングされていない鋳造帯のストリップ鋳造物について，Ｈ＝１５ｍＡ／ｃｍでのμ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎの比率を比較した図である。図１３は，これらのストリップに関して，正規化された透磁率μ_８０を比較した図である。両方の値はともに，ローラーバニシングされた鋳造帯のストリップキャストよりもローラーバニシングされていない鋳造帯のストリップ鋳造物の方がより減少している。

【0086】

第１の実験の結果に基づいて，μ_ｓｉｎ＞２０００００，μ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎ比＞０．８０，場合によってはμ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎ比＞０．８５の透磁率の値で，確実にかつ繰り返し，この方法とこの合金で実現できるようである。

【0087】

様々な幾何学的な変数（Ｒａ，Ｒｚと充填率）と磁気変数（μ_ｓｉｎ，μ_ｄｙｎ及びμ_ｓｉｎ／μ_ｄｙｎ比）に基づいて，本発明の製造方法による効率性と製品の品質の均一性は，鋳造プロセス中に，ヒートシンクの表面を継続的に作動させることにより，向上できることが示された。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】