JP2000117393A - 耐摩耗材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用中に偏摩耗が発生しない複合耐摩耗材を
提供する。 【解決手段】 雨堰方式によって鋳造された複合耐摩耗
材の製法において、雨堰を傾斜させる事によって溶湯が
基板上を広い範囲に流れ、堰直下部に溶湯が集中する事
による組織粗大化とその結果生じる使用中の偏摩耗を防
止する耐摩耗材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鉄業やセメント
製造業等において、塊鉱物、粉体を処理する設備のライ
ナー、プレート等に使用される耐摩耗材の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄業やセメント製造業等における耐摩
耗材は、従来高炭素高クロム鋳鉄を鋳造した単体鋳物ま
たは上記鋳鉄の溶接材料を基板の上に溶接した肉盛複合
ライナーが広く使われてきた。その後、特開平６−２３
８３９６号公報に示されるような、基板の上に高炭素高
クロム鋳鉄を鋳掛けする鋳造複合ライナーが発明され、
従来の耐摩耗材に発生していた割れや剥離が発生しない
ライナーが提供されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平６−２３８
３９６号公報に開示のライナーは、鋳造において堰形式
として雨堰を使用し、耐摩耗材料の溶湯を基板に鋳掛け
して溶着させる製造法であるが、その際雨堰は鋳物製造
で通常使用される垂直の雨堰である。しかし、垂直雨堰
の場合、堰の直径と配置する数を適正にすることによっ
て冶金的拡散層を持った溶着を得る事が出来るが、雨堰
直下の部分は溶湯が基板に直角に衝突するため、より良
好な溶着が得られる反面、基板の溶け込みが大きすぎる
という問題があった。その結果、その部分は凝固が遅れ
るため鋳造組織が粗大になったり、鋳巣が発生する場合
があった。このような部分は使用中に塊鉱物との摩擦に
よって摩耗が促進され、偏摩耗現象の原因になることが
ある。また、垂直雨堰では、雨堰直下の基板には十分溶
湯が当たるのに対して、堰から離れた位置は相対的に溶
湯の流れが少ないため、溶着はしても基板の溶け込み深
さに若干の差が出ることがあり、材質、鋳放し形状（反
り、歪み）にバラツキが生じる原因となっていた。

【０００４】本発明は、上記垂直雨堰の欠点を解消し、
均質な溶着を促し、かつ又鋳造組織の粗大化部を無く
し、材質や鋳放し形状にバラツキが生じないような耐摩
耗材の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、普通鋼または合金鋼の基板を鋳型内に配
置し、堰形式として雨堰を使用して、耐摩耗鋳鉄または
鋳鋼の溶湯を鋳掛け注入し、上記基板と溶着させ複合化
する耐摩耗材の製法において、雨堰の角度を垂直線に対
して傾斜させた耐摩耗材の製造方法である。上記雨堰の
傾斜角度は、上端面と下端面の直径が造型時の抜け勾配
の範囲で実質的に同一である雨堰では、その中心線の角
度を垂直線に対して１０度から６０度とし、上端面の直
径に比し下端面のそれが大きいテーパつき雨堰では、堰
を構成するテーパ面の角度が垂直線に対して、最小部は
５０度以下、最大部は１０度から６０度であることが好
ましい。これによって、耐摩耗材と基板をより均一に溶
着せしめ、かつ基板から耐摩耗材にかけての組織を緻密
に凝固せしめて、偏摩耗の発生を防止できる。また、上
記傾斜雨堰によって、基板の表面を溶湯が広い範囲に洗
い流れるため、雨堰の数を減少せしめ得る。

【０００６】

【作用】本発明の内容を図面を参酌しながら詳述する。
図１は本発明の傾斜雨堰を使ったライナーの砂型鋳型の
模式図であって、耐摩耗鋳鉄または鋳鋼の溶湯を湯口１
１、湯道１２を経て雨堰１３の中を落下させ基板１４の
上部の空隙１６に注入する。その際溶湯の注入温度、注
入速度、雨堰の形状、配置を基板のサイズに応じて適当
に選ぶことによって耐摩耗材と基板を完全に溶着せしめ
ることが可能である。図１中、符号１５はスタッドを示
す。従来の雨堰１３ａは図２（ａ）の如く垂直であるた
め、雨堰直下の溶湯と基板の境界部には図２（ｂ）に示
す如く周囲に比し大きな湯溜り１７ができる。この部分
が凝固すると組織が粗大になり、鋳造組織粗大部１８が
できる。本発明の雨堰は、図３（ａ）および（ｂ）の形
状を有している。ここで角度Ａは１０度から６０度、角
度ＢおよびＣはそれぞれ５０度以下、１０度から６０度
であれば溶湯が落下して基板に衝突した時、雨堰直下に
集中して図２（ｂ）のような湯溜り１７を造ることな
く、基板表面に沿って周囲に流れて広範囲で均一に溶着
し、かつ従来より少ない雨堰数で良好な溶着が得られる
ことが明らかとなった。必要雨堰数を減少し得る効果は
特にテーパ雨堰で有効であった。本発明の雨堰形状につ
いては、堰の上端面は通常円形とするが、本発明の趣旨
に鑑み横方向の溶湯流れを助長するために、楕円形また
は四角形以上の多角形とする事も出来る。また、本発明
の雨堰は図３（ｃ）に示す如く堰の途中までは従来通り
の垂直雨堰とし、出口側に傾斜雨堰を設ける方法も全く
同様の効果を有する。

【０００７】以下上記数値の限定理由を述べる。上端面
と下端面の直径が造型時の抜け勾配の範囲で実質的に同
一である雨堰の垂直線に対する中心線の角度（図３
（ａ）の角度はＡ）は、１０度未満では従来の垂直雨堰
と変わりなく、溶湯が基板に直角に近く衝突するため、
基板の溶け込みが大きすぎる。一方、６０度を越えると
基板表面に沿って広範囲に流れる反面、均一に流れにく
く特に雨堰の直下が溶着しにくくなる。上端面の直径に
比し下端面のそれが大きいテーパつき雨堰については、
垂直線に対する堰を構成するテーパ面の角度（図３中
（ｂ）の角度ＢおよびＣ）は、最大テーパ部角度Ｃが１
０度未満になると従来の垂直雨堰と変わりなく、溶湯が
基板に直角に近く衝突するため、基板の溶け込みが大き
すぎる。一方テーパ最小部角度Ｂが５０度、最大部角度
Ｃが６０度を超えると堰のテーパが大きくなり過ぎ、基
板表面に沿って広範囲に流れる反面、雨堰の断面積が大
きくなるため溶湯が分散して均一に流れにくくなり、溶
着しない場所が発生する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を実施例
に基づき説明し、本発明の理解に供する。図１に示す基
板１４として、厚さ１４ｍｍ、幅９００ｍｍ、長さ１８
００ｍｍの大きさのＳＳ４００の鋼板を用い、耐摩耗層
の厚さ１８ｍｍの複合ライナーを製造した。雨堰は上端
面入り側の直径を１０ｍｍとし、２５０ｍｍピッチ、お
よび４５０ｍｍピッチで設置した鋳型の中に、成分が重
量比で、４．９５％Ｃ、１．１０％Ｓｉ、０．６５％Ｍ
ｎ、２９．４３％Ｃｒ、１．８１％Ｍｏ、１．４８％Ｖ
残部が実質的にＦｅから成る鋳鉄を、注入温度１５８５
℃で注入した。雨堰の傾斜角を表１に示す条件で製造し
た結果、表１に併記する結果が示すように本発明法によ
れば雨堰部の偏摩耗を完全に防止できる事が確認でき
た。また、テーパ雨堰を使用した場合、雨堰のピッチを
４５０ｍｍに大きくしても完全な溶着が得られる事が判
った。

【０００９】

【表１】

【００１０】

【発明の効果】以上述べてきた如く、本発明方法によれ
ば溶着面の均一化が図れ、従来の垂直雨堰を使用した複
合ライナーで生じていた鋳造組織の粗大化部を解消する
事が出来、該ライナーの使用中の偏摩耗発生を完全に防
止できる。上記偏摩耗はライナーの使用環境として比較
的に衝撃力の大きい場所で発生していたが、本発明法に
よってかかる環境においても複合ライナーが使用可能と
なり、産業上の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる鋳型の要部端面図である。

【図２】（ａ）は従来法で用いる鋳型の要部端面図、
（ｂ）は組織粗大部の派生模式図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はいずれも本発明で用
いる雨堰の端面図である。

【符号の説明】

１１ 湯口 １２ 湯道 １３ 雨堰（本発明法） １３ａ 雨堰（従来法） １４ 基板 １５ スタッド １６ 鋳型内空隙（鋳物部分） １７ 湯溜り １８ 鋳造組織粗大部 Ａ 垂直線に対する雨堰の中心線の角度 Ｂ、Ｃ 堰を構成するテーパ面の垂直線に対する角度。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 普通鋼または合金鋼の基板を鋳型内に設
   置し、堰形式として雨堰を使用して、耐摩耗鋳鉄または
   鋳鋼の溶湯を鋳掛け注入し、上記基板と溶着させ複合化
   する耐摩耗材の製法において、雨堰の角度を垂直線に対
   して傾斜させたことを特徴とする耐摩耗材の製造方法。
2. 【請求項２】 上端面と下端面の直径が造型時の抜け勾
   配の範囲で実質的に同一である雨堰を有し、その中心線
   の角度を垂直線に対して１０度から６０度とすることを
   特徴とする請求項１に記載の耐摩耗材の製造方法。
3. 【請求項３】 上端面の直径に比し下端面のそれが大き
   いテーパつき雨堰を有し、該雨堰を構成するテーパ面の
   角度が垂直線に対して、最小部は５０度以下、最大部は
   １０度から６０度であることを特徴とする請求項１に記
   載の耐摩耗材の製造方法。