JP2001200342A - 鋳造品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産効率の悪化および歩留まりの低下を防止で
き、表皮下に割れの発生のない優れた品質の鋳造品とそ
の製造方法の提供。 【解決手段】質量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓ
ｉ：０．２〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｃｒ：２
０〜３５％、Ｎｉ：２０〜５０％、Ｔｉ：０．２〜１．
５％、Ａｌ：０．００５〜０．５％、ＳｉとＡｌの合
計：０．２０５〜２．０％、Ｎ：０．０１％未満を含有
し、残部はＦｅおよび不純物からなる鋳造品。鋳造する
前の取鍋内の溶鋼を脱窒素処理するか、または、Ｎ含有
率が０．０１％未満の溶解用原料を用いる。いずれの場
合にも、取鍋内の溶鋼の過熱度を６０〜１００℃として
鋳造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表皮下に割れの発
生のない優れた品質の鋳造品とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水素製造用の改質炉用反応管やエチレン
プラントの分解炉用反応管などの高温装置用材料は、７
００〜１１５０℃の高温で使用されるために、優れた高
温強度、とくに、優れたクリープ破断強度が要求され
る。さらに、細径薄肉管や長尺管に加工されるので、こ
れら高温装置用材料用の素材には、優れた加工性および
溶接性が要求される。

【０００３】これら加工性や溶接性を満足させる化学組
成を有する耐熱鋼および耐熱合金（以下、両方を併せて
耐熱材料と記す）が、従来から多く提案されている。基
本的な化学組成および各元素の含有率は、質量％で、
Ｃ：０．１０％〜０．３０％、Ｃｒ：２０％〜３５％お
よびＮｉ：２０％〜５０％である。ＣｒとＮｉを多く含
有させることにより、これら耐熱材料の金属組織は高温
強度に優れたオーステナイト組織となり、耐酸化性およ
び耐浸炭性を持つに到る。さらに、Ｃを適度に多く含有
させることにより、これら耐熱材料では、優れた引張強
さおよびクリープ破断強度が得られる。

【０００４】これらの高温装置用材料の製造方法は、概
ね、つぎのような方法である。すなわち、まず、電気炉
や高周波誘導炉などの溶解設備を用いて、溶解原料を溶
解し、溶湯を所定の成分範囲に調整した後、取鍋内に出
湯する。その後、必要に応じて、アルゴン酸素脱炭設備
（ＡＯＤ）や真空脱炭設備（ＶＯＤ）などの精錬設備を
用いて、Ｃ、Ｓ、Ｃｒ、Ｎなどの成分含有率を調整す
る。

【０００５】溶製後の溶湯は、静止した鋳型に鋳造され
て鋳塊(インゴット)となる。また、高速回転する鋳型に
鋳造されて、中空円筒管などになる。鋳塊は、表面の湯
じわや二重肌、割れなどの欠陥が除去された後、所定の
温度まで加熱され、分塊圧延あるいは鍛造されて、熱間
加工用素材となる。その後、これら素材は、たとえば、
押し出しにより熱間加工され、さらに熱処理されて製品
が得られる。また、遠心鋳造によって製造された中空円
筒管などは、そのまま内外面が旋盤などで仕上げられ
て、製品が得られる。また、必要に応じて、この鋳造品
は熱間圧延され、所定の寸法の中間素材に加工された
後、熱処理されて製品が得られる。

【０００６】前述の基本的な化学組成の耐熱材料を溶製
し、鋳塊や中空円筒管などを得る場合に、それらの表皮
下（表面より数ｍｍ以上の内部）に割れが発生しやす
い。この割れを除去するために、鋳塊や中空円筒管など
の表面を１０〜５０ｍｍ皮削りする必要がある場合があ
り、生産効率の悪化および歩留まりの低下が発生してい
た。

【０００７】鋳塊に除去しきれなかった小さな割れが残
存する場合には、これら鋳塊を分塊圧延または鍛造する
際に、割れが拡大する。そのため、分塊圧延などを途中
で止め、鋳塊の表面を手入れして、再び加熱し分塊圧延
などを行う場合がある。そのため、生産効率は悪く、製
品までの歩留まりが悪くなる。また、中空円筒管などの
場合には、皮削りでも取りきれなかった小さな割れが製
品に残り、高温で使用中に、この割れを起点にして腐食
が進行し、やがて大きな割れや穴あきが発生する場合が
ある。

【０００８】このような割れの原因は、鋳造された直後
の鋳塊や中空円筒管などが冷却する過程で、大きな共晶
状炭化物が多く析出することによる。すなわち、冷却時
に鋳塊や鋳造品の表面に作用する応力により、これら共
晶状炭化物を基点として割れが発生する。また、このよ
うな鋳塊や中空円筒管などを素材として、熱間加工する
際には、共晶状炭化物を基点として割れが発生する。

【０００９】特開昭５３−５２２３２号公報には、鋳塊
を熱間加工する際の割れの発生を抑制する方法として、
鋳塊を鋳造した後の鋳塊の冷却過程において、液相線温
度から７００℃までの平均冷却速度を３０℃／分以上に
することが提案されている。割れの原因である共晶状炭
化物を微細に分散することにより、割れを抑制する方法
である。

【００１０】上記特開昭５３−５２２３２号公報の実施
例では、小型の試験片を鋳造して、引張り試験および熱
間圧延試験を行っただけである。小型の試験片では、鋳
造した後の試験片の冷却過程において、液相線温度から
７００℃までの平均冷却速度を３０℃／分以上にするこ
とが容易である。しかし、工業規模での大型の鋳塊で
は、表皮から中心部にわたって、均一に液相線温度から
７００℃までの平均冷却速度を３０℃／分以上とするこ
とは、困難である。つまり、鋳塊の表面より数ｍｍ程度
内部に入った部分では、冷却速度は遅くなるので、３０
℃／分以上の冷却速度とするのは困難である。したがっ
て、鋳塊の表面より数ｍｍ程度内部の部分には、大きな
共晶状炭化物が多く析出しやすく、割れが発生しやす
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温強度が
要求されるエチレンプラントの分解炉用反応管などの高
温装置用素材に好適で、表皮下に割れの発生のない優れ
た品質の鋳造品とその製造方法とを提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示す鋳造品および下記（２）および（３）に示
す鋳造品の製造方法にある。 （１）質量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：
０．２〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｃｒ：２０〜
３５％、Ｎｉ：２０〜５０％、Ｔｉ：０．２〜１．５
％、Ａｌ：０．００５〜０．５％、ＳｉとＡｌの合計：
０．２０５〜２．０％、Ｎ：０．０１％未満を含有し、
残部はＦｅおよび不純物からなる鋳造品。 （２）上記（１）に記載の鋳造品を製造するに際し、鋳
造する前の取鍋内の溶鋼を脱窒素処理し、かつ、取鍋内
の溶鋼の過熱度を６０〜１００℃として鋳造する鋳造品
の製造方法。 （３）上記（１）に記載の鋳造品を製造するに際し、Ｎ
含有率が０．０１％未満の溶解用原料を用い、かつ、取
鍋内の溶鋼の過熱度を６０〜１００℃として鋳造する鋳
造品の製造方法。

【００１３】本発明の鋳造品とは、静止した鋳型に鋳造
された鋳塊(インゴット)や高速回転する鋳型に鋳造され
た、たとえば、中空円筒管などを意味する。

【００１４】本発明者らは、前述の本発明の課題を、次
のように解決した。なお、以下の説明では、耐熱鋼で代
表させて説明する。

【００１５】所定の化学組成から、コンピュータを用い
て熱力学的に解析を行い、状態図を得た。この状態図か
ら共晶状炭化物が析出する限界のＣ質量％を求めること
ができる。これらの解析方法を活用することにより、下
記の知見を得た。

【００１６】図１は、質量％で、Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：
２５％、Ｓｉ：０．４％、Ｔｉ：０．４％、Ａｌ：０．
４％、Ｎ：０．０２％を含有し、Ｃ含有率が１．０％ま
での範囲で、残部がＦｅおよび不純物である鋼につい
て、コンピュータ解析により作成した状態図を示す。Ｃ
含有率が０．１４質量％以上で、共晶状炭化物が析出す
ることがわかる。すなわち、限界Ｃ質量％は０．１４質
量％であることがわかった。

【００１７】次に、ＣｒおよびＮｉの含有率がそれぞれ
２５質量％の鋼を基準に、共晶状炭化物が発生する限界
Ｃ質量％に及ぼす組成成分の影響をコンピュータ解析し
た結果を、図２および図３に示す。

【００１８】図２は、質量％で、Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：
２５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物である鋼の共
晶状炭化物が析出する限界Ｃ質量％に及ぼすＳｉ、Ｍ
ｎ、ＴｉおよびＡｌの影響を示す図である。

【００１９】図３は、質量％で、Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：
２５％、Ｔｉ：０．５％を含有し、残部がＦｅおよび不
純物である鋼の共晶状炭化物が析出する限界Ｃ質量％に
及ぼすＮの影響を示す図である。

【００２０】図２および図３から、Ｔｉ含有率を増やす
こと、および、ＳｉとＡｌの含有率を減らすことによ
り、共晶状炭化物が析出する限界Ｃ質量％を大きくでき
ること、すなわち、共晶状炭化物が析出しにくくなるこ
とがわかった。さらに、Ｔｉを含有するときに、さらに
Ｎ含有率を減らすことにより、共晶状炭化物が析出しに
くくなることがわかった。

【００２１】上述の知見から、前記（１）の鋳造品を発
明した。この本発明の鋳造品は、とくにＴｉの含有率を
増やし、ＳｉとＡｌの含有率の合計およびＮ含有率を減
らすことにより、共晶炭化物の析出を抑制したものであ
る。

【００２２】上述の、とくに窒素含有率の低い化学組成
を有する鋼および合金を溶製するために、本発明の方法
では、鋳造する前の取鍋内の溶湯を脱窒素処理するか、
または、Ｎ含有率が０．０１％未満の溶解用原料を用い
る。いずれの場合も、取鍋内の溶湯の過熱度を６０〜１
００℃として鋳造する。取鍋内の溶湯の過熱度とは、溶
湯の温度（融点より高い温度）と溶湯の融点との差のこ
とである。このような本発明の方法により、表面に割れ
の発生のない、また、清浄性の良い、品質の優れた鋳造
品を得ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の鋳造品、およびその鋳造
品の製造方法について、以下に詳しく説明する。なお、
各成分の含有率の％表示は質量％を意味する。 （１）化学組成 Ｃ：０．１０〜０．３０％ Ｃは、引張強さやクリープ破断強度を向上させる。その
ためには、０．１０％以上含有させる。しかし、０．３
０％を超えると、固溶化処理状態で未固溶の炭化物が残
存するため、クリープ破断強度が低下する。したがっ
て、Ｃ含有率は、０．１０〜０．３０％とする。

【００２４】Ｓｉ：０．２〜２．５％ Ｓｉは、鋼および合金の脱酸を目的に精錬中に添加さ
れ、また、高温での耐酸化性を向上させるために添加さ
れる。しかし、Ｓｉ含有率が０．２％未満では、それら
の効果が発揮できない。また、２．５％を超えると、加
工性および溶接時の熱影響部の靱性が劣化する。したが
って、Ｓｉ含有率は０．２〜２．５％とする。とくに、
耐浸炭性が要求される場合には、Ｓｉ含有率は１．３〜
１．８％が望ましい。

【００２５】Ｍｎ：０．２〜２％ Ｍｎは、鋼および合金の脱酸を目的に精錬中に添加さ
れ、また、オーステナイト組織を安定化する効果を有す
るので、高価なＮｉの代替元素として添加される。ま
た、高温での耐酸化性を向上させるためにも添加され
る。しかし、Ｍｎ含有率が０．２％未満では、それらの
効果が発揮できない。また、２％を超えると、高温での
耐酸化性が低下する。したがって、Ｍｎ含有率は０．２
〜２％とする。

【００２６】Ｃｒ：２０〜３５％ Ｃｒは、高温強度および耐酸化性を向上させるために添
加される。そのためには、２０％以上含有させる。しか
し、３５％を超えると加工性が劣化し、また、完全なオ
ーステナイト組織を安定して得られなくなる。したがっ
て、Ｃｒ含有率は２０〜３５％とする。

【００２７】Ｎｉ：２０〜５０％ Ｎｉは、Ｃｒ量に応じて安定したオーステナイト組織を
得るために含有させる。また、高温での耐酸化性、耐浸
炭性を向上させるために添加される。そのためには、２
０％以上含有させる。しかし、５０％を超えると、耐浸
炭性の効果が飽和する。したがって、Ｎｉ含有率は２０
〜５０％とする。

【００２８】Ｔｉ：０．２〜１．５％ Ｔｉは、結晶粒粗大化を抑制し、クリープ破断強度を向
上させるために添加される。また、共晶状炭化物の析出
を抑制する目的で添加される。そのためには、０．２％
以上含有させる。しかし、１．５％を超えると、加工性
や溶接性が劣化する。したがって、Ｔｉ含有率は、０．
２〜１．５％とする。より望ましい範囲は、０．４〜
０．８％である。

【００２９】Ａｌ：０．００５〜０．５％ Ａｌは、鋼および合金の脱酸を目的に精錬中に添加さ
れ、また、高温での耐浸炭性を向上させるために添加さ
れる。しかし、Ａｌ含有率が０．００５％未満では、そ
れらの効果が発揮できない。また、０．５％を超える
と、延性が低下する。したがって、Ａｌ含有率は、０．
００５〜０．５％とする。とくに、耐浸炭性が要求され
る場合には、Ａｌ含有率は０．００５〜０．０３％が望
ましい。

【００３０】ＳｉおよびＡｌの含有率の合計：０．２０
５〜２．０％ Ｓｉは高温での耐酸化性を向上させるために添加し、ま
た、Ａｌは、高温での耐浸炭性を向上させるために添加
する。 ＳｉおよびＡｌの含有率の合計が０．２０５％
未満では、これらの効果が発揮できない。一方、Ｓｉお
よびＡｌは、ともに共晶状炭化物を析出させやすい元素
であるので、ＳｉおよびＡｌの含有率の合計が２．０％
を超えると、著しく共晶状炭化物が析出する。

【００３１】Ｎ：０．０１％未満 Ｎは溶解原料や大気から入りやすい。しかし、Ｎは、共
晶状炭化物を析出させやすい元素であるから、できるだ
け少ないことが望ましい。そこで、共晶状炭化物の析出
を抑制するために、Ｎ含有率は０．０１％未満とする。 （２）製造方法 本発明で規定する化学組成を有する鋳造品を製造するに
際し、本発明の方法では、溶湯を脱窒素処理を行うか、
または、Ｎ含有率が０．０１％未満の溶解用原料を用い
る。いずれの場合にも、取鍋内の溶湯の過熱度を６０〜
１００℃として鋳造する。以下に、鋳造品の製造方法に
ついて説明する。

【００３２】まず、鋳造品のＮ含有率が０．０１質量％
未満になるように溶湯を脱窒素処理を行う方法を説明す
る。

【００３３】電気炉や高周波誘導炉などの溶解設備で溶
解原料を溶解し、Ｃｒ、Ｎｉなどを所定の化学組成に調
整した後、取鍋内に溶湯を出湯する。この際、溶解原料
には、Ｎ含有率の低いものを用いる必要はない。すなわ
ち、取鍋内に出湯された溶湯を、その後、真空脱炭設備
（ＶＯＤ）などの脱窒素機能を備えた精錬設備を用いて
処理する。その際、Ｃ、Ｓ、Ｃｒなどの成分含有率を調
整し、所定の化学組成の範囲内に溶湯の化学組成を調整
する。

【００３４】このようにして得た溶湯に脱窒素処理を施
して、鋳造品のＮ含有率を０．０１質量％未満とする。
その際に、溶湯中のＮ含有率が０．００７質量％未満と
なるように、脱窒素処理するのが望ましい。その理由
は、溶製完了後の溶湯から鋳塊や鋳造品に鋳造する過程
で、大気中のＮが混入し、Ｎ含有率が若干増加するから
である。装置によって、その増加量は異なるが、概ね
０．００３質量％程度である。したがって、この増加量
をあらかじめ把握して、溶製完了時の溶湯中のＮ含有率
を設定するのがよい。

【００３５】つぎに、Ｎ含有率が０．０１％未満の溶解
用原料を用いる理由を説明する。真空誘導溶解炉を用
い、かつ、真空下の同じ容器内で鋳造を行える設備を用
いて製造する場合には、溶湯に対する大気の影響を排除
できるので、大気中のＮが混入し、Ｎ含有率が増加する
ことはないし、さらに、清浄性に優れた溶湯が得られ
る。しかし、その際、溶湯を脱窒素する作用はほとんど
期待できない。したがって、Ｎ含有率が０．０１％未満
の溶解原料を用いる。

【００３６】溶湯を脱窒素処理するか、または、Ｎ含有
率が０．０１％未満の溶解用原料を用いることにより得
られた溶湯を鋳造品に鋳造するに際し、取鍋内の溶湯の
過熱度を６０〜１００℃として鋳造する。溶湯の過熱度
が１００℃を超える場合には、熱応力によって、鋳塊や
鋳造品の表面に割れが発生しやすくなる。６０℃未満で
は、溶湯中の酸化物などが浮上しにくく、そのまま凝固
するため、清浄性の悪い鋳塊や鋳造品となる。

【００３７】

【実施例】（実施例１）真空誘導溶解装置を用い、種々
の化学組成の鋼を溶製し、その溶解装置の入った同じ容
器内で、真空下、上注ぎ方式で溶鋼を鋳型に鋳造し、５
０ｋｇの鋳塊を各試験当たり１個づつ製造した。鋳塊の
大きさは、水平断面が一辺が２００ｍｍの八角形で、高
さは２０００ｍｍである。鋳造するときの取鍋内の溶鋼
の過熱度は、いずれの試験でも、本発明の方法で規定す
る条件の範囲内の７０〜８０℃とした。

【００３８】溶解に際し、本発明例の試験Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．１０では、本発明で規定する条件の範囲内のＮ含有
率が０．０１質量％未満の溶解原料、すなわち、Ｎ含有
率が０．０１質量％未満の鋼のスクラップ、および、合
金鉄（ＦｅＣｒ、ＦｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＳｉなど）
を用いた。また、比較例の試験Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１８
では、Ｎ含有率が０．０１質量％未満の溶解原料を、と
くに用いなかった。

【００３９】得られた鋳塊の表面から５ｍｍの深さま
で、旋盤で切削し除去した後、目視で鋳塊表面の割れの
発生有無を調査した。また、鋼塊の高さの中間の位置か
ら、直径３ｍｍのドリル刃により切り削を採取して、各
元素の含有率を分析した。さらに、目視により鋳塊表面
に割れが発生しているのが確認された場合には、１辺が
２０ｍｍの正方形で、鋳塊表面から深さ１０ｍｍの位置
までのサンプルを切り出し、深さ方向の断面をシュウ酸
電解法によりエッチングして、３５倍の倍率で光学顕微
鏡により、凝固組織と割れを観察した。さらに、割れが
発生しているサンプルでは、ＳＥＭ−ＥＤＸ観察（１０
００倍）により、割れ部近傍の析出物を観察した。表１
に化学組成および鋳塊表面の割れの発生状況を示す。

【００４０】

【表１】 試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０では、化学組成は、いずれも
本発明で規定する化学組成の範囲内の組成であった。ま
た、目視の結果、鋳塊表面に割れは発生していなかっ
た。

【００４１】試験Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１８では、いずれ
もＮ含有率が、本発明で規定する条件の上限を外れ、
０．０１質量％を超えた。Ｎ含有率が０．０１質量％未
満の溶解原料を、とくに用いなかったためである。さら
に、Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１８の内の一部の試験では、少
なくともＴｉ、または、ＳｉとＡｌの合計の含有率が、
本発明で規定する条件の範囲外になるように製造した。

【００４２】試験Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１８のそれぞれの
鋳塊表面に、割れが発生しているのが目視で確認でき
た。とくに、Ｎ含有率が多い鋼塊やＮとＴｉなど、２つ
以上の元素の含有率が本発明で規定する条件を外れてい
る鋳塊には、大きな割れが発生していた。

【００４３】試験Ｎｏ．１２の鋼塊表面からサンプルを
切り出し、前述の条件で光学顕微鏡観察した結果、割れ
は柱状晶に沿って発生しており、鋳造時に割れが発生し
たことが確認できた。また、割れ部近傍のＳＥＭ−ＥＤ
Ｘ観察の結果、析出物はＣｒ炭化物であることが確認で
きた。（実施例２）本発明例の試験Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．
２７では、電気炉で溶解原料を溶解し、Ｃｒ、Ｎｉなど
の含有率を大まかに調整した後、取鍋内に４０ｔｏｎの
溶鋼を出鋼した。その後、取鍋を真空取鍋脱ガス装置
（ＶＯＤ）に移動し、脱炭処理と成分調整を行うととも
に、脱窒素処理を行い、Ｎ含有率を０．０１％未満とし
た。取鍋を真空取鍋脱ガス装置から移動し、大気中、下
注ぎ方式で溶鋼を鋳型に鋳造した。

【００４４】比較例の試験Ｎｏ．２８〜Ｎｏ．３５で
は、電気炉で溶解原料を溶解し、Ｃｒ、Ｎｉなどの含有
率を大まかに調整した後、取鍋内に４０ｔｏｎの溶鋼を
出鋼した。その後、取鍋内の溶鋼をアルゴン酸素脱炭装
置（ＡＯＤ）に移し替え、脱炭処理を行うとともに、成
分調整を行った。その後、溶鋼を取鍋に出鋼し、大気
中、下注ぎ方式で溶鋼を鋳型に鋳造した。

【００４５】鋳塊の大きさは、それぞれ水平断面が４８
０ｍｍの正方形で、高さは２０００ｍｍである。鋳造す
るときの取鍋内の溶鋼の過熱度は、試験Ｎｏ．１９〜Ｎ
ｏ．２７では、本発明の方法で規定する条件の範囲内の
６９〜９１℃とした。また、試験Ｎｏ．２８〜Ｎｏ．３
５では、一部の試験では、本発明の方法で規定する上限
を超えた１１０〜１２８℃とした。

【００４６】鋳型に溶鋼を鋳造するとき、取鍋の下ノズ
ルと鋳型の注入管との接続部に、Ａｒガスを流すととも
に、鋳型内にあらかじめＡｒガスを充満させることによ
り、大気中のＮが鋳造する溶鋼中に極力混入しないよう
にした。その結果、鋳造中のＮ含有率の増加量を約０．
００１質量％までに抑制することができた。

【００４７】各試験において、約１２個の鋳塊が得られ
た。これらの鋳塊の表面から３ｍｍ深さまで、グライン
ダで皮削りした後、鋳塊表面の割れの発生有無を目視で
調査した。また、鋳塊の高さの中間の位置から、直径３
ｍｍのドリル刃により切り削を採取して、各元素の含有
率を分析した。さらに、目視により鋼塊表面に割れが発
生しているのが確認された場合には、実施例１と同じ方
法により、光学顕微鏡およびＳＥＭ−ＥＤＸにより観察
を行った。表２に化学組成、鋳塊表面の割れの発生状況
および溶鋼から熱間加工用素材までの通算歩留まりを示
す。

【００４８】

【表２】 試験Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．２７では、目視観察の結果、鋳
塊表面に割れは発生していなかった。その後、これらの
鋳塊を加熱炉に装入して、１１５０℃に加熱した後、直
径１８０ｍｍになるまで鍛造加工して、熱間加工用素材
を得た。熱間加工用素材の表面にも、割れは発生してい
ないのが目視で確認できた。したがって、鋳塊や熱間加
工用素材の表面を手入れする必要がないので、生産効率
が良く、また、溶鋼から熱間加工用素材までの通算歩留
まりは７８〜８５％となり、良好な歩留まりであった。

【００４９】試験Ｎｏ．２８〜Ｎｏ．３５では、取鍋内
の溶鋼を大気中でアルゴン酸素脱炭装置に移し替えたこ
と、アルゴン酸素脱炭装置では、脱窒素効果が少ないこ
となどにより、いずれもＮ含有率が、本発明で規定する
条件の上限を外れ、０．０１質量％を超えた。さらに、
一部の試験では、少なくともＴｉ、または、ＳｉとＡｌ
の合計の含有率を、本発明で規定する条件の範囲外にな
るように溶製した。

【００５０】試験Ｎｏ．２８〜Ｎｏ．３５では、長さ１
０ｍｍ以上、大きなものは１００ｍｍを超える大きな割
れが発生しているのが目視で観察できた。とくに、Ｎ含
有率が多い鋳塊やＮとＴｉなど、２つ以上の元素の含有
率が本発明で規定する条件を外れている鋳塊に、大きな
割れが発生していた。試験Ｎｏ．２９の鋳塊表面からサ
ンプルを切り出し、上述する条件で光学顕微鏡観察した
結果、割れは、柱状晶に沿って発生しており、鋳造時に
割れが発生したことが確認できた。また、割れ部近傍の
ＳＥＭ−ＥＤＸ観察の結果、析出物はＣｒ炭化物である
ことが確認できた。

【００５１】試験Ｎｏ．２８〜Ｎｏ．３５で得られた鋳
塊の表面の割れをグラインダで切削して除去した後、加
熱炉で１１５０℃に加熱して、１辺３００〜４００ｍｍ
まで鍛造したときに、表面に大きな割れが発生したた
め、鍛造を継続することができなくなった。そこで、い
ったん室温まで冷却した後、グラインダで割れ部を除去
し、再度、加熱、鍛造を行い、直径１８０ｍｍの熱間加
工用素材を得た。このように、鋳塊や熱間加工用素材の
表面を手入れしたので、生産効率が悪く、また、溶鋼か
ら熱間加工用素材までの通算歩留まりは４８〜６５％と
なり、悪い歩留まりであった。

【００５２】

【発明の効果】本発明の鋳造品は、高温強度などが要求
されるエチレンプラントの分解炉用反応管用の素材とし
て好適な鋳造品である。これら鋳造品を製造する際に、
本発明の方法を適用することにより、生産効率の悪化お
よび歩留まりの低下を防止でき、さらに、表皮下に割れ
の発生のない優れた品質の鋳造品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】質量％で、Ｃ：０〜１．０％、Ｃｒ：２５％、
Ｎｉ：２５％、Ｓｉ：０．４％、Ｔｉ：０．４％、Ａ
ｌ：０．４％、Ｎ：０．０２％を含有する鋼について、
コンピュータ解析により作成した状態図を示す。

【図２】質量％で、Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：２５％を含有
する鋼の共晶状炭化物が析出する限界Ｃ質量％に及ぼす
Ｓｉ、Ｍｎ、ＴｉおよびＡｌの影響を示す図である。

【図３】質量％で、Ｃｒ：２５％、Ｎｉ：２５％、Ｔ
ｉ：０．５％を含有する鋼の共晶状炭化物が析出する限
界Ｃ質量％に及ぼすＮの影響を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】質量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓ
   ｉ：０．２〜２．５％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｃｒ：２
   ０〜３５％、Ｎｉ：２０〜５０％、Ｔｉ：０．２〜１．
   ５％、Ａｌ：０．００５〜０．５％、ＳｉとＡｌの合
   計：０．２０５〜２．０％、Ｎ：０．０１％未満を含有
   し、残部はＦｅおよび不純物からなることを特徴とする
   鋳造品。
2. 【請求項２】請求項１に記載の鋳造品を製造するに際
   し、鋳造する前の取鍋内の溶鋼を脱窒素処理し、かつ、
   取鍋内の溶鋼の過熱度を６０〜１００℃として鋳造する
   ことを特徴とする鋳造品の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の鋳造品を製造するに際
   し、Ｎ含有率が０．０１％未満の溶解用原料を用い、か
   つ、取鍋内の溶鋼の過熱度を６０〜１００℃として鋳造
   することを特徴とする鋳造品の製造方法。