JP2843952B2 - Manufacturing method of thin plate preform - Google Patents

Manufacturing method of thin plate preform

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JP2843952B2 JP19255291A JP19255291A JP2843952B2 JP 2843952 B2 JP2843952 B2 JP 2843952B2 JP 19255291 A JP19255291 A JP 19255291A JP 19255291 A JP19255291 A JP 19255291A JP 2843952 B2 JP2843952 B2 JP 2843952B2
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thin plate
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良雄 井川
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、薄板プリフォ−ムの製
造法に関し、詳しくは、単ロ−ル式キャスタ−とスプレ
イ・デポジット装置とを組合せた設備による薄板プリフ
ォ−ムの製造法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin sheet preform, and more particularly to a method of manufacturing a thin sheet preform by using a combination of a single roll type caster and a spray deposit device. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】一般に、薄板プリフォ−ム
(ストリップ)の製造には、圧延工程を簡易化した製造
法、すなわち、溶解→連続鋳造→圧延を一貫して行う特
殊連続鋳造設備が知られており、この製造法は、単ロ−
ル式、ロ−ル・ベルト式、ツインロ−ル式およびツイン
ベルト式等に分けられる。
2. Description of the Related Art Generally, in the production of thin sheet preforms (strips), there is known a production method which simplifies a rolling process, that is, a special continuous casting equipment which performs melting → continuous casting → rolling continuously. This manufacturing method is simple
Roll type, roll belt type, twin roll type, twin belt type, etc.

【0003】ところで、単ロ−ル式連続鋳造法(単ロ−
ル式ストリップ・キャスタ−)は、構造簡単で、しかも
冷却域が比較的大きくとれるので、例えばツインロ−ル
式ストリップ・キャスタ−に比べ生産性が高い長所をも
っているものの、肉厚の制御が難しく、しかも、ストリ
ップにおけるロ−ル側の冷却速度と表面側の冷却速度と
が異なるため、ストリップの表層部に欠陥が発生しやす
い、という問題があり、その上、スラブやビレット等の
鋳片を生産する一般の連続鋳造設備に比べ、はるかに生
産性が低い、という問題があった。
By the way, a single-roll continuous casting method (single-roll
The strip type caster has a simple structure and a relatively large cooling area. Therefore, for example, it has the advantage of higher productivity than the twin roll type strip caster, but it is difficult to control the wall thickness. Moreover, since the cooling rate on the roll side and the cooling rate on the surface side of the strip are different, there is a problem that defects are likely to occur on the surface layer of the strip, and furthermore, slabs, billets and other cast pieces are produced. However, there is a problem that productivity is much lower than that of a general continuous casting facility.

【0004】一方、薄板プリフォ−ムの製造法として、
スプレイ・デポジット法が知られているが、このスプレ
イ・デポジット法とは、溶融金属を不活性ガスによって
アトマイズし、細かく粉砕された溶滴を飛散中に急冷凝
固させてコレクタ−に堆積させプリフォ−ム(素形材)
を得る方法(例えば、特公昭54−29985号公報、
特公昭56−12220号公報および特開昭64−15
264号公報など参照)であって、普通鋳造法に比べ、
急冷凝固による均一なミクロ組織ができること、マクロ
偏析のないこと、および加工性・鍛造性が良好であるこ
と等の長所を有している。また、スプレイ・デポジット
法は、溶融金属の粒子群を被覆材の表面に吹付けて積層
被膜を形成させる溶射法に比べ、ポロシティが少なくで
き高密度なプリフォ−ムが得られ、しかも生産性が高い
長所を有している。ところが、かかる急冷凝固を極端に
行うとポロシティが生じ、高密度なプリフォ−ムが得ら
れなくなる。すなわち、このポロシティの発生原因は、
ガスによる冷却が極端になり過ぎると、プリフォ−ムに
堆積する粒子の中で固相粒子の比率が高くなり、固相粒
子間の隙間を埋める液相、半溶融粒子が少なくなるた
め、固相粒子間の隙間がそのままポロシティになると考
えられており、また、粒子温度が比較的低温になると粒
子が衝突時に偏平になりにくく、後から来る粒子に対し
て影になる部分を形成する。しかし、後から来る粒子の
温度が十分高い溶融状態であれば、この影の部分を埋め
ることができるが、その温度が低いと埋めつくせずポロ
シティになると考えられている。したがって、スプレイ
・デポジット法では、ポロシティ発生の問題が伏在して
いる。
On the other hand, as a method of manufacturing a thin plate preform,
The spray deposit method is known. In the spray deposit method, a molten metal is atomized by an inert gas, and finely pulverized droplets are rapidly cooled and solidified during scattering and deposited on a collector to form a preform. (Material)
(For example, Japanese Patent Publication No. 54-29985,
JP-B-56-12220 and JP-A-64-15
No. 264, etc.), compared to the ordinary casting method,
It has advantages such as the formation of a uniform microstructure by rapid solidification, the absence of macrosegregation, and the good workability and forgeability. Also, the spray deposit method has a lower porosity and a higher density preform than the thermal spraying method in which a group of molten metal particles are sprayed onto the surface of a coating material to form a laminated coating, and furthermore, productivity is improved. Has high advantages. However, when such rapid solidification is performed extremely, porosity occurs, and a high-density preform cannot be obtained. That is, the cause of this porosity is
If the cooling by the gas becomes too extreme, the ratio of solid phase particles in the particles deposited on the preform becomes high, and the liquid phase and the semi-molten particles that fill the gaps between the solid phase particles decrease, so the solid phase It is considered that the gap between the particles becomes porosity as it is, and when the particle temperature becomes relatively low, the particles are less likely to be flattened at the time of collision, and form a portion that becomes a shadow for particles coming later. However, if the temperature of the particles that come later is sufficiently high in a molten state, the shadow can be filled, but if the temperature is low, it is thought that porosity will not be filled. Therefore, the problem of porosity generation is hidden in the spray deposit method.

【0005】そこで本発明者らは、単ロ−ル式ストリッ
プ・キャスタ−における、前記のような諸問題点を解決
するため、鋭意試行錯誤したところ、単ロ−ル式ストリ
ップ・キャスタ−法にスプレイ・デポジット法を組合せ
ることにより、意外にも、両者の問題点が全面的に解消
されたので、ここに提供するものである。
The inventors of the present invention have conducted intensive trial and error to solve the above-mentioned problems in the single-roll strip caster. Surprisingly, by combining the spray-deposit method, both problems have been completely solved, and are provided here.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、スプレイ・デポジットを行う不活性雰囲気のチャ
ンバ−内に、単ロ−ル式ストリップ・キャスタ−の鋳型
用ロ−ルを横設し、該鋳型用ロ−ルで鋳込まれている薄
板母材をコレクタ−にしてスプレイ・デポジットするこ
とを特徴とする薄板プリフォ−ムの製造法にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a mold roll for a single-roll type strip caster in a chamber in an inert atmosphere for spray deposition. The present invention also provides a method for producing a thin plate preform, which comprises spraying and depositing a thin plate base material cast by the mold roll as a collector.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の構成を添付図面に示す実施例装置に
より詳細に述べる。図1は本発明の実施例装置の模式
図、図2は顕微鏡写真図である。図1において、スプレ
イ・デポジットを行う不活性雰囲気のチャンバ−1に
は、薄板プリフォ−ム2のパスライン上流側にタンディ
シュ3が隣設されている。このタンディシュ3には、そ
の上方にレ−ドル4が配置されていて、このレ−ドル4
内の溶融金属(例えば、SUS304)5が次々と溶鋼
流5aとなって注湯されるようになっている。また、こ
のタンディシュ3の一方の側壁はもぐり堰3aを構成
し、この堰3aの下方および下流側に、後述の鋳型用ロ
−ル6の巾に相当する巾方向に拡大された供給部7が水
平状に延設されている。前記チャンバ−1には、この水
平状供給部7の先端と接する鋳型用ロ−ル6が回動自在
に横設されており、この鋳型用ロ−ル6は、図示しない
が通常の単ロ−ル式ストリップキャスタ−に用いられて
いるロ−ルと同様、例えば直径約4mとし、その外周を
薄い鋼板で巻いて構成し、内部から冷却水を吹付けるよ
うにしている。また、この鋳型用ロ−ル6の上方にはア
トマイザ−8が配置されていて、この鋳型用ロ−ル6に
スプレイ流9が堆積できるようになっている。したがっ
て、この鋳型用ロ−ル6は、鋳型と、スプレイ・デポジ
ット設備のコレクタ−との機能を兼ねている。そして、
前記アトマイザ−8の上面にはスプレイ・デポジット用
レ−ドル10が設けられており、また、鋳型用ロ−ル6
には剥離用シュ−11が設けられていて、鋳込み開始時
の薄板プリフォ−ム2の剥離を容易にすると共に、操業
中の送出用ガイドとしている。更に、チャンバ−1の出
口には圧延用ロ−ル12が設けられ、また、底部には排
気ガスベンチレ−タ13が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction of the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a micrograph. In FIG. 1, a tundish 3 is provided adjacent to a chamber 1 in an inert atmosphere for performing spray deposition on the upstream side of a pass line of a thin plate preform 2. The tundish 3 is provided with a ladle 4 above the tundish 3.
The molten metal (for example, SUS304) 5 in the inside is successively turned into a molten steel stream 5a and poured. One side wall of the tundish 3 constitutes a moat weir 3a, and a supply section 7 expanded in the width direction corresponding to the width of a mold roll 6 described below is provided below and downstream of the weir 3a. It extends horizontally. In the chamber-1, a mold roll 6 which is in contact with the tip of the horizontal supply unit 7 is rotatably provided horizontally. The mold roll 6, which is not shown, is an ordinary single roll. Similar to the roll used in the roll-type strip caster, it has a diameter of, for example, about 4 m, the outer periphery of which is wound with a thin steel plate, and cooling water is blown from the inside. An atomizer 8 is arranged above the mold roll 6 so that the spray flow 9 can be deposited on the mold roll 6. Therefore, the mold roll 6 has a function of both the mold and the collector of the spray deposit facility. And
A spray deposit ladle 10 is provided on an upper surface of the atomizer 8, and a mold roll 6 is provided.
Is provided with a stripping shoe 11, which facilitates stripping of the thin plate preform 2 at the start of casting and serves as a delivery guide during operation. Further, a rolling roll 12 is provided at the outlet of the chamber 1, and an exhaust gas ventilator 13 is provided at the bottom.

【0008】次に、本実施例装置の作用を述べると、タ
ンディシュ3の溶融金属5は、堰3aをもぐって供給部
7に静かに浮上し、スラグの巻込みもなく鋳型用ロ−ル
6の表面に薄く流れて鋳込まれる。このとき、タンディ
シュ3の溶融金属5は大気と接触してスラグの発生があ
っても、水平状の供給部7はチャンバ−1内に配置され
ており、しかもチャンバ−1内は不活性雰囲気に形成さ
れているので、鋳型用ロ−ル6に鋳込まれる溶融金属5
にはスラグの発生はない。そして、鋳型用ロ−ル6によ
って薄板母材14が連続的に製造される。次いで、この
薄板母材14をコレクタ−にして、スプレイ・デポジッ
ト用レ−ドル10から、薄板母材14と同材質または異
種材質の溶融金属5bのスプレイ流9を、薄板母材14
に比べ数倍の厚さに堆積させるので、薄板プリフォ−ム
2が連続的に製造される。このようにして得られた薄板
プリフォ−ム2は、圧延用ロ−ル12によって均一厚さ
の薄板に形成される。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described. The molten metal 5 of the tundish 3 gently floats on the supply section 7 over the weir 3a, and slag is not entrained. Flows thinly on the surface of the casting. At this time, even if the molten metal 5 of the tundish 3 comes into contact with the atmosphere and slag is generated, the horizontal supply unit 7 is disposed in the chamber 1 and the chamber 1 is kept in an inert atmosphere. The molten metal 5 cast into the mold roll 6
Has no slag. Then, the thin plate base material 14 is continuously manufactured by the mold roll 6. Next, a spray flow 9 of a molten metal 5b of the same material or a different material from the thin plate base material 14 is applied from the spray depositing ladle 10 using the thin plate base material 14 as a collector.
Is deposited several times thicker than the above, so that the thin plate preform 2 is manufactured continuously. The thin plate preform 2 thus obtained is formed into a thin plate having a uniform thickness by the rolling roll 12.

【0009】本実施例による薄板プリフォ−ム2を、通
常のスプレイ・デポジット法による薄板プリフォ−ムと
比較して説明する。すなわち、図2(A)に示す顕微鏡
写真は本実施例による薄板プリフォ−ム(SUS30
4)2の断面顕微鏡写真(×100)を示し、(B)は
通常の板状コレクタ−にスプレイ・デポジットを行った
もの(SUS304)を同様に示すが、(B)における
薄板母材層(a)とデポジット層(b)との界面は接合
不充分で、しかも、デポジット層(b)にはポロシティ
(c)の発生がみらたが、本実施例の(A)では、鋳型
用ロ−ル6上に鋳込まれた薄板母材14の層(a)とデ
ポジット層(b)との界面は完全に接合され、しかも、
デポジット層(b)にはポロシティの発生はなかった。
The thin plate preform 2 according to the present embodiment will be described in comparison with a thin plate preform formed by a normal spray deposit method. That is, the micrograph shown in FIG. 2A shows a thin plate preform (SUS30) according to this embodiment.
4) A cross-sectional micrograph (× 100) of 2 is shown, and (B) similarly shows a spray-deposited one (SUS304) on an ordinary plate-shaped collector. At the interface between a) and the deposit layer (b), the bonding was insufficient, and the porosity (c) was observed in the deposit layer (b). The interface between the layer (a) and the deposit layer (b) of the thin plate base material 14 cast on the steel plate 6 is completely joined, and
No porosity occurred in the deposit layer (b).

【0010】この結果を分析してみると、(A)では鋳
型用ロ−ル6上に鋳込まれた薄板母材14の表層部は、
スプレイ流9によって適当に冷却されるので、全体の冷
却が促進されて温度差による欠陥が発生せず、しかも、
スプレイ流9は、加熱されているコレクタ−(薄板母材
14)上に堆積するので、デポジット層(b)にはポロ
シティが発生しなかったと考えられる。なお、本実施例
装置では、アトマイザ−8の上下方向の位置を固定して
いるが、本発明はこれに限らず、アトマイザ−8の上下
方向の位置を変更してスプレイ流9の飛行距離を変え、
薄板母材14上にデポジットする粒子の温度を調節して
もよい。
When the results are analyzed, in FIG. 3A, the surface layer of the thin plate base material 14 cast on the mold roll 6 is as follows.
Since the cooling is appropriately performed by the spray flow 9, the entire cooling is promoted and no defect due to a temperature difference occurs.
Since the spray flow 9 is deposited on the heated collector (the thin plate base material 14), it is considered that no porosity was generated in the deposit layer (b). In this embodiment, the vertical position of the atomizer 8 is fixed. However, the present invention is not limited to this, and the vertical position of the atomizer 8 is changed to reduce the flight distance of the spray flow 9. Change
The temperature of the particles deposited on the thin plate base material 14 may be adjusted.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明によれば、不活性雰囲気化された
チャンバ−において、鋳型用ロ−ルによって薄板母材を
連続して成形し、しかも、この鋳込まれている薄板母材
の上にスプレイ・デポジットするので、単ロ−ル式スト
リップ・キャスタ−の生産性が1段と向上し、しかも薄
板母材の表層部がスプレイ流で冷却されると共に、高温
の薄板母材でデポジットにおけるポロシティの防止がな
されて、品質のよい薄板プリフォ−ムを製造することが
できる。しかも、単ロ−ル式ストリップ・キャスタ−の
鋳型用ロ−ルをコレクタ−としているので、コレクタ−
との接合性が良好となり、その上、捕捉量(実施例では
数%)も向上する。
According to the present invention, in a chamber in an inert atmosphere, a thin plate base material is continuously formed by a mold roll, and the thin plate base material is cast on the thin plate base material. Since the spray deposit is performed, the productivity of the single-roll type strip caster is further improved, and the surface layer of the thin-plate base material is cooled by the spray flow, and the high-temperature thin-plate base material is used for depositing. Porosity is prevented, and a high quality thin plate preform can be manufactured. Moreover, since the mold roll of the single roll type strip caster is used as the collector, the collector
And the trapping amount (several% in Examples) is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】顕微鏡写真図である。FIG. 2 is a micrograph.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ−、2 薄板プリフォ−ム、6 鋳型用ロ
−ル、9 スプレイ流
1 chamber, 2 sheet preform, 6 mold roll, 9 spray flow

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 23/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B22D 23/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スプレイ・デポジットを行う不活性雰囲
気のチャンバ−内に、単ロ−ル式ストリップ・キャスタ
−の鋳型用ロ−ルを横設し、該鋳型用ロ−ルで鋳込まれ
ている薄板母材をコレクタ−にしてスプレイ・デポジッ
トすることを特徴とする薄板プリフォ−ムの製造法。
1. A mold roll of a single-roll strip caster is laid laterally in a chamber of an inert atmosphere in which a spray deposit is performed, and the roll is cast with the mold roll. A method of manufacturing a thin sheet preform, comprising spray depositing a thin sheet base material as a collector.
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