JP2960288B2 - 連続鋳造による複層鋼板の製造方法 - Google Patents

連続鋳造による複層鋼板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合金鋼の表層が鋼表面
に形成された複層鋼板を安価に量産できる連続鋳造によ
る複層鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造によるこの種複層鋼板の製造方
法としては、例えば特開昭63−108947号に示す
ごとく、鋳型内の溶鋼深さの異なる位置に互いに成分の
異なる表層となるべき溶鋼と、内層となるべき溶鋼を注
入し、この異成分溶鋼間に静磁場を付与して両者が混合
するのを防止しつつ鋳造することが開示されている。ま
た、特開平3−243245号には、鋳型内の下方で鋳
片の長辺方向全幅に静磁場を付与し、この静磁場の付与
位置より上部溶鋼内に表層成分鋼とすべき元素を添加し
てこの溶鋼を攪拌昇熱することが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した前
者の製造方法によれば、異種溶鋼を2基のタンデイシュ
にそれぞれ確保し、かつ浸漬ノズル等の耐火物もそれぞ
れ装備することになり、複層鋼板の製造コストが高くな
り、しかも、2本の浸漬ノズルから鋳型内へ表層用溶鋼
と、内層用溶鋼の溶融溶鋼を独立に注入するため、それ
ぞれの凝固速度に応じた溶融溶鋼の供給量制御が難し
く、安定した複層鋳片の鋳造が困難である。一方、上記
した後者の製造方法によれば、電磁攪拌による移動磁界
と、溶鋼流の上昇を遮断するための静磁界の電気的干渉
により、溶鋼の上昇流遮断と、攪拌の双方が満足できな
いことがあり、前者と同様に安定した複層鋳片の鋳造が
困難である。このように従来法によるときは合金鋼の表
層が鋼表面に形成された良質の複層鋼板を安価に量産で
きないという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記のような問題を解決
した本発明の連続鋳造によるこの種複層鋼板の製造方法
の特徴とするところは、連続鋳造用の鋳型へ溶鋼を気体
とともに垂直方向に注入し、この溶鋼注入位置より上部
で鋳型内の幅方向全幅に静磁場を付与して溶鋼の上昇流
を減速し、該静磁場の付与位置より上部にある溶鋼中へ
該溶鋼とは異種の元素を添加して前記注入気体の浮上攪
拌により上部の溶鋼を合金溶鋼とし、鋳片引き抜きによ
り合金鋼の表層を鋼表面に形成することにある。
【0005】
【作用】次に、本発明を図面に基づき詳細に説明する。
図1及び図2において、長辺鋳型1と短辺鋳型2からな
る連続鋳造用の鋳型3内には下端開放型の浸漬ノズル4
を図示しないタンデイシュに接続させた状態として配置
させてあり、また、鋳型3の外側には溶鋼注入位置であ
る前記浸漬ノズル4の下端の注入口6より上部において
鋳型3内に静磁場を付与する静磁界5(N極)と静磁界
5a(S極)を前記長辺鋳型1の幅方向、つまり鋳片7
の幅方向全幅にわたるように配置してある。
【0006】鋳造に際しては、浸漬ノズル4により鋳型
3内へ例えば一般鋼板用の溶鋼11を注入し、同時に浸
漬ノズル4の気体吹き込み口8から気体を吹き込む。一
方、溶鋼11の注入位置となる浸漬ノズル4の下端の注
入口6より上部では、長辺鋳型1の幅方向全幅にわたる
ように配置された前記静磁界5、5aより鋳型3内へ注
入された溶鋼中へ静磁場を付与し、この静磁場で溶鋼の
上昇流を減速しつつ表層とすべき前記溶鋼11とは異種
の元素9を添加してこの鋳型3内の上部の溶鋼を合金溶
鋼10とする。そして、これを連続鋳造して鋳片7とし
て下方に引き抜き、図3に示すごとく表層10aのみを
添加された元素9と鋼との合金鋼とし、内層11aを鋼
板用の鋼とした複層鋳片7を鋳造する。そして、この複
層鋳片7を例えば通常の後工程処理によって厚鋼板、熱
延鋼板、冷延鋼板などの鋼板とし或いはこれらの鋼板か
らさらに種々の加工製品とすればよい。
【0007】しかして、浸漬ノズル4から鋳型3内へ注
入される溶鋼11は、気体とともに浸漬ノズル4の注入
口6から垂直(下方)方向へ注入されると、鋳型3内で
矢示するような上昇流12となって上方へ移動し、ここ
で注入口6より上部にある静磁界5、5aにより静磁場
が付与される。このように静磁場が付与されると溶鋼1
1の上昇流は急速に減速されることとなるが、減速され
て静磁界5、5aの上部へ溶鋼11が移動し、ここで溶
鋼11とは異種の元素9が添加されて合金溶鋼10とな
る。一方、溶鋼11とともに浸漬ノズル4の注入口6か
ら垂直方向へ注入された気体は、気泡13となって微細
分散し溶鋼中の全域を上昇し、添加した注入口6より上
部では添加された元素9を攪拌して均一化された合金溶
鋼10を形成する。そして、鋳型3から鋳片7として下
方へ引き抜くことにより静磁界5、5aより上部の合金
溶鋼10はその表面が冷却されて凝固し、静磁界5、5
aの下方へ引き抜かれて移動したとき、異種の元素が添
加されていない鋼板用の溶鋼11の凝固による鋼を内層
11aとし、表面のみは引き抜き移動とともに合金溶鋼
10の凝固層が序々に拡大した合金鋼の表層10aとし
た複層鋳片7となる。
【0008】このように、溶鋼11を浸漬ノズル4から
垂直下方向へ気体とともに注入することで、溶鋼11の
注入流は下方へ達した後、反転し上昇流12となって上
昇するが、このときの流速が上昇にともない静磁界5、
5aの近傍では緩やかになるうえに浸漬ノズル4の注入
口6より上部ではこの静磁界5、5aによる静磁場の付
与により急速に上昇流速を抑えられ、従って、この静磁
界5、5aより上部にある合金溶鋼10は大きく攪乱さ
れることがないうえに、鋳型3内の下部の溶鋼11にも
静磁場の遮断作用と、溶鋼自身の上昇流12とによって
合金溶鋼10が混入することもなく、確実に安定して合
金鋼の表層10aが鋼の内層11aの表面に形成された
複層鋳片7を得ることができる。
【0009】なお、表層10aの層厚は、鋳造速度つま
り引き抜き速度と静磁場の設置位置によって正確に制御
することができる、即ち、表層10aの厚みは目的によ
って異なるが、例えば、耐食性、耐摩耗性等に優れた合
金鋼を製造する場合は、製品である厚板、熱延鋼板、冷
延鋼板等においては、上記鋳造時において鋳片表層厚と
して鋳片厚が245mmの場合、10〜30mmで充分
である。
【0010】具体的には、鋳型内に静磁場を設置する場
合、引き抜き速度0.3〜2.0m/分で、表層厚10
〜30mmに制御することができ、引き抜き速度が低速
になる程表層厚は厚くなり、また、高速になる程表層厚
は薄くなる。即ち、低速であれば、それだけ合金溶鋼1
0の表面が鋳型3での接触時間が長くなり、従って、冷
却される時間が長くなることになって凝固層となる表層
10aの厚みが厚くなり、逆に高速になれば、それだけ
合金溶鋼10の表面が鋳型3での接触時間が短くなり、
冷却される時間が短くなり、凝固層となる表層10aの
厚みは薄くなるからである。
【0011】このようなことから表層を構成する合金層
への所定元素添加量の調整と、表層の層厚制御の一方又
は双方の制御(調整)により、広範囲にしかも精密に、
例えば用途等に応じた耐食性、耐摩耗性等を付与するこ
とができ、極めて有意義なものである。
【0012】表層とすべき合金鋼としては、例えば、耐
食性を付与する場合は、Cu、Ni等を、また、耐摩耗
性を付与する場合は、C等を添加すればよく、また、添
加量としては、用途によって若干異なるが、0.1〜
1.5%で耐食性及び耐摩耗性ともに十分発揮すること
ができる。一方、内層とする鋼は、普通鋼、あるいは用
途に応じて表層とは異なる元素を鋳造前に予め添加した
鋼板用の溶鋼を用いればよい。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を挙げる。 実施例1 1)鋳型サイズ 245mm(短辺)×1
200mm(長辺)、鋳型高さ900mm。 2)静磁界位置(コイル中心位置) 溶鋼表面430m
m下。 3)浸漬ノズル注入口位置 静磁界位置から50mm
下、(下端開放型)。 4)浸漬ノズル注入口口径 ¢90mm。 このような連続鋳造装置に、C:0.003%、Mn:
0.20%、Si:tr、P:0.035%、S:0.
015%、Al:0.03%、残り不純物及びFeから
なる溶鋼(注入温度1575℃)を浸漬ノズルから3.
0l/分のArガスとともに鋳型内へ注入し、一方、静
磁界から上部の溶鋼中へ純Cuワイヤ−を添加するとと
もに、5000ガウスの静磁場を付与しながら引き抜き
速度1.3m/分で鋳造したところ、表層部のCu濃度
が0.2%で、表層厚みが12〜13mmの均一に生成
した複層鋳片が得られた。
【0014】この複層鋳片を通常の熱間圧延、冷間圧延
工程で、板厚0.6mmの冷延鋼板としたうえ組成分析
したところ、表層はほぼ均一に0.03mm厚のCu
0.2%、残り前記注入鋼成分からなる合金鋼、内層は
前記注入鋼組成とした耐食性冷延鋼板が得られた。 実施例2 実施例1と同条件でCuとNiを等量添加して、引き抜
き速度0.5m/分で鋳造せしめ、鋼の表層にCu0.
2%、Ni0.2%の合金鋼を19〜21mm生成せし
めた複層鋳片を製造し、この複層鋳片を通常の熱間圧
延、冷間圧延工程で、板厚0.6mmの冷延鋼板とした
ところ、表層はほぼ均一に0.05mmのCu0.2
%、Ni0.2%、残り前記注入鋼成分からなる合金
鋼、内層は前記注入鋼組成とした耐食性冷延鋼板が得ら
れた。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、表層の合金鋼が内層と
なる鋼へ混入することを確実に防止でき、品質が一定で
安定している複層鋼板を連続鋳造により安価に製造する
ことができる。また、表層の層厚は鋳片の引き抜き速度
及び静磁場設置位置で的確に制御することができるの
で、耐食性や耐摩耗性等に優れた元素の添加量調整と相
俟って、用途等に応じた耐食性や耐摩耗性等を精密に付
与することができる等の優れた効果が得られる。従っ
て、本発明は従来の合金鋼の表層が鋼表面に形成された
複層鋼板を製造する上での問題点を解決した連続鋳造に
よる複層鋼板の製造方法として業界に寄与するところ極
めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の工程を説明する側面図である。
【図2】本発明方法の工程を説明する平面図である。
【図3】本発明方法により鋳造された複層鋳片の断面図
である。
【符号の説明】
3 鋳型 4 浸漬ノズル 5 静磁界(N極) 5a 静磁界(S極) 6 浸漬ノズルの注入口 8 気体吹き込み口 9 異種の元素 10 合金溶鋼 10a 表層(合金溶鋼の凝固層) 11 溶鋼 11a 内層(溶鋼の凝固層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−344082(JP,A) 特開 平6−292953(JP,A) 特開 平3−243245(JP,A) 特開 昭63−108947(JP,A) 特開 昭55−112154(JP,A) 特開 昭48−66529(JP,A) 特開 平2−274352(JP,A) 特開 平2−284750(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/00 B22D 11/10 350 B22D 11/10 360 B22D 11/10 370 B22D 27/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続鋳造用の鋳型へ溶鋼を気体とともに
    垂直方向に注入し、この溶鋼注入位置より上部で鋳型内
    の幅方向全幅に静磁場を付与して溶鋼の上昇流を減速
    し、該静磁場の付与位置より上部にある溶鋼中へ該溶鋼
    とは異種の元素を添加して前記注入気体の浮上攪拌によ
    り上部の溶鋼を合金溶鋼とし、鋳片引き抜きにより合金
    鋼の表層を鋼表面に形成することを特徴とする連続鋳造
    による複層鋼板の製造方法。
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