JP3821986B2

JP3821986B2 - Flux for casting overlay

Info

Publication number: JP3821986B2
Application number: JP13062099A
Authority: JP
Inventors: 清司大友; 尉仁鈴木
Original assignee: 日鉄ハイパーメタル株式会社
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: JP2000317618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯材の周囲に外層材を形成する肉盛用の溶湯を注入し、外層と芯材とを溶着一体化させ製造する複合ロールの製造時に使用するフラックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の肉盛用複合ロールの製造方法は、図４に示す鋳掛け肉盛用複合ロールの製造設備を使用し、概ね次のとおり製造されている。同軸的に設けられたタンディッシュ８及び水冷モールド７の垂直空間内に、芯材１を遊嵌し、前記芯材１と前記垂直空間との空隙に、外層用の溶湯３を注入するとともに、前記芯材１を第１のインダクタコイル５により加熱するとともに、外層用の溶湯３を第２のインダクタコイル６により加熱・攪拌しつつ前記芯材を徐々に降下させ、前記芯材の周囲に連続的に鋳掛け肉盛を行っている。なお、符号２は外層材である。
【０００３】
前記の製造方法において、前記芯材１と前記垂直空間との空隙に、注入された外層用の溶湯３の酸化を防止することを目的として、前記溶湯３の上にフラックス４を散布し、大気とシールすることが、特公昭５９−１９７８６号公報、特公昭６２−１２７１５６号公報、特開平１−２４０６３４号公報等に開示されている。特公昭５９−１９７８６号公報では、芯材周囲にコーティングしたガラス粉末が溶湯表面を被覆したり、Ｃ含有量の低い鋼系材料を肉盛する際、軟化点が７００℃前後の低融点フラックスを使用する方法である。特開昭６２−１２７１５６号公報では、予め９００℃に加熱して、溶融したフラックスを使用する方法である。また、特公昭５９−１９７８６号公報では、低融点フラックスを使用する事が、望ましいと開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したこれらの方法では、いづれも溶湯表面を被覆するフラックスの溶融温度が外層用の溶湯の溶融温度より極端に低すぎる為、溶湯表面に散布しても、
▲１▼大気とのシールによる外層用の溶湯の酸化防止効果はあるものの、短時間で溶融してスラグ化するため、溶湯の保温効果は少なく、タンディッシュ周辺が高熱になり、作業環境が悪かった。また、▲２▼スラグ化したフラックスが、前記芯材の降下および、第２のインダクタコイル６による加熱・攪拌により外層内にスラグとして巻き込まれ、そのまま凝固し、図２に示すように、外層における鋳造欠陥になるという問題が発生した。
本発明は、以上の課題に鑑み、前記鋳造欠陥をなくすことと作業環境を改善することをその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、
（１）同軸的に設けられたタンディッシュ及び水冷モールドの垂直空間内に、芯材を遊嵌し、前記芯材と前記垂直空間との空隙に、外層用の溶湯を注入するとともに前記溶湯の上にフラックスを散布し、前記芯材を徐々に降下させ、前記芯材の周囲に連続的に鋳掛け肉盛を行う方法に使用するフラックスであって、溶融温度１１４０〜１３００℃からなるフラックスを、外層の溶融温度を基準に、２５０℃以内の低い溶融温度のものとすることを特徴とする鋳掛け肉盛用フラックス。
（２）前記外層用溶湯の溶融温度を１２９０〜１３５０℃とすることを特徴とする前記（１）に記載の鋳掛け肉盛のフラックスにある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
前記の課題を解決するために、前記外層用溶湯の溶融温度は、一般に、その化学成分により１２９０〜１３５０℃の範囲で製造されており、本発明者らは、前記溶湯の上に散布するフラックスの溶融温度が前記の課題を解決するための重要なキーポイントであることに着目し、実際の操業において、種々異なる組成のフラックスつまり、種々異なる融点のフラックスを使用して種々試行し、結果として、フラックスの溶融温度を適正な範囲に選定することにより、何れの問題も解決出来る事が解明され、本発明の完成に至った。
【０００７】
図１にその結果を示す。即ち、フラックスの融点が、溶湯の溶融温度より、高いものの場合には、溶湯表面からの、熱遮断（放射）に対しては、有効であるが、未溶解のフラックスが、芯材の降下及び外層用溶湯の加熱・攪拌により外層と芯材との境界部にトラップされることが増えるため、その上限は、外層用の溶湯の溶融温度以下がよい。逆に、フラックスの溶融温度が、溶湯の溶融温度より、２５０℃を超える低いものの場合には、前記のとおり、投入されたフラックスが急激に溶融スラグになり、これが芯材の降下及び外層用溶湯の加熱・攪拌により外層内にスラグとして巻き込まれ、そのまま外層内に凝固し鋳造欠陥になるためその下限は、溶湯の溶融温度より、２５０℃以内の低い温度範囲が必要である。
【０００８】
【実施例】
次に実施例を上げて説明する。
（比較例１）
本発明に比較例１として、表１に示す高融点のフラックスを実操業に使用した。また、外層成分は、表２に示す成分を鋳造した。ロールサイズは鋳造径で、φ６６０で９本、φ７７０で５本鋳造した。その後、当該ロールを全長にわたり超音波検査した結果、この内、φ６６０で２本、φ７７０で１本の合計３本に、図３に示すように、φ５０〜１００大の境界欠陥９が、３〜５ヶ所／本発生していることが、判明した。
この境界部を調査すると、未溶解のフラックスをそのまま巻き込んだのと、フラックスが溶融スラグとなって、トラップされたものの、２つの種類の欠陥である事が判った。
【０００９】
【表１】

【００１０】
【表２】

【００１１】
（比較例２）
比較例２として、表３に示す低融点のフラックスを使用した場合をあげる。
表３にフラックスの組成および溶融温度を示す。外層成分は、表２に示す成分と同じである。
ロールサイズは鋳造径で、φ５００で２本、φ６５０で１本鋳造した。この内、φ５００で１本に、図２に示すように、外層内にφ１以下の介在物欠陥１０が、発生した。また、フラックスは、投入直後に溶湯により、溶融スラグ化するため、目視による投入量の判定が難しく、それにより前記比較例１のフラックスより３倍以上多くなり、且つ、溶融スラグ表面からの熱放射が激しく、作業性も悪く、実機操業へは適用が難しい。
【００１２】
【表３】

【００１３】
（実施例１）
次に、本発明の実施例１として、表４に示すフラックスを使用し、φ６６０サイズで、７本、φ７７０サイズで１２本の合計１９本に使用した。また、外層成分は、前記表２と同じ成分で鋳造した。鋳造後の鋳造品質を調査した結果、外層内および外層と芯材の境界部には、鋳造欠陥は全く発生しておらず、鋳造品質が大幅に改善出来た。
また、溶融温度が、比較例２と比較しても高く、フラックスを投入しても、溶けにくく、溶湯表面からの熱放射も少なく、作業性も良好であった。
【００１４】
【表４】

【００１５】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２として、実施例１のフラックスより、溶融温度を更にあげたものを使用した。表５にフラックス組成を示す。そして、外層成分は、前記表２の成分で鋳造した。鋳造は、φ６６０サイズで、５本、φ７７０サイズで５本の合計１２本に使用した。鋳造後の鋳造品質を調査した結果、外層内および外層と芯材の境界部には、鋳造欠陥は全く発生しておらず、鋳造品質が大幅に改善出来た。
また、フラックスの溶融温度は、実施例１と比較しても更に高く、フラックスを投入しても、実施例１のフラックスよりも溶けにくく、溶湯表面からの熱放射も殆どなく、作業性も良好であった。
【００１６】
【表５】

【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明の複合ロールの製造方法で製造すると、外層内および境界部に発生する異物噛みは完全に解消する事が出来た。また、溶湯にも溶けにくく、溶湯表面からの熱放射も少なく、作業性も大幅に改善する事が出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフラックスの溶融温度とテスト結果を示す図、
【図２】従来方法で発生する外層部のフラックススラグの巻き込み状態を示す図、
【図３】比較例で発生した境界部での状態を示す図、
【図４】鋳掛け肉盛用複合ロールの製造設備の概要図である。
【符号の説明】
１芯材
２外層材
３溶湯
４フラックス
５第１のインダクタコイル
６第２のインダクタコイル
７水冷モールド
８タンディッシュ
９境界欠陥
１０介在物欠陥[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flux used in manufacturing a composite roll in which molten metal for overlaying forming an outer layer material is injected around a core material, and the outer layer and the core material are welded and integrated.
[0002]
[Prior art]
The conventional method of manufacturing a composite roll for overlaying is manufactured as follows using the manufacturing equipment for the composite roll for overlaying shown in FIG. The core material 1 is loosely fitted in the vertical space of the tundish 8 and the water-cooled mold 7 provided coaxially, and the molten metal 3 for the outer layer is injected into the gap between the core material 1 and the vertical space, While heating the core material 1 with the first inductor coil 5 and heating and stirring the molten metal 3 for the outer layer with the second inductor coil 6, the core material is gradually lowered to continuously around the core material. In addition, the cast overlaying is performed. Reference numeral 2 denotes an outer layer material.
[0003]
In the manufacturing method, flux 4 is sprayed on the molten metal 3 for the purpose of preventing oxidation of the molten outer layer 3 injected into the gap between the core material 1 and the vertical space. Are disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-19786, Japanese Patent Publication No. 62-127156, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-240634, and the like. In Japanese Examined Patent Publication No. 59-19786, when a glass powder coated around a core coats the surface of a molten metal or builds up a steel material having a low C content, a low melting point flux having a softening point of around 700 ° C. is used. This is the method to use. Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-127156 discloses a method of using a flux that has been heated to 900 ° C. in advance and melted. Japanese Patent Publication No. 59-19786 discloses that it is desirable to use a low melting point flux.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In any of these methods described above, the melting temperature of the flux covering the surface of the molten metal is extremely lower than the melting temperature of the molten metal for the outer layer.
(1) Although the outer layer melt is prevented from being oxidized by sealing with the atmosphere, it melts in a short time and slags. Therefore, the heat retention effect of the melt is small, the tundish area becomes hot, and the working environment is poor. It was. Further, (2) the slag flux is wound as slag in the outer layer by the lowering of the core material and heating / stirring by the second inductor coil 6 and solidifies as it is, as shown in FIG. There was a problem of casting defects.
In view of the above problems, an object of the present invention is to eliminate the casting defects and improve the working environment.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides:
(1) A core material is loosely fitted in a vertical space of a tundish and a water-cooled mold provided coaxially, and an outer layer of molten metal is injected into a gap between the core material and the vertical space. A flux used for the method of spreading the flux on top, gradually lowering the core material, and continuously casting and surrounding the core material, the flux comprising a melting temperature of 1140 to 1300 ° C , A casting overlay flux characterized by having a low melting temperature within 250 ° C. based on the melting temperature of the outer layer.
(2) The melting temperature of the molten outer layer is 1290 to 1350 ° C.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the above-mentioned problems, the melting temperature of the molten metal for the outer layer is generally manufactured in the range of 1290 to 1350 ° C. depending on its chemical components, and the present inventors have applied a flux to be spread on the molten metal. Focusing on the fact that the melting temperature of the material is an important key point for solving the above-mentioned problems, in actual operation, various fluxes with different compositions, that is, fluxes with different melting points were used. It has been elucidated that any problem can be solved by selecting the melting temperature of the flux within an appropriate range, and the present invention has been completed.
[0007]
The result is shown in FIG. That is, in the case where the melting point of the flux is higher than the melting temperature of the molten metal, it is effective for heat insulation (radiation) from the surface of the molten metal, but the undissolved flux is reduced by the core material. Since trapping at the boundary between the outer layer and the core material increases due to heating and stirring of the outer layer molten metal, the upper limit is preferably equal to or lower than the melting temperature of the outer layer molten metal. Conversely, when the melting temperature of the flux is lower than the melting temperature of the molten metal by more than 250 ° C., as described above, the charged flux suddenly becomes molten slag, which is a drop in the core material and the molten metal for the outer layer. As the slag is wound into the outer layer by heating and stirring, and solidifies into the outer layer as it is and becomes a casting defect, the lower limit is required to be a temperature range within 250 ° C. below the melting temperature of the molten metal.
[0008]
【Example】
Next, an example will be described.
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1 in the present invention, the high melting point flux shown in Table 1 was used in actual operation. Moreover, the component shown in Table 2 was cast for the outer layer component. The roll size was a casting diameter, and nine pieces with φ660 and five pieces with φ770 were cast. Then, as a result of ultrasonic inspection of the roll over the entire length, as shown in FIG. 3, boundary defects 9 having a large diameter of 50 to 100 are 3 to 3 in total, 2 in φ660 and 1 in φ770. It was found that 5 spots were generated.
When this boundary portion was examined, it was found that the undissolved flux was entrained as it was and that the flux became molten slag and was trapped, but there were two types of defects.
[0009]
[Table 1]

[0010]
[Table 2]

[0011]
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a case where a low melting point flux shown in Table 3 is used will be given.
Table 3 shows the flux composition and melting temperature. The outer layer components are the same as those shown in Table 2.
The roll size was a casting diameter, and two pieces were cast at φ500 and one piece at φ650. Among these, inclusion defects 10 of φ1 or less occurred in the outer layer as shown in FIG. Further, since the flux is melted into slag by the molten metal immediately after charging, it is difficult to visually determine the amount to be charged, thereby more than three times as much as the flux of Comparative Example 1, and heat radiation from the surface of the molten slag. However, it is difficult to apply to actual machine operation.
[0012]
[Table 3]

[0013]
Example 1
Next, as Example 1 of the present invention, the flux shown in Table 4 was used, and it was used for a total of 19 pieces of 7 pieces of φ660 size and 12 pieces of φ770 size. The outer layer component was cast with the same components as in Table 2 above. As a result of investigating the casting quality after casting, casting defects did not occur at all in the outer layer and the boundary between the outer layer and the core material, and the casting quality could be greatly improved.
Further, the melting temperature was higher than that of Comparative Example 2, and even when flux was added, it was difficult to melt, the heat radiation from the molten metal surface was small, and the workability was good.
[0014]
[Table 4]

[0015]
(Example 2)
Next, as Example 2 of the present invention, a material having a higher melting temperature than the flux of Example 1 was used. Table 5 shows the flux composition. The outer layer component was cast with the components shown in Table 2 above. Casting was used for a total of 12 pieces of 5 pieces of φ660 size and 5 pieces of φ770 size. As a result of investigating the casting quality after casting, casting defects did not occur at all in the outer layer and the boundary between the outer layer and the core material, and the casting quality could be greatly improved.
Moreover, the melting temperature of the flux is higher than that of Example 1, and even if the flux is added, it is less soluble than the flux of Example 1, there is almost no heat radiation from the surface of the molten metal, and workability is also good. Met.
[0016]
[Table 5]

[0017]
【The invention's effect】
As described above, when the composite roll manufacturing method of the present invention is used, foreign matter biting generated in the outer layer and in the boundary portion can be completely eliminated. In addition, it was difficult to melt in the molten metal, heat radiation from the molten metal surface was small, and workability could be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the melting temperature of a flux of the present invention and test results;
FIG. 2 is a diagram showing a state in which flux slag is generated in an outer layer portion generated by a conventional method;
FIG. 3 is a diagram showing a state at a boundary portion generated in a comparative example;
FIG. 4 is a schematic view of a production facility for a cast roll overlay composite roll.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core material 2 Outer layer material 3 Molten metal 4 Flux 5 1st inductor coil 6 2nd inductor coil 7 Water cooling mold 8 Tundish 9 Boundary defect 10 Inclusion defect

Claims

A core material is loosely fitted in a vertical space of a tundish and a water-cooled mold provided coaxially, and an outer layer molten metal is injected into a gap between the core material and the vertical space, and a flux is formed on the molten metal. The flux is used for the method of gradually lowering the core material and continuously casting the core material around the core material, and the flux comprising a melting temperature of 1140 to 1300 ° C. is melted in the outer layer. A casting overlay flux characterized by having a low melting temperature range of 250 ° C. or less based on temperature.

The flux for casting overlay according to claim 1, wherein a melting temperature of the molten outer layer is 1290 to 1350 ° C.