JP7073927B2 - 鋳片の連続未凝固鍛造方法 - Google Patents
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(1)連続鋳造中の中心凝固開始位置から中心凝固終了位置の間の位置である凝固末端付近における鋳片を、対向する2面から挟む一対の往復動式の金型により圧下する鍛造装置を、鋳造方向に少なくとも二対配置し、鋳造方向上流側を第一鍛造装置、下流側を第二鍛造装置とし、第一鍛造装置は金型で鋳片を圧下する速度0.3mm/秒以上で鋳片を10mm以上圧下することができ、第二鍛造装置は鋳片を20mm以上圧下することができる連続未凝固鍛造装置を用いた鋳片の連続未凝固鍛造方法であって、
内部溶鋼の中心固相率が0.1~0.5の段階で前記第一鍛造装置による圧下であって圧下量5mm以上の圧下を開始し、圧下される鋳片部位は前記第一鍛造装置による1回又は2回の圧下で合計10mm以上の圧下を行い、前記第一鍛造装置の金型で鋳片を圧下する速度は0.3mm/秒以上とし、
該鋳片の中心固相率が0.6~0.9の範囲内で前記第二鍛造装置による最終の圧下を終了し、圧下される鋳片部位は前記第二鍛造装置による圧下で20mm以上の圧下を行うことを特徴とする鋳片の連続未凝固鍛造方法。
(2)前記鍛造装置を上流側の第一鍛造装置のみの一対とし、前記第一鍛造装置の鋳造方向下流側に前記第二鍛造装置に代えて圧下ロールを供え、前記圧下ロールによって鋳片を20mm以上圧下することができ、
該鋳片の中心固相率が0.6~0.9の範囲内で前記圧下ロールによる最終の圧下を終了し、圧下される鋳片部位は前記圧下ロールによる圧下で20mm以上の圧下を行うことを特徴とする上記(1)に記載の鋳片の連続未凝固鍛造方法。
次いで、第一段鍛造の鋳造方向下流側で第二段鍛造(第二鍛造装置1B)を行った。その結果、第二段の鍛造として20mm以上の圧下を行い、中心固相率が0.6~0.9の範囲内で圧下を終了する(図5(A-1))ことにより、図4(A-3)、図5(A-2)に示すように、鋳片の中心偏析、センターポロシティともに大幅に低減することが明らかとなった。中心固相率が0.6未満で第二段の鍛造を終了したのでは、センターポロシティを十分に低減することができない。一方、中心固相率が0.9を超える部分で鍛造を終了した場合(図5(B-1))、図5(B-2)に示すように、厚み中心部における鋳片の母材成分自体が不均一になり、局所的にスポット偏析を形成する傾向が見られた。中心固相率が0.9を超える部分で鍛造を終了した場合、鋳片厚み中心部の濃化溶鋼が搾り出され、鋳片上流側に濃化溶鋼が溜まっていき、凝固シェルに巻き込まれたことが原因と考えられる。また、第二段鍛造の圧下量が20mm未満の場合、ポロシティの低減効果が小さかった。二段目の圧下は微細等軸晶と液相を同時に流動させ、高固相率で発生し易いポロシティに充填させるものである。二段目の圧下量が少なすぎると、ポロシティへの微細等軸晶と液相との充填が不十分になるものと推定される。
本発明の鍛造装置1に用いる金型2の鋳片に接する側の形状としては、図2、図3に示すように、鋳造方向上流側21に傾斜部7、下流側22に鋳片表面と平行な平行部8を有する形状を用いることができる。ここで、傾斜部7が鋳片表面となす角度をθ、平行部8の長さをLとする。連続鋳造中に鋳片が鋳造速度Vで下流側22に移動しており、金型2によって時間ピッチkで圧下量δの圧下を行う。時間ピッチkでの鋳片の移動量Sは、S=k×Vで表される。移動量Sが小さいと、鋳片の同一箇所が、傾斜部7によって何回も圧下を受けることとなる。傾斜部7によって3回以上の圧下が行われる部位においては、合計圧下量δを10mmとしたとしても、1回当たりの圧下量を確実に5mm以上とすることができない。移動量S(=k・V)を
S≧δ/tanθ (1-A)
とすることにより、鋳片3のいずれの部位においても、第一鍛造装置1Aによる圧下を1回又は2回の範囲内に抑えることができる。図3(A)は、S=δ/tanθであって最小の移動量の場合を図示している。
一方、鋳片3のいずれの部位においても確実に圧下量δとするためには、
S≦L (1-B)
であることが必要である。図3(B)は、S=Lであって最大の移動量の場合を図示している。(1-A)式と(1-B)式が同時に成立するためには、
δ/tanθ≦L (1-C)
の条件が必要となる。
δ/tanθ≦S≦L (1)
これにより、鋳片3のいずれの部位においても、第一鍛造装置1Aによる圧下を1回又は2回の範囲内に抑えることができる。また、圧下量δを10mm以上とすることにより、鋳片3のいずれの部位においても、1回当たりの圧下量を5mm以上とすることができる。圧下速度は150mm/secとした。
マクロ偏析:鋳造末期の鋳片より、鋳造方向と垂直な面の鋳片サンプルを採取し、ピクリン酸で腐食してマクロ偏析を調査した。円相当径で3mm以上の偏析粒が発生した場合は「スポット偏析」を「×」、円相当径で3mm以上の偏析粒は無くなったが1.5mm以上の偏析粒が発生した場合は「○」、そうでない場合は「◎」とした。
ポロシティサイズ:鋳造末期の鋳片より、鋳造方向と垂直な面の鋳片サンプルを採取し、板厚1/2部をX線で調査した。円相当径で3mm以上のポロシティが発生した場合は「ポロシティ」を「×」、円相当径で3mm以上のポロシティは無くなったが1.5mm以上のポロシティが発生した場合は「○」、そうでない場合は「◎」とした。
表面割れ:鋳造末期の鋳片より、鋳造長1m以上鋳片の広幅の面を観察した。10mm以上の割れが発生した場合は「割れ」が「×」、10mm以上の割れは発生しなかったが5mm以上の割れが発生した場合は「○」、そうでない場合は「◎」とした。
1A 第一鍛造装置
1B 第二鍛造装置
2 金型
3 鋳片
4 鋳型
5 サポートロール
6 浸漬ノズル
7 傾斜部
8 平行部
11 固相部
12 固液共存層
13 液相部
14 固相線
15 液相線
16 中心凝固開始位置
17 中心凝固終了位置
21 上流側
22 下流側
23 鋳造方向
24 鍛造
25 今回圧下前表面
26 今回圧下後表面
31 デンドライト
32 微細等軸晶
33 柱状晶
34 微細等軸晶帯
35 負偏析帯
36 スポット正偏析
Claims (2)
- 連続鋳造中の中心凝固開始位置から中心凝固終了位置の間の位置である凝固末端付近における鋳片を、対向する2面から挟む一対の往復動式の金型により圧下する鍛造装置を、鋳造方向に少なくとも二対配置し、鋳造方向上流側を第一鍛造装置、下流側を第二鍛造装置とし、第一鍛造装置は金型で鋳片を圧下する速度0.3mm/秒以上で鋳片を10mm以上圧下することができ、第二鍛造装置は鋳片を20mm以上圧下することができる連続未凝固鍛造装置を用いた鋳片の連続未凝固鍛造方法であって、
内部溶鋼の中心固相率が0.1~0.5の段階で前記第一鍛造装置による圧下であって圧下量5mm以上の圧下を開始し、圧下される鋳片部位は前記第一鍛造装置による1回又は2回の圧下で合計10mm以上の圧下を行い、前記第一鍛造装置の金型で鋳片を圧下する速度は0.3mm/秒以上とし、
該鋳片の中心固相率が0.6~0.9の範囲内で前記第二鍛造装置による最終の圧下を終了し、圧下される鋳片部位は前記第二鍛造装置による圧下で20mm以上の圧下を行うことを特徴とする鋳片の連続未凝固鍛造方法。 - 前記鍛造装置を上流側の第一鍛造装置のみの一対とし、前記第一鍛造装置の鋳造方向下流側に前記第二鍛造装置に代えて圧下ロールを供え、前記圧下ロールによって鋳片を20mm以上圧下することができ、
該鋳片の中心固相率が0.6~0.9の範囲内で前記圧下ロールによる最終の圧下を終了し、圧下される鋳片部位は前記圧下ロールによる圧下で20mm以上の圧下を行うことを特徴とする請求項1に記載の鋳片の連続未凝固鍛造方法。
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JP2018110142A JP7073927B2 (ja) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | 鋳片の連続未凝固鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018110142A JP7073927B2 (ja) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | 鋳片の連続未凝固鍛造方法 |
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Family Applications (1)
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KR890012005A (ko) * | 1989-01-27 | 1989-08-23 | 요시또시 가즈오 | K-41유도체 |
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2018
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