JPH01127158A - 連続鋳造による複合金属材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、表層部及び内層部が異種の金属材料でできた
複合金属材料を連続鋳造法によって溶融状態の金属から
製造する方法に関する。

（従来の技術） 連続鋳造法によって複合材料を製造する方法として、長
さの異なる２本の浸漬ノズルを鋳型内の溶湯プールに挿
入し、鋳造方向に関して異なる位置に設定したそれぞれ
の浸漬ノズルの吐出口から異種の溶融金属を注湯し、こ
れを鋳型内壁を介した抜熱および二次冷却帯での抜熱に
よって凝固させて鋳片とすることが特公昭４４−２’７
３６１号公報で開示されている。

本発明者等も、この形式の複合材料の製造を研究してお
り、その−環として内層部及び表層部との間の混合全抑
制する静磁場を印加することにより、明瞭な界面をもつ
複合材料が得られることを見い出し、これを特願昭６１
−２５２８９８号として出願した。

第３図は、この出願で提案した連続鋳造方法における鋳
型内の状況を説明するだめの図である。

鋳型ｌ内に、それぞれ長さの異なる浸漬ノズル２．３が
配置されている。そして、これら浸漬ノズル２，３から
鋳型１内の溶湯プール４にそれぞれ異種の溶融金属が注
湯される。注湯された溶融金属は、鋳型内壁を介した抜
熱および二次冷却帯での抜熱によって表層部５及び内層
凝固部６となる。この内層凝固部６は、鋳片が下降する
に従つて成長し、中実の複層鋳片となる。このとき、磁
石７によって、鋳造方向に直交する磁力線が延在する静
磁場が形成され、溶湯プール４内の流れが制動される。

その結果、上下の異種金塊が接する位置での両者の混合
が抑制され、表層及び内層の成分が異なる複層鋳片が得
られる。

（発明が解決しようとする問題点） 溶湯プール４内の上部にある溶融金属と下部にある溶融
金属との混合は、静磁場によって抑制される。これによ
って、鋳造長さ方向に安定した複層鋳片が製造できる。

しかし、溶湯プール４内に２本の浸漬ノズル２．３を挿
入しなければならないため、特にメニスカス付近での揚
泥れが悪くなり、メニスカス部で溶融金属の温度が局部
的に低下し、その部分が凝固していわゆるデイツケルと
なって、凝固シェルの引き抜きに伴って溶湯プール内へ
持ち込まれることが発生する。このような場合、鋳造し
た鋳片は複層となっておらず、内層となる部位に表層用
溶融金属の凝固片（デイツケル）が巻き込まれる。当然
このような鋳片は複層金属素材として好ましいものでは
ない。壕だ、上記のようにデイツケルが内層部に巻き込
まれることが発生しないまでも、沼湯プール４上部での
溶湯流れが不十分な場合には、表層部５に相当する凝固
シェルの発達が鋳型内の周方向で不均一となる。

このようにして製造された鋳片の表層−内層部は周方向
で不均一となるため、鋳片を加工して得られる成品の表
層−内層厚比も一定とはならず、大きな問題となる。

そこで、本発明は、このような問題を解消すべく案出さ
れたものであり、鋳型内の浴湯プールにおいて、静磁場
帯までに凝固し、形成される表層に相当する凝固シェル
の厚みを駒片周方間に均一化するとともに、メニスカス
部でのデイツケル発生を防止することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明の複合金属材料の製造方法は、その目的を達成す
るため、連鋳ストランドのメニスカスから一定の距離の
位置に形成した静磁場帯を境界として上下に注湯された
異種の溶融金属を鋳造することによって複合金属材料を
製造するに当り、前記メニスカスと静磁場帯の間にある
溶融金属を水平方向に撹拌することを特徴とする。

（実権例） 以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、本発明の実施例における鋳型内の状況を説明
する図である。同図において、第３図に示した部材等に
ついては、同一の符番で指示し、その説明き省略した。

本発明に使用する浸漬ノズル２として、本発明者等が先
に提案した側面が開孔され、底面が閉塞された浸漬ノズ
ルを介して、溶融金属を注湯することが望ましい。この
浸漬ノズル２から注湯される溶融金ｋｉ４４ａは、開孔
部２ａから水平流となって溶湯プール４に供給される。

不発明の方法は、同図においてメニ忍カスから静磁場帯
に至るまでの間に電磁撹拌装置８を設け、浸漬ノズル２
から注湯される溶融金属４ａを水平方向に旋回流動させ
ることにある。即ち、溶融金属４ａの流れがメニスカス
からある深さまで水平方向に撹拌されることによって、
メニスカスが均一な温度分布となり、表層に相当する凝
固シェル厚の発達が均一になるとともに、メニスカス部
で溶湯が滞留することによって発生するデイツケルの発
生および溶湯内への巻き込みの問題が解消される。

なお、溶融金属４ａに付与する水平方向の流動は、たえ
ず一定方向である心安はなく、電磁撹拌装置平方向の撹
拌流速は、Ｏ，１ｍ／ＳｅＣ以上であれば、デイツケル
発生防止に十分な効果が得られる。撹拌流速０．１　ｍ
／ｓｅｃ未満の場合には、デイツケル発生が認められる
とともに、表層の凝固シェル厚の均一化に効果が見られ
なかった。

なお、浴融金属４ａの水平方向の撹拌流速て特に上限は
ないが、撹拌流速り、　Ｏｍ／ｓｅｃ超の場合には、撹
拌部位で流動に伴って発生する負偏析帯が生じやすくな
るが、負偏析帯が生じても材質的に問題のない場合には
、１．　Ｏｍ　／ｓｅｃ超の撹拌流速であってもよい。

第２図（ａ）〜（ｃ）は、メニスカスと静磁場帯の間に
ある溶融金属４ａを電磁撹拌装置８によって水平方向に
撹拌した本発明の製造方法によって得られた鋳片の横断
面における表層−内層境界線の状況を、水平方向に撹拌
しない従来の製造方法によって得られた鋳片のそれと比
較して示した図である。なお、本例においては、浸漬ノ
ズル２から１５４に９７分の流量でオーステナイト系ス
テンレス鋼組成の溶湯を注湯し、浸漬ノズル３から１，
３４６Ｋｇ７％の流量で普通鋼組成の溶湯を注湯し、鋳
片の長辺９の長さ８００咽、短辺１ｏの長さ１５０ｍ、
表層部５の厚みが１０−の複合材料を製造した。そして
、静磁場として、３，０００ガウスの磁束密度を溶湯プ
ール４に印加した。

第２図（Ｃ）から明らかなように、メニスカスと静磁場
帯の間の溶湯を電磁撹拌によって水平方向に０、５　ｍ
　／ｓｅｃで撹拌した場合、静磁場帯ｌでに凝固し形成
される表層部のシェルの厚みは均一化されるとともに、
メニスカス部でのデイツケルの発生がなく、表層部５の
厚みは鋳片周方向のいずれにおいても１０職±ｌ＋ｗで
均一であった。

また、メニスカスと静磁場帯の間の溶湯を電磁撹拌によ
って水平方向にＯ，ｌ　ＩＩＩ　／ｓｅｃ　、　　１．
　Ｏｍ　／ｓｅｅで撹拌した場合にも、０−５ｍ／Ｓｅ
Ｃで撹拌した場合と同様に、メニスカス部でのデイツケ
ルの発生がなく、表層部５の厚みは鋳片周方向のいずれ
においても１０．±１鴫で均一であった。

これに対して、メニスカスと静磁場帯の間の溶湯を水平
方向に撹拌しない場合、表層用の溶湯を供給する浸漬ノ
ズル２からの吐出流がメニスカス部に作用しないため、
注湯を開始しである時間経過後に、メニスカス部の溶湯
温度が不均一となり、溶湯の一部で部分的に凝固した片
（デイツケル）が生じ、これが初期凝固シェルに補足さ
れて鋳片内部に持ち込まれ、結果として第２図（ａ）の
ようなプロフィルを呈した。

また、メニスカスと静磁場帯の間の浴湯を電磁撹拌によ
って水平方向にｏ、　Ｏｓ　ｍ　／ｓｅｃで撹拌した場
合、メニスカス部でのデイツケルの発生はごく僅かであ
ったが、メニスカス近傍に生じた溶湯温度が不均一なた
めに、表層に相当する凝固シェルの発達が鋳片の周方向
で不均一となり、結果として第２図（ｂ）のようなプロ
フィルを呈した。

な２、本実施例においては、鋳片の表層金属としてオー
ステナイト系ステンレス鋼組成の溶湯、内層金属として
普通鋼組成の溶湯について説明したが、本発明の方法は
これに限定されることなく、例えば、表層金属としてア
ルミニウム、銅、高合金鋼を、また内層金属として低炭
素鋼、中炭素鋼等の金属を、複合金属材料の使用目的に
応じて適宜組み合わせて、デイツケルの発生を防止し、
かつ表層および内層の境界が平坦な、すなわち表層厚み
が鋳片方向で均一な鋳片を製造することができる。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明においては、側壁に開孔
部をもつ浸漬ノズルを使用し、メニスカスと静磁場帯の
間の溶湯を電磁撹拌によって水平方向に撹拌することに
よって、デイツケルの発生を防止し、かつ表層および内
層の境界が平坦な、すなわち表層厚みが鋳片方向で均一
な鋳片を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実権例における鋳型内の状況を説明す
る図であり、第２図は本発明の効果を具体的に表した図
である。第３図は、本発明者等が別途開発した複合金属
材料の連続鋳造法を示す。 １・・・鋳型　　　　　　　２．３・・・浸漬ノズル２
ａ・・・開孔部　　　　　　２ｂ・・・底壁４・・・溶
湯プール　　　　４ａ・・・上部の浴融金属４ｂ・・・
下部の溶融金属　　５・・・表層部６・・・内層凝固部
　　　　７・・・磁石８・・・電磁撹拌装置　　　９・
・・鋳片の長辺１０・・・鋳片の短辺 第１図 ４ｂ＝下部の溶融金属 第２図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連鋳ストランドのメニスカスから一定の距離の位置に形
   成した静磁場帯を境界として上下に注湯された異種の溶
   融金属を鋳造することによつて複合金属材料を製造する
   に当り、前記メニスカスと静磁場帯の間にある溶融金属
   を水平方向に撹拌することを特徴とする連続鋳造による
   複合金属材料の製造方法。