JPH01241371A - 二方向凝固法による複合鋼板の製造法 - 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 本発明は熱間加工性に乏しい鋼に対する復層異種金属か
らなる鋳片の鋳造方法に関するものである。

従来の技術 複合鋼板をいわゆる造塊法で鋳造する技術はこれまでに
も種々提案されている。例えば持分５７−１３３８７号
公報には、通常の造塊鋳型の幅方向中央に縦に異種鋼板
を設置し、そこに溶鋼を下注ぎする方法が開示され、ま
た０公６１−４６３５２号公報には、定盤上に異種鋼板
を設置し、その上に溶鋼を注入する方法が開示されてい
る。

しかじ造塊法では鋼塊上部に生成する凝固収縮孔により
、また１方向凝固法においては上面の正偏析により、大
幅な歩留ロスがさけられない。また、密着性を確保する
ためには、異種鋼板を少なくとも、１０００℃以上に予
熱することが必要であることから、予熱装置が必要とな
り、予熱時の空気酸化の問題を生じる。

また性分５８−３２５４３号公報には、上記の如き固相
と液相の溶着方法の問題点を解決するため、■方向凝固
法において上面溶鋼が凝固しない間に異種溶鋼をＬ方よ
り注入する方法が開示されている。

しかしこの方法によれば、液相と液相が混合されるため
、２つの鋼種の混合領域が広くなるという点と、実際上
、最初に注入された溶鋼を１方向凝固させるためには、
上面に保温剤をのせる必要があるため、界面の清浄度が
低いという点の２つの問題がある。

発明が解決しようとする課題 本発明は、熱間加工性の悪い鋼種の２方向凝固法におい
て、冷凍の遅い上面側に普通砿を密着させることを目的
とした複相鋼板製造法における。

固−液接合法での歩留低下、予熱装置の設こと、液−液
接合法での界面での広い混合領域の生成、清浄度の低下
といった問題を解消し、熱間加工性に優れた品質の複合
鋼板を安価に溶製できる鋳造法の提供にある。

課題を解決するための手段 本発明者らは鋳込溶鋼の下部を凝固させつつ該溶鋼表面
を保温した後に上面からも凝固させる既知の２方向凝固
法を用いて前記の熱間加工性の悪い複合鋼板を製造する
方法について鋭意検討した結果以下の点を知見し得た。

まず１８％Ｃｒ　−８％Ｎｉ系のステンレス鋼や、高Ｍ
ｎ鋼、高Ｍｎ鋼に代表されるようにγ凝固でかつかなり
低温（少なくとも１２００℃までγ相単相なもの）まで
γ相が存在するようなものの場合、ｌ−面側が緩冷却と
なるため粗大な結晶粒が生成し、その間隙にフェライト
相が出るため、その後の圧延時の熱間加Ｅ性が著しく阻
害されること、また、これを解決するためには、上面の
冷凍を速くする必要があるが、熱間加工性を改りさせる
ほどに強冷却をほどこすと、上面凝固殻の変形が阻害さ
れ、板厚中央に大きな凝固収縮孔が生成する等を知見し
得た。

本発明はこれ等の知見を基に、基板となる鋳込溶鋼Ａの
凝固を阻害することなく確実に二方向凝固せしめるとと
もに、補足鋳造される異種症ｎ４Ｂの熱を利用するとと
もに、鋳込み溶鋼Ｂ自体をも二方向凝固するものであり
、異種鋼種Ａ、Ｈの接合と時間差を持った該Ａ、Ｂ鋼種
の二方向凝固を組合せたものである。

すなわち１本発明は、鋳込溶鋼（Ａ）を鋳型底面から凝
固させつつ鋳込溶鋼（Ａ）の表面からも凝固させる一方
向凝固法において、該溶鋼注入完了後、３０分〜３００
分に、該溶鋼」二部へ該溶鋼の液相線温度より３０〜９
０℃高い温度で、溶鋼（Ｂ）を（Ａ）の溶鋼厚の１５％
〜５５０％の厚みに注入するとともに、該溶鋼（Ｂ）を
上、下両面から冷却凝固することを特徴とする二方向凝
固法による複合鋼板の製造法である。

作用 本発明は鋳片の二方向凝固において、上面冷却に不活性
ガス吹き付は冷却を用いると、溶鋼Ａの上面に凝固殻が
形成された後も、上表面温度は長蒔間１０００℃以」二
の高温状態にあるため、この間に溶鋼Ｂを上面の上に注
入すれば、容易に溶鋼が密着するという知見を得た。

さらに、溶鋼Ｂを注入する時期を、溶鋼Ａの上面凝固殻
がある厚みを持ってから以降とすることで、２つの異種
溶鋼が界面で混合するこ°となく密着できることが明ら
かになった。

この条件を第１図に示すが、密着性を確保するＬから、
上面温度が１０００℃以上である注入後３００分以内に
、また異鋼種注入前の−Ｌ面凝固殻が約１５層層以下で
は、その上に異種溶鋼を注入すると、その顕然で再溶解
するため、注入後３０分以上経過後異種溶ｍＢを注入す
ることとした。

一方、異種溶鋼の注入温度について示せば、第２図のよ
うに、最初に注入された鋼種の液相線と注入温度との差
（ΔＴ）が９０℃以上の場合には、異鋼種を注入する前
に１５ｍ５あった上面凝固殻厚が５■以ドにまで再溶解
されるため両鋼種が混合される危険性が大きく、逆に３
０℃以丁では密着性が十分でない上に最初に注入された
溶鋼の表面がほとんど再溶解しないため、そこにある介
在物やスケールが、次に注入された異鋼種溶鋼中に溶解
せず、界面に残留するという問題点を有する。

尚、最初に注入された溶鋼の介在物は、はとんどが上面
に集結するが、非接触保温のため保温剤等を使用した場
合に比べると極めて少なく、その範囲は−Ｌ表面下１〜
２１程度であり、また冷却ガスとしてＡｒや鳩を用いる
ため非酸化性雰囲気となり」二表面スケールも少ないと
いう特徴がある。

したがって、これらの酸化物は、次に注入される異種溶
鋼の温度が高ければ、容易にその中へ人リ、再び浮り分
離し、最終的には異種溶鋼の１−面約１〜２ＩＩＩＩに
集まることになり１両鋼種の界面は清浄となる。

一方、最初に注入される溶鋼（Ａ）とそのにに注入され
る溶鋼（Ｂ）の厚み比については、Ａの厚みに対しＢが
少なすぎる場合にはＢの顕然でＡの上面を適正に再溶解
させられないため、該溶鋼Ａのに１面凝固殻の効果的な
下降と界面の清浄度が悪化し、逆にＡの厚みに対しＢが
厚すぎる場合にはＢの頭熱でＡの上面が大きく再溶解す
るため両鋼種の混合がおこるとともにＢの二方向凝固が
阻害されるという問題点が生じる。

これを第３図に示すが、これより、Ａに対するＢの厚み
は１５％〜５５０％が好ましい。またこの場合、最初に
注入された溶ｍ　（Ａ）が一部凝固した後に、その上に
、十分に温度の高い異種溶鋼（Ｂ）が注入されるため、
Ａの上面凝固殻は加熱されつつ加圧されたものと等しい
作用を受け、変形が容易になる。したがってＡの中には
、凝固収縮孔の発生は起こらず従来法以上に厚手の鋼塊
であってもＩＮ全な鋼塊が１１）られる。

ここで溶＃４Ａとして用いられる溶鋼は、ステンレス鋼
、高Ｎ１＃４あるいは高Ｍｎ鋼等で、γ凝固で、■Ｌつ
少なくとも１２００℃までγ相！′ｌｉ層を形成するも
のを基溶鋼にして、このＦに汗通鋼等の異鋼種を＃ｐＩ
渇すると、該溶鋼Ａの急冷による粗大結晶化の防Ｉにと
、これに伴う上面凝固殻の下降阻害を後鋳湯溶＃４熱に
よって防止でＪる等の利点から特に好ましい。

実施例 以下、本発明について実施例により詳細に説明する。＃
Ｉ型は長ａ　３８００ｍｍ、幅１６００層勝、厚み８０
０層ｌのものでＲ型内面は保温枠で覆われており、上部
に抜熱蓋を設は保温空間内にガスを吹き込みｈ面側の抜
熱量を制御している。そこに、取鍋より溶鋼ＡとしてＮ
ｉ系ステンレス鋼をド注ぎ法で注入し、適正時間経過後
別の取鍋より溶鋼Ｂとして許通鋼を上注ぎで注入した。

成分を第１表に示す。

第１表 この時、Ａ、Ｂ両鋼をあわせたトータルの注入高さは６
００■で一定とし、冷却用Ａ「は注入後６０分間にわた
って２０ＯＮｒｒｒ’　／　Ｈｒの流量で流した。

まず、Ａ、Ｂ両鋼の厚み比を変えた場合の例を第２表に
示す。

これより、Ｎｏｌのように比が１５％以下の場合はＡの
一ヒ面がほとんど再溶解しないため、−旦ＡのＥ面に集
積した介在物やスケールがそのまま接合界面に残り、一
方、Ｎｏ、　５のように５５０％以上の場合は、−旦凝
固していたＡの上面が完全に再溶解してしまうためＡ、
Ｂ鋼の混合域が広くなる。

次にＢの柱入開始時間の影響を第３表に示す。

これより、Ｎｏ、　６のようにＡの注入完了後、十分な
時間をおかずにＢを注入すると、Ａの−に１面凝固殻が
未発達のため溶鋼が混合し、またＮＯ１９のように「ν
間が長時間経過してからＢを注入した場合、Ａの−に面
温度が低下しているため、密着性が不！−分となる。

最後にＢの注入温度の影響を第４表に示す。

これより、Ｎｏ、　１０のようにＢの注入温度が低すぎ
る場合には、Ａの上面がほとんど再溶解しないため接合
界面に介在物が残留し、逆にＮ０１１３のようにＢの注
入温度が高すぎる場合には、Ａの上面が太きく　ｒ４溶
解してしまい、Ａ、Ｂ両鋼が混合してしまう。またこの
ような適正製造条件で得られた鋼塊は、圧江によっても
割れることなく加工がでＳだ。

（以下余白） 発明の効果 以上述べた如く、本発明の凝固法を用いることにより、
特別の予熱あるいは圧着を要することなく、且つ簡単に
複合鋼板を得ることが出きることから、熱間加工性が悪
い鋼も圧延が可能となるため、あらゆる品質と厚みの複
合材の製造を行なうことができ、しかも歩留および品質
面でも極めて優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は異種溶鋼（Ｂ）注入時の最初に注入した溶鋼（
Ａ）の注入完了後経過時間と、Ｂ注入直前のＡの上面凝
固殻厚と上表面温度との関係図、第２図はＢの注入温度
とＡの液相線温度との差とＢ注入後のＡの上面凝固殻の
残留厚、及びＡ、８両鋼の密着性との関係図、第３図は
Ｂの厚みとＡの厚みの比率とＢ注入後のＡの上面凝固殻
厚との関係図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳込溶鋼（Ａ）を鋳型底面から凝固させつつ鋳込溶鋼（
   Ａ）の表面からも凝固させる二方向凝固法において、該
   溶鋼注入完了後、３０分〜３００分に、該溶鋼上部へ該
   溶鋼の液相線温度より３０〜９０℃高い温度で、溶鋼（
   Ｂ）を（Ａ）の溶鋼厚の１５％〜５５０％の厚みに注入
   するとともに、該溶鋼（Ｂ）を上、下両面から冷却凝固
   することを特徴とする二方向凝固法による複合鋼板の製
   造法。