JPH01245952A - 連続鋳造による快削鋼の製造方法 - Google Patents

連続鋳造による快削鋼の製造方法

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JPH01245952A
JPH01245952A JP7187688A JP7187688A JPH01245952A JP H01245952 A JPH01245952 A JP H01245952A JP 7187688 A JP7187688 A JP 7187688A JP 7187688 A JP7187688 A JP 7187688A JP H01245952 A JPH01245952 A JP H01245952A
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前出 弘文
Satoshi Ando
智 安藤
Shigenao Anzai
安斉 栄尚
Eiichi Takeuchi
栄一 竹内
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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、連続鋳造法により、鋳片中心部の快削性成分
の含有量を高めた快削鋼の製造方法に関するものである
〔従来の技術〕
鋼材中心部(コア)の快削性成分濃度を高めた快削鋼は
、コアが被削性成の良いS、Mn等の快削性成分濃度で
あり、リムN(シェル)が不純物の少ないものであるた
めナツトの製造に最も適している。ナツトは次の工程で
製造される。即ち、最初丸鋼を、冷鍛加工によりナツト
の外形に形成する。この時の冷鍛加工はシビャーである
ため、表面がリム層のような加工に耐える材質でなくて
はならない。
次いで、横断面中央付近(コア)をくり抜いてナツトの
内側を形成する。くり抜きはコアが被削性癖の良いS、
Mn等快削性成分濃度の材質であることが必要である。
このような鋼材の製造方法としては、本願出願人の出願
に係る特開昭62−142.053号公報に示される方
法がある。
これは、連続鋳造時、鋳型上端部以降のリム層が形成さ
れた後の鋳片の中心部にSをワイヤーで添加し、コアの
S濃度を高めた快削鋼を製造するものである。
又、同じく本願出願人は、特願昭61−252.898
号明細書において、以下に示す方法を提案した。即ち、
連続鋳造時、鋳型上端部附近に電磁制動装置を設置して
静磁場を形成させて溶鋼を静止させ、静磁場帯を境界と
してその上下に異なる金属をノズルにより供給するもの
である。こうすることにより静磁場帯より上部に供給さ
れた金属は、鋳型下端より上部でリム層を形成し、静磁
場帯より下部に供給された金属は、鋳片中心部で凝固し
コアを形成するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら前記に示す方法は夫々法のような難点を有
する。
前記特開昭62−142.053号公報に示された方法
は、ワイヤー添加の位置が鋳型下端以降のリム層形成後
ではあるがり゛ム層の形成はまだ薄く中心部は大部分未
凝固で流動状態であり、上部から注入される溶鋼の運動
エネルギーにより、上下に撹拌されている。このためワ
イヤーにより添加した快削性成分もある程度撹拌され、
未晰固溶鋼全体に分散されることがある。又、前記特願
昭61−252,898号明細書の方法は、ノズルを用
いる方法であり、添加金属は粉状のものに限られる。従
って、ワイヤーによる添加のものに比し、添加効率は劣
る。
〔課題を解決するための手段) 本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので
、溶鋼を鋳型内に注入し、一部凝固シエルを生成させ゛
リム層とし、この位置以降に電磁制動装置を設け、鋳片
内湾鋼の鎮静化を図り、未凝固溶鋼の混合を防止し、鎮
静領域の下部に鉄被覆S、硫化物、 Mn、 Mn−合
金等の快削性成分充填更に本発明を硫黄快削鋼の例に基
き、詳細に説明する。
C:0.20重量%以下、 Mn: 0.30〜1.0
0重量%、P : 0.040重量%以下、 S : 
0.035重量%以下、An! j 0.050重量%
以下、 0:10〜600ppm。
残部Feの成分を含有し、過熱度5〜50°Cの溶鋼を
連続鋳造鋳型に注入し、一部凝固シエルを生成させた鋳
片内の鋳型下端以降の位置に設けられた電磁制動装置よ
り下部に、0.5〜2.0mm厚みの鉄被覆S、硫化物
、 Mn、 Mn−合金充填ワイヤーによりSおよびM
nを添加し、S: 0.040〜0.400重量%、M
n: 0.30〜2.00重量%のコアを有する快削鋼
を連続鋳造で製造するものである。
すなわち、溶鋼を脱ガス後、鋳片の表面層(リム層また
はシェル)は、第1図に示す鋳型4の下端迄に凝固シェ
ル2として形成される。一方、コア3には、電磁制動装
置6の設置位置より下部に、鉄被覆S、硫化物、 Mn
、 Mn−合金充填ワイヤー(以下ワイヤーという)1
を添加する事で快削性成分の濃度を高める。
ワイヤー1は、鋳型4の上端から溶鋼に入り、ワイヤー
lの鉄被覆材は次第に溶解し、電磁制動装置6の下端以
降で完全に溶解すると同時に、ワイヤー1に充填されて
いたS粉末(FeS粉末等のS含有物質を含む)、やM
n、 Mn−合金粉末が溶鋼中を拡散してコア3を生成
する。
図中5は浸漬ノズル、7はコア凝固部である。
次に、前述のように溶鋼の成分範囲を限定した理由を説
明する。
C:0.20重量%(重量%を以下%という)以下とす
るのは、鋼中C含有量が0.20%を超えると切削抵抗
が増大して目的とする被削性が得られないためである。
Mn : 0.30〜1.00%とするのは、Mnは0
.30%未満でFe5Cよる熱間強度低下により、熱間
圧延割れが発生する。一方、1.00%を超えると加工
性が劣化するためである。
又、コア部のMnを0.30〜2.00%とするのは、
Mnは0.30%以上で被削性を大幅に向上させるのに
効果があるが、2.00%を超えると脆性が増大し、か
つ被削性も低下するためである。
P:0.040%以下とするのは、Pは0.040χを
超えると冷鍛加工性が低下して加工時表面割れを生じる
ためである。
S:0.035%以下とするのは、Sは0.035χを
超えると冷鍛加工性が低下して加工時表面割れを生じる
ためである。
又、コア部のSを0.040〜0.400χとするのは
、Sは0.040%以上で被削性を大幅に向上させるの
に効果があるが、0.400%を超えると加工性、延性
が著しく低下ためである。
Af : 0.050X以下とするのは、A1は0.0
50χを超えると被削性が著しく低下ためである。しか
しながら、この鋼種はAlが適度に含有すると被削性を
低下させるIn5oIIAbjt Alが低下して、被
削性が向上する。
0 : 10〜600ppmとするのは、0はlopp
m未満になると被削性が低下する。一方、6QOppH
1を超えるとピンホール欠陥が表面に発生する。
次に、タンデイツシュの溶鋼の過熱度を5〜50°Cに
した理由は、5°Cより低温になるとノズルが詰って鋳
造不能になり、又、50°Cより高温になれば鋳片の柱
状晶が発達し過ぎて、中心偏析が著しくなるためである
ワイヤーの鉄被覆材の厚みを0.5〜2.0mmにした
理由は、これらの鋼種で鋳型下端以降で完全溶解するの
は、この厚みの間にあるワイヤーのみであるためである
。溶融点が高い鋼種程、ワイヤーが溶解する時間が早い
。鋳型下端以降で所期のシェル厚を有する時にワイヤー
が完全溶解する厚みのものを選択する必要がある。
S、硫化物、 Mn、 Mn−合金の添加を鋳型下端以
降で、電磁制動装置の設置位置より下部とした理由の一
つはリム層に相当するシェルをある一定以上の厚さにす
るためで、これによりシェルは圧延中にコアが露出する
のを防止するとともに、成品になってもシェルが存在す
ると冷鍛加工によって表面が割れるのを防止する。
又、もしS、硫化物、 Mn、 Mn−合金の添加を鋳
型下端以前にすればシェルが薄くなり、コアが圧延中に
露出するとともに成品になってもシェルが存在しない場
合が生じるので、冷鍛加工によって表面が割れる。同時
にタンデイツシュの浸漬ノズル5から溶鋼が吐出し、こ
れが鋳型内で乱流となるため、添加されたS、硫化物、
 Mn、 Mn−合金が捲き込まれてSおよびMn濃度
の高いシェルが生成して本発明が目的とする硫黄快削鋼
にならないためである。
又、他の理由は、電磁制動装置によって、鋳片内溶鋼の
鎮静化を図って、溶鋼の上昇を防ぎ、鋳片内未凝固溶鋼
の混合を阻止し、鎮静化した溶鋼の下部にワイヤーを添
加する事で快削性成分を確実にコアに存在させることに
ある。
〔実施例〕
正書寿法によるAl5I 1110相当の硫黄快削鋼の
製造を、120を転炉にてリムド綱を吹錬し、RHで気
孔欠陥が生成しないように、溶鋼中0を0.0225%
まで脱ガスした。RHでC:o、io%、 Mn: 0
.40χ。
P:O,Of7χ、  S: 0.013χ、  Al
 : 0.020χの成分に調整した。
タンデイツシュの溶鋼過熱度15〜30°Cで、横断面
247mm X 300mm、かつ長さ800mmの鋳
型に注入した。鋳片の引抜速度は0.8m/分で鋳造し
、鋳型内中央付近で、電磁制動装置設置位置の下部に外
径7ffIIIIφ、鉄被覆厚み1.25mm、粉末F
e−5および粉末Fe−Mn充填率21%のワイヤーを
16.0m/分で投入し、かつ電磁制動力1000ガウ
スをかけ、コアのS。
Mn濃度の高い硫黄快削鋼を製造した。
このようにして製造した鋳片を均熱炉で加熱して、分塊
ロールと連続ロールで圧延し、160ma+角のビレッ
トにした。このビレットを加熱炉で再加熱してから連続
ロールで圧延し、20〜5抛mφの丸鋼成品にした。
160no+角ビレツトにおける部位別のコアのS分析
値は第2図に示すようにSの規格o、oso〜0.13
0%を全て満足する。このように鋳片の頭部、中間部は
もとより、鋳片の底部から10%の部位におけるSも、
規格を全て満足するものとなった。コアのMn分析値は
第3図に示すようにMnの規格0.30〜0.60%を
全て満足する。
又、30mm丸鋼での化学成分は第1表の通りであった
第 1 表 (重量%) 切削性試験成績(旋盤による)は第2表に示した。比較
として造塊法によるリムド硫黄快削鋼のそれを示した。
比較鋼の棒鋼底部は切削抵抗が大きくバイト寿命が短い
又、鋳造後の鋳片は、98%が本来の規格で合格した。
第2表 註*1.工具5KH3(乾式切削)、バイト寿命が20
分となる切削速度。
註*2.切削速度が25m/分のときの切削方向分力。
工具は同上。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、歩留よく、鋳片
のコア部に快削性成分を高濃度に含有させることができ
、コスト上有利な快削鋼を製造することができる。
第4図に、本発明法により製造した硫黄快削鋼の160
+wm角ビレット横断面のSの分布状況を示す。
コア部にのみSが高濃度に含有していることが判る。
このように、本発明は快削鋼を製造する上に極めて効果
の大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明法の一実施例を示す正面断面概略図で
ある。 第2図は、ビレットにおける部位別のコアSの分析値を
示すグラフである。 第3図は、ビレットにおける部位別のコアMnの分析値
を示すグラフである。 第4図は、本発明によるビレット横断面におけるシェル
およびコアのSの分析値を示すグラフである。 1・・・ワイヤー、    2・・・シェル、  3・
・・コア、4・・・鋳型、     5・・・浸漬ノズ
ル、6・・・電磁制動装置、 7・・・コア凝固部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶鋼を鋳型に注入し、凝固シェルが生成される鋳型下端
    以降で、かつ、この位置附近に設けた電磁制動装置の下
    方に、快削性成分ワイヤーを添加して、リム層とコアが
    異なった成分の鋳片とする事を特徴とする連続鋳造によ
    る快削鋼の製造方法。
JP63071876A 1988-03-28 1988-03-28 連続鋳造による快削鋼の製造方法 Expired - Lifetime JPH0745094B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5246060A (en) * 1991-11-13 1993-09-21 Aluminum Company Of America Process for ingot casting employing a magnetic field for reducing macrosegregation and associated apparatus and ingot
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