JPH04105762A - Production of complex cast ingot - Google Patents

Production of complex cast ingot

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JPH04105762A
JPH04105762A JP22470290A JP22470290A JPH04105762A JP H04105762 A JPH04105762 A JP H04105762A JP 22470290 A JP22470290 A JP 22470290A JP 22470290 A JP22470290 A JP 22470290A JP H04105762 A JPH04105762 A JP H04105762A
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JP
Japan
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molten metal
different kind
metal
pouring
mold
Prior art date
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Pending
Application number
JP22470290A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Matsui
松井 秀雄
Masaru Jinen
自念 勝
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form different kinds of metals having the prescribed thickness and to effectively produce a complex cast ingot by casting plural different kinds of molten metals in order while adjusting solidified height or wt. so as to be to the prescribed thickness into a mold horizontally set. CONSTITUTION:In the case of casting the different kind of molten metal 2 and the different kind of molten metal 3 so as to be superposed in order after casting the different kind of molten metal 1 into the mold 4, after pouring the different kind of molten metal 1 and when the solidified layer thickness of different kind of molten metal 1 reaches >=80%, the pouring of different kind of molten metal 2 is started. In this case, flux for preventing heat radiation and air oxidation, etc., on the different kind of molten metal 1 surface is not at all used, and gaseous Ar 11 may be used to fill up in the mold 4. Similarly, after pouring the different kind of molten metal 2 and when the solidified layer thickness reaches >=80%, the pouring of the different kind of molten metal 3 is started. This method obtains the prescribed clad ratio at between the different kind of metal layers and good bindness and short producing time and is suitable to mass-production.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は複合鋳塊の製造方法に関し、さらに詳しくは、
極めて短期間に複数の異種金属層を所定の層厚に鋳込む
ことができる複合鋳塊の製造方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a composite ingot, and more specifically,
The present invention relates to a method for manufacturing a composite ingot that allows a plurality of dissimilar metal layers to be cast to a predetermined layer thickness in an extremely short period of time.

[従来技術] 従来において、複合鋼板(クラツド鋼板)を製造する方
法としては、複合鋼板の母材に異種金属(合金を含む。
[Prior Art] Conventionally, methods for manufacturing composite steel sheets (clad steel sheets) include dissimilar metals (including alloys) in the base material of the composite steel sheet.

)を肉盛溶接する方法、母材と異種金属板とを爆発圧接
する方法、また、異種金属板を重ね合せて熱間圧延を行
なう方法等により製造されてきているが、しかし、複合
鋼板の母材を製造するのに繁雑な作業と時間がかかり、
かつ、接合不良等の問題が発生していた。
), explosive welding of the base material and dissimilar metal plates, and hot rolling of dissimilar metal plates stacked on top of each other. It takes complicated work and time to manufacture the base material,
In addition, problems such as poor bonding occurred.

これらの方法以外に下注ぎ鋳ぐるみによる複合鋳塊の製
造方法が開発されたが、鋼片の歩留りか低く、複合鋳塊
の母材の製造に長時間を要する等の問題が生じていた。
In addition to these methods, a method for producing composite ingots using under-pouring casting has been developed, but the yield of steel slabs is low and it takes a long time to produce the base material of composite ingots.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記に説明した従来における複合材料、例えば
、複合鋼板の製造方法の種々の問題点に鑑み、本発明者
が鋭意研究を行ない、検討を重ねた結果、鋳造方法によ
り複合鋳塊を製造する方法に着目し、複数の異種金属溶
湯を用意して順次鋳込むことにより所定の厚さの異種金
属層を形成することにより、比較的短時間の間に効果的
に複合鋳塊を製造する方法を開発したのである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention was developed as a result of intensive research and repeated consideration by the present inventor in view of the various problems of conventional methods for manufacturing composite materials, such as composite steel sheets, as explained above. , focused on a method of manufacturing a composite ingot using a casting method, and by preparing a plurality of molten metals of different types and sequentially casting them to form a layer of different metals with a predetermined thickness, it is possible to create a composite ingot in a relatively short time. They developed a method to effectively produce composite ingots.

E問題点を解決するための手段] 本発明に係る複合鋳塊の製造方法の特徴とするところは
、 複数の異種金属溶湯を、水平に設置されている鋳型に所
定の厚さになるように、凝固高さを調整するか、或いは
、重量を調整して順次鋳込むことにある。
Means for Solving Problem E] The method for manufacturing a composite ingot according to the present invention is characterized by: A plurality of molten metals of different types are placed in a horizontally installed mold to have a predetermined thickness. , the solidification height is adjusted or the weight is adjusted and cast sequentially.

本発明に係る複合鋳塊の製造方法について、以下詳細に
説明する。
The method for manufacturing a composite ingot according to the present invention will be described in detail below.

最近、複合材料の使用が多様化および高度化してきてお
り、鋼板の片面または両面に耐摩耗性や耐蝕性等の材料
を所定の厚さに設けられている複合材料が要求されてお
り、特に、母材として溶接性の優れた材料(例えば、鋼
板)とすることか望まれている。
Recently, the use of composite materials has become more diverse and sophisticated, and there is a particular demand for composite materials in which a wear-resistant, corrosion-resistant material is provided on one or both sides of a steel plate to a predetermined thickness. It is desired that the base material be a material with excellent weldability (for example, a steel plate).

しかし、このような複合材料の製造には、肉盛法、爆発
圧着法、鋳込み法等があるが、何れも製造には時間が掛
かったり、また、母材と異種金属との接合が悪かったり
、鋼板また鋼片の歩留りが低いという問題があり、この
問題を鋳造により複数の異種金属を複数層に重ね注ぎを
行なうことにより、短時間に、かつ、接合不良もなく、
複合材料を製造することができるようにしたのが、本発
明に係る複合鋳塊の製造方法である。
However, there are various methods to manufacture such composite materials, such as overlay method, explosive crimping method, and casting method, but all of these methods take time to manufacture, and the bonding between the base material and dissimilar metals may be poor. , there is a problem of low yield of steel plates and billets, and this problem can be solved by pouring multiple layers of different metals by casting, in a short time and without defective joints.
The method for manufacturing a composite ingot according to the present invention makes it possible to manufacture a composite material.

本発明に係る複合鋳塊の製造方法について、第1図およ
び第2図により具体的に説明する。
The method for manufacturing a composite ingot according to the present invention will be specifically explained with reference to FIGS. 1 and 2.

水平に設置されている鋳型4に異種金属溶湯l、2.3
を鋳込む場合に、レール6上を移動することができ、か
つ、昇降機能および荷重計9を得する台車8上の金属鍋
8′に異種金属溶湯1.2.3をを準備しておく。
Dissimilar metal molten metal l, 2.3 is placed in the horizontally installed mold 4.
When casting, dissimilar metal molten metal 1.2.3 is prepared in a metal ladle 8' on a trolley 8 which can move on rails 6 and has an elevating function and a load cell 9.

また、金属鍋8′内の異種金属溶湯I、2.3の溶湯温
度を保持するために、ブズマ加熱装置IOを設けておく
こともできる。
Further, a buzzer heating device IO may be provided in order to maintain the temperature of the dissimilar metal molten metals I and 2.3 in the metal pot 8'.

さらに、金属鍋8′内の異種金属溶湯l、2.3を水平
に設置されている鋳型4に必要量注入後に注入を停止し
て、そして、再び注入開始を行なうことが可能なスライ
ディング式ノズル5を金属鍋8′の底部に設けることが
必要である。また、このスライディング式ノズル5の下
にロングノズル7を取付けて、異種金属溶湯I、2.3
の大気による酸化を防止できるようにする。
Furthermore, a sliding nozzle is used that can stop the injection after pouring the required amount of dissimilar metal molten metal l, 2.3 in the metal pot 8' into the horizontally installed mold 4, and then start pouring again. 5 at the bottom of the metal pot 8'. In addition, a long nozzle 7 is installed under this sliding nozzle 5, and dissimilar metal molten metal I, 2.3
to prevent oxidation caused by the atmosphere.

次に、第3図および第4図により水平に設置されている
鋳型4に異種金属溶湯1.2.3の注入方法について説
明する。
Next, a method of pouring the dissimilar metal molten metal 1.2.3 into the mold 4 installed horizontally as shown in FIGS. 3 and 4 will be explained.

即ち、鋳型4に異種金属溶湯Iを鋳造後に、異種金属溶
湯2および異種金属溶湯3を順次重ねるように鋳造する
場合に、異種金属溶湯lを注入後、異種金属溶湯1の凝
固層厚が80%以上に達してから、異種金属溶湯2の注
入を開始する。
That is, when dissimilar metal molten metal I is cast into mold 4 and then dissimilar metal molten metal 2 and dissimilar metal molten metal 3 are sequentially cast to overlap, after pouring dissimilar metal molten metal I, the solidified layer thickness of dissimilar metal molten metal 1 is 80 mm. % or more, the injection of the dissimilar metal molten metal 2 is started.

この場合、異種金属層41の湯面には放熱防止および大
気酸化防止等のためにフラックスは全く使用することな
く、代わりに第2図に示すように鋳型4内にArガス1
1を充填するのがよい。
In this case, no flux is used on the hot water surface of the dissimilar metal layer 41 to prevent heat radiation and atmospheric oxidation, and instead, as shown in FIG.
It is better to fill it with 1.

同様に異種金属層a2の注入後、凝固層厚が80%に以
上に達した時に、異種金属溶湯3の注入を開始するので
ある。このようにして、複数の、層、第3図、第4図の
場合には、下層11中層2および上層3の3層の組合せ
の複合鋳塊であるか、その使用目的に応じて異種金属溶
湯1.2.3を種々の順序に組合せることも可能である
Similarly, after the dissimilar metal layer a2 is injected, when the solidified layer thickness reaches 80% or more, the injecting of the dissimilar metal molten metal 3 is started. In this way, in the case of a plurality of layers, FIG. 3 and FIG. It is also possible to combine the melts 1.2.3 in different sequences.

第3図において、1+2は異種金属溶湯lと異種金属溶
湯2との混合層であり、2+3は異種金属溶湯2と異種
金属層13との混合層を示す。
In FIG. 3, 1+2 is a mixed layer of dissimilar metal molten metal 1 and dissimilar metal molten metal 2, and 2+3 is a mixed layer of dissimilar metal molten metal 2 and dissimilar metal layer 13.

第4図において、拡大して図示しであるか、鋳型4上に
、異種金属溶湯lの注入高さをHとした場合、凝固層厚
Hs上に未凝固層厚H1,h(ロングノズル7から注入
されている状態を示している。
In FIG. 4, if the injection height of the dissimilar molten metal l onto the mold 4 is H, the unsolidified layer thickness H1, h (long nozzle 7 This shows the state in which it is being injected.

以上、本発明に係る複合鋳塊の製造方法について、図面
に示す例により説明したが、さらに詳細に説明すると、
金属鍋をのせである台車を移動させるのは、水平に設置
されている鋳型を移動させると溶湯面が大きく変動して
凝固する異種金属層の厚さを均一に確保できなくなるこ
とを防止し、かつ、溶湯面に浮上した非金属介在物を溶
湯に再び巻き込んで溶湯の清浄化を悪化させることを防
止するためであり、鋳型は水平に設置するのである。
The method for manufacturing a composite ingot according to the present invention has been explained above using the example shown in the drawings, but it will be explained in more detail.
The purpose of moving the trolley on which the metal pot is placed is to prevent the surface of the molten metal from fluctuating greatly when the mold is placed horizontally, making it impossible to ensure a uniform thickness of the solidified dissimilar metal layer. In addition, the mold is installed horizontally to prevent nonmetallic inclusions floating on the surface of the molten metal from being re-engulfed in the molten metal and impairing the cleanliness of the molten metal.

次に、移動し、かつ、昇降機能を有する台車とするのは
、異種金属溶湯の大気酸化を防止するためのロングノズ
ルが鋳型底部または鋳型側壁に接触するのを防止するた
めであり、また、ロングノズルの先端が凝固した異種金
属層に接触するのを防止するためでもある。
Next, the reason why the trolley is movable and has an elevating function is to prevent the long nozzle for preventing atmospheric oxidation of molten metal of a different type from coming into contact with the bottom of the mold or the side wall of the mold. This is also to prevent the tip of the long nozzle from coming into contact with the solidified dissimilar metal layer.

まf六台車に荷重計を備えておくのは、所定の異種金属
層の厚さ(クラシト比)を得る几めに注入する異種金属
層4量を制御するためである。
The reason why the six trucks are equipped with a load meter is to control the amount of the dissimilar metal layer 4 to be injected in order to obtain a predetermined thickness of the dissimilar metal layer (crucito ratio).

さらに、台車」―の金属鍋にはプラズマ加軌装置を設置
する場合かめるが、これは複数の異種金属層を有する複
合鋳塊を製造する場合において、最初の異種金属溶湯を
鋳型に注入後、凝固するまでの間−時注入を停止し、次
に、第2番目の異種金属溶湯を注入後、例えば、最初の
異種金属溶湯の注入を開始する場合に、この溶湯温度が
低下することにより生しるロングノズルの閉塞を防止す
るためと注入開始から終了まで溶湯の温度を均一に保持
するためである。
In addition, a plasma tracking device is installed in the metal ladle of the truck, which is useful when producing a composite ingot with multiple dissimilar metal layers, after pouring the first dissimilar metal molten metal into the mold. When the injection is stopped for a period of time until solidification, and then the second dissimilar metal molten metal is injected, for example, when the first dissimilar metal molten injection is started, the temperature of this molten metal decreases and the This is to prevent the long nozzle from clogging and to maintain a uniform temperature of the molten metal from the start to the end of injection.

また、鋳型内にArガスを充填させるのは、鋳型固溶湯
面にフラックスを投入しないので、溶湯の大気酸化によ
る汚染を防止するためである。
Furthermore, the reason why the mold is filled with Ar gas is to prevent the molten metal from being contaminated by atmospheric oxidation since flux is not introduced onto the surface of the solid molten metal in the mold.

次に、複数の異種金属層の厚さを所定のものとするため
に(クラツド比)、それぞれの異種金属かある程度の割
合で凝固した時点において、次の溶湯を注入するのであ
り、本発明の複合鋳塊製造方法においては、第4図に示
す溶湯の高さI(に対して凝固層厚Hsが80%以上1
00%未満に凝固が終了し1こ時点て次の溶湯の注入を
開始することが重要であることを見出した。
Next, in order to set the thickness of the plurality of dissimilar metal layers to a predetermined value (clad ratio), the next molten metal is injected when each dissimilar metal has solidified to a certain degree. In the composite ingot manufacturing method, the solidified layer thickness Hs is 80% or more with respect to the height I of the molten metal (1) shown in Fig. 4.
It has been found that it is important to start pouring the next molten metal once the solidification has finished below 0.00%.

そして、この凝固層厚が80%未満ては混合層厚か厚く
なり、溶湯の使用が多くなりすぎ、無駄であり、100
%を越える大きさでは溶湯面に浮上しf二非金属介在物
が凝固層に巻込まれるので、混合層の薄肉化と清浄性を
期待することはできない。 なお、凝固係数は、使用す
る金属溶湯により異なっているので、所定の凝固層厚を
得るためにも、予め実験により求めておく必要がある。
If the solidified layer thickness is less than 80%, the mixed layer thickness will be too thick, and too much molten metal will be used, which is wasteful.
%, the f2 nonmetallic inclusions float to the surface of the molten metal and become involved in the solidified layer, so thinning and cleanliness of the mixed layer cannot be expected. In addition, since the solidification coefficient differs depending on the molten metal used, it is necessary to determine it in advance through experiments in order to obtain a predetermined solidified layer thickness.

[実 施 例コ 本発明に係る複合鋳塊の製造方法の実施例を説明する。[Implementation example] An embodiment of the method for manufacturing a composite ingot according to the present invention will be described.

実施例 第1表に示す含有成分および成分割合の母材溶鋼および
合せ溶鋼を通常の溶解法により用意し、最初に鋳造した
溶鋼の凝固率が80〜100%の範囲において、次の溶
鋼を注入して重ねることが良好な結果か得られる。
Example A base metal molten steel and a composite molten steel having the components and component ratios shown in Table 1 are prepared by a normal melting method, and the next molten steel is injected when the solidification rate of the first molten steel is in the range of 80 to 100%. Good results can be obtained by layering.

この時の凝固率は母材溶鋼、合せ溶鋼の厚さにより選択
する。
The solidification rate at this time is selected depending on the thickness of the base metal molten steel and the combined molten steel.

例えば、母材175m+n、合せ材25mmの200m
11厚さの複合鋳塊を鋳造する場合に、母材175開の
凝固率80%、即ち、140mm(未凝固35mm)の
時点において、次の合せ溶鋼を注ぎ重ねても混合部が広
く、目的とする複合鋳塊を得ることができないので、こ
の場合は、母材の凝固率が95%以上に時点において注
ぎ重ねるのが良いことかわかる。
For example, 200m of base material 175m+n and laminated material 25mm
When casting a composite ingot with a thickness of 11 mm, when the solidification rate of the base material 175 mm is 80%, that is, 140 mm (unsolidified 35 mm), even if the next combined molten steel is poured, the mixing area is wide and the purpose is Since it is not possible to obtain a composite ingot, it is understood that in this case, it is better to pour the base material over and over again when the solidification rate of the base material reaches 95% or more.

しかし、薄い合せ溶鋼を先に鋳造して、凝固率が80%
以上、即ち、20am以上が凝固した時点において、注
ぎ重ねると充分な複合比が得られるので、鋳塊段階にお
いて製作しようとする必要な厚さを目標に凝固率を選択
するのである。
However, if the thin laminated molten steel is cast first, the solidification rate will be 80%.
In other words, when the ingot has solidified to a thickness of 20 am or more, a sufficient composite ratio can be obtained by pouring over the ingot, so the solidification rate is selected with the desired thickness to be produced at the ingot stage.

また、本発明に係る複合鋳塊の製造方法の実施例の5の
ように、100%凝固した時点において、注ぎ重ねると
所定の複合比を得るには作業的に有利であるが、製品段
階において合せ部に微少な超音波欠陥か発生する場合も
あり、また、せん剪断強度か低下するので、100%未
満の凝固率で注ぎ重ねることか重要である。
In addition, as in Example 5 of the method for manufacturing a composite ingot according to the present invention, pouring it over and over again at the time of 100% solidification is advantageous in terms of operation to obtain a predetermined composite ratio, but at the product stage. Since minute ultrasonic defects may occur in the joints, and the shear strength will decrease, it is important to pour at a coagulation rate of less than 100%.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る複合鋳塊の製造方法
は上記の構成であるから、従来における複合鋼板は製造
できるまでに、繁雑な作業と相当の時間を要しており、
少量生産であったものを、複数の異種金属層間に所定の
厚さを確保でき、即ち、異種金属層間に所定のクラツド
比を有し、かつ、異種金属層同士の結合性も良好であり
、製造時間も短く、大量生産に適しているという優れた
効果を存するものである。
[Effects of the Invention] As explained above, since the method for manufacturing a composite ingot according to the present invention has the above configuration, it takes complicated work and a considerable amount of time to manufacture a conventional composite steel plate. Ori,
Although it was produced in small quantities, it is possible to ensure a predetermined thickness between multiple dissimilar metal layers, that is, a predetermined cladding ratio between the dissimilar metal layers, and good bonding between the dissimilar metal layers. It has the advantage of short manufacturing time and is suitable for mass production.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る複合鋳塊の製造方法を説明するた
めの概略平面図、第2図は本発明に係る複合鋳塊の製造
方法を説明するための概略断面図、第3図は水平に設置
された鋳型内に複数の異種金属層が混合層を介して鋳込
まれている状態を示す断面図、第4図は金属溶湯を注入
した場合の凝固の態様を示す図である。 ■、2.3・・・異種金属溶湯、4・・・水平に設置さ
れている鋳型、5・・・スライディング式ノズル、6・
・・レール、7・・・ロンクノズル、8・・・台車、8
′ ・・・金属鍋、9・・。 昇降機能および簡市計、10・・・プラズマ加熱装置、
II ・・・Arカス、12・・・凝固層。 第1 図 才2図 t3図 第4図
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining the method for producing a composite ingot according to the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the method for producing a composite ingot according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of dissimilar metal layers are cast through a mixed layer in a horizontally installed mold, and FIG. 4 is a view showing the solidification mode when molten metal is injected. ■, 2.3... Molten metal of different types, 4... Mold installed horizontally, 5... Sliding nozzle, 6.
...Rail, 7...Long nozzle, 8...Dolly, 8
'...Metal pot, 9... Elevating function and simple city meter, 10... plasma heating device,
II...Ar scum, 12...Coagulated layer. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の異種金属溶湯を、水平に設置されている鋳型に所
定の厚さになるように、凝固高さを調整するか、或いは
、重量を調整して順次鋳込むことを特徴とする複合鋳塊
の製造方法。
A composite ingot characterized by pouring a plurality of molten metals of different types into a horizontally installed mold to a predetermined thickness by adjusting the solidification height or adjusting the weight. manufacturing method.
JP22470290A 1990-08-27 1990-08-27 Production of complex cast ingot Pending JPH04105762A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0686516A (en) * 1992-09-03 1994-03-25 Hitachi Koki Co Ltd Method of manufacturing cage rotor
CN114178508A (en) * 2021-12-13 2022-03-15 湖南工程学院 Vacuum casting method of multilayer aluminum-based composite material

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