JPH05358A - 軌条用二層鋼の水平連続鋳造法 - Google Patents
軌条用二層鋼の水平連続鋳造法Info
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- JPH05358A JPH05358A JP15492791A JP15492791A JPH05358A JP H05358 A JPH05358 A JP H05358A JP 15492791 A JP15492791 A JP 15492791A JP 15492791 A JP15492791 A JP 15492791A JP H05358 A JPH05358 A JP H05358A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水平連鋳機に於いて、高耐摩耗性かつ高清浄
な頭部用素材と高強度高靭性な脚部用素材の二層からな
り、且つ二層境界部の成分を連続的に変化させた複層鋳
片を安定してかつ経済的に鋳造する。 【構成】 軌条用二層鋼の連続鋳造法に於いて、タンデ
ィッシュの湯面の上昇下降に伴う体積変化が所定の比率
となる様に仕切り部で二層に分割し、タンディッシュ内
溶鋼の浴深を制御することにより鋳型内へ所定の比率で
溶鋼を供給し、且つ圧延後二層界面での急激な硬度変化
を避けるため二層界面近傍が凝固する領域で電磁力によ
り溶鋼を強制的に撹拌し成分を連続的に変化させる。
な頭部用素材と高強度高靭性な脚部用素材の二層からな
り、且つ二層境界部の成分を連続的に変化させた複層鋳
片を安定してかつ経済的に鋳造する。 【構成】 軌条用二層鋼の連続鋳造法に於いて、タンデ
ィッシュの湯面の上昇下降に伴う体積変化が所定の比率
となる様に仕切り部で二層に分割し、タンディッシュ内
溶鋼の浴深を制御することにより鋳型内へ所定の比率で
溶鋼を供給し、且つ圧延後二層界面での急激な硬度変化
を避けるため二層界面近傍が凝固する領域で電磁力によ
り溶鋼を強制的に撹拌し成分を連続的に変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼の連続鋳造法に関し、
詳しくは水平連鋳機を用いて要求特性の異なる二層成分
を有し二層境界面近傍で成分を連続的に変化させた水平
連続鋳造法による二層鋳片の製造法に関する。更に、上
記製造法に於いて二層を上下に分割し軌条頭部用素材を
下層に供給することにより高清浄な軌条頭部用素材の製
造を可能とする水平連続鋳造法による二層鋳片の製造法
に関する。
詳しくは水平連鋳機を用いて要求特性の異なる二層成分
を有し二層境界面近傍で成分を連続的に変化させた水平
連続鋳造法による二層鋳片の製造法に関する。更に、上
記製造法に於いて二層を上下に分割し軌条頭部用素材を
下層に供給することにより高清浄な軌条頭部用素材の製
造を可能とする水平連続鋳造法による二層鋳片の製造法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】軌条材にはその基本特性として高度な耐
磨耗性が要求されている。近年耐磨耗性に加え寒冷地で
の耐破壊特性を向上させるため高靭性が要求されたり、
列車通行量の過密化等の環境変化に対応すべく電気信号
を高感度で安定的に伝達するために優れた電気伝導性が
要求されたりする状況である。
磨耗性が要求されている。近年耐磨耗性に加え寒冷地で
の耐破壊特性を向上させるため高靭性が要求されたり、
列車通行量の過密化等の環境変化に対応すべく電気信号
を高感度で安定的に伝達するために優れた電気伝導性が
要求されたりする状況である。
【０００３】これに対し、従来個々の特性を優先した素
材、即ち耐磨耗性軌条や高電気伝導性軌条が開発され実
用に供されていた。例えば耐磨耗性軌条としては、特開
昭５０−４７８０８号公報、特開昭５５−１２５２３１
号公報および特開昭６３−２７７２１号公報に示される
ような炭素量が０．５０％から０．８５％の高炭素鋼系
軌条、更には熱処理を施した軌条が開発され使用されて
いる。一方高電気伝導性軌条としては、車両に電気を供
給することのみを目的として銅の様な電気伝導性材料を
使用したり、特開昭６２−２０５２４２号公報に示され
るように炭素が０．００３％以下の極低炭素鋼軌条が開
発されてきた。
材、即ち耐磨耗性軌条や高電気伝導性軌条が開発され実
用に供されていた。例えば耐磨耗性軌条としては、特開
昭５０−４７８０８号公報、特開昭５５−１２５２３１
号公報および特開昭６３−２７７２１号公報に示される
ような炭素量が０．５０％から０．８５％の高炭素鋼系
軌条、更には熱処理を施した軌条が開発され使用されて
いる。一方高電気伝導性軌条としては、車両に電気を供
給することのみを目的として銅の様な電気伝導性材料を
使用したり、特開昭６２−２０５２４２号公報に示され
るように炭素が０．００３％以下の極低炭素鋼軌条が開
発されてきた。
【０００４】この様に従来技術に於いては、耐磨耗性の
観点からは高炭素を基本とした素材を用い、一方高靭性
および高電気伝導性の観点からは低炭素を主体とした素
材を用いている。従って、耐磨耗性に富み且つ高靭性な
軌条、或いは耐磨耗性に富み且つ高電気伝導性を有する
軌条の様な二律背反的な多様な特性を同一の軌条で実現
することは不可能である。
観点からは高炭素を基本とした素材を用い、一方高靭性
および高電気伝導性の観点からは低炭素を主体とした素
材を用いている。従って、耐磨耗性に富み且つ高靭性な
軌条、或いは耐磨耗性に富み且つ高電気伝導性を有する
軌条の様な二律背反的な多様な特性を同一の軌条で実現
することは不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来法の
問題点の抜本的な解決を図り、上下或いは左右に異なる
成分濃度を有し異なる特性を供え持つ鋳片を製造し得る
連続鋳造法を提供するものである。更に二つの異なる化
学成分値、例えば耐磨耗性を具備する高炭素系の成分と
高靭性を具備する低炭素系成分で複合化された軌条鋼に
おいては、複合界面が明確な場合には軌条製造時の冷却
過程で両層の変態温度の違いにより複合界面に残留応力
が発生し易く、軌条の具備すべき基本特性である耐疲労
損傷性が低下したり、界面での耐磨耗性の急激な変化の
ため軌条の局部磨耗を発生するなどの性能低下を回避す
る連続鋳造法を提供するものである。更に上記二層鋼に
於いて、二層を上下方向に分割し軌条頭部用素材を下層
とすることにより介在物の浮上効果により高清浄な軌条
頭部用素材を製造する連続鋳造法を提供するものであ
る。
問題点の抜本的な解決を図り、上下或いは左右に異なる
成分濃度を有し異なる特性を供え持つ鋳片を製造し得る
連続鋳造法を提供するものである。更に二つの異なる化
学成分値、例えば耐磨耗性を具備する高炭素系の成分と
高靭性を具備する低炭素系成分で複合化された軌条鋼に
おいては、複合界面が明確な場合には軌条製造時の冷却
過程で両層の変態温度の違いにより複合界面に残留応力
が発生し易く、軌条の具備すべき基本特性である耐疲労
損傷性が低下したり、界面での耐磨耗性の急激な変化の
ため軌条の局部磨耗を発生するなどの性能低下を回避す
る連続鋳造法を提供するものである。更に上記二層鋼に
於いて、二層を上下方向に分割し軌条頭部用素材を下層
とすることにより介在物の浮上効果により高清浄な軌条
頭部用素材を製造する連続鋳造法を提供するものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めの本発明は、タンディッシュ（以下、ＴＤと記す）の
湯面の上昇下降に伴う体積変化が所定の比率となる様に
仕切り部で二槽に分割し、タンディッシュ内溶鋼の浴深
を制御することにより鋳型内へ所定の比率で溶鋼を供給
し、且つ圧延後に二層境界面での急激な硬度変化を避け
るため二層境界面近傍が凝固する領域で電磁力を用いて
溶鋼を外部から強制的に攪拌し二層の混合による第３成
分領域を形成し連続的に成分変動させたことを特徴とす
る軌条用二層鋼鋳片を製造し得ることにある。更に、本
発明では上記二層鋼に於いて、上下方向に二層に分割し
軌条頭部用素材を下層にとすることにより介在物の浮上
効果により高清浄な軌条頭部用素材の製造することが可
能である。
めの本発明は、タンディッシュ（以下、ＴＤと記す）の
湯面の上昇下降に伴う体積変化が所定の比率となる様に
仕切り部で二槽に分割し、タンディッシュ内溶鋼の浴深
を制御することにより鋳型内へ所定の比率で溶鋼を供給
し、且つ圧延後に二層境界面での急激な硬度変化を避け
るため二層境界面近傍が凝固する領域で電磁力を用いて
溶鋼を外部から強制的に攪拌し二層の混合による第３成
分領域を形成し連続的に成分変動させたことを特徴とす
る軌条用二層鋼鋳片を製造し得ることにある。更に、本
発明では上記二層鋼に於いて、上下方向に二層に分割し
軌条頭部用素材を下層にとすることにより介在物の浮上
効果により高清浄な軌条頭部用素材の製造することが可
能である。
【０００７】タンディッシュ入側の注入口に流下した溶
鋼は堰や電磁力等により流動を鎮静化した後に、ＴＤ内
に設けた仕切り部により製品に要求される特性に応じて
３％から５０％の範囲の予め設定された体積比で上下或
いは左右二槽に分割され、然る後に一方の側が軌条頭部
用素材となる様に当該槽に必要な合金等を添加し成分調
整を行う。その後ＴＤ内の湯面レベルが所定の範囲とな
る様に注入量を制御することにより、各槽から鋳型に供
給する溶鋼量を所定の比率に保ちながら鋳造速度に見合
った量をＴＤから鋳型内に自動的に供給することがで
き、予め設定されたＴＤ内の二槽の表面積比に対応した
断面積比を持つ鋳片を鋳造することが可能となる。然る
後に上下境界領域まで凝固が進行した時点で電磁力等の
外力を作用させ未凝固部を撹拌することで上下二層間に
両層の中間成分を有する部分を介在させた鋳片の製造が
可能となる。
鋼は堰や電磁力等により流動を鎮静化した後に、ＴＤ内
に設けた仕切り部により製品に要求される特性に応じて
３％から５０％の範囲の予め設定された体積比で上下或
いは左右二槽に分割され、然る後に一方の側が軌条頭部
用素材となる様に当該槽に必要な合金等を添加し成分調
整を行う。その後ＴＤ内の湯面レベルが所定の範囲とな
る様に注入量を制御することにより、各槽から鋳型に供
給する溶鋼量を所定の比率に保ちながら鋳造速度に見合
った量をＴＤから鋳型内に自動的に供給することがで
き、予め設定されたＴＤ内の二槽の表面積比に対応した
断面積比を持つ鋳片を鋳造することが可能となる。然る
後に上下境界領域まで凝固が進行した時点で電磁力等の
外力を作用させ未凝固部を撹拌することで上下二層間に
両層の中間成分を有する部分を介在させた鋳片の製造が
可能となる。
【０００８】更に頭部用素材として高清浄性が要求され
る様な場合、上下方向に二槽に分離し下槽側に頭部素材
を供給することで当該部に存在する介在物は浮上分離す
ることができ高清浄な頭部用素材を含んだ鋳片の製造が
可能となる。最終凝固部近傍ではＵＳＴ対策として軽圧
下を加えた。
る様な場合、上下方向に二槽に分離し下槽側に頭部素材
を供給することで当該部に存在する介在物は浮上分離す
ることができ高清浄な頭部用素材を含んだ鋳片の製造が
可能となる。最終凝固部近傍ではＵＳＴ対策として軽圧
下を加えた。
【０００９】ＴＤへの溶鋼供給方法として予め成分調整
された溶鋼を二つに完全分離した二槽に別々供給量を管
理しながら必要量を水平連鋳機に供給する方式を用いて
も、上述の成分の違う鋼種や濃度の大きく異なる鋼種の
二層鋳片の製造が可能となる。
された溶鋼を二つに完全分離した二槽に別々供給量を管
理しながら必要量を水平連鋳機に供給する方式を用いて
も、上述の成分の違う鋼種や濃度の大きく異なる鋼種の
二層鋳片の製造が可能となる。
【００１０】
【作用】本発明者等は、前述した水平連鋳機を利用した
二層鋼製造技術確認のため実機鋳造試験を実施した。こ
の結果、ＴＤ内に設けた堰により二成分を分離できるこ
と、鋳片成分分析の結果ＴＤ内溶鋼表面積を所定の比率
で管理することにより所定の断面積比の二層鋳片が製造
できること、その後上下境界領域まで凝固が進行した時
点で電磁力等の外力を作用させ未凝固部を撹拌すること
で上下二層間に両層の中間成分を有する部分を介在させ
た鋳片の製造が可能であることが確認できた。上下方向
で二槽に分離した場合、下層側は上層側と比較し清浄度
が大幅に改善されていることがわかった。また最終凝固
近傍の軽圧下操業により中心偏析やポロシティーの少な
い鋳片が得られた。
二層鋼製造技術確認のため実機鋳造試験を実施した。こ
の結果、ＴＤ内に設けた堰により二成分を分離できるこ
と、鋳片成分分析の結果ＴＤ内溶鋼表面積を所定の比率
で管理することにより所定の断面積比の二層鋳片が製造
できること、その後上下境界領域まで凝固が進行した時
点で電磁力等の外力を作用させ未凝固部を撹拌すること
で上下二層間に両層の中間成分を有する部分を介在させ
た鋳片の製造が可能であることが確認できた。上下方向
で二槽に分離した場合、下層側は上層側と比較し清浄度
が大幅に改善されていることがわかった。また最終凝固
近傍の軽圧下操業により中心偏析やポロシティーの少な
い鋳片が得られた。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に基づく仕切り堰２を備えたＴ
Ｄ１から鋳型３にかけての側面図である。本実施例で
は、ＴＤ１内の二槽（上槽１ａ及び下槽１ｂ）は溶鋼表
面積が１対３となる様に例えばＬ型堰２で仕切られてい
る。
Ｄ１から鋳型３にかけての側面図である。本実施例で
は、ＴＤ１内の二槽（上槽１ａ及び下槽１ｂ）は溶鋼表
面積が１対３となる様に例えばＬ型堰２で仕切られてい
る。
【００１２】本実施例の操業条件は、鋳片サイズが幅３
００mm×厚み４００mm、鋳造速度１．０m/min で高炭素
鋼を連続鋳造したものである。鍋からの落下流を減速す
るために下流側にフィルター堰を配した減速域（図示せ
ず）を設けることにより鋳型への注入孔付近の流速低減
に大きな効果を発揮している。図１は本発明に基づく仕
切り堰を備えたＴＤから水平連鋳機の鋳型にかけての側
面図である。本実施例では堰により分割された部分の表
面積比は１対３とした。溶鋼を二層に分割後、一方の槽
に炭素を４％固溶した溶解鉄を適当にな体積比で添加し
（図示せず）Ｃ濃度が０．８％となる様に調整した。Ｔ
Ｄ湯面レベルは目視で約１００mmの範囲に制御した。更
に鋳型出側から４ｍから７ｍの位置に電磁撹拌装置４を
設置し電磁力を付与した。
００mm×厚み４００mm、鋳造速度１．０m/min で高炭素
鋼を連続鋳造したものである。鍋からの落下流を減速す
るために下流側にフィルター堰を配した減速域（図示せ
ず）を設けることにより鋳型への注入孔付近の流速低減
に大きな効果を発揮している。図１は本発明に基づく仕
切り堰を備えたＴＤから水平連鋳機の鋳型にかけての側
面図である。本実施例では堰により分割された部分の表
面積比は１対３とした。溶鋼を二層に分割後、一方の槽
に炭素を４％固溶した溶解鉄を適当にな体積比で添加し
（図示せず）Ｃ濃度が０．８％となる様に調整した。Ｔ
Ｄ湯面レベルは目視で約１００mmの範囲に制御した。更
に鋳型出側から４ｍから７ｍの位置に電磁撹拌装置４を
設置し電磁力を付与した。
【００１３】図２は本実施例により製造された鋳片の成
分分析結果を示している。図に示す如く、鋳片内のＣ濃
度は上層側で０．４％であるのに対し下層側では０．８
％となっており、境界面では１５０mmの巾で成分が緩や
かに変化していること、また上下層の断面積比率はＴＤ
表面積比に対応してほぼ１対３となっていることが確認
された。
分分析結果を示している。図に示す如く、鋳片内のＣ濃
度は上層側で０．４％であるのに対し下層側では０．８
％となっており、境界面では１５０mmの巾で成分が緩や
かに変化していること、また上下層の断面積比率はＴＤ
表面積比に対応してほぼ１対３となっていることが確認
された。
【００１４】図３は本実施例により製造された鋳片の清
浄度調査結果である。上層側と比較して下層側は１０％
以下の介在物個数となっており、本方式により軌条材頭
部用素材の清浄度が大幅に改善できることが確認され
た。
浄度調査結果である。上層側と比較して下層側は１０％
以下の介在物個数となっており、本方式により軌条材頭
部用素材の清浄度が大幅に改善できることが確認され
た。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明水平連続鋳
造法の実施により鋳片断面が所定の比率で二層に分離さ
れ、且つ二層境界部で中間的な成分領域が介在した高機
能材の製造が可能となった。更に上下二層に分離し上層
側に脚部用素材、下層側に頭部用素材を注入することに
より高清浄性を確保した頭部素材を有する軌条材の製造
が可能であることが確認された。
造法の実施により鋳片断面が所定の比率で二層に分離さ
れ、且つ二層境界部で中間的な成分領域が介在した高機
能材の製造が可能となった。更に上下二層に分離し上層
側に脚部用素材、下層側に頭部用素材を注入することに
より高清浄性を確保した頭部素材を有する軌条材の製造
が可能であることが確認された。
【図１】本発明に基づく仕切り堰を有するＴＤから鋳型
にかけての側面図。
にかけての側面図。
【図２】本発明により製造された鋳片断面の成分分析結
果。
果。
【図３】本発明により製造された鋳片清浄度調査結果。
１ ＴＤ ２ 仕切り
堰 ３ 鋳型 ４ 電磁撹
拌装置
堰 ３ 鋳型 ４ 電磁撹
拌装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 杉野 和男
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新
日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Claims (2)
- 【請求項１】 軌条用二層鋼の水平連続鋳造法に於い
て、タンディッシュの湯面の上昇下降に伴う体積変化が
所定の比率となる様に仕切り部で二槽に分割し、タンデ
ィッシュ内溶鋼の浴深を制御することにより鋳型内へ所
定の比率で溶鋼を供給し、且つ圧延後二層境界面での急
激な硬度変化を避けるため二層境界面近傍が凝固する領
域で電磁力を用いて溶鋼を外部から強制的に攪拌し二層
の混合による第３成分領域を形成し連続的に成分変動さ
せたことを特徴とする二層鋼の水平連続鋳造法。 - 【請求項２】 二層を上下方向に分割し軌条頭部用素材
を下層とすることにより介在物の浮上効果により高清浄
な軌条頭部用素材を製造することを特徴とする請求項１
記載の二層鋼の水平連続鋳造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15492791A JPH05358A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 軌条用二層鋼の水平連続鋳造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15492791A JPH05358A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 軌条用二層鋼の水平連続鋳造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05358A true JPH05358A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15594992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15492791A Withdrawn JPH05358A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 軌条用二層鋼の水平連続鋳造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05358A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009018332A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 連続鋳造装置、鋳塊製造方法及び鋳塊 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15492791A patent/JPH05358A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009018332A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 連続鋳造装置、鋳塊製造方法及び鋳塊 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |