JPH0780601A - 表層厚の制御性に優れた複層鋳片の製造方法 - Google Patents

表層厚の制御性に優れた複層鋳片の製造方法

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JPH0780601A
JPH0780601A JP24732293A JP24732293A JPH0780601A JP H0780601 A JPH0780601 A JP H0780601A JP 24732293 A JP24732293 A JP 24732293A JP 24732293 A JP24732293 A JP 24732293A JP H0780601 A JPH0780601 A JP H0780601A
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casting
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cast slab
slab
mold
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JP24732293A
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Hiroyuki Tanaka
宏幸 田中
Takashi Sato
孝 佐藤
Chiyokatsu Hamaguchi
千代勝 浜口
Akifumi Seze
昌文 瀬々
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複層鋳片の鋳造において、目標と
する表層厚の複層鋳片を安定して製造する鋳造方法を提
供する。 【構成】 静磁界6により区分された上下に液相線温度
の異なる溶融金属4,5を注入する複層鋳片の鋳造方法
において、2種溶鋼の液相線温度,鋳造速度を、下記式
の範囲で鋳造する鋳造方法である。 α(=ΔT×t0.5 )≦600 但し ΔT=内層用溶鋼の液相線温度−表層用溶鋼の液
相線温度(℃) t=(磁極上端〜鋳型下端間の距離)/鋳造速度
(sec) 【効果】 複層鋳片の表層厚の制御が容易となり、成分
混合を防止しつつ安定して製造することが可能となって
複層鋳片の品質向上を図り得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内層と外層が組成の異
なる複層鋳片を、溶融状態から連続的に製造する複層鋳
片の鋳造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造によって複合鋼材を製造する方
法として、長さの異なる2本の浸漬ノズルを鋳型内にあ
る溶融金属のプールに挿入し、それぞれのノズルの吐出
口を深さが異なる位置に設け、異種の溶融金属を注入す
る技術が特公昭44−27361号公報に開示されてい
る。
【0003】また特公昭49−44859号公報には、
鋳型に注入された異種の溶融金属間に耐火物製の隔壁を
設け、異種の金属が相互に混合することを防止しながら
連続鋳造することが開示されている。
【0004】さらに、特公昭63−108947号公報
には、図2に示すように鋳型1内に浸漬ノズル2,3を
介して、注入された異種の溶融金属間に静磁界6を使用
して、両金属が混合することを防止しながら複層鋳片を
製造することが開示されている。
【0005】これは、鋳造方向のある長さ域の鋳片全幅
にわたって磁力線が存在するような静磁界6を形成さ
せ、この静磁界6を境界として、その上下に異種の溶融
金属4,5を供給するものである。その結果、上下層が
接する位置での上下層の混合を最小限に抑える事ができ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来連続鋳造において
は、鋳型内へは単一密度の金属を供給してきた。このた
め溶融金属の液相線温度の差が、鋳片性状へ及ぼす影響
は見られなかった。
【0007】一方、2種類の金属を鋳型内に同時に注入
して複層鋳片を製造する技術においては、使用する金属
の組合せによっては、図2に示すように静磁界6の下部
に位置する内層用溶融金属の液相線温度が、上部に位置
する外層用溶融金属の液相線温度よりも大きい場合も生
じる。その場合には、静磁界の下部には、表層用溶融金
属の液相線温度以上で供給された内層用溶融金属による
高温の領域10が生成する。
【0008】さらに鋳造速度が低い場合には、鋳片外層
部7が上述した高温領域を通過する時間が長くなる。こ
の場合には、メニスカス部から静磁界6の間で成長した
鋳片外層部が内層用溶融金属により再溶解する現象が生
じる。その結果、鋳造された複層鋳片は鋳片の外層部の
厚みが目標厚に達せず、さらに溶解した鋳片外層の溶質
は内層部に混入するために、鋳片内層部に外層用溶鋼が
混入した不完全な鋳片になってしまう。
【0009】さらに上述した現象により、鋳片外層部の
厚みが所定厚に達しないことを改善するために、鋳造速
度をさらに低下させてメニスカスから磁極間に成長する
外層用凝固シェルの厚みを増大させる鋳造を行う場合に
は、メニスカスから磁極間に成長する凝固シェル厚は増
大するものの、同様に高温領域を通過する時間も長くな
るために、再溶解量も多くなる。その結果、鋳造速度低
下による効果は殆ど得られない。
【0010】本発明は、上記の複層鋳片の連続鋳造にお
いて液相線温度の異なる金属からなる複層鋳片を連続鋳
造によって製造する場合に、目標の表層厚を安定して製
造する鋳造方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋳型内で静磁
界により区分された上下2箇所に注入された2種類の液
相線温度の異なる溶融金属を、冷却,凝固せしめる鋳込
み複層鋳片の鋳造方法において、2種溶鋼の液相線温
度,鋳造速度を、下記(2)式の範囲で鋳造することを
特徴とする表層厚の制御性に優れた複層鋳片の鋳造方法
である。
【0012】
【数2】 α(=ΔT×t0.5 )≦600 ………(2) 但し ΔT=内層用溶鋼の液相線温度−表層用溶鋼の液
相線温度(℃) t=(磁極上端〜鋳型下端間の距離)/鋳造速度
(sec)
【0013】
【作用】以下本発明を、図面により詳細に説明する。
【0014】図1は、内層用溶融金属5の密度が外層用
溶融金属4の液相線温度よりも高い溶融金属の組合せの
複層鋳片を、連続鋳造により製造する場合の静磁界とノ
ズルとの位置関係を示す図面である。1は鋳型、2,3
はそれぞれの溶融金属を注入する浸漬ノズル、6は静磁
界、また8,9は本方法により製造される複層鋳片の断
面を示す。
【0015】図2は、従来のプロセスにおいて使用され
ているように、静磁界の位置において完全にマスバラン
スが取れるように外層用溶融金属を供給して鋳造を行う
場合に、液相線温度の低い外層用溶融金属4が、静磁界
から鋳型下端間の高温領域10間において再溶解する現
象を表わす図面である。
【0016】複層鋳片の連続鋳造技術では、鋳型内で静
磁界により分割された上下の異なった位置に溶鋼や溶融
金属を注入して鋳造を行う。通常、外層用溶融金属と内
層用溶融金属の液相線温度が等しい場合には、鋳型内の
メニスカス部から静磁界の間で凝固した凝固シェルは鋳
型外層部になり、その後に鋳造の進行により鋳片が静磁
界の下部に達すると、先に凝固した凝固シェルの内部に
連続して内層用溶融金属が凝固して複層鋳片になる。
【0017】一方、外層用溶融金属の液相線温度が内層
用溶融金属の液相線温度よりも高い場合には、静磁界の
下部には、静磁界の下部に供給された内層用溶融金属に
より外層用溶融金属の液相線温度以上に達する極めて高
温の領域が生成する。さらに低速で鋳造を行うことによ
り、鋳片外層が高温の領域に曝される時間が長くなり、
従って鋳片外層が再溶解してしまう。
【0018】図3に、この高温領域における「内層用溶
鋼と外層用溶鋼の液相線温度の差」と「高温領域の通過
時間〔(磁極〜鋳型下端間距離)/鋳造速度〕」から得
られるパラメーターα〔=(内層用溶鋼と外層用溶鋼の
液相線温度の差)×(高温領域の通過時間)0.5 〕と、
鋳片外層の再溶解厚みとの関係を示すが、この関係より
αが600以上の領域に達すると、再溶解が発生するこ
とが判る。
【0019】このように、鋳片外層の再溶解が内層用溶
鋼と外層用溶鋼の液相線温度の差のみで決定されないの
は、液相線温度に差があっても、鋳造速度が速く高温の
領域を通過する時間が短い場合には、シェル前面の温度
は上昇するものの再溶解までには至らないためである。
【0020】ここで、パラメーター(α)を600以下
にする方法としては、先ず使用する2種類の溶鋼の内、
内層用溶鋼内に内層鋳片の特性に悪影響を与えない成分
で、液相線温度を低下させる成分を添加することにより
液相線温度の差を小さくする方法が考えられる。この元
素には、〔C〕,〔Si〕,〔Mn〕,〔P〕,
〔S〕,〔Al〕,〔Cr〕,〔Ni〕等の元素が考え
られる。
【0021】あるいは高温領域の通過時間を低減させる
方法として、αが600以下の条件まで鋳造速度を上げ
る方法が考えられる。ただしその場合には、凝固シェル
厚が成長する速度が少なく、目的の外層厚に達しない場
合があるが、その場合には必要に応じて鋳造時に鋳型内
の湯面レベルを上げて、メニスカスから静磁界間の距離
を延ばして鋳造する方法を併せて実施することも必要で
ある。
【0022】あるいは鋳型の長さを短くして、静磁界か
ら鋳型下端間の距離を短縮して、鋳片外層のために必要
な凝固シェル厚に達した後に、直ちに鋳片に直接水をか
けることにより、鋳片からの抜熱量を増大させて外層の
再溶解を防止する等の方法が考えられる。
【0023】本方法に従い鋳造を行うことにより、外層
用鋼の液相線温度が内層用鋼の液相線温度より高い組み
合わせの鋳片を、安定して製造することが可能になる。
【0024】
【実施例】実施例1として、水平断面が250×150
0mmの内部空間を持つ連鋳鋳型を用いて、外層にNi
系ステンレス鋼(TLL=1467℃),内層に低炭のア
ルミキルド鋼(TLL=1530℃)の構造を持つ複層鋳
片を、連続鋳造法により鋳造速度0.4m/分で製造し
た。本鋳造で使用した鋳型の長さは1.2mで、メニス
カス部から静磁界中心までの距離は400mで行った。
この場合の鋳片の目標外層厚は25mmである。
【0025】当初従来法として、図2に示すように2種
溶融金属の境界が静磁界の中心位置になるように、外層
用溶融金属を供給して鋳造を行った。Ni系ステンレス
鋼はアルミキルド鋼に比べて液相線温度が63℃低く、
さらに静磁界から鋳型下端までの高温領域(600m
m)を通過する時間は120secと長い。その結果鋳
造される鋳片の外層厚は、目標よりも約2mm程度薄い
鋳片となった。
【0026】そこで本発明に従い、内層用溶融金属内に
20%の〔Cr〕を添加して内層用溶融金属の液相線温
度を1515℃に低下させ、αを690から525に低
下させて鋳造を行った。その結果、鋳造される鋳片は目
的の25mmの外層厚が得られた。
【0027】実施例2として、水平断面が250×15
00mmの内部空間を持つ連続鋳型を用いて、外層にN
i系ステンレス鋼(TLL=1460℃),内層に中炭の
アルミキルド鋼(TLL=1520℃)の構造を持つ複層
鋳片を、連続鋳造法により鋳造速度0.4m/分で製造
した。本鋳造で使用した鋳型の長さは1mで、メニスカ
ス部から静磁界中心までの距離は400mで行った。
【0028】当初従来法として、図2に示すように2種
溶融金属の境界が静磁界の中心位置になるように、外層
用溶融金属を供給して鋳造を行った。ところが、本材料
に使用する溶鋼の液相線温度差は60℃と大きく、さら
に静磁界から鋳型下端までの高温領域(600mm)を
通過する時間は120secと長い。
【0029】その結果鋳片外層の再溶解が発生し、鋳造
される鋳片は鋳片内層に外層用溶鋼の成分が混入してマ
ルテンサイト化して、目標の特性が得られなくなった。
【0030】そこで本発明に従い、鋳造速度を0.5m
/minに上昇させてαを657から587に低下させ
て鋳造を行った。その結果、鋳造される鋳片の外層の再
溶解は防止でき、鋳片内層のマルテンサイト化は防止で
き、目的の材質特性を得ることができた。
【0031】実施例3として、水平断面が250×15
00mmの内部空間を持つ連鋳鋳型を用いて、外層にC
r系ステンレス鋼(TLL=1460℃),内層に低炭の
アルミキルド鋼(TLL=1535℃)の構造を持つ複層
鋳片を、連続鋳造法により鋳造速度0.3m/分で製造
した。本鋳造で使用した鋳型の長さは1.2mで、メニ
スカス部から静磁界中心までの距離は400mで行っ
た。
【0032】当初従来法として、図2に示すように2種
溶融金属の境界が静磁界の中心位置になるように、外層
用溶融金属を供給して鋳造を行った。ところが、本材料
に使用する溶鋼の液相線温度差は75℃と大きく、さら
に静磁界から鋳型下端までの高温領域(600mm)を
通過する時間は120secと長い。
【0033】その結果鋳片外層の再溶解が発生し、鋳片
の外層厚が目標厚に対して薄くなった。そこで鋳型をメ
ニスカスから静磁界間の長さを同一にして、全長を1.
2mから0.7mに短縮することにより、静磁界の下方
の長さを800mmから300mmに短縮させた鋳型に
改造して鋳造を行った。その結果、αは758から46
4に小さくなり、さらに目的の表層厚の複層鋳片を製造
することが可能になった。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明の製造方法に
よれば、複層鋳片の鋳造において、2種溶鋼の液相線温
度,鋳造速度を、一定の範囲として鋳造することによ
り、複層鋳片の表層厚の制御が容易となり、表層の液相
線温度が内層の液相線温度よりも小さい金属の組合せの
複層鋳片を、成分混合を防止しつつ安定して製造するこ
とが可能となり、複層鋳片の品質向上を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明例を示し、外層用溶鋼と内層用溶鋼の液
相線温度や高温領域に通過時間を調整して複層鋳片を製
造する状態を示す略側面図である。
【図2】従来例を示し、鋳型内に供給する溶融金属の液
相線温度に所定の加熱度を加えた場合に鋳片外層の再溶
解が発生する状態を示す略側面図である。
【図3】本発明にて使用しているパラメーターのα値が
600を超える領域で鋳片外層に再溶解が発生すること
を説明する図面である。
【符号の説明】
1 鋳型 2,3 浸漬ノズル 4 表層用溶融金属 5 内層用溶融金属 6 静磁界 7 複層鋳片 8 鋳片表層 9 鋳片内層 10 内層用溶融金属による高温の領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜口 千代勝 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 瀬々 昌文 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳型内で静磁界により区分された上下2
    箇所に注入された2種類の液相線温度の異なる溶融金属
    を、冷却,凝固せしめる鋳込み複層鋳片の鋳造方法にお
    いて、2種溶鋼の液相線温度,鋳造速度を、(1)式の
    範囲で鋳造することを特徴とする表層厚の制御性に優れ
    た複層鋳片の鋳造方法。 【数1】 α(=ΔT×t0.5 )≦600 ………(1) 但し ΔT=内層用溶鋼の液相線温度−表層用溶鋼の液
    相線温度(℃) t=(磁極上端〜鋳型下端間の距離)/鋳造速度
    (sec)
JP24732293A 1993-09-09 1993-09-09 表層厚の制御性に優れた複層鋳片の製造方法 Withdrawn JPH0780601A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020067714A1 (ko) * 2018-09-28 2020-04-02 주식회사 포스코 주조 모사 장치 및 주조 모사 방법

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