JPH0798289A - 金属材料の凝固シュミレート方法及びその装置 - Google Patents
金属材料の凝固シュミレート方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH0798289A JPH0798289A JP6104311A JP10431194A JPH0798289A JP H0798289 A JPH0798289 A JP H0798289A JP 6104311 A JP6104311 A JP 6104311A JP 10431194 A JP10431194 A JP 10431194A JP H0798289 A JPH0798289 A JP H0798289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- solidified
- mold container
- melted
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属材料の凝固時の析出物挙動、スケール生
成挙動などのシュミレーションを正確に再現することを
目的とする。 【構成】 鋳型下部から、熱電対を装着した熱電対保護
管を挿入し、溶解試料を鋳型内へ注湯した後熱電対によ
って溶解試料の温度を測定し、指定された凝固温度に到
達後、熱電対保護管によって凝固試料を上昇せしめて加
熱装置で加熱し、この加熱温度を制御しつゝ急冷する。
成挙動などのシュミレーションを正確に再現することを
目的とする。 【構成】 鋳型下部から、熱電対を装着した熱電対保護
管を挿入し、溶解試料を鋳型内へ注湯した後熱電対によ
って溶解試料の温度を測定し、指定された凝固温度に到
達後、熱電対保護管によって凝固試料を上昇せしめて加
熱装置で加熱し、この加熱温度を制御しつゝ急冷する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は普通鋼、ステンレス鋼等
の鋼材を溶解、凝固した後で得られる表面状態、凝固組
織、結晶粒組織、析出物挙動、スケール生成挙動等を把
握するための凝固シュミレート方法及びその装置に関す
る。
の鋼材を溶解、凝固した後で得られる表面状態、凝固組
織、結晶粒組織、析出物挙動、スケール生成挙動等を把
握するための凝固シュミレート方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、実際の連続鋳造や連続鋳造に引続
く熱間圧延工程の熱履歴に近い条件において引張試験す
る目的で、試料をいったん溶融し、凝固に引続く冷却過
程で種々の熱履歴を与えた後に引張変形を施し、熱間の
変形能を調べる横型の引張試験機（グリーブル試験機）
が知られている（日本鉄鋼協会「連鋳力学部会誌」８〜
１１頁、１９８４，１０、参照）。
く熱間圧延工程の熱履歴に近い条件において引張試験す
る目的で、試料をいったん溶融し、凝固に引続く冷却過
程で種々の熱履歴を与えた後に引張変形を施し、熱間の
変形能を調べる横型の引張試験機（グリーブル試験機）
が知られている（日本鉄鋼協会「連鋳力学部会誌」８〜
１１頁、１９８４，１０、参照）。
【０００３】また、連続鋳造鋳片の表面温度や初期凝固
組織を知るために、図４に示すように試料を高周波誘導
加熱により溶解し、石英ノズル内にガスを噴出して溶解
試料をノズル直下の石英管鋳型に鋳込み、溶解試料を下
部Ｃｕ面より上方へ一方向に凝固せしめる実験方法及び
その実験結果が「鉄と鋼」第７７年（１９９１）第１０
号１３４頁〜１４１頁に記載されている。この場合の溶
解試料温度は２色光温計で、また凝固試料表面温度の時
間変化はシリコンフォトダイオードで求めており、この
実験の変数は試料噴出ガス差圧で求め、これを変化させ
ることにより、試料の落下速度あるいは冷却条件を変化
させている。
組織を知るために、図４に示すように試料を高周波誘導
加熱により溶解し、石英ノズル内にガスを噴出して溶解
試料をノズル直下の石英管鋳型に鋳込み、溶解試料を下
部Ｃｕ面より上方へ一方向に凝固せしめる実験方法及び
その実験結果が「鉄と鋼」第７７年（１９９１）第１０
号１３４頁〜１４１頁に記載されている。この場合の溶
解試料温度は２色光温計で、また凝固試料表面温度の時
間変化はシリコンフォトダイオードで求めており、この
実験の変数は試料噴出ガス差圧で求め、これを変化させ
ることにより、試料の落下速度あるいは冷却条件を変化
させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリー
ブル試験の場合は前記連鋳力学部会誌１０頁又は１１頁
図２−２で示すように初期凝固速度が２０℃／秒前後で
あり、その試験設備から１０3 ℃／秒程度の急冷凝固材
を試験材にすることは極めて難かしく、また１０2 ℃／
秒の凝固速度を安定して制御することが困難である。
ブル試験の場合は前記連鋳力学部会誌１０頁又は１１頁
図２−２で示すように初期凝固速度が２０℃／秒前後で
あり、その試験設備から１０3 ℃／秒程度の急冷凝固材
を試験材にすることは極めて難かしく、また１０2 ℃／
秒の凝固速度を安定して制御することが困難である。
【０００５】一方、図４で示す方法は初期凝固速度を急
冷凝固（１０3 ℃／秒）なみに制御できるが、凝固時の
試料の状態のみを調査することができるだけで凝固後の
温度および圧下の制御を行うことができない。本発明は
かゝる課題を解決する手段を提供するものである。すな
わち、本発明は凝固時の析出物挙動、凝固組織、結晶粒
組織、析出物生成挙動、スケール生成挙動等を正確に把
握するために、試料表層（表層より深さ５０μｍの部
分）の初期凝固速度を急冷凝固（１０3 ℃／秒）なみに
制御できるとともに、凝固後においても凝固試料をさら
に所望の温度及び冷却条件、例えば双ロール鋳片の凝固
後の温度及び冷却条件を再現する加熱急冷を行うことが
できるシュミレート方法及び装置を提供するものであ
る。
冷凝固（１０3 ℃／秒）なみに制御できるが、凝固時の
試料の状態のみを調査することができるだけで凝固後の
温度および圧下の制御を行うことができない。本発明は
かゝる課題を解決する手段を提供するものである。すな
わち、本発明は凝固時の析出物挙動、凝固組織、結晶粒
組織、析出物生成挙動、スケール生成挙動等を正確に把
握するために、試料表層（表層より深さ５０μｍの部
分）の初期凝固速度を急冷凝固（１０3 ℃／秒）なみに
制御できるとともに、凝固後においても凝固試料をさら
に所望の温度及び冷却条件、例えば双ロール鋳片の凝固
後の温度及び冷却条件を再現する加熱急冷を行うことが
できるシュミレート方法及び装置を提供するものであ
る。
【０００６】さらに本発明は凝固試料を圧下状態におく
ことのできるシュミレート方法を提供するものである。
ことのできるシュミレート方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、鋳型内に凝固試料の温度を測定する熱電対
を突出設置して上記鋳型内で冷却凝固された試料に該熱
電対を埋設せしめ、かゝる凝固試料をそのまゝ押上げて
加熱及び冷却装置内に配置し、該凝固試料に対し高温で
の温度制御を行うことを特徴とする。
するために、鋳型内に凝固試料の温度を測定する熱電対
を突出設置して上記鋳型内で冷却凝固された試料に該熱
電対を埋設せしめ、かゝる凝固試料をそのまゝ押上げて
加熱及び冷却装置内に配置し、該凝固試料に対し高温で
の温度制御を行うことを特徴とする。
【０００８】すなわち、本発明の金属材料の凝固シュミ
レート方法及びその装置は、以下のような特徴を有す
る。まず、金属材料の凝固シュミレート方法としては、
金属材料の凝固状態を把握するに際して、該金属材料か
ら切出した金属試料を溶解容器内に装入し、その加熱装
置により加熱溶解した後に、該溶解容器の下方に設けら
れた鋳型容器内へその溶解試料を注湯し、その下部底面
から鋳型容器内へ突き出した熱電対により溶解試料の温
度を測定しながら、その溶解試料が凝固して所定の温度
に到達したときに、（１）その凝固試料を鋳型容器内か
らその上方の前記加熱装置設置位置まで押上げ、この凝
固試料を所望温度まで加熱した後に温度を調整しつつ、
冷却する、（２）その凝固試料を鋳型容器内からその上
方の圧下装置設置位置まで押上げ、この凝固試料に圧下
を加えた後に加熱・冷却または冷却する、あるいは、
（３）その凝固試料を鋳型容器内からその上方の前記加
熱装置設置位置まで押上げ、この凝固試料を所望温度ま
で加熱・冷却した後、該凝固試料を圧下装置設置位置ま
で移動し、この凝固試料に圧下を加えた後に加熱・冷却
または冷却する、ことを特徴とする。
レート方法及びその装置は、以下のような特徴を有す
る。まず、金属材料の凝固シュミレート方法としては、
金属材料の凝固状態を把握するに際して、該金属材料か
ら切出した金属試料を溶解容器内に装入し、その加熱装
置により加熱溶解した後に、該溶解容器の下方に設けら
れた鋳型容器内へその溶解試料を注湯し、その下部底面
から鋳型容器内へ突き出した熱電対により溶解試料の温
度を測定しながら、その溶解試料が凝固して所定の温度
に到達したときに、（１）その凝固試料を鋳型容器内か
らその上方の前記加熱装置設置位置まで押上げ、この凝
固試料を所望温度まで加熱した後に温度を調整しつつ、
冷却する、（２）その凝固試料を鋳型容器内からその上
方の圧下装置設置位置まで押上げ、この凝固試料に圧下
を加えた後に加熱・冷却または冷却する、あるいは、
（３）その凝固試料を鋳型容器内からその上方の前記加
熱装置設置位置まで押上げ、この凝固試料を所望温度ま
で加熱・冷却した後、該凝固試料を圧下装置設置位置ま
で移動し、この凝固試料に圧下を加えた後に加熱・冷却
または冷却する、ことを特徴とする。
【０００９】また、金属材料の凝固シュミレート装置と
しては、加熱装置の直下に鋳型容器を配設するととも
に、加熱装置内及びその上方に上下動自在な溶解容器を
配設した金属材料の凝固シュミレート装置であって、
（１）温度検出端子を備え、鋳型容器内に形成される凝
固試料を支持して上下動自在な凝固試料支持具を鋳型容
器に装着したことを特徴とし、（２）特に、この（１）
の凝固試料支持具として、鋳型容器底面を上下方向に貫
通し、かつ上下動自在な、熱電対を挿入した熱電対保護
管が適する。さらに、（３）これら（１）あるいは
（２）において、鋳型容器の上方に鋳型容器内で形成さ
れた凝固試料の圧下装置を配設することが好ましい。
しては、加熱装置の直下に鋳型容器を配設するととも
に、加熱装置内及びその上方に上下動自在な溶解容器を
配設した金属材料の凝固シュミレート装置であって、
（１）温度検出端子を備え、鋳型容器内に形成される凝
固試料を支持して上下動自在な凝固試料支持具を鋳型容
器に装着したことを特徴とし、（２）特に、この（１）
の凝固試料支持具として、鋳型容器底面を上下方向に貫
通し、かつ上下動自在な、熱電対を挿入した熱電対保護
管が適する。さらに、（３）これら（１）あるいは
（２）において、鋳型容器の上方に鋳型容器内で形成さ
れた凝固試料の圧下装置を配設することが好ましい。
【００１０】以下本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は本発明の一部断面概略図であり、試料を溶解
する前の状態を示す。図において、鋳型２は保持台２−
１に設置され、その直上に加熱装置、例えば高周波加熱
コイル１が設けられ、さらに溶解容器３例えば石英るつ
ぼを前記加熱コイル１内に配設できるように上下動可能
に設けられている。３−１は石英るつぼ３の保持具であ
り、５は試料である。また６は試料滴下用ガス管で、そ
の先端は石英るつぼ３内に開口している。
る。図１は本発明の一部断面概略図であり、試料を溶解
する前の状態を示す。図において、鋳型２は保持台２−
１に設置され、その直上に加熱装置、例えば高周波加熱
コイル１が設けられ、さらに溶解容器３例えば石英るつ
ぼを前記加熱コイル１内に配設できるように上下動可能
に設けられている。３−１は石英るつぼ３の保持具であ
り、５は試料である。また６は試料滴下用ガス管で、そ
の先端は石英るつぼ３内に開口している。
【００１１】一方、鋳型２の底部には熱電対７を装着し
た熱電対保護管８が貫装されており、該保護管８は熱電
対保持具９に保持され、該保持具９の上下動により、熱
電対７が前記鋳型２と加熱コイル１の間を上昇、下降す
る。前記熱電対７は制御装置１０に連結し、さらに、該
制御装置１０とエアシリンダー４が連結している。エア
シリンダー４は溶解容器保持具３−１と熱電対保持具９
に連結しており、熱電対７で得られた温度によって、制
御装置１０を介して上記保持具３−１，９を上下動す
る。
た熱電対保護管８が貫装されており、該保護管８は熱電
対保持具９に保持され、該保持具９の上下動により、熱
電対７が前記鋳型２と加熱コイル１の間を上昇、下降す
る。前記熱電対７は制御装置１０に連結し、さらに、該
制御装置１０とエアシリンダー４が連結している。エア
シリンダー４は溶解容器保持具３−１と熱電対保持具９
に連結しており、熱電対７で得られた温度によって、制
御装置１０を介して上記保持具３−１，９を上下動す
る。
【００１２】凝固試料圧下装置１１は加熱コイル１と鋳
型２の間に設置されており、圧下バー１２が油圧シリン
ダー１３によって左右より中心方向に移動するようにな
っている。なお、鋳型保持台２−１を上下動可能に設
け、溶解した試料５−１を鋳型２内に注入する際、前記
保持台２−１を上昇して鋳型２をできるだけ石英るつぼ
３に接近せしめるようにしてもよい。
型２の間に設置されており、圧下バー１２が油圧シリン
ダー１３によって左右より中心方向に移動するようにな
っている。なお、鋳型保持台２−１を上下動可能に設
け、溶解した試料５−１を鋳型２内に注入する際、前記
保持台２−１を上昇して鋳型２をできるだけ石英るつぼ
３に接近せしめるようにしてもよい。
【００１３】図２は凝固試料の温度制御中の状態を示
し、１４は試料冷却媒体管、１５は試料冷却媒体噴出孔
である。また、図３に示すように凝固試料が大きい場
合、熱電対７と別に鋳型底部に凝固試料を維持する支持
具１６を貫装し、その一端を熱電対保持具９に装着して
熱電対と一緒に上下動できるように設けてもよい。
し、１４は試料冷却媒体管、１５は試料冷却媒体噴出孔
である。また、図３に示すように凝固試料が大きい場
合、熱電対７と別に鋳型底部に凝固試料を維持する支持
具１６を貫装し、その一端を熱電対保持具９に装着して
熱電対と一緒に上下動できるように設けてもよい。
【００１４】次に本発明の試験方法について説明する。
図１において、測定すべき金属材料から切出した試料５
を石英るつぼ３に入れ、エアシリンダー４を作動して該
るつぼ３を加熱コイル１内へ設置する。次いで、加熱コ
イル１へ高周波出力を入力して試料５を誘導加熱によっ
て完全に溶解した後、試料滴下用ガス管６より加圧ガス
を上記石英るつぼ３へ供給し、該石英るつぼ３の先端に
設けられた孔から鋳型２へ溶解試料５−１を注湯し、凝
固させる。注湯終了後、加熱コイルへの高周波入力は遮
断される。
図１において、測定すべき金属材料から切出した試料５
を石英るつぼ３に入れ、エアシリンダー４を作動して該
るつぼ３を加熱コイル１内へ設置する。次いで、加熱コ
イル１へ高周波出力を入力して試料５を誘導加熱によっ
て完全に溶解した後、試料滴下用ガス管６より加圧ガス
を上記石英るつぼ３へ供給し、該石英るつぼ３の先端に
設けられた孔から鋳型２へ溶解試料５−１を注湯し、凝
固させる。注湯終了後、加熱コイルへの高周波入力は遮
断される。
【００１５】鋳型２は、その材質、形状、温度等を適当
に選択することで溶解試料を１０3℃／秒以上の急冷を
行う場合や、１０〜１０2 ℃／秒程度の通常の冷却速度
で凝固する場合などに対応できるように、冷却条件を変
えることができる構造を有している。また凝固試料の冷
却速度は加熱コイルの電流、電圧を調整するか、また
は、図２に示す試料冷却媒体管１４に供給するＨｅガス
や冷却水の量を適宜選択することで変えることができ
る。鋳型２の底部にはあらかじめ熱電対７が突出設置さ
れているので凝固中の溶解試料５−１の温度を測定し、
この測定温度を制御装置１０へ送る。
に選択することで溶解試料を１０3℃／秒以上の急冷を
行う場合や、１０〜１０2 ℃／秒程度の通常の冷却速度
で凝固する場合などに対応できるように、冷却条件を変
えることができる構造を有している。また凝固試料の冷
却速度は加熱コイルの電流、電圧を調整するか、また
は、図２に示す試料冷却媒体管１４に供給するＨｅガス
や冷却水の量を適宜選択することで変えることができ
る。鋳型２の底部にはあらかじめ熱電対７が突出設置さ
れているので凝固中の溶解試料５−１の温度を測定し、
この測定温度を制御装置１０へ送る。
【００１６】制御装置１０にはあらかじめ温度パターン
が入力されており、この温度パターンに従って、前記測
定温度が目標温度、例えば凝固後の特定温度に達したと
き、制御装置１０からエアシリンダー４に熱電対保持具
９及び石英るつぼ３の上昇命令が出され、図２に示すよ
うにエアシリンダー４の作動によって石英るつぼ３と熱
電対保護管８が上昇する。凝固試料５−２は石英るつぼ
３が退去した後の加熱コイル１内へ、熱電対を埋設した
まゝの状態で熱電対保護管８とともに上昇する。同時
に、加熱コイル１の内側に試料冷却媒体管１４が配設さ
れる。
が入力されており、この温度パターンに従って、前記測
定温度が目標温度、例えば凝固後の特定温度に達したと
き、制御装置１０からエアシリンダー４に熱電対保持具
９及び石英るつぼ３の上昇命令が出され、図２に示すよ
うにエアシリンダー４の作動によって石英るつぼ３と熱
電対保護管８が上昇する。凝固試料５−２は石英るつぼ
３が退去した後の加熱コイル１内へ、熱電対を埋設した
まゝの状態で熱電対保護管８とともに上昇する。同時
に、加熱コイル１の内側に試料冷却媒体管１４が配設さ
れる。
【００１７】凝固試料５−２は凝固することによってそ
の体積が収縮するため容易に鋳型から離脱し、上昇す
る。かゝる状態で加熱コイル１に高周波出力を再入力し
て高温の凝固試料５−２を誘導加熱し、目的の温度パタ
ーンに調整する。しかる後、試料冷却媒体管１４に不活
性ガス、例えばＨｅガスまたは冷却水を圧送して試料冷
却媒体噴出孔１５から凝固試料５−２に吹付け、目標温
度までの温度調整や急冷を行なう。あるいは前記凝固後
または目標温度に加熱または温度調整した後、凝固試料
５−２を圧下装置１１の位置までエアシリンダー４で下
降させ、圧下バー１２で圧下し、自然冷却するか、ある
いはエアシリンダー４によって試料５−２を加熱コイル
１の位置に再び上昇させ、再加熱するなどの温度制御を
行いつつ冷却する。また、温度制御と圧下の工程を繰り
返す。
の体積が収縮するため容易に鋳型から離脱し、上昇す
る。かゝる状態で加熱コイル１に高周波出力を再入力し
て高温の凝固試料５−２を誘導加熱し、目的の温度パタ
ーンに調整する。しかる後、試料冷却媒体管１４に不活
性ガス、例えばＨｅガスまたは冷却水を圧送して試料冷
却媒体噴出孔１５から凝固試料５−２に吹付け、目標温
度までの温度調整や急冷を行なう。あるいは前記凝固後
または目標温度に加熱または温度調整した後、凝固試料
５−２を圧下装置１１の位置までエアシリンダー４で下
降させ、圧下バー１２で圧下し、自然冷却するか、ある
いはエアシリンダー４によって試料５−２を加熱コイル
１の位置に再び上昇させ、再加熱するなどの温度制御を
行いつつ冷却する。また、温度制御と圧下の工程を繰り
返す。
【００１８】なお、試料の溶解及び温度調整時の雰囲気
ガスは、図１で示すように、雰囲気ガス用電磁弁１８を
設けた雰囲気用ガス配管１７によって必要なガス種を供
給することができる。以上のように加熱及び冷却条件を
種々変えて熱処理することができるので、初期凝固時の
再現や、所望の急冷凝固材を得ることができる。さらに
鋳型の材質や形状、温度を制御することで、溶解試料の
凝固冷却速度が１０〜１０3 ℃／秒の現有連続鋳造設備
で鋳造される鋳片の温度パターンの再現もできる。
ガスは、図１で示すように、雰囲気ガス用電磁弁１８を
設けた雰囲気用ガス配管１７によって必要なガス種を供
給することができる。以上のように加熱及び冷却条件を
種々変えて熱処理することができるので、初期凝固時の
再現や、所望の急冷凝固材を得ることができる。さらに
鋳型の材質や形状、温度を制御することで、溶解試料の
凝固冷却速度が１０〜１０3 ℃／秒の現有連続鋳造設備
で鋳造される鋳片の温度パターンの再現もできる。
【００１９】
【実施例】石英るつぼ３内に熱延鋼板から切出した試料
５を４ｇ入れ、加熱コイル１の高周波誘導加熱によって
該試料を溶解し、次いで石英るつぼ３内に０．０６atm
の加圧ガスを試料滴下ガス管６から供給して上記溶解試
料を鋳型２に注湯した。鋳型２は溶解試料の表層から深
さ５０μｍの部分の冷却速度が３０００℃／秒の冷却速
度で冷却できるように設定された。鋳型内に配設した熱
電対（Ｒ−０．２mmφ）により溶解試料の凝固中の温度
を測定し、この温度を順次制御装置１０へ送り、目標温
度１２５０℃に達したとき、エアシリンダー４を作動し
て凝固試料５−２を加熱コイル１内まで上昇させた。
５を４ｇ入れ、加熱コイル１の高周波誘導加熱によって
該試料を溶解し、次いで石英るつぼ３内に０．０６atm
の加圧ガスを試料滴下ガス管６から供給して上記溶解試
料を鋳型２に注湯した。鋳型２は溶解試料の表層から深
さ５０μｍの部分の冷却速度が３０００℃／秒の冷却速
度で冷却できるように設定された。鋳型内に配設した熱
電対（Ｒ−０．２mmφ）により溶解試料の凝固中の温度
を測定し、この温度を順次制御装置１０へ送り、目標温
度１２５０℃に達したとき、エアシリンダー４を作動し
て凝固試料５−２を加熱コイル１内まで上昇させた。
【００２０】ここで、雰囲気をＡｒからＡｉｒ雰囲気
に、雰囲気ガス用電磁弁１８で切替えた。次いで、上記
加熱コイルで凝固試料を１３００℃まで加熱し、１３０
０℃から１２００℃までを１０℃／sec で冷却した後、
引続き該凝固試料に試料冷却媒体管１４の噴出孔からＨ
ｅガスを吹付けて７０℃／sec の冷却速度で常温まで冷
却した。この場合に設定した冷却条件と実験で得られた
冷却曲線を図５に示す。
に、雰囲気ガス用電磁弁１８で切替えた。次いで、上記
加熱コイルで凝固試料を１３００℃まで加熱し、１３０
０℃から１２００℃までを１０℃／sec で冷却した後、
引続き該凝固試料に試料冷却媒体管１４の噴出孔からＨ
ｅガスを吹付けて７０℃／sec の冷却速度で常温まで冷
却した。この場合に設定した冷却条件と実験で得られた
冷却曲線を図５に示す。
【００２１】得られた凝固試料の表面性状及びスケール
生成挙動と、急冷凝固時の析出物挙動及び金属組織を調
査した。これらの結果と、上記と同条件で製造した金属
材料からの採取片との結果を比較例として表１に示し
た。ここで、鋳片の冷却速度は、二次アーム間隔を測定
し、江阪の式から換算して求めた。
生成挙動と、急冷凝固時の析出物挙動及び金属組織を調
査した。これらの結果と、上記と同条件で製造した金属
材料からの採取片との結果を比較例として表１に示し
た。ここで、鋳片の冷却速度は、二次アーム間隔を測定
し、江阪の式から換算して求めた。
【００２２】
【表１】
【００２３】また、３０％の圧下率で圧下した場合の設
定値と本発明装置によって得られた冷却曲線、圧下曲線
を図６に、温度１２５０℃の上記試料の金属組織を図
７、図８に示した。さらに３０％の圧下率で圧下した
後、５００℃まで冷却し、１０５０℃まで再加熱した
後、常温まで冷却した場合の設定値と本発明装置によっ
て得られた冷却曲線、圧下曲線を図９に示す。以上によ
り、本発明の方法で行った場合の急冷凝固材の諸要因の
シュミレーションがいかに正確に再現できたかが明らか
になった。
定値と本発明装置によって得られた冷却曲線、圧下曲線
を図６に、温度１２５０℃の上記試料の金属組織を図
７、図８に示した。さらに３０％の圧下率で圧下した
後、５００℃まで冷却し、１０５０℃まで再加熱した
後、常温まで冷却した場合の設定値と本発明装置によっ
て得られた冷却曲線、圧下曲線を図９に示す。以上によ
り、本発明の方法で行った場合の急冷凝固材の諸要因の
シュミレーションがいかに正確に再現できたかが明らか
になった。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明は急冷凝固
材の急冷凝固時の析出挙動やスケール生成挙動等のシュ
ミレーションを正確に再現できるので、連続鋳造鋳片、
特にストリップキャスティングなどのニアネットシェイ
プ連続法で鋳造した鋳片の熱処理後又は圧下後の表面品
質、凝固組織及び結晶粒組織を適格に把握することがで
き、これにより、良質な製品を安定して製造できるので
工業的効果は極めて大きい。
材の急冷凝固時の析出挙動やスケール生成挙動等のシュ
ミレーションを正確に再現できるので、連続鋳造鋳片、
特にストリップキャスティングなどのニアネットシェイ
プ連続法で鋳造した鋳片の熱処理後又は圧下後の表面品
質、凝固組織及び結晶粒組織を適格に把握することがで
き、これにより、良質な製品を安定して製造できるので
工業的効果は極めて大きい。
【００２５】勿論本発明の鋳型の冷却条件を通常の連続
鋳造条件に変えれば、かゝる鋳片の熱処理後の品質関連
挙動のシュミレーションを得ることができる。
鋳造条件に変えれば、かゝる鋳片の熱処理後の品質関連
挙動のシュミレーションを得ることができる。
【図１】本発明の試料溶解前の実施例を示す概略一部断
面図である。
面図である。
【図２】図１の実施例の試料凝固後の状態を示す概略一
部断面図である。
部断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す概略一部断面図であ
る。
る。
【図４】比較例の概略断面図である。
【図５】設定された冷却曲線と本発明の装置によって得
られた冷却曲線を示す図である。
られた冷却曲線を示す図である。
【図６】設定された冷却曲線と本発明の装置によって得
られた冷却曲線、圧下曲線を示す図である。
られた冷却曲線、圧下曲線を示す図である。
【図７】本発明の試料の顕微鏡金属組織を示し、（Ａ）
は圧下率０％、（Ｂ）は圧下率３０％の場合の金属組織
をそれぞれ示す。
は圧下率０％、（Ｂ）は圧下率３０％の場合の金属組織
をそれぞれ示す。
【図８】本発明の試料の断面金属組織を示し、（Ａ）は
圧下率０％、（Ｂ）は圧下率３０％の場合の金属組織を
それぞれ示す。
圧下率０％、（Ｂ）は圧下率３０％の場合の金属組織を
それぞれ示す。
【図９】設定された冷却曲線と本発明の装置によって得
られた冷却曲線、圧下曲線を示す図である。
られた冷却曲線、圧下曲線を示す図である。
１…加熱コイル ２…鋳型 ２−１…鋳型保持台 ３…溶解容器 ３−１…溶解容器保持具 ４…エアシリンダー ５…試料 ５−１…溶解試料 ５−２…凝固試料 ６…試料滴下用ガス管 ７…熱電対 ８…熱電対保護管 ９…熱電対保護具 １０…制御装置 １１…圧下装置 １２…圧下バー １３…油圧シリンダー １４…試料冷却媒体管 １５…試料冷却媒体噴出孔 １６…凝固試料支持具 １７…雰囲気制御用ガス管 １８…雰囲気調整用電磁弁 １９…油圧発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 25/04 Ｂ 6928−2Ｊ (72)発明者 池田 護 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目２番22号 富 士電波工機株式会社内 (72)発明者 飯野 仁司 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目２番22号 富 士電波工機株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 金属材料の凝固状態を把握するに際し
て、該金属材料から切出した金属試料を溶解容器内に装
入し、その加熱装置により加熱溶解した後に、該溶解容
器の下方に設けられた鋳型容器内へその溶解試料を注湯
し、その下部底面から鋳型容器内へ突き出した熱電対に
より溶解試料の温度を測定しながら、その溶解試料が凝
固して所定の温度に到達したときに、その凝固試料を鋳
型容器内からその上方の前記加熱装置設置位置まで押上
げ、この凝固試料を所望温度まで加熱した後に温度を調
整しつつ、冷却することを特徴とする金属材料の凝固シ
ュミレート方法。 - 【請求項２】 金属材料の凝固状態を把握するに際し
て、該金属材料から切出した金属試料を溶解容器内に装
入し、その加熱装置により加熱溶解した後に、該溶解容
器の下方に設けられた鋳型容器内へその溶解試料を注湯
し、その下部底面から鋳型容器内へ突き出した熱電対に
より溶解試料の温度を測定しながら、その溶解試料が凝
固して所定の温度に到達したときに、その凝固試料を鋳
型容器内からその上方の圧下装置設置位置まで押上げ、
この凝固試料に圧下を加えた後に加熱・冷却または冷却
することを特徴とする金属材料の凝固シュミレート方
法。 - 【請求項３】 金属材料の凝固状態を把握するに際し
て、該金属材料から切出した金属試料を溶解容器内に装
入し、その加熱装置により加熱溶解した後に、該溶解容
器の下方に設けられた鋳型容器内へその溶解試料を注湯
し、その下部底面から鋳型容器内へ突き出した熱電対に
より溶解試料の温度を測定しながら、その溶解試料が凝
固して所定の温度に到達したときに、その凝固試料を鋳
型容器内からその上方の前記加熱装置設置位置まで押上
げ、この凝固試料を所望温度まで加熱・冷却した後、該
凝固試料を圧下装置設置位置まで移動し、この凝固試料
に圧下を加えた後に加熱・冷却または冷却することを特
徴とする金属材料の凝固シュミレート方法。 - 【請求項４】 加熱装置の直下に鋳型容器を配設すると
ともに、加熱装置内及びその上方に上下動自在な溶解容
器を配設した金属材料の凝固シュミレート装置におい
て、温度検出端子を備え、かつ鋳型容器内に形成される
凝固試料を支持して上下動自在な凝固試料支持具を鋳型
容器に装着したことを特徴とする金属材料の凝固シュミ
レート装置。 - 【請求項５】 凝固試料支持具が、鋳型容器底面を上下
方向に貫通し、かつ上下動自在な、熱電対を挿入した熱
電対保護管であることを特徴とする請求項４に記載の金
属材料の凝固シュミレート装置。 - 【請求項６】 鋳型容器の上方に鋳型容器内で形成され
た凝固試料の圧下装置を配設したことを特徴とする請求
項４または５に記載の金属材料の凝固シュミレート装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06104311A JP3121721B2 (ja) | 1993-04-28 | 1994-04-20 | 金属材料の凝固シュミレート方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-123155 | 1993-04-28 | ||
| JP12315593 | 1993-04-28 | ||
| JP06104311A JP3121721B2 (ja) | 1993-04-28 | 1994-04-20 | 金属材料の凝固シュミレート方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798289A true JPH0798289A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3121721B2 JP3121721B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=26444813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06104311A Expired - Fee Related JP3121721B2 (ja) | 1993-04-28 | 1994-04-20 | 金属材料の凝固シュミレート方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121721B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104959577A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-10-07 | 上海大学 | 模拟大铸锭缓冷条件下凝固组织生长的方法和熔铸实验装置 |
| CN105014035A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-04 | 东北大学 | 一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置 |
| CN105057611A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-18 | 东北大学 | 一种模拟连铸坯凝固的试验装置及其使用方法 |
| CN107020358A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-08 | 北京科技大学 | 一种模拟结晶器内铸坯表层凝固组织与非稳态热流的装置 |
| CN111531142A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-14 | 中南大学 | 一种模拟双辊薄带连铸工艺过程的装置及方法 |
| KR20210064756A (ko) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 재료의 물성 측정 장치 및 방법 |
| CN113447153A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种冷坩埚定向凝固过程中温度测量装置及测量方法 |
| CN113804584A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-17 | 南通大学 | 一种基于螺旋流道的材料流动性实验装置 |
| CN114527009A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-24 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种在热模拟试验机上熔化凝固过程控制方法 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP06104311A patent/JP3121721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104959577A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-10-07 | 上海大学 | 模拟大铸锭缓冷条件下凝固组织生长的方法和熔铸实验装置 |
| CN105057611A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-18 | 东北大学 | 一种模拟连铸坯凝固的试验装置及其使用方法 |
| CN105014035A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-04 | 东北大学 | 一种模拟结晶器内钢液初始凝固装置 |
| CN107020358A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-08 | 北京科技大学 | 一种模拟结晶器内铸坯表层凝固组织与非稳态热流的装置 |
| KR20210064756A (ko) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 재료의 물성 측정 장치 및 방법 |
| CN111531142A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-08-14 | 中南大学 | 一种模拟双辊薄带连铸工艺过程的装置及方法 |
| CN113447153A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 哈尔滨工业大学 | 一种冷坩埚定向凝固过程中温度测量装置及测量方法 |
| CN113447153B (zh) * | 2021-06-28 | 2024-04-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种冷坩埚定向凝固过程中温度测量装置及测量方法 |
| CN113804584A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-17 | 南通大学 | 一种基于螺旋流道的材料流动性实验装置 |
| CN113804584B (zh) * | 2021-09-01 | 2024-05-31 | 南通大学 | 一种基于螺旋流道的材料流动性实验装置 |
| CN114527009A (zh) * | 2022-02-09 | 2022-05-24 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种在热模拟试验机上熔化凝固过程控制方法 |
| CN114527009B (zh) * | 2022-02-09 | 2023-07-04 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种在热模拟试验机上熔化凝固过程控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3121721B2 (ja) | 2001-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brimacombe et al. | Formation of longitudinal, midface cracks in continuously-cast slabs | |
| Magnin et al. | Ductility and rheology of an Al-4.5% Cu alloy from room temperature to coherency temperature | |
| Kato et al. | Prevention of slab surface transverse cracking by microstructure control | |
| Annavarapu et al. | Spray casting of steel strip: process analysis | |
| RU2280702C2 (ru) | Устройство и способ для рафинирования и литья | |
| Spinelli et al. | Microstructure and solidification thermal parameters in thin strip continuous casting of a stainless steel | |
| JPH0798289A (ja) | 金属材料の凝固シュミレート方法及びその装置 | |
| Park et al. | The effects of superheating on texture and microstructure of Fe–4.5 wt% Si steel strip by twin-roll strip casting | |
| CN101358280B (zh) | 一种采用高压电脉冲改善碳钢凝固组织的方法 | |
| CN108067596A (zh) | 一种薄带铸轧制备TiAl合金均匀组织板坯的方法 | |
| CN208171735U (zh) | 一种原位融化连铸模拟试验装置 | |
| CN110102742B (zh) | 一种钢液凝固前沿两相区产生气泡的方法 | |
| Bobadilla et al. | Continuous casting of steel: a close connection between solidification studies and industrial process development | |
| Sugiura et al. | Refining mechanism of solidified structure of alloy by electromagnetic refining process | |
| CN111957917B (zh) | 一种获取连铸保护渣凝固渣膜的装置及其方法 | |
| CN214442909U (zh) | 一种特殊钢凝固组织模拟装置 | |
| Kaspar et al. | Laboratory simulation of the direct rolling of steel | |
| Pervushin et al. | Precipitation Behavior of TiN in Fe–10mass% Ni Alloy during Solidification and Isothermal Holding at 1 400 C | |
| Deprez et al. | Tensile test on in situ solidified notched specimens: effects of temperature history and strain rate on the hot ductility of Nb and Nb V microalloyed steels | |
| Slater et al. | Using confocal scanning laser microscopy to characterise as-cast microstructures using cooling rates representative of thin slab direct cast steels | |
| JPH08334483A (ja) | 凝固シミュレーション装置およびその方法 | |
| CN115954065B (zh) | 微合金钢tscr工艺过程奥氏体晶粒尺寸预测方法 | |
| KR100333074B1 (ko) | 압탕 가열법에 의한 대형강괴 주조방법 | |
| Walmag et al. | A new secondary cooling concept for avoiding surface cracks during casting of peritectic and micro-alloyed steels | |
| CN110405167B (zh) | 一种时变磁场下金属水平凝固研究装置与方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000912 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |