JPS58221633A - 鋳込みクラツド鋼の製造方法 - Google Patents

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】 この発明は、製銅の造塊時の鋳型内壁に所定厚さのクラ
ッド合せ材を取付け、下注法によシ母材となる溶融金属
を鋳込んで造塊するクラツド鋼の製造方法に関する。

近年、高耐食性、高耐酸性などにすぐれた銅板を経済的
に製造し得るという点から、クラツド鋼板の適用が多く
なってきた。しかし、クラツド鋼板の場合は、その構造
上母材金属と合せ板金属の接合面の強度、延性が問題と
なる。この問題について本発明者らが種々調査検討を行
なった結果、ａｌｌ１合属の金鉱散による方法では、異
種金属間の界面の空気酸化物の存在による未圧着と何等
か功介在物の存在による拡散量が少ないために欠陥が生
じていることが判明した。従って、このような欠陥を除
くためには、クラツド鋼の製造段階またはクラッド用材
料の圧着工程で異種金属間の空気酸化物等の介在物を極
力少なくしなければならない。

ところで、クラツド鋼の製造方法としては、爆発圧接法
、圧延ロールによる直接法、鋳型を用いた鋳込み法等が
あるが、鋳込み法によりクラツド鋼を製造する方法で、
鋳型内に予めクラッド合せ材を入れておき、異種材質の
母材溶融金属を下注法で注入して一体に固化した銅塊を
鋳型より取出してクラツド鋼とする方法の場合は、母材
溶融金属の鋳込み時に発生する溶融金属の小さい飛散物
（酸化物となっている）やスカムなどが合せ材と母材と
の境界に存在する。そして、その後の分塊圧砥や熱延加
工時にこれらの狭雑物が変形を受け、ある物は細かく破
壊されて群集する。さらに、冷間圧延などを受けると、
細かい狭雑物が群集している部分や大きな狭雑物４、の
存在部分はホールとなる。またさらに、切断あるいはプ
レスによる加工を受けると、前記狭雑物の群集や大きな
狭雑物が存在し冷間圧砥時にホールにならなかった部分
から割れなどの欠陥が発生する。

この発明者らは、これらの問題を解決し、かつ安価に品
質良好な鋳込みクラツド鋼を製造する方法について検討
した結果、母材溶融金属とクラッド合せ材との境界にク
ラツド鋼板の製品欠陥の原因となる狭、雑物を存在させ
ることなく鋳込みクラツド鋼を製造し得る方法を見い出
した。

すなわち、この発明は、鋳型内壁にクラッド合せ材を取
付け、下注法により母材溶融”金属を鋳込んで造塊する
方法において、クラッド合せ材と母材溶融金属との界面
に連続して溶接アークを飛ばしながら母材溶融金属を鋳
込むことを特徴とする鋳込みクラツド鋼の製造方法であ
る。

この発明者らは、ステンレス合せ板を鋼板用の偏平鋳型
の長辺側内壁に取付け、合せ板の酸化や鋳込み時の飛散
物あるいはスカムなどによる合せ板と母材溶鋼界面での
狭雑物の発生を防止するた。

め鋳型内をアルゴンシールし、下注法で低炭素ギルド鋼
を鋳込み、鋳型より取出した鋼塊を分塊圧延してスラブ
とした。そして、厚板、熱延鋼板、さらには冷間圧延し
て薄クラッド鋼板とした場合に表面疵となるようなスラ
ブの疵の手入れを行なった後、このスラブから厚クラッ
ド鋼板や繰延クラツド鋼板をつくり、さらには熱延クラ
ツド鋼板を酸洗した後冷間圧延して焼鈍を行なって冷延
薄クラッド鋼板を試作し、これらの厚クラッド鋼板、熱
延クラツド鋼板、冷延薄クラッド鋼板について、ステン
レス合せ板と母材の加工後の密着性、強度および延性に
ついて調査した。その結果、次のようなことが判明した
。

端面を調査した結果、ステンレス合せ板と母材金属の境
界に所々融着不良による欠陥が認められ、これらの欠陥
部をさらに詳細に調査すると極く薄い酸化被膜が認めら
れ、銅塊鋳込み時に行なったアルゴンシール中に空気が
巻込まれたためにステンレス合せ板上に生成した酸化膜
が悪影響していることが推察された。

そζで、この発明者らは、鋳込み時のアルゴンシール中
に巻込まれる空気などによるステンレス合せ板の酸化膜
の生成による欠陥の防止について鋭意検討を行なった結
果、鋳型内壁に取付けられた合せ材と母材溶鋼の湯上９
線上に溶接アークを連続ライビングさせながら飛ばして
やることにより、合せ材表面に生成した薄い酸化膜層を
除去して合せ材と母材溶鋼を融着させることができる′
ことを見い出した。

この発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、
合せ材と母材溶融金属との接合性を著しく一向上させる
ことができるというすぐれた効果を有する。

すなわち、この発明法によれば、合せ材と母材溶融金属
との界面に飛ばせる溶接アークにより、鋳込み時に発生
する狭雑物および合せ材表面に生成した薄い酸化膜層が
除去されるので、鋳型内をフルーｆンシールしなくても
合せ材と鋳込まれる゛母材溶融金属との境界に融着不良
が生じることはなく、鋳型内をアルゴンシールして鋳込
んだ場合には、合せ材と母材溶融金属との接合性はさら
に良。

好となる。従って、この発明法により製造された鋳込み
クラツド鋼よりつくられる熱延クラッド鋼板や冷砥薄ク
ラッド鋼板等は品質的に極めてすぐれたものとなる。。

次に、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図面は、片面クラツド銅を製造する場合の一例・を示す
もので、（１）は鋳型、（２）は下注定盤、（３）は湯
道煉瓦、（４）は注入管、（５）は溶接トーチ、（６）
はトーチ取付装置、（７）は合せ１，４、（８）は溶融
金属をそれぞれ示す。トーチ取付装置（６）は、鋳型（
１）内でアークをライビングさせながら飛ばすことがで
きるようにＴｉＧ溶接トーチを上下左右に揺動可能な構
造となっており、その構造は、鋳皿、（１）の左右に設
置した垂直シリンダー（６−１）に、鋳型（１）を跨ぐ
昇降台（６−２）を支持し、こ９昇降台に鋳型内に挿入
可能なトーチ取付は台（６−８）を左右に移動可能に懸
架するとともに、昇降台（６−２）上に取付けた水平シ
リンダー（６−６）と一体に設け、このトーチ取付は台
の下部に横設した軸（６−４）に複数個（ここでは５個
）の溶接トーチ（５）が等間隔に取付けられている。（
６−５）はトーチを保膜するための遮熱板である。（５
−１）はＴｉＧ電極、（５−２）は通電用導線、（５−
８）は溶接機をそれぞれ示す。

すなわち、母材溶融金属を鋳込む前に、垂直シリンダー
（６−１）により昇降台（６−２＞に懸架しているトー
チ取付は台（６−８）を、合せ材（７）が取付けられた
鋳型（１）内に挿入してＴｉＧ溶接トーチ（５）を所定
の高さ位置まで下げるとともに、水平シリンダー（６−
６）によりトーチ先端の左右方向の位置決めを行なって
ねらい位置を定める。なお、トーチ先端と合せ材間距離
は、トーチ取付は装置（６）を設置する際にすでに設定
されそおり、また、トーチ角度も予め適正に保たれてい
る。

次に、鋳込み開始と同時に、鋳型内に取付けられた合せ
材（７）と連続して鋳込まれる母材溶融金属（８）の湯
上り上面との接触線上を５個のＴｉＧｇ接、）−チ（５
）をライビングさせて溶接アークを連続して飛ばす。熱
論、溶接トーチ（５）は垂直シリンダー（６−１）によ
り鋳込み湯上り速度（通常Ｉ　Ｑ　Ｑ　ｒａｍ／　ｍｉ
ｎ　）と同調させて上昇させる。

このように合せ材（７）と母材溶融金属（８）の湯上り
上面との接触線上にアークを飛ばしながら鋳込むと、合
せ材（７）上に生成した酸化物や溶融金属飛散物はその
溶接アークによって除去され、合せ材と溶融金属の融着
は極めて良好となる。従って、この発明法によれば、融
着不良のない高品質の鋳込みクラッド鋼塊が得られる。

次に、この発明法の効果を確認するために行なった実施
例について説明する。

〔実施例〕

図面に示す装置を用い、平均鋳型寸法が長辺１０００　
ｆｆ１ｌｌ　Ｘ短辺９００ＩＩＩ×高さ１６００ｕ（Ｄ
鋳型の長辺側の片側壁に合うように切断された板厚２０
ＷＮＫの合せ材（材質ステンレスＳＵＳ　８０４　）を
取付け、この合せ材と下注法で連続して鋳込まれる第１
表に示す組成を有する母材溶鍋の湯上シ上面との接触線
上を５個のＴｉＧ溶接トーチを第２表に示す条件でライ
ビングさせて溶接アークを連続して飛ばしながら鋼塊高
さ１５００　ＩＩに祷込み、その後鋳型上部に水を張っ
て造塊した鋳込みクラッド鋼塊８本について、分塊圧延
して巾１０００＊Ｍｘ厚さ２００Ｘ長さ６０００１１１
１のスラブとし、これら８個のスラブについて表面欠陥
を除去した後、各スラブを再加熱してｔｍｍ仕分板厚２
０朋の厚板クラツド鋼板に圧延し、残りの２鋼塊分を板
厚８．２朋の熱延クラッド鋼板に熱間圧延しコイルに巻
取った。この熱延クラッド鋼板コイルのうち、１鋼塊分
を酸洗して１羽の板厚まで冷間圧延し焼鈍を行なって冷
延クラツド鋼板を得た。このようにして得られた厚板ク
ラツド鋼板および熱延クラツド鋼板について、曲げ曲げ
戻し試験、マクロエッチ試験ならびにミクロ観察試験を
行なった結果と、冷延クラツド鋼板について、８０Ｗｎ
Ｒ中の打ち抜き試験による打ち抜き面における欠陥を調
査し合せ材と母材金属との融着状況を比較調査した結果
をそれぞれ第８表、第４表および第５表に示す。

なお第８表、第４表および第６表には比較のため、上記
と同一鋳型および同−合せ材を取付けて下注法で鋳型内
を不活性ガス（アルゴン）シールしてＴｉＧ溶接アーク
を飛ばしながら造塊したクラツド鋼から分塊圧延後製造
された厚板クラツド鋼板、熱延クラツド鋼板および冷延
クラツド鋼板と、鋳型内を不活性ガス（アルゴン）でシ
ールシテ造塊した従来法によるクラツド鋼から上記と同
様に製造された厚板クラツド鋼板、熱延クラツド鋼板お
よび冷延クラツド鋼板について上記と同様の融着評価試
験を行なった結果を併わせ示した。

第８表、第４表および第５表より、本発明法による鋳込
みクラッド鋼塊から製造された厚板クラツド鋼板、熱延
クラツド鋼板および冷延クラツド鋼板はいずれもほとん
ど融着不良が発生せず、従来法による鋳込みクラッド鋼
塊より製造されたものより品質がすぐれていることが判
明した。

第１表　母材溶鋼の取鍋分析値（％） 第２表　溶接アーク発生条件 第８表　厚板クラツド鋼板の融着評価試験結果（板厚２
０削）〈評価テスト方法〉 曲げ曲げ戻し・・・板巾方向５０ｆｌ巾の試片を採取し
１０個所について５０Ｒで１２０°曲げ曲 げ戻しを行ない融着不良を肉眼あ るいは拡大鏡で欠陥数をカウント した。

マクロエッチ・・・板巾方向Ｋ　８０ｆｌ巾の試片を１
０個採取し硝酸エツチングを行ない欠 陥発生試片数で評価し友。

ミクロ観察・・・板巾方向に８０ｍ１巾の試片を連続採
取し研摩後顕微鏡観察して欠陥数 をカウントした。

第４表　熱延クラツド鋼板の融着評価試験結果（板厚８
．２１１１１）〈評価テスト方法〉 曲げ曲げ戻し・・・板巾方向に８０個所１０Ｒで９０＠
曲げ曲げ戻しを行ない融着不良を拡 大鏡で観察し欠陥数をカウントし た。

マクロエッチ・・・板巾方向に８０ｆｌ巾の試片を１０
個側採取し硝酸エツチングを行ない 欠陥発生試片数で評価した。

ミクロ観察・・・板巾方向に８０ｆｌ巾の試片を連続採
取し研摩後顕微鏡観察して欠陥 数をカウントした。

第６表　冷延クラツド鋼板の融着評価試輪結果（板厚１
．０ぎり〈評価テスト方法〉゛ ミクロ観察・・・圧延方向に直角に８０１１１巾の試片
を連続採取し顕微鏡で観察欠陥数を カウントした。

打ち抜き・・・圧延方向に直角に連続して８０１１φの
打ち抜きを行ない打ち抜を端面 の欠陥数をカウントした。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す縦断側面図、第２図
は同上の縦断正面図である。 １・・・鋳型、２・・・下注定盤、８・・・湯道煉瓦、
４・・・注入’ｆ、６・・・ＴＩＧ溶接トーチ、６・・
・トーチ取付装置、６−１・・・垂直シリンダー、６−
２・・・門形架台、６−８・・・トーチ取付台、６−４
・・・軸、６−５・・・遮熱板、６−６・・・水平シリ
ンダー、７・・・合せ材、８・・・母材溶融金属。 出願人　　住友金属工業株式会社 セ 代理人　　押　　１）　良 第１図 第２図 自発手続ネ市正円 昭和５７年７月２６日 １、事件の表示 昭和５７年　特狛願　第　１０３２９５　　月２、発明
の名称 鋳込みクラツド鋼の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　出願人 代表者熊谷典文 ４、代理人 １、　本願明細書第４頁第１７行ｒａｏｓｓ中Ｊをｒ３
（ｍφ」と補正する。 ２　同明細書第９頁第１９行ｒ３０ｍｓ中」をｒ３０１
ｓＪφ と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳型内壁にクラッド合せ材を取付け、下注法により母材
   溶融金属を鋳込んで造塊する方法において、母材溶融金
   属と合せ材との界面に連続して溶接アークを飛ばしなが
   ら母材溶融金属を鋳込むことを特徴とする鋳込みクラツ
   ド鋼の製造方法。