JPS5829546A - 偏析のない大型鋼塊の製造方法 - Google Patents
偏析のない大型鋼塊の製造方法Info
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- JPS5829546A JPS5829546A JP12769381A JP12769381A JPS5829546A JP S5829546 A JPS5829546 A JP S5829546A JP 12769381 A JP12769381 A JP 12769381A JP 12769381 A JP12769381 A JP 12769381A JP S5829546 A JPS5829546 A JP S5829546A
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- Japan
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- heat insulating
- insulating material
- flask
- steel
- steel ingot
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鍛造用大型鋼塊及び極厚板用大型偏平鋼塊の
製造において、偏析のない鋼塊を製造する方法に関する
ものである。
製造において、偏析のない鋼塊を製造する方法に関する
ものである。
鍛造用又は極厚板用の大型鋼塊内には、頭部中心の濃厚
偏析および側面部の逆Ｖ偏析が存在し、成分的な均一性
が損なわれたり、偏析部に存在する介在物や収縮孔に起
因する製品欠陥が発生する。
偏析および側面部の逆Ｖ偏析が存在し、成分的な均一性
が損なわれたり、偏析部に存在する介在物や収縮孔に起
因する製品欠陥が発生する。
圧力容器、ローターンヤフト々と使用条「１：の厳しい
製品では、ごくわずかの成分的な不均一、ごく微小な欠
陥も許されず、大きｈ頭部切捨てによる歩留り低下や最
終検査におけろ不合略々どの損失が大きい。
製品では、ごくわずかの成分的な不均一、ごく微小な欠
陥も許されず、大きｈ頭部切捨てによる歩留り低下や最
終検査におけろ不合略々どの損失が大きい。
本発明の目的は、成分的に均一でかつ介在物や収縮孔の
ない大型鋼塊を製造する方法を提供するものである。頭
部中心濃厚偏析（Ｖ偏析となることが多い）及び逆■偏
析は底面からの凝固の影響がなく々す、側面からの凝固
のみが進行する時に発生する。そこで側面を徹底的に断
熱し底面からのみ凝固させれば良いことが考えられる。
ない大型鋼塊を製造する方法を提供するものである。頭
部中心濃厚偏析（Ｖ偏析となることが多い）及び逆■偏
析は底面からの凝固の影響がなく々す、側面からの凝固
のみが進行する時に発生する。そこで側面を徹底的に断
熱し底面からのみ凝固させれば良いことが考えられる。
この点については、高さが低く、横方向に大きい平型の
鋼塊を製造する場合は、側面を断熱したままで完全に底
面からのみ凝固させろことができる。しかし、この形の
鋼塊からは軸状の製品を鍛造することが因数である。寸
だ、板状の製品を製造する場合も、鋼塊の高さ方向が製
品の厚さ方向になり、鋼塊の最上面、す々わち最後に凝
固するため形状が不軌で、かつ不純物の多い面が製品表
面に介るので、これを溶剤等により除去する必要がある
が、平型のためその面積が大きく、歩留り低下と労力の
損失が大きい。したがって硝曲、の形状としては、ｉ、
ｌ、Ｉｉ力方向りも高さ方向の寸法が大きい縦型が望ま
しく、寸たヰμ品の形犬によっては縦型であるととが必
須の要件と々ろ。ｉ−かしながら、縦型の鋼塊を、側面
を終始断熱して完全に底Ｃａｉからの熱放出のみによっ
て凝固さ−１にろことは、たとえば高さ１ｍの鋼塊で６
０時間以上と非常なＲ時間を要し、実際」二不可能であ
る。
鋼塊を製造する場合は、側面を断熱したままで完全に底
面からのみ凝固させろことができる。しかし、この形の
鋼塊からは軸状の製品を鍛造することが因数である。寸
だ、板状の製品を製造する場合も、鋼塊の高さ方向が製
品の厚さ方向になり、鋼塊の最上面、す々わち最後に凝
固するため形状が不軌で、かつ不純物の多い面が製品表
面に介るので、これを溶剤等により除去する必要がある
が、平型のためその面積が大きく、歩留り低下と労力の
損失が大きい。したがって硝曲、の形状としては、ｉ、
ｌ、Ｉｉ力方向りも高さ方向の寸法が大きい縦型が望ま
しく、寸たヰμ品の形犬によっては縦型であるととが必
須の要件と々ろ。ｉ−かしながら、縦型の鋼塊を、側面
を終始断熱して完全に底Ｃａｉからの熱放出のみによっ
て凝固さ−１にろことは、たとえば高さ１ｍの鋼塊で６
０時間以上と非常なＲ時間を要し、実際」二不可能であ
る。
本発明は、このよう庁問題点についての解決手段を提供
することも、その［目的とするものである。
することも、その［目的とするものである。
本発明は、上記の目的を達成するために、＃／ｉ Ｉｔ
、Ｉｔ内で凝固した下方部分に対しては、＜ｔｉｌｔ
３ｆｉｒから冷却し、」一方部分に対しては、側面から
冷却を抑止し寿がら底面からの凝固を促進す４）ように
１〜で、縦型の一塊に対しても、底面からの凝固のみに
よる製造を実用可能としたものである。
、Ｉｔ内で凝固した下方部分に対しては、＜ｔｉｌｔ
３ｆｉｒから冷却し、」一方部分に対しては、側面から
冷却を抑止し寿がら底面からの凝固を促進す４）ように
１〜で、縦型の一塊に対しても、底面からの凝固のみに
よる製造を実用可能としたものである。
本発明の要旨を述べると以下のとおりである。
高さ１ｍ以−ヒ、高径比１以上である円形又は長方形の
断面を有する大型鋼塊を製造するに際し、金属製定盤上
に中板製の型枠を設置し、型枠の外側に断熱材を装着し
、型枠内に溶鋼を注入した後、断熱材を毎分０．１〜２
．０−の速度で引き上げることを特徴とする、偏析のか
い大型鋼塊の製造方法。
断面を有する大型鋼塊を製造するに際し、金属製定盤上
に中板製の型枠を設置し、型枠の外側に断熱材を装着し
、型枠内に溶鋼を注入した後、断熱材を毎分０．１〜２
．０−の速度で引き上げることを特徴とする、偏析のか
い大型鋼塊の製造方法。
以下（シ１面によって本発明を説明する。
第１し１は、本発明の１実施例を概略的に説明するもの
であって、鋳込み完了直後の状態を示すものである。鋳
込み方法は、上注ぎ、下注ぎのいずれを使用してもよい
が、＆）５込み時の湯面変動が少ない下注き法が好捷し
い。
であって、鋳込み完了直後の状態を示すものである。鋳
込み方法は、上注ぎ、下注ぎのいずれを使用してもよい
が、＆）５込み時の湯面変動が少ない下注き法が好捷し
い。
定盤１は、鋼塊が凝固する際に放出ずろ熱をすみやかに
奪うために熱伝導性の良い金属を用いる。
奪うために熱伝導性の良い金属を用いる。
さらに奪熱な良くするためには、これを水冷すればよい
。鋼板製の型枠２の厚さは、溶鋼を鋳込む際に溶解して
溶鋼５と断熱材３が直接接触し介いだけの厚さを必要と
するが、他方、凝固後の鋼塊を圧延または鍛造のため加
熱する際に容易に酸化除去されるためには、できるだけ
薄い厚さが望ましいから、両者を勘案して適当な厚さは
５ｒｒａＲから２０ｍとする。断熱材３はあらかじめ板
状あるいはレンガ状に成型された固体かまたは粒状の耐
火物を用いるが、高温で型枠２と焼付かないような耐火
度を有してかつ断熱性のできるだけ良いものを用いる。
。鋼板製の型枠２の厚さは、溶鋼を鋳込む際に溶解して
溶鋼５と断熱材３が直接接触し介いだけの厚さを必要と
するが、他方、凝固後の鋼塊を圧延または鍛造のため加
熱する際に容易に酸化除去されるためには、できるだけ
薄い厚さが望ましいから、両者を勘案して適当な厚さは
５ｒｒａＲから２０ｍとする。断熱材３はあらかじめ板
状あるいはレンガ状に成型された固体かまたは粒状の耐
火物を用いるが、高温で型枠２と焼付かないような耐火
度を有してかつ断熱性のできるだけ良いものを用いる。
断熱材を高めろためには空隙率が大きい方が良いので、
固体よりは粒状の方が好１−い。
固体よりは粒状の方が好１−い。
また、型枠及び断熱材は、それ自体昇熱されて熱を吸収
するが、それによって鋼塊の側面が若干凝固するので、
それを避けようとするならば型枠２と断熱材３を予熱す
るかあるいは断熱材３の一部に発熱材を用いればよい。
するが、それによって鋼塊の側面が若干凝固するので、
それを避けようとするならば型枠２と断熱材３を予熱す
るかあるいは断熱材３の一部に発熱材を用いればよい。
また、側面からの凝固をさらに徹底して避けようとする
々らば、断熱材３の中間才たは外側に加熱装置を設けれ
ばよい。
々らば、断熱材３の中間才たは外側に加熱装置を設けれ
ばよい。
々お、粒状の断熱材を用いるときは、これを保持するた
めの外枠４が必要である。才だ、鋼塊の高さが高く、型
枠と断熱材のみでは溶銅の静圧を保持でき々い場合も、
外側に保持用の枠が必要である。
めの外枠４が必要である。才だ、鋼塊の高さが高く、型
枠と断熱材のみでは溶銅の静圧を保持でき々い場合も、
外側に保持用の枠が必要である。
断熱材３を引き」二げる際、型枠２との間に発生する摩
擦については、粒状の断熱材を用いる場合、これが型枠
に暁付かなければ何ら問題はない。固体の断熱材を用い
る時は、境界に黒鉛等の潤滑剤５− を用いればよい。その場合に若干の抵抗があっても鋼塊
は型枠で保護されているため表面割れ女どけ生じない。
擦については、粒状の断熱材を用いる場合、これが型枠
に暁付かなければ何ら問題はない。固体の断熱材を用い
る時は、境界に黒鉛等の潤滑剤５− を用いればよい。その場合に若干の抵抗があっても鋼塊
は型枠で保護されているため表面割れ女どけ生じない。
断熱材３および外枠４を引き上げる方法は、外枠４の適
当な位置に帛り手を設けて、ワイヤーあるいはチェーン
で巻き上げるのが最も簡便である。
当な位置に帛り手を設けて、ワイヤーあるいはチェーン
で巻き上げるのが最も簡便である。
ｈお、断熱材３が固体であって外枠４を用い力い場合は
、断熱材３の下端に支持板を置き、これに吊り手をつけ
れば良い。
、断熱材３の下端に支持板を置き、これに吊り手をつけ
れば良い。
第２図は、本発明によって凝固中、外枠を断熱材ととも
に引き上げる途中の状態を概略的に示す図面である。
に引き上げる途中の状態を概略的に示す図面である。
断熱材３は、連続的にあるいは断続的に平均速度毎分０
１〜２，０閣で一ヒ方に引き上げられろ。この引きとげ
速度を限定した根拠を述べると次のとおりである。
１〜２，０閣で一ヒ方に引き上げられろ。この引きとげ
速度を限定した根拠を述べると次のとおりである。
すなわち、毎分０．１１１ＬＩＩ＋未満の速度で引き上
げるときは、型枠２の露出部分が少なく側面からの冷却
の寄与による底面凝固の加速が得られかいため、高径比
が１以上の鋼塊を対象とする本発明の目的 ６− が達１上られ々い。他方、毎分２ａｎを俯える速度で引
き上げられて）ときは、鋼塊の大きさ、形状、断熱条件
及び定盤の冷却などの如何に、１：らず、断熱材部の下
・、！ｉ、Ｉが未凝固部５の最下端より１一方にｊ（つ
で、イ則面からの凝固が進行するため、斗だ本発明の目
的を達することができない。しだがって、断熱材の引き
とげ速度を０．１〜２．０咽とするのである。
げるときは、型枠２の露出部分が少なく側面からの冷却
の寄与による底面凝固の加速が得られかいため、高径比
が１以上の鋼塊を対象とする本発明の目的 ６− が達１上られ々い。他方、毎分２ａｎを俯える速度で引
き上げられて）ときは、鋼塊の大きさ、形状、断熱条件
及び定盤の冷却などの如何に、１：らず、断熱材部の下
・、！ｉ、Ｉが未凝固部５の最下端より１一方にｊ（つ
で、イ則面からの凝固が進行するため、斗だ本発明の目
的を達することができない。しだがって、断熱材の引き
とげ速度を０．１〜２．０咽とするのである。
断熱材３を引き−にけることによってｉ落出した１＜ｌ
ｊ枠２の下方部分は、単なる輻射によってもかカりの冷
却を受けるが、湯度が低下した後も十分が放熱を確保す
るだめには、空気、水等の媒体を用いて強冷することが
望ましい。
ｊ枠２の下方部分は、単なる輻射によってもかカりの冷
却を受けるが、湯度が低下した後も十分が放熱を確保す
るだめには、空気、水等の媒体を用いて強冷することが
望ましい。
第２図は粒状の断熱祠３を用いた例であるため、これを
枠とともに引き上げると、その一部はＱＱ枠の上端から
溢れて内部に流入する。これは、また鋼塊上面の断熱保
温に有効である。
枠とともに引き上げると、その一部はＱＱ枠の上端から
溢れて内部に流入する。これは、また鋼塊上面の断熱保
温に有効である。
また本発明において、対象どする大型鋼塊の高さを１ｍ
以上とする根拠は、１ｍ以」−あると断熱材３を引き上
げろことによって、側面及び下方からの冷却により、底
面からの凝固が加速され易いからである。更（ｃ高径比
、す々わち高さと直径の比を１以上とする根拠は、高径
比が１未満では、断熱（Ｎ’ ３を引き上げて側面及び
下方部分を冷却しても軸心部までその効果が及びかＩＣ
いので、本発明の目的を達することができないからであ
る。
以上とする根拠は、１ｍ以」−あると断熱材３を引き上
げろことによって、側面及び下方からの冷却により、底
面からの凝固が加速され易いからである。更（ｃ高径比
、す々わち高さと直径の比を１以上とする根拠は、高径
比が１未満では、断熱（Ｎ’ ３を引き上げて側面及び
下方部分を冷却しても軸心部までその効果が及びかＩＣ
いので、本発明の目的を達することができないからであ
る。
実施例
高さ２ｍ、直径１ｍの円形断面を有する鋼塊を！Ｊｆ造
するため、第１図に示したような構成の鋳型を用いて、
Ｃ： ０．２０％、 Ｓｉ ： ０．２３％、 Ｍｎ
： ０．７１％。
するため、第１図に示したような構成の鋳型を用いて、
Ｃ： ０．２０％、 Ｓｉ ： ０．２３％、 Ｍｎ
： ０．７１％。
Ｐ ： ０．００９％、 Ｓ ： ０．００５％ の組
成の溶鋼を鋳込んだ。直ちに溶鋼上面に保温剤を投入し
、外枠４を引き上げ速度ｌ、 ２ｍｍ／ｍｉｎで引き北
げた。定盤は通常の鋳鉄製定盤を用いた。溶鋼の凝固時
間は約３０時間であった。
成の溶鋼を鋳込んだ。直ちに溶鋼上面に保温剤を投入し
、外枠４を引き上げ速度ｌ、 ２ｍｍ／ｍｉｎで引き北
げた。定盤は通常の鋳鉄製定盤を用いた。溶鋼の凝固時
間は約３０時間であった。
また上記寸法と同一寸法の鋳鉄製鋳型を用いて、同一組
成の溶鋼を常法により鋳込み鋼塊を製造した。この場合
には、通常のように頭部に１５％の押湯部分を設け、上
面は保温材で被覆した。本発明による造塊には、押湯部
分は不要であった。
成の溶鋼を常法により鋳込み鋼塊を製造した。この場合
には、通常のように頭部に１５％の押湯部分を設け、上
面は保温材で被覆した。本発明による造塊には、押湯部
分は不要であった。
上記のとおり、本発明に上り造塊ｉ−たものと、通常の
方法により鋳鉄鋳型を用いて造塊したものとの両者にお
ける鋼塊軸心」―にイ３う高さ方向の炭素濃度分布を比
較してみろと、第３図に示すとおりであった。第３図か
ら、比較鋼塊ではＴ （１１１１１，６ｍの範囲に限っ
ても−０，０３〜十〇、０７％のＣ変動があるが、本発
明ではほとんど最上端寸で一〇、旧係〜＋０．０１％の
変動しかｈいことがわかろ。
方法により鋳鉄鋳型を用いて造塊したものとの両者にお
ける鋼塊軸心」―にイ３う高さ方向の炭素濃度分布を比
較してみろと、第３図に示すとおりであった。第３図か
ら、比較鋼塊ではＴ （１１１１１，６ｍの範囲に限っ
ても−０，０３〜十〇、０７％のＣ変動があるが、本発
明ではほとんど最上端寸で一〇、旧係〜＋０．０１％の
変動しかｈいことがわかろ。
また、鋼塊の縦断面で観察した所、比較鋼塊では軸心部
に小孔が散在し、かつマクロ腐食で明瞭な逆ｖ８析綜が
現出したが本発明の銅塊では、これらの欠陥は全く認め
られかかった。
に小孔が散在し、かつマクロ腐食で明瞭な逆ｖ８析綜が
現出したが本発明の銅塊では、これらの欠陥は全く認め
られかかった。
以上、詳しく述べてきたとおり、本発明の特徴は、側面
からの４ト固を抑制して、下方から上方へ向う非常に緩
徐庁凝固のみを起こさせるように構成した点にある。こ
れにより、凝固界面に生じた不純成分の濃化溶鋼は比重
差によって浮とし、凝固相内に捕捉されろことはない。
からの４ト固を抑制して、下方から上方へ向う非常に緩
徐庁凝固のみを起こさせるように構成した点にある。こ
れにより、凝固界面に生じた不純成分の濃化溶鋼は比重
差によって浮とし、凝固相内に捕捉されろことはない。
したがって最終凝固する最上端のご〈限られた範囲を除
けば、＃ｑｔ＋心部においても偏析が牛ぜず、非常に均
一々組成 ９− の鋼塊が得られる。
けば、＃ｑｔ＋心部においても偏析が牛ぜず、非常に均
一々組成 ９− の鋼塊が得られる。
第１図は、本発明の１実施例を説明するものであって、
鋳込み完了直後の状態を概略的に示す鋳型の縦断面図で
ある。第２図は同じく外枠を断熱材とともに引き上げる
途中の状態を概略的に示す鋳型の縦断面図である。第３
図は、本発明による鋼塊と鋳鉄鋳型による鋼塊との両者
における鋼塊の軸心線に泪う高さ方向の炭素濃度分布を
比較して示すグラフである。 １・・・金属製定盤、２・・・鋼板製型枠、３・・・断
熱材、４・・・断熱材保持用外枠、５・・・溶鋼、６・
・・頭部保温材、７・・・凝固部分。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 村 １） 政 治 １０− 第３図 鍋上勉底舒ろ・らの距高叡ｃｍ）
鋳込み完了直後の状態を概略的に示す鋳型の縦断面図で
ある。第２図は同じく外枠を断熱材とともに引き上げる
途中の状態を概略的に示す鋳型の縦断面図である。第３
図は、本発明による鋼塊と鋳鉄鋳型による鋼塊との両者
における鋼塊の軸心線に泪う高さ方向の炭素濃度分布を
比較して示すグラフである。 １・・・金属製定盤、２・・・鋼板製型枠、３・・・断
熱材、４・・・断熱材保持用外枠、５・・・溶鋼、６・
・・頭部保温材、７・・・凝固部分。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 代理人弁理士 村 １） 政 治 １０− 第３図 鍋上勉底舒ろ・らの距高叡ｃｍ）
Claims (1)
- ／ 高さ１ｍ以上、高径比１以上である円形又は長方形
の断面を有する大型鋼塊を製造するに際し、金属製定盤
上に鋼板製の型枠を設置し、型枠の外側に断熱材を装飛
し、型枠内に溶鋼を注入した後、断熱材を毎分０１陥〜
２− Ｑ ｍｍの速度で引き上げろことを特徴とする、
偏析のない大型４１り（塊の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12769381A JPS5829546A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 偏析のない大型鋼塊の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12769381A JPS5829546A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 偏析のない大型鋼塊の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5829546A true JPS5829546A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=14966361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12769381A Pending JPS5829546A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 偏析のない大型鋼塊の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829546A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5236033A (en) * | 1991-08-22 | 1993-08-17 | W. C. Heraeus Gmbh | Method for producing a body from a material susceptible to thermal cracking and casting mold for executing the method |
| US5370170A (en) * | 1992-04-02 | 1994-12-06 | Ab Volvo | Method and casting mold for the production of cast-iron cylinder liners |
| EP2169082A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-03-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Forged product with a steel composition containing 0.15-0.75%C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, V and Al and crankshaft manufactured from it. |
| KR100964305B1 (ko) | 2003-06-26 | 2010-06-16 | 두산중공업 주식회사 | 진공 조괴법에서의 고체 핀 재용해 방지 방법 |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP12769381A patent/JPS5829546A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5236033A (en) * | 1991-08-22 | 1993-08-17 | W. C. Heraeus Gmbh | Method for producing a body from a material susceptible to thermal cracking and casting mold for executing the method |
| US5370170A (en) * | 1992-04-02 | 1994-12-06 | Ab Volvo | Method and casting mold for the production of cast-iron cylinder liners |
| KR100964305B1 (ko) | 2003-06-26 | 2010-06-16 | 두산중공업 주식회사 | 진공 조괴법에서의 고체 핀 재용해 방지 방법 |
| EP2169082A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-03-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Forged product with a steel composition containing 0.15-0.75%C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, V and Al and crankshaft manufactured from it. |
| US8343255B2 (en) | 2008-09-30 | 2013-01-01 | Kobe Steel, Ltd. | Forged product and crankshaft manufactured from it |
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