JPS5847257B2 - クラツド鋼塊の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエレクトロスラグ溶接法を利用したクラッド鋼
塊の製造方法に関する。

普通鋼板にステンレス鋼、ニッケル基合金等の異種金属
板を重ね合わせたクラツド鋼板は、普通鋼板が構造用母
材としての強度を有し、またステンレス鋼板等が耐食性
を有するので、反応槽、高圧釜、熱交換器等を使用する
重化学工業及び食品、土木、造船、原子力等の種々の分
野において広く使用されている。

このクラツド鋼板の製造に供する鋼塊の製造方法として
は、第３図に示す如き方法が知られている。

即ち、フロアに設置された定盤１３上に台盤１２が、そ
してまた台盤１２上に鋳鉄製の角筒状の鋳型１１が載置
されており、鋳型１１の上縁には支持板６が支架されて
いて、この支持板６にはステンレス鋼からなるクラツド
板４が吊支されている。

該クラツド板４を鋳型１１の側壁との間に介在させるよ
うにして、電極板５が支持棒７に吊支され、この電極板
５及びクラツド板４には、溶接電源が接続されている。

そして定盤１３に内設された湯道１３ａ、台盤１２中夫
に開設された湯口１２ａを経て鋳型１１内へ下注された
溶鋼１上に、溶融スラグ２を４０〜６０ｍｒｎ程度の厚
さに浮遊させ、電極板５の下端が溶融スラグ２内に位置
するように調節しｒｊから、クラッド板４−電極板５間
に通電して、両者間に介在する溶融スラグ２の抵抗によ
る発熱にてクラツド板４の表層部を軟化溶融せしめるこ
とにより、溶！ｄ４１の湯面が上昇してクラツド板４０
表面が溶鋼１に覆われた際に、クラツド板４の表層部と
溶！１ｉｉ１１とが混融し、注入溶鋼が占める部分と予
め鋳型内に挿入設置したクラツド板４との境界が消失し
て、ステンレス鋼部分と普通鋼部分との接着性が極めて
優れているクラッド鋼塊を製造せんとする方法である。

然るところこのような方法においては、電極板５を溶融
スラグ２中に略々一定の深さに浸漬しておくため、溶融
スラグ浴は４０〜６０ｍｍ程度の深さを確保する必要が
ある。

従って通電開始迄に大量の溶融スラグを用意する必要が
あり、特別な設備を要していた。

また溶融スラグは、溶ｇＡ１が鋳型１１と接触して凝固
した鋼塊外表面と鋳型１１との間に残留又は侵入して消
耗するので、適宜フラックスを補給してスラグ浴深さを
上記した範囲内に保持する必要があるが、湯面又はスラ
グ浴深さの検出及び補給量の調節が難しいという問題が
あった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、多
量の溶融スラグを要することなく、鋳込開始後可及的速
やかに電極−クラツド板間の通電状態を安定せしめ、ま
たスラグ浴深さの制御が容易であり、溶鋼鋳込中の全期
間にわたって溶鋼とクラツド板との間に良好た溶接を行
い、作業性及び生産性を向上し得るエレクトロスラグ溶
接によるクラッド鋼塊の製造方法を提供することを目的
とする。

本発明に係るクラッド鋼塊の製造方法は、下注方式の鋳
型内に配したクラツド板と電極との間に、溶鋼上に浮遊
させた溶融スラグを介して通電することによりクラッド
鋼塊を製造する方法において、前記溶融スラグと略々等
しい比重を有する湯面被覆板を浮遊せしめることを特徴
とする。

以下本発明方法を図面に基いて説明する。

第１図は本発明方法の実施状態を示す立断面図、第２図
はその平面図である。

下注造塊設備の定盤１３上に複数の台盤１２（図には１
基のス現われている）が載置されており、台盤１２上に
は鋳鉄製の角筒状の鋳型１１が夫々載置されている。

そして台盤１２の中央に開設された湯口１２ａは、定盤
１３の厚み方向略中央に内設された湯道１３ａによって
、注入管（図示せず）に連通連結されており、注入管に
注入された取鍋（図示せず）内の溶鋼は、湯道１３ａを
経て複数の鋳型１１（図には１基のみ現われている）に
分配供給されるようになっている。

而して鋳型１１内には、鋳型１１の上縁に支架された支
持板６に吊支させ、ステンレス−鋼からたるクラツド板
４を、鋳型１１の広辺側壁に沿わせて位置させである。

更に支持棒７に各吊支せしめた、普通鋼からたる４枚の
電極板５を、クラツド板４との間に適宜の間隙を存せし
めるようにして、その幅方向に並置しである。

支持棒７は電極昇降装置（図示せず）に支承されていて
、４枚の電極板５をクラツド板４との間に間隙を保持さ
せたまま上下動せしめ、その上下位置を調節できるよう
にたっており、溶鋼１の鋳型内鋳込開始前においては、
電極板５の下端（２点鎖線にて示す）をクラツド板４の
下端（破線にて示す）近傍に位置せしめておく。

而して溶鋼鋳込開始前の鋳型１１内には、これらクラツ
ド板４及び電極板５配設位置を除く部分に、湯面被覆板
３（２点鎖線にて示す）を存置せしめておく。

湯面被覆板３は下層の被覆剤層３ａ、中層の保温層３ｂ
及び上層の比重調節層３ｃを、ボルトによる固着又は耐
熱接着剤による接着にて、多層構造としたものであり、
その平面形状は鋳型１１の内周面に沿う形状から、クラ
ツド板４及び電極板５が占める部分をくり抜いた形状と
なっている。

被覆剤層３ａは、通常の下注造塊法において使田される
粉末状又は顆粒状の被覆剤を、耐熱接着剤により固型状
に成型したものである。

保温層３ｂは、溶鋼又は溶融スラグの保有熱によって溶
融することかたく、また上層の比重調節層３ｃに対する
断熱層として作用するものである。

また比重調節層３ｃは、被覆剤層３ａ、保温層３ｂ及び
比重調節層３ｃからなる湯面被覆板３全体の比重を溶融
スラグ２の比重と略等しくして、湯面被覆板３を、被覆
剤層３ａが溶鋼１内に沈んだ状態で、溶鋼１に浮遊せし
めるべく設けられる。

これら湯面被覆板３を構成する各層の材質及び比重、厚
みは、例えば下記のとおりである。

また溶鋼熱により焼失する素材よりたる収納袋２ａに、
粉末状又は顆粒状の溶接フラックスを収納して、溶鋼鋳
込開始前の鋳型１１内に存置しておく。

このようにしてクラツド板４及び電極板５を鋳型内に垂
設し、また湯面被覆板３及び溶接フラックスを鋳型内に
存置した上で、湯道１３ａ経由で溶鋼１を下注する。

そうすると溶鋼１の保有熱により収納袋２ａが焼失し、
収納されていた溶接フラックスは、溶鋼面一ヒに浮遊し
、更に溶鋼熱によって溶融して溶融スラグ２となる一方
、湯面被覆板３はその下側が溶鋼内に沈んだ状態で溶ｍ
１に浮遊し、溶鋼１の湯面上昇と共に上昇してくる。

湯面被覆板３の比重は３程度と溶融スラグ２の比重と略
同−であるから、湯面被覆板３は専ら溶鋼内に沈んだ部
分が溶ｌＡ１から受ける浮力によって浮遊するので、湯
面被覆板３の厚み１６４闘の内、溶鋼内に沈んでいる部
分は下端から６０〜７０ｍｍ程度、即ち略々被覆剤層３
ａの部分である。

また溶融スラグ２の浴深さは通常４０〜６０１ｎ７ｎ程
度であるので、湯面被覆板３は比重調節層３ｃ及び保温
層３ｂの一部が溶融スラグ面上に露出した状態で溶鋼に
浮遊している。

このように従来方法においては、溶融スラグ２が、その
全面に亘って覆っていた溶鋼面の大部分の領域を、湯面
被覆板３が占め、溶融スラグ２は電極板５、クラツド板
４周辺と鋳型内周面近傍の極くわずかの領域に存在して
いる状態で、溶鋼湯面の上昇と共に湯面被覆板３及び溶
融スラグ２が鋳型内を上昇する。

而して電極板５及びクラツド板４間が溶融スラグ２によ
り満たされた後、電極板５とクラツド板４との間に通電
を開始する。

そして溶鋼湯面の上昇に伴い、溶鋼湯面位置を湯面被覆
板３の位置を監視することにより検知しつつ、電極板５
と溶鋼１とが接触してアーク放電を起こすことがｒｊい
ように、その上昇分に見合うだけ電極板５を上昇せしめ
る。

また溶鋼湯面が上昇することにより、溶融スラグ２が鋳
型内周面に付着残留して消耗するが、湯面被覆板３の上
面と溶融スラグ２の湯面との相対位置を監視して溶融ス
ラグ２の浴深さの変動を検知し、この消耗外を補給して
一定の浴深さを確保する。

こうして溶鋼湯面が鋳型１１内を上昇する間、電極板５
とクラツド板４との間に安定通電することにより、溶融
スラグ２の抵抗発熱によってクラツド板４０表層部が加
熱されて溶融し、この溶融したクラツド板４の表層部が
溶鋼１に覆われたときに溶鋼１と混融し、溶鋼１が凝固
して得られる鋼塊においては、クラツド板４と注入溶鋼
が占める部分との境界が消失して、クラツド板４の溶着
状態が極めて優れた鋼塊となる。

たお湯面被覆板３の被覆剤層３ａは、溶鋼湯面の上昇の
間に溶鋼熱によりしだいに溶融し、溶融した被覆剤は鋳
型１１と溶鋼１との間に薄い溶融膜として介在して、溶
鋼１が鋳型１１と接触するのを防しヒする作用をし、通
常の下注造塊法における被覆剤同様、鋼塊周面の表面性
状を良好にする効果を有する。

このように本発明方法においては、溶鋼湯面上の従来溶
融スラグに覆われていた領域の大部分を湯面被覆板３が
占め、溶融スラグ２は電極板５とクラツド板４との間等
、極く小領域に限定して存せしめるので、溶接フラック
スの使用量が従来の１／′５以下と極めて低下し、経済
的に有利なのは勿論のこと、鋳込開始時に溶融せしめる
溶接フラックスの量が小量でよいから、従来に比して極
めて速やかに、十分な深さの溶融スラグ浴を電極板クラ
ツド板間に形成することができ、鋳込初期の通電状態が
安定する迄に要する時間が短かく、従って通電不安定又
はスラグ浴の温度が低過ぎることに起因する、クラツド
板の溶着不良によって発生する鋼塊底部の不良切捨部を
、極めて少くすることができる。

ちたみに溶着不良による鋼塊底部の切捨廃却率は、従来
の１２係（鋼塊底から３００ｍｍ）に対して、２幅（鋼
塊底から５０ｍｒＩＬ）へと低減した。

また湯面被覆板の上下位置を観察することにより、溶鋼
湯面位置を間接的に検知でき、更に湯面被覆板の上面と
溶融スラグ湯面との相対位置の観察により、スラグ浴深
さを検知できるので、溶融スラグの消耗に対して正確な
補給ができるため、スラグ浴深さを一定に保持すること
ができるから、スラグ浴がクラツド板の下部から上部へ
上昇する間の全期間に亘り、電極板をスラグ浴中に一定
の深さに浸漬せしめて、電極板−クラツド板間に安定通
電することができ、クラツド板の溶着状態を鋼塊底部か
ら頭部にかげて略々全面に亘り良好なものとすることが
できる。

ちなみにクラッド鋼塊を圧延して得たクラツド鋼板にお
いて、超音波探傷法による内部欠陥検査における不合格
品の発生率が、従来は３０係程度であったものが、本発
明方法は２係へと低下し、更に欠陥部分の面積率は、従
来は１鋼板の全面積に対して平均２５幅であったものが
、本発明方法は平均２係へと低下した。

以上詳述した如く本発明方法による場合は、クラツド板
の溶着状態が極めて優れたクラッド鋼塊を製造すること
ができ、また鋼塊歩留が高まり、生産性が向上する等、
本発明はエレクトロスラグ溶接法を利用したクラッド鋼
塊の製造技術の向上に多大の貢献をなすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す立断面図、第２図
はその平面図、第３図は従来方法による鋼塊製造方法を
示す立断面図である。 １・・・溶鋼、２・・・溶融スラグ、３・・・湯面被覆
板、３ａ・・・被覆剤層、３ｂ・・・保温層、３ｃ・・
・比重調節層、４・・・クラツド板、５・・・電極板、
１１・・・鋳型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下注方式の鋳型内に配したクラツド板と電極との間
   に、溶鋼上に浮遊させた溶融スラグを介して通電するこ
   とによりクラッド鋼塊を製造する方法において、前記溶
   融スラグと略々等しい比重を有する湯面被覆板を下面を
   溶鋼に接した状態で浮遊せしめることを特徴とするクラ
   ッド鋼塊の製造方法。