JPS5954443A - スプレ−キヤステイング法 - 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】 本発明は溶融金属、特に溶鋼の鋳型内への注入法、より
詳しくは溶融金属流を一亘液１１〜化し、これを鋳型内
に集４Ｒする、スプレーキャスティング法に関する。

６１（ｑの鋳込ｉ＝；ｌ：、一般に、溶′Ｊ＠を鋳型に
直接注入することによって行なわれている。

この方法では、鋳型内に注入された溶鋼は鋳型表面側か
ら中心部に向かって順次凝固していくために、マクロ的
な成分偏析つ甘りマクロ偏析が起ることか祷ＩＹけられ
ない。かかるマクロ偏析に起因する欠陥の生成を防止し
、購塊品質を向上させる手段として、従来、鋳込後の凝
固過程における残溶鋼を１＋Ｌ磁的に撹拌する方法（電
撹法）、凝固核生成剤を添加する方法（例えば、鉄粉添
加法）および低温Δ〜詰込法提案ないし２実川化さｉｔ
でいる。

しかし、例えば、電撹法でｔよ、（疑固殻前面の濃化し
た浴室６・撹１’ｌ’することによって、分１孜させ、
偏析帯の形状全針えているにすぎず偏析の根本的な解決
には・宜ら々い。すなわち、いずれの場合も鋼塊表面か
ら順次凝固させていく方式を変えるものでなく、根本的
な解決には至っていない。

このようなｊｊｌｔ来技術の問題点を根本的に解決する
方法として本件出相人が先に提：％　Ｌ　、＃こ、アト
マイズ技術を利用した液滴鋳造法（特願昭５　ｊｉ　−
１６２７０８号）では、前記の従来法とに１．、異なり
、鋳型内に注入される溶鋼粒はその表面が既に一部凝固
しているので粒と粒との間には成分の移動がない。すな
わちマクロ的な偏析は完全になくなる。

しかし、この方法では、注入中の溶’：＋１”Ｉ　ｉ’
ｉｌの酸化防止は不可欠で、そのため噴霧媒としては、
液体窒素またＶよアルゴンを用いるが、これらの噴霧媒
は溶鋼の酸化を防ぐ半面、噴霧媒が鋼中に残留すると（
／′１う問題がある。

窒素の」ハ合、鋼中の含有…、（通常３０〜７０　ＰＰ
Ｍ）が多くなると、高温変形抵抗が大きくなり、高温で
の加工性を悪くする。特に、Ｍと共存すると、オーステ
ナイト粒界にＡＰ、Ｎとして析出し、熱間粒界ぜ′い性
を起す。

一方、アルコリの場合’１−．ｌ：、窒素とは逆に、鋼
中しこ同浴しないが、アルコ゛／か鋳型内で溶鋼粒の間
に巻き込まれてピンホールとして残留すると、後玉、ｉ
ｌ、ｊの圧延、鍛造時に圧着されないという欠点がある
１かくして、本発明は上述のような欠点を除去すべく、
液体水素を噴霧媒として利用するものであって、その要
旨とするところは、溶融金属容器から朋型内に流下する
溶融金属流に液体水素を噴射して該溶融金属流を粒径５
朋以下の微細な液滴にするとともに、該液滴を表面のみ
が凝固し内部は未だ溶融状態である半凝固状態で鋳型内
に捕集して鋳塊を製造することを特徴とする、スフ°ｌ
ノーキャスティング法である７、 このように、本発明の方法の特徴は液体水ぶを噴霧媒と
して採用したことであ２）、、液体水素金利用すること
により、窒素および゛アノＬ・コンガスの場合と同）・
ｋに、アトマイズ後落下中の溶鋼私ｌからσ）抜熱にそ
の冷熱と気化熱を活用できるとともに、アトマイズ時に
′気化する水素ガスのシーＡ・効１）！、によって溶鋼
の酸化を防ぐことができる。

さらに−土た、液体水素を使うことによって、例えば窒
素のように鋼中で他の元素と結合して鋼質を劣化させる
ような問題を解消することができる。

本発明にあってｆｒ、ｔ、Ｆｅの結晶格子を容易に通過
１する水素の特性を利用いアトマイズ時あるいは液滴流
の鋳型内への集積時に鋼中に溶ｊｉ’Ｆｓあるいは捕捉
さ１１だ水素ｔ」５、得られた金１１塊を圧延またけ鍛
造するｊｈ″Ａ４デの熱処理効果によって除去すること
ができ、さらに必聾な場合、高温に加熱して強制的に拡
散１余去する方〃くを採用してもよい。なお、このよう
な鋼中の水素の除去は以−ヒのｆ！’）、明からもすで
に当業者には明らかであろう。

次に、添伺図面に関連させてさらに本発明を説明する。

第１図ｔよ、本発明の方法を実施するための装置の好適
具体例を略式（析面図で示すもので、溶（岡ｔよ取鍋１
およびクンディシュ２を経て液滴化ノズル３の中心に注
入される。一方、液滴化ノズル３からＶま、供給’Ｇ？
　４を経て供給される極低温の液体水素がこの注入溶鋼
流５に向かってｌ！Ａ９：Ｊされろ。

注入溶鋼流はここで微細な液滴となり、溶ｒ１と衝突し
た液体水素（徒衝突と同時に急化する。

微細化した溶鋼粒は若干分数しながら、図示例では内張
シ断熱ボード６を供えた鋳型７に向かって落ドする。こ
の落下中に各溶鋼粒は噴射された液体水素および気化後
の低温の水素ガスによって冷却され、各粒の表皮の一部
が凝固した、いわゆる半凝固状態で鋳型７内に捕集注入
され、冷却後にと（１塊が得られる。

なお、溶鋼流の液滴化ならびにｒ６ＡＪ型内への注入は
すべてギヤスティングチャンバー８内で行なわれるので
、雰囲気は当然水素ガス雰囲気となり、大気から完全に
遮断される。したがって、酸化による問題は生じない。

キャスティングチャンバー８内は同出口９を経て吸気さ
れている。

次に、本発明に係る方法を実施し、次いでそれにより得
た鋳塊から分塊圧延によって鋼板を與：：ｉｌｉする例
について述べる。本例は単に説明のためであって、これ
により本発明の範囲が制′限されることがないことは容
易に理解さ７１よう、。

例 本例では第１図に示す装置を使ってスプレーキャスティ
ング法を実施した。鉤神は表１に示すＡ、［１成の中炭
素アルミキルド鋼、注入温度はタンディシュ内でｌ　５
　（：　０〜１５４５℃であった。丑だタンディシュか
らの７Ｌ人速度は平均１１０（ＩＫ９／ｄ、注入ｈ↓は
２トン（’Ｊ’）でメ・、つた。

アトマイズ恰５件は、表２に示すように、豫体水累は帆
２２　ｒ＋？　／　５ｔｅｅｌ　Ｔ　％液体ヤ、弓？ｌ
：、１ｒよ０．２０Ｊ／５ｔｅｅｌ　Ｔ　、　’６Ｋ　
ＬＩＣアルゴンは０．１９　ｎ／　／　５ｔｅｅｌ　Ｔ
であった。液滴化ノズルから鋳型はでの落下１１ＦＦ、
　ｔ％ｔ＆　！１いノ″れも約２ｍｆ鋳型は鋳鉄製の４
ン型の内面に面Ｊ火ボードを張侶は徐冷した。

且だ、液滴化ノズルは現状タイプのもので環状径（１び
仔）９０制、スリットＩＩＪ　Ｏ，１８ｆｉであ１）た
。

な、１′？、液体水素に変えて、そノ１．それ液体窒素
および液体アルゴンを便用した戚体伊素アトマイズおよ
ヒｎｊ体アルゴンアトマイズによって製造した鋼板につ
いても、比較法として表記する。

表　１０（↓知弥） Ｉ・と　　２ （注）　※単位はｔｄ　／　５ｔｅｅｌ　Ｔ※※単位は
Ｋｇ／　ｆｆｌ ※※※噴射角度（よ注入溶鋼流に対する液化）ｆスの衝
突角度である。

次いで、このようにして製造した鋼塊（４８０Ｘ４１０
Ｘ１３１０闇）を板厚２００問まで分塊圧延し、機械的
性質を検貞した。この結果を表３に示す。

表３より、本発明の方法で製）古した鋼塊を分塊圧延し
て製造した鋼板は高温での強さならびに伸び、絞りとも
従来法とはソ同じであったが、分塊圧延後の２００ｍ板
を段削シ仕上げ後、肉眼による線状キズを検査した結（
に、液体水素アトマイズ法によって、ｉ！シ′」造した
鋼板は線状キズ評価指敷１、線状キズは皆無であった。

線状キズ評価指数は線状キズがないときを１、全面に亘
って組状キズがみられるときを３とし、この計画Ｊ）イ
数が２以上のときはさらに表面の手入れを必要とする１
、ナオ、従来法の液体窒素およびアルコ゛ンアトマゝイ
ズ法に見られた線状キズは、液体窒素アトマイズ法の場
合、粒界割れ、一方液体アルゴンによるアトマイズ法の
場合ピンホールが主な原因であった。

なお、開明を簡略化す２）ために、溶融金属とし７て溶
鋼を例にとって以−眞発明を５９．明してきたが、当業
者にはすでに明らかなように、ンド’ｒに明（ｆよ溶鋼
の注入法にのみ！ｆｉｌｌ限されるもので心」、ない。

【図面の簡単な説明】 添付図面ｒＪ本発明を実施するための装置ｉｉのｌ’ｈ
ｔよ（Ｌｔｌｌｉ面図である１、 １・・・取鍋、２・・・タンゾ′イシュ、３・・・故渦
化ノズル、４・・・（１１，給υ邑　５・・Ｙ）−大沼
鋼流、（′１・・・内張り（わＹ熱？−ド、７・・・鋳
型、８・・・キャスデインググ・ヤンパー、９・・・排
出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶融金属容Ｗ’ｊから鋳型内に流下する溶融金属流に液
   体水素全噴射して該溶融金属流を粒径５閣以下の微細な
   液滴にするとともに、該液？＋ｆｊｉを表面のみが凝固
   し内部は未だ溶融状態である半凝固状態で鋳！（ｖ内に
   捕集して鋳塊を製造することを特徴とする、スプレーキ
   ャスティング法。