JPS60145252A - 鋼板の直接製造法 - Google Patents

鋼板の直接製造法

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JPS60145252A
JPS60145252A JP58249838A JP24983883A JPS60145252A JP S60145252 A JPS60145252 A JP S60145252A JP 58249838 A JP58249838 A JP 58249838A JP 24983883 A JP24983883 A JP 24983883A JP S60145252 A JPS60145252 A JP S60145252A
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JP
Japan
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drops
molten steel
steel
solid phase
droplets
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Application number
JP58249838A
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English (en)
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Takahide Ono
恭秀 大野
Masazumi Hirai
平居 正純
Makoto Koike
允 小池
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/064Accessories therefor for supplying molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/123Spraying molten metal

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、溶鋼を粒滴鋳造して、直接鋼板を製造する方
法に関する。
(従来技術) 鋼板を製造する方法として従来から種々の方法が実施さ
れているが、現在溶鋼から連続鋳造された鋳片を再加熱
して、圧延し、所定の厚さにすることが、一般に行なわ
れている。
このように、溶鋼を連続鋳造する際には、溶鋼の融点が
極めて高く、シかも比熱が大きいために、鋳型内に注湯
されてから完全凝固するまでにかなシの時間を要する。
従って、鋳型内で凝固しつつある鋳片の引抜速度を低い
値に抑えねばならず、生産性を阻害する原因とな如、ま
た凝固速度か低いために凝固組織の粗大化を招くと共に
、鋳片断面中心部に偏析やポロシティが生じ易く品質を
劣化せしめるといった問題点を有している。
これらの問題を解決するために低温鋳造法が研究され、
凝固錫度に近い温度で鋳造すれば凝固組織が緻密にな)
、中心偏析も防止できることが解明された。
しかし女から、溶融金属をその収納容器から鋳造のため
に流出せしめるとき、凝固温度近海の温度の溶融金属に
よってノズルの閉塞という実操朶上の問題が生じるため
、この方法を工業的に適用することは極めて困難である
以上述べたように従来の溶鋼の連続鋳造技術では凝固組
織の粗大化、鋳片断面中心部の偏析やボロシティーとい
った問題が完全に解決されないため、連続鋳造された鋳
片の再加熱による偏析の拡散焼鈍や圧延によって結晶の
微細緻密化が必要であった。さらに、凝固組織の粗大化
、中心偏析の存在が許容されない鋼種については、溶鋼
−鋼塊−分塊圧延によって鋼片を得る、いわゆる、造塊
法によらざるを得なかった。
従って、従来よシこの問題を解決する方法として、例え
ば、特公昭46−43688号公報にみられるような粒
滴鋳造法が用いられている。しかし、このような溶融金
属の噴霧粒滴法は、不活性ガス吹付噴霧法であるために
不活性ガス必要量が大であシ、大量処理に限界があると
共に、コスト的にも不利であった。又、不活性ガスの鋳
片への捲キ込みによるポロシティ−が発生し、鋳片の欠
陥となると共に、その後の圧延によっても圧着されにく
い等の欠点がある。さらに、粒滴を積層した最下面の表
面品質は、粒滴の境界が残留して分離しているために表
面疵となっておシ、圧延工程にて圧着しても密着させる
ことが困難な性状となりている等の欠点を有している。
(発明の目的) 本発明は、前述した従来法の欠点を解決し、微細組織で
偏析のない緻密な鋳造組織をもち、水素、酸素等のガス
含有量が低く、表面品質の良好な鋼片を高い生産性の下
に祷ることができる溶鋼の連続粒滴鋳造による鋼板の直
接製造法を提供することを目的としてなされたもので、
その特徴とするところは、溶鋼を減圧下で複数のノズル
から連続的に細粒溝として落下せしめ、溶融、おるいは
一部固相を含んだ状態で落下してくる該細粒溝を積層し
て凝固せしめるとともに、その最下面を形成する粒滴の
固相率を比較的低い範囲になるようにコントロールした
ことにあ如、表面品質、内部品質の良好な鋼板を得るこ
とのできる画期的な鋼板の製造法にある。
(発明の構成・作用) 以下、本発明による鋼板の直接製造法を図に示す一実施
例に基づいて詳細に述べる。
第1図は、本発明による鋼板の直接製造装置の断面図で
水平式を示し、第2図は、双輪ベルトを用いた直下式を
示す。
まず、図において、溶鋼は、例えば、取鍋、あるいはタ
ンディッシーの如き容器1から、該容器1の下部に接合
された真空槽3内に流下する際に、容器1の底部に設け
たノズル5,9.10と該ノズル5〜10に設けた例え
ば、アルゴン、N2等の不活性ガス吹込管(図示せず)
を介して噴粒滴化されて必賽な大きさの粒滴4となシ、
冷却されつつ鋳型7上に落下して積層を形成する。この
粒滴4の堆積が適宜厚みの鋳片8になると引抜きつつ一
ンチロール、あるいは、圧下ロール11にて必要の鋼板
厚みに圧下する。
また、真空槽3内は、該真空槽3に設けた排気装置(図
示せず)に連設した排気管2によって減圧状態に保持さ
れると共に、鋳片8の搬送出口にシールロール12を設
けて十分に密閉し、しかも空気の侵入を防止するために
、Arの・ぐ−ジ、あるいは、シールロール12の外側
部を前記排気管2に連設する吸気92aを設けて減圧し
である。さらにまた、該真空槽3内の側壁部は粒滴付着
を防ぐためヒーター6で囲っである。而して、真空槽3
の真空度は、5torr以下、望ましくは高い程良いが
工業的規模でおこなえるものとする。これによって噴霧
粒滴化の促進と粒滴表面の酸化防止、および、粒滴落下
中、冷却凝固中の脱ガスが効率よく行なわれる。
また、緻密な凝固組織を得るには、溶鋼温度を鋳造前に
凝固温度近傍まで低下せしめておいた方がよいが、溶鋼
の容器1のノズル5〜10を閉塞させないために、鋼の
液相線温度+10〜20℃の温度が必要である。溶鋼が
ノズル5〜10から流出する際に、之を微細粒状にし、
表面積を大きくして熱伝達能を大ならしめ輻射伝熱等に
よって冷却し所期の温度まで減圧下において降下せしめ
る。特に減圧下での粒滴化、および粒滴4の冷却凝固と
粒滴4の堆積鋳片8の冷却凝固等にょシ溶鋼中に含有さ
れている水素醇の有害ガス成分が効率よく脱ガスされる
特徴がある。即ち、粒滴化によりて減圧にさらされる表
面積が大きいことと、粒滴4あるいは鋳片8の冷却凝固
時の鋼中ガス溶解度の減少によって脱ガスが促進され、
従来性なわれているDH,RH法等の取鍋脱ガス処理法
では、達成できない高い脱ガス効率が達成され、鋼中水
素< 1 ppm *酸素(10ppm 、窒素(15
ppmも容易に得られる。
又、従来のアルゴンガス噴射粒滴法では、アルゴンガス
か堆積鋳片8の中にトラップされる等によ、9/ロシテ
イーが発生し、これを無害化するために圧下率701以
上の圧延をする必要があったのに対し、本発明では、で
きた堆積鋳片8にポロシティ−は殆んどなく、圧下率1
0係以下の圧延で内部欠陥のない良好ガ鋼板が得られる
ノズル9.10から流出する粒滴4の大きさは、冷却効
率上細かい方がよいが、細かくなる根粒滴数が増加し、
真空槽壁への輻射冷却効率が悪くなるため0.5〜Lo
w径が最適である。粒滴4の大きさは、真空度と真空槽
3内に流出するノズル5゜9.10に吹込むアルゴンガ
ス流量によって調節される。
容器1からの溶鋼の流出ノズル5,9.10を、複数と
することによって落下する粒滴4の単位面積当シの量の
バラツキを小さくシ、粒滴4の堆積によって形成される
鋳片8の厚みを均一にすることができる。さらに、鋳片
8の最下面の肌を良好な平滑面とするために、最下面部
を形成する初期積層の粒滴4を噴出するノズル5では、
そのノズル内、又はノズル入口から、粒滴4の大きさの
調整のために吹込まれるアルゴンガス等の不活性ガス量
を少なくして粒滴4の大きさを比較的大きくし、落下し
た時点での粒滴4の固相率を20係以下にすることによ
って、該粒滴4の流動性が確保され鋳型7上に積層され
た際に粒滴間が密着されると共に鋳型7の最下面の肌を
良好々平滑面にできる。次に、この上部に落下してくる
粒滴4の流出ノズル9.10においては、固相率をO〜
80係の範囲で最下面よシ大きくなるようにノズル内、
又は、ノズル入口から吹込まれる該不活性ガス量を多く
し微細粒滴とし輻射伝熱冷却効率を大きくすることによ
シ極めて微細結晶粒の鋼板を得ることができる。また、
粒滴4を積層して鋳片8を形成する際に鋳型7の最下面
を形成する(初期積層)粒滴4の固相率が20係よシ大
きいと最下面の肌が荒れて圧延等の後工程で表面欠陥の
発生を招くと共に、鋳片8の内部にポロシティ−が形成
される。さらに、初期積層の上部に積層される粒滴4の
固相率が80係よシ大きいと粒滴4の密着性が悪く空間
を形成しポロシティ−が発生する。
なお、粒滴4の落下距離は、落下した時点で液滴温度が
水冷された真空槽壁への輻射冷却によって必要な温度降
下が得られるように冷却時間が確保できるだけの距離と
する。
8 このようにして細粒の粒滴4は、低温の溶融状、あ
るいは半凝固状の金属として鋳型7に堆積されて、所期
の断面形状の凝固外殻を連続的に形成せしめた後、水冷
、あるいは空冷などの冷却手段によシ完全凝固せしめ、
所定の鋳片を得る。この場合の鋳′m7は、水冷銅鋳型
でもよいし、また第2図に示す如く、相対するロール、
ベルト、キャタピラなどでもよい。
而して得られた鋳片は、その後に真空中から引き出し、
そのまま切断するか、あるいは保熱帯を通過させて圧延
し所定の形状にする。又、必要に応じてその後熱沌理さ
れることもある。
(実施例) 次に、本発明による鋼板の製造法を用いて製造した鋼板
を従来法と比較した結果を第3図、第4図及び表−2に
示す。17 i Cr鋼について本発明の方法によって
得られた圧下なしの鋳片断面の凝固組織の一例を第3図
に示す。従来法の連鋳片の組織(、)に比べ、本発明に
よる粒滴堆積法の鋳片の組織(b)は非常に細かな組織
となっている。又鋳片下面の性状の一例を第4図に示す
が、固相率40係の液滴を堆積した鋳片(、)では堆積
初期に鋳型の上゛で扁平となった粉粒片がみられ、との
粉粒片の−鑓づつは分離しているため、表面疵となって
おシ、その後に圧延されても密着させることは困難な性
状と表っている。一方、堆積初期に固相率10チの液滴
を最下面部に供給し、続いてその上部に固相率50係の
液滴をたい積した鋳片(b)でけ平滑で良好な表面性状
が得られている。
次に表1に示すような成分の溶鋼を本発明の方法で鋼板
にした材質結果の一例を表2に示す。即ち表1の成分の
溶鋼を第1図の方法でそれぞれ板厚301mの厚板に仕
上げた例である。(表2のA−1〜C−1)この場合の
圧下は板厚調整のためのものであ1)401!m厚鋳片
から101m圧延された。一方A−2〜C−2は同一の
溶鋼から従来法の連続鋳造によシ鋳造されたスラブを1
100℃に加熱して圧延されたものである。又A −1
,A−2は圧′死後10℃/ @ e Cで水冷し50
0℃で水冷が停止された。B−1、B−2は圧延後空冷
し800℃より焼入れし550℃で焼戻しされた。又C
−1゜C−2は圧延のま\のものである。々おとれらの
溶鋼はDH、RH等の脱ガス工程を通9ていないもので
、材質はすべて板厚中心部の材質結果である。
すkわち従来工程のA−2,C−2の板には超音波探傷
欠陥がみられ、また中心偏析原因と思われる材質劣化が
みられるが、本発明によればすぐれた品質が得られてい
るのがわかる。
表2 供試材の機械的性質 注)A−1〜C−1・・・本発明の鋼板の試料(圧下ロ
ーラーで板厚40調から301!lI+まで圧延) A
−1は圧延後できるだけ早く10℃/8 @ eで水冷
し、500℃で水冷停止材。
B−1は30箇まで圧延後800℃焼入550℃焼戻し
材、C−1は30mまで圧延後空冷材 A−2〜C−2・・・従来法の連鋳スラブ法の試料(2
00+nm厚の連鋳スラブを1100℃再加熱30■ま
で圧延)A−2は圧延後水冷10℃/sea 、500
℃で水冷停止材、B−2は圧延後B−1と同様焼入焼戻
し材、C−2は圧延後空冷材 (発明の効果) 以上、述べた如く、本発明による鋼板の製造法を用いる
ことによシ、低温の溶鋼を凝固せしめるので製品の組織
が緻密になシ、中心偏析が消滅する。したがって得られ
た鋳片は組織微細化のための加熱圧延の省略やこれまで
の品質上の問題で連続鋳造できなかった鋼種でも本発明
によシ連続鋳造が可能となると共に、短時間で溶鋼を凝
固せしめるために鋳片の生産能率が極めて高い。また、
従来法の如く鋳型内潤滑用・ψウダーを用いず鋳片を製
造できると共に、鋳造時に脱水素等の脱ガスが同時にお
こなわれるため、前工程での脱ガスは省略ができ転炉等
の精錬炉かほの出鋼温度を下げることが可能と′i&)
省エネルギーと共に耐火物原単位の節約等省資源化を図
ることができる本発明は産業上稗益するところが極めて
大きい優れた鋼板の製造法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による鋼板の製造法の一実施例を示す断
面図で水平式を示し、第2図は本発明による鋼板の製造
法の一実施例を示す断面図で双輪ベルトを用いた直下式
を示し、第3図(a)は本発明の方法による17係クロ
ーム鋼の鋳片断面凝固組織を示し、同図(b)は同一組
成での従来法による鋳片断面凝固組織を示し、第4図(
、)は本発明の方法を用いて初期堆積時の粒滴の固相率
を401とした際のベルト接触面の凝固組織を示し、同
図(b)は、初期堆積時の粒滴の固相率を10係とし、
その上部に固相率50%の粒滴を積層した際のベルト接
触面の凝固組織を示し、同図(C)は、(b)の部分拡
大図を示す。 符号の説明 1・・・容器、2・・・排気管、3・・・真空槽、4・
・・粒滴、5.9.10・・・ノズル、6・・・ヒータ
ー、7・・・鋳型、8・・・鋳片、ll・・・圧下−−
ル、12・・・シールロールO 第 /(2J / 第2図 第3L 隼4 □−1・ 〉 片し麹

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶鋼をノズルから不活性ガスとともに噴出して粒滴とし
    鋳型上に積層せしめた後に圧下する鋼板の製造法におい
    て、該溶鋼を減圧下でもって粒滴とし、しかも鋳型上に
    初期積層する粒滴の固相率を20q6以下にすると共に
    、次に積層する粒滴の固相率を0〜80係とすることを
    特徴とする鋼板の直接製造法。
JP58249838A 1983-12-29 1983-12-29 鋼板の直接製造法 Pending JPS60145252A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343926A (en) * 1991-01-02 1994-09-06 Olin Corporation Metal spray forming using multiple nozzles
US5483864A (en) * 1991-04-08 1996-01-16 Electronics & Space Corp. Ballistic armor and method of producing same
US9227212B2 (en) 2007-06-08 2016-01-05 Diversey, Inc. Fluid dispensing apparatus and method
CN113333763A (zh) * 2021-05-19 2021-09-03 永康市仁合五金制品有限公司 一种钢丸铸造方法

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