JPS61276745A - 鋼の造塊方法 - 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】 〔産業上の利用分計〕 本発明は鋼の造塊方法に係り、特に従来の鋳鉄製鋳型を
使用した鋼塊の内部品質のすぐれた造塊方法に関し、鋼
の造塊の公費で利用される。

〔従来の技術〕

従来の鋳鉄製鋳型による造塊方法は第２図に示す如く、
溶ｔｒ４２は注入管４から湯道６によって定盤８．２重
定盤１０を経て鋳型１２に注入される。

溶鋼２は上部を保温スリーブ１４で保温されながら次第
に凝固殻１６を形成し静止状態で凝固し鋼塊１８となる
。

一般に溶鋼２を注入後数分で鋼塊１８の表面と鋳型１２
間には空隙が発生し抜熱は著しく減少する。このため凝
固速度は非常に遅くなり、例えば１ｍ厚みの長方形断面
鋼塊では凝固完了まで７〜８時間を要し、この非常に遅
い凝固速度に起因して鋼塊内部には逆Ｖ偏析と呼ばれる
濃化偏析線が発生し、またデンドライトが粗大化するこ
とにより中心部のざくと呼ばれる空隙も増加することが
知られてい゛る。

このため、従来鋼塊の凝固速度を速める方法として、鋳
型を抜いて直接スプレー冷却する方法、鋳型と鋼塊の間
に冷却媒体を注入する方法、あるいは本出願人が実願昭
５９−６５７９２で開示した内部水冷銅板と支持冷却機
構よりなる半連鋳方式等が提示されている。

しかし、これらの方法を適用した場合、新たな問題点が
存在することが実験により明らかになった。すなわち、
凝固完了まで強制冷却を続けると中心部が凝固完了した
時の中心（約１５００℃）と表面（約２００℃）の應度
差は約１３００℃にも達し、このあとの冷却過程におけ
る中心部は熱敢束の差により２％にもおよぶ引張歪を受
けることになる。このため、凝固完了時には小さかった
ざくがその後の熱歪により２次的に拡大される現象が起
こる。

通常の鋳型造塊法において凝固完了時の鋼塊表面温度は
約１０００℃であり、中心部が１５００℃であるから温
度差は５００℃となる。従って強制冷却すると中心部の
熱歪は１３００℃７５００℃＝２６倍となっている。す
なわち、従来冷却速度を遅くして熱歪を小さくすると凝
固速度が遅くなり、凝固速度を速くしようとすると熱欣
縮割れが防げないジレンマがあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し逆Ｖ偏
析やざくの少ないすぐれた内部品質を有する鋼の造塊方
法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如（である。

すなわち、溶鋼を鋳型に鋳込み鋼塊の頭部を保温しなが
ら凝固させる鋼の造塊方法において、凝固殻生成後前記
凝固末期まで前記頭部を除いた鋼塊の側面を直接に強制
冷却する段階と、前記強制冷却後前記鋼塊の側面を断熱
材で被覆して凝固を完了させる段階と、を有して成るこ
とを特撮とする鋼の造塊方法である。

本発明の詳細を第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）により説
明する。まず（Ａ）に示す如く、上部を保温スリーブ１
４で保温された鋳型１２に溶鋼２を注入管４、湯道６を
経て通常の如く注入する。

鋳型１２は図示を省略した支持装置で支持されている。

溶鋼注入後、鋳型１２を外しても溶鋼静圧に耐えうるだ
けの十分な凝固殻１６が形成された時点で、（Ｂ）に示
す如く支持装置を操作して鋳型１２を下降し、注入時の
鋳型１２の側方に配列されたスプレーノズル２０で鋼塊
１８の側面を直接に冷却する。この時、頭部の保温スリ
ーブ１４は外周面を鋼板等で補強し、鋳型１２を下降さ
せても鋼塊１８の頭部を被覆し保温を継続できることが
必要である。

この強制冷却は鋼塊１８が５％以上の十分な上広テーパ
ーを有する時は均一冷却でよいが、テーパー量が少ない
場合や、あるいはより以上の材質向上を図る場合には下
部はど強制冷却するのが望ましい。

次に凝固殻１６の厚さが鋼塊厚の１７２の６０〜９０％
程度まで水冷された時点で水冷を中止し、（Ｃ）に示す
如く鋼塊側面を断熱材２２で被覆して保温し凝固を完了
させる。断熱材２２は分割型として取付具を使用して鋼
塊１８の側方からセットする、か、あるいは鋼塊１８の
テーパーを考慮して一体型として鋼塊１８の上部から吊
り込んでもよい。

これにより、凝固完了時の鋼塊中心と鋼塊表面の温度差
は強制冷却を継続した場合より著しく改善され、場合に
よっては通常造塊法より温度差を小さくすることも可能
である。従って凝固完了後の２次的な中心部ざくの開口
を防止することができる。

保温材２２で側面を被覆後の凝固の進展は、凝固殻１６
が十分に冷却されているため、末凝固部の冷却速度は速
く、凝固率が８０％程度であれば、凝固速度がほとんど
低下しないことが解析上および実験上確かめられている
。すなわち、本発明法においては、凝固速度をほとんど
低下することなく熱欣縮割れを防止することができる。

本発明法は、上記の実施例では鋳型を下降させる方式を
示したが、鋳型を分割して側方に抜く方式でもよく、注
入直後に鋳型を除去し別の支持機構で溶鋼静圧（ごよる
バルジング現象を防止する機構や半連鋳方式にも適用で
きる。

〔実施例〕

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す本発明法により第
１表に示す条件で鋼塊を製造した。

なお、比較のため同一形状の鋼塊を肉厚２６０間の鋳型
を使用して従来法によって造塊した。

第１表 これらの鋼塊を縦断面で切断して組織を観察し、透過Ｘ
線によりざく発生量を測定した。

その結果、逆ｖｆａ析は従来法では鋼塊表面下１３０Ｉ
ＩＩＩｌの深さから中心部まで発生していたが、本発明
実施例では深さ１３０〜１６０１の付近にわずかに見ら
れただけで大幅に改善された。また、透過Ｘ！ＩＩによ
るざく発生量は本発明実施例では従（来例に比して総空
孔量が４０％減少していた。

また、造塊時間は本発明実施例と従来例はほぼ等しく差
異はなかった。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、鋼の造塊に際
し、凝固殻生成後に鋳型を取去り鋼塊の側面を直接に強
制冷却し、引続いて鋼塊の側面を保温して凝固を完了さ
せることにより、冷却速度を低下させることなく鋼塊の
内部品質を著しく向上する効果をあげることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明法の過程を示す
造塊装置の断面図、第２図は従来法を示す造塊装置の断
面図である。 ２・・・溶鋼　　　　　　　１２・・・鋳型１４・・・
保温スリーブ　　　１６・・・凝固殻１８・・・鋼塊　
　　　　　　２０・・・スプレーノズル２２・・・断熱
材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶鋼を鋳型に鋳込み鋼塊の頭部を保温しながら凝
   固させる鋼の造塊方法において、凝固殻生成後前記凝固
   末期まで前記頭部を除いた鋼塊の側面を直接に強制冷却
   する段階と、前記強制冷却後前記鋼塊の側面を断熱材で
   被覆して凝固を完了させる段階と、を有して成ることを
   特徴とする鋼の造塊方法。