JPS61289947A - クラツド鋳片の連続鋳造方法及びその装置 - 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】 ｒ産業上の利用分野」 本発明は、表面と裏面または表面と内面とで材質を異に
するクラッド鋳片を、連続的に鋳造する方法及びそのた
めの装置に関するものであり、詳しくは、母材鋳片の一
面を未凝固状態に残存せしめて引抜き、該未凝固面に、
耐腐蝕性、耐摩耗性等の如く特殊な性質を有する合せ材
用溶融金属を被着して凝固させつつ引き抜くクラッド鋳
片の連続鋳造方法及びそのための装置に関する。

尚、本明細書において、溶融金属とは、単一種類の金属
溶融物ばかりでなく、溶融合金をも含むものとする。

「従来の技術」 クラッド鋳片の連続鋳造方法として従来知られているも
のに、特開昭５９−６６９６０号公報に記載された「連
続鋳造による複合材の製造方法」がある。

これは、連続鋳造によって得られた母材鋳片の切断工程
以前の鋳片凝固表面に母材鋳片と異なる被Ｎ溶融物層を
溶着させて複合材とすることを特徴とするものである。

しかし、この方法では、母材と合せ材との接合状態が良
好なものを得ることが困難であった。その理由は、母材
を鋳造し凝固させた後に合せ材用溶融金属を溶着させて
被覆するため、母材表面の酸化は免れ得ず、また表面疵
や連鋳パウダーの付着などもあって、接合境界面を健全
な状態に保持することができないからである。

そこで、良好な接合状態を得るための対策として、母材
表面を溶削、切削するなどして清浄化することが試みら
れているが、なお充分な効果は得られていない。特に、
高温状態が維持されるため、表面の酸化防止対策は困難
である。また、凝固表面に熔融金属を溶着させるだけで
あるから、両者を相互の接合界面で金属学的に接合させ
ることは出来ず、従って接合部強度も低かった。

ｒ問題点を解決するための手段」 本発明は上記問題点に鑑みてなされたクラッド鋳片の連
続鋳造方法であって、母材用熔融金属を貯溜した偏面凝
固槽から、一部面に未凝固状態を残存せしめて母材鋳片
を引抜き、該母材鋳片の未凝固面に前記母材用溶融金属
とは材質の異なる合せ社用熔融金属を被着して凝固させ
つつ引き抜くことを特徴とするものである。

そして、−１１記方法を達成するために、母材用溶融金
属の貯溜部と部面凝固装置と母材鋳片引抜口またはその
近傍に設けられた母材鋳片の一部面に未凝固状態を残存
ゼしぬる凝固防止装置とからなる偏面凝固槽と、前記母
材鋳片の未凝固面へ合せ材用溶融金属を被着させるため
の前記偏面凝固槽に連設された被着処理域と、被着後の
合せ材用溶融金属を凝固させるため前記被着処理域の末
端部に設けられた補完凝固装置とを備えζいることを特
徴とするクラッド鋳片の連続鋳造装置を創案した。

「作用Ｊ 上記手段を用いることにより、合せ材の被着は、母材表
面が未凝固状態のときになされるので、接合界面ば金属
学的に接合される。そして、合せ材の被着は母材鋳片が
部面凝固層から引き抜かれた直後に酸化される余地のな
い状態でなされるので、母材表面に酸化層や非金属介在
物が形成されることがない。しかも、該クラッド鋳片は
連続鋳造されるものであるから、大量生産が可能である
。

「実施例」 本発明を水平式の連続鋳造方法及び連続鋳造装置に通用
した実施例を第１図に基づいて説明する。

ｌは母材用溶融金属Ａ用のタンディツシュ、２は合せ材
用溶融金属Ｂ用のタンディツシュである。

３は母材用溶融金属Ａを底面から凝固させる偏面凝固槽
である。該偏面凝固槽３は、母材用溶融金属人を貯溜保
持するための断熱耐火壁４と、底壁のうち母材用溶融金
属Ａを凝固させる部分及びこれと直接接している側壁の
一部に備えられた部面凝固装置５とからなる。前記断熱
耐火壁４のうち部面凝固装置５と隣接する部分、すなわ
ち母材用溶融金属Ａが冷却されて凝固殻を発達させる可
能性のある部分はＢＮあるいはサイアロン系の断熱耐火
物４ａにより構成され、側壁の大部分および底壁のうち
母材用溶融金属Ａを凝固させる必要がない部分は断熱効
果を高めるために酸化マグネシウム糸または′ｒルｌ“
系の断熱耐火物４ｂから構成されている。ｌり材鋳片引
抜口６の上辺には凝固防止装置７が設けられている。該
凝固防止装置７は、凝固点付近の温度にある母材鋳片ａ
にその融解潜熱に相当する熱量を供給して、母材鋳片ａ
の−Ｌ面を未凝固状態に残存ゼしめるためのものである
。

−例として、高アルミナ質やジルコン質系の耐火物７ａ
で被覆された高周波誘導加熱装置７ｂが用いられる。８
は合ゼ材用溶融金属Ｂを母材鋳片の未凝固面に被着させ
る被着処理域であり、９は被着処理域８の末端に設置さ
れた補完凝固装置である。

補完凝固装置９は母材鋳片ａの上面に被着された合せ材
用溶融金属Ｂの凝固を促す。本実施例では、補完凝固袋
ｗ９として合せ材の凝固と引抜きを兼ねる冷却ロールを
用いた。

母材用溶融金属Ａは、前記タンディツシュ１がらノズル
１ａを経て偏面凝固槽３へ供給される。偏面凝固槽３に
貯溜された母材用溶融金属Ａは、偏置凝固装Ｗ５と接触
した部分から凝固し、母材鋳片ａとなって引抜かれる。

前記偏置凝固装Ｗ５には、通常の水冷モールドを用いれ
ばよい。この場合、母材鋳片ａの凝固部厚みが引抜ロ６
寸法よりも大きく成長しないように、冷却水量及び流水
速度等を制御して、母材の凝固速度を調節する。

母材鋳片ａが引き抜かれる際に、前記凝固防止装置７と
接触する母材鋳片ａの−に面は、僅かに加熱されて未凝
固状態に保持される。温度が凝固点付近にある溶融金属
を未凝固状態に保持するためには、その融解潜熱に相当
する熱鍛を与えればよい。しかし、熱量を与え過ぎると
未凝固部分の厚みが大きくなり、被着処理域８において
母材鋳片ａと合せ材との被着接合によって生ずる合金層
が必要以上に厚くなるばかりでなく、被覆材の成分調整
やクラツド比の制御が困難となる。従って、母材鋳片ａ
が引抜口６を通過可能な厚み、即ち母材鋳片ａの表面か
ら１〜５１程度を未凝固状態に残存せしめるのが望まし
い。これは、凝固防止装置７の熱供給量、前述した偏置
凝固装Ｗ５による母材用溶融金属Ａの凝固速度、引抜き
速度等を調節することにより達成できる。

続いて、偏面凝固槽３から引き抜かれた母材鋳片ａの未
凝固面に、前記母材用溶融金属Ａとは材質の異なる合−
Ｕ材用熔融金属Ｂを被着する。この時、母材鋳片３表面
と合せ材用溶融金属Ｂとはいずれも未凝固状態で接する
ので、両者の接合部では互いの金属分子が混合して、凝
固時には合金層が形成され、これによって両者は金属学
的に接合される。前記合せ材用溶融金属Ｂはタンディツ
シュ２から被着処理域８へ供給されるが、この際、注意
し７なくてはなら／、「いことは、ＤＪ材鋳片ａの上面
は未凝固状態であるから、Ｉυ材用溶融金属Ａと合−Ｕ
材用溶融金属Ｂとがｎ）　＋、４鋳片ａの引抜口６を通
じて相互に流入しないようにすることである。

そのためには、合セ材用溶融金属Ｂの溶湯面レベルと前
記母材用溶融金属Ａの溶湯面レベルとを一致させて、引
をムロ６における双方の静圧を同一にｉｌＮ整すればよ
い。

中成きを兼ねる補完凝固装Ｗ９によって、前記未凝固面
に被着された合せ材用溶融金属Ｂを凝固さ・ｐつつ引き
抜き、冷却スプレー１０，１０．−から冷却水を放出す
る等の適宜の手段により冷却し、クラッド鋳片を得る。

なお、母材用溶融金属Ａ及び合せ材用溶融金属Ｂの材質
、偏面凝固槽３における母材鋳片ａの引抜口６の寸法、
補完凝固装置９の位置、引抜速度等を調節することによ
り、クラッド鋳片の性質、母材厚み、合せ材厚み、接合
界面に形成される合金層の厚み等を変更することが出来
、様々な種類のクラッド鋳片の製造が可能である。上記
実施例により製造された各種クラッド鋳片を表１に示す
。

（以下余白、次頁に続く） 本実施例によって得られたクラッド鋳片の母材と合せ材
との接合部は金属学的接合状態となる。

前記表１の賦香１のクラッド鋳片における鋳片厚方向の
クロム含有量変化を示したものが第２図であるが、この
クロム含有量の変化曲線に明らかなとおり、母材部から
合せ材部への成分変化は連続的である。しかも、接合部
の両側ではその成分変化が認められない。これは即ち、
母材と合せ材との接合部では両者の混合した金属結合状
態であり、従来に比べて接合状態の優れたクラッド鋳片
であると共に、母材及び合せ材の特質は少しも損なわれ
ていないことを示している。

以上、水平式の連続鋳造方法及びそのための装置につい
て説明したが、上記実施例のみに限定されるものではな
く、母材鋳片の引抜き方向を」二方或いは下方へ傾斜さ
せることもまた可能である。

さらに、垂直式の連続鋳造方法及び装置に適用すること
も可能である。これを第３図に示す。なお、同図におい
て第１図と同一番号は同一部材あるいは同一個所を表す
ものとする。

垂直式の連続鋳造装置においては、母材用溶融金属Ａを
貯溜したタンディツシュ１、及び合せ材用溶融金属Ｂを
貯溜したタンディツシュ２にはそれぞれスライディング
ゲート１１を設けて流量の微調整が可能であるようにす
ることが望ましい。また、水平式と比較して、垂直式で
は、合せ材用溶融金属Ｂをタンディツシュ２から被着処
理域８へ直接供給することが容易ではない。そこで、合
せ材用溶融金属Ｂを貯溜し被着処理域８へ導くための、
断熱耐火物１２で構成された合せ材用溶融金属用の貯溜
槽１３を設け、タンディツシュ２がら前記貯溜槽１３へ
合せ材用溶融金属Ｂを供給する。この場合、合せ材用溶
融金属Ｂを母材鋳片ａに被着させるまでを未凝固状態に
保持することが必要であるので、合せ材の被着処理域８
と合せ材の補完凝固装置９とはＢＮあるいはサイアロン
系等の断熱耐火壁１４で隔絶する。また、部面凝固装置
５に接しない側の母材鋳片ａを未凝固状態に残存せしめ
るための工夫も必要である。そのための手段の一例とし
ては、偏置凝固槽３の部面凝固装置５に対！　２ 向する壁面をすべて凝固防止装置７とすることが挙げら
れる。

Ｃ発明の効果」 本発明は、母材と合せ材とを未凝固状態で結合させるも
のであるから、両者の結合は金属結合となり、結合状態
の優れた良好なりラッド鋳片を製造することができる。

また、合せ材用溶融金属の母材鋳片への被着は酸化の余
地がない状態でなされるので、従来のクラッド鋳片にお
ける如き母材と合わせ材との境界面の酸化、表面疵は生
じない。

従って、クラッド鋳片製造の際にはこれまで不可欠であ
った、母材表面の溶剤、切削、酸洗、母材表面への酸化
防止材の塗布、製造環境全体の雰囲気の無酸素化等の工
程、設備等が不要となる。そして、本発明は、このよう
に優れた性質を有するクラッド鋳片を連続的に鋳造する
ものであるから、クラッド鋳片製品の大量生産が可能で
あり、コストの低廉化を図ることができる。しかも、母
材用溶融金属及び合せ材用溶融金属の材質、鋳片の引抜
口寸法、引抜き速度等を変更することにより、】　３ 多様な種類のクラッド鋳片を手軽に生産できるので、ク
ラッド鋳片の用途の拡大にも繋がる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明に係るものであり、第１図は水平
式の連続鋳造方法に適応させた実施例、第２図は前記実
施例により製造されたクラッド鋳片の成分変化を示すグ
ラフ、第３図は垂直式の連続鋳造方法に適応させた実施
例をそれぞれ示すものである。 Ａ　−母材用溶融金属　　ａ　−母材鋳片Ｂ−・合せ材
用溶融金属 ｔ−・母材用溶融金属用のタンディツシュ２・−合せ材
用溶融金属用のタンディツシュ３−　　偏置凝固槽 ５−母材鋳片の部面凝固装置 ６−母材鋳片の引抜口 アー凝固防止装置 ８−被着処理域 ９−・−合せ材の補完凝固装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、母材用溶融金属を貯溜した偏面凝固槽から、一部面
   に未凝固状態を残存せしめて母材鋳片を引抜き、該母材
   鋳片の未凝固面に前記母材用溶融金属とは材質の異なる
   合せ材用溶融金属を被着して凝固させつつ引き抜くこと
   を特徴とするクラッド鋳片の連続鋳造方法。 ２、母材用溶融金属の貯溜部と偏面凝固装置と母材鋳片
   引抜口またはその近傍に設けられた母材鋳片の一部面に
   未凝固状態を残存せしめる凝固防止装置とからなる偏面
   凝固槽と、前記母材鋳片の未凝固面へ合せ材用溶融金属
   を被着させるための前記偏面凝固槽に連設された被着処
   理域と、被着後の合せ材用溶融金属を凝固させるため前
   記被着処理域の末端部に設けられた補完凝固装置とを備
   えていることを特徴とするクラッド鋳片の連続鋳造装置
   。