JPS62203641A - 複合鋳片の連続的製造法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、クラツド鋼の素材としての複合鋳片、を連続
的に製造する方法の改良に関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 近年、工業技術の目まぐるしい進歩発展と社会情勢の変
化の中で、従来知られていた単独の材料では実現できな
いような各種特性を兼備した素材に対する要望が高まっ
てきており、これらの要望に応えるべく、クラツド鋼を
始めとして様々な複合材料が提案され、実用されている
。

ところで、一般に、クラ・７ド鋼の製造方法には爆着法
、圧延法、肉盛溶接法および鋳ぐるみ法が良く知られて
いるが、このうち前者の三つの方法は母材の表面に合せ
材を各々の手段で接合するものである。

これに対して、鋳ぐるみ法は、合せ材を溶湯によって鋳
ぐるみｉ；１人することによって製造するものであり、
鋳造の連続化の可能性もあり、生産性向上、コスト低減
に対する期待は大きい。

従来、このような鋳ぐるみ法によって複合材料を連続的
に製造するための実用化が有望な手段として、例えば特
開昭５３−２９２２９号公報や特開昭５４−７１０３９
号公報に開示されているような方法が知られている。

上記各公報に記載される方法は、複合ロールや複合ビレ
ットを連続的に製造しようとするものであり、第５図に
示すように、異種金属溶湯ｌを保持するタンディツシュ
２の側面に連結した両端開放水平モールド３内へ、該タ
ンディツシュ２の対向側面から芯（第４を連続的に挿入
し、該芯材４の周囲に金属ン容場ｌを凝固・付着せしめ
てピンチロール５で連続的に引き抜くことにより複合材
６を高能率で製造しようとするものである。

しかしながら、このような水平連続鋳造法では、芯材４
の供給がタンディツシュ２の側面を貫通して行われる関
係上、芯材供給部の溶湯洩れ防止のために極めて複雑で
高精度の機構を要し、工業規模での実用化は掻めて困難
なものであった。

一方、複合ロールの製造又は再生方法として特公昭４４
−４９０３号公報に開示される如き手段も知られている
。

第６図は、前記特公昭４４−４９０３号公報に示された
複合ロールの製造又は再生手段を模式化したものであり
、高周波電流を通ずる中空水冷式銅製コイル７を内蔵す
る耐火性加熱型８の下に薄銅板９を介して黒鉛質型ｌＯ
と、これに続く両端開放モールド１）を重ねて配置した
ものを使用し、これらの型の中に母体（摩耗したロール
又は新品製造用円柱体）１２を垂直に挿入して昇降させ
ながら高周波電流にて表面のｐ熱を行ってから、所望材
質の金属溶湯１３を母体１２と型との空隙に連続注入す
ると同時に母体１２を連続降下させることによって、該
母体１２の表面に金属溶湯１３を肉盛りしている様子を
示している。

ところが、この方法では、母体１２の酸化を防止するた
めにその表面に低融点ガラスをコーティングしているの
で、このコーティングされたガラスが母体１２と金属溶
湯１３との界面に巻き込まれ令ことになる。従って、こ
の方法では、鋳造速度（引抜速度）を５０〜１００　ｍ
ｍ／ｍｉｎ程度に小さくしなければならず、生産性の点
において問題がある。

以上述べたように、複合Ｉオの連鋳化については数多く
の提案がなされているが、いずれも実用技術として確立
されたものはなく、現状では実用化には至っていない。

そごで本発明者は、特願昭６０−３７２４５号及び特願
昭６０−３７９０６号を提案した。これらの方法は、炭
素鋼の芯材に、ステンレス鋼等の特殊合金を鋳ぐるむこ
°とを前提としたものである。

すなわち、合せ材（溶湯）による芯材の加熱と凝固収縮
により合せ界面を密着させ、鋳造時での拡Ｆｌｉｉ接合
を狙った製造法である。

本発明がか先に提案した前記発明は１、前述の従来法の
問題点を解決できる優れた発明であるが、本発明者のそ
の後の実験、研究によれば、クラツド比の限定即ち注入
する合せ溶湯遣が少ない場合、あるいは過、腺度ΔＴや
鋳造速度の差異により鋳造時での接合が必ずしも安定し
ないことが判明した。

な、沁、この方法は、クラツド鋼の素材を提供するもの
であって、圧延等の後工程で完全接合させるものではあ
るが、鋳造時での接合は圧延等の後工程を容易にするだ
けでなく、圧延等による加工後の接合性にも影響を及ぼ
すものである為、クラツド鋼を製造する上で重要なこと
は言うまでもない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、一端にタンディツシュを直結した両端開放鋳
型内ヘスカム反発剤を塗布した芯材を挿入しつつ該クン
ディツシュによって前記芯材の周囲に溶湯を注入し、当
該溶湯を連続的に凝固させながらこの凝固シェルを間欠
的もしくは連続的に引き抜くことにより複合鋳片を製造
する方法においζ、前記芯材を、その表面あらさが最大
表面高さＨｍａｘで１０〜５００μの範囲内とすること
を要旨とする複合鋳片の連続的製造法である。

第１図は本発明方法を示す概略説明図であり、本発明方
法では両端開放鋳型２１とタンディツシュ２２を直結す
ることにより注入する合せ溶鋼２３の場面を上方に位置
せしめ、もってその上面から挿入するその表面あらさが
最大表面高さＨｍａｘ（第２図参照）で１０〜５００μ
の範囲内の芯材２４と前記両端開放鋳型２１との間隙へ
の注湯を容易ならしめている。併せて本発明方法では、
前途両端開放鋳型２１に水冷銅鋳型を適用し、間欠的に
引き抜きながら連続的に鋳造することにより生産性に係
わる鋳造速度を確保している。

なお、第１図中２５はＳｉＮ　、　Ａｌｚ（ｈ　、ＡＩ
ＮあるいはｎＮ等の１種以上から成る耐火物製リングで
ある。

本発明おいて、使用する芯（オの表面あらさを最大表面
積高さＨｍａｘで１０〜５００μの範囲内とするのは下
記の理由に基づくものである。

すなわち、第３図は芯材２４の表面あらさと鋳造時接合
率の関係、並びに、合せ界面に残存するスカム反発剤の
不完全燃焼物の有無を示したものであり、同図より明ら
かなように、最大表面高さ）ｆ　ｍａｘが１０μ未満の
滑らかな表面の場合には、合せ界面は接合せず、また、
最大表面高さＨｍａｘが５００μを超えた場合には、そ
の凹部にスカム反発剤が不完全燃焼物として残留し、こ
の残留物が後の鍛造、圧延等の工程における拡散接合に
悪影１．＝、＝を及ぼす要因となるからである。

これに幻し、最大表面高さＨｍａｘがｌＯ〜５００　ｔ
ｔの範囲内であれば、接合率９０％以上の鋳造時におけ
る接合が得られるのである。なお、この接合の機構は、
芯材表面の微細な凸部が合せ材（ステンレス溶りの凝固
、冷却に伴う収縮によって圧着、変形し、真の金属的接
触面を生じ、この接触面を通して加熱と加圧により相互
に原子の拡散が行なわれて接合するものである。

（作　　　用） 本発明は、一端にタンディツシュを直結した両端開放！
７型内ヘスカム反発剤を塗布した芯材を挿入しつつ該タ
ンディツシュによって前記芯材の周囲に溶湯を注入し、
当該溶湯を連続的に凝固させながらこの凝固シェルを間
欠的もしくは連続的に引き抜くことにより複合鋳片を製
造する方法において、前記芯材を、その表面あらさが最
大表面高さＨｍａｘで１０〜５００μの範囲内とするこ
とにより複合鋳片を連続的に製造するものである為、前
記芯材に付与したミクロ的凹凸によって合せ材による加
熱と収縮を利用し、もってミクロ的凸部の拡散による接
合が促進される。

（実　施　例） 本発明による実施例および比較例を以下に説明する。各
実施例および比較例とも、炭素鋼を芯材に、ステンレス
溶鋼を合せ材としたもので、ビレットサイズはφ２０８
冑麿（モールド径φ２１６膳ｌ）、芯材径はφ１６０龍
である。第１表に実施例および比較例の鋳造条件ならび
に結果を、また、第２表に合せ材および芯材の化学成分
を、第３表にスカム反発剤の配合を示す。

すなわち、実施例１は、旋盤加工により表面了うザＨｎ
＋ａｘが１５μの芯材を鋳ぐるんだもので接合率は７２
．５％で鋳造時にほぼ接合していた。

合せ界面をａ械的に破断して調査した結果、酸化あるい
はスカム等の巻き込みや、スカム反発剤の残存も皆無で
清浄性の良好な界面を呈していた。

なお、断面のミクロ組織を見ると、芯材表面のミクロ的
凸部は合せ材の凝固、冷却による収縮で圧着変形し、そ
の界面では成分の拡散も認められ、金属的接合していた
。

また、実施例２は、旋盤加工により表面７ラサＨｔｍａ
ｘが５０μの芯材を鋳ぐるんだもので、複合率は９８．
８％でほぼ完全に接合しており、また接合強さも平均３
３　、　３　ｋｇ／ｍｍ２と比較的高い値であった。ま
た、合せ界面のｔ？を浮性は実施例１と同様良好であっ
た。

また実施例３は、旋盤加工した後ローレット加工によっ
て表面アラサＨＩＩ１．ｌｌｘが１８０μの凹凸を付与
した芯材を鋳ぐるんだものであり、本実施例の場合にも
接合率は９３．８％と良好であり、合せ界面の清浄性も
良好であった。

これに対し、比較例４は旋盤加工により、表面アラザＨ
ｍａｘが７．５μの清めらかな表面仕上げの芯材を鋳ぐ
るんだものであり、合せ界面の清浄性は前記実施例と同
様に良好であったが、接合率が３２．５％と低く接合強
さも比較的小さいものであった。

また、比較例５および６は、旋盤加工およびローレット
加工により表面アラサＨｍａｘが６００μおよび８００
μと大きい凹凸を付与したものを鋳くるんだものであり
、接合率および接合強さともに良好な結果かえられたが
、芯材表面側の大きい凹部にはスカム反発剤の不完全燃
焼した炭化物が残留していた。

また、比較例７は、実施例１と同じ芯材をスカム反発剤
なしで鋳ぐるんだものであり、接合率は０％で完全に非
接合であった。そして、この合せ界面の芯材表面は、鋳
造中の加熱によって全面に酸化していた。また、一部に
はスカム巻込みも認められ、スカム反発剤は本発明方法
における必須条件であることがわかる。

以上の実施例および比較例から、鋳ぐるみ法による鋳造
時接合させるためには、適当な表面アラサの凹凸を芯材
表面に付与することが有効であることが明らかである。

なお、当然のことながら加工方法は酸化物層が除去でき
ればいずれでも良い。

また、合せ界面の接合率および接合強さは、第４図に示
すように、合わせ界面を含む、ビレットの径方向から１
０　Ｘ　ｔｏ　Ｘ　６０　＃の試験片を切除し、合せ界
面の破断強さを評価した。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、一端にクンディツシュ
を直結した両端開放鋳型内ヘスカム反発剤を塗布した芯
材を挿入しつつ該タンディツシュによって前記芯材の周
囲に溶湯を注入し、当該溶湯を連続的に凝固させながら
この凝固シェルを間欠的もしくは連続的に引き抜くこと
により複合鋳片を製造する方法において、前記芯材を、
その表面あらさが最大表面高さＨｍａｘでｌθ〜５００
μの範囲内とすることにより複合鋳片を連続的に製造す
るものである為、前記芯材に付与したミクロ的凹凸によ
って合せ材による加熱と収縮を利用し、もってミクロ的
凸部の拡散による接合が促進される。これによってクラ
ツド鋼の品質を決定する鋳造時での接合性が良好となり
、安定した品質のクラツド鋼を生産できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を示す概略説明図、第２図は本発明
方法に使用する芯材の要部拡大図、第３図は芯材の表面
あらさと鋳造時接合率の関係、並びに、合せ界面に残存
するスカム反発剤の不完全燃焼物の有無を示したもの、
第４図は実施例における試験片採取位置を示す説明図、
第５図は従来の水平連続鋳造力による複合材製造方法を
示す概略模式図、第６図は従来の複合ロール製造法を示
す概略模式図である。 ２１は両端開放鋳型、２２はタンディツシュ、２３は合
せ溶鋼、２４は芯材。 第５　ｔｗ ’ｉ（”、　（逼図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端にタンディッシュを直結した両端開放鋳型内
   へスカム反発剤を塗布した芯材を挿入しつつ該タンディ
   ッシュによって前記芯材の周囲に溶湯を注入し、当該溶
   湯を連続的に凝固させながらこの凝固シェルを間欠的も
   しくは連続的に引き抜くことにより複合鋳片を製造する
   方法において、前記芯材を、その表面あらさが最大表面
   高さＨ＿ｍ＿ａ＿ｘで１０〜５００μの範囲内とするこ
   とを特徴とする複合鋳片の連続的製造法。