JPS63157753A

JPS63157753A - 複合鋼板の二方向凝固法

Info

Publication number: JPS63157753A
Application number: JP30319886A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kitamura; 信也北村; Hiroshi Miyamura; 宮村　絋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-06-30

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）本発明は表層に異種鋼板を溶着させた複合鋼板の鋳造法
に関する。

（従来の技術）複合鋼板をいわゆる造塊法で鋳造する技術はこれまでに
も種々提案されている。例えば時分５７−１３３８７号
公報には、通常の造塊鋳型の幅方向中央に縦に異種鋼板
を設置し、そこに溶鋼を下注ぎする方法が開示され、ま
た持分６１−４６３５２号公報には、定盤上に異種鋼板
を設置し、その上に溶鋼を注入する方法が開示されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかじ造塊法では鋼塊上部に生成される凝固収縮孔によ
り、また１方向凝固法においては上面の正偏析によシ、
大幅な歩留ロスがさけられない。

また、両方法とも密着性を確保するためには、異種鋼板
を少なくとも、１０００℃以上に予熱することが必要で
あることから、予熱装置が必要となり、予熱時の空気酸
化の問題を生じる。さらに両方法とも接着界面付近の冷
却速度を調節することができないため、界面に粗大炭化
物が形成されることは避けられず、材質劣化の一因とな
っている。

本発明は前述した如き背景に鑑みなされたもので、造塊
法による複合鋼板製造法における歩留低下、予熱装置の
設置と予熱時の酸化、及び界面における粗大炭化物の析
出等を解消し、優れた品質の複合鋼板を安価に溶製でき
る鋳造法である。

表面からも凝固させる二方向凝固法において、抜熱蓋と
溶鋼表面との空間内にあらかじめ異種鋼板を配設し、注
入の完了直前若しくは完了後に溶鋼（作　用）本発明者らは先に鋳込溶鋼の下部を凝固させつつ該溶鋼
表面を保温した後に上面からも凝固させる２方向凝固法
を提案した（特開昭５９−１７８１５２号公柳。また、
表面の保温方法として、溶鋼表面と上蓋間の保温空間に
ガスを吹き付ける方法を提案し、かなシの効果を上げて
いる。

さらに発明者の前記の鋳塊の二方向凝固の利点を活しつ
つ、あらゆる素材の鋳造に応用すべく研究を重ねた結果
、ガス吹き付は冷却を用いると、■上面保温空間の温度
は常に１２００℃以上にあシ、また冷却ガスとしてＡｒ
もしくはＮ２を用いるため保温空間内は非酸化性雰囲気
になり、■さらに、上面凝固殻が形成されるまでの時間
は保温室内のガス量によシコントロール可能であり、少
なくとも１０分以上は上面を溶融状態に保つことができ
、■鋳造溶鋼の表面に異種鋼板を当接することにより剛
体作用による上面凝固殻の下降阻害を招き、二方向凝固
が不可能となるが、むしろ逆に冷却コントロールによシ
異種鋼板の確実な溶着と容易に上面凝固殻の下降が可能
で、且つ品質面からも良好な二方向凝固が可能であると
の知見を得た。

鋳造に際し、＠型内の抜熱蓋と溶鋼表面との空間内にあ
らかじめ異種鋼板を配設することによシ、異種鋼板を非
酸化性雰囲気で十分に予熱することが出来、且つ溶鋼表
面に当接させるだけで特に大きな圧下刃を加えずとも十
分な溶着を行なうことができる。また、この予熱によシ
後述する上面凝固殻の内部収縮に伴う下降が十分に行な
われ、二方向凝固の冷却コントロールを容易にするとと
もに、上面凝固率を２０〜４０％とした理想的な凝固形
態が実現できる。

さらＫまた、これに加え、溶着後の界面冷却も、上面に
当接される異種鋼板の抜熱効果と保温室内に吹き付けら
れるガス量のコントロールによって粗大炭化物の析出温
度である１１００℃付近を速い冷却速度で通過させるこ
とが可能となシ、析出、粗大化を抑制することが出来る
。

而して、本発明に用いる異種鋼板としてはステンレス鋼
板、極低炭素鋼板、高合金鋼板、含銅鋼板等の注入溶鋼
と異なるものを用いるが、その厚みについても溶鋼の抜
熱により板厚全体にわたって溶解することなく、かつ当
接界面でその１部が溶融し溶着するため、溶融破損しな
い程度の厚みを有するものを用いるが、好ましくは１０
ｍ以上の厚みのものを用いる。また、厚すぎる場合には
上面凝固殻の温度が低下し、かつ異種鋼板自体の剛性が
強くなるため２方向凝固の特徴である上面凝固殻の凝固
収縮に応じた下方への変形がおこなわれなくなシ、鋼塊
中央に凝固収縮孔が生じる。

しかし、この限界の板厚は板厚が厚くなるほど予熱温度
を上げるか冷却ガス流量を低下させることにより制御す
ることが可能である。この場合も、ガス流量を低下させ
た場合の酸化を考慮すると板厚の上限は３０譚となる。

次に鋳造に伴ない発生する非金属介在物が上面へ浮上し
、異種鋼板との界面に集積する問題は、鋳型側面及び湯
道耐大物の耐久性を向上させてその絶対量を減少させる
。また、一方注入中の注入流と注入後の熱対流によシ溶
鋼表面には鋳型へ向かう流れが生じるため、粗大な非金
属介在物は鋳型の四周部に存在しているため溶着させる
異種鋼板を鋳込まれた溶鋼表面の周縁部に若干の間隙を
保持し得るサイズのものを中央部に下降させることによ
り、浮遊介在物を確実に排除した性状の良い界面が得ら
れる。

（実施例）以下本発明の実施例について述べるが、鋳造においては
第１図に示す方法を用いた。

第１図に示すように、定盤１の上に矩形の鋳型２が載置
してあシ、鋳型２の側面には保温枠３を固設するととも
に、上端部に不活性ガスの吹込孔４と供給管５が設けで
ある。また、鋳型２の上部にはガス抜孔６を穿設した抜
熱蓋７が載せてあり、抜熱蓋７と注入される溶鋼８の表
面に相当する空間部に異種鋼板９が適宜手段を用いた吊
り装置１０によって下降自在に配設しである。

溶鋼８は定盤１の注湯口１１から４００ｍの厚みまで鋳
造された。この際には溶鋼８は鋳型２の底面から凝固し
つつも上面は溶融状態であり、注湯期間中異種鋼板９を
予熱した。この異種鋼板９としては、１８−８ステンレ
ス鋼を用い、長さ３０００龍、幅８００ｍのもので且つ
厚みを１０ｍとしだ。

不活性ガスは注湯始めから注湯後３０分までとそれ以降
にわけて冷却用Ａｒガスの流量を変化させた。

このようにして注入完了後１０分経過時点で異種鋼板９
を下降し、溶鋼８０表面に自装させ、その結果を表１に
まとめて示す。これより初期のＡｒ流量が少ない時は、
予熱は十分になしうるが、侵入空気による酸素分圧が高
いため厚い酸化皮膜の形成が認められた。また多すぎる
時には雰囲気温度が十分に上がらず、予熱が不十分とな
り、溶着も不十分となった。一方、後半のＡｒ流量が少
ない場合には界面に粗大炭化物の析出が認められたが、
適正流量にすることで抑制することができた。

また、溶着させたステンレス鋼板は約１１００℃まで予
熱され、溶着後には溶鋼からの熱により約１３５０℃ま
で加熱されたため、上面凝固殻の変形に追従して容易に
変形が可能であった。

なお、１８−８ステンレス板の厚みを５ｍ、２５０とし
、下降当接タイミングとして注入直前、直後において行
なった場合においても良好な溶着と上面凝固殻の下降と
が十分に行なわれ、良品質の複合鋼板が得られた。

表　　１（発明の効果）以上述べた如く、本発明の凝固法を用いることにより、
特別の予熱あるいは圧着を要することなく、且つ簡単に
複合鋼板を得ることが出きるとともに、上面の冷却凝固
のコントロールが容易であることからあらゆる品質と厚
みの複合材の製造を行なうことができ、しかも歩留およ
び品質面でも極めて優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複合鋼板の二方向凝固法の一例を
説明する断面図である。１・・・定盤、２・・・＠凰、３−・保温枠、４−吹込
孔、５−・供給管、６・・・ガス抜孔、７・・・抜熱蓋
、８・・・溶鋼、９−・・異種鋼板、１〇−吊シ装置、
１１・・・注湯口。代理人　弁理士　秋　沢　”級　光信１名７ｔ１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋳込溶鋼を鋳型底面から凝固させつつ鋳込溶鋼表
面からも凝固させる二方向凝固法において、抜熱蓋と溶
鋼表面との空間内にあらかじめ異種鋼板を配設し、注入
の完了直前若しくは完了後に溶鋼表面に異種鋼板を当接
させて溶着させることを特徴とする複合鋼板の二方向凝
固法。