JPS63212050A - 高級鋼の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、頭部の偏析、軸芯部のザク欠陥或いは底部
の沈澱具等、厚鋼板の製造上並びに製品特性上好ましく
ない鋳造欠陥の極力抑制された健全な高品質大単重鋼塊
を製造する方法に関するものである。

〈背景技術〉 一般に、厚鋼板を製造する場合には、鋼塊寸法との関係
で圧延比を大きくとることが困難なため鋳造欠陥の十分
な改善がなされない懸念があり、従って厚鋼板製造用鋼
塊には鋳造欠陥の少ない高品質のものが必要とされてい
る。

ところで、従来、厚ｗ４板の製造に供する大型鋼塊は“
逆錐鋼塊法”や“−゛方向凝固鋼塊法”によって製造さ
れてきたが、通常の“逆錐鋼塊法”では、細心の注意を
払ったとしても逆Ｖ偏折が鋼塊中に生成されるのを完全
に防止することは非常に困難であった。また“一方向凝
固鋼塊法”では、鋼塊の高さを余り高くできないことが
ら鋼塊単重に制限がある上、頭部が保温剤の投入のみで
保温されているために断熱条件が不十分で頭部偏析が大
きいと言う問題点があり、何れの方法によって製造され
た鋼塊も、益々厳しい品質要求がなされるようになって
きた厚鋼板を歩留り良く、できるだけコストを抑えて安
定製造し得る素材としては十分に満足できるものではな
かった。

一方、高品質鋼塊製造方法の１つとして“エレクトロス
ラグ鋼塊法”も紙上で知られている。しかしながら、“
エレクトロスラグ鋼塊法”は消耗電極の溶解によって溶
鋼を供給する関係上、生産性やコストの面で工業的に厚
鋼板製造素材を製造する手段としては到底採用できるも
のではなく、これらの問題を克服した新しい高品賞大単
重鋼塊製造手段の出現が待ち望まれているのが現状であ
った。

〈問題点を解決する手段〉 この発明は、上述のような従来の鋼塊製造法にみられる
問題点を解消し、頭部偏析、ザク欠陥及び沈澱品等の如
き鋳造欠陥の極力少ない健全な高品質大単重綱塊を生産
性良く安定製造すべく、「前述した従来法により得られ
た鋼塊に見られる頭部の偏析、軸芯部のザク或いは底部
の沈澱晶等の厚鋼板特性や厚鋼板製造上好ましくない鋳
造欠陥は、厚さが厚く背の高い鋼塊を鋳造する時の宿命
的なものであり、これを排除するには、鋳込み溶鋼の凝
固条件を“一方向凝固鋼塊法の如くに鋼塊厚に比して鋳
込み高さを低くした条件”とした上で最終的に背の高い
鋼塊が得られるように工夫すると共に、これに加え、一
方向凝固鋼塊法のそれよりも頭部の凝固を一段と遅らせ
て偏析を頭部の極く狭い表面部のみに閉じ込める平文て
が必須である」 との検討結果を踏まえて行われた本発明者等の研究によ
って完成されたものであって、 少なくとも下部が水冷壁で構成された両側開放鋳型にＨ
／Ｄ≦１なる条件（但しＨは鋳込み高さ。

Ｄは鋼塊厚）で溶鋼を注湯すると共に、頭部を加熱しな
がら底部並びに側壁部からこれを凝固させ、次いで注湯
した溶鋼が凝固を完了する直前に更にＨ／Ｄ≦１なる条
件で溶鋼の注湯を行い、同様に頭部を加熱しながら底部
並びに側壁部から凝固させる工程を繰り返すことにより
、大単重綱塊であっても偏析等の鋳造欠陥を殆んど生じ
ることなく安定して製造し得るようにした点、 に特徴を有するものである。

ここで、鋳込み高さくＨ）と鋼塊厚（Ｄ）との関係をＨ
／Ｄ≦１なる条件に規制したのは、（Ｈ／Ｄ）が１を越
えた場合には偏析やザク等の鋳造欠陥が急激に多くなっ
て健全な鋼塊を得ることが出来ないからである。

さて、第１図はこの発明に係る高級鋼製造方法の１例を
示す概念図である。

この発明に係る工程の第１段階は、第１図（ａ）で示さ
れるように、所要断面積を有した両側開放鋳型１に前記
（Ｈ／Ｄ〕が１以下となる如く溶！１ＩＩ２を注湯し、
電極３によって頭部を加熱しながら底面及び側面より凝
固を進行させることである。両側開放鋳型１としては、
側面及び底面からの凝固進行を円滑化するために水冷壁
を有する水冷銅鋳型が使用されるが、鋳込み溶鋼頭部の
早期凝固を確実に防止するため、上部のみを断熱壁で構
成したものを使用しても良い。なお、第１図において符
号４は溶鋼鋳込みノズルを、５はフラックスを、そして
６は水冷ダミーバーを、７は冷却媒体吹き付はノズルを
それぞれ示す。

続いて、凝固が進行して頭部に残溶鋼が残る状Ｂ（凝固
率で９０％前後）となった時点〔第１図（ｂ）〕で、や
はりＨ／Ｄ≦１なる条件にて同一成分の溶鋼が注湯され
る〔第１図（Ｃ）〕。この時、注湯量に応じてダミーバ
ー６が下降せしめられ、鋼塊の一部が鋳型底部から引き
抜かれて冷却媒体（水等）吹き付はノズル７で冷却され
る。

注湯された溶鋼は、前チャージの場合と同様に電極３で
頭部を加熱されながら側面及び底面から凝固される〔第
１図（ｄ）〕。

そして、このような操作が繰り返されることによって所
望の大きさの健全な単重鋼塊が鋳造される。

なぜなら、上述したような特定条件の下での注湯・凝固
操作を実施すると、（Ｈ／Ｄ）が１以下の条件で凝固が
行われることがら偏析やザク等の生成が殆んど見られず
、しかも頭部を積極的に加熱して下方からの一方向凝固
を優先的に行わしめるので、上記欠陥抑制効果は一層向
上して形成される鋼塊部分は非常に健全なものとなる。

そして、前チャージの凝固が完了する前（頭部の凝固が
完了する前）にこの注湯・凝固操作が繰り返されると境
界に残存しがちな不純物濃縮部が消失し、健全な鋼塊部
分が多数積み重なって境界の無い一塊の高品質大単重鋼
塊となるからである。−その上、鋼塊の凝固最終部を“
頭部の極く表層部の狭い範囲”に限ることができるので
、避けることが困難な頭部偏析は極力小さくなり、切り
捨てによる歩留り低下は微々たるものになってしまう。

次に、この発明を実施例によって説明する。

〈実施例〉 第１図に示した本発明の工程に従い、成分組成がＣ：　
０．１１重量％、　Ｓｔ　：　０．３１重量％、　Ｍｎ
　：　１．０５重量％、　　Ｐ　：　０．０１５重量％
、　　Ｓ　：　Ｏ，０００８重量％、Ａｆｆ：　０．０
３０重量％、残部二Ｆｅ及び他の不可避不純物なるアル
ミキルド鋼溶鋼を溶鋼頭部加熱用の電極を備えた両側開
放水冷銅鋳型へ間歇的に（３回に分けて）鋳込んで、厚
さくＤ）　：　１０００ｍｘ幅（Ｌ）：４０００鶴×高
さく）ｌｚ）：２３００ｗｍ０鋼塊を製造した。

なお、鋳込み時にはＨ／Ｄ≦１（Ｈは　１回給湯時の鋳
込み高さ）なる条件を確保するために、第１次給湯では
Ｈ＝８００ｍ、第２次給湯でもＨ＝８００ｍ、第３次給
湯ではＨ＝７００ｆｌの段注ぎ給湯を実施した。

このようにした得られた鋼塊について、Ｓの偏析状況、
介在物たるサンドＡＩｌ、Ｏ，の分布状況、並びに表面
性状（表面疵の発生状況）をそれぞれ調査し、その結果
をそれぞれ第２乃至４図に示した。

なお、第２図は、鋼塊の中心部（’、４Ｄ部）及び表面
と中心との中間部（％Ｄ部）についての、高さ方向１１
箇所でのＳ偏析状況調査結果を示している。

この第２図において、「偏析度」とは、ドリル切粉によ
る［Ｓ］分析値／し一ドル［３１分析値の比で表示した
。また、第３図は、通常のアルミキルド鋼についての２
回に亘る試験での介在物（サンド八１ｚＯｓ）分布調査
結果（ＪＩＳ法による）に加えて、Ｃａ−３ｉ処理を施
した溶鋼を鋳込んだときの介在物分布調査結果も併せて
示している（何れも鋼塊中心部の状況である）。そして
、第４図は、２回に亘る試験で得られた２つの鋼塊につ
いての深さ別の疵個数を表わしており、比較のため、通
常の逆錐鋼塊法にて得られたスラブについての調査結果
も併記した。

なお、疵の検査は、表面を酸洗しフケールを除去した後
に観察し、疵個数はスラブ全表面に発生した疵個数を計
測し、それをｌ０ＣＩＩＩＸＩＯＣ１１単位に換算した
ものである。

第２図に示される結果からは、本発明の方法を採用する
ことにより偏析度：０．９〜１．０５と言う健全な鋼塊
が得られることを確認することができる。

なお、従来の一方向凝固鋼塊では頂部３０％程度の部分
は偏析度：１．１を満足していなくて切除部分が多かっ
たのに対して、本発明の方法によって得られた鋼塊では
、歩留りは鋳片で９８％確保出来ることも確認された。

また、第３図に示される結果は、本発明の方法を採用す
ることにより従来法によって得られる鋼塊よりも“サン
ドＡＪ！０３値”で２〜４　ｐｐｍも介在物が少なくな
ることを明らかにしており、介在物の分布バラツキが±
１　ｐｐｍ程度と均質になることも確認できる。

更に、第４図に示される結果からは、本発明の方法によ
り得られる鋼塊では表面に小さい疵が少数見受けられは
するものの、比較材と比べると表面疵は大幅に減少して
おり、疵の深さも浅く、手入れが殆んど不要であること
を確認できる。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、極めて優れた
品質の大単重鋼塊を安定して得ることができ、僅かの欠
陥も許されない原子力用鋼材やボイラー材等として十分
に信頌できる鋼材をコスト安く提供することが可能とな
るなど、産業上有用な効果が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る鋼の製造工程例の概念図であり
、第１図（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ個々の工程を示し
ている。 第２図は、鋼塊鋳込み方向における［Ｓ］の偏析状況を
示すグラフ。 第３図は、銅塊鋳込み方向における介在物の分布状況を
示すグラフ。 第４図は、鋼塊の表面疵状況を示すグラフ。 図面において、 ｌ・・・両側開放鋳型、　２・・・溶鋼、３・・・電極
、　　　　　４・・・溶鋼鋳込みノズル、５・・・フラ
ックス、　６・・・水冷ダミーバー、７・・・冷却媒体
吹き付はノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも下部が水冷壁で構成された両側開放鋳型にＨ
   ／Ｄ≦１なる条件（但しＨは鋳込み高さ、Ｄは鋼塊厚）
   で溶鋼を注湯すると共に、頭部を加熱しながら底部並び
   に側壁部からこれを凝固させ、次いで注湯した溶鋼が凝
   固を完了する直前に更にＨ／Ｄ≦１なる条件で溶鋼の注
   湯を行い、同様に頭部を加熱しながら底部並びに側壁部
   から凝固させる工程を繰り返すことを特徴とする、高品
   質鋼塊の製造方法。