JPS6336965A - エレクトロスラグ再溶解法 - Google Patents
エレクトロスラグ再溶解法Info
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- JPS6336965A JPS6336965A JP17929386A JP17929386A JPS6336965A JP S6336965 A JPS6336965 A JP S6336965A JP 17929386 A JP17929386 A JP 17929386A JP 17929386 A JP17929386 A JP 17929386A JP S6336965 A JPS6336965 A JP S6336965A
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Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の目的
[産業上の利用分野]
本発明は、エレクトロスラグ再溶解法(以下rEsRJ
という)の改良に関する。 本発明の方法は、合金組成
とくにSおよびlの含有量が正確にコントロールされた
、金型用イオウ快削鋼の製造にとって有用である。 (従来の技術] たとえばプラスチック成形用金型、とくに高級な成形品
をつくるための金型の材料は、鏡面仕上げ性とシボ加工
性に対する要求がきびしい。 これにこたえるため、金
型用鋼の製造は、酸化物系介在物を低減するとともに積
層凝固による均質化を目的として、真空アーク溶解(以
下rVAJという)からスタートするのがふつうである
。 ところが、VAは歩留りが低いこともめって、コストが
高い。 発明者らは、同じ積層凝固法であって歩留りが
よいESRによる鋳塊製造を試みて、好成績を1qだ。 一方、金型用鋼に対しては、高い被剛性が要求される場
合も多く、そのような用途には、適量の、たとえば0.
030〜0.50%、代表的には0.10%程度のSを
含有させたイオウ快削鋼が向けられている。 イオウ含有の金型用鋼の製造にESRを適用することを
企てて行なった実験において、発明者らは、鋳塊中のS
含有量がトップとボトムの間で大きく変動しくボトムよ
りトップの方がSが低い)、均質性が確保し難いことを
経験した。 母材に含有させてあったSが、ESRの進
行につれて次第に減少するのが、その理由と考えられる
。 ESRに際して鋳塊中のS含有量が母材中のそれより低
くなるのは、溶解に伴って母材中のSがスラグ中に移行
し、ざらにスラグから大気中に逸出するためである。
この点について、梶岡らは、「エレクトロスラグ再溶解
法の物理化学と技術的諸問題」 (鉄鋼基礎共研、昭和
54年9月)において、スラグ中のCa F2の割合を
小さくすると気化脱硫の速度は低くなること、および雰
囲気に02を送り込むことによって気化脱硫が促進され
ることを報告した。 しかし、スラグ成分としてのCaF2は、操業性とくに
電気的安定性と、鋳塊肌を良好に得るために多量に使用
せざるを得ないとされている。 このようなわけで、ESRに際して所望どおりのS含有
量を有し、しかもそれが鋳塊全体にわたって均一に保た
れているものを得る操業技術は、確立されていなかった
。 ESRによる金型用鋼の製造に伴ういまひとつの問題は
、得られる鋳塊中の1含有量の変動である。 いうまで
もなく、lは窒化による表面強化のために重要な元素で
あって、そのレベルのコントロールと均一な存在とは、
高級金型用鋼においては、常にきびしく要求される。 へ9含有量のコントロールについては、これまで参考に
なるような知見は得られていなかった。
という)の改良に関する。 本発明の方法は、合金組成
とくにSおよびlの含有量が正確にコントロールされた
、金型用イオウ快削鋼の製造にとって有用である。 (従来の技術] たとえばプラスチック成形用金型、とくに高級な成形品
をつくるための金型の材料は、鏡面仕上げ性とシボ加工
性に対する要求がきびしい。 これにこたえるため、金
型用鋼の製造は、酸化物系介在物を低減するとともに積
層凝固による均質化を目的として、真空アーク溶解(以
下rVAJという)からスタートするのがふつうである
。 ところが、VAは歩留りが低いこともめって、コストが
高い。 発明者らは、同じ積層凝固法であって歩留りが
よいESRによる鋳塊製造を試みて、好成績を1qだ。 一方、金型用鋼に対しては、高い被剛性が要求される場
合も多く、そのような用途には、適量の、たとえば0.
030〜0.50%、代表的には0.10%程度のSを
含有させたイオウ快削鋼が向けられている。 イオウ含有の金型用鋼の製造にESRを適用することを
企てて行なった実験において、発明者らは、鋳塊中のS
含有量がトップとボトムの間で大きく変動しくボトムよ
りトップの方がSが低い)、均質性が確保し難いことを
経験した。 母材に含有させてあったSが、ESRの進
行につれて次第に減少するのが、その理由と考えられる
。 ESRに際して鋳塊中のS含有量が母材中のそれより低
くなるのは、溶解に伴って母材中のSがスラグ中に移行
し、ざらにスラグから大気中に逸出するためである。
この点について、梶岡らは、「エレクトロスラグ再溶解
法の物理化学と技術的諸問題」 (鉄鋼基礎共研、昭和
54年9月)において、スラグ中のCa F2の割合を
小さくすると気化脱硫の速度は低くなること、および雰
囲気に02を送り込むことによって気化脱硫が促進され
ることを報告した。 しかし、スラグ成分としてのCaF2は、操業性とくに
電気的安定性と、鋳塊肌を良好に得るために多量に使用
せざるを得ないとされている。 このようなわけで、ESRに際して所望どおりのS含有
量を有し、しかもそれが鋳塊全体にわたって均一に保た
れているものを得る操業技術は、確立されていなかった
。 ESRによる金型用鋼の製造に伴ういまひとつの問題は
、得られる鋳塊中の1含有量の変動である。 いうまで
もなく、lは窒化による表面強化のために重要な元素で
あって、そのレベルのコントロールと均一な存在とは、
高級金型用鋼においては、常にきびしく要求される。 へ9含有量のコントロールについては、これまで参考に
なるような知見は得られていなかった。
本発明の目的は、高級プラスチック金型用の快削鋼で代
表されるような、合金組成を精密にコントロールするこ
とが要求される鋼を製造するに当って、母材の組成を必
まり変動させることなく再溶解し、情理かつ均質な鋳塊
を、ESRの適用により得ることのできる方法を提供す
ることにある。 及肌の璽感
表されるような、合金組成を精密にコントロールするこ
とが要求される鋼を製造するに当って、母材の組成を必
まり変動させることなく再溶解し、情理かつ均質な鋳塊
を、ESRの適用により得ることのできる方法を提供す
ることにある。 及肌の璽感
本発明のESR法は、Ca F2 : 5〜30%(重
量)とCaOおよび(または)AJ□03:95〜70
%とからなるスラグを使用し、不活性ガス雰囲気下に、
スラグにSおよびA、flを添加しつつ実施することを
特徴とする。 スラグへのSおよびlの添加は、溶解中にSおよび八g
を添加することによっても可能であるが、あらかじめ適
量のSおよびApを含有するフラックスを添加すること
によって行なうのが好都合である。 いずれの場合も、
添加をできるだけ小刻みに、すなわち実質上連続的とい
えるような断続的添加を行なって、スラグ中のSおよび
lの濃度をほぼ一定に保つことが好ましい。 不活性ガス雰囲気の形成には八「が@適であるが、鋼種
によってはN2で足りる場合もある。 [作 用] 従来、ESRに使用されてきたスラグの代表的な組成は
、CaF2ニア0%+1203:30%である。 この
ようなスラグを使用すると、前記したように、ESRに
伴うSの損失が著しい。 一方、これも前記したように、Ca F2は、操業性を
確保し鋳肌を良好にする上で欠かせないスラグ成分であ
る。 本発明のスラグ組成のCaF2 :5〜30%の
選択は、この相反する要求を調和させたものである。 不活性ガス雰囲気は、スラグ中のSの酸化を防ぐことに
より、スラグ中St1度を低下ざぜない作用をする。 スラグ中のSの濃度は、ESRにより得ようとする鋳塊
に所望のS含有量に従い母材中のS含有量を考慮して決
定し、その濃度が常に保持できるようにSの添加量を定
める。 スラグ中のS濃度が不足であれば、溶解した母
材中のSは次第にスラグ中に移行するから、鋳塊は、S
含有量が不足でおって、しかもボトムからトップに向っ
てS含有量が減少するものとなる。 逆にスラグ中のS
濃度が過大であると、母材よりも鋳塊の方がS含有量が
増大し、その分布もボトムからトップに向って増加する
傾向をみせる。 いずれも好ましいことではないから、
必要であれば多少の実験を行なっても、適切なスラグ中
S濃度を定めるべきである。 スラグ組成とくにCa F2の割合がスラグ中のS′a
度および鋳塊中のS含有量に及ぼす影響について、具体
的データを示せば第1図および第2図のとおりである。 また、ESR系内のS歩留りを考えたとき、スラグを
形成するフラックス中のCa F2の割合がそれに及ぼ
す影響は、第3図に示すとおりである。 上記したことは、Alに対してもほぼ同様にあてはまる
。 AgはSとちがって気化により失なわれることはな
いが、スラグ中で大気に触れれば醸化すると考えられる
ので、不活性ガスによるシールは、やはり有意義である
。 A、Qに関して大きな問題は、後に述べる実例にみるよ
うな、ボトムとミドル−トップの間の含有量のバラツキ
である。 フラックス中のCaF2の割合がAg歩留り
に及ぼす影響は、ボトムに関しては第4図に示すとおり
であり、一方、ミドル−トップでは第5図に示すように
なり、相反する傾向がみられる。 [参考例1] 従来から慣用されていたっぎの組成のフラックスを使用
し、 CaF2ニア0%+AJ1203:30%これに、S:
3.5%+AJl :0.8%を添加した。 全量の70%を初装、30%を追装(連続装入)として
、金型用イオウ快削mNAK55のESRを行なった。 雰囲気はAr吹込みにより不活性に保った。 得られた鋳塊について、ボトムからトップまで20等分
した各位置において、表層部、1/2R部および中心部
からサンプルを採取して、S含有量およびA9含有量を
しらべた。 その結果を、第6図および第7図に示す。 第6図から、S含有量がボトムとトップとで異なり、か
つトップにおいてバラツキが大きいことがわかる。 S
歩留りは77%に止まってあり、これは気化脱硫が起り
やすいスラグ組成に起因するものである。 第7図によれば、A、I2含有量はボトムにおいて異常
に低いが、残りの部分においてはバラツキが小さく、歩
留りは95%に達していた。 [参考例21 フラックス組成を、Ca F2を含まないつぎのちのに
変え、 Cab:50%十八1へ03 :50%十S:3.5%
+A!J:0.8% その他は参考例1と同様な条件でESRを行なって、j
qられた鋳塊を分析した。 その結果を、第8図および第9図に示す。 S歩留りは100%でめったが、S含有量は、第8図に
みるとおり、ボトムからトップに向って増大する。 八1は、第9図にみるように、バラツキが小ざいが、歩
留りが70%と低かった。 操業は、電気的に参考例1より不安定であり、鋳塊肌も
劣っていた。 [実施例] フラックス組成を、本発明に従って CaF2:20%+Ag2O3:40%十Cab:40
%+S:10%+八で:2%と変更して、その伯は参考
例1と同様な条件でESRを行なって、得られた鋳塊を
分析した。 その結果を、第10図および第11図に示す。 S歩留りは83%で、バラツキの小さい鋳塊でおること
が、第10図かられかる。 A、Il含有量は、ボトム部分が低いが、他は一定して
いることが、第11図かられかる。 操業は安定で、鋳塊の肌は良好でめった。 発明の効果 本発明の方法に従ってESRを実施すれば、SおよびA
fJの含有■が所望のレベルにコントロールされ、かつ
場所によるバラツキが少ない鋳塊が、安定した操業性を
もって得られる。 この鋳塊は鋳肌が良好で清浄度が高
く、鏡面加工性およびシボ加工性にすぐれ、高級金型用
鋼として十分な品質を有する。 ESRは従来行われていたVAよりも歩留りが高いから
、コストを引き下げることが可能になる。
量)とCaOおよび(または)AJ□03:95〜70
%とからなるスラグを使用し、不活性ガス雰囲気下に、
スラグにSおよびA、flを添加しつつ実施することを
特徴とする。 スラグへのSおよびlの添加は、溶解中にSおよび八g
を添加することによっても可能であるが、あらかじめ適
量のSおよびApを含有するフラックスを添加すること
によって行なうのが好都合である。 いずれの場合も、
添加をできるだけ小刻みに、すなわち実質上連続的とい
えるような断続的添加を行なって、スラグ中のSおよび
lの濃度をほぼ一定に保つことが好ましい。 不活性ガス雰囲気の形成には八「が@適であるが、鋼種
によってはN2で足りる場合もある。 [作 用] 従来、ESRに使用されてきたスラグの代表的な組成は
、CaF2ニア0%+1203:30%である。 この
ようなスラグを使用すると、前記したように、ESRに
伴うSの損失が著しい。 一方、これも前記したように、Ca F2は、操業性を
確保し鋳肌を良好にする上で欠かせないスラグ成分であ
る。 本発明のスラグ組成のCaF2 :5〜30%の
選択は、この相反する要求を調和させたものである。 不活性ガス雰囲気は、スラグ中のSの酸化を防ぐことに
より、スラグ中St1度を低下ざぜない作用をする。 スラグ中のSの濃度は、ESRにより得ようとする鋳塊
に所望のS含有量に従い母材中のS含有量を考慮して決
定し、その濃度が常に保持できるようにSの添加量を定
める。 スラグ中のS濃度が不足であれば、溶解した母
材中のSは次第にスラグ中に移行するから、鋳塊は、S
含有量が不足でおって、しかもボトムからトップに向っ
てS含有量が減少するものとなる。 逆にスラグ中のS
濃度が過大であると、母材よりも鋳塊の方がS含有量が
増大し、その分布もボトムからトップに向って増加する
傾向をみせる。 いずれも好ましいことではないから、
必要であれば多少の実験を行なっても、適切なスラグ中
S濃度を定めるべきである。 スラグ組成とくにCa F2の割合がスラグ中のS′a
度および鋳塊中のS含有量に及ぼす影響について、具体
的データを示せば第1図および第2図のとおりである。 また、ESR系内のS歩留りを考えたとき、スラグを
形成するフラックス中のCa F2の割合がそれに及ぼ
す影響は、第3図に示すとおりである。 上記したことは、Alに対してもほぼ同様にあてはまる
。 AgはSとちがって気化により失なわれることはな
いが、スラグ中で大気に触れれば醸化すると考えられる
ので、不活性ガスによるシールは、やはり有意義である
。 A、Qに関して大きな問題は、後に述べる実例にみるよ
うな、ボトムとミドル−トップの間の含有量のバラツキ
である。 フラックス中のCaF2の割合がAg歩留り
に及ぼす影響は、ボトムに関しては第4図に示すとおり
であり、一方、ミドル−トップでは第5図に示すように
なり、相反する傾向がみられる。 [参考例1] 従来から慣用されていたっぎの組成のフラックスを使用
し、 CaF2ニア0%+AJ1203:30%これに、S:
3.5%+AJl :0.8%を添加した。 全量の70%を初装、30%を追装(連続装入)として
、金型用イオウ快削mNAK55のESRを行なった。 雰囲気はAr吹込みにより不活性に保った。 得られた鋳塊について、ボトムからトップまで20等分
した各位置において、表層部、1/2R部および中心部
からサンプルを採取して、S含有量およびA9含有量を
しらべた。 その結果を、第6図および第7図に示す。 第6図から、S含有量がボトムとトップとで異なり、か
つトップにおいてバラツキが大きいことがわかる。 S
歩留りは77%に止まってあり、これは気化脱硫が起り
やすいスラグ組成に起因するものである。 第7図によれば、A、I2含有量はボトムにおいて異常
に低いが、残りの部分においてはバラツキが小さく、歩
留りは95%に達していた。 [参考例21 フラックス組成を、Ca F2を含まないつぎのちのに
変え、 Cab:50%十八1へ03 :50%十S:3.5%
+A!J:0.8% その他は参考例1と同様な条件でESRを行なって、j
qられた鋳塊を分析した。 その結果を、第8図および第9図に示す。 S歩留りは100%でめったが、S含有量は、第8図に
みるとおり、ボトムからトップに向って増大する。 八1は、第9図にみるように、バラツキが小ざいが、歩
留りが70%と低かった。 操業は、電気的に参考例1より不安定であり、鋳塊肌も
劣っていた。 [実施例] フラックス組成を、本発明に従って CaF2:20%+Ag2O3:40%十Cab:40
%+S:10%+八で:2%と変更して、その伯は参考
例1と同様な条件でESRを行なって、得られた鋳塊を
分析した。 その結果を、第10図および第11図に示す。 S歩留りは83%で、バラツキの小さい鋳塊でおること
が、第10図かられかる。 A、Il含有量は、ボトム部分が低いが、他は一定して
いることが、第11図かられかる。 操業は安定で、鋳塊の肌は良好でめった。 発明の効果 本発明の方法に従ってESRを実施すれば、SおよびA
fJの含有■が所望のレベルにコントロールされ、かつ
場所によるバラツキが少ない鋳塊が、安定した操業性を
もって得られる。 この鋳塊は鋳肌が良好で清浄度が高
く、鏡面加工性およびシボ加工性にすぐれ、高級金型用
鋼として十分な品質を有する。 ESRは従来行われていたVAよりも歩留りが高いから
、コストを引き下げることが可能になる。
第1図ないし第5図は、いずれも本発明の詳細な説明す
るためのグラフであって、 第1図は、ESRSラスラグ中aF2の割合がスラグ中
のS濃度に及ぼす影響を、 第2図は、同じく鋳塊中のS含有量に及ぼす影響を、ま
た 第3図は、スラグを形成するフラックス中のCaF2の
割合がESR系内のS歩司りに及ぼす影響をそれぞれ示
し、 第4図は、フラックス中のCa「2の割合が鋳塊ボトム
部におけるΔ9歩留りに及ぼす影響を、そして第5図は
、フラックス中のCaF2の割合が鋳塊のミドル−トッ
プにおけるAf1歩留りに及ぼす影響を、それぞれ示す
。 第6図ないし第11図は、いずれも本発明の実施例およ
び参考例において得た鋳塊のSおよびAlの含有量のグ
ラフであって、 第6図は参考例]のS徂を、第7図は同じくA、li量
を、 第8図は参考例2の8口を、第9図は同じくA、ll量
を、そして 第10図は実施例1のS量を、第11図は同じくAg量
を、それぞれ示す。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第1図 スラグ中のCOF2 [%] 第2図 又−7’y cP/I COF2 [%1第3図 7う、・77ス、fez>CoF2 [%]!J4図 7う・ン7ヌ;叫フ 肉COF2 [%]第5図 7ンツ7スーrOPncaFz [%1;にトt^
ト・7−7台第7図 第8図 第9図 2)−ム ′
ヒ・2フ。 第10図 第11図
るためのグラフであって、 第1図は、ESRSラスラグ中aF2の割合がスラグ中
のS濃度に及ぼす影響を、 第2図は、同じく鋳塊中のS含有量に及ぼす影響を、ま
た 第3図は、スラグを形成するフラックス中のCaF2の
割合がESR系内のS歩司りに及ぼす影響をそれぞれ示
し、 第4図は、フラックス中のCa「2の割合が鋳塊ボトム
部におけるΔ9歩留りに及ぼす影響を、そして第5図は
、フラックス中のCaF2の割合が鋳塊のミドル−トッ
プにおけるAf1歩留りに及ぼす影響を、それぞれ示す
。 第6図ないし第11図は、いずれも本発明の実施例およ
び参考例において得た鋳塊のSおよびAlの含有量のグ
ラフであって、 第6図は参考例]のS徂を、第7図は同じくA、li量
を、 第8図は参考例2の8口を、第9図は同じくA、ll量
を、そして 第10図は実施例1のS量を、第11図は同じくAg量
を、それぞれ示す。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫 第1図 スラグ中のCOF2 [%] 第2図 又−7’y cP/I COF2 [%1第3図 7う、・77ス、fez>CoF2 [%]!J4図 7う・ン7ヌ;叫フ 肉COF2 [%]第5図 7ンツ7スーrOPncaFz [%1;にトt^
ト・7−7台第7図 第8図 第9図 2)−ム ′
ヒ・2フ。 第10図 第11図
Claims (3)
- (1)CaF_2:5〜30%(重量)とCaOおよび
(または)Al_2O_3:95〜70%とからなるス
ラグを使用し、不活性ガス雰囲気下に、スラグにSおよ
びAlを添加しつつ実施することを特徴とするエレクト
ロスラグ再溶解法。 - (2)スラグ形成用フラックスとしてあらかじめ適量の
SおよびAlを添加した上記組成のフラックスを使用し
、溶解の進行につれてフラックスを追装して実施する特
許請求の範囲第1項のエレクトロスラグ再溶解法。 - (3)金型用イオウ快削鋼の製造に適用する特許請求の
範囲第1項または第2項のエレクトロスラグ再溶解法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17929386A JPS6336965A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | エレクトロスラグ再溶解法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17929386A JPS6336965A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | エレクトロスラグ再溶解法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6336965A true JPS6336965A (ja) | 1988-02-17 |
Family
ID=16063291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17929386A Pending JPS6336965A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | エレクトロスラグ再溶解法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6336965A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105132702A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-09 | 中原特钢股份有限公司 | 一种控制高铝钢铝元素均匀性的电渣重熔工艺 |
US10906095B2 (en) | 2016-02-16 | 2021-02-02 | Uddeholms Ab | Mould for manufacturing mould steels |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61195934A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Kobe Steel Ltd | エレクトロスラグ再溶解用フラツクス |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP17929386A patent/JPS6336965A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61195934A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-30 | Kobe Steel Ltd | エレクトロスラグ再溶解用フラツクス |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105132702A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-09 | 中原特钢股份有限公司 | 一种控制高铝钢铝元素均匀性的电渣重熔工艺 |
US10906095B2 (en) | 2016-02-16 | 2021-02-02 | Uddeholms Ab | Mould for manufacturing mould steels |
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