JPS6349352A - 工具鋼連鋳鋳片の内質改善方法 - Google Patents
工具鋼連鋳鋳片の内質改善方法Info
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- JPS6349352A JPS6349352A JP18979986A JP18979986A JPS6349352A JP S6349352 A JPS6349352 A JP S6349352A JP 18979986 A JP18979986 A JP 18979986A JP 18979986 A JP18979986 A JP 18979986A JP S6349352 A JPS6349352 A JP S6349352A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields
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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、工具鋼の連続鋳造（以下連鋳と記す）鋳片の
内部品質、特に中心偏析を改善する方法に関するもので
ある。ここで工具鋼とは、高速度鋼、例えばＪＩＳ Ｇ
４４０３記載の鋼種、合金工具鋼１例えばＪＩＳ Ｇ４
４０４記載の鋼種、およびその類似鋼種を含むものであ
る。
内部品質、特に中心偏析を改善する方法に関するもので
ある。ここで工具鋼とは、高速度鋼、例えばＪＩＳ Ｇ
４４０３記載の鋼種、合金工具鋼１例えばＪＩＳ Ｇ４
４０４記載の鋼種、およびその類似鋼種を含むものであ
る。
鋼の連鋳は、低炭素鋼、ステンレス鋼等から０゜８〜１
．０％Ｃ高炭素鋼にまで広く適用されている。
．０％Ｃ高炭素鋼にまで広く適用されている。
また、連ｖＪ鋳片の内部品質、特に中心ポロシティ−１
特に中心偏析の改善手段として、電磁攪拌の有効性は広
く知られており、「多段攪拌ｊの効果についても、例え
ば「鉄と鋼」第６６年（１９８０）第２号８２０５頁（
足立他）、同誌第６６年（１９８０）第１１号５７８９
頁（喜多村他）、同誌第６６年（１９８０）第１１号５
７９５頁（大西他）などの開示がある。
特に中心偏析の改善手段として、電磁攪拌の有効性は広
く知られており、「多段攪拌ｊの効果についても、例え
ば「鉄と鋼」第６６年（１９８０）第２号８２０５頁（
足立他）、同誌第６６年（１９８０）第１１号５７８９
頁（喜多村他）、同誌第６６年（１９８０）第１１号５
７９５頁（大西他）などの開示がある。
しかしながら１本発明が対象とする高炭素−高合金の工
具鋼は、工具鋼としての要求特性上、中心部までの均質
性を特に要求されるが、偏析が発生しやすく、従来、連
鋳適用は困難とされており。
具鋼は、工具鋼としての要求特性上、中心部までの均質
性を特に要求されるが、偏析が発生しやすく、従来、連
鋳適用は困難とされており。
特に１５０ｍ角またはそれ相当以下のビレット連鋳は、
中心偏析のため適用不可能とされてきた。
中心偏析のため適用不可能とされてきた。
本発明者は、工具鋼ビレット連鋳鋳片の中心偏析改善の
対策を鋭意検討の結果、中心偏析の改善のためには、鋳
造速度および鋳造温度の制御が重要であるとともに、公
知の電磁攪拌方法、例えば「多段攪拌法」とは異なった
概念である後述の「中心部が凝固するまでの連続した電
磁攪拌」が必要であり、これらの条件を適切に組み合わ
せることにより、高速度鋼、冷間工具鋼を含む工具鋼ビ
レットの内部品質を従来の造塊法レベル以上に改善し得
る方法を発明するに至ったものである。
対策を鋭意検討の結果、中心偏析の改善のためには、鋳
造速度および鋳造温度の制御が重要であるとともに、公
知の電磁攪拌方法、例えば「多段攪拌法」とは異なった
概念である後述の「中心部が凝固するまでの連続した電
磁攪拌」が必要であり、これらの条件を適切に組み合わ
せることにより、高速度鋼、冷間工具鋼を含む工具鋼ビ
レットの内部品質を従来の造塊法レベル以上に改善し得
る方法を発明するに至ったものである。
すなわち、断面ｇ ２２ 、５００ ｍｍ ”以下、か
つ短片が１００Ｉ以上の正方形または矩形状断面の工具
鋼ビレット連ｖ！鋳片を鋳造するにあたり、（１）
鋳造速度Ｖｍ／１ＩＩｉｎおよびタンディツシュ内の溶
湯の過熱度（タンディツシュ内溶湯温度−液相線温度）
ΔＴ℃を、 ■が０．４ｍ／ｗｉｎ未滴の場合、ΔＴ≦５０℃Ｖが０
．４ｍ／＋ｉｎ以上の場合、 ΔＴ≦（６４，６−３６，４Ｖ）℃な る関係を満たすよう調整し。
つ短片が１００Ｉ以上の正方形または矩形状断面の工具
鋼ビレット連ｖ！鋳片を鋳造するにあたり、（１）
鋳造速度Ｖｍ／１ＩＩｉｎおよびタンディツシュ内の溶
湯の過熱度（タンディツシュ内溶湯温度−液相線温度）
ΔＴ℃を、 ■が０．４ｍ／ｗｉｎ未滴の場合、ΔＴ≦５０℃Ｖが０
．４ｍ／＋ｉｎ以上の場合、 ΔＴ≦（６４，６−３６，４Ｖ）℃な る関係を満たすよう調整し。
（２） かつモールド内の凝固開始点から電磁攪拌開
始点までの距離Ｚｍを、 ２≦（３，５／ ｋ ）” Ｖ たｌＬｋ：ｉＥｆ固速変速度定数ｍ／Ｉｏｉｎｖ２）と
し、電磁攪拌開始位置から鋳片中心部が凝固する位置ま
での区間を概ね連続的に攪拌することにより工具鋼ビレ
ットの中心品質を改善するものである。
始点までの距離Ｚｍを、 ２≦（３，５／ ｋ ）” Ｖ たｌＬｋ：ｉＥｆ固速変速度定数ｍ／Ｉｏｉｎｖ２）と
し、電磁攪拌開始位置から鋳片中心部が凝固する位置ま
での区間を概ね連続的に攪拌することにより工具鋼ビレ
ットの中心品質を改善するものである。
本発明が対象とする連鋳法は、竪型連鋳法、水平連鋳法
のいずれの方式でもよいが、工具鋼は固−液共存領域が
広く、凝固点近傍の温度での高温強度が低いため、曲げ
矯正を必要としない完全垂直型連鋳機もしくは直線型水
平連鋳機による鋳造が望ましい。
のいずれの方式でもよいが、工具鋼は固−液共存領域が
広く、凝固点近傍の温度での高温強度が低いため、曲げ
矯正を必要としない完全垂直型連鋳機もしくは直線型水
平連鋳機による鋳造が望ましい。
工具鋼では、炭化物の分布、粒度が重要であり、急冷凝
固が必要であり、１５０Ｉ角を越えると連鋳による急冷
効果が得られないので最大寸法を１５０Ｉ角、２２，５
００ｍｍ２に限定した。
固が必要であり、１５０Ｉ角を越えると連鋳による急冷
効果が得られないので最大寸法を１５０Ｉ角、２２，５
００ｍｍ２に限定した。
短片の最小寸法は、１００ｍｍ＋未満では鋳造に困難が
あり、１００ｍｎ以上に限定した。
あり、１００ｍｎ以上に限定した。
鋳造速度の増加、溶湯過熱度の上昇は、いずれも未凝固
液芯長を増加させ、中心部の凝固を遅らせるため、中心
部偏析を助長する結果となる。中心部偏析を軽減するた
めには、後述の実施例１に示すごとく、低速かつ低温鋳
造が必要であり、実験に基づき、前述の如く限定した。
液芯長を増加させ、中心部の凝固を遅らせるため、中心
部偏析を助長する結果となる。中心部偏析を軽減するた
めには、後述の実施例１に示すごとく、低速かつ低温鋳
造が必要であり、実験に基づき、前述の如く限定した。
公知のＷｌ’ｆａ攪拌の効果は、固定された電磁攪拌装
置を通る間の短時間の溶湯流動により、凝固中のデンド
ライトの先端部が切断され、等軸品核が生成され、これ
によって鋳造組織が等軸品に変化し、中心部の欠陥を分
散することにあるとされ、鋳片横断面内の等軸品の比率
を上げることが品質改善の課題とされている。しかし、
固−液共存領域が非常に広く、かつ炭素含有量の高い工
具鋼では、短時間の電磁攪拌では等軸晶化効果が得られ
ず、攪拌強さを強くすれば「インゴットパターン」様の
欠陥を生じ問題がある。
置を通る間の短時間の溶湯流動により、凝固中のデンド
ライトの先端部が切断され、等軸品核が生成され、これ
によって鋳造組織が等軸品に変化し、中心部の欠陥を分
散することにあるとされ、鋳片横断面内の等軸品の比率
を上げることが品質改善の課題とされている。しかし、
固−液共存領域が非常に広く、かつ炭素含有量の高い工
具鋼では、短時間の電磁攪拌では等軸晶化効果が得られ
ず、攪拌強さを強くすれば「インゴットパターン」様の
欠陥を生じ問題がある。
この点に関して鋭意検討の結果、第３図に例示するごと
く、偏析が起り始める凝固シェル厚が３．５■まで成長
した時期から中心部が凝固するまでの間を連続的に攪拌
を行なうことによって、同−液共存相と未凝固液相との
組成を均一化させることが必要であり、これにより従来
の「造塊法」による製品と同等レベル以上の中心品質を
得ることができることを見出したものである。
く、偏析が起り始める凝固シェル厚が３．５■まで成長
した時期から中心部が凝固するまでの間を連続的に攪拌
を行なうことによって、同−液共存相と未凝固液相との
組成を均一化させることが必要であり、これにより従来
の「造塊法」による製品と同等レベル以上の中心品質を
得ることができることを見出したものである。
電磁攪拌の強さとしては、固−液共存相中の濃化液相を
拡散混合するに足る最小限の強さにとどめることが望ま
しく、第４図に示した実施例かられかるように同−液共
存相界面での溶湯流動速度は１５ないし５０ａ＋＋／ｓ
ｅｅが望ましい。
拡散混合するに足る最小限の強さにとどめることが望ま
しく、第４図に示した実施例かられかるように同−液共
存相界面での溶湯流動速度は１５ないし５０ａ＋＋／ｓ
ｅｅが望ましい。
「連続的に攪拌を行う」ためには、多段の電磁攪拌装置
を必要とするが、攪拌装置を密接して設置する必要はな
く、隣接する攪拌装置の有効攪拌領域が重なり合う限界
内で間隔をあけた設置が可能である。第１図に本発明の
実施態様の一例を示すが、回転磁界型電磁攪拌装置を多
段に用い、１１０１角ビレツトを鋳造する場合、凝固シ
ェル厚３〜４ａａの位置では設置間隔を０．８ｍまで、
凝固末期では０．３ｍまではなすことができた。
を必要とするが、攪拌装置を密接して設置する必要はな
く、隣接する攪拌装置の有効攪拌領域が重なり合う限界
内で間隔をあけた設置が可能である。第１図に本発明の
実施態様の一例を示すが、回転磁界型電磁攪拌装置を多
段に用い、１１０１角ビレツトを鋳造する場合、凝固シ
ェル厚３〜４ａａの位置では設置間隔を０．８ｍまで、
凝固末期では０．３ｍまではなすことができた。
攪拌方法については、特に限定がなく、回転磁界型移動
磁界型などを用いることができるが、凝固末期について
は、「ブリッジング」現象に伴う「Ｖ偏析」が起りやす
い既凝固側に向かった溶流方向の採用は好ましくない。
磁界型などを用いることができるが、凝固末期について
は、「ブリッジング」現象に伴う「Ｖ偏析」が起りやす
い既凝固側に向かった溶流方向の採用は好ましくない。
以下に実施例をもって本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図にその概要を示す装置を用い、高速度鋼５Ｋ１１
５１、冷間工具１１５ＫＤＩＩ（７）１１０角ビレツト
ヲ連鋳して、鋳造速度、鋳造温度の影響を調査した。評
価は、中心部の炭素偏析度＝中心部Ｃ分析値／溶鋼Ｃ値
、で行った。攪拌強さは、流動速度を２０■／ｓｅｅと
なるよう調整した。
５１、冷間工具１１５ＫＤＩＩ（７）１１０角ビレツト
ヲ連鋳して、鋳造速度、鋳造温度の影響を調査した。評
価は、中心部の炭素偏析度＝中心部Ｃ分析値／溶鋼Ｃ値
、で行った。攪拌強さは、流動速度を２０■／ｓｅｅと
なるよう調整した。
実施例を、縦軸に溶湯過熱度ΔＴ、横軸に鋳造速度Ｖと
して第２図に示す。図中の０、・は炭素偏析度１．０±
０．０５以内、Δ、ムはそれより悪いものを示す。また
、Ｏ１△は５ＫＨ５１の結果を、・、ムは５ＫＤＩＩの
例を示す。
して第２図に示す。図中の０、・は炭素偏析度１．０±
０．０５以内、Δ、ムはそれより悪いものを示す。また
、Ｏ１△は５ＫＨ５１の結果を、・、ムは５ＫＤＩＩの
例を示す。
以上の結果から鋳造速度■、溶湯過熱度ΔＴの関係を第
２図の直線ａおよびｂの下側領域、すなわち、 Ｖ ＜ ０ 、４ ｍの場合、６１５５０℃（直線ａよ
り下）７２０．４ｍの場合、 ΔＴ≦６４．６−３６．４ Ｖ （直線すの左下側）に
限定した。
２図の直線ａおよびｂの下側領域、すなわち、 Ｖ ＜ ０ 、４ ｍの場合、６１５５０℃（直線ａよ
り下）７２０．４ｍの場合、 ΔＴ≦６４．６−３６．４ Ｖ （直線すの左下側）に
限定した。
実施例２
実施例１と同様の方法で鋳造速度を１．０ｍ／ｍｉ眠溶
湯過熟度を２０℃に調整し、電磁攪拌強さ、攪拌開始時
期の影響を調査した。結果を第３図、第４図および表に
示す。
湯過熟度を２０℃に調整し、電磁攪拌強さ、攪拌開始時
期の影響を調査した。結果を第３図、第４図および表に
示す。
第３図は５ＫＤＩＩ、１１０＋＋ｍ角ビレツトの鋳造に
おいて、凝固シェル厚が３．３ａｍになった時点から凝
固完了まで攪拌を行った場合と無攪拌の場合の炭素偏析
度を示す図である。
おいて、凝固シェル厚が３．３ａｍになった時点から凝
固完了まで攪拌を行った場合と無攪拌の場合の炭素偏析
度を示す図である。
また、表は攪拌開始および終了時期の影響を調査した実
験結果をとりまとめて示したものである。
験結果をとりまとめて示したものである。
表、攪拌開始〜終了時期と炭素偏析度の関係これらの結
果から少なくとも攪拌開始時の凝固シェル厚みを３．５
ｃｍ以内、すなわちモールド内凝固開始点から攪拌開始
位置までの距離Ｚｍを、Ｚ≦（３，５／ ｋ ）” Ｖ ただしに：凝固速度定数（■／ｍｉｎ’ｌ’ｚ）とする
ことにより、炭素偏析度を０．９５以上とすることが可
能であることがわかる。
果から少なくとも攪拌開始時の凝固シェル厚みを３．５
ｃｍ以内、すなわちモールド内凝固開始点から攪拌開始
位置までの距離Ｚｍを、Ｚ≦（３，５／ ｋ ）” Ｖ ただしに：凝固速度定数（■／ｍｉｎ’ｌ’ｚ）とする
ことにより、炭素偏析度を０．９５以上とすることが可
能であることがわかる。
第４図は、電磁攪拌による溶湯流動速度と炭素偏析度と
の関係を示す図であり、これにより流動速度を１５ない
し５０■八ｅｃとすれば、炭素偏析度を０．９５以上に
改善できることがわかる。
の関係を示す図であり、これにより流動速度を１５ない
し５０■八ｅｃとすれば、炭素偏析度を０．９５以上に
改善できることがわかる。
本発明により、従来連続鋳造の適用が不可能とされてき
た工具鋼、特に高速度鋼、冷間工具鋼などの高炭素−高
合金鋼の連続鋳造を可能とすることができ、かつ中心偏
析を通常の造塊法に劣らないレベルに改善できる。
た工具鋼、特に高速度鋼、冷間工具鋼などの高炭素−高
合金鋼の連続鋳造を可能とすることができ、かつ中心偏
析を通常の造塊法に劣らないレベルに改善できる。
また、本発明により、炭化物組織が特に重視される工具
鋼を小断面急冷凝固さすことが可能となり、炭化物の微
細化が極めて容易にできる。特に高速度鋼の場合には、
従来粉末法によってしかできなかった１０μ以下の微細
炭化物をもつ製品を、より安価に製造可能であり、工業
的価値は多大である。
鋼を小断面急冷凝固さすことが可能となり、炭化物の微
細化が極めて容易にできる。特に高速度鋼の場合には、
従来粉末法によってしかできなかった１０μ以下の微細
炭化物をもつ製品を、より安価に製造可能であり、工業
的価値は多大である。
第１図は１本発明法の一実施態様を示す図である。４〜
８は概ね連続した電磁攪拌を行うための電磁攪拌装置を
示し、第２図は、鋳造速度と鋳造温度が中心炭素偏析度
に与える影響を示す図、第３図はビレット横断面内炭素
偏析状況例を示す図であり、横軸は中心からの距離、縦
軸は各位置での炭素偏析度である。第４図は、溶鋼流動
速度と中心炭素偏析度との関係を示す図および第５図は
、公知の竪型連続紡造機を示す図である（引抜き機構は
図示せず）。 １：取鍋、２：タンディツシュ、３：モールド、４〜７
：電磁攪拌装置、８ニスプレー装置。 第１図 第３図 中心からの位置Ｃｍ 第４図
８は概ね連続した電磁攪拌を行うための電磁攪拌装置を
示し、第２図は、鋳造速度と鋳造温度が中心炭素偏析度
に与える影響を示す図、第３図はビレット横断面内炭素
偏析状況例を示す図であり、横軸は中心からの距離、縦
軸は各位置での炭素偏析度である。第４図は、溶鋼流動
速度と中心炭素偏析度との関係を示す図および第５図は
、公知の竪型連続紡造機を示す図である（引抜き機構は
図示せず）。 １：取鍋、２：タンディツシュ、３：モールド、４〜７
：電磁攪拌装置、８ニスプレー装置。 第１図 第３図 中心からの位置Ｃｍ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 断面２２，５００ｍｍ＾２以下かつ短片が１００ｍ
ｍ以上の正方形または矩形状断面の工具鋼ビレットを連
続鋳造するにあたり、鋳造速度Ｖｍ／ｍｉｎおよびタン
ディッシュ内溶湯の過熱度ΔＴ℃を、 Ｖが０．４ｍ／ｍｉｎ未満の場合、ΔＴ≦５０℃Ｖが０
．４ｍ／ｍｉｎ以上の場合、 ΔＴ≦（６４．６−３６．４Ｖ）℃ なる関係を満たすよう調整し、かつモールド内の凝固開
始点から電磁攪拌開始点までの距離Ｚｍを、Ｚ≦（３．
５／ｋ）＾２Ｖ ただしｋ：凝固速度定数（ｃｍ／ｍｉｎ＾１＾／＾２）
とし、電磁攪拌開始位置から鋳片中心部が凝固する位置
までの区間を概ね連続的に攪拌することを特徴とする工
具鋼連鋳鋳片の内質改善方法。 ２ 電磁攪拌による溶鋼の流動速度を１５ｃｍ／ｓｅｃ
、ないし５０ｃｍ／ｓｅｃとしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の工具鋼連鋳鋳片の内質改善方法
。 ３ 連続鋳造機として、完全垂直型連続鋳造機または直
線型水平連続鋳造機を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第２項記載の工具鋼連鋳鋳片の内質
改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18979986A JPS6349352A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 工具鋼連鋳鋳片の内質改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18979986A JPS6349352A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 工具鋼連鋳鋳片の内質改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349352A true JPS6349352A (ja) | 1988-03-02 |
| JPS649106B2 JPS649106B2 (ja) | 1989-02-16 |
Family
ID=16247404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18979986A Granted JPS6349352A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 工具鋼連鋳鋳片の内質改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6349352A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010046367A (ko) * | 1999-11-12 | 2001-06-15 | 이구택 | 금형 공구강의 제조방법 |
| JP2002103010A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-09 | Kawasaki Steel Corp | 中心部の被削性の良好な鋳片の製造方法 |
| WO2016047396A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 日立金属株式会社 | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 |
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1986
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|---|---|
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