JP3004870B2 - 亜鉛を不純物として含む溶鋼を鋳造するための連続鋳造用鋳型 - Google Patents

亜鉛を不純物として含む溶鋼を鋳造するための連続鋳造用鋳型

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛を不純物として含
む溶鋼を鋳造するための連続鋳造用鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】連続鋳造用鋳型では図４に示すように熱
伝導性の良好な銅又は銅合金を鋳型基盤９にし、溶鋼及
び鋳片と接する側は、銅が溶鋼及び鋳片中に溶出して鋳
片にスタークラックが発生するのを防止し、また硬度が
低く軟質である銅又は銅合金の鋳型基盤の耐摩耗性を向
上させるためにＮｉメッキ皮膜８を施し、更に溶鋼及び
鋳片との焼き付きを発生させないため、Ｎｉ皮膜上にＣ
ｒメッキ皮膜７を設けた２層皮膜５（特公昭５４−３７
５６２号公報参照）を施している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが溶鋼製造途中
で亜鉛メッキされたスクラップ材を原料として投入する
等して、連続鋳造する溶鋼中に亜鉛が含まれる場合は、
耐食性を向上するという理由でクラック１０を施してい
るＣｒメッキ皮膜７の保護皮膜があるにも拘らず、この
クラックからＺｎが矢印１１の如く浸透し、下層のＮｉ
メッキ皮膜であるＮｉと化合物Ｎｉ5 Ｚｎ21等の脆化反
応物を生成させ、Ｎｉ皮膜８の熱疲労強度を低下させＮ
ｉメッキ皮膜にクラックが発生し、銅又は銅合金製鋳型
９まで進展して内部冷却水の染み出しによる水蒸気爆発
等の操業トラブルを引き起こす。
【０００４】一般に、鋳型はＮｉメッキ皮膜８やＣｒメ
ッキ皮膜７の保護皮膜が損傷すると、鋳型基盤である銅
又は銅合金部分を一部含んで表面を研削し、再メッキし
て保護皮膜を設けて使用するが、鋳型基盤部の厚みが一
定量以下になると廃棄する事になる。
【０００５】このため、Ｚｎの浸透拡散により、Ｎｉ皮
膜部のクラック発生、進展が早くなり、研削再メッキま
での寿命が短くなることがわかった。また、Ｎｉ皮膜部
に発生したクラックが鋳型基盤部９に進展するため、ク
ラックを無くなるまで鋳型基盤部を研削することで１回
当たりの鋳型基盤部の研削代を大きくすることになり、
鋳型の廃棄までの寿命が短くなっていることがわかっ
た。
【０００６】したがって、Ｚｎを不純物として含む溶鋼
を鋳造する鋳型の寿命を長くするためには、耐摩耗性、
耐焼き付き性に加え、耐Ｚｎ拡散性を有した保護皮膜が
必要である。
【０００７】本発明は、溶鋼中に含まれるＺｎが銅又は
銅合金製の鋳型基盤の保護皮膜であるＮｉ皮膜への浸透
拡散を遅延化させることができる鋳型を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、図１にも例示するように、Ｚｎを不純物
として含む溶鋼を鋳造する鋳型において、銅及び銅合金
製の鋳型基盤９の溶鋼側に、厚み０．１mm以上の電解Ｎ
ｉメッキ８を施した上に、厚み２５μｍ以下のＣｒ９９
％以上からなる電解メッキ皮膜７を２層以上設けること
により、亜鉛のＮｉ皮膜７中への拡散を抑制し、クラッ
ク発生、進展を遅延化する連続鋳造用鋳型を構成した。
【０００９】
【作用】図２に示すように、銅又は銅合金製の鋳型基盤
９のＮｉメッキ皮膜８上にＣｒメッキ皮膜７を２層以上
設けることにより、Ｃｒメッキ各層のクラック１０を階
段状に配置し、Ｚｎの浸透経路の複雑化、長距離化を達
成し、Ｎｉへの浸透速度を遅延化することが可能とな
る。
【００１０】
【実施例】図３のような試験治具によりサンプル２（１
５mm×５０mm×厚１０mmのＣｕ母材）のメッキ皮膜側
に、０．０５ｇのＺｎ粉３をのせ窒素還元雰囲気炉の中
で亜鉛の融点付近である４３０℃に保持して亜鉛の拡散
速度の優位さを試験した。
【００１１】その結果、従来の銅合金基盤上のＮｉメッ
キ皮膜上にＣｒメッキ皮膜を厚３０μｍで単層設けたサ
ンプルに比較し、銅合金基盤上のＮｉメッキ皮膜上にＣ
ｒメッキ皮膜を厚１５μｍで２層設けたサンプルでは、
Ｎｉ皮膜内への亜鉛の浸透が約１／２に抑制できた。
【００１２】また、従来と同じ材料を用いているので、
鋳造に必要な連続鋳造用鋳型表面の他の条件は従前通り
である。したがって、今回発明した皮膜により、図１の
ように耐亜鉛性に優れた連続鋳造用鋳型を得ることが可
能となった。Ｎｉメッキ皮膜は０．１mm未満では摩耗防
止の効果が期待できず、Ｃｒメッキ皮膜は２５μｍ超で
は熱を加えた際にクラックが入り易いため２５μｍ以下
とする必要がある。
【００１３】
【発明の効果】本発明の如く亜鉛を不純物として含む溶
鋼を鋳造するための連続鋳造用鋳型において、銅又は銅
合金製基盤にＮｉメッキ皮膜を施しその上層にＣｒメッ
キ皮膜を２層設ける保護皮膜により、亜鉛のＮｉへの浸
透、Ｎｉ5 Ｚｎ21等の生成によるＮｉの脆化を抑制し、
クラック進展を遅延化することで研削再メッキまでの寿
命と廃棄するまでの寿命を延長可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例（鋳型断面）の概要を示す。
【図２】本発明の作用を説明するＣｒメッキ皮膜層によ
るＺｎ拡散概念図を示す。
【図３】本発明の実施例である亜鉛拡散試験方法を示
す。
【図４】従来技術を示す断面図。
【符号の説明】
１ メッキ皮膜（従来品および本発明品） ２ サンプル（Ｃｕ母材） ３ Ｚｎ粉 ４ 亜鉛飛散防止用円筒 ５ 従来の２層メッキ皮膜 ６ メッキ皮膜 ７ Ｃｒメッキ皮膜 ８ Ｎｉメッキ皮膜 ９ Ｃｕ及びＣｕ合金製の鋳型基盤 １０ クラック １１ Ｚｎの浸透経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一山 靖友 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平１−271033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−189037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−54622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−177855（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223143（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−38138（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/04 312 C25D 5/12 C25D 5/14 C25D 7/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 銅及び銅合金製の鋳型基盤の溶鋼側に、
    厚み０．１mm以上の電解Ｎｉメッキを施した上に、厚み
    ２５μｍ以下のＣｒ９９％以上からなる電解メッキを２
    層以上設けてなることを特徴とする、亜鉛を不純物とし
    て含む溶鋼を鋳造するための連続鋳造用鋳型。
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