JPH06218524A - 真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方法 - Google Patents
真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方法Info
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- JPH06218524A JPH06218524A JP2716293A JP2716293A JPH06218524A JP H06218524 A JPH06218524 A JP H06218524A JP 2716293 A JP2716293 A JP 2716293A JP 2716293 A JP2716293 A JP 2716293A JP H06218524 A JPH06218524 A JP H06218524A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方法に
おいて、真空鋳造と同等の品質を得る大気圧下鋳造方法
を提供する。 【構成】 真空誘導溶解炉で精錬された溶鋼を炉底に設
けられた注入ノズルから排出し、該排出された溶鋼をア
ルゴンガスでシールされた状態で、注入ノズル先端に近
接した下注ぎ鋳型用注入管に流入させ鋼塊を製造する。
おいて、真空鋳造と同等の品質を得る大気圧下鋳造方法
を提供する。 【構成】 真空誘導溶解炉で精錬された溶鋼を炉底に設
けられた注入ノズルから排出し、該排出された溶鋼をア
ルゴンガスでシールされた状態で、注入ノズル先端に近
接した下注ぎ鋳型用注入管に流入させ鋼塊を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空誘導溶解炉を用い
て高品質の小ロット材を製造する分野において、大気下
鋳造でありながら、真空溶解―真空鋳造プロセスと同等
の製品品質を得る事を特徴とする鋼塊製造設備に関する
ものである。
て高品質の小ロット材を製造する分野において、大気下
鋳造でありながら、真空溶解―真空鋳造プロセスと同等
の製品品質を得る事を特徴とする鋼塊製造設備に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、真空誘導溶解炉あるいは小型電気
炉を溶解炉とした高級鋼小ロット材の製造は、「真空誘
導溶解炉＋真空下造塊鋳造又は連続鋳造」、または「電
気炉溶解＋真空下造塊鋳造」プロセスにて実施されてい
た。
炉を溶解炉とした高級鋼小ロット材の製造は、「真空誘
導溶解炉＋真空下造塊鋳造又は連続鋳造」、または「電
気炉溶解＋真空下造塊鋳造」プロセスにて実施されてい
た。
【０００３】これは、鋳造中に大気中の酸素、窒素によ
る溶鋼汚染（例えば、酸素汚染により溶鋼中の介在物が
増加し、製品の表面性状あるいは製品内部での欠陥の発
生が増大する。また、窒素汚染は鋼材〔Ｎ〕濃度の増加
に伴う製品硬度あるいは絞り値等の機械的性質の変化の
原因となる。）を回避するため、真空下の鋳造により完
全に大気との接触を遮断するためである。
る溶鋼汚染（例えば、酸素汚染により溶鋼中の介在物が
増加し、製品の表面性状あるいは製品内部での欠陥の発
生が増大する。また、窒素汚染は鋼材〔Ｎ〕濃度の増加
に伴う製品硬度あるいは絞り値等の機械的性質の変化の
原因となる。）を回避するため、真空下の鋳造により完
全に大気との接触を遮断するためである。
【０００４】従って、高品質の鋳片を得るために、造塊
又は連続鋳造法の何れのプロセスにおいても、大規模な
真空室を常設し、その室内で溶解、あるいは少なくとも
鋳造するのが従来一般技術である（例えば第７５回特殊
鋼部会 山陽特殊鋼Ｓ５９．１０／２５，２６）。
又は連続鋳造法の何れのプロセスにおいても、大規模な
真空室を常設し、その室内で溶解、あるいは少なくとも
鋳造するのが従来一般技術である（例えば第７５回特殊
鋼部会 山陽特殊鋼Ｓ５９．１０／２５，２６）。
【０００５】また、誘導炉は傾動は可能であるが、本体
を三次元的に移動させる事はできず、特に出鋼方式は上
部から炉を傾動させ出鋼せざる得ない。
を三次元的に移動させる事はできず、特に出鋼方式は上
部から炉を傾動させ出鋼せざる得ない。
【０００６】当該方法では、真空誘導溶解炉にて溶解中
に発生する、スラグを直接鋼塊中に巻き込む確率が高い
ため、溶解炉から直接鋳型に鋳造するのを回避し、タン
ディシュあるいは小型取鍋を介し溶鋼中介在物を浮上分
離促進させた後に鋳型に注入していた（例えば第６５回
特殊鋼部会 日立金属Ｓ５６．１０／２，３）。
に発生する、スラグを直接鋼塊中に巻き込む確率が高い
ため、溶解炉から直接鋳型に鋳造するのを回避し、タン
ディシュあるいは小型取鍋を介し溶鋼中介在物を浮上分
離促進させた後に鋳型に注入していた（例えば第６５回
特殊鋼部会 日立金属Ｓ５６．１０／２，３）。
【０００７】以上のように、一般的に真空誘導溶解炉で
溶解した溶鋼は、厳格な品質造り込みにて製造される。
溶解した溶鋼は、厳格な品質造り込みにて製造される。
【０００８】その理由は、真空誘導溶解炉では小ロット
が故に特殊合金を多量に含有する高合金等の特殊材料や
ＥＳＲ（エレクトロスラグリメルティング）用の母材と
して、原子力発電関連、航空材料等の清浄鋼ニーズの高
い高級特殊鋼の材料を製造するからである。
が故に特殊合金を多量に含有する高合金等の特殊材料や
ＥＳＲ（エレクトロスラグリメルティング）用の母材と
して、原子力発電関連、航空材料等の清浄鋼ニーズの高
い高級特殊鋼の材料を製造するからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来、大気鋳造では大
気中酸素あるいは窒素による汚染、特に酸素により介在
物の増加等の問題があるため、設備全体を真空室となる
ような設備としていた。
気中酸素あるいは窒素による汚染、特に酸素により介在
物の増加等の問題があるため、設備全体を真空室となる
ような設備としていた。
【００１０】従って、大規模な真空室を設置し、その結
果初期設備投資額が莫大となっていた。
果初期設備投資額が莫大となっていた。
【００１１】また、誘導炉から鋳型へはタンディシュま
たは取鍋を介するため、その耐火物蓄熱および放散熱の
熱補償が必要であり、誘導炉での電力及び誘導炉から出
鋼する際の溶鋼温度を予め高くすることから耐火物損傷
が大になることが問題となっていた。
たは取鍋を介するため、その耐火物蓄熱および放散熱の
熱補償が必要であり、誘導炉での電力及び誘導炉から出
鋼する際の溶鋼温度を予め高くすることから耐火物損傷
が大になることが問題となっていた。
【００１２】本発明は、かかる課題を解決する方法を提
供するものである。
供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空誘導溶解
炉で精錬した溶鋼を鋳型に注入する方法であって、前記
溶鋼を前記溶解炉の炉底に設けられた注入ノズルを通じ
て排出し、該排出された溶鋼を周囲をアルゴンガスでシ
ールされた状態で、前記注入ノズル先端に近接した下注
ぎ鋳型用注入管に流入させ、前記注入管を通じて下注ぎ
鋳型に溶鋼を注入することを特徴とする真空誘導溶解炉
で精錬した溶鋼の鋳造方法であり、該方法において、真
空誘導溶解炉または／および下注ぎ鋳型用注入管と下注
ぎ鋳型を移動して注入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入管
を近接させることを特徴とする前記方法である。
炉で精錬した溶鋼を鋳型に注入する方法であって、前記
溶鋼を前記溶解炉の炉底に設けられた注入ノズルを通じ
て排出し、該排出された溶鋼を周囲をアルゴンガスでシ
ールされた状態で、前記注入ノズル先端に近接した下注
ぎ鋳型用注入管に流入させ、前記注入管を通じて下注ぎ
鋳型に溶鋼を注入することを特徴とする真空誘導溶解炉
で精錬した溶鋼の鋳造方法であり、該方法において、真
空誘導溶解炉または／および下注ぎ鋳型用注入管と下注
ぎ鋳型を移動して注入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入管
を近接させることを特徴とする前記方法である。
【００１４】更に、注入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入
管の近接距離を１００ｍｍ以内とすることを特徴とする
前記方法である。
管の近接距離を１００ｍｍ以内とすることを特徴とする
前記方法である。
【００１５】
【作用】真空溶解炉で精錬した清浄鋼を鋳造する際に再
汚染するのを抑制するため、鋳造時には、溶鋼と大気と
の接触を可能な限り、小さくする事が肝要である。
汚染するのを抑制するため、鋳造時には、溶鋼と大気と
の接触を可能な限り、小さくする事が肝要である。
【００１６】その為に、真空炉下部の注入ノズルと注入
管の先端距離は可能な限り近接する事が好ましい。
管の先端距離は可能な限り近接する事が好ましい。
【００１７】近接する事の効果はシールＡｒ量にも依存
するが、周囲での作業上Ａｒ量には限界があり、Ａｒ量
＝１０Ｎｍ3／Ｈ一定で、真空炉下部の注入ノズルと注
入管の先端距離：Ｌと鋼塊品質として地疵総長さとの関
係を図１に示す。
するが、周囲での作業上Ａｒ量には限界があり、Ａｒ量
＝１０Ｎｍ3／Ｈ一定で、真空炉下部の注入ノズルと注
入管の先端距離：Ｌと鋼塊品質として地疵総長さとの関
係を図１に示す。
【００１８】地疵は表面及び皮下介在物に起因する欠陥
であり、鋳造中の大気酸素と溶鋼中Ａｌとの反応による
アルミナあるいは始めから溶鋼中に懸濁する介在物が直
接原因である。
であり、鋳造中の大気酸素と溶鋼中Ａｌとの反応による
アルミナあるいは始めから溶鋼中に懸濁する介在物が直
接原因である。
【００１９】この事から、注入流はできるだけ大気から
断気すべきであり、真空溶解＋真空鋳造法と同等レベル
を確保するためには、真空炉下部の注入ノズルと注入管
の先端距離をできるだけ短縮する事が望ましく、≦１０
０ｍｍであれば、真空溶解＋真空鋳造法と同等レベルを
確保する事が可能である。
断気すべきであり、真空溶解＋真空鋳造法と同等レベル
を確保するためには、真空炉下部の注入ノズルと注入管
の先端距離をできるだけ短縮する事が望ましく、≦１０
０ｍｍであれば、真空溶解＋真空鋳造法と同等レベルを
確保する事が可能である。
【００２０】本発明法（真空炉下部の注入ノズルと注
入管の先端距離＝８０ｍｍ）により鋳造した製品と、
同等真空誘導溶解炉で溶解した溶鋼を上部から傾動させ
て、大気化の上注ぎ鋳型にて鋳造した製品、さらに真
空誘導溶解炉で溶解し真空室内で取鍋を介し上注ぎ鋳型
で製造した製品、各々の介在物評点（ＡＳＴＭ法：Ｂ系
（アルミナ系））と〔Ｎ〕ピックアップ（溶鋼［Ｎ］−
鋼塊［Ｎ］）の差を図３、４に示す。
入管の先端距離＝８０ｍｍ）により鋳造した製品と、
同等真空誘導溶解炉で溶解した溶鋼を上部から傾動させ
て、大気化の上注ぎ鋳型にて鋳造した製品、さらに真
空誘導溶解炉で溶解し真空室内で取鍋を介し上注ぎ鋳型
で製造した製品、各々の介在物評点（ＡＳＴＭ法：Ｂ系
（アルミナ系））と〔Ｎ〕ピックアップ（溶鋼［Ｎ］−
鋼塊［Ｎ］）の差を図３、４に示す。
【００２１】本発明法での下注ぎ鋳型で製造した製品の
介在物評点は、大気化の上注ぎ鋳型法に比較し優れてお
り、法の真空溶解＋真空鋳造法と同等レベルである。
介在物評点は、大気化の上注ぎ鋳型法に比較し優れてお
り、法の真空溶解＋真空鋳造法と同等レベルである。
【００２２】また、〔Ｎ〕ピックアップ量は本発明法と
法の真空鋳造法は略”０”であるが、の上部出鋼及
び大気化鋳造法では、約３ｐｐｍであり、本発明法の優
位性が確認された。
法の真空鋳造法は略”０”であるが、の上部出鋼及
び大気化鋳造法では、約３ｐｐｍであり、本発明法の優
位性が確認された。
【００２３】次に、本発明の真空誘導炉底注入ノズル先
端と下注鋳型用注入管上端の近接方法について述べる。
端と下注鋳型用注入管上端の近接方法について述べる。
【００２４】近接方法としては、真空誘導溶解炉または
／および下注ぎ鋳型用注入管と下注ぎ鋳型を移動して注
入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入管を近接させる方法が
あるが、次に述べる理由により真空誘導炉を図２に示す
ような三次元方向に自由に移動可能な構造とすることが
好ましい。
／および下注ぎ鋳型用注入管と下注ぎ鋳型を移動して注
入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入管を近接させる方法が
あるが、次に述べる理由により真空誘導炉を図２に示す
ような三次元方向に自由に移動可能な構造とすることが
好ましい。
【００２５】下注ぎ鋳型は専用台車に予め設置され、真
空誘導炉での溶解前後に誘導炉の下部に、例えばディー
ゼル車に牽引され用意される。
空誘導炉での溶解前後に誘導炉の下部に、例えばディー
ゼル車に牽引され用意される。
【００２６】此の際、台車上に鋳型が設置される位置は
専用定盤の略中央に用意されるが、精密な位置として固
定はできず、一回毎に其の位置はずれる。
専用定盤の略中央に用意されるが、精密な位置として固
定はできず、一回毎に其の位置はずれる。
【００２７】また専用台車も真空誘導溶解炉の下部に移
動設置されるが、台車牽引車の停止精度からその位置も
確定することが難しいことから、下注ぎ鋳型の注入管の
上端面に対し、精密に炉底部の出鋼孔位置を合わせるた
めには、真空誘導炉を台車に搭載させ、該台車を精密に
上下、左右、前後に移動できる構造とすることが好まし
い。
動設置されるが、台車牽引車の停止精度からその位置も
確定することが難しいことから、下注ぎ鋳型の注入管の
上端面に対し、精密に炉底部の出鋼孔位置を合わせるた
めには、真空誘導炉を台車に搭載させ、該台車を精密に
上下、左右、前後に移動できる構造とすることが好まし
い。
【００２８】また、この真空誘導炉を三次元方向に移動
する場合、出鋼孔の開閉方式はスライディングノズル方
式とすることが好ましい。
する場合、出鋼孔の開閉方式はスライディングノズル方
式とすることが好ましい。
【００２９】
【実施例】２．６ｔ真空誘導溶解炉に３５０×５６０角
の母材２．６ｔを装入し、溶解を開始した。
の母材２．６ｔを装入し、溶解を開始した。
【００３０】７００ＫＷの初期投入電力で溶解開始し、
１５０分後に母材は完全に溶解し１６５０℃、［Ｃ］＝
０．０８％、「Ｐ」＝０．０１２％、［Ｓ］＝０．００
６％の溶鋼を得た。
１５０分後に母材は完全に溶解し１６５０℃、［Ｃ］＝
０．０８％、「Ｐ」＝０．０１２％、［Ｓ］＝０．００
６％の溶鋼を得た。
【００３１】ここで、成分調整材として炭素材１０．５
Ｋｇ、ＨＣ―ＦｅＣｒ７．３Ｋｇを添加後、真空度を２
００ｔｏｒｒから１．０ｔｏｒｒに高真空に保持し脱ガ
ス及び成分調整等の精錬を実施した。
Ｋｇ、ＨＣ―ＦｅＣｒ７．３Ｋｇを添加後、真空度を２
００ｔｏｒｒから１．０ｔｏｒｒに高真空に保持し脱ガ
ス及び成分調整等の精錬を実施した。
【００３２】約６０’後に［Ｃ］＝０．４４、［Ｃｒ］
＝０．２０１、［Ｓｉ］＝０．２５、［Ａｌ］＝０．０
３１％の溶鋼を得た。
＝０．２０１、［Ｓｉ］＝０．２５、［Ａｌ］＝０．０
３１％の溶鋼を得た。
【００３３】成分調整後、誘導溶解炉を捨て鋳型の直上
にて開口させ、出鋼孔内の珪砂を廃棄後、一旦スライデ
ィングノズル（ＳＮ）を閉塞させ、その後誘導炉搭載台
車を下注ぎ鋳型注入管の直上に１．１５ｍ移動させ、且
つ注入管センターと出鋼孔のセンターが合致するように
２０ｍｍ直角方向に移動後更に、ＳＮと鋳型注入管まで
の距離を８０ｍｍとなるよう下降移動させた。
にて開口させ、出鋼孔内の珪砂を廃棄後、一旦スライデ
ィングノズル（ＳＮ）を閉塞させ、その後誘導炉搭載台
車を下注ぎ鋳型注入管の直上に１．１５ｍ移動させ、且
つ注入管センターと出鋼孔のセンターが合致するように
２０ｍｍ直角方向に移動後更に、ＳＮと鋳型注入管まで
の距離を８０ｍｍとなるよう下降移動させた。
【００３４】移動後直ちに、Ａｒガスを１０Ｎｍ3／Ｈ
の流速にて溶鋼流の円周方向に均一に吹き込み、其の状
態から、直ちにＳＮを”開”とし約３００Ｋｇ／分の注
入速度８’にて鋳込を完了した。
の流速にて溶鋼流の円周方向に均一に吹き込み、其の状
態から、直ちにＳＮを”開”とし約３００Ｋｇ／分の注
入速度８’にて鋳込を完了した。
【００３５】鋳込完了１６時間後に、当該鋳型から型抜
きされたインゴットを均熱炉にて、１２５０℃×８ｈｒ
処理をし、その後分塊圧延により１６５角の健全なＢＴ
２ｔを得た。
きされたインゴットを均熱炉にて、１２５０℃×８ｈｒ
処理をし、その後分塊圧延により１６５角の健全なＢＴ
２ｔを得た。
【００３６】当材料はクランクシャフト材としてのサン
プル材である。ＢＴのトップからボトム迄の偏析比を調
査した結果、Ｃ／Ｃ0＝０．９５〜１．０２であり、表
面性状も極めて良好なＢＴを得る事ができた。
プル材である。ＢＴのトップからボトム迄の偏析比を調
査した結果、Ｃ／Ｃ0＝０．９５〜１．０２であり、表
面性状も極めて良好なＢＴを得る事ができた。
【００３７】その後、当該ＢＴから６０ｍｍ丸サイズの
丸棒の成品を得た。内質として、介在物調査をした結
果、ＡＳＴＭＢ系介在物（アルミナ系）の評点０．５且
つ溶鋼［Ｎ］＝１９ｐｐｍ、製品（ビレット）Ｎ＝１９
ｐｐｍと鋳造中の窒素ピックアップもなく低窒素の極め
て高品質の製品を安定して製造することができた。
丸棒の成品を得た。内質として、介在物調査をした結
果、ＡＳＴＭＢ系介在物（アルミナ系）の評点０．５且
つ溶鋼［Ｎ］＝１９ｐｐｍ、製品（ビレット）Ｎ＝１９
ｐｐｍと鋳造中の窒素ピックアップもなく低窒素の極め
て高品質の製品を安定して製造することができた。
【００３８】
【発明の効果】本発明により、大規模な設備投資による
鋳造用の真空室を設置せずに、また製造コストも安価に
真空鋳造法と同等の品質を確保した小ロット高級鋼塊を
製造でき、産業上極めて有益である。
鋳造用の真空室を設置せずに、また製造コストも安価に
真空鋳造法と同等の品質を確保した小ロット高級鋼塊を
製造でき、産業上極めて有益である。
【図１】真空炉下部の注入ノズルと注入管の先端距離：
Ｌと製品地疵総長さの関係を表す図。
Ｌと製品地疵総長さの関係を表す図。
【図２】真空誘導溶解炉と下注ぎ鋳型の設備構成概念
図。
図。
【図３】本発明と従来法との製品介在物の比較を表す
図。
図。
【図４】本発明と従来法との〔Ｎ〕ピックアップ量の比
較を表す図。
較を表す図。
１ 真空誘導溶解炉 ２ 誘導炉台車 ３ 炉底出鋼孔（スライディングノズル） ４ アルゴンシール ５ 注入管 ６ 下注ぎ鋳型 ７ 鋳型台車
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 敏幸 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内 (72)発明者 升光 法行 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内 (72)発明者 井上 隆 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内
Claims (3)
- 【請求項１】 真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼を鋳型に
注入する方法であって、前記溶鋼を前記溶解炉の炉底に
設けられた注入ノズルを通じて排出し、該排出された溶
鋼を周囲をアルゴンガスでシールされた状態で、前記注
入ノズル先端に近接した下注ぎ鋳型用注入管に流入さ
せ、前記注入管を通じて下注ぎ鋳型に溶鋼を注入するこ
とを特徴とする真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方
法。 - 【請求項２】 請求項１で記載の方法において、真空誘
導溶解炉または／および下注ぎ鋳型用注入管と下注ぎ鋳
型を移動して注入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入管を近
接させることを特徴とする真空誘導溶解炉で精錬した溶
鋼の鋳造方法。 - 【請求項３】 注入ノズル先端と下注ぎ鋳型用注入管の
近接距離を１００ｍｍ以内とすることを特徴とする請求
項１と２で記載の真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2716293A JPH06218524A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2716293A JPH06218524A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218524A true JPH06218524A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12213366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2716293A Pending JPH06218524A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 真空誘導溶解炉で精錬した溶鋼の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218524A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102126019A (zh) * | 2010-01-13 | 2011-07-20 | 新东工业株式会社 | 搭载有熔解炉的浇注装置 |
| CN102451892A (zh) * | 2010-10-25 | 2012-05-16 | 丹阳市精密合金厂有限公司 | 一种真空浇铸模具组件 |
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| CN103759991A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-04-30 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 铸造高温合金标准物质中痕量元素砷的均匀性控制方法 |
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-
1993
- 1993-01-25 JP JP2716293A patent/JPH06218524A/ja active Pending
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