JPS5814029Y2 - 鋳型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は鋳型に係わり、特に造塊時の凝固過程で生ずる
鋼塊の内部熱応力を緩和してその外表面への亀裂発生が
防止できうるべき内周面形状を備えた鍛圧エルハルト管
素材用の鋳型に関するものである。

通常鋳型による鋼塊の造塊時には、その凝固過程におい
て凝固収縮や引は巣が生じ更に凝固後も冷却によってそ
の体積はさらに収縮する。

このことから形状、肉厚の変化で各部の冷却速度が異な
るため体積にも差が生じ、これが原因で内部熱応力が発
生して場合によっては亀裂となるものであり、特に外形
が丸形の場合は、中心部の冷却に対して外周面の冷却速
度が早過ぎることにより亀裂が発生しやすい。

特に鋼塊を鍛圧して直接円筒形素管を作り出すというエ
ルハルト法にあっては成品歩留りの観点から使用する鋼
塊はその横断面外形形状が丸形あるいは丸に近い形状の
方が最適であるにもががわらず上記問題点から丸形鋼塊
を造塊した際、その凝固過程で外周に亀裂を発生せし゛
める結果となっている。

しかもこの方法は主としてＭｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ等の割
れ感受性の高い成分を多く含有する合金鋼を用いて大径
管製作を施すことからその造塊に際してのしかるべき対
策を講じなければならない。

本考案は上述に鑑み、これを解決せんと種々研究を行な
った結果得られたもので、特にエルハルト法に供される
たとえばＭｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ等を多く含有する合金鋼
の鋼塊を造塊するに際し、その使用に供する丸形または
丸形状に対して鋳型の横断面形状の充填率が７５％以上
で形成された該鋳型横断面の全内周に、２０〜３２のピ
ッチ数でしかもその最大内径（鋳型内周面における谷部
径）と最小内径（鋳型内周面における山部径）との関係
より導き出される振幅比をもってフリュート形状を成形
することで、その凝固過程における溶鋼外表面の接触面
積を許すかぎり大きくして早い時間での厚い凝固シェル
層を生成せしめ、内部熱応力の引張り、ねじり等を緩和
させて亀裂発生を防止することを特徴とするものである
。

以下、添付図面に基づき詳細に説明すれば、まず第１図
において、１は鋳型、２は該鋳型１の内部にその横断面
形状が丸形または丸形状に対して横断面形状の充填率が
７５％以上で形成された内周面である。

なお便宜上、実施例にあっては内周面２は丸形状を開示
するもので、以後丸形状についてのみの説明とし、丸形
状に対して鋳型の横断面形状の充填率が７５％以上で形
成された内周面を有する鋳型においてはその説明を省略
する。

そして本考案にあってはこの内周面２に２０〜３２のピ
ッチ数でしかも下記関係式を満足すべき振幅比を有する
フリュート形状３を成形してなるものである。

ただし Ｐ：振幅比 Ｌ：鋳型内周面における谷部径 ！ ”、 Ｉ Ｉ 山部径ここにおいて
上記フリュートのピッチ数を２４〜３２に限定したのは
鋳型内周面における谷部径りおよび山部径ｌとの関係か
らピッチ数が２０以下になるとフリュート形状３が粗く
なって造塊時の凝固過程における溶鋼の接触面積が少な
くなり、その結果、鋼塊外表面への早い時間での凝固シ
ェル層の生成に効果が無く、内部熱応力が起因する亀裂
発生の防止に期待がもてない。

さらにピッチ数が３２以上になるとフリュート形状３が
密となって接触面積が多くなる反面、鋳型自体の溶損を
招き、その寿命の低下をきたすためである。

またフリュートの振幅比においても上述と同様のことが
言え、したがって上記関係式を満足すべくその振幅比を
２．２〜３．２％の範囲内に限定したものであり、次に
その実験結果に基づきそれを実証する。

ます鋼種としては、低炭素Ｃｒ−Ｍｏ鋼および高炭素鋼
の割れ感受性の強いもので、鋳込温度１５７０〜１６１
０℃、鋳込速度５０〜２００ ｍｍ／ｍｉｎとなし、か
つ下記表に示す条件のもとて上記関係式より得られた異
なる振幅比の７リユート形状を有する鋳型を用いて鋼塊
を造塊した。

その結果は第２図に示す。

この第２図のグラフ図より、鋳型の内周面に成形される
フリュートの振幅比を上げることで鋼塊外表面に対する
亀裂発生の減少が計られ、しかも振幅比が約２．２％以
上になると完全に鋼塊外表面への内部熱応力に対する亀
裂発生が皆無であることを確認し、さらに振幅比が約３
．１％以上になると反対に鋳型自体の溶損を招いてその
寿命の低下をきたす結果になることを見出し、このこと
がらフリュートの振幅比を２．２〜３．２％範囲内に収
まるよう上記関係式をもって成形するのが望ましい このように本考案は特にエルハルト法に供される特殊鋼
の鋼塊を造塊するに際し、その使用に供する丸形または
丸形状に対して鋳型の横断面形状の充填率が７５％以上
で形成された該鋳型横断面の全内周に、２０〜３２のピ
ッチ数でしかも鋳型内周面における谷部径と山部径との
関係より導びき出される２、２〜３．２％範囲内の振幅
比が満足すべきフリュート形状を成形してなるものであ
り、したがって鋼塊の外表面に、内部熱応力の引張り、
ねじり等を緩和しうる凝固シェル層が早い時間で生成し
えて亀裂発生を防止することができ、また鋳型自体の溶
損防止も兼ね備えているという優れた効果を有する鋳型
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の鋳型の一実施例を示すものであり、第１
図はその内周面にフリュート形状の成形状態を示す横断
面図、第２図は同様にフリュートの振幅比に対する造塊
される鋼塊および鋳型自体への影響状態を示すグラフ図
である。 １は鋳型、２は内周面、３はフリュート形状、Ｐは振幅
比、Ｌは鋳型内周面における谷部径、ｌは鋳型内周面に
おける山部径。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １型または丸形状に対して鋳型の横断面形状の充填率が
   ７５％以上で形成された該鋳型横断面の全内周に、２０
   〜３２のピッチ数でしがも下記関係式により導き出され
   る振幅比２．２〜３．２％をもってフリュート形状を形
   成してなる鋳型。 ただし Ｐ：振幅比 Ｌ：鋳型内周面ＩＣＪｉ？ける谷Ｓ径 ｔ： ｌ ＩＩ 山部径