JPS6120647A - 連続鋳造によるクラツド鋳片の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、連続鋳へによるクラッド鋳片の製造方法に
関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

一般に、クラツド鋼板は、切羽板にステンレス鋼等の合
せ材を圧延等種々の加工手段１（より圧着して、製造さ
れている。しかし、これらの方法は。

時間と手間がかかり、クラツド鋼板の製造コストが高く
なる難点があった。

そこで１本発明者Ａｌｊ、は、クラツド鋼板を安価に得
ることを可能にするものとして、連続鋳造によるクラッ
ド９１片の製造方法を、先項Ｉ特願昭５８−２８４、９
１号として提案した。

この提案し／ζクラッド鋳片の製造方法は、第６図に示
すように、タンディツシュ］の直下に設けた垂直モール
ド２内に、モールド２の内面に接するように１例えば一
対の長辺側合せ材３ａど一対の短辺側合せ材３ｂとを溶
接しながら、垂直に連続的に供給し、これと同時にモー
ルド２内の合せ４Ｊ’　””１３ｂ　　に囲まれた空域
に、タンディツシュｌから溶’Ａ４４を連続的に注入し
て、未凝固鋳片の外面が合せ材３ａ、３ｂに溶着した未
凝固クラッド鋳片５を形成させ、この未凝固クラッド鋳
片５を垂直モールド２から連続的に引抜き、冷却して、
クラッド鋳片１例えば合せ材を四面に有する三層のクラ
ッド鋳片を得るようにしだものである。

このようにして製造されたクラッド鋳片を所望の板厚に
圧延すれば、容易にクラツド鋼板が得られる。板厚の薄
いクラッド鋳片を製造すれば、圧延することなくそのま
まで、クラツド鋼板を得ることが可能となる。

ところで、上記製造方法においては、長辺側合せ材３ａ
を、矯正ロール６による矯正と溶鋼４との溶液とをし易
くするために、加熱器７によシ予熱するものとし、短辺
側合せ材３ｂについても予熱することが望ましいとして
いたが、これら合せ材３ａ。

３ｂ　　を、溶鋼４と溶着し易くするだめの予熱温度に
ついては、必ずしも明らかでなかった。

本発明者等は、上記製造方法に基づき、小型連続鋳造試
験装置を使用して、クラッド鋳片を試験的に製造する過
程で、モールド内に供給する合せ材の予熱温度が、母材
と合せ材間の溶着性を大きく支装置−ており１合せ材の
溶着性に優れたクラッド鋳片を製造するためには１合せ
材の予熱温度と合せ材の強冷開始時期とが適切で“なけ
ればならないことを知見（７だ。特願昭５８−２８４．
９１号の製造方法では、合せ材の予熱ちるいは冷却が不
適切であったために１合せ材の溶着性が不良になったと
いうことになりかねず１合せ材の溶着性に優れたクラッ
ド鋳片を安定して製造することができない。

〔発明の目的〕

この発明は、上記観点に鑑み１合せ材の溶着性に優れた
クラッド鋳片を安定して製造することの゛できる。連続
Ｕｊ造によるクラッド鋳片の製造方法を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、タンディツシュの直下に設けた垂直モール
ド内に、４００〜１２００℃の温度に加熱した合せ拐を
、前記合せ材の外面を前記モールドの内面に接するよう
に、垂直に連続的に供給し。

これと同時に、前記タンディツシュ内の溶鋼を。

前記モールド内の前記合せ材の内側に注入して。

前記溶鋼が凝固して前記合せ材の外面に溶着したからの
前記合せ材について定められた時間の経過後に１強冷す
ることに特徴を有する。

〔発明の構成〕

上述したように、本発明者等は、先に提案した蒔願昭５
８−２８４９１号の製造方法に基づき。

小型連続鋳造試験装置を使用して、クラッド鋳片を試験
的に製造する過程で、合せ劇の予熱温度と強冷開始時期
とが、母材と合せ材間の溶着性を大きく支配しているこ
とを知見した。

第３図（ａ）〜（ｄ）は、小型連続鋳造試験装置の垂直
モールド内に、予熱温度を変えて合せ材を供給したとき
の１合せ材と溶鋼の界面の様子を伝熱計算により求め１
図示したものである。

ここで、８は合せ材、９はモールド内の溶鋼、１０は溶
銅りの湯面、２１は凝固界面の液相線（ｆＢ＝ｏ　）　
−ｆＳｌｄ凝固界面の固相線（ｆ、　＝　１．０）−Ｔ
は合せ材１０の予熱温度である。合せ材８の予熱温度Ｔ
ｉ−］ニー予熱した合せ材８がｄ鋼の湯面１゜に達した
時点での合せ材８の温度で表示しである。

第３図（ａ）ｌ−１１１合せ材８に予熱を行なわなかっ
た場合である。合せ材８の外面の冷却は、空冷程度の弱
冷と１通常、連続鋳造で行なわれる直接まだは間接の水
冷、仔度の強冷とについて求めたが１図にはこれらを区
別することなく図示しである。

第３図（ａ）では、湯面１０下で立ち上っだ「・１相腺
２ｓ　　は、鋳片引抜き方向に行くに従ってそのまま上
昇しており、合せ材８の溶鋼９との界面は溶融温度に達
することがない。

第３図（ｍｌから１合せ材８の予熱を行なわない場合に
は１合ぜ材８の冷却を大幅に緩和しても１合せ材８の溶
鋼９との界面が溶融温度に達することがなく、従って、
溶鋼９から形成される母材に合せ材８が溶着し得ないこ
とが予想されるが、挙実−そのことが鋳造試験でも確認
されている。

第３図（ｂ）は１合せ材８を４００℃に予熱した場合、
第３図（ｃ）は、同じく１２００℃に予熱した場合で１
合せ材８の冷却は、両者とも弱冷としである。

これらの場合には、固相線２ｓが湯面１０下の所定領域
で合せ材Ｂ内に入り込んでおり１合せ材８の溶鋼９との
界面がａまたはｂの地点で溶融温度に達し、固液共存状
態が作り出されている。

従って１合せ材８を４００〜］２００℃に予熱した場合
には、母材と合せ材とが良好に溶着することが予想され
る。しかし５合せ材８を］、２０１０℃に予熱した場合
は、第３図（Ｃ）の地点Ｃで示すように１合せ材８の溶
融が進んで溶断や破断が生じ。

未凝固クラッド鋳片の引抜きができなくなる。そのため
、この場合には１合せ材８の強度が存在する時点で１合
せ材８の外面の冷却を強化してやることが必要である。

第３図（ｄ）は１合せ材８を１０００℃に予熱した場合
で、ここでは１合せ材８の外面の冷却を、初め弱冷とし
１合せ材８に半分の厚みの強度が保証される地点ｄで１
強冷に切替えて因る。

第３図（ｄ）では、同相線２ｓがｅの地点で合せ材８に
入り込んで１合せ材８の溶鋼９との界面が溶融温度に達
しだあと、冷却を強冷に切替えた地点ｄから固相線ｙｓ
が」二昇して、合せ材８の溶融が止まり回復している。

従って、この場合に幻−母相と訃せ材８の（容部性を充
分に保証でき、かつ、未凝固クラツド１？片の引抜きに
も支障がないようにできる。

第４図は、合せ材として、厚さ５　ｍｓのオーステナイ
ト系ステンレス１ｓＵｓ３０４を用い、母材の溶鋼とし
て、４０に機械構造用鋼相当の溶鋼を用いて、クラッド
鋳片を鋳造したときの、溶着開始線島と溶断発生限界線
Ｌ２　　とを１合せ材の予熱ｉ昆ＩＩ　Ｔと溶鋼注入後
の経過時間ｔとに対して図示したものである。

なお１合せ材外面の一次冷却は、空冷の他、黒鉛耐化物
による方式、間接弱冷構造の高融点金属体やサーメット
による方式など種々の冷却方式により行なった。

ここで、溶着開始線１１の溶着開始とは１合せ材の溶鋼
との界面が溶融塩Ｊ￥になって固液共存状態に達したこ
とを、溶断発生限界線１２の溶断発生限界とは１合せ材
が外面まで溶融温度に達して、剛性がなくなったことを
表わす。

従って、合せ材の予熱温度Ｔと１合せ材の強冷開始時期
として溶鋼注入後の経過時間ｔとを、第４図の曲１腺１
１と１２　で挾まれる領域Ａ内で適宜選べば１合せ材の
溶着性に優れたクラッド鋳片が得られることになる。

合せ材として５ＵＳ３０４を、母材の溶二刷として４０
ＫＳｉ−Ａｅキルド鋼相蟲の溶鋼を用いて、小型連続鋳
造試験装置により製造したときのクラッド調片の、母材
と合せ材との接合面の金属組織の顕微鏡写真を、第５図
（、、）　、　（ｂ）に示す。

第５図（ａ）は、第４図の点ｆで表わされる予熱温度Ｔ
に合せ材を予熱し、溶鋼注入後の経過時間ｔで合せ材の
強冷を開始した場合で、合せ材と母材とが溶着してい身
いことがわかる。第５図（ｂ）超：。

第４図の点２で表わされる予熱温度Ｔに合せ材を予熱し
、溶鋼注入後の経過時間ｔで合せ材の強冷を開始した場
合で、合せ材と母材とが完全に溶着していることがわか
る。

以上のようなことから、この発明においては。

合せ材の予熱温度を４００〜１２００℃とする。

これは、母材と合せ材の組合ぜとして、母材に低、中炭
素鋼、低合金鋼を１合せ材に高炭素鋼、高合金鋼を用い
る通常の組合せであるかぎり、４００〜１２００℃の予
熱温度で、合せ材の溶着性を保証できるからである。合
せ材の温度が４００℃未満になると１合せ材の溶着性が
得られなくなり。

寸だ、１２００℃を越えると１合せ利の引張り強Ｉｔが
著しく低下して１合せ材が変形したり破断する問題が生
ずる。

この発明においては１合ぜ材の冷却開始時期を溶鋼の注
入から所定時間経過後とするが、この冷却開始時期は１
合せ材の溶鋼との界面が溶融温度に達して、固液共存状
態が充分に作り出され、かつ。

合せ材の剛性か末だ失なわれない時点に定めることが必
要である。この場合１合せ材の溶鋼との界面が溶融温度
に達す、る時期が１合せ材の予熱温度の他、合せ材の板
厚や溶鋼の注入条件（注入時の溶鋼温度、注湯部での溶
鋼の攪拌強度）、母材と合せ材の組合せの種類によって
変わるので、これらを考慮して、合せ材の冷却開始時期
を定める。

第１図は、この発明の詳細な説明図である。

第１図において、１］はタンディツシュ］の直下に設置
された矩形状の垂直多段モールド、　３ａはモールド１
１に、その長辺側内面に接するように連続的に供給され
る長辺側合せ材、　３ｂはモールド１１に、その短辺側
内面に接するように連続的に供給される短辺側合せ材で
ある。一対の長辺側合せ材３ａと一対の短辺側合せ材３
ｂは、各々矯正ロール６．１２で下方向に直角に折曲さ
れたのち、溶接器１３での溶接によって矩形の角筒に成
形され、次いで急速加熱器１４の加熱コイルにより、　
４００〜１２００℃の所定予熱温度に加熱されて、モー
ルドココ内に案内される。なお、７は長辺（１４１１合
せ材３ａを加熱して、矯正し易くする加熱器で、同様な
加熱器によって短辺側合せ材３ｂも加熱するとと７５：
よい。

モールドｌｌ内に合せ材３ａ、３ｂが案内されると。

これと同時にタンディツシュ１内の溶鋼４が、タンティ
ッシュ１底部の注入ノズル］５を通して。

合せ材３ａ　＋’　３ｂが形成する空域内に注入される
。

なお、配管１６から不活性ガスを合せ材３ａ、３ｂが形
成する空域内に導入して、酸素濃度を〕Ｏチリ下とし１
合せ４ｉ’　３ａ　、　　３ｂの内面と湯面の溶鋼とが
酸化されるのを防ぐことが好ましい。

モールド１１は、モールド内を弱冷可能とした上段部１
　ｊ、ａと、モールド内を強冷可能としだ下段部１１１
）とからなる。このようなモールドとしては。

第２図（ａ）に・ｔすように、上段部を間接水冷式のセ
ラミックモールド１７とし、下段部を鋳鉄等からなるグ
リッド」８で形成して、その背面にスプレーノズル〕９
を設けた構造のモールドや、第２図（ｂ）（示すように
、上段部、下段部ともグリッド１８で形成して、その背
面にスプレーノズル１９を、上下動可能に設けて、強冷
開始位置を調整可能にした構造のモールドを用いること
ができる。

なお、第１図で２０はモールド１１内の湯面近傍の溶鋼
を攪拌するための電磁コイルである。

モールドｌｌ内で合せ材３ａ、、３ｂが形成する空域に
注入された溶鋼は、モールド９の弱冷を行なう上段部１
．ｌａで緩つくりと凝固し始める。このとき、溶鋼と接
触した合せ材３ａ、３ｂは、溶鋼との界面が溶融温度に
達して、固液共存状態を経るの°　　で、溶鋼が凝固し
たシェルと溶着する。次いで溶鋼は、モールド１１の下
段部１１ｂで強冷され、急速に凝固が進行して１合せ材
３ａ、、３ｂを表面に有する未凝固クラッド鋳片５とな
る。

モールド１１の下段部１１ｂを経た未凝固クラッド鋳片
５は１次いでモールド１１の下方に設置した冷却ノズル
２］から冷却水を吹付けられながら。

サポートロール２２を案内として、ピンチロール２３に
よってモールド１１から引抜かれる。モールド］１から
引抜かれた未凝固クラッド鋳“片５は。

完全に冷却さ五て、最終的に全面が合せ材で覆われたク
ラッド鋳片となる。

このようにして製造されたクラッド鋳片を所望の板厚に
圧延すれば、容易にクラツド鋼片が得られ、また板厚の
薄いクラッド鋳片を製造すれば。

圧延することなくその−ままで、クラツド鋼板を得るこ
とが可能となる。

〔発明の効果〕

以」二説明したように、この発明によれば、クラツド鋼
板が容易に得られ、クラツド鋼片の製造コストを大幅に
低減することが可能なりラッド鋳片を、安定して合せ月
の溶着性が良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明図、第２図（ａ）。 （ｂ）ｉｌ″１．それぞれこの発明の方法で用いられる
モールドの概略断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は合せ材
と溶鋼の界面の様子を示した説明図、第４図６′：１、
台せ材の溶着開始線、１．１と溶断発生限界線１２とを
図示したグラフ、第５図（ａＪ、（ｂ）　１ｌ−１：合
せ材と母材の接合部の金属組織を示゛す顕微鏡写真、第
６図は従呆の方法の説明図である。図面において、 トタンデイソ／ユ＋　　３ａ・・・長辺側合せ材、３ｂ
・−炉辺４１１１１合せ月、４，９・・溶；鋼。 ５・・未凝１．’ｒｌクラッド鋳６．］２・・・矯正ロ
ール。 片、　　　　　　　　７・・−加熱器。 ８・合せ材、１０・・・湯面。 １１・多段モールド−１１ａ・・上段部。 ＩＦｂ　　下段部、１３・・溶接器、 １４・急速加熱’ＡＬ　　　　１５・・・注入ノズル。 ２〕・スプレーノズル＋　２２・・・サポートロール。 ２３・・ピンチロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンデイツシユの直下に設けた垂直モールド内に、４０
   ０〜１２００℃の温度に加熱した合せ材を、前記合せ材
   の外面を前記モールドの内面に接するように、垂直に連
   続的に供給し、これと同時に、前記タンデイツシユ内の
   溶鋼を、前記モールド内の前記合せ材の内側に注入して
   、前記溶鋼が凝固して前記合せ材の外面に溶着した未凝
   固クラッド鋳片を形成させ、次いで、前記モールド内の
   前記未凝固クラッド鋳片を、前記溶鋼の注入時からの前
   記合せ材について定められた時間の経過後に、強冷する
   ことを特徴とする連続鋳造によるクラッド鋳片の製造方
   法。