JPH01271030A - 複層鋳片の連続鋳造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面の一部又は複数個所に組成の異なる層を
形成した複層鋳片を、溶融状態から連続的に製造する方
法に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造によって複合鋼材を製造する方法として、長さ
の異なる２本の浸漬ノズルを鋳型内にある溶融金属のプ
ールに挿入し、それぞれのノズルの吐出孔位置を鋳造方
向の異なる位置に設け、異種の溶融金属を注入する方法
が、特公昭４４−２７３６１号公報で提案されている。

しかし、単に２本の浸漬ノズルで鋳型内の鋳造方向の異
なる位置で異種金属を注入するようにしただけでは、異
種金属の鋳型内における吐出位置又は吐出流のパターン
をいかに調整しようとも、注入の進行、すなわち鋳造の
進行と共に異種の溶融金属間での混合が生じる。そのた
め、鋳片の表層から内部にかけて、厚み方向に関して濃
度が変化する境界相が形成される。或いは、表層と内部
との境界が極めて不鮮明な鋳片となる。

そこで、特公昭４９−４４８５９号公報では、鋳型に注
入された異種の溶融金属間に耐火物製の隔壁を設けて、
連続鋳造する方法が提案されている。しかし、異種溶融
金属の混合を抑えるためには、充分な大きさの耐火物隔
壁を鋳造空間に挿入することが必要になる。そのため、
鋳造上に新たな問題が生じる。たとえば、耐火物隔壁が
大きくなるに伴って、それが凝固中のシェルに接触する
危険性が高くなる。この接触があると、シェルに捕捉さ
れて耐火物が破損したり、シェルが敗れてブレークアウ
トを発生することにもなりかねない。また、高温の溶融
金属に浸漬された耐火物隔壁は、物面的強度の点でも問
題があり、鋳造中に溶損或いは破損して本来の目的が達
成できないばかりか、ストランド中に巻き込まれた耐火
物は、鋳造作業及び製品品質に悪影響を与える。

本発明者等は、この耐火物隔壁が持つ欠点を解消するた
め、鋳型内に注入された異種の溶融金属を仕切る手段と
して静磁場を利用した方法を開発し、これを特願昭６１
−２５２８９８号として出願した。

この方法においては、鋳造方向に対して垂直な方向に鋳
片全幅にわたって磁力線が延在するような静磁場を形成
させ、この静磁場を境界としてその上下に異種の溶融金
属を供給している。この静磁場により電磁ブレーキが働
き、静磁場帯での溶融金属の流れが制動される。その結
果、上下層が接する位置での上下層の混合を最低限に抑
えることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにして異種金属相互の混合が少なく、表層と内
部との境界部が明瞭な複層鋳片が得られる。得られた複
層鋳片は、たとえば普通鋼組成をもつ内部の全周をステ
ンレス鋼組成をもつ表層で覆ったも′のとなる。しかし
、複層鋳片としては、全集を異種の材料で覆ったものの
他に、表面の一部に異種材料の層を形成したものに対す
る需要が大きい。たとえば、レール用鋼では、表層部を
耐摩耗性に優れた鋼材とし、基部を靭性に優れた鋼材と
している。また、構造用材料においては、片面のみが耐
食性に優れた材料で、他面が強度を有する鋼材からなる
複合材料が必要とされる場合がある。

ところが、前述の特公昭４４−２７３６１号公報或いは
特公昭４９−４４８５９号公報に記載されている方法に
よっては、このような表面の一部に異種材料層を設けた
複層鋳片を製造することはできない。また、本発明者等
が提案した特願昭６１−２５２８９８号の方法において
も同様である。

そこで、本発明は、鋳型内壁におけるシェルの成長を鋳
造方向と直角な方向に関して局部的に制御することによ
り、表面の選択された一部のみに異種材料層を形成した
複層鋳片を製造刷ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の連続鋳造方法は、その目的を達成するために、
鋳型に供給された溶融金属の湯面レベルよりも下方の位
置で、鋳片全幅にわたって磁力線が延在する静磁場を印
加し、この静磁場帯を境として上下に異なる金属を供給
することにより複層鋳片を連続鋳造する際に、前記湯面
レベルから少なくとも前記静磁場帯の下部にまで垂直方
向に延びる断熱帯又は加熱帯を、前記鋳型の一部又は複
数個所に設けたことを特徴とする。

〔作用〕

前掲した従来の方法によって製造される複層鋳片にふい
て、内部の材料と異なる種類の材料層が外周の全面に形
成されるのは、鋳片の表裏両面共に、外層シェルの成長
を同様な条件下で行うためである。これに対し、本発明
の鋳造方法においては、鋳型の一部又は複数個所に、湯
面レベルから少なくとも静磁場帯の下部にまで垂直方向
に延びた断熱帯又は加熱帯を設けている。

第１図は、本発明の連続鋳造によって生成するシェルの
゛成長過程を説明するための図である。

、連続鋳造用鋳型１の内部に、それぞれ長さの異なる浸
漬ノズル２，３が浸漬されている。これら浸漬ノズル２
，３から、それぞれ種類の異なる溶融金属４．５を連続
鋳造用鋳型１内に注入する。

外層６を形成する溶融金属４は、短い浸漬ノズル２から
連続鋳造用鋳型１内に供給され、鋳型の冷却面と接触し
てシェルを形成する。このシェルが鋳造方向すなわち下
方に行くに従って成長し、外層６となる。母材＠５７を
形成する溶融金ｒＲ５は、長尺の浸漬ノズル３から連続
鋳造用鋳型１の深い部分に供給される。

ここで、溶融金属４．５が互いに混じり合うことを防止
するため、鋳造方向に対して直角な方向に磁力線が働く
静磁場を形成する磁石８を配置している。この静磁場に
より、溶融金属４，５の流動が制動され、溶融金属４．
５の境界面における乱れが抑制される。この点は、先願
の特願昭６３−１０８９４７号の明細書で説明したもの
と同様である。

本発明においては、連続鋳造用鋳型１の辺の一部内面に
断熱帯又は加熱帯９を設けている。この断熱帯又は加熱
帯９は、外層６の成長を抑制するため、溶融金属４の湯
面レベルＬから静磁場帯の少なくとも下部まで垂直方向
に延びている。したがって、断熱帯又は加熱帯９がある
部分では、外層６となるシェルの成長が抑制され、母材
ｎ７の材料が表面に露出した鋳片が得られる。そして、
連続鋳造用鋳型１に対する断熱帯又は加熱帯９の配置形
態を変えることによって、鋳片の必要とする表面部分に
のみ、母材部７の材料とは異なる材料でできた外層６を
形成することができる。

ここで使用する加熱帯としては、高周波誘導加熱、電気
抵抗加熱等を組み込んだグラファイト製鋳型、セラミッ
クス鋳型等がある。また、断熱体としては、グラファイ
ト製鋳型、セラミックス鋳型等がある。

〔実施例〕

第２図の平断面図で示すように、連続鋳造用鋳型１の一
部内面に加熱帯９を設けた。そして、第２図のＩ−１線
に沿った断面図である第３図で示すように、浸漬ノズル
３から普通鋼組成をもつ溶融金属５（融点１４９６℃）
を注入し、浸漬ノズル２から５ＵＳ３０４組成をもつ溶
融金属４（融点１４５０℃）を注入した。このとき、連
続鋳造用鋳型１の抜熱能力は、通常の水冷銅鋳型と同等
とした。また、加熱帯９としては、電気抵抗加熱を組み
込んだセラミックス製鋳型を使用し、加熱帯９に接する
部分を溶融金属４は凝固するが溶融金Ｗｊ４５は凝固し
ない温度条件に維持した。

これによって、第４図に示すように、鋳片の片面にのみ
厚み２０Ｍの外層６が形成され、他の部分は母材部７が
表面まで達した複層鋳片を製造することができた。また
、外層６と母材部７との境界では、脆い化合物が生成す
ることなく、成分及び組成が明確に異なる界面が形成さ
れた。したがって、得られた鋳片を目標板厚に圧延した
場合においても、外層６の剥離は見られなかった。また
、外層６は耐食性及び外観に優れ、母材部７は溶接性に
優れているため、建材等の各種構造用材料として利用す
ることができた。

以上の例は、２層のステンレス張り鋼板を製造する場合
を説明した。しかし、本発明は、これに拘束されるもの
ではなく、連続鋳造用鋳型１に対する断熱帯又は加熱帯
９の配置形態如何によって種々の状態で外層６を設けた
複層鋳片を製造することができる。第５図は、その数例
を示す。

同図（ａ）の複層鋳片は、母材部７の３辺に外層６を設
けた例であり、この場合には連続鋳造用鋳型に対して一
点鎖線で示すように断熱帯又は加熱帯９を配置する。同
図（ｂ）の複層鋳片は、母材部７表面の一部に外層６を
設けた例である。また、同図（Ｃ）の複層鋳片は、表裏
両面に外層６を設け、側面に母材部７が露出したもので
ある。そして、同図（山の複層鋳片は、表面の複数個所
に外１６を形成した例を示す。

このように、連続鋳造用鋳型１に対する断熱帯又は加熱
帯９の配置形態を適宜選択することによって、母材部７
の必要とする個所に外層６を形成することができる。

〔発明の効果〕

以上に°説明したように、本発明においては、鋳型内に
注入された異種の溶融金属を冷却・凝固して複層鋳片を
製造するに当たり、鋳型の水平断面に沿った冷却能力を
断熱帯又は加熱帯により変更している。そのため、鋳造
方向に関して鋳型内面の一部では外層となる溶融金属が
凝固してシェルを形成するが、他の部分では母材部とな
るシェルが形成される。そして、この外層の形成個所は
、断熱帯又は加熱帯の配置形態を変えることによって、
自由に調整することができる。そのため、従来では圧接
や溶接等で製造されていたクラツド鋼板が溶融金属から
直接製造できることは勿論、レール用鋼、構造用鋼等の
製品に応じて外層を形成した複層鋳片を製造することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図であり、第２図、第
３図及び第４図は本発明実施例を説明するための図であ
り、第５図は外層の形成に関する数例を示す。 １：連続鋳造用鋳型　　　　２．３＝浸漬ノズル４．５
：溶融金属　　　　　　６：外層７：母材部　　　　　
　　　８：＠石 ９：断熱帯又は加熱帯 特許出願人　　　　新日本製鐵　株式會社（ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鋳型に供給された溶融金属の湯面レベルよりも下方
   の位置で、鋳片全幅にわたって磁力線が延在する静磁場
   を印加し、この静磁場帯を境として上下に異なる金属を
   供給することにより複層鋳片を連続鋳造する際に、前記
   湯面レベルから少なくとも前記静磁場帯の下部にまで垂
   直方向に延びる断熱帯又は加熱帯を、前記鋳型の一部又
   は複数個所に設けたことを特徴とする複層鋳片の連続鋳
   造方法。