JPH0464768B2 - - Google Patents

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〕

連続鋳造によつ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
伴なつて、それが凝固中のシエルに接触する危険
性が高くなる。この接触があると、シエルに捕捉
されて耐火物が破損したり、シエルが敗れてブレ
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、
物理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つ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
覆つたものとなる。しかし、複層鋳片としては、
全集を異種の材料で覆つたものの他に、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、基部を靱性に優れた鋼
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
によつては、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エルの
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することを
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、鋳片全幅にわたつて磁力線
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つて製造される複層鋳
片において、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、外層シエ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つて生成する
シエ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
却面と接触してシエルを形成する。このシエルが
鋳造方向すなわち下方に行くに従つて成長し、外
層６となる。母材部７を形成する溶融金属５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
がつて、断熱帯又は加熱帯９がある部分では、外
層６となるシエルの成長が抑制され、母材部７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つて、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アイト製
鋳型、セラミツクス鋳型等がある。また、断熱体
としては、グラフアイト製鋳型、セラミツクス鋳
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−線に沿つた断面図である第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SUS304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、通常の水冷鋼鋳型と同等とした。ま
た、加熱帯９としては、電気抵抗加熱を組み込ん
だセラミツクス製鋳型を使用し、加熱帯９には接
する部分の溶融金属４は凝固するが溶融金属５は
凝固しない温度条件に維持した。

これによつて、第４図に示すように、鋳片の片
面にのみ厚み20mm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。したがつ
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つた。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つて
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
に対して一転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
ｄの複層鋳片は、表面の複数個所に外層６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
つて、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
に沿つ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エル
を形成するが、他の部分では母材部となるシエル
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つ
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図は本発明の原理を説明する図であり、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：
磁石、９：断熱帯又は加熱帯。

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、鋳片全幅にわたつて磁力線が延
   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。