JPH0562036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クラツド鋼板の製造方法に関する。

（従来技術とその問題点） 鉄鋼材料の表面に他の合金鋼や非鉄合金層を形
成したクラツド鋼板は、各々の金属材料の特徴を
生かし、耐蝕性、耐熱性、耐摩耗性、耐割れ性等
への要求の高度化に応じ得る複合金属材料であ
り、石油化学プラント、海水淡水化装置、ケミカ
ルタンカー等に広汎に使用されている。

これらのクラツド鋼の製造方法において、多品
種のクラツド鋼板の製造に最も適した方法とし
て、圧延方法がある。この方法は、母材鋼原板と
合せ材原板とをサンドイツチ状にあるいはセミサ
ンドイツチ状に積層し、排気口を通して内部を強
制排気した後、密封したコンポジツトを熱間圧延
により合せ材と母材鋼を接合させる方法である。

しかしながら、合せ材の高温変形抵抗が母材鋼
より高いクラツド鋼板を従来の圧延接合法により
製造した場合、圧延後の延板における合せ材の先
後端から1000から2000mmの範囲にわたり、合せ材
厚が中央部の合せ材厚よりも厚くなるという現象
が生じていた。この先後端部における合せ材厚の
厚肉化の程度は、合せ材品種に依存しているが、
大略、先後端部の合せ材厚は中央部の合せ材厚の
1.1から6.倍程度である。このため、母材鋼より
高い高温変形抵抗の合せ材を有するクラツド鋼は
高い歩留まりでは製造出来ないという技術的欠点
があつた。すなわち、具体的には、圧延後の先後
端における合せ材厚の厚肉化のため、以下に示す
ような技術的問題があつた。

圧延後において、所定の合せ材長さが確保出
来ないため、製品を採取し得ないという大きな
問題があつた。このため、コンポジツト設計の
段階で予め合せ材原板の厚み或いは合せ材原板
の圧延方向長さをその長さ不足相当分だけ大き
く設計しておく必要があつた。

圧延後の先後端部の母材鋼厚は、合せ材の場
合とは反対に中央部に比べて薄くなつているた
め、先後端部の切り捨て量を出来るだけ少なく
して、かつ母材鋼厚の下限公差を満足させるに
は、圧延仕上がり板厚を予め厚くしておく必要
があつた。

合せ材厚公差および母材鋼厚公差に加えて、
さらに全厚の上限公差が厳しく設定された場
合、先後端部の切り捨て量を大きくして、先後
端部の合せ材厚不均一部を切り捨てることを余
儀なくさせられていた。

このように、従来技術では、圧延によるクラツ
ド鋼板は、極めて低い歩留まりでしか製造し得な
いという大きな経済的問題もあつた。

（発明の課題） 本発明は上記従来技術の欠点を解消し、母材鋼
より高い高温変形抵抗の金属材料を合せ材として
用いる場合に、クラツド鋼板を均一に、且つ歩留
まりよく製造することのできる方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題解決のための手段） 本発明は、従来法の欠点がコンポジツトの先後
端部における合せ材原板と母材鋼原板の接触角度
が略直角になつていることから、合せ材端部と母
材鋼の接触部での歪集中が大きくなり、変形抵抗
の小さい母材鋼部の方が合せ材部に比して大きく
変形して肉厚のアンバランスが生ずることに着目
し、合せ材原板として圧延方向の端縁に、母材鋼
原板側に向くようにテーパを形成した合せ材を用
い、合せ材端部と母材鋼との接触部における歪集
中を小さくして均一な合せ材厚を有するクラツド
鋼板を高い歩留まりをもつて製造せんとするもの
である。

すなわち、本発明の要旨とするところは、 「セミサンドイツチ型またはサンドイツチ型の
コンポジツトを形成するにあたり、 母材鋼より
高い高温変形抵抗を有する金属材料の合せ剤原板
の圧延方向での端縁に、母材鋼との接触部におけ
る歪集中を小さくするテーパを、母材鋼原板側に
向くように形成させることを特徴とするクラツド
鋼板の製造方法」にある。

以下、本発明を添付図面に示すコンポジツト形
態に基づいて詳細に説明する。

（実施例） 第１図ａは、本発明に従つてクラツド鋼板を製
造するのに用いられるサンドイツチ型コンポジツ
トの圧延方向に平行な概略断面図で、第１図ｂは
テーパ付２層構造合せ材原板の圧延方向に平行な
概略断面図である。１は母材鋼原板、２は母材鋼
より高温変形抵抗の大きい合せ原板、３は分離
材、４はインサート金属、５は合せ材原板の圧延
方向先後端部に形成したテーパ、６はZr、Ti等
の酸化物、窒化物形成物質、７は枠材、８は排気
孔、９は排気パイプ、１０は密封溶接部、１１は
合せ材原板同志の溶接部、１２は母材鋼原板に形
成したテーパである。まず第１図ｂに示す如く、
テーパを形成させた２枚の合せ材原板２を、分離
材３を介して、おのおののテーパが母材鋼原板側
を向くように相対させて配置し、しかる後シール
ド溶接１１を施して、テーパ付２層構造合せ材原
板を形成する。次に圧延時、コンポジツトの先後
端部において、母材鋼の折れ込み防止のためにテ
ーパ１２を構成した母材鋼原板１にインサート金
属４を介してテーパ付２層構造合せ材原板（第１
図ｂ）を配置する。その後、枠材７を２層構造合
せ材原板の周囲に置き、側端部に位置した枠材７
と合せ材原板２との間隙には、Zr、Ti等のガス
吸収物質６を挿入して、枠材７と母材鋼原板１を
密封溶接１０した後、排気孔８と排気パイプ９を
通して強制排気し、コンポジツト内部と外気を遮
断する。このコンポジツトを加熱後熱間圧延し、
その後周囲を切断して２枚のクラツド鋼板を分離
する。

第２図ａは本発明の他の実施方法に用いられる
セミサンドイツチ型コンポジツトの圧延方向に平
行な概略断面図で、第２図ｂはテーパ付合せ材原
板の圧延方向に平行な概略断面図である。第１図
と同一の番号は同一の機能を有する部材、部分を
示す。ここで、２５は合せ材原板とダミー板３１
の固定板、２６は固定板２５と合せ材原板との溶
接部、２７は固定板２５とダミー板３１との溶接
部である。このコンポジツト組立においては、上
下にテーパ５を形成させた合せ材原板２をサンド
イツチ型コンポジツトと同様に圧延方向の先後端
部にテーパを形成した母材鋼原板１にインサート
金属４を介して配置し、合せ材原板２の上に母材
鋼原板１と同様に先後端部にテーパを有するダミ
ー板３１を分離材３を介して配置する。なお、テ
ーパ付合せ材原板２とダミー板３１は固定板２５
を用いて溶接部２６と２７により固定されてい
る。次に枠材７を合せ材原板２の周囲に置き、側
端部に位置した枠材７と合せ材原板２との間隙に
はガス吸収物質６を挿入し、枠材と母材鋼原板１
及びダミー板３１を密封溶接する。このコンポジ
ツトを加熱し、熱間圧延してその後周囲を切断
し、ダミー板を分離する。

次に本発明を具体例によりさらに説明する。し
かし、下記は単なる代表例についての説明であ
り、特許請求の範囲の趣旨に反しない範囲での変
更実施は本発明の範疇に含まれることは言うまで
もない。

例 １ まず母材鋼より高い高温変形抵抗をもつ合せ材
を有するクラツド鋼板をサンドイツチ圧延接合法
により製造するに際して、圧延後の合せ材先後端
部における合せ材厚を均一にするための適性な２
層構造合せ材原板（分離材を介して２枚の合せ材
原板を重ね合わせたもの）形状を調査研究するた
めに、合せ材原板と母材鋼原板の高温変形抵抗比
が２に再現できるように調整した２種のプラステ
イシンを用いて、２種の形状の２層構造合せ材原
板を配置した模型コンポジツトを作製し、これら
を圧延形状比が実コンポジツトと同一となる圧下
量で圧延した。

第３図に３種のプラステイシン模型コンポジツ
トの組立条件を示す。調査を行つた２層構造合せ
材原板の形状は第３図に示す如く、従来形状（No.
１、No.２）とテーパ付形状（No.３）である。な
お、プラステイシン製２層構造合せ材原板におい
ては、分離部を考慮しない単一層の構造とした。

第４図はプラステイシン模型コンポジツトの圧
延後の先端部の断面を示したものであり、後端部
の断面は先端部の断面と同様であつた。従来形状
の２層構造合せ材原板（No.１、No.２）を配置した
コンポジツトNo.１、No.２においては、従来の実コ
ンポジツトを圧延した場合の先後端部における合
せ材の厚肉化現象が再現されている。すなわち、
プラステイシンによる模型コンポジツトの圧延実
験によつて、先後端部の合せ材厚の均一化策を検
討し得ることが明らかである。一方、テーパを形
成した２層構造合せ材原板を配置したコンポジツ
トNo.３においては、第４図に示すように、圧延後
のコンポジツト先後端における合せ材厚はほぼ均
一になつており、従来形状の２層構造合せ材原板
を配置したコンポジツトに比べ大きく改善されて
いることは明らかである。

上述のプラステイシン製サンドイツチ型コンポ
ジツトにおいて、２層構造合せ材原板を分離部を
考慮しない単相の構造としていることから、本プ
ラステイシン模型コンポジツトによる圧延実験結
果は、そのままセミサンドイツチ型コンポジツト
の場合に適合できることはいうまでもない。即
ち、セミサンドイツチ圧延接合法において、テー
パ付合せ材の採用が圧延後の先後端の合せ材厚を
均一化する上で極めて有利である。

以上のことから、圧延接合法により母材鋼より
高い高温変形抵抗の合せ材を有するクラツド鋼板
を製造するに際して、圧延後の先後端部の合せ材
厚を均一化する上で、サンドイツチ圧延接合法の
場合には、テーパ付２層構造合せ材原板の採用、
またセミサンドイツチ圧延接合法の場合には、テ
ーパ付合せ材原板の採用が有効であることが判明
した。

例 ２ 上記のようにして選定した本発明のサンドイツ
チ型コンポジツトにおけるテーパ付２層構造合せ
材原板およびセミサンドイツチ型コンポジツトに
おけるテーパ付合せ材原板の採用の有効性を実コ
ンポジツトにより確認するため、コンポジツト素
材の合せ材原板としてインコロイ825原板を、母
材鋼原板としてSS41の母材鋼原板を用いて、第
５図、第６図に示す本発明コンポジツトおよび従
来型コンポジツトを作製し、1100℃に加熱した後
熱間圧延を行い、圧延後の合せ材の変形状況を調
査した。ここで、サンドイツチ型コンポジツトの
母材鋼原板と合せ材原板は、158mmと32mmであり、
セミサンドイツチ型コンポジツトの母材鋼原板、
ダミー鋼、合せ材原板のそれぞれの厚みは、158
mm、158mmと32mmである。また、圧延後の最終仕
上がり厚（母材鋼厚と合せ材厚）は、いずれのコ
ンポジツトにおいても16mmと3.2mmである。

結果は第５図、第６図に示す通りである。従来
のサンドイツチ型コンポジツトの圧延後の先後端
部における最大合せ材厚は、中央部の4.3倍と厚
くなつており、目標厚み公差（合せ材厚および母
材厚）を満足させるには、合せ材の先後端部から
それぞれ1100mmも切り捨てなければならない。一
方、本発明のコンポジツトにおいては、先後端部
における最大合せ材厚は中央部の合せ材厚の1.2
倍程度であり、延板の先後端200mmを除いた領域
において、目標合せ材厚および母材厚公差を満足
した。

次に、セミサンドイツチ型コンポジツトにおい
ては、第６図に示すように、従来型の場合には、
サンドイツチ型コンポジツトと同様に、圧延後の
最大合せ材厚は中央部の合せ材厚に比べ4.1倍と
厚くなつており、合せ材の先後端部からそれぞれ
1130mmも切り捨てなければならない。しかし、本
発明のコンポジツトにおいては、先後端における
最大合せ材厚は中央部での合せ材厚に比べ、1.1
倍程度と改善されており、圧延後の合せ材先後端
から190mmを除いた領域において、合せ材厚と母
材厚の目標厚み公差を満足した。

以上より、サンドイツチ圧延接合法の場合に
は、２枚の合せ材原板を分離材を介して重ね合わ
せたテーパ付２層構造合せ材原板を配置したコン
ポジツトを用いること、またはセミサンドイツチ
型圧延接合法においては、テーパ付合せ材原板を
配置したコンポジツトを用いることにより、圧延
後の合せ材厚を均一化でき、均一な合せ材厚を有
するクラツド製品が高歩留まりで製造できること
が判明した。

本発明技術のサンドイツチ型コンポジツトにお
けるテーパ付２層構造合せ材原板と同等の効果を
有する２層構造合せ材原板の別の例を第７図に断
面図で示す。２２は合せ材原板、２３は分離材、
２４は合せ材原板先後端部の外側テーパ、２４′
は合せ材原板先後端部の内側テーパ、２５は合せ
材原板同志の固定板、２６は固定板２５と合せ材
原板２２との溶接部である。これらの変形型構造
合せ材原板を配置したコンポジツトを用いても圧
延後の合せ材厚を均一化でき、均一な合せ材厚を
有する製品を高い歩留まりで製造できる。

また、セミサンドイツチ型コンポジツトにおい
ても、本発明技術と同等の効果を有する別の例を
第８図ａから第８図ｃにそれぞれ断面図で示す。
ここで、３４は母材鋼側のテーパ、３４′はダミ
ー板側のテーパを示す。これらの変形型テーパ形
状を合せ材原板の先後端部に形成することによつ
ても、サンドイツチ型コンポジツトの場合と同様
に、圧延後の合せ材厚を均一化でき、均一な合せ
材厚を有する製品を高い歩留まりで製造できる。

（発明の効果） 母材鋼よりも高い高温変形抵抗を有する金属材
料を合せ材として用いたクラツド鋼の圧延接合法
による製造方法であつて、サンドイツチ型コンポ
ジツト組立時に、２枚の合せ材原板が分離材を介
して相対するように重ね合わされた形のテーパ付
２層構造合せ材原板を、２枚の母材鋼原板の間に
配置することにより、或いは、セミサンドイツチ
型コンポジツト組立時に、テーパ付合せ材原板を
母材鋼原板とダミー板との間に配置することによ
り、母材鋼よりも高い高温変形抵抗を有する金属
材料を合せ材として用いたクラツド鋼であつて
も、圧延後の先後端部の合せ材厚を均一化でき、
均一な合せ材厚を有する製品を高歩留まりで製造
することが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明に従つてクラツド鋼板を製造
するのに用いられるサンドイツチ型コンポジツト
の圧延方向に平行な概略断面図で、第１図ｂはテ
ーパ付２層構造合せ材原板の圧延方向に平行な概
略断面図、第２図ａは本発明の他の実施方法に用
いられるセミサンドイツチ型コンポジツトの圧延
方向に平行な概略断面図で、第２図ｂはテーパ付
合せ材原板の圧延方向に平行な概略断面図、第３
図は例１における３種のプラステイシン模型コン
ポジツトの組立条件を示す図、第４図は例１によ
る結果を示すプラステイシン模型コンポジツトの
圧延後の先端部の断面図、第５図と第６図はそれ
ぞれ例２におけるコンポジツト条件と結果を示す
図、第７図は本発明技術のサンドイツチ型コンポ
ジツトにおけるテーパ付２層構造合せ材原板と同
等の効果を有する２層構造合せ材原板の別の例を
示す断面図、第８図ａから第８図ｃはそれぞれセ
ミサンドイツチ型コンポジツトにおいて本発明技
術と同等の効果を有する別の例を示す断面図であ
る。 １：母材鋼原板、２：母材鋼より高温変形抵抗
の大きい合せ材原板、３：分離材、４：インサー
ト金属、５：合せ材原板の圧延方向先後端部に形
成したテーパ、６：Zr、Ti等の酸化物、窒化物
形成物質、７：枠材、８：排気孔、９：排気パイ
プ、１０：密封溶接部、１１：合せ材原板同志の
溶接部、１２：母材鋼原板に形成したテーパ、２
５：合せ材原板とダミー板３１の固定板、２６：
固定板２５と合せ材原板との溶接部、２７：固定
板２５とダミー板３１との溶接部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 母材鋼より高い高温変形抵抗を有する金属材
   料を合せ材として用い、圧延接合してクラツド鋼
   板を製造するにあたり、 コンポジツト組み立て時に合せ材原板にその圧
   延方向での端縁に、母材鋼との接触部におけるひ
   ずみ集中を縮少するテーパを母材鋼原板側に向く
   ように形成してサンドイツチ型またはセミサンド
   イツチ型コンポジツトを形成し、圧延接合するこ
   とを特徴とするクラツド鋼板の製造方法。 ２ 上記テーパ付合せ材原板２枚を分離材を介し
   てそのテーパが母材鋼原板側を向くように相対し
   て重ね合わせ、２枚の母材鋼原板の間に配置して
   サンドイツチ型コンポジツトを形成する前記第１
   項記載の方法。 ３ 上記テーパ付合せ材原板をそのテーパが母材
   鋼原板側を向くように合せ材原板とダミー鋼との
   間に配置してセミサンドイツチ型コンポジツトを
   形成する前記第１記載の方法。