JPH0740001A - 割れ感受性の高い金属材料の鋳造方法 - Google Patents
割れ感受性の高い金属材料の鋳造方法Info
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- JPH0740001A JPH0740001A JP20682793A JP20682793A JPH0740001A JP H0740001 A JPH0740001 A JP H0740001A JP 20682793 A JP20682793 A JP 20682793A JP 20682793 A JP20682793 A JP 20682793A JP H0740001 A JPH0740001 A JP H0740001A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、割れ感受性の高い金属材料を鋳造
するに際し、表面割れの無い良好な鋳片を連続鋳造法に
より鋳造する方法を提供する。 【構成】 連続鋳造鋳型内に形成した直流磁界帯の上の
プール４と下のプール５にそれぞれ組成の異なる溶融金
属を供給して凝固，引抜きを行ない、表層７と内層９と
が組成の異なる金属から形成される複層鋳片を連続鋳造
する際に、表層に割れ感受性の高い金属材料を鋳造する
と共に、内層に割れ感受性の低い金属材料を鋳造し、表
面割れの無い良好な鋳片を鋳造する連続鋳造方法であ
る。 【効果】 表面割れの無い良好な複層鋳片の連続鋳造が
可能となり、複層鋳片の品質向上ならびにコスト低減を
図り得る。
するに際し、表面割れの無い良好な鋳片を連続鋳造法に
より鋳造する方法を提供する。 【構成】 連続鋳造鋳型内に形成した直流磁界帯の上の
プール４と下のプール５にそれぞれ組成の異なる溶融金
属を供給して凝固，引抜きを行ない、表層７と内層９と
が組成の異なる金属から形成される複層鋳片を連続鋳造
する際に、表層に割れ感受性の高い金属材料を鋳造する
と共に、内層に割れ感受性の低い金属材料を鋳造し、表
面割れの無い良好な鋳片を鋳造する連続鋳造方法であ
る。 【効果】 表面割れの無い良好な複層鋳片の連続鋳造が
可能となり、複層鋳片の品質向上ならびにコスト低減を
図り得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、割れ感受性の高い金属
材料を鋳造するに際し、表面割れ欠陥の無い鋳片を連続
的に製造する鋳造方法に関する。
材料を鋳造するに際し、表面割れ欠陥の無い鋳片を連続
的に製造する鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋳造時に凝固割れが生じやすい金属材料
の鋳片，すなわち割れ感受性の高い鋳片は、連続鋳造で
製造することができず、従って従来はこれを造塊法によ
って製造してきた。
の鋳片，すなわち割れ感受性の高い鋳片は、連続鋳造で
製造することができず、従って従来はこれを造塊法によ
って製造してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】連続鋳造法では、高温
下で脆弱な凝固シェルに対して、熱応力に加えシェルの
引っ張り応力，変形応力が作用することによって割れが
発生する。これに対して造塊法では熱応力も連続鋳造法
に比べて小さく、また動的応力も殆ど働かず、割れが発
生しにくいためである。しかし造塊法では製造歩留まり
が低く、コスト高となっていた。
下で脆弱な凝固シェルに対して、熱応力に加えシェルの
引っ張り応力，変形応力が作用することによって割れが
発生する。これに対して造塊法では熱応力も連続鋳造法
に比べて小さく、また動的応力も殆ど働かず、割れが発
生しにくいためである。しかし造塊法では製造歩留まり
が低く、コスト高となっていた。
【０００４】本発明者らは、先に２種類の溶融金属から
直接表層と内層からなる複層鋳片を製造する方法を開発
し、これを特開昭６３−１０８９４７号公報に開示し
た。この方法では、鋳造方向に直角な方向に鋳片全幅に
わたって一様な密度の磁力線が延在するような静磁場を
形成し、この静磁場帯を境界として、その上下に異種の
溶融金属を供給する。
直接表層と内層からなる複層鋳片を製造する方法を開発
し、これを特開昭６３−１０８９４７号公報に開示し
た。この方法では、鋳造方向に直角な方向に鋳片全幅に
わたって一様な密度の磁力線が延在するような静磁場を
形成し、この静磁場帯を境界として、その上下に異種の
溶融金属を供給する。
【０００５】その際、この静磁場によって上下プール相
互の混合が抑制される結果、上プールの金属が表層に、
下プールの金属が内層に分離，凝固して複層鋳片を得る
ことができる。
互の混合が抑制される結果、上プールの金属が表層に、
下プールの金属が内層に分離，凝固して複層鋳片を得る
ことができる。
【０００６】本発明は、上記課題に鑑み割れ感受性の高
い金属材料を鋳造するに当たり、この複層鋳片の連続鋳
造方法を適用し、表面割れの無い良好な鋳片を造塊法で
はなく、連続鋳造法により鋳造する方法を提供するもの
である。
い金属材料を鋳造するに当たり、この複層鋳片の連続鋳
造方法を適用し、表面割れの無い良好な鋳片を造塊法で
はなく、連続鋳造法により鋳造する方法を提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、連続
鋳造鋳型内に注入された溶融金属のメニスカスから鋳造
方向に一定の距離下方の位置に、鋳片幅方向に亘ってほ
ぼ均一な強度を有し鋳片の厚みを横切る直流磁界を印加
して直流磁場帯を形成し、その直流磁界帯で区分された
上のプールと下のプールに長さの異なる２本のノズルに
よってそれぞれ組成の異なる溶融金属を供給して凝固，
引抜きを行ない、表層と内層とが組成の異なる金属から
形成された複層鋳片を連続鋳造する際に、表層に割れ感
受性の高い金属材料を鋳造すると共に、内層に割れ感受
性の低い金属材料を鋳造し、内層の拘束効果を表層に与
えることにより、表面割れの無い良好な鋳片を連続鋳造
する金属材料の鋳造方法である。
鋳造鋳型内に注入された溶融金属のメニスカスから鋳造
方向に一定の距離下方の位置に、鋳片幅方向に亘ってほ
ぼ均一な強度を有し鋳片の厚みを横切る直流磁界を印加
して直流磁場帯を形成し、その直流磁界帯で区分された
上のプールと下のプールに長さの異なる２本のノズルに
よってそれぞれ組成の異なる溶融金属を供給して凝固，
引抜きを行ない、表層と内層とが組成の異なる金属から
形成された複層鋳片を連続鋳造する際に、表層に割れ感
受性の高い金属材料を鋳造すると共に、内層に割れ感受
性の低い金属材料を鋳造し、内層の拘束効果を表層に与
えることにより、表面割れの無い良好な鋳片を連続鋳造
する金属材料の鋳造方法である。
【０００８】また上記割れ感受性の高い金属材料の鋳造
方法において、特に表層と内層の境界に１ｍｍ以上の厚
みの濃度遷移層を設け、内層の拘束効果を表層に与える
効率を高めることにより、安定的に表面割れの無い良好
な鋳片を連続鋳造するものである。
方法において、特に表層と内層の境界に１ｍｍ以上の厚
みの濃度遷移層を設け、内層の拘束効果を表層に与える
効率を高めることにより、安定的に表面割れの無い良好
な鋳片を連続鋳造するものである。
【０００９】
【作用】本発明は、前記したプロセスによって、表層用
に割れ感受性の高い金属を、また内層用に割れ感受性の
低い金属を注入して複層鋳片を製造することにより、表
層に凝固形成される割れ感受性の高い金属が、内層に凝
固形成される割れ感受性の低い金属によって拘束を与え
られ、割れの発生を抑制することを特徴とするものであ
る。
に割れ感受性の高い金属を、また内層用に割れ感受性の
低い金属を注入して複層鋳片を製造することにより、表
層に凝固形成される割れ感受性の高い金属が、内層に凝
固形成される割れ感受性の低い金属によって拘束を与え
られ、割れの発生を抑制することを特徴とするものであ
る。
【００１０】またその際に、表層と内層の境界部に形成
される遷移層の厚みを１ｍｍ以上確保することによっ
て、表層の変形をより効果的に拘束し、表層の割れ防止
に著しい効果をもたらそうとするものである。
される遷移層の厚みを１ｍｍ以上確保することによっ
て、表層の変形をより効果的に拘束し、表層の割れ防止
に著しい効果をもたらそうとするものである。
【００１１】本発明は、鋳片幅方向にわたって鋳片を厚
み方向に横切る直流磁束が、鋳片幅方向に亘って延在す
る磁場帯によって分断され、連続鋳造ストランド・プー
ル内の上部プールと下部プールの各位置に、それぞれ異
なる組成の溶融金属が、所定の比率の量供給される場
合、一定の磁束密度以上の直流磁界が作用している部分
では溶融金属が抑制され、供給した２種類の組成の溶融
金属がプール内で分離する。
み方向に横切る直流磁束が、鋳片幅方向に亘って延在す
る磁場帯によって分断され、連続鋳造ストランド・プー
ル内の上部プールと下部プールの各位置に、それぞれ異
なる組成の溶融金属が、所定の比率の量供給される場
合、一定の磁束密度以上の直流磁界が作用している部分
では溶融金属が抑制され、供給した２種類の組成の溶融
金属がプール内で分離する。
【００１２】この状態を保ちつつ連続鋳造した場合、表
層と内層がそれぞれの溶融金属の組成から形成される複
層鋳片が製造される。この状況は図１に示すような状態
になっている。
層と内層がそれぞれの溶融金属の組成から形成される複
層鋳片が製造される。この状況は図１に示すような状態
になっている。
【００１３】図１において、１は鋳型，２は表層用浸漬
ノズル，３は内層用浸漬ノズル，４は上部（表層用）溶
融金属プール，５は下部（内層用）溶融金属プール，６
は境界層となる溶融金属プール滞留域，７は表層，８は
遷移層，９は内層，１０は直流磁場発生装置，１１は鋳
造方向の磁束密度分布であり、また（ａ），（ｂ），
（ｃ）は、それぞれ本発明実施時の表層，内層および境
界層の形成状況（ａ）と、直流磁界の磁束密度分布
（ｂ）およびプール内の成分分布（ｃ）の関係を示して
いる。
ノズル，３は内層用浸漬ノズル，４は上部（表層用）溶
融金属プール，５は下部（内層用）溶融金属プール，６
は境界層となる溶融金属プール滞留域，７は表層，８は
遷移層，９は内層，１０は直流磁場発生装置，１１は鋳
造方向の磁束密度分布であり、また（ａ），（ｂ），
（ｃ）は、それぞれ本発明実施時の表層，内層および境
界層の形成状況（ａ）と、直流磁界の磁束密度分布
（ｂ）およびプール内の成分分布（ｃ）の関係を示して
いる。
【００１４】すなわち、一定値である溶融金属を滞留さ
せるに必要な最小磁束密度Ｂｃ以上の磁束密度の直流磁
界を鋳片幅にわたって均一に印加した場合、この直流磁
界によって制動を受けている領域の上部および下部で
は、注入流によってそれぞれのプールは攪拌を受け、注
入された溶融金属の成分が維持されている。
せるに必要な最小磁束密度Ｂｃ以上の磁束密度の直流磁
界を鋳片幅にわたって均一に印加した場合、この直流磁
界によって制動を受けている領域の上部および下部で
は、注入流によってそれぞれのプールは攪拌を受け、注
入された溶融金属の成分が維持されている。
【００１５】一方これらの均一濃度領域に挟まれた領
域、すなわち制動を受けている領域においては、２種類
の溶融金属が互いに拡散，混合した領域が存在し、濃度
勾配が形成されている。このプール内の鋳造方向の成分
濃度分布は、図１中の表層溶質濃度ＣA ，内層溶質濃度
ＣB に示す通りである。
域、すなわち制動を受けている領域においては、２種類
の溶融金属が互いに拡散，混合した領域が存在し、濃度
勾配が形成されている。このプール内の鋳造方向の成分
濃度分布は、図１中の表層溶質濃度ＣA ，内層溶質濃度
ＣB に示す通りである。
【００１６】このようなプールの構造を維持しつつ連続
鋳造した場合、結果として製造される鋳片は図２のよう
になる。図２は、それぞれ製造された複層鋳片の鋳造方
向に垂直な断面（ａ）と鋳片厚み方向の成分分布（ｂ）
を示す図面である。すなわち表層と内層の間に、濃度勾
配をもった遷移層８が存在している。
鋳造した場合、結果として製造される鋳片は図２のよう
になる。図２は、それぞれ製造された複層鋳片の鋳造方
向に垂直な断面（ａ）と鋳片厚み方向の成分分布（ｂ）
を示す図面である。すなわち表層と内層の間に、濃度勾
配をもった遷移層８が存在している。
【００１７】鋳片の周方向で均一な表層厚み，明瞭な濃
度分離を有する複層鋳片は、このようにして製造される
わけであるが、表層金属と内層金属とはこの遷移層を介
して凝固組織的に連続しているため、内層に割れ感受性
の低い金属材料を凝固させることによって、表層に凝固
形成された割れ感受性の高い金属材料は、内層金属の拘
束効果によって、割れが発生し進展するのを抑制，防止
できるのである。
度分離を有する複層鋳片は、このようにして製造される
わけであるが、表層金属と内層金属とはこの遷移層を介
して凝固組織的に連続しているため、内層に割れ感受性
の低い金属材料を凝固させることによって、表層に凝固
形成された割れ感受性の高い金属材料は、内層金属の拘
束効果によって、割れが発生し進展するのを抑制，防止
できるのである。
【００１８】さらにこの遷移層の厚みを１ｍｍ以上確保
することによって、表層に凝固形成された割れ感受性の
高い金属材料の内層金属の拘束効果は著しく増加し、割
れの発生を安定して防止できる。
することによって、表層に凝固形成された割れ感受性の
高い金属材料の内層金属の拘束効果は著しく増加し、割
れの発生を安定して防止できる。
【００１９】なおこの遷移層の厚みを制御するには、幾
つかの方法があることを本発明者らは見出しており、そ
の一つとして、静磁場帯の鋳造方向の長さを長く設定す
ることが有効である。
つかの方法があることを本発明者らは見出しており、そ
の一つとして、静磁場帯の鋳造方向の長さを長く設定す
ることが有効である。
【００２０】
【実施例】実施例１として、表層が含ボロン・オーステ
ナイト系ステンレス（ボロン濃度２％），内層が中炭素
鋼からなる複層鋳片を鋳造した。表層に相当する溶鋼は
連続鋳造ストランド・プールの上部に、内層に相当する
溶鋼は連続鋳造ストランド・プールの下部にそれぞれ注
入した。鋳片形状は２５０ｍｍ（厚）×１０００ｍｍ
（幅），鋳造速度は１ｍ／分とした。
ナイト系ステンレス（ボロン濃度２％），内層が中炭素
鋼からなる複層鋳片を鋳造した。表層に相当する溶鋼は
連続鋳造ストランド・プールの上部に、内層に相当する
溶鋼は連続鋳造ストランド・プールの下部にそれぞれ注
入した。鋳片形状は２５０ｍｍ（厚）×１０００ｍｍ
（幅），鋳造速度は１ｍ／分とした。
【００２１】メニスカスから鋳造方向に１ｍの位置に磁
場の中心を持つ直流磁界を幅方向に均一に作用させ、所
定の注湯量でそれぞれ上部，下部それぞれのプールに注
入しつつ連続鋳造した。
場の中心を持つ直流磁界を幅方向に均一に作用させ、所
定の注湯量でそれぞれ上部，下部それぞれのプールに注
入しつつ連続鋳造した。
【００２２】ここでは静磁場帯の鋳造方向の長さを３０
ｃｍとり、結果として形成された遷移層厚みは１．５ｍ
ｍであった。このようにして製造された鋳片には、表面
割れは全く散見されなかった。
ｃｍとり、結果として形成された遷移層厚みは１．５ｍ
ｍであった。このようにして製造された鋳片には、表面
割れは全く散見されなかった。
【００２３】実施例２として、表層が含ボロン・オース
テナイト系ステンレス（ボロン濃度２％），内層が中炭
素鋼からなる複層鋳片を鋳造した。表層に相当する溶鋼
は連続鋳造ストランド・プールの上部に、内層に相当す
る溶鋼は連続鋳造ストランド・プールの下部にそれぞれ
注入した。鋳片形状は２５０ｍｍ（厚）×１０００ｍｍ
（幅），鋳造速度は１ｍ／分とした。
テナイト系ステンレス（ボロン濃度２％），内層が中炭
素鋼からなる複層鋳片を鋳造した。表層に相当する溶鋼
は連続鋳造ストランド・プールの上部に、内層に相当す
る溶鋼は連続鋳造ストランド・プールの下部にそれぞれ
注入した。鋳片形状は２５０ｍｍ（厚）×１０００ｍｍ
（幅），鋳造速度は１ｍ／分とした。
【００２４】メニスカスから鋳造方向に１ｍの位置に磁
場の中心を持つ直流磁界を幅方向に均一に作用させ、所
定の注湯量でそれぞれ上部，下部それぞれのプールに注
入しつつ連続鋳造した。
場の中心を持つ直流磁界を幅方向に均一に作用させ、所
定の注湯量でそれぞれ上部，下部それぞれのプールに注
入しつつ連続鋳造した。
【００２５】ここでは静磁場帯の鋳造方向の長さを１０
ｃｍとり、結果として形成された遷移層厚みは０．５ｍ
ｍであった。このようにして、製造された鋳片には、鋳
片の短辺部において平均して２ヵ所／ｍの頻度で僅かな
表面割れが観察された。
ｃｍとり、結果として形成された遷移層厚みは０．５ｍ
ｍであった。このようにして、製造された鋳片には、鋳
片の短辺部において平均して２ヵ所／ｍの頻度で僅かな
表面割れが観察された。
【００２６】実施例３として、含ボロン・オーステナイ
ト系ステンレス（ボロン濃度２％）を従来の連続鋳造法
にて鋳造した。鋳片形状は２５０ｍｍ（厚）×１０００
ｍｍ（幅），鋳造速度は１ｍ／分とした。製造された鋳
片には、ほぼ全域にわたって多数の表面割れが認められ
た。
ト系ステンレス（ボロン濃度２％）を従来の連続鋳造法
にて鋳造した。鋳片形状は２５０ｍｍ（厚）×１０００
ｍｍ（幅），鋳造速度は１ｍ／分とした。製造された鋳
片には、ほぼ全域にわたって多数の表面割れが認められ
た。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複層
鋳片の連続鋳造にて表層に割れ感受性の高い金属材料と
内層に割れ感受性の低い金属材料を用いて鋳造し、また
特に表層と内層の境界に１ｍｍ以上の厚みの濃度遷移層
を設けることにより、割れ感受性の高い表層金属が内層
金属によって拘束が与えられ、表面割れの無い良好な複
層鋳片の連続鋳造が可能となり、複層鋳片の品質向上な
らびにコスト低減を図り得る。
鋳片の連続鋳造にて表層に割れ感受性の高い金属材料と
内層に割れ感受性の低い金属材料を用いて鋳造し、また
特に表層と内層の境界に１ｍｍ以上の厚みの濃度遷移層
を設けることにより、割れ感受性の高い表層金属が内層
金属によって拘束が与えられ、表面割れの無い良好な複
層鋳片の連続鋳造が可能となり、複層鋳片の品質向上な
らびにコスト低減を図り得る。
【図１】本発明実施時の表層，内層および境界層の形成
状況（ａ）と直流磁界の磁束密度分布（ｂ）およびプー
ル内の成分分布（ｃ）の関係を示す図面である。
状況（ａ）と直流磁界の磁束密度分布（ｂ）およびプー
ル内の成分分布（ｃ）の関係を示す図面である。
【図２】製造された複層鋳片の鋳造方向に垂直な断面
（ａ）と鋳片厚み方向の成分分布（ｂ）を示す図面であ
る。
（ａ）と鋳片厚み方向の成分分布（ｂ）を示す図面であ
る。
１ 鋳型 ２ 表層用浸漬ノズル ３ 内層用浸漬ノズル ４ 上部（表層用）溶融金属プール ５ 下部（内層用）溶融金属プール ６ 境界層となる溶融金属プール滞留域 ７ 表層 ８ 遷移層 ９ 内層 １０ 直流磁場発生装置 １１ 鋳造方向の磁束密度分布 Ｂ 磁束密度 ＢC 溶融金属を滞留させるに必要な最小磁束密度 Ｃ 溶質濃度 ＣA 表層溶質濃度 ＣB 内層溶質濃度 Ｚ 鋳造方向 Ｚ0 溶融金属メニスカスレベル Ｚ1 溶融金属滞留域の上限 Ｚ2 溶融金属滞留域の下限 ｄ 鋳片厚み方向 ｄ0 鋳片表面 ｄ1 表層／遷移層の界面位置 ｄ2 遷移層／内層の界面位置 ｄ3 内層／遷移層の界面位置 ｄ4 遷移層／表層の界面位置 ｄ5 鋳片裏面
Claims (2)
- 【請求項１】 連続鋳造鋳型内に注入された溶融金属の
メニスカスから鋳造方向に一定の距離下方の位置に、鋳
片幅方向に亘ってほぼ均一な強度を有し鋳片の厚みを横
切る直流磁界を印加して直流磁場帯を形成し、その直流
磁界帯で区分された上のプールと下のプールに長さの異
なる２本のノズルによってそれぞれ組成の異なる溶融金
属を供給して凝固，引抜きを行ない、表層と内層とが組
成の異なる金属から形成された複層鋳片を連続鋳造する
際に、表層に割れ感受性の高い金属材料を鋳造すると共
に、内層に割れ感受性の低い金属材料を鋳造し、表面割
れの無い良好な鋳片を連続鋳造することを特徴とする割
れ感受性の高い金属材料の鋳造方法。 - 【請求項２】 表層と内層の境界に１ｍｍ以上の厚みの
濃度遷移層を設けて、表面割れの無い良好な鋳片を連続
鋳造する請求項１記載の割れ感受性の高い金属材料の鋳
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20682793A JPH0740001A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 割れ感受性の高い金属材料の鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20682793A JPH0740001A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 割れ感受性の高い金属材料の鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0740001A true JPH0740001A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16529736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20682793A Pending JPH0740001A (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 割れ感受性の高い金属材料の鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740001A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53108842A (en) * | 1977-03-05 | 1978-09-22 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of steel materials having coated stainless steel layer |
| JPS6430901A (en) * | 1987-07-24 | 1989-02-01 | Nok Corp | Accumulator bladder and its manufacture |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP20682793A patent/JPH0740001A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53108842A (en) * | 1977-03-05 | 1978-09-22 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of steel materials having coated stainless steel layer |
| JPS6430901A (en) * | 1987-07-24 | 1989-02-01 | Nok Corp | Accumulator bladder and its manufacture |
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