JPS5847256B2 - 複合金属鋳塊の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、その成分の異なる複数の金属または合金か
らなる複合金属鋳塊の新規た製造方法に関するものであ
る。

上記複合金属鋳塊の製造法としては、従来鋳込法、溶接
法、爆着法たど種々の方法が提案されて来た。

そのうち鋳込法によって製造するには、鋳型内に懸垂支
持した被鋳ぐるみ材を成分の異る鋳包溶融金属によって
鋳包むことにより鋳塊を製造し、そしてその鋳塊を分塊
圧延し、鋳包時の非溶着部を圧着させて接合度を完全に
する方法が用いられている。

そしてこの製造法の特徴は、非溶着部境界面の酸化防止
、あるいは成分の異る金属の加工性の違いを少くするた
めに、被鋳ぐるみ材を完全に鋳包んだ状態で加熱し圧着
することである。

一方鋳込中の鋳包境界部へのネラグの巻込みあるいは被
鋳包材表面の酸化膜は溶着をさまたげるだけでなく、分
塊圧延時の圧着性を悪くし、複合金属の接合度を劣化さ
せる大きな要因となっている。

従来のこの種鋳込方法では、鋳込中被鋳ぐるみ材と接触
する鋳包金属溶湯面は、その表面張力、濡れ性によって
、添付第２図イ、口に示すように、溶湯表面に浮遊する
スラグあるいは大気との接触によって生成される溶湯表
面の酸化物などを巻込みやすい形状となり、鋳込中被鋳
包材との界面からこれら溶湯表面上のスラグなどが巻込
まれることは避けられない。

一方鋳込中の鋳包金属溶湯からの輻射熱は被鋳包材料を
加熱し、鋳包金属との溶着性から見ると有利であるが、
溶着が不充分で、分塊圧延によって圧着させる場合には
、この輻射熱は被鋳包材表面の酸化膜の形成を助長し、
圧着による接合度を劣化させる要因となる。

本発明は、以上述べた従来の鋳込法の欠点を改善し、特
に分塊圧延後の複合金属相互の接合境界部の介在物をな
くし、その接合度の極めて良好ｎ複合金属鋳塊を容易に
製造し得る方法を提供することを目的とするものである
。

すなわち、本発明方法の特徴とするところは、鋳込法に
よって複合金属鋳塊を製造する方法において、鋳型内に
懸垂支持した液温ぐるみ材と注入された潤色金属溶融表
面が接触する境界に相当する位置に耐火物からなる隔壁
を溶湯鋳込中たえず溶湯表面下に所定の深さに浸漬する
ように浮べたから、上注または下注ぎによって溶湯を注
入する複合金属鋳塊の製造法に係るものであり、その第
１の目的とするところは、従来の複合金属鋳込法の欠点
を改善し、分塊圧延後の複合金属接合境界部での介在物
をなくし、接合度の極めて良好な複合金属鋳塊を得るこ
とであり、第２の目的は、方法の実施において懸垂支持
した液温ぐるみ材と隔壁との間隔を鋳込中絶えず不活性
ガスで被覆することによって、前記接合境界面での酸化
物等の巻込みや酸化膜形成を防止し、分塊圧延時の圧着
による接合度を一段と向上させ得る鋳塊を得ることがで
きる点にある。

以下本発明方法の実施例について添付図面を参照しつ盲
従来方法との関係から詳述すれば、次の通りである。

先づ、第２図が従来の複合金属鋳塊の製造法を示したも
ので、イ図はそのモデル図、口図は前述した従来法にお
ける製造上の欠陥発生を説明する要部拡大図である。

図において、１は液温ぐるみ材、２は潤色金属溶湯、３
は懸垂支持金具、４は鋳型、５は潤色金属溶湯からの輻
射熱線、６は潤色金属溶湯表面に浮遊するスラグ、７は
液温ぐるみ材表面に形成される酸化膜である。

すなわち、この第２図で解るように従来法は、鋳込中液
温ぐるみ材１と接触する潤色金属溶湯２面は、その表面
張力、濡れ性によって図示の如き溶湯表面に浮遊するス
ラグ６あるいは大気との接触によって生成される溶湯表
面の酸化物等を巻込みやすくなる。

また他方潤色金属溶湯２からの輻射熱５は口図の如く液
温ぐるみ材１を加熱して液温ぐるみ材１０表面に酸化＠
７を形成し、これが鋳塊の分塊圧延時の圧着の際に接合
度を劣化させて剥離を生ずる等の欠陥の原因として残る
ことがある。

そこで本発明方法では、第３図イ、口、へ〜第４図イ、
口、ハ、二で示すような実施態様を採用する。

第３図において、符号１〜６は第２図の従来方法図と同
一材、同一現象を示し、８は本発明方法における隔壁で
あり、この隔壁は鋳型内に懸垂された板状の液温ぐるみ
材１を、鋳型内に注入する潤色金属溶湯により下から順
次潤色む際、常に溶湯の上面部に半没状に浮力支持され
て溶湯と共に上昇し、溶湯の上面に生成されるスラグや
輻射熱から液温ぐるみ材を保護すべく遮蔽させるもので
あるから、５ｉ０２−Ａ１２０３系耐火物材をもって図
示の如く液温ぐるみ材をその所要高さ寸法範囲だけその
周囲に所定間隙を存して包囲遮蔽させ得るように長四角
の短筒状に形成されている。

図は下注方法の実施例を示したものである。

なお、第３図口は同イ図Ａ部の拡大図、ハはＡ部の平面
図、第４図口は同イ図Ａ部の拡大図、ハはＡ部の平面図
、二図は液温包金属溶湯２の鋳型４内への注入初期の状
態図を示す。

すなわち、本発明方法は、鋳型４内に懸垂支持金具３を
用いて図の如く液温ぐるみ材１を懸垂支持した状態にお
いて、例えば図の如き下注法により潤色金属溶湯２を注
入中、たえずその溶湯２の表面下に所定深さを保持する
ように耐火性材からなる第３図ハ、第４図へに示すよう
な隔壁８を浸漬させ、かつ該隔壁８は溶湯２の表面上か
らも所定高さを保持するようにして図の如き下注または
上注（図示せず）によって溶湯２を注入しながら、実施
するものである。

この場合前記隔壁８は潤色金属溶湯２の浮力によって、
その表面から所定の深さに浸漬させながら該溶湯２表面
の上昇とともに移動させるものであるから、液温ぐるみ
材１と隔壁８との間隙りは２朋以上必要（第３図への場
合）であるが、前述した溶湯からの輻射熱５を考慮しで
きるだけ少い範囲、例えば１０ｍｍ以下（第４図への場
合）の方が望ましい。

たお、この液温ぐるみ材１と隔壁８との間隙りに例えば
アルゴン、窒素等の不活性ガスを適宜方法で流通させて
該溶湯２面を被覆しながら注入する。

なお、図示の如き下注法によって溶湯２を注入する場合
、従来の湯上り口の配置では、第４図二の如き注入初期
のスラグ６が液温ぐるみ材１と隔壁８との間に流入する
のを防ぐため、湯上り口を鋳型４の壁と隔壁８との中間
に第３図イの如く配置することによって、注入初期にお
げるスラグ６等の巻き込みが有効に防止することができ
る。

実施例 電気炉にて６Ｔ の溶鋼を溶製した後、下注法で２Ｔ
の鋼塊を３本鋳込んだ。

そのうち１本は第２本１図で示す従来方法であり、他の
２本は第３図および第４図で示した本発明方法で製造し
た。

この場合の鋳ぐるみ材１および潤色金属溶湯２の各成分
および鋳込条件を表１として下記に示す。

また、隔壁８の材質を表２として下記に示す。

たお、実施に際して、波涛ぐるみ材１は表面を研磨した
厚さ２４７ＩＬｍの１％Ｃｏ人鋼板を用い、隔壁８は厚
み４０朋のＳ ｉ ０２− ＡＩ’ ２０３耐火物製か
らたる板を用い、第３図方法の実施例では波涛ぐるみ材
１との間隙りを２鼎の筒状とし、隔壁８の溶湯２中への
浸漬深さを５０ｕｔとなるような隔壁重量とし、溶湯面
２上の隔壁の高さは１００ｍｍとした。

他方第４図の方法では、波涛ぐるみ材１と隔壁８との間
隙りを１０關とし、隔壁８の浸漬深さなど他の条件は前
記第３図の実施例と同じくして、鋳込中、波涛ぐるみ材
１と隔壁８との間にＡｒガスで被覆したから鋳込んだ。

との鋼塊を９００℃に加熱し、厚さ１００ｉｉまで分塊
圧延した後のスラブ全面を超音波探傷法で調査した結果
は、添付第１図イで示す従来方法では、鋳ぐるみ境界部
に相当する位置に、図示斜線で示すようにスラブ全面の
約２０％の範囲にわたって欠陥が認められたが、本発明
方法の実施例である同図口、への鋳込法では２本共にか
ｋる欠陥は皆無であった。

一方鋳ぐるんだ境界に相当する位置のミクロ組織につい
て観察してみると、従来法では第５図イで示すような金
属酸化物の存在による欠陥部は、口図で示す本発明で製
造したものには認められず、その境界部の接合状態がき
わめて良好で何等の介在物または異物は存在しないこと
が実証された。

かようにして本発明方法によれば、従来の複合金属鋳塊
の製造法における波涛ぐるみ材と潤色金属溶湯との接合
境界面に発生するスラグ等の酸化物からなる介在物や酸
化膜等の接合劣化をもたらす欠陥を有効に除去し得て、
其の後の分塊圧延での圧着によっても剥離することのな
いきわめて良好な接合度を保持する品質の優れた複合金
属鋳塊を容易に製造することができる顕著にして多大の
作用および効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法イと本発明方法の実施例口、ハにおける
製造鋳塊の鋳ぐるみ境界部の欠陥部発生状況のモデル図
、第２図イは従来方法の実施態様図、口はその要部の拡
大説明図、第３図イ、第４図イは何れも本発明方法の各
実施態様図であり、各図の口は各イ図におけるＡ部の拡
大図、ハ図はＡ部の平面図、第４図の二は潤色金属溶湯
の注入初期の状態図、第５図イは従来法、口は本発明方
法によりそれぞれ製造された鋳塊の鋳ぐるみ接合境界部
のミクロ組織を示す写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳込法によって複合金属鋳塊を製造する方法におい
   て、鋳型内に懸垂支持した被鋳ぐるみ材と注入された鋳
   包金属溶湯表面が接触する境界に相当する位置に耐火物
   製からたる隔壁を溶湯鋳込中たえず溶湯表面下に所定の
   深さに浸漬するように浮べながら、上注または下注ぎに
   よって溶湯を注入することを特徴とする複合金属鋳塊の
   製造法。 ２ 鋳型内に懸垂支持した被鋳ぐるみ材と隔壁との間隙
   を溶湯鋳込中たえず不活性ガスで被覆しながら上注また
   は下注によって溶湯を注入する手段を用いる特許請求の
   範囲第１項記載の複合金属鋳塊の製造法。 ３ 鋳型の湯上り口を隔壁と鋳型壁との中間に配置し、
   下注ぎにより溶湯を注入する特許請求の範囲第１項およ
   び第２項記載の複合金属鋳塊の製造法。