JPS606236A - 超高合金成形鋼および特殊合金 - 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】 本発明は、超合金成形鋼および特殊鋼の製造方法、特に
装入材料を溶解させ、次に冶金処理また（３） は二次的冶金処理にかけ、さらに鋳造してインゴットを
得、このインゴットを成形するようにした製造方法およ
び該製造方法を実施するための設備に関する。

超合金成形鋼および特殊鋼の製造は、多数の問題がある
。公知の方法では、型が引きとられた後、インゴットは
、調節されながら室温までゆっくりと冷却される。冷却
されたインゴットは、次に取引先または加工業者に運ば
れ、成形温度まで加熱されてさらに処理される。この方
法では、比較的多量の無駄なインゴットが得られ、また
製造には比較的費用がかかる。

本発明の目的は無駄を引下げるか、全く排除し、仕上り
素材までの全工程を簡素化することである。

本発明に従えば、この目的は、鋳造されたインゴットは
、全体が固化するまで冷却し、各インゴットの全ての部
分の温度は、応力亀裂が生じ得る臨界温度よりも常に土
であるようにし、次に固化したインゴットを成形温度ま
で加熱し、次にこの加熱後に直ちに成形を行うようにし
た製造方法に（’ｌ’） より達成される。

この方法が実施されると、無駄は実質的に生じなくなる
。応力ピークが生じ鋳造インゴットが、無用になるであ
ろう臨界温度よりも低く成形前にインゴットが冷却され
ない。成形後、素材は、比較的抵抗性であり、無駄の生
ずる危険を伴わずにその量に応じて、規定の速度で温度
を下げる与えられた時間内で問題なく冷却され得る。本
発明に従う方法により、高度に応力に耐えることのでき
る加工物、構成材料などが欠点、特に成形の欠点（最終
検査で材料の内部に検知される）を伴わずに製造され得
る原料を工業にもたらすことが可能である。

全体が固化したインゴットは、水平方向に配置してその
鍛造温度まで加熱され得、このことは、設備の技術面か
ら特に有利である。

好ましくは、全処理工程および工程の段階の少なくとも
いくつかは、たとえばアルゴンの如き不活性ガスの雰囲
気下で行われる。

本発明に従う方法を実施するための設備（ｅｑｕｉｐｍ
ｅｎｔ　）は、少なくとも７個の溶解炉（ｓｍｅｌｔｉ
ｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　）、冶金容器、鋳造ペイ、およ
び鍛造装置からなっている。本発明に従えば、該設備は
、加熱炉が鋳造ペイのすぐ隣に設けられていて、加熱炉
には鍛造装置がすぐ後続している配置を含んでなる加熱
炉の選択は、さまざまな支配条件に依存し、たとえば全
プロセスシーケンス、設備工学規定（ｅｑｕｉｐｍｅｎ
ｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｖｉｓｉ−ｏｎｓ
）、インゴットの寸法および材料の品質に依存する。ロ
ータリーヒース炉は、たとえばインゴットを鍛造温度ま
で加熱するために使用され得るハカリでなく、バッファ
ーステーション（ｂｕｆｆｅｒｓｔａｔｉｏｎ　）とし
ても利用され得る利点を有するので、製鋼所を３交替（
ｔｈｒｅｅ　５ｈｉｆｔｓ　）、鍛造プラントを／交替
（ｏｎｅ　５ｈｉｆｔ　）で問題なく稼動できる。

好ましくは、鋳造ペイおよび加熱炉は、１つの同一のク
レーンの到達範囲内に位置しており、よって、固化した
インゴットがクレーンにより裏返され得、次に加熱炉に
入れられる。この結果、固化インゴットは、迅速に加熱
炉へ供給され得る。

別法として、インゴットを搬送する可動マニプレータを
鋳造ペイと加熱炉との間に設けることも可能である。

加熱炉と隣接成形装置との間にローラテーブルを設けて
もよく、インゴットが鍛造温度まで加熱された後、イン
ゴットが成形装置へ自動的に供給され得る。

さらに、保温装置が、鋳造ペイと加熱炉との間に設けら
れ得る。このことは、たとえば、加熱炉がうまく働かな
いときに追加の安全装置として働く　。

好ましくは、保湿装置は、温度制御装置を有するように
すると加熱炉の温度を変化させることなしに、他の合金
のインゴットが途中で処理できる。

設けた下流の鍛造装置は、反対方向に走行する２つの鍛
造工具を有する水圧鍛造機械であることが好ましい。こ
のような鍛造機械の手段による加工は、かなりの深度で
の材料の注意深い鍛造を保証し、鍛造が心までにゆきわ
たる。力が比較的に（７） ゆっくりとかつ常に一次元で加えられるので、混練（ｋ
ｎｅａｄｉｎｇ　）による成形が行われ、よって、材料
は、さまざまな方向で流動しかつ曲がり得る。

比較的低い成形速度にもかかわらず、力の水圧伝達のた
め、加工プロセス（ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　
）は、遊び時間が減ぜられることから、非常に短かく保
たれてインゴットの全鍛造スルー（ｅｎｔｉｒｅｆｏｒ
ｇｉｎｇ　−ｔｈｒｏｎｇｈ　）が、７回の加熱後に行
われ得る。

以下本発明を図面を参照して具体例についてさらに詳細
に説明する。

第１図では、製鋼所（ｓｔｅｅｌｗｏｒｋｓ　）は、ア
ーク炉／および燃料庫２．３．　Ｉｌ、　、、ｔを含ん
でなり、この燃料庫２．３．　＋、　、５−からスクラ
ップ、合金スクラップ、石灰、合金などが、予め定めら
れた割合でアーク炉／へ供給される。アーク炉からメル
トが、とりべ乙に移され、さらにメルトはとりべ乙から
真空酸素脱炭ユニット（ｖａｃｕｕｍ　ｏｘｙｇｅｎ　
ｄｅｃａｒｂｕ−ｒｉｚａＨｏｎ　ｕｎｉｔ　）　７へ
移されて二次的な冶金処理（５ｅｃｏｎｄａｒｙ　ｍｅ
ｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）を受け
る０（ざ） 隣接する鋳造ペイ（ｃａｓｔｉｎｇ　ｂａｙ　）では、
仕上りメルトが鋳造されて与えられた寸法のインゴット
ワにされる。

固化後、引き出されたインゴット９は、ボギーヒース炉
（ｂｏｇｉｅ　ｈｅａｒｔｈ　ｆｕｒｎａｃｅ　）　／
　０または他の適当な炉へ供給されて、インゴットがそ
の成形温度まで加熱される。

鋳造ペイｇおよびボギーヒース炉１０は、同じクレーン
／／の到達範囲内に位置しているので、インゴットタは
、鋳造ペイからボギーヒース炉１０へ直接導入され得る
。クレーンの代りにマニプレータ−を設けるようにして
もよい。

ボギーヒース炉１０から、インゴット９は、水圧鍛造機
／２へと直接に進み、ここで、インゴットは、７つの平
面上で反対方向へ運動する２つの鍛造工具によりさらに
加工されて対応する特定の素材とされる。この素材は、
直接、または分離させてから、冷却ベッド／３へと進め
られ、ここで素材は、ゆがみが生じないように裏返され
るようにするか、または他の公知の形式の急冷装置へ送
られる。

次に、冷却された素材を、ピーリングマシン（図示せず
）で被覆を剥ぎとってから、または他の表面処理にかけ
てから、テストする。

全工程での処理は、ある環境下で亀裂（これは、後の熱
成形で除去できないものを指す）の生成が生じる温度へ
インゴットを冷却することなく、７回の加熱後に起こる
。

このようなユニットでは、高い合金割合の品種および特
定の合金（たとえば高速度鋼、弁用鋼、耐酸鋼、耐銹鋼
（ｒｕｓｔ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　５ｔｅｅｌ　）　、
耐熱鋼、非磁性鋼、ニッケルを基礎にした特別な合金、
ニッケルークロムを基礎とした特別な合金、ニッケルー
コバルト−モリブデンを基礎とした特別な合金またはコ
バルト−タングステンを基礎とした特別な合金など）が
何ら危険を伴わずに処理され得る。

第２図に示したユニットは、第１図に示したユニットと
同様に構成される。アーク炉／および真空酸素脱炭ユニ
ット７を有する製鋼所は、はぼ同じである。

第２図に示した具体例では、鋳造ベイｇにすぐ隣接して
保温装置（ｈｅａｔ−ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ａｒｒａｎ
ｇｅｍｅｎｔ　）／ムたとえば保持ピット（ｈｏ］ｄｉ
ｎｇ　ｐｉｔ　）も配設しである。温度制御装置を具備
したこの保温装置では、引き出されたインゴットは、制
御されてたとえば１０００′Ｃに冷却されて内部が固化
するようにされる。次に、インゴットは、何ら危険を伴
わずにロータリーヒース炉／Ｉｒへ水平方向で挿入され
得る。適当なら、図示してないロータリーフィードテー
ブルをロータリーヒース炉の上流に設けてもよく、所望
するようにインゴットは、底部を最初に、または頂部を
最初にしてロータリーヒース炉に導入できるようにして
もよい。

保温装置は、また、たとえば加熱炉がうまくいかない場
合、異なる温度プログラムのインゴットを途中で処理せ
ねばならない場合、バッファー（ｂｕｆｆｅｒ　）とし
て用いてもよい。

この図示例では、鋳造ベイｇおよびロータリーヒース炉
／ｇは、同じクレーン／／の到達範囲に（／／） 位置決めされている。保温装置／グもこのクレーン／／
の到達範囲にある。インゴット９は、鋳造ベイｇから保
温装置／グへ進められるか、またはロータリーヒース炉
／ｇの供給装置／ｊへ進められてよい。

ロータリーヒース炉／にから、成形温度に熱せられたイ
ンゴット９は、ローラテーブル／乙を経て自動的に水圧
成形装置／７へ送られ、水圧成形装置／７内でインボラ
トラは、さらに処理されて、特定の対応する素材が得ら
れる。

後続する冷却装置、表面処理装置および試験装置は、実
質的に公知であるため図示してない。

例示したユニットは、原料から、最終の被覆を剥いだ素
材までの製品が７回の加熱後（すなわち室温まで冷却す
ることなしに）製造されるので、最適の経済性を与える
。

本発明に従う方法により製造される製品は、欠点を有さ
ない：なぜなら、温度は、応力ビークが材料に生ずる温
度範囲まで製造工程中で下げられないからであり、また
熱成形が、混練により、イ（／２） ンゴッドの心まで行われるからであり、特別な注意が払
われて、許容できない高い引張り強さくこれは亀裂をつ
くり得る）が成形でインゴットに生じないようにするか
らである。材料の制御された冷却は、インゴットの成形
後にだけ起こる。このようにして、成形された最終製品
−一最も厳格な要求に合致する製品□が得られる。

ユニットの両方の例において、インゴットの全ての処理
、または、工程の少なくともいくつかは、不活性ガス雰
囲気たとえばアルゴン雰囲気下で行うことができる。イ
ンゴットが長期間とどまるとき、またはたとえば成形領
域でのような極度な応力にさらされるなら、不活性ガス
雰囲気が生ずるハウジングを設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱成形ユニットをすぐ下流に有した製鋼所を
図式的に示している。゛ 第一図は、第１図同様のユニットであり、熱成形ユニッ
トが角度を有した開口に収容されている。 ／・・・アーク炉、ｘ、　３．　ｌＩ、　ｊ・・・燃料
庫、乙・・・とりべ、７・・・真空炭素脱炭ユニット、
ｇ・・・鋳造ベイ、り・・・インゴット、１０・・・ボ
ギーヒース炉、／／・・・クレーン、／２・・・水圧鍛
造機、／３・・・冷却ベッド、／４’・・・保温装置。 代理人の氏名　川原１）−穂

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）超高合金成形ｍ　（ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈ−ａｌｌ
   ｏｙ　ｆｏｒｍｅｄ　５ｔｅｅｌｓ）および特殊鋼の製
   造方法において、装入材料が、溶解され、次に冶金処理
   を受けるか、または２次的冶金処理を受け、次に鋳造さ
   れてインゴットを得、該インゴットを成形するようにし
   てない、鋳造された際のインゴットは、全体が固化する
   まで冷却し、各インゴットの、全ての部分の温度は、応
   力亀裂が生じ得る臨界温度よりも常に上であるようにし
   、次に固化したインゴットを成形温度まで加熱し、次に
   この加熱後に直ちに成形を行うことを特徴とする前記超
   合金成形鋼および特殊鋼の製造方法。
2. （２）固化したインゴットが、水平位置で、その成形温
   度まで加熱されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法。
3. （３）工程の少なくともいくつかは、不活性ガス雰囲気
   下で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の製造方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載の方法を実施するため
   の設備であり、該設備が、製錬炉（ｓｍｅｌｔｉｎｇ　
   ｆｕｒｎａｃｅ　）　Ｓ冶金容器（ｍｅｔａｌｌｕｒｇ
   ｉｃａｌ　ｖｅｓｓｅｌ　）　Ｓ鋳造ペイおよび成形装
   置から構成されてなり、加熱炉（１０）が、鋳造ベイ（
   、！ｉ’）にすぐ隣接して設けられており、そして加熱
   炉（１０）には成形装置（／２：／７）がすぐ後続して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   を実施する設備。
5. （５）鋳造ペイ（ｆ）および加熱炉（１０）が、１個の
   同一のクレーンＣ１／”）の到達範囲内に位置している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の設備。
6. （６）　インゴットを搬送するための移動可能なマニプ
   レータが、鋳造ベイ（、？＞と加熱炉（１０）との間に
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第を項
   記載の設備。
7. （７）　ローラテーブル（ｌ乙）が、加熱炉（１０）と
   隣接成形装置（／ｌｉ／７）との間に設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第を項記載の設備。
8. （８）保温装置（／４）が、鋳造ペイ（す）と加熱炉（
   １０）との間に設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の設備。
9. （９）保温装置（／ｌ）が、温度制御装置を有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲ｇ項記載の設備。
10. （１０）鍛造機械が、成形装置ＣＩ２；／７）として設
    けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の設備。
11. （１１）水圧鍛造装置（／２：／７）が設けられている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第７０項記載の設備。 （ロ）鍛造装置（７２：／７）が、反対方向に定直する
    ２つの鍛造具を有することを特徴とする特許請求の範囲
    第１／項記載の設備。