JPS6076263A - 複合金属材の製造方法 - Google Patents

複合金属材の製造方法

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JPS6076263A
JPS6076263A JP18319083A JP18319083A JPS6076263A JP S6076263 A JPS6076263 A JP S6076263A JP 18319083 A JP18319083 A JP 18319083A JP 18319083 A JP18319083 A JP 18319083A JP S6076263 A JPS6076263 A JP S6076263A
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JP
Japan
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composite
molten steel
steel
molten metal
pipe
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JP18319083A
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English (en)
Inventor
Keitaro Yamamoto
山本 圭太郎
Shinobu Miyahara
忍 宮原
Mikio Mugita
麦田 幹雄
Makoto Suzuki
真 鈴木
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/02Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

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】 この発明は、異なる材質の2つの層をもつ板状やコイル
状の高品質の複合金属材を、遠心鋳造法によって生産性
高く且つ安価に製造することができる複合金属材の製造
方法に関するものである。
異なる材質の2つの層をもつ複合金属材の製造方法とし
ては、一般に爆着法および肉盛シ法のような直接クラッ
ド法、および、前記直接クラッド法と熱間圧延とを組合
わせた圧延クラッド法などが知られており、その方法は
JISによっても規定されている。しかしながら、これ
らの方法は、複雑且つ特殊な工程を必要とするため、生
産性が低く、製造コストが高い問題がある。
一方、異なる材質の外層と内層とからなる複合金属管を
遠心鋳造法によって製造する方法が、例えば特公昭45
−28707号などによって開示されている。この方法
は、軸線を中心として一定速度で回転している円筒状の
水平鋳型内に、所定の材質の第1の@融金属を供給して
遠心鋳造し、次いで、前記遠心鋳造中の第1の溶融金属
の温度が凝固点以下50〜250℃になったときに、前
記第1の溶融金属とは異なる材質の第2の溶融金属を、
前記遠心鋳造中の第1.の溶融金属の表面上に供給して
遠心鋳造することによって、複合金属管を製造すること
からなっている。しかし外から、上述した方法は、外層
と内層との界面の冶金的結合が必ずしも十分ではなく、
また板状やコイル状の複合金属材を製造するものではな
い。
この発明は、上述のような観点から、異゛なる材質の2
つの層をもち、2つの層の界面が冶金的に完全に結合さ
れた、板状やコイル状の高品質の複合金属材を、遠心鋳
造法によって生産性高く安価に製造し得る複合金属材の
製造方法を提供するもので、軸線を中心として一定速度
で回転している円筒状の水平鋳型内に、所定の材質の第
1の溶融金属を供給して遠心鋳造し、次いで、前記第1
の溶融金属の表面の凝固が始まってから、前記凝固が終
る寸での間に、前記遠心鋳造中の第1の溶融金属の表面
上に、その温度が過熱度で30から120℃の範囲内で
あって、且つ、前記第1の溶融金属の融点よりも30℃
以上高温である、前記第1の溶融金属とは異なる材質の
第2の溶融金属を供給して遠心鋳造し、かくして、前記
第1の溶融金属からなる外層と前記第2の溶融金属から
なる内層とからなる複合金属管を遠心鋳造し、次いで、
前記複合金属管を、前記水平鋳型内で冷却し、Ar3ま
たは800℃以上で、1100℃以下の範囲内の温度で
前記水平鋳型から取り出し、次いで、前記水平鋳型から
取シ出された複合金属管を、その軸線方向における少な
くとも1本の直線に沿って切断し、次いで、前記切断さ
れた複合金属管を所定温度に加熱した後、熱間矯正機に
通して平板状の複合スラブを調製し、次いで、前記複合
スラブを熱間圧延機に通して圧延し、かくして、所定形
状の複合金属材を製造することに特徴を有するものであ
る。
次に、この発明の方法を、異なる材質の2つの層をもつ
複合銅版を製造する場合について、図面−を参照しなが
ら説明する。
第1図は、この発明の方法を実施するだめの製造装置の
一実施態様を示す概略断面図である。第1図において、
遠心鋳造用の円筒状の水平鋳型1は、所定間隔を設けて
配置された少くとも2箇の駆動ローラ2によって、その
軸線を中心として回転可能に支持されている。水平鋳型
1の両端は側壁3,4によって閉塞されており、側壁3
,4の中心には溶鋼注入口5.6が設けられている。7
は水平鋳型1の一端付近に設けられた第1タンデイツシ
ユ、8は水平鋳型1の他端付近に設iられた、第2タン
デイツシユである。第1タンデイツシユ7および第2タ
ンデイツシユ8の各々に設けられた溶鋼流出樋7a、8
aの先端は、側壁3.4の溶鋼注入口5,6内に挿入さ
れている。9は第1タンデイツシユ7に第1の溶鋼を供
給するだめの第1取鍋、10は第2タンデイツシユ8に
第2の溶鋼を供給するだめの第2取鍋である。
水平鋳型1を、500〜1000 r、p、mの高速で
回転させ、第1取鍋9から第1タンデイツシユ7内に供
給された所定の材質の第1の溶鋼11を、第1タンデイ
ツシユ7の溶鋼流出樋7aから、水平鋳型1内に供給す
る。
水平鋳型1内に供給された第1の溶鋼11は、水平鋳型
10回転によって遠心鋳造され、水平鋳型1の内面にほ
ぼ均一の厚さで付着して管状となり、そして、水平鋳型
1によって直ちに冷却され、水平鋳m1の内面に接する
面から表面に向けて次第に凝固する。
ように、第2取鍋10から第2タンデイツシユ8内に供
給された、前記第1の溶鋼11とは材質が異なる第2の
溶鋼12を、第2タンデイツシユ8の溶鋼流出樋8aか
ら、水平鋳型1内の遠心鋳造中の第1の溶鋼11の表面
上に供給して遠心鋳造する。
第1の溶鋼11の表面上への第2の溶鋼12の供給温度
は、過熱度△T(溶鋼温度一液相線温度)で30から1
20℃の範囲内であって、且つ、第1の溶鋼11の融点
(液相線温度)よりも、30℃以上高いことが必要であ
る。
即ち、第2の溶鋼12の供給温度を、過熱度△Tで30
から120℃の範囲内とすることによって、水平鋳型1
内に供給された第2の溶鋼12は、直ちに凝固シェルを
生成することがなく、凝固しつつある第1の溶鋼11と
前記第2の溶鋼12との界面は、一定時間溶融状態に維
持される。そして、第2の溶鋼12の供給温度を、第1
の溶鋼11の融点よりも30℃以上高くすることによっ
て、半汀融状態にある第1の溶鋼11の表面は、第2の
溶鋼12の熱によって再び溶解する。その結果、第1の
溶鋼11と第2の溶鋼12との界面は浴融状態になる。
上述したように、界面が溶融状態になった第1の溶鋼1
1と第2の溶鋼12は、水平鋳型1内において冷却され
て次第に凝固が進行し、両者間の界面は完全に浴着する
。かくして、水平鋳型1内において、第1の溶鋼11か
らなる外層と第2の溶鋼12からなる内層とからなる、
厚みおよび厚み比のばらつきが極めて少ない複合鋼管が
遠心鋳造される。第3図は、遠心鋳造された複合鋼管1
3の断面図で、13aは第1の溶鋼11からなる外層、
13bは第2の溶鋼12からなる内層である。
この複合鋼管13を、水平鋳型1内において冷却し、そ
の温度がAr3まだは800℃以上で、1100℃以下
の範囲になったときに、水平鋳型1内から取り出す。複
合鋼管13の水平鋳型1内からの取シ出しは、水平鋳型
1の側壁3,4を取り外して、その端部から行なう。な
お、複合鋼管13は、水平鋳型1内において自然冷却さ
れるので、その冷却は比較的緩慢に且つ温度差が生ずる
ことなく行々われる。なお、水平鋳型1を低速で回転さ
せながら複合鋼管13の冷却を行なうことは、その冷却
を均一化する上において有効である。
次に、水平鋳型1内から取り出された複合鋼管13を、
第4図(a)に示すようにその軸線方向における1本の
直線14、または、第4図(b)に示すようにその軸線
方向における、所定間隔をあけた2本の直線14a 、
 14bに沿って、トーチ式カス切断機等により切断す
る。
上記によシ切断された複合鋼管13を、加熱炉に装入し
て、1100〜1300℃の温度に加熱し、次いで、熱
間矯正機によシ平板状に矯正することによって第5図に
示すような平板状の複合スラブ15が調製される。次い
で、この複合スラブ15を、熱間圧延機により熱間圧延
することによって、複合スラブ15から板状またはコイ
ル状の複合鋼板が製造される。
この発明において、複合鋼管を調製する除における、水
平鋳型内に供給される第2の溶鋼の供給時期は、水平鋳
型内において遠心鋳造中の第1の溶鋼の表面の凝固が始
まってから、前記凝固の終るまでの間とすべきである。
即ち、第2の溶鋼の供給を、第1の溶鋼の表面の凝固が
始まる前の早い時期に行なうと、水平鋳型1内において
第1の溶鋼と第2の溶鋼とが混合し、または、第1の溶
鋼と第2の溶鋼との界面付近に、広い範囲にわたって組
成遷移領域が生ずる結果、複合鋼材として要求される材
質条件を満足させることができない。
一方、第2の溶鋼の供給を、第1の溶鋼の表面の凝固が
完了した後の遅い時期に行なうと、第1の溶鋼の凝固し
た表面が再溶解しにくくなるので、第1の溶鋼と第2の
溶鋼との溶着が不十分まだは不可能になり、更に、第1
の溶鋼の表面付近に、その凝固末期に発生したキャビテ
ィー、捷だは、介在物等の集積が、そのま1第1の溶鋼
と第2の溶銅との界面付近に取り残されるととなとによ
って、品質の優れた複合鋼材を得ることができない。
遠心鋳造中の第1の溶鋼の表面上に供給する第2の溶鋼
の供給温度は、第灸の溶鋼の過熱度△Tで30から12
0℃の範囲内とすべきである。即ち、第2の溶鋼の供給
温度が、過熱度△Tで30℃未満のときは、第2の溶鋼
は、水平鋳型内において直ちに凝固/エルを形成し、従
って、凝固しつつある第1の溶鋼との間の界面を溶融状
態にすることができない。また、第2の溶鋼の供給温度
が、過熱度△Tで120℃を超えると、凝固しつつある
第1の溶鋼を再溶解して両者が混合し、複合鋼材として
要求される材質条件を満足させることができない。
更に、上記第2の溶鋼の供給温度は、第1の溶鍋の融点
よりも30℃以上高い温度にすべきである。即ち、第2
の溶鋼の供給温度が、第1の溶鋼の融点よりも30℃未
満高い温度では、半溶融状態にある第1の溶鋼の表面を
再溶解さぜることかできない。
水平鋳型内において遠心鋳造された複合鋼管を水平的型
から取り出すときの前記複合鋼管の温度は、Ar3″!
、たけ800℃以上で、1100℃以下の範囲内にすべ
きである。即ち、複合鋼管の水平鋳型からの取り出し温
度がAr3または80’0 ℃未満であるときは、水平
鋳型から複合鋼管を取り出すときに、材質的な変態にょ
る脆化の影響を受けて、複合鋼管に表面割れ等の生ずる
おそれがある。
一方、前記取シ出し温度が1100℃を超えると、水平
鋳型内において複合鋼管が十分に収縮していないから、
前記水平鋳型の内面と複合鋼管との間の隙間が少なく、
水平鋳型からの複合鋼管の取り出しが困難となる。
この発明の方法によれば、例えば、ステンレス鋼と一般
炭素鋼、Cr Mo鋼とステンレス鋼等、目的、用途に
応じてあらゆる材質の鋼を組合わせた、品質の優れた複
合鋼材、牛の他各種の複合金属材を製造することができ
る。
以上述べたように、この発明の方法によれば、冶金的に
完全に結合された密着性の優れた健全な界面を有する、
異なる材質の2つの層をもつ複合金属材を、遠心鋳造法
によって生産性高く安価に製造し得る工業上優れた効果
がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明の方法を実施するだめの
製造装置の一実施態様を示す概略縦断面図で、第1図は
第1の溶鋼が供給されている状態を、まだ第2図は第2
の溶鋼が供給されている状態を示している。第3図はこ
の発明の方法におけ。 る中間製品である複合鋼管の断面図、第4図(a) (
b)は複合鋼管の切断線を示す説明図、第5図はこの発
明の方法における中間製品である複合スラブの斜視図で
ある。図面において、 1・・・水平pj型、 2・・・駆動ローラ、3.4・
・・側壁、 5,6・・溶鋼注入口、7・・・第1タン
デイツシユ、 8・・・第2タンテイツシユ、 9・・第1取鍋、 10・・第2取鍋、11・・・第1
の溶鋼、 12・・・第2の溶鋼、13・・・複合鋼管
、 14・・・直線、15・・・複合スラブ。 出願人 日本鋼管株式会社 代理人 潮 谷 奈津夫(他2名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 軸線を中心として一定速度で回転している円筒状の水平
    鋳型内に、所定の材質の第1の溶融金属を供給して遠心
    鋳造し、次いで、前記類1の溶融金属の表面の凝固が始
    まってから、前記凝固が終るまでの間に、前記遠心鋳造
    中の第1の溶融金属の表面上に、その温度が過熱度で3
    0から120℃の範囲内であって、且つ、前記第1の浴
    融金属の融点よりも30℃以上高温である、前記第1の
    浴融金属とは異なる材質の第2の溶融金属を供給して遠
    心鋳造し、かくして、前記第1の浴融金属からなる外層
    と前記第2の溶融金属からなる内層とからなる複合金属
    管を遠心鋳造し、 次いで、前記複合金属管を、前記水平鋳゛髭内で冷却し
    、Ar−3または800℃以上で、1100℃以下の範
    囲内の温度で前記水平鋳型から取り出し、次いで、前記
    水平鋳型から取り出された複合金属管を、その軸線方向
    における少なくとも1本の直線に沿って切断し、次いで
    、前記切断された複合金属管を所定温度に加熱した後、
    熱間矯正機に通して平板状の複合スラブを調製し、次い
    で、前記複合スラブを熱間圧延機に通して圧延し、かく
    して、所定形状の複合金属材を製造することを特徴とす
    る複合金属材の製造方法。
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