JPS6076269A - 鋳ぐるみ法によるクラツド素材の製造方法 - 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】 この発明は鋳型内に芯材を）′♂垂などの保持手段によ
り配置してその芯材を鋳ぐるむことによりクラッド素材
を製造する方法に関するものである。

従来の鋳ぐるみ法によるクラッド素材製造方法としては
、第１図に示すようにステンレス鋼、炭素鋼、あるいは
Ｎｉ鋼などからなる無垢の芯材１、すなわち単一板から
なる芯材１を鋳型２内に懸垂保持し、その芯材１の周囲
に炭素鋼等の溶鋼３を注湯して凝固させることによシフ
ラッド素材を得る方法が広く知られている。このような
方法によシ得られたクラッド素材の鋼塊は、通常は分塊
圧延によって鋼片となし、さらに最終的に製品として得
るべきクラッド材料に応じて、クラツド鋼片の表面手入
れを施したシ、芯材の周囲に注湯されて凝固した炭素鋼
など（以下これを衣材と称す）の一方の面を剥離除去し
たり、あるいはクラツド鋼片を厚み方向に分割したすす
る作業を行った後、熱間圧延や厚板圧延を経て耐食性と
機械的性質など、種々の特性を兼ね備えたクラツド銅帯
、クラツド鋼板などの製品に仕上げられる。

しかしながら上述のような従来方法では、クラツド比を
種々変えたい場合、とシわけクラツド比を小さく（シた
がって衣材厚に対し相対的に芯材厚を小さく）シ、たい
場合に次のような問題があった。すなわち、クラツド比
を種々変える場合には、それに応じて種々の厚みの芯材
を用意しておき、厚みの異なる芯材を鋳型内に懸垂保持
して鋳ぐるむか、あるいは鋳型内に懸垂する芯材の表面
と鋳型内壁面との間の距離を変えるか、または複数の芯
材を鋳型内に間隔を置いて懸垂保持してそれらの芯材を
同時に鋳ぐるむ際に各芯材間の間隔を変えて製造するこ
とになる。ここで、クラツド鋼の製造目的の一つとして
、高価な特殊金属の使用量を低減することが挙げられ、
したがって鋳ぐるみ法によるクラッド素材の製造方法に
おいても特殊金属が含有されることが多い芯材の厚みを
小さくしてクラツド比を小さくすることが望まれるが、
芯材の厚みを小さくした場合、その芯材を鋳型内に懸垂
保持して芯材の周囲に衣材の溶鋼を注湯した際に芯材が
溶損変形し易くなり、そのためクラツド比の安定を損な
うことになシ、その結果良品歩留りの低下を招くから、
鋳ぐるみ法における芯材の肉厚の減少には限界があった
。またクラツド比を変えるために芯材表面と鋳型内壁面
との間隔あるいは複数の芯材の相互間の間隔を変える場
合、特にクラツド比を小さくするべくこれらの間隔を大
きくすれば、衣材の注湯後に生ずる凝固収縮時の鋼塊頭
部の引けによシ良品歩留りが低下する問題があり、この
問題に対しては押湯保温材等で対処することが考えられ
るがそれも限界がちシ、シたがっである程度以上クラツ
ド比の小さいクラッド素材を製造することは現実には困
難であった。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、鋳ぐる
み法によるクラッド素材の製造方法において、クラツド
比を容易に変更可能であって特に前述のような問題を招
くことなくクラツド比を小さくなし得るようにした方法
を提供することを目的とするものである。

すなわちこの発明は、鋳型内に芯材を配置してその芯材
を鋳ぐるむことによりクラッド素材を製造する方法にお
いて、予め２層以上にクラッドされているり２ノド鋼片
を芯材として用いて、その芯材をさらに衣材にて鋳ぐる
むことを特徴とするものである。

以下この発明のクラッド素材製造方法を第２図以降の図
面を参照して詳細に説明する。

第２図はこの発明の方法の実施状況の第１の例を示すも
のであシ、この場合芯材ｌＯはステンレス鋼、ニッケル
鋼、あるいは炭素鋼等のうちから選ばれた１種からなる
金属板４すなわち従来例における芯材１に相当する金属
板４と、その金属板４と同種または異種の金属例えば炭
素鋼等からなる金属板５とを予めクラッドしてなる２層
クラツド鋼板で構成されている。このような芯材１０を
用いてこの発明の方法を実際に実施するに当っては、芯
材１０の上端に例えば溶接によって吊り手６を取付け、
この吊り手６によシ図示しない鋳型内に懸垂させる。こ
の際、金属板４の側の表面には、通常はＭｇＯなどの剥
離剤７を塗布しておくことが望ましく、斯くすることに
よって、溶融金属を注湯して鋳ぐるみかつ圧延を行った
後に金属板４の表面の衣材の金属を容易に剥離すること
ができる。１だ金属板５の側の表面には、注湯する溶融
金属を金属板５と緊密に一体化させるべく、注湯する溶
融金属の酸化防止を図るだめの炭化水素系塗料などの酸
化防止剤８を塗布しておくことが望ましい。

上述のようにして鋳型内に懸垂させたクラツド鋼片から
なる芯材１０の周囲に、その片側の金属板５と同一組成
の溶融金属を注湯すれば、その溶融金属が金属板５と一
体化した状態で凝固し、２層クラッド素材が得られる。

なおこの段階では金属板４の側にも前記溶融金属が凝固
した状Ｊ７＠となっているが、熱間圧延等を施した後に
金属板４の側の凝固金属層を剥離させることにより、２
層クラツド鋼板となる。

上述の方法においては、２層クラツド鋼片からなる芯材
ｌＯの厚みを変えたシ、あるいはその芯材１０を構成す
る金属板４，５の厚みの比を変えたシ、鋳型内に懸垂す
る芯材ｌｏの位１遅を変えたりすることによシ容易にク
ラツド比を変更することができる。特に高価な特殊金属
を含有することが多い従来例における芯材１に相当する
金属板４の厚みを小さくして、最終製品におけるクラツ
ド比を小さくしたい場合でも、芯材１ｏの全体の厚みは
小さくする必要がないから、溶融金属注湯時に芯材１０
、特に金属板４が溶損変形することが防止される。また
従来例における芯材１に相当する金属板４に対して予め
金属板５が被着されているから、芯材１０の懸垂装置変
更によってクラノド比を小さくしたい場合でも芯材ｌＯ
における金属板５の側の表面とこれに相対する鋳型内壁
面との間の間隔はさほど犬きくする必要がなく、シたが
って従来法の如く凝固収縮時の引けによる歩留り低下の
問題が発生するおそれが少ない。

なお上述の説明では注湯する溶融金属として金属板５と
同組成のものを用いることとした７５Ｓ１場合によって
は金属板４，５のいずれとも異なる糸且成の溶融金属を
注湯して、３層りラッド素拐−をイ尋るとともできる。

また芯材１０として上述のｆｌＪでは２層クラツド鋼片
を用いたが、場合Ｑてよっては３層以上の多層クラツド
銅片を用いても良い。したがってこれらの組合せにより
任意の層数のクラッド素材を得ることができる。

第３図はこの発明の方法の実施状況の′５４３の汐りを
示すものであり、この場合にはステンレスク１７１、ニ
ッケル鋼あるいは炭素鋼などのうち力）らユ態（ばれた
１種以上からなる２枚の金１４板４Ａ、４Ｂ（これらは
従来例における芯材１に相当する）のそれぞれに予め炭
素＠等の異種または同種の材料妙λらなる金属板５Ａ、
５Ｂがクラッドされている２枚のクラッド鋼片芯材１０
　Ａ　、　１．ＯＢを用い、これらの芯１ｆｔｌＯＡ、
１０Ｂ’ｅ、金属＆　４　Ａ　ｒ　４　Ｂ　カ相対する
ように剥離剤７を介して重ね合わせ、かつ周囲を溶接等
により仮止めして吊り手６を取付け、この吊）手６によ
って鋳型内に）殻垂させる。

なおこの際、注湯する溶融金属と接する＄（１１の面、
すなわち金属板５Ａ、５Ｂの表面には前記間・渫な酸化
防止剤８を塗布しておくことが梁ましい。

上述のように重ね合せた２枚のクラッド官・４片芯材１
０Ａ、ＩＯＢを鋳型内に懸垂させた後、その周囲に、外
側の金属板５Ａ、５Ｂと同一組成の的融金属を注湯して
その溶融金Ｒ’Ａを金汽板５Ａ、。

５Ｂと一体化した状態で凝固させ、得られた朝〆ｊ塊を
必四に応じて分塊圧延した後、前述の剥ＦＪ　（ｉｌｌ
　７を介挿させた面から２分割することＱこよって、２
層クラッド素材が２個得られる〇 この場合においても、第２図の例の場合と同様に、クラ
ツド比を容易に変更することができる。

すなわち各芯材１０Ａ、ＩＯＢのクラツド比、あるいは
各芯材の厚み、鋳型内に懸垂させる芯材の位置を変更す
ることでクラツド比を変えること７５〕できる。そして
特にクラツド比を小さくすることも前記１苛様の理由で
容易でちる。また２　７＆クラッド鋼片からなる芯材１
０Ａ、ＩＯＢと全く異なる組成の＃融金属を鋳込んだシ
、また芯材１０Ａ。

１０Ｂとして３層クラツド鋼片を用いたりすることによ
って、異鋼種、多層クラッド素材の製、造妙Ｓ可能とな
る。さらに場合によっては芯材１０Ａ。

ｌＯＢの相対する側の金属０ｉ４Ａ、４ＢのＡｆｌ成を
異ならしめておくことによシ、同時に異なるクラッド素
材を得ることが可能となる。

第４図はこの発明の方法を実施する状況の曳も３の例を
示すものであり、この場合には金属板４Ａと金属板５Ａ
を予めクラッドしてなるクラッド１４片芯材１０Ａと、
金属板４Ｂと金！Ａ版５Ｂを予めクラッドしてなるクラ
ッド鋼片芯材１０Ｂとを出］隔を撹いて相対させ、かつ
それらの芯材１０Ａ。

１０Ｂを芯材間距離調整板９によって連結し、ツムつ図
示しない吊り手を取付けて前記同様に鋳型内に懸垂さ騒
る。なおこの際鋳型内壁に近い側の表面、すなわち金属
廠４Ａ、４Ｂの表面には剥離剤７を塗布しておき、互い
に間隔を置いて相対する面、すなわち金属板５Ａ、５Ｂ
の表面には酸化防止剤８を塗布しておく。

ここで金属板４Ａ、４Ｂを互いに同種同組成とし、また
金属板５Ａ、５Ｂは互いに同種同組成とするとともに前
記金属板４Ａ、４Ｂと同種異Ｓ、ｑ成もしくは異種とし
、金属板５Ａ　、５Ｂと同一組成の溶融金属を注入して
凝固させ、分塊圧延等の後に金属板４Ａ、４Ｂの表側の
凝固金属を剥離除去することによって、表裏両面が同−
Ａ且成で、中央部分が同種異組成もしくは異種金属から
なる３Ｊ僻クラツド素材を得ることができる。

第４図のレリにおいては、芯材間距離Ａ整数９の長さを
調整することによって芯材１０Ａ、ＩＯＨの間隔を調整
し、これによってクラツド比を調整することができる。

またもちろん前述の第２図の例、第３図の例と同様に芯
材１０Ａ、ＪＯＢの厚み、芯材１０Ａ、ＩＯＢを構成す
る金＠阪４Ａ。

４Ｂと金属板５Ａ、５Ｂとの厚みの比を変えることによ
ってクラツド比を容易に変更することも可能である。

また上述の説明では芯材１０Ａ、ＩＯＢの金属板４Ａ、
４Ｂを互いに同一組成のものとしたが、場合によっては
同種異組成あるいは異種のものとしても良く、さらには
注湯する溶融金属として金属板５Ａ、５Ｂと異なる鋼種
のものを用いても良く、これらを組合せることによシ任
意に異鋼種、多層クラッド素材を製造することができる
。

次にこの発明の実施例を記す。

鋳型として１８トン鋼塊鋳造用のもの、具体的には頭部
断面が８０２Ｘ１２００ＦＩｍ、底部断面が９２ｉｘ１
２３６麗、鋳型高さ２８００順で鋳塊発明の方法にした
がってクラッド素材を鋳造した。

得られた鋳ぐるみクラッド鋼塊を分塊圧延によって１７
０〜２３０醪程度の厚みとなし、鋼片表面手入あるいは
鋼片表層の剥離、あるいは厚み方向に分割を行って目的
とするクラツド鋼片とした後、熱間圧延によって２〜６
ｍの銅帯に、あるいは厚板圧延によって８〜１２謳の鋼
板に加工した。

上述のようにして得られた各クランド鋼板もしくはクラ
ツド鋼帯のクラツド比は常に安定していることが確認さ
れ、また良品歩留シも著しく良好であることが確認され
た。

１だ実施”例１〜４による各クラッド素材のクラッド評
価を第１表中に併せて示す。ここでクラッド評価は、界
面の介在物面積率を指標として判定した。すなわち、ク
ラッド界面の介在物面積率が２襲以下であれば剪断強度
も満足されることが公知であることから判定した。その
結果第１表中に◎印で示すように、各実施例１〜４によ
り得られたクラッド素材はいずれも介在物面積率が０〜
０１％であって、極めて優れていることが判明した。

一方、比較のだめ、従来技術である無垢の芯材を用いて
第１表の実施例１に準じてクラッド素材を製造した。す
なわちＳＵＳ　３０４鋼種からなる単一板の芯材（厚み
３０咽）を、鋳型内に鋳型頭部壁から１ＱＱｔｌｉ、鋳
型底部壁から１１０１哨離れた位置にセントして、溶融
金属として炭素鋼を丁注ぎ注湯した。得られたクラッド
鋼塊を分塊圧延してクラツド鋼片となした。

この従来技術によるクラッド鎖片についてクラスト比等
を鯛査したが、クラツド比が安定せず、不良品と判定さ
れた。これは注湯した溶融金属による熱影響”によって
芯材が溶損変形したことに起因している。

な２本発明者等は、注湯する溶融金属の熱影響について
調べたところ、その熱影響を未然に防止するためにはこ
の発明の方法においては芯材１０もしくはｘｏＡ、１ｏ
Ｂｉ厚みを５０咽以上とすることが望ましいことが判明
した。但し芯材全体の厚みが５　Ｑ　ｎＩｊｎ以上であ
れば良いから、芯材を構成する各金属板の厚みはそれよ
シも格段に薄くすることができる。

前述の説明で明らかなように、この発明の方法によれば
、思料の溶損変形によるクラツド化の不安定化、あるい
は凝固収縮に伴なう引けによる欠陥等を招くことなく、
クラツド鋼帯 とシわけクラツド比を従来よりも格段に小さくすること
ができ′、シたがって高価な特殊金属を含有する合金鋼
等め使用量を低減してコスト低減、省資源に寄与するこ
とができ、さらには異鋼種、多層クラッド素材の製造も
容易となる等、各種の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の鋳ぐるみ法によるクラッド素材製造方法
を説明するための略解的な縦断面図、第２図はこの発明
のクラッド素材製造方法を実施する状況の第１の例を示
す縦断面図、第３図はこの発明のクラッド素材製造方法
を実施する状況の第２の例を示す縦断面図、第４図はこ
の発明のクラッド素材製造方法を実施する状況の第３の
例を示す斜視図である。 ４．４Ａ、４Ｂ：５，５Ａ、５Ｂ・・・金属板、１０、
ＩＯＡ、ＩＯＢ・・・芯材。 出願人　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士豊田武人 （ほか１名） 第１回 第３因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳型内に芯材を配置してその芯材を鋳ぐるむことによシ
   フラッド素材を製造する方法において、前記芯材として
   予めクラッドされているクラツド鋼片を用いることを特
   徴とする鋳ぐるみ法によるクラッド素材の製造方法。