JPS6087964A - 複合金属管の製造方法 - Google Patents

複合金属管の製造方法

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JPS6087964A
JPS6087964A JP19522683A JP19522683A JPS6087964A JP S6087964 A JPS6087964 A JP S6087964A JP 19522683 A JP19522683 A JP 19522683A JP 19522683 A JP19522683 A JP 19522683A JP S6087964 A JPS6087964 A JP S6087964A
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JP
Japan
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molten metal
temperature
tube
control
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP19522683A
Other languages
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
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPS6087964A publication Critical patent/JPS6087964A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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

Landscapes

  • 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A′A質の外層と内層とからなる高
品質の複合金属管を、遠心鋳造法によって生産性高く且
つ安価に製造するととができる複合金属管の製造方法に
関するものである。
異なる祠質の2つの層をもつ複合金属利の製造方法とし
ては、一般に爆着法および肉盛り法のような直接クラッ
ド法、および、前記1(i4妾クラッド法と熱間圧延と
を組合せたIt延延クラッド法とが知られており、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、複イ四1つl(4゛殊な工程を必要
とするので、生産性が低り、り(“(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
遠心幼j/JIL法によって製ノロする方法が、例えば
特公昭/l5−28707号などによって開示されてい
る。この方法は、1lQb 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、所定の成分の第1
の溶1独金属を供給して遠心鋳造し、その凝固か完了し
た後、第1の溶融金属とは成分の異なる第2の溶融金属
を供給して遠心鋳造することにより、複合金属管を製造
することがらなっている。
しかしなから、上述した方法は、次に述べるような問題
をイ丁(7ている。
■ rj造する金属を溶解し且つ保持するための装置や
溶融金属のvj型内への供給装置等を2組以上必要とす
るので、設置n!f費が多額となる。
■ νj造に当り、回転しているυj型内に供給された
第1の溶融金hsは、鋳型内面に直接接触する。
従って、製品の外表面の形状を良好に保つためにfJl
、内面が平滑で月つ耐溶損性および耐熱衝撃性を備えだ
鋳型を必要とする。
■ 上記■に述べた理由から、鋳型の寿命が短く、早l
す!にvj型を取り浩える必要がある。
複合金属管として要求される条件は、■外層と内j1゛
りの界面が健全であって、冶金的に完全に結合されてい
ること、■外層と内層とのJ5!さ比およびjllさが
吻−であること、■外層と内層の表面が清a1であるこ
と等である。しかしながら、これらの条イノ1をすべて
具えだ複合金属管の製造方法は未だ1ノ11案されてい
ない。
この発明し1−1」二連のような観点から、夕1層と内
層のシ″−面が健全であって、冶金的に完全に結合され
ており、層の厚さ比および厚さが10−で且つその表面
が清浄な高品質の複合金属4゛°?を、z1産性高く経
済的に製造しイ()る複合金属管の製i3L力法を提供
するもので、 lll1lI線を中心として一定速度で回転している、
所定温度にIJI+熱された水平な實)12内に、前記
管制と(社)づ11−なる拐質の所定温度の溶融金λ・
Jiを供給し、))1■記’i& Uの内面に前記溶融
金属を遠心鋳造することによって複合金属管を製造する
に当り、F記の717H月溶解開始関係式によって、前
記管制の内面加熱温1埃(T”e )およびGfi記管
拐内に供給する前記溶融金属のal、冒Dl (T’M
 )を定め、前記各々の?11.冒現に基いて、l”l
!I 、t12100内面に前記溶融金属を遠心υj造
することに特徴を有するものである。
但し、T買:管制の固相@温度。
T′M ”l’j利内に供給された溶融金属の温度であ
って、管旧内面の溶iq?限界 ?!l?l 1.<ε。
’r rC; (jに、利の内面加熱温度であって、管
制内に溶融金属が供給されたとき の?コ゛ε利内面の溶解限界温度。
td:前月内面に付陪凝固した溶融金属の)′jさ。
to:管制の厚さ。
α :溶融金属の凝固時に生ずる潜熱の放出に伴なう補
正係数。
次に、とのざt明の方法を、異なる材質の外層と内層と
からなる複合鋼管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11/1は、この発明の方法を実り角するだめの装置
の一実施態様を示す概略縦断面図である。第1図に示r
ように、円筒状の水平な金型]は、所定間隔をおいて配
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。金型1の両
端面は、着脱自在の側堰3,4によって閉塞されており
、一方の側11i3の中心には溶鋼注入口5が、他方の
側堰4の中心には加熱用コイルの挿入口6が設けられて
いる。
7は金型1の一方の側堰3に近妾して設けられたタンデ
ィツシュ、8はタンディツシュ7の−」三方に位置する
ように荷重4伺きのクレーン(図示せず)によって吊下
げられた取鍋である。タンプイノ/ニアに設けられた溶
鋼流出樋7aの先端部、シよ、一方の側堰3の溶鋼注入
口5を通って金型1内に挿入されている。金型1内には
、その軸線に沿ってほぼ全長にわたる長さの加熱用コイ
ル9が、他方の側堰4の挿入口6から進退自在に挿入さ
れている。金型1は所定の厚さを有する耐熱利がらなっ
ており、その内周面には断熱材1oがライニングされて
いる。
金型1の側j1す4を取外し、その開放flA+から金
型1内に、その:1tIt線に沿って外層となる所定拐
質の管制11を挿入し、(III堰4を数句ける。管材
11を適宜の固定手段によって金型1の内面に固定する
。次いで、側」1σ4の挿入口6から管材11内にその
11111線にYl)って加熱用コイル9を挿入し、加
熱用コイル9によって管制11を加熱する。
管制11の内面が所定温度に加熱された時点で、金型1
を500〜1000r、p、mの高速で回転さぜ、取鍋
8からタンディツシュ7内に供給された、管制11とは
異なる利質の所定訃の溶鋼12を、タンプイノ/ニアの
溶鋼流出樋7aから、金型1と共に回転する前制御内に
供給する。溶鋼12ば、金型1と共に回転する管材11
内において遠心ダ5造され、管材11の内面に均一の厚
さで付所して冷却され、管材11と結合して管状の内層
となる。かくして、第2図にj:’Jj面図で示すよう
な、管AA’ I +からなる外Pi 11 Aと、溶
銅12力1らなる内j・j・つ12Aとによって形成さ
れた複合金属管力;製1告される。
上述のようにして製造される組合金属管の外層+1Aと
内層1.2Aとの界面を冶金的に完全に結合させるため
には、外層1’ L Aとなる管制11の内面が溶1・
1!1°するまで加熱し、内層12Aとなる溶/A12
との界面を溶融状態にして両とを溶着するか、または、
前記管制11の内面が溶鋼12とAlrfに成分的に拡
散し得る温度まで加熱し、溶sa 12との拡散によっ
て両者を結合することがヅ・要である。
そのためには、管制11の加熱温度および溶”12の3
1,4度が重要な条件であり、仁の発1す1ブ57にお
いてに、上記両者を次のようにして定める。うしづ、管
制と溶鋼との界面を溶融状態にして1ill渚を溶着す
る現今における、管制内面の溶解!j!4始1叫係式を
、−F記f1)式または(2)式のように定める。
上式において、T2 は、下記(3)式に示す一般的な
固相1腺温度Ts の算出式に従って、その成分組成か
ら決定される管材の固相線温度である。
TS=1536−(415,5(%C)4−12.3 
(%5i)−t−6,8(%胤)+−12a−5,、(
%P)+183.9(%S)+4.3(%Ni )−1
−1,4(%Cr)−1−4,1(%A4) ) ・−
・(3)’J”c ll−Jl、71月の内面加熱温度
であって、管制内に溶鋼が供給されたときに、管材内面
が溶解する溶解限界6情j埃であイ)。T’Mは、管制
内に供給された溶鋼の温度であって、管制内面を溶jQ
’t′シ(÷jる溶IQJI限界温度である。toVs
 %+’ AHAの;ワさ、t、、、 icl、管制内
面にイ・I)音んC固しだ溶鋼(内層)の厚さ、αは溶
′閥の凝固11.1」に生J′る潜熱の放出に伴なう補
正係ジ、(Lで、−0,05〜0.05である。
管制内面の溶解開始温度は、−上記(1)式によってめ
られるが、実際操業においては、管材の内面加熱温度(
T’c)および溶鋼湿度(7M)は、−に記(1)式(
(よってめられた温度より高い方が、管材と溶鋼との密
着性を良好にならしめるので、実際操業ヒd、−に記(
2)式によって管材内面の溶解開始温度をめる。
次に、管制と溶鋼とを拡散によって結合する場合におけ
る、管材の内面加熱温度(’1.’(3)は、(T’O
−200℃)以上であって(’L’C)未満の範囲内の
温度とする。そして、この場合における溶鋼i?7を度
(TM) &:l:、(T’M−60℃)以上であって
(T’M)未満の範囲内であシ、且つ下記(4)式に示
す一般的な液相線温度(TL)以上の温度とする。
Tr、=1536 (78(チC)−1−7,6(チ5
i)−1−4す9 (係扁)−ト34.4(チP)+3
8(%5)−l−4,7(%Cu%3.1 (%Ni)
旧、:BCl)l−:う(i(%AQ))−・(4) 」1記から、この発明においては、外層となる管制の内
面加熱温度(T ’a iたはTa )と、内層と力る
溶鋼の温度(T’MまたはTM )とを、次のfilれ
かの組合わせに定めて遠心鋳造するものであり、これに
よって、管材(外層)と溶鋼(内層)との界1fiiを
冶金的に完全に結合させることができる。
する。
■ 管材内面温度をTOとし、溶鋼温度をT /Mとす
る。
■ 管材内面d1.1度をT 7aとし、溶鋼温度をT
Mとする。
上記■の組合わせによれば、管材(外層)と溶鋼(内層
、)との界面を溶融状態にして両者を溶着することがで
き、」−記■および■の組合わせによれば、管材(外層
)と溶鋼(内層)とを拡散によって結合することができ
る。
管材内面の加熱は、高周波誘導コイルや抵抗発熱体のほ
かバーナによって行りってもよく、少くとも臂゛拐内面
を上記温度まで加熱し得ればよい。
管4Aの加熱効率を高めるためには、第1図に示すよう
に金型1の内面に断熱旧10をライニングするか、捷た
は、断熱性を有する材料で金型1を構成することががま
しい。管材11内への溶鋼12の供給は2、加熱用コイ
ル9による管材11の加熱が終ってからでも、まだに]
、加熱中に行なってもよい。加熱用コイル91zi2、
」二記加熱が終った後は’i′;AA’ I I内から
取除くことが好−士しい。
この発明方法によれば、外層が管材であり、前記管制を
金型と共に500−100 Or、p、mの速1ノシー
で回転しながら、管材内に溶鋼を供給することに」:っ
て内層が形成されるから、溶鋼の供給用をコントロール
することによって、外層と内層との厚さ比を容易に一定
にすることができる。tた、外層が管材であるから、金
型の内面形状を特別に問題とする必要はなく、従来必要
とされていたりj造の都度性なう金型内面の手入れは不
安となる。
管材内に供給された溶鋼は、その内表面から凝固が進む
ことによる、内層内部の偏析や・ξイブの発生を防止し
、前記内表面が最後に凝固するように、溶鋼表面にi訴
熱・ぐラダを添加することが好ましい。なお、前月と溶
鋼との界面の密着が完全に行なわhるだめには、如材の
内表面を711浄に保つことが必要である。従って、管
制の加熱前および加熱中に管4′Aの内表面に(=j着
または生成した異物(例えば酸化物等)は、除去するこ
とが必要である、。
次に、この発明を実施例により更に説明する。
第1図に示した装置により、下記月質の外層材−と内層
利によって複合金属管を製造した。
外層材 拐質:5US30/1 液相線温j仄(Tp): l 447℃固相i腺温度(
Tに):1410℃ 内層材 材質:5S50 液相線温度(Tr): 1515℃ 同同相湿温(Tす゛ 1459℃ なお、外層材(管材)の厚さは20關、内層材(溶WI
)の凝固後の厚さは50飼としだ。
第1表1・寸、管制の内面加熱温度および管材内に供給
す、る溶鋼のi?1.冒νを変えて鋳造を行なった場合
の外層と内層の界面の結合状態である。
第1表において、Nα2の管材の内面加熱温度1141
℃が、(1)式によって算出された溶I11’(限界温
度(T’a)であり、管材内面加熱温度が011記温度
よシ200℃低い温度(Ta )以上のil[L l〜
N[L 4の場合の界面の結合状態は良好であるが、管
材の内第 1 表 注 *印は(1)式によって算出された溶jQイ限界温
度。
面加熱温度が(Tc )より低いN[L 5の場合の界
面の結合状態は不良であった。
まだ、第1表において、N13の溶鋼の温度1606℃
が、(1)式によって算出された溶解限界温度(T’M
)であり、溶鋼の温度が前記温度より60℃低い温度(
TM )以上のNα6〜N[k 3の場合の界面の密着
状態は良好であるが、溶鋼の温度が(TM)より低いN
O,9の場合の界面の密着状態は不良であった′。
以上述べたように、この発明の方法によれば、異なる拐
質の2つの層の界面が冶金的に完全に結合されており、
層の厚さ比および厚さが均一で且つその表面が7+T浄
な高品質の複合金属管を、生産性高く経済的に製造し得
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図はこの発明方法を実施するだめの装置の一実施態
様を示す概略縦断面図、第2図はこの発明・の方法で製
造された複合金属管の一例を示す縦断面図である。図面
において、 ■ ・金型、 2・・駆動ローラ、 3.4・・細胞、 5・・溶鋼注入口、6・・挿入口、
 7・・タンデイツンユ、8・・・取、禍、 9・・・
加熱用コイル、10・・・断熱利、 11・・・管制、
11A・・外層、 12・・・溶鋼、 12A・・内層。 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】 (1) 軸憩を中心として一定速度で回転している、所
    定温度に加熱された水平な管制内に、前記管制とVよ異
    なる拐質の所定iTA度の溶融金属を供給し、前記管制
    の内面に前記溶融金属を遠心vl造することによって複
    合金属管を製造するに当り、下記の管制溶解開始関係式
    によって、前記l′;拐の内面加熱温度(T’c)およ
    び前記1′i月内に供給する前記溶融金属の温1埃(T
    ’M)を定め、1)iI記各々の1’!lit度に基い
    て、前記管材の内面に前記溶融金属を遠心39J造する
    ことを特徴とする複合金属管の製造方I去。 但し、T¥; :管44の固相線温度。 T’M :管制内に供給された液融金属の温度であって
    、管材内面の溶解限界 〃、51度。 T’r3 :管材の内面加熱温度であって、管制内に溶
    融金属が供給されたとき の「i拐内面の溶解限界温度。 ts+”:’:(月内面に付不凝固した溶融金属の1′
    BJさ。 to、 7r月2の厚さ。 α :溶融金属の凝固時に生プ゛る潜熱の放、7/出に
    伴なう補正係数。 (2) 前記管制つ内面加熱温度ツを(T’c)とし、
    前記溶融金属の17、ケ′度を(1,”M)として遠心
    鋳造することを特徴とする、’f5” M’l請求の範
    囲第(1)項lこ記載の複合金属ゞ17の製造方法。 (31I’+iJ記管材の内管材熱温度を、(T’e 
    ) 〜(T’0−200℃)とし2、前記溶融金属の温
    度を(T’h+)として遠心鋳造することを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項に記載の複合金属管の製造方
    法。 (4) 前記管制の内面加熱温度を(T’(3)とし、
    前記m i;Yl!金jj5の121j度を1(T′M
    ) 〜(T’M 60 T−)であってPlつ1)1已
    12溶融金属の液イ1:憩温度以−1−とじて遠心鋳造
    することをIl″l−徴とする、特許請求の範囲第(1
    )項にへ1シ・或の複合金属管の製造方法。
JP19522683A 1983-10-20 1983-10-20 複合金属管の製造方法 Pending JPS6087964A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528073A (ja) * 2003-05-12 2006-12-14 エム.ユエルゲンゼン ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー 遠心鋳造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528073A (ja) * 2003-05-12 2006-12-14 エム.ユエルゲンゼン ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー 遠心鋳造方法

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