JPS6310041A - 中空鋳片の鋳造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続鋳造法或いは造塊法により中空鋳片、特
にシームレス鋼管またはその素管等にするパイプ状の中
空鋳片を鋳造する方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、中子を鋳片と同期させながら引き抜くことにより
中空鋳片を連続的に鋳造する際に使用する中子として代
表的な中子には、次のようにものがある。

例えば、特開昭４７−　３３０３０号公報、特開昭５４
−２５２２２＠公報に開示されているように、溶融金属
が凝固冷却する時の凝固収縮量以上の厚さの収縮物質を
中子表面に塗布、被覆した中子がある。また、特開昭５
８−２２４０４４号公報に開示されているように中子と
して鋼管を使用する例もある。更に、特開昭５６−１３
４０４８号公報に開示されているように、砂などで形成
された中子表面を耐火物粒子にした中子もある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、中子として鋼管を使用した場合や砂などで形成
された中子表面を耐火物粒子で構成した中子を使用した
場合には、次のような問題が生じる。

即ち、上記各中子を溶融金属中に浸漬すると中子は、鋳
造の進行につれて温度が上昇し、熱膨張により中子の外
径は大きくなる。一方、中子の外周上に形成される凝固
殻は、凝固収縮と、凝固殻から中子への熱移動により凝
固殻の温度の低下による熱収縮でその内径が小さくなる
。この様に中子の外径が膨張するのに対し、中子表面に
形成され、成長している凝固殻が収縮すると、凝固直後
の高温強度の弱い凝固殻は張力を受けて放射状に割れる
。この割れが生じた場合、圧延時に欠陥となり製品内面
の表面性状を悪化させる原因となる。

また、中子表面に収縮物を塗布・被覆した中子や鋼管を
中子として使用した場合には、中空鋳片を鋳造後中子を
取り外す工程を設けなければならない。

本発明の目的は、中空鋳片の鋳造において中子表面上に
形成された凝固殻の凝固収縮や熱収縮により発生する中
空鋳片内面の割れを防止し、健全な中空鋳片を得ると共
に中子の取り外し処理の必要のない中空鋳片の鋳造方法
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、鋳型内に挿入する縮径可能な金属管中子と鋳
型により形成される空間に溶融金屑を注入し、前記縮径
可能な金属管中子を鋳包むことを特徴とする中空鋳片の
鋳造方法、とすることで前述した問題点を解消した。

本発明の縮径可能な金属管中子としては次のような中子
がある。

まず、第１ａ図に示す金属板１２を−巻き以上にして第
１ｂ図に示すようにパイプ状とし、金属板の端部１０お
よび端部１１においては溶接、接着等固着しない構造の
金属中子である。

まず、第１ａ図に示す金属板１２を一巻以上にして第１
ｂ図に示すようにパイプ状とし、金属板の端部１０およ
び端部１１においては溶接、接着等固着しない構造の金
属中子である。もちろん、素線状（スパイラル状）に金
属中子を形成してもよい（図示せず）。

また、第２ａ図に示す金ｆｆｉ管中子は縦方向に切り込
み１４を設けた金属中子であり、第２ｂ図に金属管中子
の断面図を、第２Ｃ図に切り込み部１４の部分拡大図を
示すが、第２Ｃ図に示すように切り込み部１４は金属パ
イプの厚み方向に傾斜を付けた切り込みにする。

また、縮径する金属管中子の他の例としては、第３ａ図
に示すように金属管中子の円周方向で、その肉厚が局部
的に薄い部分、即ち凹み１０を設けた金ｇ管中子である
。また、上記凹み１０は金Ｅ管中子の内面に設けたが、
第３ｂ図に示すように金属管中子の外面に凹み１０を設
けることも可能である。この場合は、溶融金属が金属管
中子の凹みに浸入して凝固し、金属管中子が縮径、即ち
凹みが座屈し縮径することが不可能になることを防止す
るために、金属管中子を溶融金属に浸漬する前に、凹み
を低融点パウダーで埋めるか、低融点スラグで凹みを埋
めておくとよい。更に、凹みの断面形状は、応力を集中
させるため、第４ａ図に示すようにｖ字状或いはＵ字状
の形状にすることが好ましい。

前記凹み１５は、第４ａ図に示すように金属管中子１の
軸心に対し平行に１ケ所以上設けることもでき、第４ｂ
図に示すように凹み１５を金属管中子の軸心に対して螺
旋状に設けることもできる。

上述した形状、構造の金属製中子１は、第６図に示すよ
うに鋳型２の上方にブレークリング４を介して接続され
るダンディツシュ５内の溶融金属６内を通り、鋳型２の
中央部に連続的に供給され、一方溶融金属６は、注入ノ
ズル８を介して、タンディツシュ４を経て金属製中子１
と鋳型壁間に注入され、鋳型２の下方より中空鋳片３と
金ａｔ製中子を一体的に引き抜く。鋳造した中空鋳片内
面の金属製中子の材質は、その後のシームレス管の圧延
工程前の加熱炉で酸化する材質、プラグミル圧延時のプ
ラグの負荷を軽減させ圧延中の伸延性を持たせる材質、
例えば炭素鋼にしであるので、圧延前に金属製中子を除
去する工程を省略できる。

圧延後の内面に残存している伸延された金属製中子は、
必要に応じて酸洗により除去すればよい。

なお、前述した第１図に示した構造の金属製中子を使用
する場合は、鋳造時の溶融金属の静圧や溶融金属注入時
の外力に対抗できるように金属管中子内面を油圧シリン
ダーやギヤ磯構等のアクチュエータにより内圧をかけ、
凝固殻が形成されると内圧を開放するようにもできる。

上述した例は連ＦＡ鋳造法の場合について述べたが、造
塊法でも鋳型内に前述した形状、構造の金属製中子を使
用して、中空鋳片を鋳造することができる。

（作　用） 本発明の第１ｂ図およ゛び第１Ｃ図に示す構造の金属製
中子は、その゛表面に形成された溶融金属の凝固殻の凝
固収縮により金属製中子に圧縮力が作用した場合、高温
に上昇して強度の低下した金属製中子の端部１１が第１
Ｃ図の矢印の方向に移動、変形し、その直径が小さくな
る。そのため、金属製中子表面の凝固殻に生じる収縮力
は、金属製中子の直径の減少により開放、緩和されるの
で、凝固殻に割れが発生することを防止できる。第２図
に示す構造の金ａ製中子は、その表面に形成された凝固
殻により圧縮力が作用した場合、その端部１３が第２ｄ
図に示すように矢印方向に移動、変形するので、凝固殻
に生じる収縮力を緩和できる。

また、第３図および第５図に示す構造の金属製中子はそ
の円周方向に局部的に薄い凹みがあるので、この個所は
外圧に対して最も強度の弱い部分となる。この凹部の厚
みを、高温の金属製中子の表面に形成される凝固殻の高
温強度より低い熱収縮力により座屈するように設定する
と、金ａ製中子の熱膨張に対する抗力により、金属製中
子に圧縮力が働き座屈が生じその直径が減少する。この
ため、凝固殻に生じる収縮力は完全に緩和されるので、
凝固殻の割れを防止できる。なお、上述の凹みの厚みは
、金属製中子の厚み、高温強度、熱膨張係数、溶融金属
の凝固収縮量、凝固殻の熱収縮係数、凝固殻の高温強度
等を考慮して決定すればよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、中子表面に形成さ
れる凝固殻の凝固収縮力と熱収縮力により発生する中空
鋳片内面における割れを防止できるので、健全な中空鋳
片を鋳造できる。また、鋳造侵の工程においても中子の
取外し工程を設ける必要もなく、工程を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明法に用いる金属製中子の素材を示す図
であり、第１ｂ図は本発明法に用いる金属製中子の斜視
図であり、第１Ｃ図は第１ｂ図のＡ祖国、 第２ａ図は本発明法に用いる金属製中子の斜視図であり
、第２ｂ図は金属製中子の切り込み部の拡大図であり、
第２Ｃ図は第２ａ図のＡ祖国であり、第２ｄ図は金属製
中子が収縮した状態を示す図、 第３ａ図は本発明法に用いる金属製中子の内側に凹みを
設けた例を示す図であり、第３ｂ図は外側に凹みを設け
た例を示す図、 第４ａ図はＶ字状の凹みを設けた本発明法に用いる金属
製中子を示す図であり、第４ｂ図はＵ字状の凹みを設け
た例を示す図、 第５ａ図は直線状の凹みを設けた本発明法に用いる金Ｉ
ｉＩ製中子を示す図であり、第５ｂ図は螺旋状の凹みを
設けた例を示す図、 第６図は本発明法を実施するための装置の一例を示す図
である。 １・・・金属管中子　　　２・・・鋳型３・・・中空鋳
片　　　　４・・・ブレークリング５・・・タンディツ
シュ　　６・・・溶融金属７・・・保温パウダー　　８
・・・注入ノズル９・・・仕切板　　　　　１０．１１
・・・端部１２・・・金属板　　　　　１３・・・端部
１４・・・切り込み　　　　１５・・・凹部特許出願人
　　　川崎製鉄株式会社 第１図 第２図゛ （ａ） ■ 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 （ａ）　　　　　　（ｂ） 第５図 （ａ）（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鋳型内に挿入する縮径可能な金属管中子と鋳型によ
   り形成される空間に溶融金属を注入し、前記縮径可能な
   金属管中子を鋳包むことを特徴とする中空鋳片の鋳造方
   法。