JPS63230260A

JPS63230260A - 中空鋳片の連続鋳造方法

Info

Publication number: JPS63230260A
Application number: JP24998187A
Authority: JP
Inventors: Seiji Itoyama; 誓司糸山; Tetsuya Fujii; 徹也藤井; Nagayasu Bessho; 別所　永康; Tsutomu Nozaki; 野崎　努
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1988-09-26

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、連続鋳造法によりシームレス鋼管またはその
素管等とな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鋳型から引き抜くこ
とにより中空鋳片を連続的に製造する方法のうち、縦型
の中空鋳片連続鋳造方法において、種々の中子を用いる
ことが既知である。例えば、特開昭４７−３３０３０号
公報および特開昭５４−２５２２２号公報には、溶融金
属の凝固冷却時の凝固収縮量以上の厚さを有する堆積収
縮物を中子表面に塗布して被覆した中子を用いることが
開示されている。また、特開昭５６−１３４０４８号公
報には、砂などで形成される中子の表面を耐火物粒子で
形成したものを用いることが開示されている。さらに、
特開昭５８−２２４０４４号公報には中子として鋼管を
用いることが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、収縮物を中子表面に被覆した中子や砂などで形
成した中子の表面を耐火物粒子で形成した中子を使用し
た場合には、中子の表面処理が必要であり、また、鋳造
された中空鋳片の内側面の粗度が悪いという問題がある
。

また、鋼管を中子として使用した場合や、中子表面を耐
火物粒子で形成した中子を使用した場合には中空鋳片に
内面ＪＴ’Ｊれによる欠陥が生じる問題がある。すなわ
ち、溶融金属中に浸漬された中子の温度が鋳造の進行に
つれて上界し、熱膨張により中子の外径が大きくなる一
方において、中子の外周面上に形成された凝固殻の殿固
収縮と、凝固殻から中子への熱移動により凝固殻の温度
が低下することによる熱収縮とにより凝固殻の内径が小
さくなる。このような中子の外径が膨張するのに対し、
中子表面に形成されて成長する凝固殻が収縮すると、中
子に比べ高温強度が弱い凝固直後の凝固殻は張力を受け
、凝固殻の内面から内部割れが放射状に発生し、このよ
うな割れは圧延後も欠陥として残り、製品内面の表面性
状を悪化させるという問題がある。

本発明の目的は、上述した中子表面上に形成される凝固
殻の凝固収縮や熱収縮により発生ずる中空鋳片の内面割
れを防止し、内面性状の優れた健全な中空鋳片を得ると
ともに中子表面の処理作業が不要な中空鋳片の連続鋳造
方法を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段）本発明によれば、第１図に示すように中空鋳型１と中子
２との間の環状空間３内で注入溶融金属４を凝固させ、
中空鋳片５を中子とともに連続的に引き出して鋳造する
方法において、溶融金属４の湯面４ａ上に鋳造用フラッ
クスを供給して？８融フラックス層６を形成させ、中子
２を湯面上の溶融フラックス層６を経て溶融金属４中に
上方から連続的に挿入し、これにより中子の外周面に被
着したフラックス層８上に溶融金属の凝固殻９を形成さ
せることを特徴とする。

中子２の材質は、金属外や耐火性の丸棒あるいはパイプ
状のもので、耐熱性および高温強度があり、かつ溶融金
属を中子の顕熱によって凝固させ得るものであれば何で
もよい。

鋳造中、溶融金属の場面にほぼ連続的に供給されるフラ
ックスは、容易に再溶解し得るもので、６００〜１２０
０°Ｃ程度の凝固点を有するものであれば良く、例えば
、Ｃが０．０１％、Ｓｉｎｇが２６．４％、八１□０３
が６，２％、Ｆｅ２Ｏ：＋が２．４９％、Ｎａ　２０が
２２．４％、Ｆが９．２％、ＢａＯが５．８％、ＣａＯ
が２７．５％の組成を存し、凝固点が９７０’Ｃのもの
を好適に用いることができる。

（作　用）金属製中空中子２が溶融フランフッ層６を経て環状空間
３内の溶融金属４中に挿入される際、先ず、中空中子２
の外周面上に付着した溶融フラックスが金属製中空中子
自身によって冷却され、第２図に示すように、中空中子
２の表面に被着した凝固フラックス層８を形成し、この
凝固フラックス層８上に溶融金属が更に凝固して凝固殻
９を形成する。

凝固殻９が成長するにしたがい、中子２および凝固フラ
ックス層８の温度が上昇する。この結果、凝固フラック
ス層８の表層部の再溶解が起こり、再溶融フラックス層
１０が生じる。

この再溶融フラックス層１０は凝固殻９の凝固収縮と中
子２の熱膨張により圧縮されるが、再溶融フラックスの
変形・流動により凝固殻９の凝固収縮により生じる応力
が緩和される。

また、中子として、複数の細孔７を周壁に貫通して設け
た金属製中空中子を用いた場合には、更に応力緩和が期
待できる。つまり、中空鋳片５の内面と中子２との間の
凝固フラックス層８は再溶融され、凝固殻９の凝固収縮
と中子２の熱膨張により圧縮されて細孔７を経て中子中
空部１１内に流出されるので、凝固殻９の凝固収縮によ
り生しる応力は一層緩和される。

なお、金属製中空中子２に設けられる細孔７の大きさは
、中子２を溶融フラックス層６を経て溶融金属４中に浸
漬する際に、溶融フラックスが細孔７を経て中子中空部
１１内に流出しても途中で凝固する程度のもので、中子
２と凝固殻９との間の凝固フラックス層８および再溶融
フラックス層１０のフラックスが凝固殻の凝固収縮によ
って細孔がら中子中空部１１内に流出し得るものであれ
ば良く、例えば、直径で１〜５　ｍｍ程度の断面積を有
することが望ましい。また、細孔の間隔は、中空中子の
直径によって異なるが、円周方向に２個以上、軸線方向
には２ｃｍ以上の間隔とするのが良い。

したがって、凝固殻９の内面からの放射状内部割れの発
生を防止でき、その後の圧延工程での中空鋳片内面の欠
陥の発生を防止できる。

中子を取除いた後の鋳片内面は、溶融あるいは凝固フラ
ンクス薄膜を介して凝固しているため凹凸の非常に少な
い、なめらかな面を呈する。

また圧延前に中子を取り除く必要のない場合の金属製中
子２の材質は、中空鋳片鋳造後におけるシームレス管圧
延工程前の加熱炉での鋳片の加熱に際して酸化するもの
で、マンネスマンプラグミル圧延時のピアサ−負荷を軽
減させ得るとともに圧延に際して伸延性を有する材質と
し、例えば、炭素鋼で充分である。このように金属製中
空中子の材質を選定することにより鋳造後の中空鋳片か
ら圧延前に中子を取り除（必要がなく、圧延後内面に存
在している伸延された中子は必要に応じて酸洗により除
去することもできる。

すなわち、本発明では中子の取り除きが容易なので、材
質、形状により取り除き時期の選択ができる。

（実施例１）第１図は、本発明により細孔７を周壁に設けた中空中子
２を用いて中空鋳片５を連続的に鋳造する１実施例を示
す。

図示の連続鋳造装置においては、鋳型１の上方にブレー
クリング１２を介してタンディツシュ１３が接続され、
このタンディツシュ１３内に堰１４によって溶融金属注
入プール１５が仕切られ、この注入プール１５内に注入
ノズル１６を経て溶融金属を注入し、注入プール１５内
に注入された溶融金属が堰１４に設けられた連通孔１７
を経て鋳型１の上方のタンディツシュ１３内に流入され
るよう構成されており、１８は注入プール１５内の湯面
上の保温パウダ一層を示す。

上述した第１図に示す装置を用いて、外径１７８胴の５
ＵＳ３１６ステンレス鋼中突鍔片を鋳造するため中空中
子として直径２馴の細孔７を第３および４図に示すよう
に円周方向に等間隔で４個（９０°間隔）、軸線方向に
４　ｃｍの間隔で周壁に貫通して設けた５ＴＰＧ３８の
５０Ａ鋼管を用いた。

鋳造に際し、上述した鋼管中子２を上方から鋳型１の中
央部に挿入し、５ＵＳ３１６溶鋼を注入ノズル１６から
タンディツシュ１３内に注入し、堰１４の連通孔１７を
経て既知のように鋳型１と中子２との間の環状空間３内
に注入し、環状空間３内の溶ｗ４４の湯面４ａ上にＣが
０．０１％、５ｉＯｚが２６．４％、Ａｌ２Ｏ３が６．
２％、Ｆｅ、Ｏ，が２．４９％、Ｎａ　ｚＯが２２゜４
％、Ｆが９．２％、ＢａＯが５．８％、ＣａＯが２７．
５％の組成（凝固点：９７０’Ｃ）の鋳造用フラックス
を供給し、湯面４ａ上に溶融フラックス層６を形成した
。

上記フラックスを供給しつつ鋼管中子２を鋳型１内の溶
鋼４中に連続的に下降させ、注入ノズル１６から溶鋼を
連続的に注入して鋳型１の下方より中空鋳片５を鋼管中
子２と一体的に引き抜いて鋳造した。

（実施例２）第１図に示す装置及び方法を用いて、外径１７８ｍｍの
５ＵＳ３０４ステンレス鋼中空鋳片を鋳造するため中実
中子としてＳＳ４１の８０Ａ丸棒を用いた。

鋳造に際し、上述した中実中子を上方から鋳型１の中央
部に挿入し、５ＵＳ３０４溶鋼を注入ノズル１６からタ
ンディツシュ１３に注入し、堰１４の連通孔１７を経て
既知のように鋳型１と中子との間の環状空間３内に注入
し、環状空間３内の溶鋼４の湯面４ａ上に５ｉＯｚ　：
　３５．７％、ＡｌｚＯｉ　：　７．１％、Ｆｅ、０．
　：３．６％、ＣａＯ：　３５．８％、ＮａｚＯ：　０
．８％、Ｆ：４．０％、Ｂ２Ｏ２：　１３．０％の組成
（凝固点ニア５０’Ｃ）の鋳造用フラックスを供給し、
湯面４ａ上に溶融フラックス層６を形成した。

上記フラックスを供給しつつ中実中子を鋳型ｌ内の溶鋼
４中に連続的に下降させ、注入ノズル１６から溶鋼を連
続的に注入して鋳型１の下方より中空鋳片５を中実中子
と一体的に引き抜いて鋳造した。

（発明の効果）本発明の効果を確認するため、比較例として、湯面上に
溶融フラックス層を形成させず、上述した実施例１．２
において用いたと同じ材質および寸法の中子を用いて中
空鋳片を鋳造した。本発明の上述の実施例により鋳造し
た中空鋳片と比較例による中空鋳片との鋳片断面（軸線
方向に対し垂直な断面）に発生ずる内面割れの数及び内
面状況を調査した結果、本発明方法による中空鋳片には
内面割れはほとんど発生せず内面も平滑であった。

一方比較例では１０個の断面当り２９〜３１個の内面割
れの発生が認められ、内面には２重肌や凹凸が発生して
いた。

上記実施例および比較例の結果を第１表に示す。

上述したように、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により発生する中空鋳片内面にお
ける割れを防止でき、かつ内面の美麗な中空鋳片を鋳造
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の１実施態様を示す線図的縦断面図
、第２図は本発明方法の１実施例による中空鋳片の鋳造時
における凝固殻と中空中子との間の状態を示す模式図、第３図は中空中子の部分斜視図、第４図は第３図のＩＶ−ｒＶ綿線上の縦断面図である。１・・・鋳型　　　　　　　２・・・中子３・・・環状
空間　　　　　４・・・溶融金属５・・・中空鋳片　　
　　　６・・・溶融フラックス層７・・・細孔　　　　
　　　８・・・凝固フラックス層１１・・・中子中空部
　　　　１２・・・ブレークリング１３・・・タンディ
ツシュ　　１４・・・堰１５・・・注入プール　　　　
１６・・・注入ノズル１７・・・連通孔特許出願人　　川崎製鉄株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、中空鋳型と中子との間の環状空間内で注入溶融金属
を凝固させ、中空鋳片を中子とともに連続的に引き出し
て鋳造する方法において、溶融金属の湯面上に溶融フラ
ックス層を形成させ、中子を湯面上の溶融フラックス層
を経て溶融金属中に上方から連続的に挿入し、これによ
り中子の外周面に被着したフラックス上に溶融金属の凝
固殻を形成させることを特徴とする中空鋳片の連続鋳造
方法。２、複数の細孔を周壁に貫通して設けた金属中空中子を
用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
方法。