铸造方法和铸造用铸模的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造方法和铸造用铸模，特别涉及用于改善在铸造过程中铸坯的表面 粗糙的铸造方法和铸造用模具。
【背景技术】
[0002] 作为钢铁生产工艺之一，能够列举出钢铁联合工艺。具体而言，为这样的工艺：在 高炉内从铁矿石制造铁水，接着在转炉内从铁水制造钢水，之后通过连续铸造使经二次精 炼而高纯度化的钢水凝固。在对得到的铸造品加热后进行热轧，之后经过多个工序而得到 钢铁制品（非专利文献1)。
[0003] 连续铸造法是连续地进行使熔融金属凝固的铸造的方法、即：在铸模内连续地对 熔融金属进行铸造并连续地取出凝固了的铸坯来进行生产的方法。作为连续铸造装置的设 备，具有：用于分配来自浇包的熔融金属的中间包；用于向铸模引导熔融金属的浸渍喷嘴； 用于使熔融金属凝固而形成凝固壳从而得到铸坯的铸模；以及用于从凝固壳的周围对凝固 壳进行冷却的二次冷却带等。采用连续铸造法，能够使熔融金属连续地凝固，因此能够提高 生产率。并且，该连续铸造法是能够应对铁系、铝系、铜系以及它们的合金等各种金属材料 的方法。
[0004] 优选的是，在对熔融合金进行铸造时控制铸造工序，以防止发生中心偏析、倒V形 偏析等合金组成在凝固时不均匀的偏析，并能够形成微细组织。作为该控制方法之一，能够 列举出用于控制自铸模拉出铸坯的拉出速度的方法。通过将拉出速度控制为比通常低的速 度，从而防止发生偏析，能够铸造形成有微细组织的铸坯。
【发明内容】
[0005] 发明要解决的问题
[0006] 然而，若使拉出速度为低速，则有时在所拉出的铸坯的表面出现凹凸形状较大的 粗糙。在存在这样的粗糙的情况下，会出现这样的问题：在接下来的工序、即乳制、锻造等加 工工序中产生自凹凸部裂开那样的裂纹。并且，存在这样的情况：粗糙的部分的组织不均 匀。因此，设置在进入接下来的工序之前包括粗糙的部分在内地对铸坯的表面进行切削的 中间工序，然而，若凹凸形状较大，则切削量较大，而导致成品率降低。因此，要求通过铸造 得到的铸坯的表面尽可能平滑。
[0007] 现有抟术f献
[0008] 非专利f献
[0009] 非专利文献1 :日本田中和明著，" A <打扣§最新金属?基本t仕組办"，第1版， 株式会社秀和システ厶，2013年3月15日，P. 124 - 125。
[0010] 鉴于所述问题点，本发明的目的在于提供一种用于改善在铸造过程中铸坯的表面 粗糙的铸造方法和铸造用模具。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 为了解决所述问题，本发明人首先对在以低速进行铸造的情况下铸坯的表面产生 粗糙的原因进行了深入研宄。结果发现，在使用配置有熔渣的铸模并使铸坯的拉出速度为 低速时，自铸模缓慢地拉出铸坯，在该情况下，铸模对钢水过度排热。特别是，查明了 ：在熔 渣和钢水的边界附近、即钢水与铸模接触的位置附近、也就是钢水的弯月面位置附近，开始 形成凝固壳，在该附近被过度排热是铸坯的表面产生粗糙的原因。基于该结果，本发明人针 对能够改善在以低速进行铸造的情况下产生的铸坯的表面粗糙的方法进行了认真研宄。结 果，在位于熔渣和钢水的边界附近、即钢水与铸模接触的位置附近设置空隙等绝热层，能够 缓和弯月面位置附近的排热，能够缓慢地形成凝固壳，从而能够改善铸坯的表面粗糙。并 且，在使铸坯的拉出速度为低速来进行铸造时，利用绝热层的绝热效果能够增大熔渣的流 动性。结果，能够使熔渣壳薄膜化，能够改善得到的铸坯的表面粗糙。本发明人得到这些见 解，从而想到了本发明。
[0013] 即，本发明的铸造方法至少包括：注入工序，在该注入工序中，将熔融合金注入配 置有熔渣的铸模内；铸坯形成工序，在该铸坯形成工序中，通过冷却所述铸模而将所述熔融 金属冷却，从而形成具有未凝固部和位于该未凝固部的外周部的凝固壳的铸坯，其中，所述 铸模至少包括：模具；石墨套筒，其内接于该模具的内壁；绝热层，其由配置在所述内壁与 所述石墨套筒之间的空隙和/或绝热材料，所述铸坯形成工序包括液面位置控制工序，在 该液面位置控制工序中，进行控制以使所述熔融合金的液面位于配置有所述绝热层的范围 内。
[0014] 本发明的另一技术方案是一种铸造用铸模，该铸造用铸模至少包括：模具；石墨 套筒，其内接于该模具的内壁；绝热层，其由配置在所述内壁与所述石墨套筒之间的空隙和 /或绝热材料构成。
[0015] 发明的效果
[0016] 采用本发明的铸造方法和铸造用铸模，能够改善在铸造过程中产生的铸坯的表面 粗糙。
【附图说明】
[0017] 图1是表不本发明的铸造用铸丰旲的图。
[0018] 图2是表示与图1不同的形态的铸造用铸模的图。
[0019] 图3是表示与图1、图2不同的形态的铸造用铸模的图。
[0020]图4是说明本发明的铸造用铸模的空隙的形态的图。
[0021] 图5是本发明的铸造用铸模在铸造时的剖视图。
[0022] 图6是表示包括本发明的铸造用铸模的垂直型连续铸造装置的装置截面的图。
[0023] 图7是实施例1中使用的铸造用铸模的剖视图。
[0024] 图8是表示以往的铸造用铸模的图。
[0025] 图9是通过实施例1铸造的铸坯的外观照片。
[0026] 图10是通过比较例2铸造的铸坯的外观照片。
【具体实施方式】
[0027] 以下，详细说明本发明的铸造方法和铸造用铸模的一般形态。其中，本发明并不受 以下要说明的形态限定。
[0028] 本发明的铸造方法至少包括注入工序、铸坯形成工序。所述注入工序是用于将熔 融合金注入配置有熔渣的铸模的工序。所述注入工序是用于使熔融合金凝固而形成铸坯之 前的工序。
[0029] 作为熔融合金，能够应用特别是难以实现微细组织化且难以降低成分偏析的冷模 具钢、热模具钢、高速度工具钢等工具钢、其他的高合金钢等、应用于电渣重熔法（ESR法） 的合金。具体而言，能够应用于以铁为主要成分且具有碳为3. 0质量％以下、铁以外的金属 元素为5质量％以上的熔融合金的铸造，特别是能够应用于碳为0. 1质量％~3. 0质量％ 的组成的熔融合金的铸造。
[0030] 熔渣具有捕捉夹杂物、使熔融合金脱硫这样的提炼作用，并且还发挥这样的作用： 使铸模内的熔融合金的表面绝热、阻断外部空气。若考虑到这些作用，则熔渣的厚度能够为 20mm~100mm。熔渣在铸造期间能够被加热部件加热。另外，熔渣能够使用熔点为500°C~ 1400 °C的低熔点熔渣。
[0031] 所述铸坯形成工序是这样的工序：通过冷却所述铸模而将所述熔融金属冷却，从 而形成具有未凝固部和位于该未凝固部的外周部的凝固壳的铸坯。通过该工序，能够冷却 熔融金属而得到铸坯。
[0032] 在本发明的铸造方法中，所述铸模至少包括：模具；石墨套筒，其内接于该模具的 内壁；绝热层，其位于所述内壁与所述石墨套筒之间。模具能够使用具有这样的形状的模 具，g卩：具有能够供熔融合金注入的沿上下方向贯通模具的空间部。这是因为，能够自该空 间部上部向模具内注入熔融合金，并且自该空间部下部沿垂直方向拉出将被注入的熔融合 金冷却而制造成的铸坯，从而能够提高制造效率。模具的截面能够为圆形状、多边形形状等 考虑到合金的种类、凝固的均匀性等的任意形状。作为模具的材质，能够使用导热性优良的 铁、铜等。
[0033] 石墨具有不易与熔渣发生反应的性质。因此，使加工石墨材料而成的石墨套筒内 接于模具的内壁，从而石墨套筒的内表面不会被熔渣侵蚀，能够通过冷却熔融合金而得到 表面平滑的铸坯。优选的是，石墨套筒的截面形状是与模具的内周形状相对应的截面形状， 并且石墨套筒的内表面与模具的内表