(57)【要約】【課題】  押湯部の無い鋳型を用いて鋳込んだ鋼塊の中心部を抜いて中空状の鍛造用鋼材を製造するに当たり、鋼塊から抜く部分を少なくすることによって歩留まり率を高めると共に、抜く部分を少なくしても引け巣等の欠陥や成分偏析が少ない高品質の中空状の鍛造用鋼材を製造できる方法を提供する。【解決手段】  押湯部の無い鋳型に真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込む工程、溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆って溶鋼を凝固させる工程、得られた鋼塊を圧縮する工程、および該圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜く工程を含み、前記凝固鋼塊の形状は高さＨと直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ比）を１．３〜２とし、前記保温材の厚みは５０〜５００ｍｍとし、前記抜く工程では圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき直径０．１×Ｄｐ〜０．５×Ｄｐの円柱を中心部として抜く製法である。【選択図】  図４
2006159213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の鍛造用鋼材を製造する方法であって、
押湯部の無い鋳型に、真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込む工程、
溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆って溶鋼を凝固させる工程、
得られた鋼塊を圧縮する工程、および
該圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜く工程を含み、
前記凝固鋼塊の形状を高さＨと直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ比）が１．３〜２とし、
前記保温材の厚みを５０〜５００ｍｍとし、
前記抜く工程では、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、直径０．１×Ｄｐ〜０．５×Ｄｐの円柱を中心部として抜くことを特徴とする中空状の鍛造用鋼材の製法。
【請求項２】
前記鋳型として、円柱状または菊型形状の鋳型を用いる請求項１に記載の製法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製法で得られた中空状の鍛造用鋼材を鍛造して筒状に成形することを特徴とする筒状鍛造品の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空状の鍛造用鋼材の製法と筒状鍛造品の製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筒状の鍛造品は、鋳型に真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込んだ後、該鋳型内で凝固させて鋼塊を得、この鋼塊を圧縮し、次いで圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜いた後、鍛造して製造される。このとき用いられる鋳型には一般的に押湯部が設けられている。押湯部は外部から加熱されており押湯部内の溶鋼は保温されている。そのため押湯部内の溶鋼は最終凝固部となり、引け巣等の欠陥や成分偏析が集中しているため、品質が悪い。そこで鍛造品の品質を確保するため、凝固後に鋼塊から押湯部を切断・除去する必要がある。しかし押湯部の質量は、鋼塊全体の質量に対して１０％以上を占めるため、押湯部に相当する部分を切断除去すると歩留まりが低下する。しかも押湯部を切断するため加工コストも必要となる。こうしたことから押湯部の無い鋳型を用いて鍛造用鋼材を製造する方法が望まれていた。
【０００３】
押湯部の無い鋳型を用いた鍛造用インゴットの製造方法として、特許文献１の技術が提案されている。この技術では、インゴットの高さ／インゴットの直径比を１．３以下とすると共に、下注鋳造時から溶湯が固化するまでの間、溶湯上面の冷却を遅らせるために断熱材で溶湯の上面を覆っている。しかしこの技術は、板状製品や中空製品に適合した形態のインゴットを製造するものであり、インゴット内に生成する引け巣等の欠陥や成分偏析については考慮されていなかった。そのため本発明者らが検討したところインゴット内には欠陥や成分偏析が生じており、こうした部分を除去して筒状の鍛造品を製造するにはインゴットの中心部の大部分を抜き取らなければならず、歩留まりが著しく低下する。
【０００４】
また上記特許文献１では、下注鋳造時からインゴットの上面を断熱材で覆っている。しかし下注鋳造時にインゴットの上面を断熱材で覆うと、断熱材が溶鋼に巻きこまれて燃焼することがありボイリングの原因となる。そのため結果として鋼塊に介在物を生成させたり、浸炭性ガスが発生して浸炭を引き起こすことがあった。
【特許文献１】特開昭５５−２２４９０号公報（特許請求の範囲、第２頁右上欄参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、押湯部の無い鋳型を用いて鋳込んだ鋼塊の中心部を抜いて中空状の鍛造用鋼材を製造するに当たり、鋼塊から抜く部分を少なくすることによって歩留まりを高めると共に、抜く部分を少なくしても引け巣等の欠陥や成分偏析が少ない高品質の中空状の鍛造用鋼材を製造できる方法を提供することにある。また、他の目的は、こうした製法で得られた中空状の鍛造用鋼材を鍛造することにより、高品質な筒状の鍛造品を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、中空状の鍛造用鋼材を製造する際に、歩留まりを高めると共に、中空状の鍛造用鋼材の品質を高めるべく鋭意検討を重ねた。その結果、鋳型に鋳込んだ溶鋼の表面を保温する条件を規定すると共に、凝固して得られる鋼塊の形状を厳密に特定してやれば、上記課題が見事に解決されることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明に係る中空状の鍛造用鋼材の製法とは、中空状の鍛造用鋼材を製造する方法であって、押湯部の無い鋳型に、真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込む工程、溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆って溶鋼を凝固させる工程、得られた鋼塊を圧縮する工程、および該圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜く工程を含み、前記凝固鋼塊の形状を高さＨと直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ比）が１．３〜２とし、前記保温材の厚みを５０〜５００ｍｍとし、前記抜く工程では、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、直径０．１×Ｄｐ〜０．５×Ｄｐの円柱を中心部として抜く点に要旨を有する。前記鋳型の形状は特に限定されないが、円柱状や菊型形状のものを用いることができる。
【０００８】
本発明に係る筒状鍛造品の製法とは、上記中空状の鍛造用鋼材の製法で得られた中空状の鍛造用鋼材を鍛造して筒状に成形する点に要旨を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鋳型に鋳込んだ溶鋼の表面を保温する条件を規定すると共に、鋳型に鋳込む鋼塊の形状を厳密に特定することによって、中空状の鍛造用鋼材を製造する際における歩留まりを高めることができ、中空状の鍛造用鋼材の品質をも高めることができる。こうした製法で得られた中空状の鍛造用鋼材を用いれば、高品質な筒状鍛造品を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る中空状の鍛造用鋼材の製法は、
（ａ）押湯部の無い鋳型に、真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込む工程、
（ｂ）溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆って溶鋼を凝固させる工程、
（ｃ）得られた鋼塊を圧縮する工程、および
（ｄ）圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜く工程
を含むところに特徴を有し、得られる凝固鋼塊の形状は、高さＨと直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ比）を１．３〜２とし、前記保温材の厚みを５０〜５００ｍｍとする他、前記抜く工程では、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、直径０．１×Ｄｐ〜０．５×Ｄｐの円柱を中心部として抜くことが重要である。
【００１１】
まず、溶鋼を凝固させた鋼塊の形状について説明する。溶鋼を凝固させた鋼塊の形状は、高さをＨ、直径をＤとしたとき、Ｈ／Ｄ比が１．３〜２の円柱状とする。こうした形状にすることによって、溶鋼が凝固するときにおける半径方向の冷却速度を大きくでき、素早く凝固させることができる。そのため鋼塊内に生じる引け巣等の欠陥や成分偏析は、鋼塊の中心軸近傍に集中する。その結果、欠陥や成分偏析が生じた中心部を抜き取ったとしても、抜き取る部分の半径方向の大きさを小さくできるため、歩留まりを高めることができる。好ましいＨ／Ｄ比は１．３超であり、より好ましくは１．４以上である。しかしＨ／Ｄ比が２を超えると、鋼塊のうち上方部の広範囲に亘って欠陥が発生ため、欠陥を含む部分を完全に除去できない。好ましいＨ／Ｄ比は１．９以下であり、より好ましくは１．８以下である。
【００１２】
ここで鋼塊の直径は、鋳型の内径から算出した値であり、鋳型が円柱状の場合はその鋳型の直径を、円柱状以外（例えば、菊型形状）の場合はその鋳型の内接円相当径を指す。以下、本発明について圧縮前・圧縮後問わず同じ意味。また、鋼塊の高さは、鋳型に鋳込む溶鋼の量を調整すれば制御できる。
【００１３】
なお、上記特許文献１では板状製品または中空製品に適合した形態のインゴット（鋼塊）を製造するために、鋼塊の高さ／直径比を１．３以下としている。鋼塊の高さ／直径比を１．３以下にすると、鋼塊は半径方向に大きく、高さ方向に小さくなる。この場合、溶鋼の凝固は表面から内側に向かって進行するため、鋼塊の半径方向における冷却速度が小さくなる。その結果、欠陥や成分偏析は鋼塊の中央部に広範囲に亘って生成することになる。そのためこうした欠陥や成分偏析が生成した部分を完全に除去するには、鋼塊の中心部を半径方向に大きく除去しなければならず、歩留まりが悪くなる。
【００１４】
次に、本発明に係る中空状の鍛造用鋼材の製法について順を追って説明する。
【００１５】
（ａ）押湯部の無い鋳型に、真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込む工程
本発明では、押湯部の無い鋳型を用いて溶鋼を鋳込んで鋼塊を得ることで、該鋼塊から押湯部を切断除去する必要がない。そのため歩留まりが向上すると共に、押湯部を切断するための加工コストが不要となる。
【００１６】
鋳型の形状は特に限定されず、例えば、円柱状または菊型形状、多角型鋳型（多角とは５角以上の意味）等の鋳型を用いることができる。また、鋳型の大きさも特に限定されず、該鋳型で鋳込んで得られる鋼塊の形状が上記要件を満たせばよい。一般的には、鋳型底面の大きさは、直径：７００〜２８００ｍｍ程度である。
【００１７】
前記鋳型には、真空鋳造法または下注ぎ鋳造法で溶鋼を鋳込む。真空鋳造法では、中間鍋（タンディッシュ）を介して鋳込むため、極低水素で、かつ大型のインゴットを鋳込むことができる。また、下注ぎ鋳造法を採用すれば、鋳型壁面に溶鋼が付着することによって発生するヘゲ等の欠陥を防止できる。ちなみに上注ぎ鋳造法では、鋳型底面で跳ね返った溶鋼が鋳型壁面に付着してヘゲ等の欠陥を発生することがある。
【００１８】
（ｂ）溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆って溶鋼を凝固させる工程
溶鋼を凝固させて上記形状の鋼塊を製造する際には、溶鋼の表面を保温材で覆い保温しながら凝固させる必要がある。溶鋼の表面を保温材で覆うことによって、欠陥や成分偏析が発生する部分を鋼塊の上方部に集中させることができる。即ち、溶鋼の表面を保温材で覆うことによって溶鋼の上方は保温されるため、該溶鋼の冷却速度が小さくなる。その結果、保温された溶鋼が最終凝固部となり、欠陥や成分偏析はこの最終凝固部に集中して生成する。
【００１９】
このとき溶鋼の表面を保温材で覆うタイミングは、溶鋼を鋳型に鋳込んだ後とする。鋳型に溶鋼を鋳込んでいる途中で溶鋼を保温材で覆うと、鋳込まれている間に溶鋼が保温材を巻き込み、鋼塊中に介在物等の欠陥を生じる原因になるからである。
【００２０】
溶鋼の表面を覆う保温材の厚みを５０〜５００ｍｍとすることも重要である。保温材の厚みが５０ｍｍ未満では保温効果が不充分となって、溶鋼の最終凝固部が鋼塊の中心部になり、欠陥や成分偏析の生成位置を鋼塊の上方部に集中させることができなくなる。好ましくは保温材の厚みを１００ｍｍ以上とする。一方、溶鋼が凝固して凝固殻を形成する際には、凝固収縮を起こすため鋳型と凝固殻との間にエアギャップを生じるが、このとき保温材の厚みが大きすぎると、溶鋼の上方は過剰に保温されて凝固殻が再溶融することがある。再溶融した箇所から溶鋼が流れ出すと二重肌を発生させるため、保温材の厚みは５００ｍｍ以下とする。好ましくは４００ｍｍ以下である。
【００２１】
本発明で使用できる保温材の種類は特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、籾殻や焼き籾殻、発熱性の保温材、断熱性の保温材などである。なお、使用する保温材の種類によって溶鋼の保温効果は多少異なるが、こうした効果は無視できる程度であり、本発明の製法では保温材の厚みを上記範囲に設定することが重要である。
【００２２】
溶鋼の表面を覆う際の保温材の形態についても特に限定されず、例えば、板状や造粒状、粉末状などの保温材を用いることができる。
【００２３】
なお、溶鋼を凝固させて得る鋼塊の形状は、上述したように、鋼塊の高さＨと直径Ｄの比（Ｈ／Ｄ比）を１．３〜２とする。
【００２４】
（ｃ）得られた鋼塊を圧縮する工程
上記鋳型で鋳込んで得られた鋼塊を圧縮する。圧縮することで引け巣欠陥を低減できる。鋼塊を圧縮するときの条件は特に限定されないが、圧縮率は５〜３０（％）程度である。圧縮率は下記式で算出できる。
圧縮率（％）＝（１−圧縮後の鋼塊高さ／圧縮前の鋼塊高さ）×１００
【００２５】
（ｄ）圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜く工程
圧縮された鋼塊から、圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜き取るが、本発明を実施する際には、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、圧縮後の鋼塊から抜き取る中心部の形状を直径０．１×Ｄｐ〜０．５×Ｄｐの円柱とする。即ち上述したように、溶鋼を凝固させる際に溶鋼を特定の厚みの保温材で覆うと共に、凝固して得られる鋼塊の形状を特定することによって、欠陥や成分偏析の生成箇所を、鋼塊の中心軸近傍で、且つ鋼塊の上方に集中させることができる。そのため圧縮後の鋼塊から抜き取る中心部の半径方向の大きさを小さくした場合でも欠陥や成分偏析を鋼塊から除去し易く、つまり、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、該鋼塊から抜き取る中心部の領域を、直径が０．５×Ｄｐ以下の小さな円柱状とすることができる。そのため歩留まりを向上させることができる。好ましくは０．４×Ｄｐ以下である。なお、製品の形状や、鍛錬比等によっては直径が０．５×Ｄｐを超える円柱を中心部として抜いても構わないが、抜き取る量が多くなると歩留まりが悪くなる。
【００２６】
一方、後述する実施例でも明らかにする如く、圧縮後の鋼塊から抜き取る中心部の大きさは、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、少なくとも直径が０．１×Ｄｐの円柱とする。抜き取る部分の大きさが小さすぎると、鋼塊の中心軸近傍に生成している欠陥や成分偏析を完全に除去できないため、鍛造用鋼材の品質が悪くなる。好ましくは０．２×Ｄｐ以上である。
【００２７】
以上の通り、圧縮された鋼塊から、圧縮方向に沿って中心部を軸方向に抜くことによって、中空状の鍛造用鋼材が得られる。
【００２８】
次に、得られた鍛造用鋼材を鍛造して筒状に成形すると、筒状の鍛造品が得られる。鍛造用鋼材を鍛造する方法は公知の方法を採用できる。例えば、中心部を抜いた鋼材に芯金を挿入し、この芯金を支持台に取り付け、芯金を回転させる。このとき平金板を用いて中空状の鍛造用鋼材を芯金で挟みつつ荷重を加えて鍛造し、徐々に孔を広げることにより筒状の鍛造品とする。
【００２９】
本発明で対象とする鋼の成分組成は、鍛造品の素材として用いられるものであれば特に限定されず、例えば、Ｃ：０．０１〜０．５質量％やＳｉ：０．１０〜０．８質量％等を含む鋼である。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実験例によって更に詳細に説明するが、下記実験例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３１】
実験例１
押湯部の無い円柱状の鋳型に、下注ぎ法でＣ：０．１５質量％含有する溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆った状態で溶鋼を凝固させて鋼塊を得た。保温材としては発熱性の保温材と断熱性の保温材を併用した。保温材の形状は粉末状であり、保温材の厚みは１５０ｍｍとした。鋼塊の大きさは、鋼塊の高さをＨ、直径をＤとしたとき、Ｈ／Ｄ比を０．２〜２．５に変化させた。
【００３２】
得られた鋼塊を、中心軸を通るように長手方向に切断し、切断面をマクロエッチングしたものとサルファプリントしたものを比較観察してマクロエッチングしたものについて成分偏析が発生している部分を分析して成分偏析の発生位置を調べた。
【００３３】
成分偏析が発生している位置とは、鋼塊Ｔｏｐ部側の中心付近について、ＣやＳｉ等の正偏析する成分が約２０％以上濃化している位置を指す。成分偏析が発生している位置のうち、鋼塊の高さ方向に対し最も下に発生している成分偏析部を通るように鋼塊の高さ方向に対して垂直に切断した場合に、鋼塊の高さに対する成分偏析を含む部分（即ち、鋼塊の上方部）の高さ比を、下記（１）式を用いて算出した。鋼塊の形状（Ｈ／Ｄ比）と成分偏析を含む部分の高さ比との関係を図１に示す。
成分偏析を含む部分の高さ比＝成分偏析を含む部分の高さ／鋼塊の高さ  …（１）
【００３４】
図１から次のように考察できる。Ｈ／Ｄ比が１．３以上では鋼塊の高さに対して成分偏析を含む部分の高さ比が小さくなるため、偏析は鋼塊の上方部に集中して生成している。一方、Ｈ／Ｄ比が１．３未満では、鋼塊の高さに対して成分偏析を含む部分の高さ比が大きくなるため、成分偏析は鋼塊の高さに対して上方から中央部に亘って拡散して生成している。
【００３５】
実験例２
押湯部の無い菊型形状の鋳型に、真空鋳造法でＣ：０．１３０質量％含有する溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆って溶鋼を凝固させて鋼塊を得た。保温材としては発熱性の保温材と断熱性の保温材を併用した。保温材の形状は粉末状と粒状のものを併用し、保温材の厚みは２００ｍｍとした。鋼塊の大きさは、鋼塊の高さをＨ、直径をＤとしたとき、Ｈ／Ｄ比を２．０とした。
【００３６】
得られた鋼塊を、中心軸を通るように長手方向に切断し、切断面をマクロエッチングしたものとサルファプリントしたものを比較観察してＣ：０．１６０質量％の成分偏析が発生している位置を測定した。成分偏析が発生している位置を図２に示す。
【００３７】
図２中、横軸は半径方向の測定位置であり、鋼塊の中心軸位置を０（零）とし、横軸の数値は鋼塊の半径に対する中心軸位置と測定位置の距離の比（中心軸位置と測定位置の距離／鋼塊の半径）を示している。縦軸は高さ方向の測定位置であり、鋼塊の最下点を０（零）、鋼塊の最上点を２．０とし、縦軸の数値は鋼塊の高さに対する鋼塊の最下点から測定位置までの距離の比（鋼塊の最下点から測定位置までの距離／鋼塊の高さ）を示している。
【００３８】
図２から次のように考察できる。鋼塊の中心軸近傍では、鋼塊の高さに対して中央部または下方に成分偏析が発生しているが、鋼塊の外側に向かうに連れて成分偏析は鋼塊の上方部に集中して発生している。しかもその領域は半径方向の０．１以内にほぼ集中している。
【００３９】
実験例３
上記実験例２において、鋼塊の大きさを、Ｈ／Ｄ比：１．３とする以外は、同じ条件で鋼塊を得、得られた鋼塊の成分偏析を観察した。成分偏析が発生している位置を図３に示す。
【００４０】
図３から次のように考察できる。上記実験例２と同様に、鋼塊の中心軸近傍では、鋼塊の高さに対して中央部または下方に発生しているが、鋼塊の外側に向かうに連れて成分偏析は鋼塊の上方部に集中して発生している。しかもその領域は半径方向の０．１以内にほぼ集中している。
【００４１】
実験例４
押湯部の無い円柱状の鋳型に、下注ぎ法でＣ：０．３０質量％含有する溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を厚みの異なる保温材で覆いながら溶鋼を凝固させて鋼塊を得た。保温材としては発熱性の保温材、断熱性の保温材、および焼き籾殻を併用した。保温材の形状は粉末状と板状のものを併用し、保温材の厚みは０〜６００ｍｍとした。鋼塊の大きさは、鋼塊の高さをＨ、直径をＤとしたとき、Ｈ／Ｄ比を１．７とした。
【００４２】
得られた鋼塊を、中心軸を通るように長手方向に切断し、切断面をマクロエッチングしたものとサルファプリントしたものを比較観察して、引け巣欠陥が発生している位置と、二重肌が発生している領域を測定した。
【００４３】
鋼塊の縦断面を観察したときに、引け巣欠陥が発生している位置のうち、鋼塊の高さ方向に対して最も下に発生している引け巣欠陥を通るように鋼塊の高さ方向に対して垂直に切断した場合に、鋼塊の高さに対する引け巣欠陥を含む部分（即ち、鋼塊の上方部）の高さ割合を、下記（２）式を用いて算出する。
引け巣欠陥発生位置の高さ（％）＝（引け巣欠陥を含む部分の高さ／鋼塊の高さ）×１００・・・（２）
【００４４】
二重肌が発生している領域は、鋼塊の縦断面を観察したときに、二重肌が発生している位置のうち、鋼塊の高さ方向に対し最も下に発生している二重肌を通るように鋼塊の高さ方向に対して垂直に切断した場合に、鋼塊の高さに対する二重肌を含む部分（即ち、鋼塊の上方部）の高さ割合として、下記（３）式を用いて算出する。
二重肌発生領域（％）＝（二重肌を含む部分の高さ／鋼塊の高さ）×１００・・・（３）
【００４５】
保温材の厚みを変化させたときにおける引け巣欠陥発生位置の高さと二重肌発生領域を算出した結果を図４に示す。図４中、引け巣欠陥が発生している位置高さの結果を●、二重肌発生領域の結果を◆で示す。
【００４６】
図４から次のように考察できる。保温材の厚みを５０〜５００ｍｍに制御すると、引け巣欠陥の発生位置を鋼塊の上方部に集中させることができ、しかも二重肌発生領域を小さくできる。これに対し、保温材の厚みが５０ｍｍ未満では溶鋼の保温効果が得られず、引け巣欠陥の発生位置を鋼塊の上方部に集中させることができない。保温材の厚みが５００ｍｍを超えると、保温過多となって凝固殻割れを生じ、二重肌が広範囲に亘って発生する。
【００４７】
実験例５
押湯部の無い円柱状の鋳型に、真空鋳造法でＣ：０．１８質量％含有する溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆いながら溶鋼を凝固させて鋼塊を得た。保温材としては発熱性の保温材と断熱性の保温材を併用した。保温材の形状は粒状と粉末状のものを併用し、保温材の厚みは２００ｍｍとした。鋼塊の大きさは高さ３７６５ｍｍ、直径２６７０ｍｍであり、高さ／直径比は１．５５である（１４０Ｔ相当）。
【００４８】
得られた鋼塊を、中心軸を通るように長手方向に切断し、切断面をマクロエッチングしたものとサルファプリントしたものを比較観察して、成分偏析と引け巣欠陥が発生している位置を測定した。その結果、成分偏析は、鋼塊の中心軸を中心として半径方向に８％の範囲内に集中しており、引け巣欠陥は、鋼塊の中心軸を中心として半径方向に４％の範囲内に集中していた。なお、成分偏析が発生している位置とは、Ｃ濃度が０．２０質量％を超える領域を指す。
【００４９】
次に、同様にして得られた鋼塊を縦方向に圧縮（圧縮率：３５％）し、直径を３０００ｍｍとした後、圧縮方向に沿って鋼塊の中心部をポンチで軸方向に抜いた。このとき鋼塊の中心部を抜くための治具は、直径が３００ｍｍのものを使用した。従って、直径が３０００ｍｍの圧縮後の鋼塊から直径３００ｍｍの中心部を抜いているため、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、直径：０．１×Ｄｐの円柱を中心部として抜いたことになる。
【００５０】
得られた中空状の鍛造用鋼材を観察したところ、成分偏析も引け巣欠陥も無かった。よって、この鍛造用鋼材を鍛造して筒状に成形された筒状鍛造品は成分偏析も引け巣欠陥も無く、高品質なものであった。
【００５１】
実験例６
押湯部の無い円柱状の鋳型に、真空鋳造法でＣ：０．１５質量％含有する溶鋼を鋳込んだ後、該溶鋼の表面を保温材で覆いながら溶鋼を凝固させて鋼塊を得た。保温材としては発熱性の保温材と断熱性の保温材を併用した。保温材の形状は粒状と粉末状のものを用い、保温材の厚みは１５０ｍｍとした。鋼塊の大きさは高さ１３７０ｍｍ、直径１０２０ｍｍであり、高さ／直径比は１．３４である（２０Ｔ相当）。
【００５２】
得られた鋼塊を、中心軸を通るように長手方向に切断し、切断面をマクロエッチングしたものとサルファプリントしたものを比較観察して、成分偏析と引け巣欠陥が発生している位置を測定した。その結果、成分偏析は、鋼塊の中心軸を中心に半径方向に１０％の範囲内に集中しており、引け巣欠陥は、鋼塊の中心軸を中心に半径方向に４％の範囲内に分散して集中していた。なお、成分偏析が発生している位置とは、Ｃ濃度が０．１８質量％以上の領域を指す。
【００５３】
次に、同様にして得られた鋼塊を縦方向に圧縮（圧縮率：３０％）し、直径を１２００ｍｍとした後、圧縮方向に沿って鋼塊の中心部をポンチで軸方向に抜いた。このとき鋼塊の中心部を抜くための治具は、直径が４８０ｍｍのものを使用した。従って、直径が１２００ｍｍの圧縮後の鋼塊から直径４８０ｍｍの中心部を抜いているため、圧縮後の鋼塊の直径をＤｐとしたとき、直径が０．４０×Ｄｐの円柱を中心部として抜いたことになる。
【００５４】
得られた中空状の鍛造用鋼材を観察したところ、成分偏析も引け巣欠陥も無かった。よって、この鍛造用鋼材を鍛造して筒状に成形された筒状鍛造品は成分偏析も引け巣欠陥も無く、高品質なものであった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】鋼塊の形状（Ｈ／Ｄ比）と、成分偏析を含む部分の高さ比との関係を示すグラフである。
【図２】成分偏析が発生している位置を示すグラフである。
【図３】成分偏析が発生している位置を示すグラフである。
【図４】保温材の厚みを変化させたときに、引け巣欠陥が発生している位置の高さと、二重肌が発生している領域を測定した結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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