(57)【要約】  本発明は、不活性ガス又は加圧エレクトロスラグ再溶解装置において、型鋼を製造するための金型に関する。金型は、１０００〜２５００ｍｍの幅ｗ及び７００〜１２５０ｍｍの厚さｔを有する非矩形及び非円形の内側銅スリーブを含み、銅スリーブの厚さ方向の短辺は少なくとも部分的に曲面部分を有し、幅方向の長辺は少なくとも部分的に曲面部分を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガス又は加圧エレクトロスラグ再溶解プロセスにおいて、型鋼を製造するための金型であって、前記金型が、１０００〜２５００ｍｍの幅ｗ及び７００〜１２５０ｍｍの厚さｔを有し、非矩形及び非円形の内側銅スリーブを含み、前記銅スリーブの厚さ方向の短辺が少なくとも部分的に曲面部分を有し、幅方向の長辺が少なくとも部分的に曲面部分を有することを特徴とする金型。
【請求項２】
前記短辺の曲面が一定の曲率半径を有する、請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記短辺の曲面が可変の曲率半径を有し、任意選択的に、直線部分を有する、請求項１に記載の金型。
【請求項４】
前記金型のｗ／２における中間厚さが、前記金型の両短辺からｗ／４における前記金型の４分の１厚さにおける厚さと同一である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
【請求項５】
前記金型のｗ／２における中間厚さが、前記金型の両短辺からｗ／４における前記金型の４分の１厚さよりも少なくとも１０ｍｍ厚い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型。
【請求項６】
前記金型が卵形、楕円形又は超楕円形を有する、請求項３に記載の金型。
【請求項７】
前記金型が、１５００〜２０００ｍｍの幅及び／又は８００〜１０５０ｍｍの厚さを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型。
【請求項８】
前記長辺が少なくとも１つの直線部分を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の金型。
【請求項９】
前記内側銅スリーブが溶接線を全く有さない、請求項１〜８のいずれか一項に記載の金型。
【請求項１０】
不活性ガスエレクトロスラグ再溶解装置又は加圧エレクトロスラグ再溶解装置であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の金型が備えられていることを特徴とする、装置。
【請求項１１】
金型又はダイを製造するためのＥＳＲ再溶解工具鋼インゴットであって、前記鋼インゴットが請求項１０に記載の装置により得ることができ、前記鋼インゴットが非矩形及び非円形であると共に、１０００〜２５００ｍｍの幅ｗ及び７００〜１２５０ｍｍの厚さｔを有し、前記インゴットの厚さ方向の短辺が少なくとも部分的に曲面部分を有し、幅方向の長辺が少なくとも部分的に曲面部分を有することを特徴とするインゴット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、不活性ガスエレクトロスラグ再溶解（ＩＥＳＲ）又は加圧エレクトロスラグ再溶解（ＰＥＳＲ）プロセスにおいて型鋼を製造するための金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
型鋼は、軽金属又はプラスチック物品を製造するための金型及びダイを作るために使用される。エレクトロスラグ再溶解（ＥＳＲ）は、一般に、偏析を最小限にすると共に、再溶解された材料の非金属介在物の量を低減するために使用される。ＥＳＲインゴットの清浄度及び均一性は、従来通りに鋳造された材料と比較して、改善された機械特性をもたらす。従来のＥＳＲは、大気から隔離することなく実施される。
【０００３】
保護ガス方法である不活性ガスエレクトロスラグ再溶解（ＩＥＳＲ）及び加圧エレクトロスラグ再溶解（ＰＥＳＲ）は、大気から水素及び酸素を取り込むリスクを排除して、再溶解した材料中の非金属介在物の量のさらなる低減をもたらすので、近年、これらの方法はかなりの関心を集めている。
【０００４】
しかしながら、現在、ＩＥＳＲ及びＰＥＳＲにより製造される大きなインゴットは、より小さなインゴットと比べて同じ高清浄度を有しないことが認識されている。この問題は、特に大型の金型及びダイに対する要求の増大の観点から、特に１０００ｍｍを超える直径を有するインゴットにとって重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明の概要
本発明の一般的な目的は、不活性ガスエレクトロスラグ再溶解（ＩＥＳＲ）又は加圧エレクトロスラグ再溶解（ＰＥＳＲ）プロセスにおいて、改善された清浄度及び／又は改善された微細構造を有する大型の型鋼インゴットを製造するための金型を提供することである。
【０００６】
別の目的は、改善された大型の金型を含むＩＥＳＲ又はＰＥＳＲ装置を提供することである。さらなる目的は、本発明のＩＥＳＲ又はＰＥＳＲにより得ることができ、それにより、改善された清浄度及び／又は改善された微細構造を有する鋼インゴットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的は、独立請求項において特定されるような本発明によって達成される。
【０００８】
図面の簡単な説明
以下において、本発明は、好ましい実施形態及び添付図面を参照して、より詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】１２５０ｍｍの直径を有すると共に、０．３９ｍ２の面積を有する従来の金型の断面の略図である。
【図２】従来の金型と同じ面積を有する楕円形の金型の断面を示す本発明の一実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明
本発明は特許請求の範囲において特定される。
【００１１】
本発明者らは、驚いたことに、精製された型鋼の清浄度が、金型の形状を変化させることにより影響され得ることを見出した。ＩＥＳＲ及びＰＥＳＲにおいて最近使用されている従来の円形金型を、改善された形状を有する金型により置換することによって、再溶解インゴットの清浄度及び微細構造をさらに改善することが可能である。
【００１２】
本発明の金型は、１０００〜２５００ｍｍの幅ｗ及び７００〜１２５０ｍｍの厚さｔを有する非矩形及び非円形の内側銅スリーブを含み、銅スリーブの厚さ方向の短辺は少なくとも部分的に曲面部分を有し、幅方向の長辺は少なくとも部分的に曲面部分を有する。
【００１３】
本発明は、添付図面に関連して詳細に記載されるであろう。
【００１４】
図１は、１２５０ｍｍの直径ｄ及び０．３９ｍ２の面積を有する従来の金型の断面を開示する。
【００１５】
図２は、従来の金型と同じ面積を有するが、楕円形状を有する本発明の金型の断面を開示する。金型の厚さは８００ｍｍであるように選択され、楕円金型の幅は１９５３ｍｍであった。
【００１６】
いずれの図も金型の内側スリーブのサイズに関するものであり、このサイズは、凝固収縮を除いて、再溶解インゴットのサイズと一致する。
【００１７】
本発明によると、金型は異なる形状を有することができる。しかしながら、銅スリーブの厚さ方向の短辺、及び幅方向の長辺はいずれも、少なくとも部分的に曲面部分を有する。
【００１８】
短辺及び長辺は、直線である部分を有していてもよい。
【００１９】
短辺は、任意に、直線部分が設けられていてもよく、これは、短辺の中間部分、すなわちｔ／２に位置する。短辺は、一定の曲率半径（円弧形状）を有するように設計されても、可変の曲率半径（例えば、卵形状、楕円形状又は超楕円（super elliptical）形状）を有するように設計されてもよい。曲率半径は、位置ｗ／４に至るまでの任意の所望の地点まで延在することができる。
【００２０】
長辺は、各辺に１つだけの直線部分を有していても、２つ以上の直線部分を有していてもよい。２つの直線部分は、各長辺、特にｗ／８〜ｗ／２の部分に形成され、ｗ／２において円滑な推移を有し得る。
【００２１】
金型のｗ／２における中間厚さは、金型の各短辺からｗ／４における金型の４分の１厚さ（quarter thickness）における厚さと同じであってもよい。しかしながら、通常、金型のｗ／２における中間厚さは金型の各短辺からｗ／４における金型の４分の１厚さよりも少なくとも１０ｍｍ厚いことが好ましい。ｗ／２における厚さは、ｗ／４における厚さよりも２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０又は１８０ｍｍ大きくてもよい。
【００２２】
短辺の曲面部分は、一定又は可変の曲率半径を有することができる。短辺は、位置ｗ／４に至るまで、一定又は可変の曲率半径を有してもよい。金型は卵形、楕円形又は超楕円形を有することができ、そして／あるいは、金型の幅ｗは、厚さｔよりも少なくとも１．１倍大きくてもよく、好ましくはｗ＞１．２ｔである。
【００２３】
金型のサイズは、請求項１に記載される範囲内で自由に変えることができる。幅は、２４００、２３００、２２００、２１００、２０００、１９００、１８００、１７００、１６００、１５００、１４００、１３００、１２００又は１１００ｍｍに限定され得る。厚さは、１２００、１１５０、１０００、９５０、９００、８５０、８００又は７５０ｍｍに限定され得る。幅は常に厚さよりも大きい。
【実施例】
【００２４】
実施例
プラスチック用型鋼が、従来のＥＡＦ製鋼の後、取鍋精錬、真空脱ガス、及び各ＰＥＳＲで再溶解するために適切な直径を有する電極への鋳造により製造された。金型は、図１及び２に概略的に示される。再溶解は、アルゴン保護雰囲気下、ＣＡＦ−ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３に基づく同じタイプのスラグで実施した。各インゴットの同じ高さにおいて、鍛造及び熱処理した材料の中心からサンプルを取り出した。サンプルを切断し、冷間埋込を行い、研削し、研磨して、光学顕微鏡（ＬＯＭ）における検査を行った。各インゴット中の１ｍｍ２当たりの介在物の数を検査した。８μｍよりも大きい介在物のみをカウントした。
【００２５】
１ｍｍ２当たりの介在物の数は、金型の厚さを変えることによって低減され得ることが見出された。この結果の理由は現在十分に理解されておらず、本発明者らはどんな理論に制約されることも望まない。しかしながら、肯定的な結果は、スラグおよび溶解プール中の異なる乱流、あまり深くない金属プール及び／又はより有利な凝固条件などのいくつかの因子によって影響され、インゴットの凝固時間の短縮と、再溶解インゴット中の等軸晶の量の低下又は完全な不在とをもたらし得ると思われる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
産業上の利用可能性
本発明は、軽合金のダイカストのための熱間工具鋼で大型のダイを製造するため、そしてプラスチック物品の鋳造のために使用される大型のプラスチック用型鋼の金型を製造するために特に適している。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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