CN107695311B - 投入材料及利用其的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开投入材料及铸造方法：当对高铝钢实施连续铸造时，向连铸保护渣之上供给包含含有SiO₂成分的第一组合物及含有C成分的第二组合物的投入材料，从而能够对钢水进行保温并抑制及防止连铸保护渣的变性。

Description

投入材料及利用其的铸造方法

技术领域

本发明涉及投入材料及利用其的铸造方法，更详细地，涉及可通过抑制及防止连铸保护渣(mold fluxes)的变性来提高铸片的质量和生产率的投入材料及利用其的铸造方法。

背景技术

在钢铁产业中，与以往的造块法相比，连续铸造法的质量均匀性和失误率等优秀。为此，对连续铸造法的作业设备和作业技术等进行了众多研究。结果，包括高合金钢在内的几乎所有钢类均可通过连续铸造发生产。

用于上述连续铸造法的作业设备被称为连续铸造设备。连续铸造设备包括：浇包(Ladle)，搬运已精炼的钢水(molten steel)；中间包(Tundish)，用于从浇包接收钢水并暂时储存；模具(Mold)，从中间包持续接收钢水并使钢水首先凝固成铸片(Slab)；以及冷却台，对从模具持续拉拔的铸片进行其次的冷却，并执行一系列的成型作业。

钢水供给于中间包并滞留规定时间，且夹杂物浮升分离，熔渣变得稳定化，防止再次氧化。之后，钢水被供给于模具，从而以铸片的形状形成初期凝固层。此时，振动模具的同时向模具内部的钢水液面投入连铸保护渣。向模具内部的钢水液面投入的连铸保护渣向模具内壁与钢水的初期凝固层之间流入，从而用于上述内壁与凝固层之间的润滑及热传递速度控制。

另一方面，当连续铸造高铝(AL)钢时，连铸保护渣的二氧化硅(SiO₂)成分和钢水的铝(AL)成分积极反应而产生大量的氧化铝(Al₂O₃)成分。在上述连续铸造过程中大量生成的氧化铝成分被提取(pick-up)于连铸保护渣。

因此，随着高铝钢的连续铸造的进行，在连铸保护渣中，氧化铝的浓度增加，二氧化硅的浓度减少。将此称为连铸保护渣的变性。变性的连铸保护渣的粘度上升，且熔点增加，润滑性能降低。并且，若因连铸保护渣的变性而导致熔点的增加，则在连续铸造的过程中，在模具的内壁附近形成渣棒(Slag Bear or Rim)，且成长加速。在此情况下，连铸保护渣的流入路径减少，从而导致连铸保护渣的消耗量减少。因此，电热减少，容易发生垂直裂缝(Vertical Cracks)。进而，在连铸保护渣的变性严重的情况下，会发生破裂(breakout)。

以往，在对高铝钢实施连续铸造时，由于铝成分及二氧化硅成分的反应性强，因此，即使连铸保护渣变性，作为要确保连铸保护渣的润滑性的方案，采用了使连铸保护渣的碱度极低，增加连铸保护渣的厚度，即使连铸保护渣变性，也通过残存的二氧化硅成分，确保连铸保护渣的润滑性的方案。

例如，根据韩国公开专利公报第10-2013-0070667号及韩国授权专利公报第10-1371959号的记载，在对高铝钢实施连续铸造时，使用CaO-SiO₂-CaF₂系的连铸保护渣，其(CaO/SiO₂)碱度为0.7或0.7以下，极低。

上述连铸保护渣，由于以下反应式1的反应，而随着连续铸造的进行，连铸保护渣内的氧化铝成分的浓度持续增加，导致连铸保护渣的物性变化严重。因此，即使使用碱度为0.7或其以下的连铸保护渣，连续铸造的程中还是会发生很多问题。

反应式1

[Al]+(SiO₂)→[Si]+(Al₂O₃)

此时，为了延迟连铸保护渣的氧化铝浓度的增加，在连续铸造过程中，将连铸保护渣的厚度从10mm增加至30～35mm，由此对连铸保护渣中的氧化铝浓度进行稀释。上述以往的方案能够直至连续铸造中期维持连铸保护渣适合的物性的状态进行连续铸造，在这一点上具有一部分效果，但是，存在如下几种问题。

首先，由于随着连铸保护渣的变性，连铸保护渣的消耗量减少，因此，在通过增加连铸保护渣的厚度来对在钢水与连铸保护渣之间的界面生成的氧化铝成分进行稀释而延迟液面熔渣的变形的方面存在限制。

其次，与一般的连铸保护渣的物性相比，在上述以往方案所提出的连铸保护渣的物性，具有极低的初期碱度，且导热率极高，而且结晶化率极低。因此，在连续铸造初期，不利于减少高铝钢的垂直裂缝。因此，在利用上述以往的方案来连续铸造的情况下，很难确保完全的铸片质量，很难增加连铸数量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：KR10-2013-0070667A

专利文献2：KR10-1371959B1

专利文献3：KR10-1988-0013639A

发明内容

本发明提供可通过抑制及防止连铸保护渣的变性来提高铸片的质量和生产率的投入材料及利用其的铸造方法。

本发明实施方式的投入材料作为铸造时向连铸保护渣之上供给的投入材料，包含：第一组合物，含有SiO₂成分；以及第二组合物，含有C成分。

上述第一组合物可包含灰化粗糠及碳化粗糠这两者中的至少一种，上述第二组合物可包含碳黑。

相对于100重量％的上述第一组合物，上述第一组合物可含有80重量％至85重量％的SiO₂成分，含有2重量％至5重量％的C成分，并且含有其他不可避免的杂质。

相对于上述第一组合物及第二组合物之和的整体100重量％，可使SiO₂成分的浓度成为15重量％至50重量％的方式，确定上述第一组合物及第二组合物的重量。

上述第一组合物及第二组合物可以相互物理分离而分别形成不同粒子。

上述第一组合物及第二组合物的平均粒度可以为0.01mm至10mm。

本发明实施方式的铸造方法包括：准备包含第一组合物及第二组合物的投入材料的步骤；向模具注入钢水的步骤；向上述钢水的液面注入连铸保护渣的步骤；向上述连铸保护渣之上供给上述投入材料的步骤；以及使上述钢水凝固来铸造铸片的步骤，上述第一组合物含有SiO₂成分。

相对于上述钢水的整体100重量％，上述钢水可含有0.2重量％至20重量％的铝成分。

上述第一组合物可包含灰化粗糠及碳化粗糠这两者中的至少一种，上述第二组合物可包含碳黑。

准备上述投入材料的步骤可包括：准备上述第一组合物及第二组合物的步骤；以及混合上述第一组合物及第二组合物的步骤。

准备上述第一组合物及第二组合物的步骤可包括：相对于上述投入材料的整体100重量％，使SiO₂成分的浓度成为15重量％至50重量％的方式，分别确定上述第一组合物及第二组合物的重量的步骤；以及以使平均粒度成为0.01mm至10mm的方式分别准备上述第一组合物及第二组合物的步骤。

混合上述第一组合物及第二组合物的步骤可包括：将上述第一组合物及第二组合物以相互物理分离来分别形成不同粒子的方式进行混合的步骤。

对于上述连铸保护渣及投入材料而言，成分含量可以不同，使上述钢水凝固来铸造铸片的步骤还包括：利用在上述连铸保护渣的层之上层叠而成的投入材料的层，向在上述钢水的液面形成的连铸保护渣的层供给SiO₂成分的步骤。

上述投入材料可对上述钢水进行保温，并抑制或防止上述连铸保护渣的变性，上述连铸保护渣捕集去除上述钢水中的夹杂物。

可通过上述钢水与上述连铸保护渣之间的界面，从上述钢水朝向上述连铸保护渣的方向捕集Al₂O₃成分，通过上述连铸保护渣与上述投入材料之间的界面，从上述投入材料朝向上述连铸保护渣的方向补充供给SiO₂成分。

根据本发明的实施方式，可抑制或防止连铸保护渣的变性。由此，连续铸造钢水时可提高铸片的质量和生产率。

例如铸造高铝钢时，向连铸保护渣的上面投入投入材料，在利用投入材料铸造高铝钢的期间，可持续向连铸保护渣提供二氧化硅(SiO₂)成分。由此，可抑制或防止连铸保护渣的变性，并可降低因连铸保护渣的变性所引起的衰减(depression)及垂直裂缝。

由此，大幅减少铸片的校正(火焰清理或磨削)成本，且可增加连铸数量，从而可减少生产成本。并且，高铝钢的连续铸造可变得顺畅，从而可稳定制作高强度的汽车钢材。

附图说明

图1为适用本发明实施例的铸造设备的简图。

图2为示出通过本发明比较例的铸造方法铸造铸片时的模具内部状态的示意图。

图3为示出通过本发明比较例的铸造方法铸造铸片时的连铸保护渣成分变化的图表。

图4为拍摄通过本发明比较例的铸造方法铸造的铸片的缺陷状态的照片。图5为示出通过本发明实施例的铸造方法铸造铸片时模具内部状态的示意图。

图6为放大图5的A部分示出通过本发明实施例的铸造方法铸造铸片时连铸保护渣层与投入材料层之间的成分移动的示意图。

图7为示出本发明实施例的铸造方法的流程图。

图8作为将本发明的比较例及实施例的铸造方法适用于试验连铸机的结果表示铸造时投入材料的Al₂O₃成分变化的对比图表。

图9作为将本发明的比较例及实施例的铸造方法适用于试验连铸机的结果表示铸造时投入材料的SiO₂成分变化的对比图表。

图10作为将本发明的比较例及实施例的铸造方法适用于试验连铸机的结果表示铸造的过程中模具温度变化的对比图表。

图11作为通过本发明的比较例及实施例的铸造方法在铸造设备中铸造铸片的结果表示拍摄铸造的铸片的状态的照片。

附图标记的说明

10…浇包；20…中间包；22…浸渍喷嘴；30…模具；40…冷却台。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。但是，本发明并不局限于以下公开的实施例，而是可以以多种不同形态实现。本发明的实施例仅仅为了使本发明的公开完整，并向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知发明的范畴而提供。为了说明本发明的实施例，附图可被放大，图中相同附图标记指代相同结构要素。

图1为适用本发明实施例的铸造设备的简图。

例如，铸造设备为接收在炼钢设备中精炼的钢水来制作铸片的连续铸造设备，如图1所示，上述连续铸造设备包括：浇包10，搬运已精炼的钢水；中间包20，从浇包10接收钢水并暂时储存；模具30，从中间包持续接收钢水的同时使钢水首次凝固成铸片1；以及冷却台40，对从模具持续拉拔的铸片1进行其次的冷却，并执行一系列的成型作业。

钢水供给在中间包20并滞留规定时间，且夹杂物浮起分离，熔渣变得稳定，防止再次氧化。之后，钢水被供给于模具30，从而以铸片的形状形成初期凝固层。此时，振动模具30的同时向模具30内部的钢水液面投入固态或液态的连铸保护渣。向模具30内部的钢水液面投入的连铸保护渣，向模具30内壁与钢水的初期凝固层之间流入，从而用于上述内壁与凝固层之间的润滑及热传递速度控制。钢水在模具30的内部凝固之后，向下侧连续被拉拔而被铸造成铸片1。

图2为示出通过本发明的比较例的铸造方法铸造铸片时的模具内部状态的示意图。图3为示出通过本发明的比较例的铸造方法铸造铸片时的连铸保护渣成分变化的图表。图4为拍摄通过本发明的比较例的铸造方法铸造的铸片的缺陷状态的照片。

上述本发明的比较例的铸造方法为不使用本发明实施例的投入材料的铸造方法，例如，相当于以往的连续铸造方法。以下，为了帮助本发明的理解，简单说明本发明的比较例的铸造方法及其铸造结果，之后对比本发明实施例的投入材料及铸造方法与比较例的情况进行详细说明。

参照图2，在比较例的情况下，若钢水例如高铝钢的制作开始，则中间包的钢水M通过浸渍喷嘴22向模具30注入。若模具30内部的钢水M被控制为规定水平，则将连铸保护渣F以固体状态或液体状态投入到钢水M的液面。连铸保护渣F用于钢水中的夹杂物的吸收及钢水的保温。若进行铸造，则连铸保护渣F因模具30的振动而向模具30的内壁与钢水的凝固坯壳Mc之间流入，从而用于内壁与凝固坯壳Mc之间的润滑及热传递速度控制。另一方面，在比较例的情况下，通过连铸保护渣F的二氧化硅(SiO₂)成分和钢水M的铝(AL)成分的反应生成的氧化铝(Al₂O₃)成分被提取至连铸保护渣F。氧化铝成分附着及凝固在模具30的内部，从而可形成渣棒R。在此过程中，随着连铸保护渣F的二氧化硅成分含量的减少，碱度(CaO/SiO₂)增加。

此时，连铸保护渣中的二氧化硅成分为与氧化钙(CaO)成分及氟化钙(CaF)成分一同对连铸保护渣的粘度调节和初晶相形成举动产生影响的主要成分，对连铸保护渣的消耗量、润滑性及传热产生影响。即，若连铸保护渣F中的二氧化硅成分被消耗而导致碱度增加，则连铸保护渣的粘度会增加，在此情况下，连铸保护渣F很难顺畅地流入模具30的内壁与钢水的凝固坯壳Mc之间。

像这样，在比较例中，随着铸造的进行，发生连铸保护渣的氧化铝成分浓度增加，二氧化硅成分浓度减少等连铸保护渣变性。在此情况下，连铸保护渣的粘度上升，熔点增加，润滑性降低。

尤其，若比较例的铸造方法适用于高铝钢，则在铸造过程中，连铸保护渣F的变性速度变得更快，存在铸造长度越长越难稳定地进行铸造的问题。参照图3，在比较例中，随着铸造的进行，氧化铝成分被提取于连铸保护渣，其浓度增加至初期浓度的10倍以上。并且，随着铸造的进行，在连铸保护渣中二氧化硅成分被消耗，而其浓度减少至0.3倍左右。结果，连铸保护渣的粘度及熔点发生变化，从而导致铸造过程中的连铸保护渣的物性与铸造初期连铸保护渣的物性不同。

若以此状态进行铸造，则连铸保护渣F无法恒定地流入模具30的内壁与钢水的凝固坯壳Mc之间，从而发生不均匀凝固，这会引起周期性衰减(depression)及垂直裂缝。

参照图4的(a)部分，此时，在铸片发生的垂直裂缝的深度达到数mm，因此，在铸造后对铸片进行火焰清理(scarfing)或磨削(grinding)处理，这会引起工序成本的增加。如图4的(b)部分所示，若在铸片发生深度达数十mm的大型垂直裂缝，则即使对铸片进行火焰清理及磨削处理也无法使用铸片。在此情况下，高铝钢的成本会急剧上升。

因此，在本发明的实施例中，作为抑制及防止连铸保护渣中的二氧化硅成分浓度减少的方案，向连铸保护渣投入投入材料，利用投入材料对钢水进行保温，同时，在铸造过程中，向连铸保护渣稳定供给二氧化硅成分来防止连铸保护渣的变性。

图5为示出在通过本发明实施例的铸造方法铸造铸片时的模具内部状态的示意图。图6为放大图5的A部分示出在通过本发明实施例的铸造方法铸造铸片时的铁水层、连铸保护渣层以及投入材料层之间的成分移动的示意图。此外，图7为示出本发明实施例的铸造方法的流程图。参照图5至图7，详细说明本发明实施例的投入材料，之后，详细说明本发明实施例的铸造方法。

参照图5，在实施例的情况下，若钢水的铸造例如高铝钢的连续铸造开始，则中间包的钢水经过浸渍喷嘴22向模具30注入。之后，在模具30的内部，钢水M被控制为规定水平，向钢水M液面投入固态或液态连铸保护渣F。之后，向连铸保护渣F上投入本发明实施例的投入材料F_M。即，在模具30的内部，按照下位层、中间层及上位层的顺序依次形成钢水M层、连铸保护渣F层及投入材料F_M层。

连铸保护渣F用于钢水M中例如氧化铝夹杂物的捕集、通过阻断发热或热负荷等带来的钢水M保温、模具30的内壁和钢水M的凝固坯壳Mc之间的润滑及热传递速度控制。此时，连铸保护渣F可使用CaO-SiO₂-CaF₂系的连铸保护渣。

另一方面，连铸保护渣F包含SiO₂成分，连铸保护渣F所含有的SiO₂成分，在铸造过程中，在连铸保护渣F与钢水M之间的界面，与铝(Al)成分进行反应而被消耗。即，随着铸造的进行，连铸保护渣F的SiO₂成分浓度有可能降低，在此情况下，因连铸保护渣F发生变性，从而导致其特性发生改变。

为了防止连铸保护渣F的变性，在本发明的实施例，投入材料F_M具有SiO₂成分，参照图6，与连铸保护渣F层中的SiO₂成分向钢水M层供给而被消耗的量对应地，使投入材料F_M层所含有的SiO₂成分向连铸保护渣F层补充而供给。此时，SiO₂成分可通过使投入材料F_M层的后述第一组合物溶解于连铸保护渣F层的方式补充供给。

向连铸保护渣F补充供给的SiO₂成分，从连铸保护渣F向钢水M供给而与钢水M中的铝成分发生反应，或者残留在连铸保护渣F。因此，即使连铸保护渣F所含有的SiO₂成分，在铸造过程中在与钢水M的界面持续消耗，也能够通过向连铸保护渣F补充的SiO₂成分，使连铸保护渣F的SiO₂成分浓度维持在适当水平。即，可抑制或防止连铸保护渣F的变性，使其碱度没有很大变动，维持适当水平。例如，连铸保护渣F的碱度(CaO/SiO₂)可维持在0.8至1.8的范围。

在比较例的情况下，即，在以往的方式中，为了延迟连铸保护渣F的变性，而在铸造初期，将连铸保护渣F的碱度设定在0.7以下的水平。在此情况下，在铸造初期，连铸保护渣F的导热率极高，结晶化率极低，从而不利用于在铸造初期降低铸片的破裂。

相反，在本发明的实施例中，如上所述，在铸造初期，将连铸保护渣F的碱度控制在0.8至1.8的范围，由此将铸造初期的导热率及结晶化率维持在适当水平，从铸造初期至末期，利用投入材料F_M来抑制或防止连铸保护渣F的变性。

另一方面，在连铸保护渣F与钢水M之间的界面通过SiO₂成分和Al成分的反应而生成的氧化铝夹杂物例如氧化铝(Al₂O₃)成分，通过连铸保护渣F与钢水M之间的界面捕集于连铸保护渣F。即，如图6所示，钢水M中的铝(Al)成分以从钢水M层朝向连铸保护渣F层的方向被提取至连铸保护渣F层。

本发明实施例的投入材料F_M可用于钢水M的保温及抑制及防止连铸保护渣F的变性。尤其，可用于在高铝钢的连续铸造时防止或抑制连铸保护渣F的变性。

即，投入材料F_M可以为具有抑制或防止连铸保护渣F的变性的功能的保温材料。如果以其他方式表示，则投入材料F_M可以为具有钢水M的保温功能的连铸保护渣变性抑制剂或防治剂，也可以为具有保温功能和连铸保护渣的变性防止或抑制功能的混合材料或复合材料。

本发明的实施例所涉及的投入材料F_M，作为铸造时向连铸保护渣F上供给的投入材料，包含含有二氧化硅(SiO₂)成分的第一组合物，及含有碳(C)成分的第二组合物。第一组合物及第二组合物可以以相互物理性地分离而分别形成不同粒子的方式混合。即，第一组合物和第二组合物可以以分别具有规定粒度的方式准备之后均匀混合。例如，投入材料F_M可以以第一组合物的粒子和第二组合物的粒子被混合的状态准备。

投入材料F_M中的第一组合物向连铸保护渣F溶解，供给二氧化硅成分，抑制或防止连铸保护渣F的变性。即，投入材料F_M的SiO₂成分通过连铸保护渣F与投入材料F_M之间的界面熔融供给。并且，投入材料F_M中的第二组合物在连铸保护渣F的上表面燃烧而具有保温的功能。此时，第一组合物也可以一定程度上贡献于连铸保护渣F的保护。

另一方面，投入材料F_M中的SiO₂成分浓度对SiO₂成分的溶解速度产生影响。例如，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度增加，则投入材料F_M中第一组合物的粒子相对增加。在此情况下，相对于连铸保护渣F的规定面积，更多量的第一组合物粒子相接触并溶解，从而SiO₂成分的溶解速度增加。

如上所述，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度增加，则SiO₂成分的溶解速度会增加。相反，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度减少，则SiO₂成分的溶解速度减少。结果，投入材料F_M中的SiO₂成分浓度与从投入材料F_M向连铸保护渣F的SiO₂成分供给速度密切相关。

并且，投入材料F_M中的SiO₂成分浓度与投入材料F_M中的C成分浓度成反比。即，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度增加，则C成分浓度相对减少。并且，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度减少，则C成分浓度相对增加。

此时，投入材料F_M中的C成分浓度与投入材料F_M的保温性密切相关。例如，投入材料F_M中的C成分浓度越增加，量越多的第二组合物粒子相对于连铸保护渣F的规定面积接触，而随着燃烧，投入材料F_M的保温性增加。投入材料F_M中的C成分浓度越减少，量越少的第二组合物粒子相对于连铸保护渣F的规定面积接触，而随着燃烧，投入材料F_M的保温性降低。

结果，投入材料F_M中的SiO₂成分浓度与SiO₂成分的溶解速度及投入材料F_M的保温性均密切相关。这是因为作为SiO₂成分的供给源的第一组合物、和作为C成分的供给源的第二组合物分别形成粒子之后相混合而作为混合材料F_M准备引起的。在此情况下，第二组合物的粒子位于第一组合物的粒子之间，其中，若一种组合物的粒子数量变多，则另外一种组合物的粒子数量会相对减少。这意味着在投入材料F_M的重量固定不变的状态下，SiO₂成分相对于连铸保护渣F的接触频率和C成分相对于连铸保护渣的接触频率成反比。

在本发明实施例中，考虑到SiO₂成分的溶解速度及保温性，在投入材料F_M中，相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％，SiO₂成分的浓度可设定为15重量％至50重量％的范围。此时，相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％，投入材料F_M中的C成分浓度可设定为40重量％至70重量％的范围。而且，投入材料F_M中的除SiO₂成分和C成分之外的剩余成分，例如可以为从第一组合物或第二组合物产生的不可避免的杂质。

若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度小于15重量％，则SiO₂成分向连铸保护渣F溶解的速度会降低。在此情况下，SiO₂成分的溶解速度无法追随铸造过程中在连铸保护渣F中SiO₂成分的消耗速度。

并且，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度大于50重量％，则SiO₂成分溶解在连铸保护渣F的速度增加，但是，相对地，C成分的含量会降低，从而投入材料F_M的保温性下降至小于所希望的水平。因此，考虑到SiO₂成分的溶解速度及基于C成分的投入材料F_M的保温性，投入材料F_M中的SiO₂成分浓度可设定为15重量％至50重量％。

第一组合物可包含灰化粗糠及碳化粗糠中的至少一种。此时，灰化粗糠可通过粗糠完全燃烧而成，碳化粗糠可通过粗糠的不完全燃烧而成。第二组合物可包含碳黑，此外还可包含各种石墨。

在第一组合物包含灰化粗糠的情况下，相对于第一组合物的100重量％，第一组合物含有80重量％至85重量％的SiO₂成分，含有2重量％至5重量％的C成分，并可含有其他不可避免的杂质。

在第一组合物包含碳化粗糠的情况下，相对于第一组合物的100重量％，第一组合物含有45重量％至60重量％的SiO₂成分，含有15重量％至25重量％的C成分，并可含有其他不可避免的杂质。

此时，在上述两种情况下，第一组合物中的杂质在粗糠的燃烧过程中混入，或者构成粗糠的成分中的一部分进行燃烧之后残留，从而导致杂质的形成。

灰化粗糠和碳化粗糠的SiO₂成分含量不同，例如灰化粗糠的SiO₂成分含量相对高。因此，根据构成第一组合物的灰化粗糠及碳化粗糠的比例，可使SiO₂成分浓度相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％处于15重量％至50重量％的范围的第一组合物及第二组合物的重量不同。

使SiO₂成分的浓度相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％处于5重量％至50重量％的范围的第一组合物及第二组合物的重量，可通过如上所述的灰化粗糠及碳化粗糠的成分含量、在本发明的实施例所适用的高铝钢的连续铸造工序中每单位铸造长度消耗的连铸保护渣中的SiO₂成分的量、以及在上述连续铸造工序中在连铸保护渣的上表面因投入材料燃烧及溶融而消耗的速度等来求出。此时，每单位铸造长度所消耗的连铸保护渣中的SiO₂成分的量，可根据连续铸造工序的铸造速度或钢种类而变化。

即，在本发明的实施例中，根据作为第一组合物使用的SiO₂成分供给源的种类，可具有多种满足投入材料F_M内的适当的SiO₂成分浓度的第一组合物和第二组合物的混合比。而且，省略对使SiO₂成分的浓度相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％处于15重量％至50重量％范围的第一组合物及第二组合物的重量的具体数值的说明。

另一方面，SiO₂成分的溶解速度及C成分的燃烧速度，可受投入材料F_M的平均粒度、详细而言第一组合物和第二组合物的平均粒度的影响。在本发明的实施例中，第一组合物及第二组合物的平均粒度被控制为0.01mm至10mm，优选地，可被控制为0.1mm至2mm。若第一组合物及第二组合物的平均粒度小于0.01mm，则上述粒子在与连铸保护渣F的界面的数量变得过多，从而很难控制SiO₂成分的溶解速度及C成分的燃烧速度。若上述粒子的平均粒度大于10mm，则上述粒子在与连铸保护渣F的界面的数量变得过少，从而还是很难控制SiO₂成分的溶解速度及C成分的燃烧速度。

参照图1、图5至图7，本发明实施例的铸造方法，作为适用本发明实施例的投入材料的铸造方法，包括：准备包含第一组合物及第二组合物的投入材料的步骤；向模具注入钢水的步骤；向钢水的液面注入连铸保护渣的步骤；向连铸保护渣之上供给投入材料的步骤；以及使钢水凝固来铸造铸片的步骤。此时，第一组合物可包含SiO₂成分，第二组合物可包含C成分。此时，投入材料可含有作为SiO₂成分的供给源的第一组合物。

首先，准备包含第一组合物及第二组合物的投入材料F_M。此时，准备投入材料的步骤，可包括准备第一组合物及第二组合物的步骤及混合第一组合物及第二组合物的步骤。

准备第一组合物及第二组合物的步骤，包括分别确定上述第一组合物及第二组合物的重量，使得SiO₂成分的浓度相对于投入材料的整体100重量％成为15重量％至50重量％的步骤。此时，第一组合物包含灰化粗糠及碳化粗糠中的至少一种，第二组合物包含碳黑及石墨中的至少一种。

在第一组合物为灰化粗糠的情况下，相对于100重量％，可含有80重量％至85重量％的SiO₂成分、2重量％至5重量％的C成分及其他不可避免的杂质。在第一组合物为碳化粗糠的情况下，相对于100重量％，可包含45重量％至60重量％的SiO₂成分、15重量％至25重量％的C成分及其他不可避免的杂质。

相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％使SiO₂成分的浓度处于15重量％至50重量％的范围的第一组合物及第二组合物的重量，可通过上述灰化粗糠及碳化粗糠的成分含量、在高铝钢的连续铸造工序中每单位铸造长度所消耗的连铸保护渣中的SiO₂成分的量、以及在上述连续铸造工序中在连铸保护渣的上表面因投入材料燃烧及溶融而消耗的速度等来求出。因此，省略使SiO₂成分的浓度相对于第一组合物和第二组合物之和的整体100重量％处于15重量％至50重量％的范围的第一组合物及第二组合物的重量的具体数值的说明。

另一方面，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度小于15重量％，则SiO₂成分的溶解速度会降低。并且，若投入材料F_M中的SiO₂成分浓度大于50重量％，则SiO₂的溶解速度增加，但是，相对地，C成分的含量降低，从而导致投入材料F_M的保温性低于所希望的水平。

准备第一组合物及第二组合物的步骤包括以使平均粒度成为0.01mm至10mm的方式分别准备第一组合物及第二组合物的步骤。即，使第一组合物和第二组合物的粒度分别处于0.01mm至10mm的范围或0.1mm至2mm。若上述粒子的平均粒度小于0.01mm或大于10mm，则很难控制SiO₂成分的溶解速度及C成分的燃烧速度。

以上述粒度准备灰化粗糠或碳化粗糠及碳黑的方式并无特殊限制。例如，将各个材料以粉末状态准备之后，通过利用多个成型辊等来以物理加压成型的方式分别将第一组合物和第二组合物准备成0.01mm至10mm范围的粒度也无妨。此时，即使各个组合物没有粘接剂，也可容易准备成上述粒度。

第一组合物及第二组合物的混合步骤，可通过第一组合物及第二组合物以相互物理分离而分别形成不同粒子的方式混合来实施。例如，可向滚筒形状的搅拌机投入上述第一组合物及第二组合物并进行搅拌，其方式并不受到特殊限制。

之后，向模具30注入钢水(S100)。此时，可包括相对于钢水M的整体100重量％包含0.2重量％至20重量％的范围的铝成分的高铝钢、或者相对于钢水M的整体100重量％包含0.5重量％至20重量％的范围的高铝钢。

之后，若钢水M的液面(level)稳定，则向液面注入连铸保护渣F(S200)。此时，连铸保护渣F可以为满足被控制为碱度处于0.8以上的范围，或者碱度处于0.8至1.8的范围的多种连铸保护渣，并不特殊限制。例如，连铸保护渣F可以为CaO-SiO₂-CaF₂系的连铸保护渣。

之后，若连铸保护渣F按规定的厚度完成注入，则向连铸保护渣F之上供给投入材料F_M(S300)。此时，在连铸作业例如连续铸造作业工序中，投入材料F_M起到向连铸保护渣F的SiO₂成分供给源的作用，因与连铸保护渣F相反应而被消耗，因此，在连铸作业中，为了确保投入材料F_M的适当厚度，投入材料F_M的投入可在以下的铸造铸片的过程中持续实施。

此时，连铸保护渣及投入材料的成分含量不同，其作用也不同。例如，投入材料含有SiO₂成分及C成分，可抑制或防止连铸保护渣的变性，且可对钢水进行保温。例如，连铸保护渣含有SiO₂成分，从而可通过捕集并去除钢水中的夹杂物，含有氧化钙(CaO)成分及氟化钙(CaF)，从而可调节粘度并控制初晶相形成举动。

投入材料F_M包含含有二氧化硅(SiO₂)成分的第一组合物及包含碳(C)成分的第二组合物。投入材料F_M处于第一组合物的粒子和第二组合物的粒子混合的状态，此时，第一组合物向连铸保护渣F溶解，并通过供给二氧化硅成分来抑制或防止连铸保护渣F的变性。即，第一组合物溶解在连铸保护渣F，从而SiO₂成分通过连铸保护渣F与投入材料F_M之间的界面融化并被供给。并且，第二组合物在连铸保护渣F的上面燃烧，从而对连铸保护渣F及钢水M进行保温。此时，第一组合物可以在一定程度上贡献于连铸保护渣F的保温。

之后，若钢水M的液面水平处于可进行铸造的程度，则一边使钢水凝固一边向下侧拉拔来开始铸片的铸造(400)。若进行铸造，则在连铸保护渣F与钢水M之间的界面生成氧化铝，且生成的氧化铝被连铸保护渣F捕集，在此过程中，会消耗连铸保护渣F中的二氧化硅(SiO₂)成分。该消耗的二氧化硅(SiO₂)成分的不足部分，可随着含有二氧化硅成分的第一组合物在投入材料F_M与连铸保护渣F之间的界面熔融，而向连铸保护渣F补充。在此过程中，通过钢水与连铸保护渣之间的界面，从钢水朝向连铸保护渣的方向捕集Al₂O₃成分。通过连铸保护渣与投入材料之间的界面，从投入材料朝向连铸保护渣的方向补充供给SiO₂成分。即，通过使钢水凝固来铸造铸片的步骤，可包括利用在连铸保护渣F层上层叠而成的投入材料F_M层来向形成于钢水M的液面的连铸保护渣F层供给SiO₂成分的步骤。

在此过程中，投入材料F_M有可能会被消耗，为此，通过投入器(未图示)向模具30内投入规定量的投入材料F_M，且其厚度可控制为所希望的厚度。

以下，通过本发明实施例的投入材料及铸造方法说明铸造铸片的实验例。

图8作为将本发明的比较例及实施例的铸造方法适用于试验连铸机的结果，表示铸造结束时投入材料的Al₂O₃成分变化的对比图表。此外，图9作为将本发明的比较例及实施例的铸造方法适用于试验连铸机的结果，表示铸造结束时投入材料的SiO₂成分变化的对比图表。此外，图10作为将本发明的比较例及实施例的铸造方法适用于试验连铸机的结果，表示铸造过程中模具温度变化的图表。

在实验例中使用的试验连铸机为可铸造厚度为100mm至140mm、铸造宽度为820mm至1000mm、铸造长度为最大10m的铸片的试验连铸机，可利用上述试验连铸机铸造厚度为140mm、铸造宽度为820mm及铸造长度为8m的铸片。

此时，与商业用连铸机相比，试验连铸机的提取Al₂O₃成分的时间短，但是在相同实验连铸条件下，实施基于比较例的以往作业和基于实施例的投入材料适用作业并比较了结果。

即，利用试验连铸机，基于比较例的作业方式和适用实施例的作业方式分别铸造高铝钢铸片之后，采样基于铸造距离的连铸保护渣来实施成分分析。

其中，在比较例的作业方式中，代替实施例的投入材料而使用了作为保温材料的碳黑。并且，当进行实施例的作业时，相对于投入材料的整体重量100％，使投入材料中的SiO₂成分的浓度在15重量％至50重量％的范围内以规定值分别变化来铸造多次铸片，并对各个铸片的连铸保护渣的采样结果取平均实施成分分析。

连铸保护渣的成分分析结果，参照图8可观察到，在实施例的情况下，相对于比较例，Al₂O₃成分含量的降低。即可知，在实施例的情况下，向连铸保护渣的Al₂O₃成分的提取量减少。

连铸保护渣的成分分析结果，参照图9可确认出，在比较例的情况下，与Al₂O₃的提取量相应，连铸保护渣内的SiO₂成分的浓度减少，但是，在实施例的情况下，SiO₂成分的浓度一定。这意味着投入材料的SiO₂成分溶解在连铸保护渣，从而SiO₂成分得到补充。

由此可知实施例的投入材料可抑制铸造中连铸保护渣的变性。

与连铸保护渣的成分分析一同通过热电偶测定铸造中模具的温度变化示于图10。如图10的(a)，在比较例的情况下，随着铸造的进行，热电偶温度偏差(hunting)变得严重，且还观察到了由衰减(depression)引起的热电偶温度下降。其原因在于，因连铸保护渣的变性所引起的熔点增加，固相的渣棒形成于模具的内壁附近，由此导致连铸保护渣的流入通道变窄，连铸保护渣的流入变得不良。并且，粘度增加所引起的润滑性不足也是上述现象的原因。

如图10的(b)，在实施例的情况下，在作业中适用投入材料的结果，热电偶的温度举动稳定，且也不会发生急剧的热电偶温度下降。这是因为由投入材料所带来的连铸保护渣内的SiO₂补充效果，连铸保护渣的物性没有发生急剧变化。

图11作为通过本发明的比较例及实施例的铸造方法在铸造设备中铸造铸片的结果，表示拍摄铸造的铸片的状态的照片。此时，铸造设备为上述试验连铸机，若分别观察上述铸片的表面状态，则在比较例的情况下，如图11的(a)所示，可确认横向衰减(depression)严重且发生垂直裂缝。与此相对，如图11的(b)，在实施例的情况下可观察出，铸片没有横向衰减及垂直裂缝，且可良好地形成振动波纹(oscillation mark)。由此可间接确认出，在投入材料适用作业的情况下，连铸保护渣的变性受到抑制，从而连铸保护渣的不均匀流入大幅减少。

由此，可确认在通过本发明实施例的投入材料向连铸保护渣内补充SiO₂成分的方式的情况下，有效抑制连铸保护渣变性。

如上所述，根据本发明的实施例，当对高铝钢实施连续铸造时，将混合粗糠系组合物和碳系组合物而成的投入材料作为保温材料使用在连铸保护渣上，由此顺畅地阻断钢水的辐射能量，同时，可通过与连铸保护渣的界面向连铸保护渣补充SiO₂成分。因此，可通过一种投入材料顺畅地实现作为保温材料的作用和作为连铸保护渣变性抑制剂的作用。尤其，在铸造初期，防止连铸保护渣的SiO₂成分的含量降低来维持或改善连铸保护渣的物性，由此，当对高铝钢实施连续铸造时，可确保铸片质量，并可增加连铸数量，从而可实现整体工序的收益率提高及工序成本降低等。

本发明的上述实施例用于说明本发明，而非用于限定本发明。本发明的上述实施例所提出的结构和方式能够通过相互结合或交叉适用而变形为多种形态，这些变形例应视为属于本发明的范畴。结果，本发明可在本发明权利要求范围及与其等同的技术思想范围内体现为多种不同形态，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，在本发明的技术思想的范围内可具有多种实施例。

Claims (14)

1.一种投入材料，铸造时向连铸保护渣之上供给，其特征在于，

包含：

第一组合物，含有SiO2成分；以及

第二组合物，含有C成分,

上述投入材料的成分含量与上述连铸保护渣的成分含量不同，

相对于上述第一组合物和上述第二组合物之和的整体重量100％，

以SiO2成分的浓度成为15重量％至50重量％、C成分的浓度称为40重量％至70重量％、其余为从上述第一组合物或上述第二组合物产生的其他不可避免的杂质的方式确定上述第一组合物和上述第二组合物的重量。

2.根据权利要求1所述的投入材料，其特征在于，

上述第一组合物包含灰化粗糠及碳化粗糠这两者中的至少一种，

上述第二组合物包含碳黑。

3.根据权利要求1或2所述的投入材料，其特征在于，

相对于100重量％的上述第一组合物，上述第一组合物含有80重量％至85重量％的SiO₂成分，含有2重量％至5重量％的C成分，并且含有其他不可避免的杂质。

4.根据权利要求1或2所述的投入材料，其特征在于，

上述第一组合物及第二组合物相互物理分离而分别形成不同粒子。

5.根据权利要求1或2所述的投入材料，其特征在于，

上述第一组合物及第二组合物的平均粒度为0.01mm至10mm。

6.一种铸造方法，其特征在于，

包括：

准备包含第一组合物及第二组合物的投入材料的步骤；

向模具注入钢水的步骤；

向上述钢水的液面注入连铸保护渣的步骤；

向上述连铸保护渣之上供给上述投入材料的步骤；以及

使上述钢水凝固来铸造铸片的步骤，

上述第一组合物含有SiO2成分，上述第二组合物含有C成分，

上述投入材料的成分含量与上述连铸保护渣的成分含量不同，

准备上述投入材料的步骤包括：

相对于上述投入材料的整体重量100％，以SiO2成分的浓度成为15重量％至50重量％、C成分的浓度称为40重量％至70重量％、其余为从上述第一组合物或上述第二组合物产生的其他不可避免的杂质的方式确定上述第一组合物和上述第二组合物的重量。

7.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于，

相对于上述钢水的整体100重量％，上述钢水含有0.2重量％至20重量％的铝成分。

8.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于，

上述第一组合物包含灰化粗糠及碳化粗糠这两者中的至少一种，

上述第二组合物包含碳黑。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的铸造方法，其特征在于，

准备上述投入材料的步骤包括：

准备上述第一组合物及第二组合物的步骤；以及

混合上述第一组合物及第二组合物的步骤。

10.根据权利要求9所述的铸造方法，其特征在于，

准备上述第一组合物及第二组合物的步骤包括：

以使平均粒度成为0.01mm至10mm的方式分别准备上述第一组合物及第二组合物的步骤。

11.根据权利要求9所述的铸造方法，其特征在于，

混合上述第一组合物及第二组合物的步骤：包括将上述第一组合物及第二组合物以相互物理分离来分别形成不同粒子的方式进行混合的步骤。

12.根据权利要求6至8中的任一项所述的铸造方法，其特征在于，

使上述钢水凝固来铸造铸片的步骤还包括：利用在上述连铸保护渣的层之上层叠而成的投入材料的层，向在上述钢水的液面形成的连铸保护渣的层供给SiO₂成分的步骤。

13.根据权利要求6至8中的任一项所述的铸造方法，其特征在于，

上述投入材料对上述钢水进行保温，并抑制或防止上述连铸保护渣的变性，

上述连铸保护渣捕集去除上述钢水中的夹杂物。

14.根据权利要求6所述的铸造方法，其特征在于，

通过上述钢水与上述连铸保护渣之间的界面，从上述钢水朝向上述连铸保护渣的方向捕集Al₂O₃成分，

通过上述连铸保护渣与上述投入材料之间的界面，从上述投入材料朝向上述连铸保护渣的方向补充供给SiO₂成分。

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