JP2000107841A - 鋼の連続鋳造用パウダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 難巻き込みで、かつ潤滑性に優れており、パ
ウダー性欠陥の無い高品位の製品を得ることができる、
鋼の連続鋳造用パウダーを提供すること。 【解決手段】 剪断速度が２０（１／秒）以下の時に
１３００℃における粘度が５ポイズ以上で、かつ剪断速
度が８０（１／秒）以上の時に１３００℃における粘度
が４ポイズ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造にお
いて鋳型内に添加して使用される鋼の連続鋳造用パウダ
ーに関する。

【０００２】

【従来の技術】溶鋼の連続鋳造に使用される従来の鋳造
用パウダーには、以下のような特性が要求される。

【０００３】（１）溶鋼面をパウダーが溶融して形成さ
れたスラグとその上の未溶融層とで被覆することによ
り、空気による溶鋼酸化を防止し、保温効果を持つ。 （２）溶融スラグは鋳型と鋳片との間に入って潤滑剤に
なるため、常に適当量供給される必要がある。このた
め、消費速度に合いかつ適正スラグプール厚となる溶融
速度を有する。 （３）溶融したスラグ層が鋼中より浮上した非金属介在
物を吸収し、その物性（粘性、溶融温度）の変化が小さ
いこと。 （４）溶融スラグは鋳型と凝固シェル間に流れ込み均一
なスラグフィルムを形成し、その間で潤滑作用があるこ
と。 （５）溶融スラグが適度の粘度、表面張力を持ち、溶鋼
へ巻き込まれないこと。

【０００４】これらの中で、特に鋼へのパウダーの巻き
込みは、鋳造速度が１．５ｍ／ｍｉｎよりも大きくなる
ような高速鋳造や、中、低速鋳造でもブリキ材、自動車
用鋼板等の品質要求が厳格な鋼に対し問題となることが
多い。

【０００５】このため、高粘性、高表面張力の難巻き込
みタイプのパウダーが開発されてきた（特公平４−４０
１０３号公報等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年さらなる
高速鋳造化やさらなる品質の向上が要求されており、巻
き込みを防止するためにパウダーの組成を変更して高粘
性とすると、鋳型と凝固シェル間の十分な潤滑性が維持
できなくなってしまう。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、難巻き込みで、かつ潤滑性に優れており、パ
ウダー性欠陥の無い高品位の製品を得ることができる、
鋼の連続鋳造用パウダーを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、各種実験
および検討を重ね、実鋳造でのパウダーの流れ込み条件
を推測した。その結果、高速鋳造においても鋳片への巻
き込みが極めて少なく、かつ潤滑性が優れるパウダーが
存在することを知見した。

【０００９】すなわち、鋳型近傍の剪断速度が大きな部
分においては粘度を小さく、それ以外の剪断速度が小さ
い巻き込み部分においては粘度を大きくすることによ
り、鋼に対するパウダーの巻き込みを減少させることが
できる。

【００１０】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものであり、剪断速度が２０（１／秒）以下の時に
１３００℃における粘度が５ポイズ以上で、かつ剪断速
度が８０（１／秒）以上の時に１３００℃における粘度
が４ポイズ以下であることを特徴とする鋼の連続鋳造用
パウダーを提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。前述のように、パウダーを用いた鋼の連続鋳造
法では、パウダーの巻き込みが大きな問題となる。その
ため、巻き込みを防止し、しかも潤滑性を確保するため
の種々検討を行った。

【００１２】まず、一般的に用いられる連続鋳造用パウ
ダーについて説明する。一般的な連続鋳造用パウダー
は、ＳｉＯ_２、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｍｇ
Ｏ、ＭｎＯ、ＢａＯ、Ｂ_２Ｏ_３等の酸化物を母材とし、
その他に物性調製剤としてＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ，Ｌｉ_２Ｏ
等の金属酸化物、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＦ、ＣａＦ_２、Ｍ
ｇＦ_２、ＡｌＦ_３、Ｎａ_３ＡｌＦ_６等のフッ化物および
それら金属の炭酸化物、硝酸化物が添加されている。

【００１３】熱処理基材としては、電気炉やキュポラで
溶解されたプリメルト基材、また既存の熱処理原料とし
て、高炉滓やガラス粉末、ポルトランドセメント、天然
のものとして玄武岩、ワラストナイト、シラス等があ
る。

【００１４】副原料としては、フッ化ナトリウム、水晶
石、炭酸ソーダ、炭酸リチウム、蛍石のフラックス、お
よびＳｉＯ_２源としてガラス粉、珪藻土等、ＣａＯ源と
して、炭酸カルシウム、蛍石等が添加される。

【００１５】溶融速度調整剤としては、カーボンブラッ
ク、天然および人造黒鉛、コークス粉、石炭粉等の炭素
質、あるいは、窒化ホウ素等の窒化物を０．５〜１５重
量％配合した紛状のもの、あるいはこれにバインダーを
添加し、顆粒状にしたものが一般的である。従来は炭素
質粉として、平均粒径３０ｍｍのカーボンブラック、４
０μｍのコークス粉、１００μｍの木粉が使用されてい
る。

【００１６】このような一般的なパウダーに対し、本発
明では、以下の観点から検討を行った。図１に鋳型内の
ようすを示す。図中、符号１は鋳型であり、鋳型１内に
浸漬ノズル２から溶鋼が供給される。鋳型１内の溶鋼３
の上にはパウダーが供給され、粉末層４と、溶鋼３と粉
末層４との間の溶融層５とが形成される。潤滑に影響す
るのは、鋳型１の内壁近傍上部の図中Ａの部分であり、
その部分のパウダーの粘性が潤滑を大きく支配すること
が知られている。パウダーの巻き込みは、溶鋼によるパ
ウダーの削り込みや、渦による巻き込み、Ａｒガスが粉
末層４を通過する時の巻き込み等が考えられているが、
図中Ｂの部分、すなわち溶融層５の浸漬ノズル２近傍部
分で主に生じていると考えられる。

【００１７】本発明のパウダーは、上記部分Ａでは粘度
が低く高潤滑であり、上記部分Ｂでは粘度が高く巻き込
みにくい特徴を有する。このような特徴を有するパウダ
ーの組成としては、ＣａＯ：３０ｗｔ％、ＳｉＯ_２：３
０ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：２０ｗｔ％、Ｆ：１０ｗｔ％、
Ｎ：５ｗｔ％、Ｌｉ_２Ｏ：５ｗｔ％が例示されるが、こ
れに限定されるものではない。

【００１８】上記部分Ａは鋳型１がオッシレーションと
呼ばれる振動を繰り返すことから、その部分のパウダー
にかかる剪断速度は約８０〜１６０（１／秒）である。
また、部分Ｂが溶鋼流動により１０〜４０（１／秒）の
剪断速度がかかるものと考えられる。

【００１９】図２の（ａ）に示すように、一般的にモー
ルドパウダーはその粘度が剪断速度に依存性を示さない
ニュートン流体であることが多いが、成分を最適化する
ことにより、図２の（ｂ）に示すように、粘度が剪断速
度に依存する非ニュートン流体となることを見出した。

【００２０】そして、このような非ニュートン流体とな
る組成において、剪断速度が２０（１／秒）以下の時に
１３００℃における粘度が５ポイズ以上で、かつ剪断速
度が８０（１／秒）以上の時に１３００℃における粘度
が４ポイズ以下となるようにすることで、高速鋳造にお
いても潤滑性を十分確保することができ、かつ鋳片の表
面疵を大幅に減少することが可能となる。

【００２１】

【実施例】表１に示す特性のパウダーを使用して、実機
試験を行い、パウダーの潤滑性と鋳片疵を評価した。本
発明例１〜３は剪断速度および粘度の関係が本発明を満
たすものであり、比較例１，２は粘度が剪断速度に依存
しないニュートン流のものである。なお、本発明例１お
よび比較例１のパウダー組成を表２に示し、剪断速度と
１３００℃での粘度との関係を図３に示す。

【００２２】表１の比較例１のパウダーを使用して場
合、高速鋳造においては潤滑性の問題はなかったが、鋳
片疵が多数存在していた。また、比較例２のパウダーを
使用した場合、ブレークアウト現象が起こり、鋳造不可
能であった。

【００２３】これに対して、本発明を満たす実施例１〜
３においては、潤滑性、パウダー巻き込みともに問題な
く、良好な結果が得られることが確認された。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋳型近傍の剪断速度が大きな部分においては粘度を小さ
く、それ以外の剪断速度が小さい巻き込み部分において
は粘度を大きくすることにより、難巻き込みで、かつ潤
滑性に優れており、パウダー性欠陥の無い高品位の製品
を得ることができる、鋼の連続鋳造用パウダーを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋳型内の状態を模式的に示す図。

【図２】パウダーの剪断速度と１３００℃における粘度
との関係を従来のパウダーと本発明のパウダーと比較し
て示す図。

【図３】パウダーの剪断速度と１３００℃における粘度
との関係を本発明例１と比較例１と比較して示す図。

【符号の説明】 １……鋳型 ２……浸漬ノズル ３……溶鋼 ４……粉末層 ５……溶融層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剪断速度が２０（１／秒）以下の時に１
   ３００℃における粘度が５ポイズ以上で、かつ剪断速度
   が８０（１／秒）以上の時に１３００℃における粘度が
   ４ポイズ以下であることを特徴とする鋼の連続鋳造用パ
   ウダー。