JP2002346708A - 連続鋳造用モールドパウダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１．０質量％程度以上のＡｌを含有する溶鋼を
鋳造する際の、フ゛レークアウトの防止および鋳片の表面品質の
悪化防止が可能なモールドパウダの提供。 【解決手段】ＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏおよびフッ素
化合物を基本成分とし、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうちの
１種以上、ならびにＡｌ_２Ｏ_３を含有し、質量％で、フ
ッ素化合物を構成するＦ含有率が４〜２５％、Ｎａ_２Ｏ
およびＫ_２Ｏの合計含有率が１．５％以下で、かつ、下
記指標ａが０．４７〜０．７、指標ｂが０〜０．４、お
よび指標ｃが０〜０．６であるパウダ。 ａ＝(％ＣａＯ)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ＋(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ｝・・・(イ ) ｂ＝(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ＋(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ｝・・・ (ロ) ｃ＝(％ＣａＦ_２)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ＋(％ＣａＦ_２)ｈ｝・・・(ハ )

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型内の溶鋼表面
に添加する連続鋳造用モールドパウダに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造では、鋳型内の溶鋼表面に
モールドパウダを添加して鋳造する。モールドパウダに
は、ＣａＯ、ＳｉＯ_２ 、Ａｌ_２ Ｏ_３ などの複数種
類の酸化物、フッ素化合物、炭素などの粉体を混合した
ものが一般的に用いられている。鋳型内の溶鋼表面に添
加されたモールドパウダは、溶鋼からの受熱により溶融
し、溶鋼表面との接触部においてモールドパウダの溶融
層（以下、単に溶融層と記す場合がある）を形成する。
この溶融層は、鋳型内壁と凝固殻との間に流入し、フィ
ルムを形成する。このフィルムは、鋳型により冷却され
た固相部分と、液相部分との二相からなる。このような
挙動をするモールドパウダには、溶鋼の保温および酸化
防止、溶鋼中の気泡または酸化物の吸収、鋳型内壁と凝
固殻との間の潤滑性の確保、凝固殻の冷却速度の調整な
どの役割がある。

【０００３】ところで、高Ａｌ含有鋼を連続鋳造する際
に、上記のモールドパウダの役割のなかで、溶鋼の酸化
防止および鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性確保の効果
が不十分となり、ブレークアウトが発生したり、鋳片の
表面品質が悪化することが知られている。鋳型内の溶鋼
中のＡｌ含有率が高いため、溶融層中のＳｉＯ_２ と溶
鋼中のＡｌとが、４Ａｌ＋３（ＳｉＯ_２ ）＝２（Ａｌ
_２ Ｏ_３ ）＋３Ｓｉで示される反応を起こし、Ａｌが
酸化されてＡｌ_２ Ｏ_３ が生成する。

【０００４】生成したＡｌ_２ Ｏ_３ は、溶融層中に移
行し、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有率が高くなる。溶
融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有率が高くなると、溶融層の
凝固温度および粘度が高くなり、鋳型内壁と凝固殻との
間の潤滑性が悪化することによって、ブレークアウトが
発生したり、鋳片の表面品質が悪化する。

【０００５】特開昭５７−１８４５６３号公報には、Ｃ
ａＯおよびＡｌ_２ Ｏ_３ を基本成分とし、ＳｉＯ_２
の含有率を低くしたモールドパウダが提案されている。
具体的には、それぞれの含有率が、質量％で、ＣａＯ：
４０〜６０％、Ａｌ_２ Ｏ_３：２０〜４０％で、その他
ＭｇＯ：０．５〜５．０％、Ｃ：０．５〜２．０％、Ｎ
ａ_２ Ｏ：０．１〜５．０％、ＣａＦ_２ ：１〜１０％
とし、かつ、ＳｉＯ _２ ：７．０％以下であるモールド
パウダである。ＳｉＯ_２ 含有率を７．０質量％以下と
することにより、溶融層中のＳｉＯ_２ の活量を低下さ
せ、前述の（イ）式の反応量を抑制することにより、溶
融層の凝固温度および粘度が高くなることを抑制しよう
とするものである。

【０００６】しかし、特開昭５７−１８４５６３号公報
で提案されたモールドパウダでは、溶融層の凝固温度が
鋳造中に急激に変化して高くなって、鋳型内壁と凝固殻
との間の潤滑性が悪くなり、鋳型を構成する銅板の温度
が急激に高くなったり、極端な場合にはブレークアウト
が発生する。また、Ａｌ含有率が１．０質量％程度以上
の溶鋼を鋳造する際に、Ｎａ_２ Ｏ含有率によっては、
モールドパウダの溶融速度が速くなって、溶融層が過剰
に形成され、鋳片表面に割れが発生する。また、モール
ドパウダの溶融速度を調整するために、モールドパウダ
のＣ含有率を通常よりも高くすることは、Ａｌ含有率が
高く、かつ、Ｃ含有率が５０ｐｐｍ程度以下の極低炭素
鋼を鋳造する場合には、溶鋼中のＣ含有率が高くなるこ
とから、実施困難である。

【０００７】特開昭６３−１００５２号公報には、Ｃａ
ＯおよびＳｉＯ_２ を主成分とし、ＣａＯのＳｉＯ_２
に対する含有率の比、ＣａＯ／ＳｉＯ_２ （塩基度）が
０．６〜０．８、凝固温度が８００〜１０００℃、１３
００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓｅ以下であるモー
ルドパウダが提案されている。０．１０質量％以上のＡ
ｌを含有する溶鋼を連続鋳造するに際し、鋳型内壁と凝
固殻との間の潤滑性が悪化することによって、ブレーク
アウトが発生したり、鋳片の表面品質が悪化するのは、
溶鋼中のＡｌと溶融層中の成分とが反応することによっ
て、ゲーレナイト（２ＣａＯ・Ａｌ_２ Ｏ_３ ・ＳｉＯ
_２ ）が生成して、溶融層が凝固したフィルム中にゲー
レナイトの結晶が析出することに起因するとしている。
モールドパウダの組成およびその溶融層の物性値を上記
組成および物性値とすることにより、ゲーレナイトの析
出を防止するものである。具体的には、溶融層中のＳｉ
Ｏ _２ と溶鋼中のＡｌとが反応して、溶融層中のＡｌ_２
Ｏ_３ 含有率が高くなっても、溶融層の凝固温度およ
び粘度が著しく高くなるのを回避できるように、予めモ
ールドパウダのＳｉＯ_２ 含有率を高くしている。実施
例では、ＳｉＯ_２含有率は３０質量％程度以上となって
いる。

【０００８】しかし、特開昭６３−１００５２号公報で
提案されたモールドパウダでは、モールドパウダのＳｉ
Ｏ_２ 含有率が３０質量％程度以上に高い場合に、溶鋼
中のＡｌが酸化されて、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有
率が高くなる度合いが大きくなり、溶融層の凝固温度お
よび粘度が著しく高くなって、鋳型内壁と凝固殻との間
の潤滑性が悪化し、ブレークアウトが発生する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭５７−１
８４５６３号公報で提案されたモールドパウダにおい
て、溶融層の凝固温度が鋳造中に急激に変化して高くな
り、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性が悪くなるのは、
ＳｉＯ_２ 含有率が７．０質量％以下と低い場合に、溶
融層の凝固温度および粘度の変化が急激となり、鋳型内
壁と凝固殻との間の潤滑性が悪く不安定になるからであ
る。また、モールドパウダの溶融速度が速くなって、溶
融層が過剰に形成されるのは、Ａｌ含有率が１．０質量
％程度以上の溶鋼を鋳造する際に、Ｎａ_２ Ｏ含有率に
よっては、溶鋼中のＡｌが溶融層中のＮａ_２ Ｏにより
酸化されやすく、その際に発生するＮａガスが、さらに
酸化される際に発生する酸化熱により、モールドパウダ
の溶融が促進されるからである。

【００１０】さらに、特開昭６３−１００５２号公報で
提案された、ＣａＯおよびＳｉＯ_２を主成分とするモー
ルドパウダにおいて、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性
が著しく悪化するのは、実質的に、溶融層中のＳｉＯ_２
含有率が３０質量％程度以上に高いことから、溶鋼中
のＡｌが酸化される量が多くなり、溶融層中のＡｌ _２
Ｏ_３ 含有率が著しく高くなるからである。

【００１１】本発明は、Ａｌ含有率が１．０質量％程度
以上の高Ａｌ含有鋼、またはＡｌ含有率が１．０質量％
程度以上の極低炭素鋼を連続鋳造する場合に、溶融層の
凝固温度および粘度が高くなって、鋳型内壁と凝固殻と
の間の潤滑性が悪化することによる、ブレークアウトの
発生および鋳片の表面品質の悪化を防止することができ
る連続鋳造用モールドパウダを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、Ｃａ
Ｏ、ＳｉＯ_２ 、Ｌｉ_２ Ｏおよびフッ素化合物を基本
成分とするモールドパウダであって、さらに、Ｎａ_２
ＯおよびＫ_２ Ｏのうちの１種以上、ならびにＡｌ_２
Ｏ_３ を含有し、フッ素化合物を構成するＦの含有率が
４〜２５質量％、Ｎａ_２ ＯおよびＫ_２ Ｏの合計の含
有率が１．５質量％以下であり、かつ、これらＣａＯ、
ＳｉＯ_２ 、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｆ、Ｎａ_２ Ｏ、Ｋ_２ Ｏお
よびＡｌ_２ Ｏ_３ の含有率で表される、下記（イ）
式、（ロ）式および（ハ）式によって規定される指標ａ
が０．４７〜０．７、指標ｂが０〜０．４、および指標
ｃが０〜０．６である連続鋳造用モールドパウダにあ
る。 ａ＝(％ＣａＯ)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ ＋(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ｝・・・（イ） ｂ＝(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ ＋(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ｝・・・（ロ） ｃ＝(％ＣａＦ_２)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ ＋(％ＣａＦ_２)ｈ｝・・・（ハ） ここで、(％ＣａＯ)ｈ＝｛Ｗ_ＣａＯ−(％ＣａＦ_２)ｈ×０．７１８｝・・・（ニ ）、 (％ＣａＦ_２)ｈ＝（Ｗ_Ｆ−Ｗ_Ｌｉ２Ｏ×１．２７−Ｗ_Ｎａ２Ｏ×０．６１３ −Ｗ_Ｋ２Ｏ ×０．４０４）×２．０５・・・（ホ ）、 (％ＳｉＯ_２)ｈ＝Ｗ_ＳｉＯ２ および(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ
＝Ｗ_{Ａｌ２Ｏ３} であり、また、Ｗ_ＣａＯ、Ｗ_ＳｉＯ２
、Ｗ_{Ａｌ２Ｏ３} 、Ｗ_Ｌｉ２Ｏ、Ｗ_Ｎａ２ＯおよびＷ
_Ｋ２Ｏ は、モールドパウダ中の分析されるＣａ、Ｓ
ｉ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋが全てそれらの酸化物である
として換算した含有率（質量％）であり、Ｗ_Ｆは、分析
されるＦの含有率（質量％）である。

【００１３】溶鋼の保温と酸化防止、溶鋼中の酸化物の
吸収、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性の確保などのモ
ールドパウダの役割から、通常、モールドパウダは、Ｃ
ａＯ、ＳｉＯ_２ 、フッ素化合物、Ａｌ_２ Ｏ_３ など
を基本成分とする。一方、本発明が対象とする、Ａｌ含
有率が１．０質量％程度以上の溶鋼を鋳造する際には、
モールドパウダの溶融層中のＳｉＯ_２ が溶鋼中のＡｌ
を著しく酸化させ、そのため、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３
含有率が顕著に増加することが、鋳型内壁と凝固殻と
の間の潤滑性が悪化する根本的な要因である。

【００１４】そこで、本発明者らは、溶鋼中のＡｌと溶
融層中のＳｉＯ_２ との反応を抑制して、溶融層中のＡ
ｌ_２ Ｏ_３ 含有率の増加を抑制する方法、および溶融
層中のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有率が増加する際の溶融層の凝
固温度および粘度の増加を抑制する方法について、鋭意
検討および試験を行った結果、本発明に到った。その詳
細を、以下に説明する。

【００１５】溶融層中のＬｉ_２ Ｏは、アルカリ金属の
酸化物の中では例外的に化学的に安定な酸化物であり、
溶鋼中のＡｌによる還元反応を受けにくい。また、Ｌｉ
_２Ｏは塩基性の性質が強いため、溶融層中ではＳｉＯ_２
の活量を低下させ、前述の４Ａｌ＋３（ＳｉＯ_２ ）
＝２（Ａｌ_２ Ｏ_３ ）＋３Ｓｉで示される反応を抑制
する効果を有することがわかった。

【００１６】また、溶融層中のＳｉＯ_２ は、溶鋼中の
Ａｌとの反応を抑制するという観点だけからは、その含
有率は少ない方がよいが、前述のとおり、ＳｉＯ_２ を
１０質量％程度以下に少なくすると、溶融層中のＳｉＯ
_２ 含有率のわずかな変化により、溶融層の凝固温度が
急激に高くなる。したがって、凝固温度などの物性変化
を小さく安定化させるためには、ＳｉＯ_２ を適度な含
有率でモールドパウダに配合するのがよい。さらに、Ｃ
ａＯおよびフッ素化合物は、溶鋼の酸化防止、溶鋼中の
酸化物の吸収、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性の確保
などの観点から、通常、モールドパウダに配合する。上
記のことから、本発明のモールドパウダは、ＣａＯ、Ｓ
ｉＯ_２ 、Ｌｉ_２Ｏおよびフッ素化合物を基本成分とし
た。

【００１７】さらに、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有率
が増加しても、溶融層が凝固したフィルム中に、前述の
ゲーレナイトの結晶ではなく、３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２
・ＣａＦ_２ で表されるカスピダインの結晶が析出する
ような溶融層の組成に維持することにより、溶融層の凝
固温度および粘度が高くなることを抑制できることがわ
かった。具体的には、溶融層を凝固させた際に析出する
結晶の組成を、種々のモールドパウダの組成について調
査した結果、モールドパウダの組成に関する、前述の
（イ）式、（ロ）式および（ハ）式によってそれぞれ規
定される指標ａを０．４７〜０．７、指標ｂを０〜０．
４、および指標ｃを０〜０．６とすることにより、ゲー
レナイトの結晶の析出を防止し、カスピダインの結晶を
析出させることができることがわかった。

【００１８】ここで、前述の（イ）式、（ロ）式および
（ハ）式の中で用いる前述の（ニ）式および（ホ）式で
定義する（％ＣａＯ）ｈおよび（％ＣａＦ_２ ）ｈにつ
いて、さらに説明する。（ホ）式で定義する（％ＣａＦ
_２ ）ｈは、溶融層中のＦが、溶融層中のＬｉ_２ Ｏ、
Ｎａ_２ ＯまたはＫ_２ Ｏを構成するＬｉ、Ｎａまたは
Ｋであるアルカリ金属と優先的に結合してアルカリ金属
のフッ化物を形成し、残るＦがＣａＦ_２ として存在す
るとした換算ＣａＦ_２ 含有率を意味する。また、
（ニ）式で定義する（％ＣａＯ）ｈは、上記の残るＦが
溶融層中のＣａと優先的に結合して、ＣａＦ_２ として
存在し、Ｆと結合しなかった残るＣａが、ＣａＯとして
存在するとした換算ＣａＯ含有率を意味する。このよう
に、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＦおよびＣａを取り扱うことによ
り、カスピダインの結晶が析出する溶融層の組成範囲、
すなわち、モールドパウダの組成範囲を正確に把握する
ことが可能になった。

【００１９】また、Ｎａ_２ Ｏは、溶融層の凝固温度お
よび粘度を低下させる効果があるが、一方、前述のとお
り、溶鋼中のＡｌ含有率が１．０質量％程度以上に高い
場合に、溶鋼中のＡｌが溶融層中のＮａ_２ Ｏにより酸
化され、生成したＮａの酸化熱によりモールドパウダの
溶融が過度に促進され、鋳片表面に割れが発生しやす
い。さらに、Ｋ_２ Ｏも同様の作用がある。そこで、Ｎ
ａ_２ ＯおよびＫ_２ Ｏの含有率の合計を１．５質量％
以下とすることにより、モールドパウダの溶融速度の増
大を抑制することができることがわかった。これによ
り、モールドパウダの溶融速度を遅くするためのＣの多
配合を抑制できるので、Ａｌ含有率が１．０質量％程度
以上の極低炭素鋼を鋳造する場合にも、鋼のＣ含有率の
増加を防止できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明のモールドパウダは、Ａｌ
含有率が１．０質量％程度以上の高Ａｌ含有鋼、または
Ａｌ含有率が１．０質量％程度以上の極低炭素鋼を連続
鋳造する場合に適用するのに好適である。このような高
Ａｌ含有率の溶鋼を連続鋳造する際の、モールドパウダ
の溶融層の凝固温度および粘度が高くなって、鋳型内壁
と凝固殻との間の潤滑性が悪化することによるブレーク
アウトの発生、および鋳片表面の品質の悪化を防止でき
る。さらに、極低炭素鋼を鋳造する際の鋼中のＣ含有率
の増加を防止できる。

【００２１】本発明の連続鋳造用モールドパウダを以下
に詳細説明する。なお、以下の含有率％は、質量％を意
味する。本発明のモールドパウダは、ＣａＯ、ＳｉＯ_２
、Ｌｉ_２ Ｏおよびフッ素化合物を基本成分とする。
それぞれの含有率は、ＣａＯは３０〜６０％、ＳｉＯ_２
は１０〜３０％、Ｌｉ_２ Ｏは１〜１５％とするのが、
それぞれ望ましく、また、フッ素化合物を構成するＦは
４〜２５％とする。ここで、ＣａＯ、ＳｉＯ_２またはＬ
ｉ_２ Ｏは、モールドパウダ中の分析されるＣａ、Ｓｉ
またはＬｉが、全てそれらの酸化物であるとして換算し
た含有率であり、また、Ｆは、分析されるＦの含有率で
ある。

【００２２】ＣａＯ含有率は３０〜６０％、ＳｉＯ_２
含有率は１０〜３０％とするのが、それぞれ望ましい理
由は、鋳型内の溶鋼の保温と大気による酸化防止、鋳型
内壁と凝固殻との間の良好な潤滑性、溶鋼表面に浮上す
る酸化物などの捕捉に効果的であり、さらに、溶融層が
凝固したフィルム中に、３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２ ・Ｃａ
Ｆ_２ で表されるカスピダインの結晶が効果的に析出す
るからである。ＣａＯ含有率が３０％未満では、鋳型内
の溶鋼表面に浮上してくる気泡および酸化物の吸収が悪
くなる。また、ＣａＯ含有率が６０％を超えると、溶融
層の凝固温度が高くなり、鋳型内壁と凝固殻との間の潤
滑性が悪くなる。ＳｉＯ_２ 含有率が１０％未満では、
溶融スラグの凝固温度が高くなり、鋳型内壁と凝固殻と
の間の潤滑性が悪くなる。また、ＳｉＯ_２ 含有率が３
０％を超えると、溶鋼中のＡｌ、Ｍｎなどとの反応が起
こりやすい。

【００２３】Ｌｉ_２ Ｏ含有率を１〜１５％とするのが
望ましい理由は、前述のとおり、溶融層中のＬｉ_２ Ｏ
は、溶融層中のＳｉＯ_２ の活量を低下させ、溶鋼中の
Ａｌと溶融層中のＳｉＯ_２ との反応を抑制する効果が
あるからである。含有率が１％未満では、その効果が弱
く、また、１５％を超えると、溶融層の凝固温度および
粘度が過度に低下し、溶融層が鋳型内壁と凝固殻の間に
過度に流入し、かえって、鋳片表面に割れが発生しやす
い。

【００２４】Ｆの含有率を４〜２５％とする理由は、溶
融層中のＦは溶融層の凝固温度を調整する効果があり、
また、溶融層が凝固したフィルム中に、カスピダインの
結晶が効果的に析出するからである。Ｆ含有率が４％未
満では、その効果が小さくなる。また、Ｆ含有率が２５
％を超えると、溶融層の粘度が過度に低下して溶鋼中に
巻き込まれ、鋳片表面にノロカミ疵が発生する。

【００２５】さらに、本発明のモールドパウダは、Ｎａ
_２ ＯおよびＫ_２ Ｏのうちの１種以上を含有し、これ
らの合計の含有率は１．５質量％以下とする。Ｎａ_２
ＯおよびＫ_２ Ｏは、前述のとおり、Ａｌ含有率が１．
０％程度以上の溶鋼を鋳造する際に、溶鋼中のＡｌと反
応し、生成したＮａの酸化熱によりモールドパウダの溶
融が過度に促進され、鋳片表面に割れが発生しやすい。
これらの合計の含有率を１．５％以下とすることによ
り、上記反応を抑制でき、モールドパウダの溶融速度の
増大を抑制できる。さらに、後述するＣの含有率を低く
抑制することができ、極低炭素鋼を鋳造する際に、鋼中
のＣ含有率の増加を抑制できる。

【００２６】また、本発明のモールドパウダは、Ａｌ_２
Ｏ_３ を含有し、その含有率は１０％以下が望まし
い。その含有率が１０％を超えると、溶融層が凝固した
フィルム中にＡｌ_２ Ｏ_３ を構成成分とする結晶が析
出しやすく、溶融層の凝固温度および粘度が高くなる。
また、モールドパウダの原料の配合上、不可避的にＡｌ
_２ Ｏ_３ が含有される場合があるが、その含有率は極
力少ない方が望ましい。

【００２７】本発明のモールドパウダで、とくに重要な
のは、前述の（イ）式、（ロ）式および（ハ）式で規定
される指標ａを０．４７〜０．７、指標ｂを０〜０．
４、および指標ｃを０〜０．６とすることである。指標
ａ、ｂおよびｃを上記の値とすることにより、前述のと
おり、溶融層が凝固したフィルム中に、ゲーレナイトの
結晶の析出を防止し、カスピダインの結晶を析出させる
ことができる。

【００２８】指標ａの値が０．４７未満では、ゲーレナ
イトの結晶の析出が析出し、０．７を超えると、溶融層
の凝固温度が過度に高くなる。さらに、指標ａの値の望
ましい範囲は０．５〜０．６である。

【００２９】指標ｂの値は、低いほどよく、０．４を超
えると、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３含有率が、鋳造中にさ
らに高くなった際に、溶融層の凝固温度が著しく高くな
る。さらに、指標ｂの値の望ましい範囲は０〜０．２で
ある。

【００３０】指標ｃの値が０．６を超えると、溶融層が
凝固したフィルム中に、カスピダインの結晶が析出せ
ず、ＣａＦ_２ の結晶が析出するので、溶融層の凝固温
度が過度に高くなる。指標ｃの値が０％でも、指標ａお
よび指標ｂが上記範囲内の値であれば、モールドパウダ
のＦの含有率の下限が４％であり、フィルム中に、カス
ピダインの結晶が析出する。さらに、指標ｃの値の望ま
しい範囲は０．１〜０．５である。

【００３１】本発明のモールドパウダには、さらに必要
により、下記のＭｇＯ、ＢａＯ、Ｂ _２ Ｏ_３ 、ＺｒＯ
_２ およびＴｉＯ_２ のうちの１種以上を含有させるの
がよい。ＭｇＯ、ＢａＯ、Ｂ_２ Ｏ_３ およびＴｉＯ_２
は、いずれも溶融層の凝固温度および粘度を低くする
効果がある。それらの効果を期待する場合に、ＭｇＯは
１〜２０％、ＢａＯは２〜２０％、Ｂ_２ Ｏ_３ は２〜
１５％およびＴｉＯ_２は０．５〜１０％、それぞれ含有
させるのが望ましい。また、ＺｒＯ_２ は、凝固温度お
よび粘度を高くする効果があり、その効果を期待する場
合には、０．５〜１０％含有させるのが望ましい。

【００３２】さらに、本発明のモールドパウダには、上
記の成分に加えて、Ｃを配合するのが望ましく、外数の
含有率として、１〜１０％含有させるのが望ましい。外
数で１〜１０％の含有率で配合するとは、後述する実施
例の表２または表５に示すように、たとえば、ＣａＯ、
ＳｉＯ_２ 、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｆ、Ｎａ_２ Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３
、ＭｇＯなどを配合し、残り不純物を含めて１００％
のモールドパウダに対して、さらに、Ｃを添加した後の
全体の質量に対して、Ｃ含有率が１〜１０％になるよう
に、Ｃを配合することを意味する。

【００３３】Ｃは、モールドパウダの溶融速度の調整す
る作用を有し、Ｃ含有率が高くなると、その溶融速度が
遅くなる。１％未満では、その効果が小さく、１０％を
超えると、溶融速度が過度に小さくなり、鋳型内壁と凝
固殻との間の潤滑性が悪くなる。さらに、モールドパウ
ダにＣを配合すると、溶鋼中のＣが高くなる作用がある
ので、Ｃ含有率が５０ｐｐｍ程度以下の極低炭素鋼を鋳
造する際には、モールドパウダのＣ含有率は２．５％以
下とするのが望ましい。

【００３４】モールドパウダの溶融層の凝固温度は、８
００〜１３００℃とするのが望ましい。８００℃未満に
凝固温度を低下させることは困難であり、１３００℃を
超えると、溶融層が鋳型内壁と凝固殻の間に流入しにく
くなり、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性が悪くなる。

【００３５】モールドパウダの溶融層の粘度は、１３０
０℃において０．５Ｐａ・ｓ以下とするのが望ましい。
０．５Ｐａ・ｓを超えると、鋳型内壁と凝固殻との間に
流入する溶融層の量が不足し、鋳片表面に縦割れが発生
したり、ブレークアウトの発生が多くなる。０．３Ｐａ
・ｓ以下が、さらに望ましい。

【００３６】本発明のモールドパウダを製造する際に使
用する原料は、一般的に使用されている原料で構わな
い。ＣａＯ原料としては生石灰、石灰石、セメントを、
ＳｉＯ _２ 原料としては珪砂、軽藻土を、Ｌｉ_２ Ｏ原
料としては炭酸リチウムを、Ｆ分の原料としては蛍石、
フッ化ソーダを、Ｎａ_２ Ｏ原料としてはソーダ灰を、
Ｋ_２ Ｏ原料としては炭酸カリウム、弗化カリウムを、
Ａｌ_２ Ｏ_３ 原料としてはアルミナ粉を、ＭｇＯ原料
としてはＭｇＯクリンカ、炭酸マグネシウムを、Ｃ原料
としてはカーボンブラック、コークス粉を用いることが
できる。

【００３７】また、原料の粒度は１００μｍ以下が望ま
しい。なお、これらの原料にはＦｅ _２ Ｏ_３ 、Ｆｅ_３
Ｏ_４ などの酸化物が含有されており、モールドパウダ
およびその溶融スラグ中にも不可避的に含まれるように
なる。しかし、これらの不純物が存在しても、とくに差
し支えない。

【００３８】

【実施例】（実施例１）垂直曲げ型連続鋳造機を用い、
表１に示す化学組成で、Ａｌを２．３〜２．５質量％含
有する極低炭素鋼を、厚さ２３０ｍｍ、幅１２６０ｍｍ
の鋳片に、速度０．９ｍ／分で鋳造した。各試験では、
１ヒート約２１０ｔｏｎの溶鋼をそれぞれ鋳造した。

【００３９】

【表１】 用いたモールドパウダの組成、前述の（イ）式、（ロ）
式および（ハ）式で規定される指標ａ、ｂおよびｃ、凝
固温度、１３００℃における粘度を表２に示す。モール
ドパウダＡ〜Ｅは、本発明で規定する組成、ならびに指
標ａ、ｂおよびｃの条件を満たすモールドパウダであ
り、また、望ましい凝固温度および粘度の条件も満足す
る。一方、モールドパウダＦ〜Ｈは、本発明で規定する
組成、指標ａ、ｂなどの条件の範囲を外れたモールドパ
ウダである。モールドパウダＡにはＭｇＯを含有させ
ず、その他のモールドパウダにはＭｇＯを含有させて、
凝固温度および粘度を調整した。

【００４０】

【表２】 各試験では、鋳造中に鋳型内のモールドパウダ、その溶
融層および溶鋼中に、直径約５ｍｍの鋼製の棒を挿入
し、約５秒保持した後に引き上げ、その棒表面に付着し
た溶融層の固化物の厚さを測定することにより、モール
ドパウダの溶融層の厚さを測定した。また、その引き上
げた溶融層の固化物のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有率を発光分光
分析法により分析し、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ の増加
量を測定した。

【００４１】また、鋳型長辺側の銅板内壁に、通常、ブ
レークアウト予知の目的で行われるのと同じ要領で熱電
対を埋設し、銅板内壁の温度変化を測定し、その温度変
化の状況により、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性を評
価し、極端に潤滑性が悪化した場合には、ブレークアウ
トの予知警報を行った。さらに、得られた鋳片の表面を
目視で観察し、とくにオシレーションマーク、割れ、鋳
型内壁との焼き付き跡などを観察した。試験結果を表３
に示す。なお、以下の含有率％は、質量％を意味する。

【００４２】

【表３】 本発明のモールドパウダＡ〜Ｅを用いた本発明例の試験
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５では、鋳造中の溶融層の厚さは５〜
１５ｍｍの範囲内であり、また溶融層中のＡｌ _２ Ｏ_３
含有率の増加量は６．９〜９．７％で、ともに安定し
ていた。そのため、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性が
良好であり、鋳型長辺側の銅板内壁の温度変化は±５℃
程度で安定し、鋳片表面品質も良好であった。

【００４３】比較例の試験Ｎｏ．６では、Ｎａ_２ Ｏを
１９．０％と著しく多く含有し、指標ａの値が０．３５
と低く、本発明で規定する条件を外れたモールドパウダ
Ｆを用いた。Ｎａ_２ Ｏ含有率が高いことから、モール
ドパウダの溶融が過度に促進され、鋳造初期から、鋳片
表面に縦割れが発生した。また、鋳造中に溶融層中のＡ
ｌ_２ Ｏ_３ 含有率の増加量が２１．４％と多くなり、
さらに、指標ａが小さいこともあって、溶融層中にゲー
レナイトの結晶の析出が多くなり、溶融層の凝固温度お
よび粘度が高くなって、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑
性が悪化した。そのため、約半分の溶鋼量を鋳造した以
降において、溶融層の厚さ順次増大し、鋳造終了時には
厚さ４０ｍｍに達した。その間、鋳型長辺側の銅板内壁
の温度変化も±５℃程度から、±２０℃程度にまで大き
くなった。鋳造終了直前には、さらに上記温度変化が著
しくなった。鋳造後半の鋳片表面には、オシレーション
マークが形成されず、また、部分的に鋳型内壁との焼き
付き跡が認められ、鋳造終了直前の鋳片表面には、鋳型
内壁との著しい焼き付き跡が観察された。

【００４４】比較例の試験Ｎｏ．７では、Ｎａ_２ Ｏを
５．０％と多く含有し、指標ｂの値が０．４２と高く、
本発明で規定する条件を外れたモールドパウダＧを用い
た。また、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有率が約３１％と、望まし
い条件を外れて高いモールドパウダである。溶融層中の
Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有率の増加量は６．４％程度で少なか
ったが、溶融層の凝固温度が高くなって、鋳型内壁と凝
固殻との間の潤滑性が悪化した。また、鋳造初期から溶
融層の厚さ順次増大し、約半分の溶鋼量を鋳造した時点
で、厚さ４０ｍｍ以上に達した。鋳型長辺側の銅板内壁
の温度変化も大きく、±２０℃程度となった。鋳片表面
には、鋳型内壁との焼き付き跡が観察された。

【００４５】比較例の試験Ｎｏ．８では、指標ｂの値が
０．４５と高く、本発明で規定する条件を外れたモール
ドパウダＨを用いた。また、Ａｌ_２ Ｏ_３ 含有率が約
３３％と、望ましい条件を外れて高いモールドパウダで
ある。溶融層中のＡｌ_２ Ｏ _３ 含有率の増加量は５．
１％程度で少なく、溶融層の厚さも通常の５〜１５ｍｍ
程度であり、鋳型長辺側の銅板内壁の温度変化も±１０
℃程度であったが、溶融層の凝固温度が高くなって、鋳
型内壁と凝固殻との間の潤滑性が悪く、鋳片表面にオシ
レーションマークは形成されていなかった。 （実施例２）垂直曲げ型連続鋳造機を用い、表４に示す
化学組成で、Ａｌを１．０〜１．２質量％含有する中炭
素鋼を、厚さ２３０ｍｍ、幅１２６０ｍｍの鋳片に、速
度０．７ｍ／分で鋳造した。各試験では、１ヒート約２
１０ｔｏｎの溶鋼をそれぞれ鋳造した。

【００４６】

【表４】 用いたモールドパウダの組成、前述の（イ）式、（ロ）
式および（ハ）式で規定される指標ａ、ｂおよびｃ、凝
固温度、１３００℃における粘度を表５に示す。モール
ドパウダＩは、本発明で規定する組成ならびに指標ａ、
ｂおよびｃの条件を満たすモールドパウダであり、ま
た、望ましい凝固温度および粘度の条件も満足する。一
方、モールドパウダＪは、本発明で規定する組成、指標
ａの条件の範囲を外れたモールドパウダである。

【００４７】

【表５】 各試験では、実施例１と同じ方法により、モールドパウ
ダの溶融層厚さ、溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ の増加量を
測定した。また、鋳型長辺側の銅板内壁の温度変化を測
定し、さらに、得られた鋳片の表面品質を目視で観察し
た。試験結果を表６に示す。なお、以下の含有率％は、
質量％を意味する。

【００４８】

【表６】 本発明のモールドパウダＩを用いた本発明例の試験Ｎ
ｏ．９では、鋳造中の溶融層の厚さは５〜１５ｍｍの範
囲内であり、また溶融層中のＡｌ_２ Ｏ_３ 含有率の増
加量は４．１％で、ともに安定していた。そのため、鋳
型内壁と凝固殻との間の潤滑性が良好であり、鋳型長辺
側の銅板内壁の温度変化は±５℃程度で安定し、鋳片表
面品質も良好であった。

【００４９】比較例の試験Ｎｏ．１０では、Ｎａ_２ Ｏ
を１９．０％と多く含有し、指標ａの値が０．３５と低
く、本発明で規定する条件を外れたモールドパウダＪを
用いた。Ｎａ_２ Ｏ含有率が高いことから、モールドパ
ウダの溶融が過度に促進され、鋳造初期から、鋳片表面
に縦割れが発生した。また、鋳造中に溶融層中のＡｌ _２
Ｏ_３ 含有率の増加量が１３．４％と多くなり、さら
に、指標ａが低いこともあって、溶融層中にゲーレナイ
トの結晶の析出が多くなり、溶融層の凝固温度および粘
度が高くなって、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性が悪
化した。そのため、約半分の溶鋼量を鋳造した以降にお
いて、溶融層の厚さ順次増大し、鋳造終了時には厚さ４
０ｍｍに達した。その間、鋳型長辺側の銅板内壁の温度
変化も±５℃程度から、±２０℃程度にまで大きくなっ
た。鋳造終了直前には、さらに上記温度変化が著しくな
った。鋳造後半の鋳片表面には、オシレーションマーク
が形成されず、また、部分的に鋳型内壁との焼き付き跡
が認められ、鋳造終了直前の鋳片表面には、鋳型内壁と
の著しい焼き付き跡が観察された。

【００５０】

【発明の効果】本発明のモールドパウダの適用により、
Ａｌ含有率が１．０質量％程度以上の高Ａｌ含有鋼、ま
たはＡｌ含有率が１．０質量％程度以上の極低炭素鋼を
連続鋳造する場合に、溶融層の凝固温度および粘度が高
くなり、鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性が悪化するこ
とによる、ブレークアウトの発生および鋳片の表面品質
の悪化を防止することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣａＯ、ＳｉＯ_２ 、Ｌｉ_２ Ｏおよびフ
   ッ素化合物を基本成分とするモールドパウダであって、
   さらに、Ｎａ_２ ＯおよびＫ_２ Ｏのうちの１種以上、
   ならびにＡｌ_２ Ｏ_３ を含有し、フッ素化合物を構成
   するＦの含有率が４〜２５質量％、Ｎａ_２ ＯおよびＫ
   _２ Ｏの合計の含有率が１．５質量％以下であり、か
   つ、これらＣａＯ、ＳｉＯ_２ 、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｆ、Ｎａ
   _２ Ｏ、Ｋ_２ ＯおよびＡｌ_２ Ｏ_３ の含有率で表さ
   れる、下記（イ）式、（ロ）式および（ハ）式によって
   規定される指標ａが０．４７〜０．７、指標ｂが０〜
   ０．４、および指標ｃが０〜０．６であることを特徴と
   する連続鋳造用モールドパウダ。 ａ＝(％ＣａＯ)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ ＋(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ｝・・・（イ） ｂ＝(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ ＋(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ｝・・・（ロ） ｃ＝(％ＣａＦ_２)ｈ/｛(％ＣａＯ)ｈ＋(％ＳｉＯ_２)ｈ ＋(％ＣａＦ_２)ｈ｝ ・・・（ハ） ここで、(％ＣａＯ)ｈ＝｛Ｗ_ＣａＯ−(％ＣａＦ_２)ｈ×０．７１８｝・・・（ニ ）、 (％ＣａＦ_２)ｈ＝（Ｗ_Ｆ−Ｗ_Ｌｉ２Ｏ×１．２７−Ｗ_Ｎａ２Ｏ×０．６１３ −Ｗ_Ｋ２Ｏ ×０．４０４）×２．０５・・・（ホ ）、 (％ＳｉＯ_２)ｈ＝Ｗ_ＳｉＯ２ および(％Ａｌ_２Ｏ_３)ｈ
   ＝Ｗ_{Ａｌ２Ｏ３} であり、また、Ｗ_ＣａＯ、Ｗ_ＳｉＯ２
   、Ｗ_{Ａｌ２Ｏ３} 、Ｗ_Ｌｉ２Ｏ、Ｗ_Ｎａ２ＯおよびＷ
   _Ｋ２Ｏ は、モールドパウダ中の分析されるＣａ、Ｓ
   ｉ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋが全てそれらの酸化物である
   として換算した含有率（質量％）であり、Ｗ_Ｆは、分析
   されるＦの含有率（質量％）である。