JP2003112236A - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

鋼の連続鋳造用モールドパウダー

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JP2003112236A
JP2003112236A JP2001310018A JP2001310018A JP2003112236A JP 2003112236 A JP2003112236 A JP 2003112236A JP 2001310018 A JP2001310018 A JP 2001310018A JP 2001310018 A JP2001310018 A JP 2001310018A JP 2003112236 A JP2003112236 A JP 2003112236A
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steel
mold powder
continuous casting
mold
mass
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JP2001310018A
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Akihiro Morita
明宏 森田
Tomoaki Omoto
智昭 尾本
Jiyunya Ito
純哉 伊藤
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーの原料として下水汚泥溶融スラグを使用すること
にあり、環境に悪影響を及ぼすために活用法を模索して
いる下水汚泥を有効にリサイクルすると共にモールド内
の保温性に優れた鋼の連続鋳造用モールドパウダーを提
供することにある。 【解決手段】 本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダ
ーは、下水汚泥溶融スラグを配合したことを特徴とす
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、大量に発生し、環
境に悪影響を及ぼし、再利用が難しい下水汚泥を鋼の連
続鋳造用モールドパウダーへ有効活用することに関する
ものであり、更に詳細には、下水汚泥溶融スラグを含有
する鋼の連続鋳造用モールドパウダーに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、基
材原料としてポルトランドセメント、合成珪酸カルシウ
ム、ワラストナイト、リンスラグ等を用い、必要に応じ
てシリカ原料を加え、溶融調整剤としてのソーダ灰、蛍
石、フッ素化合物、アルカリ及びアルカリ土類金属化合
物、そして溶融速度調整剤としての炭素粉を添加したも
のが一般的である。
【0003】鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、モー
ルド内の溶鋼表面に添加され、モールドと凝固シェル
の潤滑;介在物の溶解吸収;溶鋼の保温;抜熱速
度のコントロール等の役割を果たしながら消費される。
及びについては、モールドパウダーの軟化点や粘度
等の調節が重要であり、そのため化学組成の調節が重要
である。については、炭素粉の添加量によって調節さ
れる滓化速度、嵩比重、拡がり性等の粉体特性が重要と
されている。については、化学組成の選定による結晶
化速度の調節が必要である。
【0004】従来、鋼の連続鋳造用モールドパウダー
は、基材として、上述のようにポルトランドセメント、
リンスラグ、合成スラグ、ワラストナイト、ダイカルシ
ウムシリケート等が使用されており、溶融調整剤には、
Na2CO3、Li2CO3、MgCO3、CaCO3、Sr
CO3、MnCO3、BaCO3等の炭酸塩や更にはNa
F、Na3AlF6、蛍石、MgF2、LiF、硼砂、ス
ポジュメン等を利用し、溶融速度調整剤として炭素質原
料を添加しているのが一般的である。
【0005】また、セミプリメルトタイプと呼ばれる基
材原料に合成珪酸カルシウムを使用したタイプや、プリ
メルトタイプと呼ばれる炭素粉を除いたモールドパウダ
ーを予め溶解し、適切な粒度に粉砕した後、炭素粉を添
加する完全溶融型モールドパウダーなどが従来の一般的
なスラブ連鋳機と同様に使用されている。
【0006】一方、モールドパウダーを資源の有効活
用、リサイクルといった観点から考えると、原料では高
炉スラグを利用した鋼の連続鋳造用モールドパウダーが
実用化されている。また、特開平10−263768号
公報には、転炉吹錬後の溶融スラグにSi、Al、M
g、Caの一種以上と、SiO2、CaF2、およびNa
2CO3を添加して、少なくともF、Na2O、FeOお
よびMnOの含有量が下記の範囲になるように成分調整
するとともに、塩基度を0.5〜1.5に調整後、粉砕
して粉末とし、連続鋳造用モールドパウダーとして使用
することを特徴とする転炉スラグの再利用方法。重量%
で、F:1〜20%、Na2O:5〜20%、FeO:
0〜15%、MnO:0〜5%が開示されている。即
ち、この発明は、転炉吹錬スラグを改質してモールドパ
ウダーに活用する技術に係るものである。しかし、転炉
吹錬スラグはガラス質を形成しないために融点などにバ
ラツキがあり、実機使用は難しいと考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、鋼の連続鋳造用モールドパウダーの原料として下水
汚泥溶融スラグを使用することにあり、環境に悪影響を
及ぼすために活用法を模索している下水汚泥を有効にリ
サイクルすると共にモールド内の保温性に優れた鋼の連
続鋳造用モールドパウダーを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の鋼の連続
鋳造用モールドパウダーは、下水汚泥溶融スラグを配合
したことを特徴とする。
【0009】更に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、下水汚泥溶融スラグの配合量が0.5〜90
質量%であることを特徴とする。
【0010】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、下水汚泥溶融スラグの配合量と、鋼の連続鋳
造用モールドパウダー中のフッ素含有量が下記の式を満
足することを特徴とする:
【数2】
【0011】更に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、顆粒であり、顆粒の粒径が1.5mm以下で
あることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明者らは、種々の研究及び検
討を重ねた結果、以下の知見を得た:本発明に使用する
下水汚泥溶融スラグの成分は、従来、鋼の連続鋳造用モ
ールドパウダーの基材原料として使用されている合成珪
酸カルシウム、ポルトランドセメント、ワラストナイ
ト、リンスラグ等と比較すると、特別に鋼の連続鋳造操
業に悪影響を及ぼす機能を有する成分の化合物は観察さ
れなかった。また、下水汚泥溶融スラグは、SiO2
Al23、Na2O、CaO、MgO等の化合物から構
成され、これらの化合物の組成割合は、SiO210〜
80質量%、好ましくは15〜70質量%、Al23
〜50質量%、好ましくは2〜40質量%、Na2
0.01〜50質量%、好ましくは0.05〜45質量
%、CaO4〜80質量%、好ましくは5〜75質量
%、MgO0.01〜40質量%、好ましくは0.02
〜30質量%の範囲内にあり、鋼の連続鋳造用モールド
パウダーのモールド内の保温性や均一緩冷却化に有効で
ある。
【0013】鋼の連続鋳造用モールドパウダーの役割と
して鋼のモールド内での保温性がある。本発明の鋼の連
続鋳造用モールドパウダーにおいては、下水汚泥溶融ス
ラグを用いることにより、従来の鋼の連続鋳造用モール
ドパウダーと比較して低温域、特に、1000℃以下の
温度において溶鋼メニスカス付近での鋼の連続鋳造用モ
ールドパウダーの焼結を低減することができる。このこ
とにより、溶鋼メニスカスの保温性が向上し、鋳片の品
質の向上や操業の安定性が向上する。
【0014】本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダー
に使用する下水汚泥溶融スラグは、その目的に応じて選
定した粉砕品を用いることができる。ここで、下水汚泥
溶融スラグとは、下水を汚水と汚泥に分離した後、汚泥
を濃縮、脱水してケーキを得、更に、該ケーキを溶融
し、回収後、冷却したものが一般的である。なお、冷却
方法として水砕スラグ、空冷スラグ、徐冷スラグ等があ
るが、全て使用可能である。
【0015】ここで、下水汚泥溶融スラグの配合量は
0.5〜90質量%、好ましくは1〜85質量%の範囲
内である。下水汚泥溶融スラグの配合量が0.5質量%
未満であると、鋼の連続鋳造用モールドパウダーの焼結
抑制効果が小さく、溶鋼メニスカス部分の保温性が充分
に確保され難いために好ましくなく、また、該配合量が
90質量%を超えると、鋼の連続鋳造用モールドパウダ
ー中のカーボンが不完全燃焼する、所謂赤熱現象を発生
するために好ましくない。
【0016】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーには、シリカ原料を配合することができる。ここ
で、シリカ原料としては、従来の鋼の連続鋳造用モール
ドパウダーに使用されているものと同様のものを使用す
ることができ、例えば珪石、ラジオライト等を例示する
ことができる。なお、シリカ原料を配合する場合、その
配合量は85質量%以下、好ましくは80質量%以下で
ある。シリカ原料の配合量が85質量%を超えると、軟
化点の調整が困難となり、モールド内にスラグベアーが
発生する等の問題があるために好ましくない。
【0017】更に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーには、フラックス原料を使用することができる。
ここで、フラックス原料としては、従来の鋼の連続鋳造
用モールドパウダーに使用されているものと同様のもの
を使用することができ、例えば炭酸ナトリウム、炭酸リ
チウム等を例示することができる。なお、フラックス原
料を配合する場合、その配合量は70質量%以下、好ま
しくは65質量%以下である。フラックス原料の配合量
が70質量%を超えると、凝固温度が高くなり、焼結を
助長するために好ましくない。
【0018】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーには、滓化速度調整剤としてカーボン原料を配合
することができる。カーボン原料としては、従来の鋼の
連続鋳造用モールドパウダーに使用されているものと同
様のものを使用することができ、例えばカーボンブラッ
ク、リン状黒鉛、土壌黒鉛、酸処理黒鉛等を例示するこ
とができる。なお、カーボン原料を配合する場合、その
配合量は30質量%以下、好ましくは28質量%以下で
ある。カーボン原料の配合量が30質量%を超えると、
カーボンが不完全燃焼する赤熱現象が発生するために好
ましくない。
【0019】更に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーには、金属や合金を配合することができる。金属
や合金としては、従来の鋼の連続鋳造用モールドパウダ
ーに使用されているものと同様のものを使用することが
でき、例えばSi、Al、Mg、Ca、Feまたはそれ
らの合金類を例示することができる。金属や合金を配合
する場合、その配合量は8質量%以下、好ましくは6質
量%以下である。金属や合金の配合量が8質量%を超え
ると、パウダースラグ成分が不均一となり、凝固シェル
が不均一に生成し、ブレークアウト等の問題が生じるた
めに好ましくない。なお、金属や合金を配合する際に
は、カーボン原料の配合量を5質量%以下とすることが
好ましい。これは、カーボン原料の配合量が5質量%を
超えると、金属の酸化が阻害されるため発熱機能に支障
を来すためである。
【0020】次に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーの化学成分について記載する。本発明の鋼の連続
鋳造用モールドパウダーは、CaO/SiO2質量比が
0.3〜2.0、好ましくは0.4〜1.9の範囲内に
ある。ここで、CaO/SiO2質量比が2.0を超え
ると鋼の連続鋳造用モールドパウダーの凝固温度が著し
く高くなり、低温域で生成する液相が固まり易く、逆に
焼結を助長するために好ましくない。また、CaO/S
iO2質量比が0.3未満であると、軟化点の調整が困
難になるために好ましくない。
【0021】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーにおいては、フッ素量が極めて重要である。即
ち、
【数3】 を満足させなければ、下水汚泥溶融スラグの使用効果は
発現し難い。先述の如く、鋼の連続鋳造用モールドパウ
ダーは溶鋼からの熱を受けて溶解していく。この際、フ
ッ素の含有量は0〜30質量%の範囲がこのましい。こ
こで、フッ素の含有量が30質量%を超えると、特に、
1000℃までに液相が生成し易くなり、逆に焼結を助
長させるために好ましくない。なお、両者の積が210
0を超えると、鋼の連続鋳造用モールドパウダーの溶融
性状に問題を生じ、スラグベアーの発生等、操業に支障
を生じるために好ましくない。
【0022】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーにおいて、アルカリ金属酸化物成分の合計含有量
は0〜30質量%、好ましくは0.1〜28質量%であ
る。アルカリ金属酸化物成分の合計含有量が30質量%
を超えると、特に、1000℃までに液相を生成し易く
なり、逆に焼結を助長させることになるために好ましく
ない。
【0023】次に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーの形状について説明する。本発明の鋼の連続鋳造
用モールドパウダーの形状は、粉末タイプ、顆粒タイプ
例えば押出顆粒、中空スプレー顆粒、撹拌造粒顆粒、転
動造粒顆粒等に使用目的に応じて変化させることができ
る。ただし、顆粒の場合には、粒径が1.5mm以上の
ものは造粒時の歩留まりが悪いために好ましくない。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明の鋼の連続鋳造用
モールドパウダーを更に説明する。 実施例 以下の表1に示す化学組成を有する下水汚泥溶融スラグ
を用い、表2に記載する原料配合により本発明品及び比
較品の鋼の連続鋳造用モールドパウダーを製造した。な
お、表2には、本発明品並びに比較品の化学組成並びに
鋳造使用結果を併記する。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】表2中、モールドパウダーの形状につい
て、中空は中空スプレー顆粒を、柱状は柱状顆粒を、撹
拌造粒は撹拌造粒顆粒をそれぞれ示す。また、モールド
形状について、SLはスラブを、BLはブルームを、B
Bはビームブランクを、BTはビレットをそれぞれ示
す。
【0030】また、表2の鋳造使用結果において、赤熱
はモールド内で赤熱した場合を×とし、赤熱しなかった
場合を○とした。保温性はモールド内の溶鋼温度を測定
し、タンディッシュとの温度差が5℃以下の場合を○と
し、5℃を超えるものを×とした。鋳片品質は鋳片一本
あたりに割れまたはノロカミの欠陥が1つ以下の場合を
○とし、2以上の場合を×とした。安定操業性はブレー
クアウトが1〜3回の場合を×とし、0回の場合を○と
した。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、下水汚泥溶融スラグを
鋼の連続鋳造用モールドパウダーの原料に使用すること
により、資源の有効活用において大きな役割を果たすこ
とができる。また、下水汚泥溶融スラグを使用した本発
明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーは溶鋼メニスカス
部の保温性を向上させる効果があり、鋼の品質や操業の
安定化した連続鋳造を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 純哉 東京都千代田区九段北四丁目1番7号 品 川白煉瓦株式会社内 Fターム(参考) 4E004 MB14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下水汚泥溶融スラグを配合したことを特
    徴とする鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
  2. 【請求項2】 下水汚泥溶融スラグの配合量が0.5〜
    90質量%である、請求項1記載の鋼の連続鋳造用モー
    ルドパウダー。
  3. 【請求項3】 下水汚泥溶融スラグの配合量と、鋼の連
    続鋳造用モールドパウダー中のフッ素含有量が下記の式
    を満足する、請求項1または2記載の鋼の連続鋳造用モ
    ールドパウダー: 【数1】
  4. 【請求項4】 鋼の連続鋳造用モールドパウダーが顆粒
    であり、顆粒の粒径が1.5mm以下である、請求項1
    ないし3のいずれか1項記載の鋼の連続鋳造用モールド
    パウダー。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007270247A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Nippon Steel Corp 連続鋳造用パウダーの製造方法及び鋼の連続鋳造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007270247A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Nippon Steel Corp 連続鋳造用パウダーの製造方法及び鋼の連続鋳造方法

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