JP2004358485A - 鋼の連続鋳造用モールドフラックス - Google Patents
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Abstract
【課題】鋳片表層に発生する介在物性の欠陥と同時に、鋳片表面に発生する縦割れを防止する連続鋳造用モールドフラックスを提供する。
【解決手段】
ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有量が０．５質量％未満であることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドフラックスである。この鋼の連続鋳造用モールドフラックスでは、下記（１）式で定義するｆ１の値を１．１〜１．７とし、下記（２）式で定義するｆ２の値を０．０５〜０．２５とするのが望ましい。さらに、Ａ１２Ｏ３の含有量を５〜２０質量％にするのが望ましい。
【選択図】なし
【解決手段】
ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有量が０．５質量％未満であることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドフラックスである。この鋼の連続鋳造用モールドフラックスでは、下記（１）式で定義するｆ１の値を１．１〜１．７とし、下記（２）式で定義するｆ２の値を０．０５〜０．２５とするのが望ましい。さらに、Ａ１２Ｏ３の含有量を５〜２０質量％にするのが望ましい。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼を鋳造する場合に鋳片表層に発生する非金属介在物の残存に起因する欠陥（以下、「介在物性の欠陥」という）を抑制し、さらに鋳片表面に発生する縦割れを防止して、表面品質が良好な鋳片を得ることができる鋼の連続鋳造用モールドフラックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造で得られた鋳片の表層における介在物性の欠陥は、圧延工程で発生する表面庇の原因となるため、その低減が望まれる。特に、極低炭素鋼または低炭素鋼は、成形性に優れていることから自動車の外装用鋼板や家庭電器製品などの薄鋼板として多用されるが、鋼自体が比較的軟らく、表面疵に対する感受性が高いため、一層、介在物性の欠陥をなくすことが要求される。
【０００３】
鋳片に存在する非金属介在物の主なものは、精錬プロセスにおいて溶鋼中に生成したもの、および連続鋳造において鋳型内でモールドフラックスの溶融層（以下、単に「溶融層」という）が溶鋼中へ巻き込まれたものである。
【０００４】
特に、介在物性の欠陥が発生し易い鋳片表層に限れば、後者に該当する非金属介在物を低減することが、鋳片の表面品質の向上に効果的である。
【０００５】
また、鋳片表面に発生する縦割れも、圧延工程において表面疵の要因になることから、その低減が望まれている。この縦割れは、鋳型内において溶鋼が凝固して形成する凝固殻の厚みが幅方向に不均一になると発生する欠陥であり、凝固収縮により発生する応力が厚みの薄い部分に引っ張り応力として集中し鋳片表面に発生する。
【０００６】
特に、中炭素鋼は、溶鋼からの凝固に際し包晶反応を起こすことから、鋳片表面に縦割れが発生し易く、圧延工程における表面疵の発生を助長する。
【０００７】
まず、介在物性の欠陥に関し、鋳型内において溶融層が溶鋼中へ巻き込まれるのを防止するには、鋳型内の溶鋼流動を適正な状態に維持すること、およびモールドフラックスを適正な化学組成に設計して、巻き込まれにくい物性を備えることが主な対策となる。
【０００８】
これらの対策のうち、前者については、浸漬ノズルの適正化、電磁攪拌または電磁ブレーキの利用について、種々の方法が開示されている。例えば、極低炭素鋼の溶鋼を鋳造する際に巻き込みを防止するため、特許文献１には、鋳型短辺から鋳型幅１／４相当の位置における溶鋼表面の流速を適正範囲に抑制する方法が開示されている。
【０００９】
一方、後者の対策としては、連続鋳造用モールドパウダーの改善について提案がなされており、特許文献２では溶融層の粘度を高める方法が提案され、逆に、特許文献３では粘度を低くして溶鋼中の非金属介在物を低減する方法が提案されている。
【００１０】
次に、鋳片表面に発生する縦割れに関し、その発生防止には、モールドフラックスの結晶析出の促進および安定化が有効である。通常、鋳型内の溶鋼上に供給されたモールドフラックスは、溶鋼からの受熱により溶融層を構成する。この溶融層は、鋳型内壁と凝固殻との間隙に流入し、鋳型内壁に沿ってフラックスフィルムを形成する。このフラックスフィルムは鋳型により冷却されて、フラックスフィルム中に凝固層が形成される。
【００１１】
この凝固層中に結晶が析出すると、フラックスフィルムの伝熱抵抗が増大し、凝固殻の冷却速度が緩やか（緩冷却）になる。緩冷却された凝固殻は均一に生成および成長するので、凝固殻の厚みが幅方向に均一になり、鋳片表面に発生する縦割れを防止することができる。
【００１２】
このため、モールドフラックスの結晶析出の方法として、モールドフラックスの塩基度を高める方法（非特許文献１参照）、モールドフラックスにＺｒＯ２を添加する方法（非特許文献２参照）、さらにモールドフラックス中のＭｇＯ濃度を低減する方法（特許文献４参照）等が開示されている。
【００１３】
しかしながら、極低炭素鋼または低炭素鋼を鋳造する場合に鋳片表層部に発生する介在物性の欠陥、または中炭素鋼などを鋳造する場合に鋳片表面に発生する縦割れに関し、これらの防止対策はまだ根本的に解決されていないのが現状である。このため、それらの介在物性の欠陥、および縦割れをなくすことが可能な、表面品質に優れた鋳片の製造方法の改善が望まれている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平９−１９２８０２号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６３７６７号公報
【特許文献３】
特開平１０−５９５２号公報
【特許文献４】
特開平８−１４１７１３号
【非特許文献１】
品川技報３２号、１９８９年、１４７頁
【非特許文献２】
材料とプロセス、第４巻、第４号、１９９１年、１２４７頁
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋼の連続鋳造に際し、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止でき、表面品質に優れた鋳片を製造できる鋼の連続鋳造用モールドフラックスを提供することを目的にしている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を解決するため、連続鋳造に用いられるモールドフラックスに含有されるＳの界面活性的な性質に着目して、各種フラックスの化学組成を検討した結果、モールドフラックス中でＳの含有量を適正範囲に低下させることにより、鋳片表層に現れる介在物性の欠陥と同時に、鋳片表面に発生する縦割れを低減できることを見出した。
【００１７】
モールドフラックスの溶融物である溶融層中のＳ含有量が多くなると、Ｓは溶鋼中に移行して溶融層と溶鋼との界面において濃化し、界面張力を大きく低下させる。このように界面張力が低下すると、絶えず流動している溶鋼中へ溶融層が巻き込まれ易くなり、巻き込まれた溶融層は鋳片中で非金属介在物として残存することになる。
【００１８】
一方、溶融層から溶鋼中へ移行するＳは、鋳型内メニスカス部の凝固穀の先端部、すなわち鋳片の表層部にも濃化することになるが、その部分でのＳ濃度が高くなると、鋼の脆化を招く。そのため、鋳型内で起こる収縮の際に凝固殻の割れに対する感受性が強くなり、縦割れが発生し易くなる。
【００１９】
ところで、モールドフラックスの塩基度は、溶融層の性質を表すための一般的な指標であり、通常、Ｃａの全量を換算したＣａＯのＳｉＯ２ に対する質量％の比として表される。
【００２０】
そこで、上記のようにモールドフラックス中にＳが含有される場合に、そのＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を高めることにより、溶融層中のＳが溶鋼中へ移行するのを有効に抑制でき、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥および鋳片表面に発生する縦割れを低減できる。
【００２１】
前述の通り、フラックスフィルム中の凝固層に結晶が析出すると、フラックスフィルムの伝熱抵抗が増大し、縦割れの発生防止に有効である。また、モールドフラックスの一般的な組成であるＣａＯ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２の三元系の化学組成では、フラックスフィルム中に析出する主な結晶は、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２の分子式で表されるカスピディン（Ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ）と呼ばれる結晶である。
【００２２】
したがって、鋳片表面の縦割れの発生をさらに有効に防止する方法は、カスピディンの析出を促進することであり、モールドフラックスの組成をカスピディンの析出が安定する組成範囲に維持することにより、析出した結晶組成を一定にし、析出を促進することができる。
【００２３】
さらに、析出する結晶組成をカスピディンから変化させない程度に、任意成分を添加することにより、結晶の過度な析出を抑制するとともに、溶融層の粘度、凝固点等を調整することができる。
【００２４】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）〜（３）の鋼の連続鋳造用モールドフラックスを要旨としている。
（１）ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有量が０．５質量％未満であることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドフラックスである。
（２）上記（１）の鋼の連続鋳造用モールドフラックスでは、下記（１）式で定義するｆ１の値を１．１〜１．７とし、下記（２）式で定義するｆ２の値を０．０５〜０．２５とするのが望ましい。
【００２５】
ここで、（ＣａＯ）ｍ＝ＷＣａＯ−（ＣａＦ２）ｍ×０．７１８、
（ＳｉＯ２）ｍ＝ＷＳｉＯ２、
（ＣａＦ２）ｍ＝｛ＷＦ−ＷＬｉ２Ｏ×１．２７−ＷＮａ２Ｏ×０．６１３−ＷＫ２Ｏ×０．４０４｝×２．０５であり、
さらに、ＷＣａＯ、ＷＳｉＯ２、ＷＦ、ＷＬｉ２Ｏ、ＷＮａ２ＯおよびＷＫ２Ｏは、モールドフラックス中のＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｆ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量（質量％）である。
（３）上記（１）、（２）の鋼の連続鋳造用モールドフラックスでは、さらに、Ａ１２Ｏ３の含有量を５〜２０質量％にするのが望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明のモールドフラックスでは、ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有が０．５質量％未満であることを特徴とする。これにより、溶融層から溶鋼または鋳型内メニスカス部の凝固殻先端部へのＳの移行を抑制し、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止することができる。
【００２７】
本発明において、モールドフラックスに含有されるＳは不純物であり、この含有量が多いとＳは溶鋼中に移行して溶融層と溶鋼との界面に濃化し、溶鋼の界面張力が低下する。同時に、凝固穀の先端部に濃化し、その部分でのＳ濃度が高くなり鋼の脆化を招くことになる。このため、Ｓの含有量を適正範囲に低下させる必要がある。
【００２８】
そこで、モールドフラックスのＳ含有量と溶融層からのＳ移行量との関係を調査すると、Ｓ含有量を０．５質量％未満にした場合に、溶鋼または凝固殻の先端部へ移行するＳが著しく減少し、界面張力の低下や鋼の脆化が抑制される。そのため、不純物としてのＳ含有は０．５質量％以下とする。望ましくは０．３質量％以下であり、さらに望ましくは０．１質量％以下である。
【００２９】
さらに、モールドフラックスの塩基度に応じて、溶融層から溶鋼または凝固殻の先端部へのＳ移行量が変動することが明らかになる。本発明者らの検討結果によれば、塩基度、すなわち「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を１．０以上にすることにより、溶融層からのＳ移行を一層有効に抑制できる。これは、モールドフラックスが塩基性となるため、より多くのＳをモールドフラックス中に保持できることによる。このため、本発明では、「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を１．０以上にする必要がある。
【００３０】
ところが、モールドフラックスの塩基度が２．５を超えるようになると、鋳型内での凝固収縮量の小さい極低炭素鋼または低炭素鋼を鋳造する際に、鋳型内の潤滑性が損なわれたり、潤滑性自体に問題はなくても、鋳型銅板の温度変動が大きくなる。最近では、一般的にブレイクアウト予知システムが用いられているが、鋳型銅板の温度変動が大きくなると、同システムが誤警報を発生する等の問題が生じる。
【００３１】
この誤警報の原因は、フラックスフィルム中の凝固層に析出する結晶組成の不整合および不安定による。複数の結晶が同時に析出し存在すると、両結晶間の構造的な不整合さに起因して、フラックスフィルムの鋳型側表面の粗度が変化したり、フラックスフィルムの厚みが変動したりして、フラックスフィルムを介した伝熱の状態が不安定となり、鋳型銅板の温度変動が大きくなる。
【００３２】
このように、鋳型内の潤滑性が損なわれたり、鋳型銅板の温度変動が大きくなるのを回避するため、本発明では「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を２．５以下にする必要がある。
【００３３】
本発明のモールドフラックスは、ＣａＯ、ＳｉＯ２ およびフッ素化合物を含有する一般的な成分構成であり、基本的な化学組成としてはＳｉＯ２ が１５〜４０質量％、ＣａＯが３０〜６０質量％およびＦが３〜２０質量％を採用できる。さらに、任意の添加成分としては、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびアルカリ金属酸化物を含有できる。
【００３４】
前述の通り、一般的な組成のモールドフラックスを使用した場合、析出する結晶組成はカスピディンであり、この析出を促進することによりフラックスフィルムの伝熱抵抗が増大し、縦割れの発生防止に有効である。したがって、本発明のモールドフラックスの化学組成は、カスピディンの析出が安定する範囲に維持することにより、析出する結晶組成を一定させることが望ましい。
【００３５】
本発明では、カスピディンの析出が安定する化学組成の範囲を、モールドフラックスの主要成分であるＣａＯ、ＳｉＯ２、アルカリ金属酸化物およびＦの含有量（質量％）から、下記（３）〜（５）式で規定する（ＣａＯ）ｍ、（ＳｉＯ２）ｍおよび（ＣａＦ２）ｍの換算含有量（質量％）を算出し、それらの換算含有量を用いた下記（１）で定義するｆ１および（２）で定義するｆ２を所定範囲に調整することにより維持している。
【００３６】
ただし、（ＣａＯ）ｍ、（ＳｉＯ２ ）ｍおよび（ＣａＦ２）ｍは、化学量論的に換算された該当成分の換算含有量（質量％）であり、ＷＣａＯ、ＷＳｉＯ２、ＷＦ、ＷＬｉ２Ｏ、ＷＮａ２ＯおよびＷＫ２Ｏは、モールドフラックス中のＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｆ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量（質量％）である。
【００３７】
まず、上記（３）式で規定する（ＣａＯ）ｍについて説明する。通常、モールドフラックス中のＣａは全てＣａＯに換算した含有量で表され、そのうちＣａＦ２と考慮すべきＣａを除いたＣａＯの有効含有量は、上記（３）式で規定される。上記（３）式における係数は、０．７１８＝（ＣａＯの分子量）／（ＣａＦ２ の分子量）を意味している。
【００３８】
一方、モールドフラックス中のＳｉＯ２は全て有効な含有成分となり、その含有量は上記（４）式で規定する（ＳｉＯ２）ｍとなる。
【００３９】
次に、上記（５）式に規定する（ＣａＦ２）ｍについて検討する。モールドフラックスの溶融層中のＦは、ＣａよりもＬｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属との親和性がより強く、モールドフラックス中に、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏが存在する場合には、見かけ上、下記の反応が起こる。
【００４０】
（ＣａＦ２）＋２（Ｌｉ２Ｏ）→（ＣａＯ）＋２（ＬｉＦ）
（ＣａＦ２）＋２（Ｎａ２Ｏ）→（ＣａＯ）＋２（ＮａＦ）
（ＣａＦ２）＋２（Ｋ２Ｏ） →（ＣａＯ）＋２（ＫＦ）
したがって、カスピディンの析出に寄与すると考えられる、ＣａＦ２の有効な含有量は上記（５）式により算出される。
【００４１】
上記（５）式における係数は、１．２７＝２×（Ｆの原子量）／（Ｌｉ２Ｏの分子量）、０．６１３＝２×（Ｆの原子量）／（Ｎａ２Ｏの分子量）、０．４０４＝２×（Ｆの原子量）／（Ｋ２Ｏの分子量）および２．０５＝（ＣａＦ２の分子量）／（２×（Ｆの原子量）を意味する。
【００４２】
本発明では、カスピディンの析出を安定させるには、上記（１）式で定義するｆ１の望ましい範囲は１．１〜１．７である。ｆ１が１．１未満の場合には、カスピディンが析出しにくくなる。一方、１．７を超える場合には、カスピディンと異なる結晶、例えば、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２・Ｎａ２Ｏ等が析出して、結晶組成が単一とならない。さらに、ｆ１の望ましい範囲は、１．２〜１．６であり、カスピディンの析出を促進するとともに、結晶組織の安定が一層図れることになる。
【００４３】
さらに、上記（２）式で定義するｆ２の望ましい範囲は、０．０５〜０．２５である。ｆ２が０．０５未満の場合には、カスピディンが析出しにくくなり、０．２５を超える場合には、ＣａＦ２が析出し易くなり、結晶組成が単一にならない。さらに、ｆ２の望ましい範囲は０．１０〜０．２０であり、もっと望ましい範囲は０．１５〜０．２０である。いずれの場合も、カスピディンの析出が促進され、異なる結晶の析出を抑制し結晶組織の安定が一層図れることになる。
【００４４】
さらに、本発明のモールドフラックスでは、析出する結晶組成をカスピディンから変化させない程度に、任意成分を添加することができる。これにより、結晶の過度な析出を抑制するとともに、モールドフラックス溶融層の粘度、凝固点等を調整することができる。
【００４５】
任意に添加できる成分として、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯが有効である。特に、Ａｌ２Ｏ３は、溶融層の凝固点および流動性（粘度）の調整に有効である。すなわち、溶融層が溶鋼中のＡｌ２Ｏ３を吸収すること、または溶融層中のＳｉＯ２が溶鋼中のＡｌと反応し、Ａｌ２Ｏ３が生成することにより、その濃度が上昇する。このため、予め溶融層中のＡｌ２Ｏ３濃度を高めることにより、凝固点や流動性（粘度）の変動を小さくすることができる。
【００４６】
凝固点や流動性（粘度）の変動を小さくするため、モールドフラックスにＡｌ２Ｏ３を含有させる場合には、その含有量は５〜２０質量％にするのが望ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５質量％未満では、添加による効果が発揮されず、２０質量％を超える場合には、Ａｌ２Ｏ３を含む組成の結晶が析出し始めて、カスピディンの析出が不安定になる。
【００４７】
また、ＭｇＯを添加する場合は、モールドフラックスの溶融層の凝固点を調整することを目的にする。この場合には、ＭｇＯの含有量は２〜１５質量％である。２質量％未満では、添加による効果が発揮されず、１５質量％を超える場合にはカスピディンの析出を阻害する。
【００４８】
本発明のモールドフラックスの化学組成は、基本成分としてＳｉＯ２ が１５〜４０質量％、ＣａＯが３０〜６０質量％およびＦが３〜２０質量％を含有させ、さらに、任意の添加成分として、上記のＡｌ２Ｏ３およびＭｇＯの他に、アルカリ金属酸化物を総和で０．１〜２０質量％で含有させることができる。
【００４９】
さらに、本発明のモールドフラックスでは、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ、ＢａＯ等も、必要に応じて添加することができる。これらの添加によりフラックスの凝固点を調整することができるが、なかでもＺｒＯ２は凝固点を上昇させる作用を発揮し、それ以外の成分は凝固点を下降させる作用を有する。しかし、これらの成分を添加する場合には、各成分の単独での含有量が１０質量％を超えないことが望ましい。
【００５０】
モールドフラックスには配合する原料から不純物としてＦｅ２Ｏ３等が混入する場合があるが、本発明において何ら支障を生じない。
【００５１】
本発明のモールドフラックスは、上記の構成を採用することにより、溶融層から溶鋼または鋳型内メニスカス部の凝固殻先端部へのＳの移行を抑制でき、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止することができる。
【００５２】
さらに、カスピディンをフラックスフィルム中に安定して析出させることができるので、鋳型内の緩冷却化が可能になることから、一層、鋳片表面に発生する縦割れ防止を図ることができる。
【００５３】
【実施例】
（実施例１）
厚み２７０ｍｍおよび幅１２６０ｍｍの鋳型を有する垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて、極低炭素鋼を速度１．６ｍ／分で鋳造した。溶鋼の鋳造に際しては、塩基度、Ｓの含有量、添加元素の異なる１０種類（本発明例Ａ〜Ｇおよび比較例ａ〜ｃ）のモールドフラックスを使用した。表１に極低炭素鋼の化学組成を示す。また、表２にモールドフラックスの条件を示す。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
極低炭素鋼の鋳造結果を表３に示す。ここで、鋳片表層の介在物は、表面から１０ｍｍの厚みにかけて鋳片を１ｋｇ切り出して塩化第一鉄水溶液中で電解させ、水溶液中に残渣として残った直径１００μｍ以上の球状介在物の個数を光学顕微鏡で計数して評価した。
【００５７】
また、鋳型銅板の温度は、溶鋼表面から約２００ｍｍ下方の位置に埋設した熱電対により計測し、その温度変動を評価した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
本発明例はいずれも、鋳片表層の介在物は１〜６個と少なく、良好な清浄性であった。また、鋳造中における鋳型銅板の温度変動も小さく安定していた。なお、通常の連続鋳造における鋳型銅板の温度変動レベルは±１０℃であった。
【００６０】
本発明例ＡおよびＢは、塩基度が１．１〜１．３と比較的低いため、他の本発明例に比べ鋳片表層の介在物は４〜６個と多かった。
【００６１】
これに対し、本発明例Ｃ、ＤおよびＥでは塩基度が１．６と比較的高く、Ａｌ２Ｏ３の望ましい含有範囲も満足しているので、鋳片表層の介在物は１〜３個と良好な結果であった。特に、Ｓ含有量が０．０３質量％であるモールドフラックスＥを用いた場合、鋳片表層の介在物は１個であり、良好な清浄性であった。
【００６２】
本発明例Ｇでは、上記（２）式で定義するｆ２が０．３２と望ましい範囲を高めに外れているため、ＣａＦ２が析出し易くなり、析出した結晶組成が単一とはならず、鋳型銅板の温度変動が比較的大きくなった。ただし、通常の鋳造における変動レベル±１０℃に比べ良好な結果であった。
【００６３】
これに対して、本発明で規定する塩基度から低めに外れた比較例ａ、およびＳの含有量が外れた比較例ｂでは、鋳片表層の介在物が多く、清浄性が悪化していた。また、本発明で規定する塩基度から高めに外れた比較例ｃでは、鋳片表層の介在物は少なかったものの、フィルム中にＣａＦ２または３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２・Ｎａ２Ｏ等の結晶が析出することにより、鋳型銅板の温度変動が大きくなり、ブレイクアウト予知システムの誤作動が頻発した。
【００６４】
実施例１では、本発明例および比較例のいずれにおいても、鋳片表面に縦割れは観察されなかった。
（実施例２）
実施例２では、厚み２７０ｍｍおよび幅１２６０ｍｍの鋳型を有する垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて、中炭素鋼を速度１．６ｍ／分で鋳造した。溶鋼の鋳造に際しては、Ｓの含有量の異なる２種類（実施例１の本発明例Ｆおよび比較例ｄ）のモールドフラックスを使用した。表４に中炭素鋼の化学組成を示す。また、表５にモールドフラックスの条件を示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
【表５】
【００６７】
中炭素鋼の鋳造結果を表６に示す。ここで、鋳片表面に発生する縦割れについて、鋳造後の鋳片表面を目視で観察しその有無を確認した。さらに、鋳片表層の介在物の観察、および鋳型銅板の温度変動の評価は、実施例１の場合と同様とした。
【００６８】
【表６】
【００６９】
本発明例Ｆでは、鋳片表層の介在物は少なく良好な清浄性であるとともに、鋳片表面に発生する縦割れも観察されなかった。さらに、鋳造中における鋳型銅板の温度変動も小さく安定していた。
【００７０】
これに対して、本発明で規定するＳの含有量から外れる比較例ｄでは、鋳片表層の介在物が多く、清浄性が悪化しており、同時に鋳片表面に縦割れの発生が確認された。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の鋼の連続鋳造用モールドフラックスによれば、溶融層からのＳの移行を抑制することが可能になり、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止することができる。
【００７２】
さらに、その化学組成を適切に選択することにより、カスピディンをフラックスフィルム中に安定して析出させることができるので、鋳型内の緩冷却化が可能になり、一層、鋳片表面に発生する縦割れの防止を図ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼を鋳造する場合に鋳片表層に発生する非金属介在物の残存に起因する欠陥（以下、「介在物性の欠陥」という）を抑制し、さらに鋳片表面に発生する縦割れを防止して、表面品質が良好な鋳片を得ることができる鋼の連続鋳造用モールドフラックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造で得られた鋳片の表層における介在物性の欠陥は、圧延工程で発生する表面庇の原因となるため、その低減が望まれる。特に、極低炭素鋼または低炭素鋼は、成形性に優れていることから自動車の外装用鋼板や家庭電器製品などの薄鋼板として多用されるが、鋼自体が比較的軟らく、表面疵に対する感受性が高いため、一層、介在物性の欠陥をなくすことが要求される。
【０００３】
鋳片に存在する非金属介在物の主なものは、精錬プロセスにおいて溶鋼中に生成したもの、および連続鋳造において鋳型内でモールドフラックスの溶融層（以下、単に「溶融層」という）が溶鋼中へ巻き込まれたものである。
【０００４】
特に、介在物性の欠陥が発生し易い鋳片表層に限れば、後者に該当する非金属介在物を低減することが、鋳片の表面品質の向上に効果的である。
【０００５】
また、鋳片表面に発生する縦割れも、圧延工程において表面疵の要因になることから、その低減が望まれている。この縦割れは、鋳型内において溶鋼が凝固して形成する凝固殻の厚みが幅方向に不均一になると発生する欠陥であり、凝固収縮により発生する応力が厚みの薄い部分に引っ張り応力として集中し鋳片表面に発生する。
【０００６】
特に、中炭素鋼は、溶鋼からの凝固に際し包晶反応を起こすことから、鋳片表面に縦割れが発生し易く、圧延工程における表面疵の発生を助長する。
【０００７】
まず、介在物性の欠陥に関し、鋳型内において溶融層が溶鋼中へ巻き込まれるのを防止するには、鋳型内の溶鋼流動を適正な状態に維持すること、およびモールドフラックスを適正な化学組成に設計して、巻き込まれにくい物性を備えることが主な対策となる。
【０００８】
これらの対策のうち、前者については、浸漬ノズルの適正化、電磁攪拌または電磁ブレーキの利用について、種々の方法が開示されている。例えば、極低炭素鋼の溶鋼を鋳造する際に巻き込みを防止するため、特許文献１には、鋳型短辺から鋳型幅１／４相当の位置における溶鋼表面の流速を適正範囲に抑制する方法が開示されている。
【０００９】
一方、後者の対策としては、連続鋳造用モールドパウダーの改善について提案がなされており、特許文献２では溶融層の粘度を高める方法が提案され、逆に、特許文献３では粘度を低くして溶鋼中の非金属介在物を低減する方法が提案されている。
【００１０】
次に、鋳片表面に発生する縦割れに関し、その発生防止には、モールドフラックスの結晶析出の促進および安定化が有効である。通常、鋳型内の溶鋼上に供給されたモールドフラックスは、溶鋼からの受熱により溶融層を構成する。この溶融層は、鋳型内壁と凝固殻との間隙に流入し、鋳型内壁に沿ってフラックスフィルムを形成する。このフラックスフィルムは鋳型により冷却されて、フラックスフィルム中に凝固層が形成される。
【００１１】
この凝固層中に結晶が析出すると、フラックスフィルムの伝熱抵抗が増大し、凝固殻の冷却速度が緩やか（緩冷却）になる。緩冷却された凝固殻は均一に生成および成長するので、凝固殻の厚みが幅方向に均一になり、鋳片表面に発生する縦割れを防止することができる。
【００１２】
このため、モールドフラックスの結晶析出の方法として、モールドフラックスの塩基度を高める方法（非特許文献１参照）、モールドフラックスにＺｒＯ２を添加する方法（非特許文献２参照）、さらにモールドフラックス中のＭｇＯ濃度を低減する方法（特許文献４参照）等が開示されている。
【００１３】
しかしながら、極低炭素鋼または低炭素鋼を鋳造する場合に鋳片表層部に発生する介在物性の欠陥、または中炭素鋼などを鋳造する場合に鋳片表面に発生する縦割れに関し、これらの防止対策はまだ根本的に解決されていないのが現状である。このため、それらの介在物性の欠陥、および縦割れをなくすことが可能な、表面品質に優れた鋳片の製造方法の改善が望まれている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平９−１９２８０２号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６３７６７号公報
【特許文献３】
特開平１０−５９５２号公報
【特許文献４】
特開平８−１４１７１３号
【非特許文献１】
品川技報３２号、１９８９年、１４７頁
【非特許文献２】
材料とプロセス、第４巻、第４号、１９９１年、１２４７頁
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋼の連続鋳造に際し、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止でき、表面品質に優れた鋳片を製造できる鋼の連続鋳造用モールドフラックスを提供することを目的にしている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を解決するため、連続鋳造に用いられるモールドフラックスに含有されるＳの界面活性的な性質に着目して、各種フラックスの化学組成を検討した結果、モールドフラックス中でＳの含有量を適正範囲に低下させることにより、鋳片表層に現れる介在物性の欠陥と同時に、鋳片表面に発生する縦割れを低減できることを見出した。
【００１７】
モールドフラックスの溶融物である溶融層中のＳ含有量が多くなると、Ｓは溶鋼中に移行して溶融層と溶鋼との界面において濃化し、界面張力を大きく低下させる。このように界面張力が低下すると、絶えず流動している溶鋼中へ溶融層が巻き込まれ易くなり、巻き込まれた溶融層は鋳片中で非金属介在物として残存することになる。
【００１８】
一方、溶融層から溶鋼中へ移行するＳは、鋳型内メニスカス部の凝固穀の先端部、すなわち鋳片の表層部にも濃化することになるが、その部分でのＳ濃度が高くなると、鋼の脆化を招く。そのため、鋳型内で起こる収縮の際に凝固殻の割れに対する感受性が強くなり、縦割れが発生し易くなる。
【００１９】
ところで、モールドフラックスの塩基度は、溶融層の性質を表すための一般的な指標であり、通常、Ｃａの全量を換算したＣａＯのＳｉＯ２ に対する質量％の比として表される。
【００２０】
そこで、上記のようにモールドフラックス中にＳが含有される場合に、そのＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を高めることにより、溶融層中のＳが溶鋼中へ移行するのを有効に抑制でき、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥および鋳片表面に発生する縦割れを低減できる。
【００２１】
前述の通り、フラックスフィルム中の凝固層に結晶が析出すると、フラックスフィルムの伝熱抵抗が増大し、縦割れの発生防止に有効である。また、モールドフラックスの一般的な組成であるＣａＯ−ＳｉＯ２−ＣａＦ２の三元系の化学組成では、フラックスフィルム中に析出する主な結晶は、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２の分子式で表されるカスピディン（Ｃｕｓｐｉｄｉｎｅ）と呼ばれる結晶である。
【００２２】
したがって、鋳片表面の縦割れの発生をさらに有効に防止する方法は、カスピディンの析出を促進することであり、モールドフラックスの組成をカスピディンの析出が安定する組成範囲に維持することにより、析出した結晶組成を一定にし、析出を促進することができる。
【００２３】
さらに、析出する結晶組成をカスピディンから変化させない程度に、任意成分を添加することにより、結晶の過度な析出を抑制するとともに、溶融層の粘度、凝固点等を調整することができる。
【００２４】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）〜（３）の鋼の連続鋳造用モールドフラックスを要旨としている。
（１）ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有量が０．５質量％未満であることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドフラックスである。
（２）上記（１）の鋼の連続鋳造用モールドフラックスでは、下記（１）式で定義するｆ１の値を１．１〜１．７とし、下記（２）式で定義するｆ２の値を０．０５〜０．２５とするのが望ましい。
【００２５】
（ＳｉＯ２）ｍ＝ＷＳｉＯ２、
（ＣａＦ２）ｍ＝｛ＷＦ−ＷＬｉ２Ｏ×１．２７−ＷＮａ２Ｏ×０．６１３−ＷＫ２Ｏ×０．４０４｝×２．０５であり、
さらに、ＷＣａＯ、ＷＳｉＯ２、ＷＦ、ＷＬｉ２Ｏ、ＷＮａ２ＯおよびＷＫ２Ｏは、モールドフラックス中のＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｆ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量（質量％）である。
（３）上記（１）、（２）の鋼の連続鋳造用モールドフラックスでは、さらに、Ａ１２Ｏ３の含有量を５〜２０質量％にするのが望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明のモールドフラックスでは、ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有が０．５質量％未満であることを特徴とする。これにより、溶融層から溶鋼または鋳型内メニスカス部の凝固殻先端部へのＳの移行を抑制し、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止することができる。
【００２７】
本発明において、モールドフラックスに含有されるＳは不純物であり、この含有量が多いとＳは溶鋼中に移行して溶融層と溶鋼との界面に濃化し、溶鋼の界面張力が低下する。同時に、凝固穀の先端部に濃化し、その部分でのＳ濃度が高くなり鋼の脆化を招くことになる。このため、Ｓの含有量を適正範囲に低下させる必要がある。
【００２８】
そこで、モールドフラックスのＳ含有量と溶融層からのＳ移行量との関係を調査すると、Ｓ含有量を０．５質量％未満にした場合に、溶鋼または凝固殻の先端部へ移行するＳが著しく減少し、界面張力の低下や鋼の脆化が抑制される。そのため、不純物としてのＳ含有は０．５質量％以下とする。望ましくは０．３質量％以下であり、さらに望ましくは０．１質量％以下である。
【００２９】
さらに、モールドフラックスの塩基度に応じて、溶融層から溶鋼または凝固殻の先端部へのＳ移行量が変動することが明らかになる。本発明者らの検討結果によれば、塩基度、すなわち「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を１．０以上にすることにより、溶融層からのＳ移行を一層有効に抑制できる。これは、モールドフラックスが塩基性となるため、より多くのＳをモールドフラックス中に保持できることによる。このため、本発明では、「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を１．０以上にする必要がある。
【００３０】
ところが、モールドフラックスの塩基度が２．５を超えるようになると、鋳型内での凝固収縮量の小さい極低炭素鋼または低炭素鋼を鋳造する際に、鋳型内の潤滑性が損なわれたり、潤滑性自体に問題はなくても、鋳型銅板の温度変動が大きくなる。最近では、一般的にブレイクアウト予知システムが用いられているが、鋳型銅板の温度変動が大きくなると、同システムが誤警報を発生する等の問題が生じる。
【００３１】
この誤警報の原因は、フラックスフィルム中の凝固層に析出する結晶組成の不整合および不安定による。複数の結晶が同時に析出し存在すると、両結晶間の構造的な不整合さに起因して、フラックスフィルムの鋳型側表面の粗度が変化したり、フラックスフィルムの厚みが変動したりして、フラックスフィルムを介した伝熱の状態が不安定となり、鋳型銅板の温度変動が大きくなる。
【００３２】
このように、鋳型内の潤滑性が損なわれたり、鋳型銅板の温度変動が大きくなるのを回避するため、本発明では「ＣａＯ／ＳｉＯ２ 」の値を２．５以下にする必要がある。
【００３３】
本発明のモールドフラックスは、ＣａＯ、ＳｉＯ２ およびフッ素化合物を含有する一般的な成分構成であり、基本的な化学組成としてはＳｉＯ２ が１５〜４０質量％、ＣａＯが３０〜６０質量％およびＦが３〜２０質量％を採用できる。さらに、任意の添加成分としては、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびアルカリ金属酸化物を含有できる。
【００３４】
前述の通り、一般的な組成のモールドフラックスを使用した場合、析出する結晶組成はカスピディンであり、この析出を促進することによりフラックスフィルムの伝熱抵抗が増大し、縦割れの発生防止に有効である。したがって、本発明のモールドフラックスの化学組成は、カスピディンの析出が安定する範囲に維持することにより、析出する結晶組成を一定させることが望ましい。
【００３５】
本発明では、カスピディンの析出が安定する化学組成の範囲を、モールドフラックスの主要成分であるＣａＯ、ＳｉＯ２、アルカリ金属酸化物およびＦの含有量（質量％）から、下記（３）〜（５）式で規定する（ＣａＯ）ｍ、（ＳｉＯ２）ｍおよび（ＣａＦ２）ｍの換算含有量（質量％）を算出し、それらの換算含有量を用いた下記（１）で定義するｆ１および（２）で定義するｆ２を所定範囲に調整することにより維持している。
【００３６】
【００３７】
まず、上記（３）式で規定する（ＣａＯ）ｍについて説明する。通常、モールドフラックス中のＣａは全てＣａＯに換算した含有量で表され、そのうちＣａＦ２と考慮すべきＣａを除いたＣａＯの有効含有量は、上記（３）式で規定される。上記（３）式における係数は、０．７１８＝（ＣａＯの分子量）／（ＣａＦ２ の分子量）を意味している。
【００３８】
一方、モールドフラックス中のＳｉＯ２は全て有効な含有成分となり、その含有量は上記（４）式で規定する（ＳｉＯ２）ｍとなる。
【００３９】
次に、上記（５）式に規定する（ＣａＦ２）ｍについて検討する。モールドフラックスの溶融層中のＦは、ＣａよりもＬｉ、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ金属との親和性がより強く、モールドフラックス中に、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏが存在する場合には、見かけ上、下記の反応が起こる。
【００４０】
（ＣａＦ２）＋２（Ｌｉ２Ｏ）→（ＣａＯ）＋２（ＬｉＦ）
（ＣａＦ２）＋２（Ｎａ２Ｏ）→（ＣａＯ）＋２（ＮａＦ）
（ＣａＦ２）＋２（Ｋ２Ｏ） →（ＣａＯ）＋２（ＫＦ）
したがって、カスピディンの析出に寄与すると考えられる、ＣａＦ２の有効な含有量は上記（５）式により算出される。
【００４１】
上記（５）式における係数は、１．２７＝２×（Ｆの原子量）／（Ｌｉ２Ｏの分子量）、０．６１３＝２×（Ｆの原子量）／（Ｎａ２Ｏの分子量）、０．４０４＝２×（Ｆの原子量）／（Ｋ２Ｏの分子量）および２．０５＝（ＣａＦ２の分子量）／（２×（Ｆの原子量）を意味する。
【００４２】
本発明では、カスピディンの析出を安定させるには、上記（１）式で定義するｆ１の望ましい範囲は１．１〜１．７である。ｆ１が１．１未満の場合には、カスピディンが析出しにくくなる。一方、１．７を超える場合には、カスピディンと異なる結晶、例えば、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２・Ｎａ２Ｏ等が析出して、結晶組成が単一とならない。さらに、ｆ１の望ましい範囲は、１．２〜１．６であり、カスピディンの析出を促進するとともに、結晶組織の安定が一層図れることになる。
【００４３】
さらに、上記（２）式で定義するｆ２の望ましい範囲は、０．０５〜０．２５である。ｆ２が０．０５未満の場合には、カスピディンが析出しにくくなり、０．２５を超える場合には、ＣａＦ２が析出し易くなり、結晶組成が単一にならない。さらに、ｆ２の望ましい範囲は０．１０〜０．２０であり、もっと望ましい範囲は０．１５〜０．２０である。いずれの場合も、カスピディンの析出が促進され、異なる結晶の析出を抑制し結晶組織の安定が一層図れることになる。
【００４４】
さらに、本発明のモールドフラックスでは、析出する結晶組成をカスピディンから変化させない程度に、任意成分を添加することができる。これにより、結晶の過度な析出を抑制するとともに、モールドフラックス溶融層の粘度、凝固点等を調整することができる。
【００４５】
任意に添加できる成分として、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯが有効である。特に、Ａｌ２Ｏ３は、溶融層の凝固点および流動性（粘度）の調整に有効である。すなわち、溶融層が溶鋼中のＡｌ２Ｏ３を吸収すること、または溶融層中のＳｉＯ２が溶鋼中のＡｌと反応し、Ａｌ２Ｏ３が生成することにより、その濃度が上昇する。このため、予め溶融層中のＡｌ２Ｏ３濃度を高めることにより、凝固点や流動性（粘度）の変動を小さくすることができる。
【００４６】
凝固点や流動性（粘度）の変動を小さくするため、モールドフラックスにＡｌ２Ｏ３を含有させる場合には、その含有量は５〜２０質量％にするのが望ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５質量％未満では、添加による効果が発揮されず、２０質量％を超える場合には、Ａｌ２Ｏ３を含む組成の結晶が析出し始めて、カスピディンの析出が不安定になる。
【００４７】
また、ＭｇＯを添加する場合は、モールドフラックスの溶融層の凝固点を調整することを目的にする。この場合には、ＭｇＯの含有量は２〜１５質量％である。２質量％未満では、添加による効果が発揮されず、１５質量％を超える場合にはカスピディンの析出を阻害する。
【００４８】
本発明のモールドフラックスの化学組成は、基本成分としてＳｉＯ２ が１５〜４０質量％、ＣａＯが３０〜６０質量％およびＦが３〜２０質量％を含有させ、さらに、任意の添加成分として、上記のＡｌ２Ｏ３およびＭｇＯの他に、アルカリ金属酸化物を総和で０．１〜２０質量％で含有させることができる。
【００４９】
さらに、本発明のモールドフラックスでは、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｎＯ、ＢａＯ等も、必要に応じて添加することができる。これらの添加によりフラックスの凝固点を調整することができるが、なかでもＺｒＯ２は凝固点を上昇させる作用を発揮し、それ以外の成分は凝固点を下降させる作用を有する。しかし、これらの成分を添加する場合には、各成分の単独での含有量が１０質量％を超えないことが望ましい。
【００５０】
モールドフラックスには配合する原料から不純物としてＦｅ２Ｏ３等が混入する場合があるが、本発明において何ら支障を生じない。
【００５１】
本発明のモールドフラックスは、上記の構成を採用することにより、溶融層から溶鋼または鋳型内メニスカス部の凝固殻先端部へのＳの移行を抑制でき、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止することができる。
【００５２】
さらに、カスピディンをフラックスフィルム中に安定して析出させることができるので、鋳型内の緩冷却化が可能になることから、一層、鋳片表面に発生する縦割れ防止を図ることができる。
【００５３】
【実施例】
（実施例１）
厚み２７０ｍｍおよび幅１２６０ｍｍの鋳型を有する垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて、極低炭素鋼を速度１．６ｍ／分で鋳造した。溶鋼の鋳造に際しては、塩基度、Ｓの含有量、添加元素の異なる１０種類（本発明例Ａ〜Ｇおよび比較例ａ〜ｃ）のモールドフラックスを使用した。表１に極低炭素鋼の化学組成を示す。また、表２にモールドフラックスの条件を示す。
【００５４】
【表１】
【表２】
極低炭素鋼の鋳造結果を表３に示す。ここで、鋳片表層の介在物は、表面から１０ｍｍの厚みにかけて鋳片を１ｋｇ切り出して塩化第一鉄水溶液中で電解させ、水溶液中に残渣として残った直径１００μｍ以上の球状介在物の個数を光学顕微鏡で計数して評価した。
【００５７】
また、鋳型銅板の温度は、溶鋼表面から約２００ｍｍ下方の位置に埋設した熱電対により計測し、その温度変動を評価した。
【００５８】
【表３】
本発明例はいずれも、鋳片表層の介在物は１〜６個と少なく、良好な清浄性であった。また、鋳造中における鋳型銅板の温度変動も小さく安定していた。なお、通常の連続鋳造における鋳型銅板の温度変動レベルは±１０℃であった。
【００６０】
本発明例ＡおよびＢは、塩基度が１．１〜１．３と比較的低いため、他の本発明例に比べ鋳片表層の介在物は４〜６個と多かった。
【００６１】
これに対し、本発明例Ｃ、ＤおよびＥでは塩基度が１．６と比較的高く、Ａｌ２Ｏ３の望ましい含有範囲も満足しているので、鋳片表層の介在物は１〜３個と良好な結果であった。特に、Ｓ含有量が０．０３質量％であるモールドフラックスＥを用いた場合、鋳片表層の介在物は１個であり、良好な清浄性であった。
【００６２】
本発明例Ｇでは、上記（２）式で定義するｆ２が０．３２と望ましい範囲を高めに外れているため、ＣａＦ２が析出し易くなり、析出した結晶組成が単一とはならず、鋳型銅板の温度変動が比較的大きくなった。ただし、通常の鋳造における変動レベル±１０℃に比べ良好な結果であった。
【００６３】
これに対して、本発明で規定する塩基度から低めに外れた比較例ａ、およびＳの含有量が外れた比較例ｂでは、鋳片表層の介在物が多く、清浄性が悪化していた。また、本発明で規定する塩基度から高めに外れた比較例ｃでは、鋳片表層の介在物は少なかったものの、フィルム中にＣａＦ２または３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２・Ｎａ２Ｏ等の結晶が析出することにより、鋳型銅板の温度変動が大きくなり、ブレイクアウト予知システムの誤作動が頻発した。
【００６４】
実施例１では、本発明例および比較例のいずれにおいても、鋳片表面に縦割れは観察されなかった。
（実施例２）
実施例２では、厚み２７０ｍｍおよび幅１２６０ｍｍの鋳型を有する垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて、中炭素鋼を速度１．６ｍ／分で鋳造した。溶鋼の鋳造に際しては、Ｓの含有量の異なる２種類（実施例１の本発明例Ｆおよび比較例ｄ）のモールドフラックスを使用した。表４に中炭素鋼の化学組成を示す。また、表５にモールドフラックスの条件を示す。
【００６５】
【表４】
【表５】
中炭素鋼の鋳造結果を表６に示す。ここで、鋳片表面に発生する縦割れについて、鋳造後の鋳片表面を目視で観察しその有無を確認した。さらに、鋳片表層の介在物の観察、および鋳型銅板の温度変動の評価は、実施例１の場合と同様とした。
【００６８】
【表６】
本発明例Ｆでは、鋳片表層の介在物は少なく良好な清浄性であるとともに、鋳片表面に発生する縦割れも観察されなかった。さらに、鋳造中における鋳型銅板の温度変動も小さく安定していた。
【００７０】
これに対して、本発明で規定するＳの含有量から外れる比較例ｄでは、鋳片表層の介在物が多く、清浄性が悪化しており、同時に鋳片表面に縦割れの発生が確認された。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の鋼の連続鋳造用モールドフラックスによれば、溶融層からのＳの移行を抑制することが可能になり、鋳片表層に発生する介在物性の欠陥を低減するとともに、鋳片表面に縦割れが発生するのを防止することができる。
【００７２】
さらに、その化学組成を適切に選択することにより、カスピディンをフラックスフィルム中に安定して析出させることができるので、鋳型内の緩冷却化が可能になり、一層、鋳片表面に発生する縦割れの防止を図ることができる。
Claims (3)
- ＣａＯの含有質量％とＳｉＯ２ の含有質量％との比ＣａＯ／ＳｉＯ２ の値が１．０〜２．５であり、Ｓの含有量が０．５質量％未満であることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドフラックス。
- 下記（１）式で定義するｆ１の値が１．１〜１．７であり、下記（２）式で定義するｆ２の値が０．０５〜０．２５であることを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造用モールドフラックス。
ここで、（ＣａＯ）ｍ＝ＷＣａＯ−（ＣａＦ２）ｍ×０．７１８、
（ＳｉＯ２）ｍ＝ＷＳｉＯ２、
（ＣａＦ２）ｍ＝｛ＷＦ−ＷＬｉ２Ｏ×１．２７−ＷＮａ２Ｏ×０．６１３−ＷＫ２Ｏ×０．４０４｝×２．０５であり、
さらに、ＷＣａＯ、ＷＳｉＯ２、ＷＦ、ＷＬｉ２Ｏ、ＷＮａ２ＯおよびＷＫ２Ｏは、モールドフラックス中のＣａＯ、ＳｉＯ２、Ｆ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量（質量％）である - さらに、Ａ１２Ｏ３の含有量が５〜２０質量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼の連続鋳造用モールドフラックス。
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