JP2006110568A

JP2006110568A - 高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーおよび高アルミニウム鋼の連続鋳造方法

Info

Publication number: JP2006110568A
Application number: JP2004298092A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kawakami; 潔川上; Haruyuki Shimokuchi; 晴之下口; Yasuhide Oba; 康英大塲; Shinichi Kitade; 真一北出
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP4402560B2

Abstract

【課題】高アルミニウム鋼を連続鋳造する際に、モールド内でモールドパウダーと溶鋼中のＡｌの反応によってモールドパウダーが組成変動して高融点結晶のゲーレナイトを析出することのないモールドパウダーを提供する
【解決手段】質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、軟化点が１０５０℃以上で１３００℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以上の物性を有する高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーで、軟化点が１０５０℃以上で１１５０℃未満で粘度が１．０Ｐａ・ｓ以上の物性を有し、塩基度のＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５０未満に調整されている。
【選択図】図１

Description

連続鋳造設備で高アルミニウム鋼を連続鋳造するときに発生する鋳片の表面欠陥を低減し、かつ、引き抜き時のブレークアウトの発生を防止することができるモールドパウダーおよびこのモールドパウダーを用いた高アルミニウム鋼の連続鋳造方法に関する。

高アルミニウム鋼を連続鋳造設備で製造する場合、従来に使用されている表１に示すモールドパウダーを使用すると、連続鋳造設備のモールド内でモールドパウダーと高アルミニウム溶鋼中のＡｌが反応し、溶融したモールドパウダーが組成変動して高融点結晶のゲーレナイトを析出し、目的とする初期組成のモールドパウダーの成分と異なる成分に変化する。そのため狙ったモールドパウダーの特性が得られず、この高融点結晶の析出によりモールドと溶鋼間でモールドパウダーの役割である潤滑作用の効果が失われ、モールドと溶鋼間へのモールドパウダーの流入が阻害されることとなり、モールドと溶鋼間で焼きつきが発生する。この結果、連続鋳造片の表面に凹みや割れなどの表面欠陥が発生し、これらの表面欠陥が極限に達すると連続鋳造片の引き抜き時にブレークアウトが発生し生産性向上の阻害となる。

鋼の連続鋳造用のモールドパウダーとして１３００℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上の高粘度モールドパウダーが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このモールドパウダーは、Ａｌの含有量の高い高アルミニウム鋼とモールドパウダーとの反応による阻害については全く着目しておらず、上記した高アルミニウム鋼の連続鋳造時の問題を解決できるものでない。

特開２００１−３３４３５１号公報

本発明が解決しようとする課題は、高アルミニウム鋼を連続鋳造する際に、モールド内でモールドパウダーと高アルミニウム溶鋼中のＡｌの反応によってモールドパウダーが組成変動して、高融点結晶のゲーレナイトを析出することのないモールドパウダーを提供することであり、モールドと溶鋼間にモールドパウダーを流入させてモールドパウダーの役割である潤滑作用効果を得て、連続鋳造片の表面欠陥の発生を防止し、さらに連続鋳造片の引き抜き時のブレークアウトの発生を抑制することができる高アルミニウム鋼の連続鋳造用のモールドパウダーを提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、軟化点が１０５０℃以上で１３００℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以上の物性を有することを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーである。なお、本発明のモールドパウダーの軟化点は１１５０℃未満とする。

請求項２の発明では、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、塩基度のＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５０未満に調整されていることを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーである。

請求項３の発明では、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、軟化点が１０５０℃以上で粘度が１．０Ｐａ・ｓ以上の物性を有し、塩基度のＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５０未満に調整されていることを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーである。

請求項４の発明では、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーは、その化学組成が質量％でＳｉＯ₂：４５〜５５％、ＣａＯ：１５〜２５％、ＭｇＯ：≦１０、Ｎａ₂Ｏ：≦１０、Ｌｉ₂Ｏ：≦１０、Ｆ：≦１０、Ｔ．Ｃ：≦１５を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の手段の高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーである。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１項の手段の高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーを用い、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造設備で鋳造し、鋳片表面欠陥を低減し、かつ、鋳造引き抜き時のブレークアウトの発生を防止することを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造方法である。

本発明のモールドパウダーを用いることにより、良好な表面品質を有するＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の鋳造片を連続鋳造により製造することが可能となり、連続鋳造片の表面欠陥が大幅に減少し、連続鋳造片の引き抜き時のブレークアウトの発生が減少し、得られた連続鋳造片の圧延鋼片の疵手入れ率が大幅に低減できた。

本発明の実施の形態の説明に先立ち、本発明を開発した経緯について説明する。高アルミニウム鋼の連続鋳造においては、連続鋳造のモールド内において下記の反応式（１）に示した反応がモールドパウダー中のＳｉと溶鋼中のＡｌとの間で起こり、モールドパウダー中のＡｌ₂Ｏ₃が上昇し、ＳｉＯ₂が減少する。
（化１）
［Ａｌ］＋ＳｉＯ₂→Ａｌ₂Ｏ₃＋［Ｓｉ］…（１）

このＡｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂の増減によりモールドパウダーの組成は、図１に示すように、高融点結晶のゲーレナイト：Ｃａ₂Ａｌ₂ＳｉＯ₇の組成に変動する。

発明者らは、このような高アルミニウム鋼の連続鋳造においては、この高融点結晶の析出により、上記に記載したように、モールドパウダーはモールドと溶鋼間に潤滑が阻害され、モールドパウダーの役割である潤滑作用の効果が失われ、鋳片の表面に凹みや割れなどの欠陥が発生し、その欠陥が極限に達すると究極には連続鋳造片の引き抜き時にブレークアウトが発生することを見出し、そこで、鋭意考究して、塩基度のＣａＯ／ＳｉＯ₂を０．５０未満に調整することにより、反応式（１）の反応が起こっても、図１の如く高融点結晶のゲーレナイトを析出させないことを見出し、本発明を得たものである。また、モールドパウダーの軟化点（凝固温度）を１１５０〜１２５０℃からより低い１０５０℃以上で１１５０℃未満に下げることにより、モールドパウダーの溶融性を上げたものである。これらのゲーレナイトを析出させないこととモールドパウダーの溶融性を上げたことの２点を有するモールドパウダーを使用して、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造設備で鋳造すると、鋳片の表面欠陥を防止し、さらに、引き抜き時のブレークアウトの発生を抑制することが可能となることを見出した。

以下に本発明を実施するための最良の形態について説明する。電気炉により溶製して得た本発明に係るモールドパウダーが適用される高アルミニウム鋼と比較鋼の化学組成をそれぞれ本発明例及び、比較例として示す。表２におけるこれらの鋼の化学組成は、Ｆｅ及び不可避不純物以外の化学組成で示している。なお、表２の本発明例のＮｏ．１は高アルミニウム鋼であるＪＩＳＧ４２０２で規格するＳＡＣＭ６４５であるアルミニウムクロムモリブデン鋼であり、Ｎｏ．２は同じく高アルミニウム鋼ではあるがＭｏを意図的に添加していない鋼である。Ｎｏ．３は比較鋼として低アルミニウム鋼の例としてＪＩＳＧ４１０５で規格するＳＣＭ４４０であるクロムモリブデン鋼である。

これらの表２に示す化学組成の溶鋼をそれぞれ表３に示す組成と物性を有する本発明例のモールドパウダーと従来のモールドパウダーと低アルミニウム鋼で使用するモールドパウダーとを比較として用い、鋳込み速度０．４６ｍ／ｍｉｎの条件下で、断面が３８０ｍｍ×４９０ｍｍの鋳片を連続鋳造により製造した。

上記の条件下で連続鋳造により高アルミニウム鋼および低アルミニウム鋼からなる鋳片を製造した場合の、本発明に係るモールドパウダーを適用した本発明例及び比較例並びに従来のモールドパウダーを適用した本発明例及び比較例のそれぞれにおける鋳片表面の疵発生率並びにこれらの鋳片を圧延して得た中間製品の疵手入れ率を表４に示す。

表４に見られるように、鋼種Ｎｏ．１の高アルミニウム鋼であるＪＩＳＧ４２０２で規格するＳＡＣＭ６４５は従来のモールドパウダーにより連続鋳造した際に見られた鋳片の表面の凹みと割れなどの欠陥は３８％であったが、本発明のモールドパウダーにより連続鋳造した鋳片の表面の凹みと割れなどの欠陥は３％にまで低減し、この鋳片を圧延して得た中間製品における疵手入れ率は、従来のモールドパウダーによるものでは８２％であったが、それが本発明に係るモールドパウダーによるものでは２８％に低減した。同じく高アルミニウム鋼である鋼種Ｎｏ．２についても従来のモールドパウダーにより連続鋳造した際に見られた鋳片の表面の凹みと割れなどの欠陥は３６％であったが、本発明のモールドパウダーにより連続鋳造した鋳片の表面の凹みと割れなどの欠陥は３％にまで低減し、この鋳片を圧延して得た中間製品における疵手入れ率は、従来のモールドパウダーによるものでは７９％であったが、それが本発明に係るモールドパウダーによるものでは２７％に低減した。低アルミニウム鋼の例としてＪＩＳＧ４１０５で規格するＳＣＭ４４０であるクロムモリブデン鋼の比較鋼Ｎｏ．３は、従来のモールドパウダーにより連続鋳造した際に見られた鋳片の表面の凹みと割れなどの欠陥は２％であったが、本発明のモールドパウダーにより連続鋳造した鋳片の表面の凹みと割れなどの欠陥は４％に増加し、この鋳片を圧延して得た中間製品における疵手入れ率は、比較のモールドパウダーによるものでは１５％であったが、それが本発明に係るモールドパウダーによるものでは１８％に増加していることから、低アルミニウム鋼における本発明のモールドパウダーによる鋳片表面品質を改善する効果は無い。

ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系平衡状態図によるモールドパウダー組成変動後の物性変化を示す図である。

Claims

質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、軟化点が１０５０℃以上で１３００℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以上の物性を有することを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、塩基度のＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５０未満に調整されていることを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーで、軟化点が１０５０℃以上で１３００℃における粘度が１．０Ｐａ・ｓ以上の物性を有し、塩基度のＣａＯ／ＳｉＯ₂が０．５０未満に調整されていることを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼の連続鋳造に用いるモールドパウダーは、その化学組成が質量％でＳｉＯ₂：４５〜５５％、ＣａＯ：１５〜２５％、ＭｇＯ：≦１０、Ｎａ₂Ｏ：≦１０、Ｌｉ₂Ｏ：≦１０、Ｆ：≦１０、Ｔ．Ｃ：≦１５を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高アルミニウム鋼の連続鋳造用モールドパウダーを用い、質量％でＡｌ≧０．８０％を含有した高アルミニウム鋼を連続鋳造設備で鋳造し、鋳片表面欠陥を低減し、かつ、鋳造引き抜き時のブレークアウトの発生を防止することを特徴とする高アルミニウム鋼の連続鋳造方法。