JP2006192440A - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

Abstract

【課題】 溶鋼内部への巻き込みを防止することができ、表面品位の高い鋼板を製造する場合に用いるに適した新規な連続鋳造用モールドパウダーを提供する。
【解決手段】 1300℃におけるパウダー粘度が12ポアズ以下で、かつ質量％SiO₂+(質量％Na₂O+質量％Li₂O)/2≦(0.32η^０．１６-0.0756)/0.0087の式(A)を満足するように、パウダー組成とパウダー粘度を決定した連続鋳造用モールドパウダーである。SiO₂、Na₂O、Li₂Oを従来のモールドパウダーよりも減少させ、溶鋼との反応性を抑制した結果、溶鋼中へのパウダーの巻き込みが顕著に低減し、表面品位の高い鋼板を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼の連続鋳造用鋳型内に添加され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。

連続鋳造用モールドパウダーは溶鋼表面で溶融して溶鋼面を被覆し、空気による溶鋼酸化を防止するとともに溶鋼を保温し、また鋳型と鋳片との間の潤滑剤としての機能も発揮するものである。このような目的を達成するためには、パウダーが適度の粘性や表面張力を有し、溶鋼内部への巻き込みが生じないようにすることが望まれる。

連続鋳造用モールドパウダーに関する提案は従来から数多くなされている。例えば特許文献１には、加熱された際の結晶化温度を最適化することにより熱抵抗性を増大させ、鋳型内を緩冷却化して鋳片の表面性状を改善するモールドパウダーが開示されている。また特許文献２には、塩基度を高めるとともに1300℃におけるパウダー粘度を1.5ポアズ以下として、鋳片の表面性状を改善するモールドパウダーが開示されている。

さらに特許文献３には、モールドパウダーの凝固温度及び1300℃におけるパウダー粘度を鋳造速度との関連において規定し、ブレークアウトを防止したモールドパウダーが開示されている。また特許文献４には、塩基度を規定して鋳片の縦割れを防止したモールドパウダーが開示されている。

上記のように連続鋳造用モールドパウダーについては様々な角度からの検討がなされているが、モールドパウダーの溶鋼内部への巻き込みを完全に防止することは容易ではない。特にこの問題は浸漬ノズルから溶鋼中に吹き込まれるアルゴンガスが鋳型内の溶鋼メニスカスとモールドパウダー界面で破泡する際に生じやすく、自動車用鋼板のような高品質が要求される鋼板の場合には、モールドパウダーの溶鋼内部への巻き込みは大きな問題となっている。
特開２０００−１０２８４６号公報 特開２００４−１０１７号公報 特開平８−１８７５５９号公報 特開平１０−３１４８９７号公報

従って本発明が解決しようとする課題は、溶鋼内部への巻き込みを防止することができ、自動車用鋼板のような高品質が要求される鋼板を製造する場合に用いるのに適した新規な連続鋳造用モールドパウダーを提供することである。

本発明者はモールドパウダーの溶鋼内部への巻き込みについて検討を重ねた結果、モールドパウダー溶融物の溶鋼中アルミニウムとの反応性が、巻き込みと関連することを見出した。すなわちパウダー溶融物中には溶鋼中のアルミニウムの酸化源となるSiO₂、Na₂O、Li₂Oなどが含有されているが、これらの含有率とモールドパウダーの溶鋼内部への巻き込みとの間に関連性があることを初めて見出した。なお前記した特許文献を含み従来文献には、このような知見は示されていない。

本発明は上記の知見に基づいてなされたものであって、1300℃におけるパウダー粘度が12ポアズ以下で、かつ質量％SiO₂+(質量％Na₂O+質量％Li₂O)/2≦(0.32η^０．１６-0.0756）/0.0087の式(A)を満足するように、パウダー組成とパウダー粘度を決定したことを特徴とするものである。

なお、CaO/SiO₂を1.2〜2.0とすることが好ましく、パウダー中に0.5〜10質量％のZrO₂と、0.5〜10質量％のSrOの少なくとも一方を含有させることが好ましい。さらに、パウダー中に3〜15質量％のFを含有させることが好ましい。

本発明の連続鋳造用モールドパウダーは、溶鋼中に0.05％程度含有されているアルミニウムの酸化源となるSiO₂、Na₂O、Li₂Oを従来よりも減少させ、溶鋼との反応性を抑制した。この結果、アルゴンガスの溶湯面での破泡時における溶鋼中へのパウダーの巻き込みが顕著に低減し、圧延後のコイル表面疵個数をコイル当り1個以下にまで減少させることが可能となった。なお、ZrO₂、SrO、FはSiO₂、Na₂O、Li₂Oをミニマムとした場合に、パウダーの融点と粘度を調整するために適した成分であり、後記する実施例に示すように適量を含有させることが好ましい。

前記したように本発明の連続鋳造用モールドパウダーは、質量％SiO₂+(質量％Na₂O+質量％Li₂O)/2≦(0.32η^０．１６-0.0756)/0.0087の式(A)を満足するように、パウダー組成とパウダー粘度を決定したものである。ここでηは1300℃におけるパウダー粘度あって、12ポアズ以下の領域に限定される。上記の式(A)は図１のグラフ中に示される曲線を表しており、1300℃におけるパウダーの粘度がこの曲線よりも下側の領域にあれば、パウダーの巻き込みは生じないことが確認された。なお、質量％SiO₂+(質量％Na₂O+質量％Li₂O)/2はアルミニウムの酸化源となる成分量を表す指数である。

請求項１の発明において1300℃におけるパウダー粘度を12ポアズ以下に限定したのは、この範囲を越えるとパウダー流入厚が減少し、ブレークアウトが発生し易くなるためである。また請求項２のように、CaO/SiO₂を1.2〜2.0とすることが好ましい。CaO/SiO₂が１．２未満になるとSiO₂の量が増加し、これが溶鋼中のアルミニウムと反応して界面張力が低下するため、パウダー巻き込み防止効果が低下する。逆にCaO/SiO₂が2.0を越えると凝固温度が高くなり、潤滑性が損なわれるためにブレークアウトが発生しやすくなる。

また請求項３のように、パウダー中に0.5〜10質量％のZrO₂と、0.5〜10質量％のSrOの少なくとも一方を含有させることが好ましい。ZrO₂は粘度を確保するために添加される成分であり、0.5質量％未満ではその効果が不十分である。逆に10質量％を越えると、粘度が上昇して潤滑性が損なわれるためにブレークアウトが発生しやすくなる。SrOは凝固温度を調整するために添加される成分であり、0.5質量％未満ではその効果が不十分である。逆に10質量％を越えるとコストが高くなり、経済性が損なわれる。

また請求項４にように、パウダー中に3〜15質量％のFを含有させることが好ましい。Fは凝固温度や粘性を低下させるために添加される成分で、3質量％未満ではその効果がなく、15質量％を越えると浸漬ノズル耐火物の溶損が大きくなるため、3〜15質量％が適切である。

上記した本発明の連続鋳造用モールドパウダーは、従来品と同様に鋼の連続鋳造用鋳型内に添加して用いられるものであるが、質量％SiO₂+(質量％Na₂O+質量％Li₂O)/2で示されるアルミニウムの酸化源となる成分量を抑制したので溶鋼との反応性が低下する。このためアルゴンガスの破泡時におけるモールドパウダーの巻き込みがなくなり、以下の実施例に示すように、圧延後のコイル表面疵個数をコイル当り1個以下にまで減少させることが可能となった。

溶鋼２７０トンの極低炭素鋼を転炉−ＲＨで溶製した。タンディッシュ内溶鋼温度は1560〜1580℃であり、垂直型連続鋳造機を使用して250mm厚×1600mm幅の鋳片を製造した。鋳造速度Ｖｃは1.3〜2.0m/minで、表１に示した組成のモールドパウダーを用いた。得られた鋳片を通常の方法で圧延、酸洗、冷延、焼鈍して自動車用鋼板とした。

表１には1300℃における粘度と、式(A)の左辺と右辺の値及びコイル表面品位を示した。表面品位の判定はコイル表面疵個数がコイル当り１個以下のものを○、それ以上を×とした。また操業安定性はブレークアウト警報の有無により示し、警報なしを○、警報ありを×とした。

表１から明らかなように、実施例の連続鋳造用モールドパウダーは全て表面品位判定及び操業安定性が○である。なお各実施例のデータは図１中にも表示した。これに対して比較例B1〜B29は何れも式(A)を満たさず、表面品位判定が×である。またB29とB30は1300℃におけるパウダー粘度が１２ポアズを越えたもので、操業安定性も×となっている。

本発明の範囲を示すグラフである。

Claims (4)

1300℃におけるパウダー粘度が12ポアズ以下で、かつ質量％SiO₂+(質量％Na₂O+質量％Li₂O)/2≦(0.32η^０．１６-0.0756）/0.0087の式を満足するように、パウダー組成とパウダー粘度を決定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。

CaO/SiO₂を1.2〜2.0としたことを特徴とする請求項１記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダー。

パウダー中に0.5〜10質量％のZrO₂と、0.5〜10質量％のSrOの少なくとも一方を含有させたことを特徴とする請求項１または２記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダー。

パウダー中に3〜15質量％のFを含有させたことを特徴とする請求項３記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダー。

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