JP2008105052A - Exothermic type mold powder for continuously casting steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱性を有する鋼の連続鋳造用発熱型モールドパウダーに関するものである。 The present invention relates to a heat-generating mold powder for continuous casting of steel having exothermic properties.
鋼の連続鋳造用モールドパウダー（以下、単に「モールドパウダー」と記載する）は、合成珪酸カルシウム、セメント、ウォラストナイト、ダイカルシウムシリケート等を主原料とし、必要に応じて塩基度や嵩比重などの粉体特性を調整するためにシリカ原料を加え、更に炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、フッ化ナトリウム、蛍石などの溶融後のスラグ特性調整材としてのフラックス原料、溶融速度調整材としての炭素質原料から構成されている。 Mold powder for continuous casting of steel (hereinafter simply referred to as “mold powder”) is mainly made of synthetic calcium silicate, cement, wollastonite, dicalcium silicate, etc., with basicity and bulk specific gravity as required. Silica raw materials are added to adjust the powder properties of the powder, and flux materials as slag property adjusting materials after melting, such as sodium carbonate, lithium carbonate, sodium fluoride, and fluorite, and carbonaceous materials as melting rate adjusting materials It is composed of
モールドパウダーは、モールド内へ注入された溶鋼表面上へ投入され、溶鋼からの受熱により滓化溶融する。この時、上方から未溶融の現パウダー層、焼結層、溶融スラグ層からなる層状構造を形成し、溶融スラグはモールドと凝固シェル間に流入して消費される。その間の主な役割としては、（１）溶鋼の保温作用、（２）溶鋼の再酸化防止、（３）溶鋼から浮上する介在物の吸収除去、（４）モールドと凝固シェル間の潤滑作用、（５）凝固シェルからモールドへの抜熱制御などが挙げられる。 The mold powder is put on the surface of the molten steel injected into the mold and is hatched and melted by receiving heat from the molten steel. At this time, a layered structure including an unmelted current powder layer, a sintered layer, and a molten slag layer is formed from above, and the molten slag flows between the mold and the solidified shell and is consumed. The main roles during this period are (1) heat retention of molten steel, (2) prevention of reoxidation of molten steel, (3) absorption removal of inclusions floating from molten steel, (4) lubrication between mold and solidified shell, (5) Control of heat removal from the solidified shell to the mold.
鋼の連続鋳造において、モールド内の溶鋼表面温度が低下すると、メニスカス部において凝固シェル先端が倒れ込む爪状組織を形成し、溶鋼中から浮上した介在物、気泡がメニスカス爪状凝固シェルに捕捉され、製品欠陥の原因となる。更に、溶鋼表面温度の低下が大きいと、溶鋼表面にディッケルと呼ばれる鋼の凝固膜が発生し易くなる。ディッケルが発生するとモールドパウダーの溶融が遅れ、溶融スラグ不足によって潤滑不良を生じるなどの問題がある。特に、鋳造開始時においては、溶鋼は冷えた鋳型内に注入されるため、溶鋼温度の低下が大きく、ディッケルが発生し易い。 In continuous casting of steel, when the molten steel surface temperature in the mold decreases, a claw-like structure in which the tip of the solidified shell collapses at the meniscus part, inclusions and bubbles floating from the molten steel are captured by the meniscus claw-shaped solidified shell, Cause product defects. Furthermore, when the molten steel surface temperature is greatly lowered, a solidified film of steel called Dickel is likely to be generated on the molten steel surface. When the deckle is generated, the melting of the mold powder is delayed, and there is a problem in that poor lubrication occurs due to insufficient molten slag. In particular, at the start of casting, the molten steel is poured into a cold mold, so that the temperature of the molten steel is greatly reduced and deckle is likely to occur.
これらの問題を解決するため、例えば特許文献１には、フライアッシュを３５〜５０重量％（質量％）、ポルトランドセメントを２０乃至４０重量％（質量％）、ＣａＦ２を９０％以上含有し、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３が３％以下である蛍石を８乃至１６重量％（質量％）、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムの１種以上を２乃至１２重量％（質量％）、弗化ナトリウムまたは珪弗化ナトリウムの１種以上を５乃至１５重量％（質量％）、発熱性物質の粉末を２乃至１０重量％（質量％）含有し、遊離炭素含有量が２重量％（質量％）以下であることを特徴とする、鋼の連続鋳造用発熱性粉末添加剤が開示されている。 To solve these problems, for example, Patent Document 1, the fly ash 35 to 50 wt% (mass%), a Portland cement 20 to 40% by weight (wt%), containing CaF 2 90% or more, 8 to 16% by weight (mass%) of fluorite having 3% or less of SiO 2 or Al 2 O 3 , 2 to 12% by weight (mass%) of one or more of sodium carbonate or potassium carbonate, sodium fluoride or 5 to 15 wt% (mass%) of one or more kinds of sodium silicofluoride, 2 to 10 wt% (mass%) of exothermic substance powder, and free carbon content of 2 wt% (mass%) or less An exothermic powder additive for continuous casting of steel is disclosed.
また、特許文献２には、鋼の連続鋳造過程において、パウダー中の金属Ｃａと金属Ｓｉが総量で１０〜２０％、且金属Ｓｉが１３％以下となるように金属Ｃａ−Ｓｉ合金を配合し、更にＣを０．５％以下に低減せしめた発熱性還元性パウダーを鋳造初期に添加することを特徴とする鋼の連続鋳造方法が開示されている。 In Patent Document 2, a metal Ca-Si alloy is blended so that the total amount of metal Ca and metal Si in the powder is 10 to 20% and the metal Si is 13% or less in the continuous casting process of steel. Further, there is disclosed a continuous casting method of steel characterized in that exothermic reducing powder in which C is further reduced to 0.5% or less is added at the initial stage of casting.
更に、特許文献３には、内側壁面が型面を形成する筒状の鋳型内に挿入した浸漬ノズルからステンレス溶鋼を注入しながらモールドパウダーを鋳型内上部に投入して鋳片を鋳型の下方から引き出す連続鋳造を最初に初期用モールドパウダーを使用して開始するに際し、初期用モールドパウダーとして、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＣａＯ系の無機粉末に低融点調整剤としてＮａ２Ｏ、Ｆ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３及びＢａＯの１種以上を、発熱剤としてＣ及びＣａ−Ｓｉの少なくともＣａ−Ｓｉを、該発熱剤を発熱させる酸化剤としてＫＭｎＯ４、Ｆｅ２Ｏ３及びＭｎＯの１種以上を添加して下記の特性
（イ）溶融点：９００〜１，１００℃
（ロ）発熱量：４００ｋｃａｌ／ｋｇ以上
（ハ）塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）：０．７〜１．１
を有するパウダーを調整し、この初期用モールドパウダーを鋳型内の溶鋼上部表面の表面積１ｃｍ２当たり２〜４ｇ投入することを特徴とするステンレス鋼の連続鋳造における初期鋳造方法が開示されている。
Furthermore, in Patent Document 3, mold powder is poured into the upper part of the mold while injecting stainless steel from an immersion nozzle inserted into a cylindrical mold whose inner wall surface forms a mold surface, and the slab is placed from below the mold. When starting continuous casting with the initial mold powder first, Al 2 O 3 —SiO 2 —CaO-based inorganic powder is used as the initial mold powder, and Na 2 O, F, MgO as the low melting point regulator. , Fe 2 O 3 , B 2 O 3 and BaO, C—Si as a heat generating agent, and at least Ca—Si of Ca—Si, KMnO 4 , Fe 2 O 3 as an oxidizing agent that generates heat from the heat generating agent One or more of MnO is added and the following characteristics (a) Melting point: 900 to 1,100 ° C.
(B) Calorific value: 400 kcal / kg or more (c) Basicity (CaO / SiO 2 ): 0.7 to 1.1
An initial casting method in continuous casting of stainless steel is disclosed, in which 2 to 4 g of the initial mold powder is introduced per 1 cm 2 of the surface area of the molten steel upper surface in the mold.
また、特許文献４には、基材原料２０〜９０重量％（質量％）、ＳｉＯ２含有量５０重量％（質量％）以上のシリカ質原料０〜１０重量％（質量％）、フラックス原料０〜２０重量％（質量％）、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び硝酸ナトリウムよりなる群から選択された１種または２種以上の発熱材３〜３０重量％（質量％）、炭素、シリコン及びシリコン合金よりなる群から選択された１種または２種以上の還元材３〜３０重量％（質量％）、及び酸化鉄よりなる火炎抑制材０〜３０重量％（質量％）を含有してなることを特徴とする連続鋳造用発熱型モールドパウダー（請求項１）；基材原料２０〜９０重量％（質量％）、ＳｉＯ２含有量５０重量％（質量％）以上のシリカ質原料０〜１０重量％（質量％）、フラックス原料０〜２０重量％（質量％）、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び硝酸ナトリウムよりなる群から選択された１種または２種以上の発熱材３〜３０重量％（質量％）、炭素、シリコン及びシリコン合金よりなる群から選択された１種または２種以上の還元材３〜３０重量％（質量％）、及び酸化鉄よりなる火炎抑制材０〜３０重量％（質量％）を含有してなり、不可避的遊離炭素が０．５重量％（質量％）以下であることを特徴とする連続鋳造用発熱型モールドパウダー（請求項２）が開示されている。 Patent Document 4 discloses that the base material is 20 to 90% by weight (mass%), the SiO 2 content is 50% by weight (mass%) or more of siliceous material 0 to 10% by weight (mass%), and the flux material is 0. ˜20 wt% (mass%), one or more exothermic materials selected from the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate and sodium nitrate 3-30 wt% (mass%), carbon, silicon and silicon alloy 1 to 2 or more kinds of reducing materials selected from the group consisting of 3 to 30% by weight (mass%), and flame suppression material consisting of iron oxide 0 to 30% by weight (mass%) Heat-generating mold powder for continuous casting (Claim 1); Silica material 0 to 10% by weight of base material 20 to 90% by weight (mass%), SiO 2 content 50% by weight (mass%) or more (Mass%), flux source 0 to 20 wt% (mass%), 1 to 2 or more exothermic materials selected from the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate and sodium nitrate 3 to 30 wt% (mass%), carbon, silicon and silicon 1 to 2 or more kinds of reducing materials selected from the group consisting of alloys 3 to 30 wt% (mass%), and flame suppression materials 0 to 30 wt% (mass%) consisting of iron oxide, There is disclosed an exothermic mold powder for continuous casting characterized in that unavoidable free carbon is 0.5 wt% (mass%) or less (claim 2).
更に、特許文献５には、スラグ基材と、融剤、粘度調整剤、カーボンなどを含有した連続鋳造用パウダに、フラックス分とＣａ−Ａｌ合金微粒子とを一体に焼結して粉状にしたＣａ−Ａｌ合金フラックス粉末、およびＣａ−Ｓｉ合金粉末やＡｌ−Ｍｇ合金粉末などの発熱性合金粉末を、それぞれ発熱剤として混合したことを特徴とする連続鋳造用フロントパウダが開示されている。 Further, Patent Document 5 discloses that a powder for continuous casting containing a slag base material, a flux, a viscosity modifier, carbon and the like is integrally sintered with a flux and Ca—Al alloy fine particles. A continuous casting front powder is disclosed in which Ca-Al alloy flux powder and exothermic alloy powders such as Ca-Si alloy powder and Al-Mg alloy powder are mixed as a heat generating agent.
また、特許文献６には、極低炭素鋼の連続鋳造に使用されるパウダーであって、Ｃａ−Ａｌ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、金属ＡｌおよびＡｌ−Ｃａ−Ｍｇ合金の群から選ばれる発熱剤の少なくとも１種を３〜２０重量％（質量％）含有し、かつフラックスの成分比率が１０〜８０％であるＣａ−Ａｌ合金とフラックスとの混合組織を５〜４０重量％（質量％）含有し、さらにトータルカーボン量が０．３％以下であることを特徴とする極低炭素鋼用発熱型スタートパウダーが開示されている。 Patent Document 6 discloses a powder used for continuous casting of ultra-low carbon steel, which is a heating agent selected from the group of Ca—Al alloy, Al—Mg alloy, metal Al, and Al—Ca—Mg alloy. 5 to 40% by weight (mass%) of a mixed structure of a Ca—Al alloy and a flux containing at least one kind of 3 to 20% by weight (mass%) and a flux component ratio of 10 to 80% Furthermore, there is disclosed a heat generating start powder for ultra-low carbon steel, characterized in that the total carbon content is 0.3% or less.
更に、特許文献７には、鋼の連続鋳造用モールドパウダーであって、全カーボン：０〜１．５質量％、炭酸塩：０〜５質量％ならびに金属粉末発熱剤としてＣａ−Ｓｉ合金、金属ＳｉおよびＳｉ合金の１種もしくは２種以上：３質量％以上を含有することを特徴とする、鋳造の開始を円滑に行うための連続鋳造開始用モールドパウダーが開示されている。 Further, Patent Document 7 discloses a mold powder for continuous casting of steel, in which total carbon: 0 to 1.5 mass%, carbonate: 0 to 5 mass%, and a Ca—Si alloy, metal as a metal powder heating agent. One or more of Si and Si alloys: 3% by mass or more is disclosed. A mold powder for starting continuous casting for smoothly starting casting is disclosed.
また、特許文献８には、鋳造開始時に用いる連続鋳造用初期モールドパウダーであって、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＭｇＯを主成分とするプリメルト原料を６０〜９０質量％、金属発熱材としてＣａ−Ｓｉ、Ａｌ−ＭｇおよびＣａ−Ａｌ合金のうちの１種以上を５〜２０質量％、および助燃材として酸化鉄を５〜２０質量％含有することを特徴とする連続鋳造用初期モールドパウダーが開示されている。 Patent Document 8 discloses an initial mold powder for continuous casting used at the start of casting, and a premelt raw material mainly composed of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and MgO is 60 to 90% by mass. And 5 to 20% by mass of one or more of Ca—Si, Al—Mg and Ca—Al alloy as the metal heating material, and 5 to 20% by mass of iron oxide as the auxiliary combustion material. An initial mold powder for casting is disclosed.
上述のように、特許文献１〜８に開示されている技術は、モールドパウダーにＳｉ、Ｃａ−Ｓｉなどの金属あるいは合金からなる還元材と、Ｆｅ２Ｏ３などの各種酸化材を添加し、その反応（テルミット反応）による反応熱を利用して溶鋼に熱を供給し、溶鋼表面の温度低下を防止するものである。 As described above, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 8 add a reducing material made of a metal or an alloy such as Si or Ca—Si and various oxidizing materials such as Fe 2 O 3 to the mold powder, Heat is supplied to the molten steel using reaction heat by the reaction (thermit reaction) to prevent a temperature drop on the surface of the molten steel.
しかしながら、従来の連続鋳造用発熱型モールドパウダーでは、鋼中介在物や気泡が凝固シェルに捕捉されたり、ディッケルが発生する場合があるなど、発熱量が充分とは言えない。発熱型モールドパウダーの発熱量を大きくするためには、金属を多量に添加するか、反応性に優れた金属（または合金）を使用すれば良いが、Ａｌ等の反応性に優れる金属は粉塵爆発の危険性が高いため、安全面から使用できない。そこで、金属ＳｉやＣａ−Ｓｉ合金等の反応性が比較的低い金属、合金が一般に使用されているが、添加した金属や合金を完全に酸化させるためには、理論反応量以上の酸化材が必要となる。金属や合金の添加量を多くすればする程、より多量の酸化材が必要となり、モールドパウダー中に占める金属や合金と酸化材の比率が高くなり、その他の成分の配合量が少なくなり、発熱溶融後のスラグ成分の調整が困難となる。また、酸化材の配合量が不足する場合には、発熱反応後まで未反応の金属や合金が残存し、期待した発熱量を得ることはできないと同時にスラグ中に残存する金属や合金がモールドと凝固シェル間に流れ込み、モールド鋼板温度変動を大きくし、ブレークアウト誤警報の原因となる。 However, the conventional exothermic mold powder for continuous casting does not have a sufficient amount of heat generation because inclusions and bubbles in the steel are trapped in the solidified shell and deckle is generated. To increase the calorific value of the exothermic mold powder, a large amount of metal should be added or a metal (or alloy) with excellent reactivity should be used. Can not be used for safety reasons. Therefore, metals and alloys with relatively low reactivity, such as metal Si and Ca-Si alloys, are generally used, but in order to completely oxidize the added metal or alloy, an oxidizing material exceeding the theoretical reaction amount is required. Necessary. The greater the amount of metal or alloy added, the greater the amount of oxidant required, the higher the ratio of metal and alloy to oxidizer in the mold powder, the smaller the amount of other ingredients, and the heat generation. Adjustment of the slag component after melting becomes difficult. In addition, when the amount of the oxidizing material is insufficient, unreacted metal or alloy remains until after the exothermic reaction, and the expected calorific value cannot be obtained, and at the same time the metal or alloy remaining in the slag It flows between the solidified shells, increases the temperature fluctuation of the molded steel plate, and causes a breakout false alarm.
一方、発熱型モールドパウダーの酸化材としては、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３が一般的に使用されているが、発熱量を高くするためには酸化材の配合量を増加する必要がある。ＮａＮＯ３を多量に添加すると、発熱反応時に有害なＮＯ２ガスを大量に発生してしまう問題がある。Ｎａ２ＣＯ３を多量に配合すると、発熱反応に伴って火炎や白煙が大量発生し、モールド内が見辛く、作業性が悪化し、更に、溶融後のスラグの状態も粘ってスラグベアーを生成し易く、鋳片へのノロ噛みなどの原因となる問題がある。ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３は反応中白煙の発生は少ないものの、反応速度が遅い（酸化能力が比較的小さい）ため、発熱量が小さい問題や、発熱後に還元されて金属となったＦｅが溶鋼を汚染する問題等がある。 On the other hand, FeO, Fe 2 O 3 , Na 2 CO 3 , and NaNO 3 are generally used as the oxidizing materials for the exothermic mold powder. Need to increase. When a large amount of NaNO 3 is added, there is a problem that a large amount of harmful NO 2 gas is generated during an exothermic reaction. When a large amount of Na 2 CO 3 is blended, a large amount of flame and white smoke is generated due to the exothermic reaction, the inside of the mold is difficult to see, workability deteriorates, and the slag after melting also sticks to produce slag bear There is a problem that it is easy to do and causes biting into the slab. FeO and Fe 2 O 3 generate little white smoke during the reaction, but the reaction rate is slow (relatively low oxidation ability), so there is a problem of small calorific value, and Fe reduced to metal after heat generation is molten steel There is a problem to contaminate.
従って、本発明の目的は、還元材として比較的反応性が低く、安全な金属または合金を使用し、その添加量がなるべく少なくて良く、酸化材としては少量で酸化効果が高く、作業性を悪化させず、従来よりも発熱量が大きい連続鋳造用発熱型モールドパウダーを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to use a metal or an alloy that is relatively low in reactivity as a reducing material, and the addition amount thereof may be as small as possible. An object of the present invention is to provide a heat-generating mold powder for continuous casting that does not deteriorate and has a larger calorific value than conventional ones.
即ち、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーは、金属または合金を１〜２０質量％、酸化マンガンを１〜４０質量％、及びアルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩及びアルカリ金属硝酸塩からなる群から選択された発熱開始促進材の１種または２種以上を０．５〜１３質量％含有してなることを特徴とする。 That is, the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention comprises 1 to 20% by mass of a metal or an alloy, 1 to 40% by mass of manganese oxide, and an alkali metal carbonate, an alkali metal bicarbonate and an alkali metal nitrate. It is characterized by containing 0.5 to 13% by mass of one or more exothermic initiation promoting materials selected from the group.
本発明によれば、良好な状態で発熱反応を生じ、火炎や白煙、有害ガスを大量に発生することがない連続鋳造用発熱型モールドパウダーを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exothermic mold powder for continuous casting which produces exothermic reaction in a favorable state and does not generate | occur | produce a flame, white smoke, and a toxic gas in large quantities can be provided.
本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーは、テルミット反応の酸化材を適切に選定することによって、還元材（金属、合金）の酸化速度を制御し、発熱量が大きく、かつ発熱反応時に多量の白煙、火炎、有害ガスを発生させないものである。 The exothermic mold powder for continuous casting of the present invention controls the oxidation rate of the reducing material (metal, alloy) by appropriately selecting the oxidizing material for the thermite reaction, generates a large amount of heat, and generates a large amount during the exothermic reaction. Does not generate white smoke, flames, or harmful gases.
テルミット反応の酸化材となり、単位質量当たりの含有酸素量が多く、しかも反応性に優れた物質として、酸化マンガンに着目して検討を行った。その結果、酸化マンガンは酸化鉄と同様にアルカリ金属化合物のような発熱反応時の白煙、火炎、有害ガスを大量発生しない。その上、酸化マンガンは、酸化鉄よりも発熱量が大きくなる。これは、酸化マンガンが酸化鉄よりも反応性に優れているためと考えられる。更に、ＭｎＯ２はＦｅＯやＦｅ２Ｏ３のような酸化鉄よりも単位質量当たりの含有酸素量が多いので、連続鋳造用発熱型モールドパウダーへの添加量が少なくてすむ利点がある。 As an oxidizing material for the thermite reaction, the amount of oxygen contained per unit mass is high, and as a substance excellent in reactivity, the investigation was conducted focusing on manganese oxide. As a result, manganese oxide, like iron oxide, does not generate a large amount of white smoke, flames, and harmful gases during an exothermic reaction like an alkali metal compound. In addition, manganese oxide generates more heat than iron oxide. This is presumably because manganese oxide is more reactive than iron oxide. Furthermore, since MnO 2 has a larger oxygen content per unit mass than iron oxide such as FeO and Fe 2 O 3 , there is an advantage that the amount added to the exothermic mold powder for continuous casting can be reduced.
しかし、酸化材として酸化マンガンだけでは、連続鋳造用発熱型モールドパウダーの発熱開始温度が高すぎて発熱しにくい問題がある。そこで、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーにおいては、発熱開始温度を下げるために、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属硝酸塩からなる群から選択される１種または２種以上を少量添加するものである。 However, if manganese oxide alone is used as the oxidizing material, there is a problem that the heat generation start temperature of the exothermic mold powder for continuous casting is too high to generate heat. Therefore, in the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention, one or more selected from the group consisting of alkali metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, and alkali metal nitrates are used to lower the heat generation start temperature. Is added in a small amount.
本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーにおいて、還元材である金属または合金としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃａ−Ｓｉ合金、Ｃａ−Ｓｉ合金、Ａｌ−Ｍｇ合金、Ａｌ−Ｃａ−Ｍｇ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。金属または合金の配合量は、１〜２０質量％、好ましくは２〜１０質量％の範囲内である。金属または合金の配合量が１質量％より少ないと、発熱量が小さく、目的とする効果が得られないために好ましくない。また、２０質量％を超えると、発熱量が大きくなりすぎ、危険なために好ましくなく、更に、酸化材の配合量も多くする必要があり、それに伴って残りの成分の配合量が少なくなり、発熱溶融後のスラグ組成を調整し難くなるために好ましくない。 In the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention, the metal or alloy as the reducing material may be Si, Al, Mg, Ca, Ca—Si alloy, Ca—Si alloy, Al—Mg alloy, Al—Ca—Mg. An alloy, an Fe-Si alloy, and the like can be given, and one or more of these can be used in combination. The compounding quantity of a metal or an alloy is 1-20 mass%, Preferably it exists in the range of 2-10 mass%. When the amount of the metal or alloy is less than 1% by mass, the calorific value is small and the desired effect cannot be obtained, which is not preferable. Further, if it exceeds 20% by mass, the calorific value becomes too large, which is not preferable because it is dangerous. Further, it is necessary to increase the blending amount of the oxidizing material, and accordingly, the blending amount of the remaining components decreases. Since it becomes difficult to adjust the slag composition after exothermic melting, it is not preferable.
本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーにおいて、酸化材として使用される酸化マンガンには、価数の異なる数種類があるが、本発明で使用する酸化マンガンとしては、単位質量当たり最も多くの酸素を含有するＭｎＯ２が好ましい。しかし、ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３あるいはそれらの混合物でも酸化鉄よりも反応性に優れるので、これらを使用することもできる。酸化マンガンの配合量は１〜４０質量％、好ましくは５〜２５質量％の範囲内である。酸化マンガンの配合量が１質量％未満では、金属、合金との反応がスムーズに進まないために好ましくなく、また、４０質量％を超えても、配合量の増加に伴う効果が見られないために好ましくない。 In the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention, there are several types of manganese oxides used as oxidizing materials having different valences. As manganese oxide used in the present invention, the most oxygen per unit mass is used. The contained MnO 2 is preferable. However, since MnO, Mn 2 O 3 or a mixture thereof is more reactive than iron oxide, these can be used. The compounding quantity of manganese oxide is 1-40 mass%, Preferably it exists in the range of 5-25 mass%. If the compounding amount of manganese oxide is less than 1% by mass, the reaction with the metal or alloy does not proceed smoothly. This is not preferable, and if it exceeds 40% by mass, the effect associated with the increase in the compounding amount is not seen. It is not preferable.
また、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーには、酸化材として酸化鉄を併用することもできる。酸化鉄としては、例えばＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４あるいはこれらの混合物を使用することができる。酸化鉄の配合量は、２０質量％以下、好ましくは１２質量％以下である。酸化鉄の配合量が２０質量％を超えると、その他の成分が少なくなり、溶融後スラグ特性が悪化するために好ましくない。 Moreover, the heat-generating mold powder for continuous casting of the present invention can be used in combination with iron oxide as an oxidizing material. As iron oxide, for example, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 or a mixture thereof can be used. The amount of iron oxide is 20% by mass or less, preferably 12% by mass or less. When the blending amount of iron oxide exceeds 20% by mass, the other components are reduced, and the slag characteristics after melting deteriorate, which is not preferable.
本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーにおいて、発熱開始促進材として、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩及びアルカリ金属硝酸塩からなる群から選択される１種または２種以上を０．５〜１３質量％、好ましくは２〜８質量％の範囲内で配合する。アルカリ金属炭酸塩としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウムを使用することができ、アルカリ金属炭酸水素塩としては、例えば炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムを使用することができ、アルカリ金属硝酸塩としては、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウムを使用することができる。これらの成分の合計量が０．５質量％未満では、発熱開始促進材としての効果が小さいために好ましくなく、また、１３質量％を超えると、白煙、火炎あるいは有害ガスの発生等の問題を生ずることがあるので好ましくない。 In the exothermic mold powder for continuous casting according to the present invention, 0.5 to 1 or more selected from the group consisting of alkali metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates and alkali metal nitrates as a heat generation start accelerator. It mix | blends within the range of 13 mass%, Preferably 2-8 mass%. Examples of alkali metal carbonates that can be used include sodium carbonate, lithium carbonate, and potassium carbonate. Examples of alkali metal hydrogen carbonates that can be used include sodium bicarbonate and potassium bicarbonate. For example, sodium nitrate or potassium nitrate can be used. If the total amount of these components is less than 0.5% by mass, it is not preferable because the effect as a heat generation start promoting material is small, and if it exceeds 13% by mass, problems such as generation of white smoke, flame or harmful gas are caused. Is not preferable.
なお、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーを構成する主原料としては、例えば合成珪酸カルシウム、セメント、ウォラストナイト、ダイカルシウムシリケート等を使用することができる。ここで、主原料の配合量は４０〜９５質量％、好ましくは５０〜８０質量％の範囲内である。 In addition, as a main raw material which comprises the exothermic mold powder for continuous casting of this invention, synthetic calcium silicate, cement, wollastonite, dicalcium silicate etc. can be used, for example. Here, the blending amount of the main raw material is in the range of 40 to 95% by mass, preferably 50 to 80% by mass.
また、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーには、シリカ原料を配合する。シリカ原料としては、例えば珪石、ガラス、珪藻土等を使用することができる。ここで、シリカ原料の配合量は０〜２０質量％、好ましくは０〜１０質量％の範囲内である。 Moreover, a silica raw material is mix | blended with the exothermic mold powder for continuous casting of this invention. As a silica raw material, for example, silica, glass, diatomaceous earth, or the like can be used. Here, the compounding quantity of a silica raw material is 0-20 mass%, Preferably it exists in the range of 0-10 mass%.
更に、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーには、フラックスを配合する。フラックスとしては、例えばフッ化ソーダ、蛍石、炭酸リチウム等を使用することができる。ここで、フラックスの配合量は０〜３０質量％、好ましくは５〜２０質量％の範囲内である。 Furthermore, the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention contains a flux. As the flux, for example, sodium fluoride, fluorite, lithium carbonate, or the like can be used. Here, the compounding quantity of a flux is 0-30 mass%, Preferably it exists in the range of 5-20 mass%.
また、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーには、その他の成分として、アルミナ、マグネシア等を配合することができる。ここで、その他の成分の配合量は１５質量％以下、好ましくは１０質量％以下の範囲内である。 The exothermic mold powder for continuous casting of the present invention can contain alumina, magnesia, etc. as other components. Here, the blending amount of the other components is 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less.
更に、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーには、カーボンを７質量％以下、好ましくは４重量％以下の量で配合することができる。カーボンの配合量が７質量％を超えると、金属または合金の酸化を妨害し、カーボンが酸化材と先に反応するために好ましくない。なお、カーボンとしては、例えばカーボンブラック、コークス、黒鉛、膨張性黒鉛等を使用することができる。 Furthermore, carbon can be blended in the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention in an amount of 7% by mass or less, preferably 4% by weight or less. If the amount of carbon exceeds 7% by mass, the oxidation of the metal or alloy is hindered, and the carbon reacts with the oxidizing material first, which is not preferable. As carbon, for example, carbon black, coke, graphite, expansive graphite and the like can be used.
本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーの形状は、特に限定されるものではなく、粉末ないし顆粒形状のものを使用することができる。 The shape of the exothermic mold powder for continuous casting of the present invention is not particularly limited, and a powder or granule shape can be used.
以下に本発明品及び比較品を例示して本発明を更に説明する。
実施例１
以下の表１に、鋳造開始時に使用する本発明品及び比較品のモールドパウダーの配合割合並びに使用結果を記載する。なお、使用結果は、本発明品または比較品のモールドパウダー１０ｋｇを鋳造開始時に２５０×１１５０ｍｍのモールド中の低炭素鋼（溶鋼温度：１５５５℃）に投入した時の結果であり、発熱状況、白煙、有害ガス、溶融後スラグ特性は使用状況を目視により観察したものである。発熱状況において、良は、発熱反応がしっかり認められるを、小は、発熱反応が小さい場合を、悪は、発熱反応が認められない場合をそれぞれ示す。また、白煙は、白煙の発生量によって無から大に分類した。更に、有害ガスは赤褐色ガス（二酸化窒素：ＮＯ２）の発生量によって無から大に分類した。また、溶融後スラグ特性において、良は、スラグに粘りがないことを、不良は、スラグが粘った状態でベアーが発生したことをそれぞれ示す。また、ディッケル発生状況はオペレーターが溶鋼表面を鉄棒で突きながら発生状況の有無を確認したものである。更に、鋳片品質は得られた鋳片表面の介在物と気泡の数から評価したものであり、良は、少ない場合を、不良は、多い場合をそれぞれ示す。
Hereinafter, the present invention and comparative products will be exemplified to further explain the present invention.
Example 1
In Table 1 below, the blending ratio of the mold powder of the present invention and the comparative product used at the start of casting and the results of use are described. The results of use are the results when 10 kg of the mold powder of the present invention or comparative product is put into low carbon steel (molten steel temperature: 1555 ° C.) in a 250 × 1150 mm mold at the start of casting. Smoke, noxious gas, and slag characteristics after melting are obtained by visually observing the usage conditions. In the exothermic situation, good indicates that the exothermic reaction is firmly observed, small indicates that the exothermic reaction is small, and bad indicates that the exothermic reaction is not observed. White smoke was classified from no to large according to the amount of white smoke generated. Furthermore, harmful gases were classified from nothing to large according to the amount of reddish brown gas (nitrogen dioxide: NO 2 ) generated. Moreover, in the slag characteristics after melting, “good” indicates that the slag is not sticky, and “bad” indicates that a bear is generated in a state where the slag is sticky. In addition, the state of occurrence of Dickel was confirmed by the operator confirming the presence or absence of occurrence while pushing the surface of the molten steel with a steel bar. Further, the quality of the slab is evaluated from the number of inclusions and bubbles on the surface of the obtained slab, and “good” indicates a case where there are few, and “bad” indicates a case where there are many.
本発明品１〜４は、大きな発熱反応が認められ、火炎や白煙、有害ガスが大量に発生することもなく、溶融後スラグ特性も良好であり、ディッケルが発生することもなく、鋳片にピンホール、介在物も認められず、良好なものであった。
一方、比較品５では、酸化マンガンが配合されていないため、発熱量が小さく、鋳片にブローホールが多数認められた。また、比較品６では、金属及び酸化マンガンの配合量が多いため、発熱反応が激し過ぎるものであった。更に、比較品７では、発熱反応中に火炎と白煙が大量に発生し、モールド内の状況を確認し難いものであった。また、溶融後スラグ中に気泡が多数含まれ、粘度が著しく高い粘った状態になったスラグベアーが発生した。また、比較品８では、発熱状況や鋳片品質などは良好であったが、赤褐色のＮＯ２が発生し、人体に有害であることから使用することができないものであった。
The present invention products 1 to 4 show a large exothermic reaction, do not generate a large amount of flame, white smoke and harmful gas, have good slag characteristics after melting, do not generate deckle, In addition, no pinholes or inclusions were observed.
On the other hand, in comparative product 5, since manganese oxide was not blended, the calorific value was small, and many blow holes were observed in the slab. Moreover, in the comparative product 6, since there are many compounding quantities of a metal and manganese oxide, exothermic reaction was too intense. Furthermore, in the comparative product 7, a large amount of flame and white smoke was generated during the exothermic reaction, and it was difficult to confirm the situation inside the mold. Moreover, many bubbles were contained in the slag after melting, and a slag bear in which the viscosity was extremely high was generated. Moreover, in the comparative product 8, although the exothermic condition and slab quality were good, reddish brown NO 2 was generated and it was harmful to the human body, so it could not be used.
実施例２
以下に、定常状態の連続鋳造に使用する本発明品及び比較品のモールドパウダーの配合割合並びに使用結果を記載する。なお、使用結果は、本発明品または比較品のモールドパウダーを２５０×１１５０ｍｍのモールド中の極低炭素鋼（溶鋼温度：１５６０℃）に投入した時の結果である。
Example 2
Below, the compounding ratio of the mold powder of the present invention and the comparative product used for continuous casting in a steady state and the results of use are described. The results of use are the results when the mold powder of the present invention or the comparative product is put into ultra low carbon steel (molten steel temperature: 1560 ° C.) in a 250 × 1150 mm mold.
比較品１３は、金属無添加品であり、溶鋼表面温度が低く、鋳片にピンホールが認められた。また、比較品１４は、発熱開始促進材として炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が含まれていないため、Ｃａ−Ｓｉの酸化発熱が充分進まず、不良であった。更に、比較品１５は、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）の配合量が多いため、発熱反応時に大量の白煙が発生し、溶融スラグも粘った状態で不良であった。 Comparative product 13 was a metal-free product, the molten steel surface temperature was low, and pinholes were observed in the slab. Moreover, since the comparative product 14 did not contain sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) as an exothermic start accelerator, the oxidation heat generation of Ca—Si did not proceed sufficiently and was poor. Furthermore, since the comparative product 15 had a large amount of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), a large amount of white smoke was generated during the exothermic reaction, and the molten slag was poor.
本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーは、鋳造開始時並びに定常状態で好適な使用することができる。 The exothermic mold powder for continuous casting of the present invention can be suitably used at the start of casting and in a steady state.
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