JP2673082B2 - 鋼の連続鋳造用発熱型顆粒状モールドパウダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造用モール
ドパウダーに発熱性を付与させた鋼の連続鋳造用発熱型
顆粒状モールドパウダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造用モールドパウダーには、
ポルトランドセメント、黄リンスラグ、ウォラストナイ
ト、ダイカルシウムシリケート、合成珪酸カルシウムな
どを原料として、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、硼砂、氷晶石、ホタル石等の溶融特性調整剤
としてのフラックス原料、溶融速度調整剤としての炭素
質原料等からなる混合タイプや、炭素質原料を除く成分
をすべて予め溶解水砕したプリメルトタイプ、一部の成
分を予め溶解水砕したセミプリメルトタイプ等がある。
また、形状的には粉末原料を混合した粉末タイプと、更
に種々の方法で造粒した顆粒タイプとがある。

【０００３】モールドパウダーはモールド内へ注入され
た溶鋼表面へ添加され、溶鋼からの受熱により溶鋼表面
より溶融スラグ層、焼結層及び未溶融の原パウダー層の
層状構造を形成し、漸次種々の役割を果たしながら消費
される。主な役割としては、モールドと凝固シェル間
の潤滑作用、溶鋼中から浮上する介在物の溶解、吸収
作用、溶鋼の保温作用が挙げられる。

【０００４】近年、鋼の連続鋳造技術の進歩は目覚まし
く、鋳片品質や操業安定度に影響するモールドパウダー
に対する要求も一段と厳しいものがあり、モールドパウ
ダーは各種鋼成分、各種鋳造条件に適合するように品質
設計がなされている。

【０００５】上述のモールドパウダーの役割のうち、
及びは軟化点、粘度などの特性を調整することが重要
であり、かつ化学組成の選定が重要である。一方、の
溶鋼の保温については、炭素質原料によって調整される
溶融速度や嵩比重、拡がり性などの粉体特性が重要であ
る。

【０００６】更に近年、を一歩進めてモールド内メニ
スカス位置での溶鋼温度を確保し、鋳片品質を改善する
ために、カルシウム、珪素、アルミニウム等の金属発熱
剤をパウダー中に含有させ、モールド内で酸化による発
熱反応を生じさせて溶鋼に熱を供給し、反応後は速やか
に溶融し、溶融後は通常のパウダーと同じ挙動を示す発
熱型モールドパウダーであって、かつ作業環境の面から
顆粒状のパウダーが望まれている。例えば、発熱型パウ
ダーについては本発明者の一部がかかる特開平３−2263
41号公報、特開平３−226342号公報に開示されている。
更に、特願平２−330463号として既に出願されている。

【０００７】従来の鋼の連続鋳造用発熱型顆粒状モール
ドパウダーが有する欠点としては、顆粒状モールドパウ
ダー製造時に使用する大量の水と発熱剤である金属また
は反応剤とが反応し、水素ガス発生に伴う製造時の危険
性や、モールドパウダー使用時の蒸発速度の低下、モー
ルド内での溶融速度のばらつき、鋳片品質の低下等が挙
げられる。

【０００８】しかしながら、発熱型パウダーに添加され
る発熱剤としての金属や合金が水と反応し易いために顆
粒状への造粒が困難であり、また、顆粒強度が弱く、使
用時に粉化し易いこともあり、実用的な完成品はないの
が現状である。

【０００９】従って、本発明の目的は、造粒に際して水
素ガス等の発生がなく、顆粒強度が強く、使用時に粉化
し難い鋼の連続鋳造用発熱型顆粒状モールドパウダーを
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解消するために種々の検討を行った結果、この欠点を
克服するため本発明の鋼の連続鋳造用発熱型モールドパ
ウダーでは、有機溶剤を使用することで製造時に水素ガ
スが発生することなく、また、樹脂を用いることで顆粒
強度が強く、使用時に粉化し難く、かつそれらのバイン
ダーが悪影響を及ぼさないことを知見したものである。

【００１１】即ち、本発明に係る鋼の連続鋳造用発熱型
顆粒状モールドパウダーは、金属または合金からなる発
熱剤を含有してなる鋼の連続鋳造用モールドパウダーに
おいて、有機樹脂を有機溶剤に１〜３５重量％溶解した
ものをバインダーとして用い、発熱剤と基材原料、シリ
カ原料、フラックス原料及び／または炭素質原料とを混
合、造粒して顆粒状としたことを特徴とする。

【００１２】本発明の鋼の連続鋳造用発熱型顆粒状モー
ルドパウダーは、セルロース、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂、
ポリビニルブチラール樹脂の１種または２種以上をアル
コール系、エステル系、ケトン系、グリコール系の極性
溶剤もしくは芳香族系の非極性溶剤に１〜３５重量％溶
解させたものをバインダーとして用い、押出造粒、撹拌
造粒、流動造粒、転動造粒、噴霧造粒などの方法で発熱
剤と基材原料、シリカ原料、フラックス、炭素質原料等
を混合して顆粒状としたものである。

【００１３】本発明のモールドパウダーに用いる発熱剤
としてマグネシウム、アルミニウム、珪素、カルシウ
ム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マン
ガン、ニッケル、ストロンチウム、イットリウム、ジル
コニウム、モリブデン、バリウム、ランタン、セリウム
等の金属またはこれらの合金を例示することができ、そ
の配合量は１〜３０重量％の範囲内である。発熱剤の配
合量が３０重量％を超えると発熱量が大きくなり過ぎ、
火炎発熱が大きくモールド内が見難くなる等の作業性が
悪くなるために好ましくない。また、１重量％未満では
発熱量が少なく、効果が得られ難いため、好ましくな
い。

【００１４】また、基材原料としては、ポルトランドセ
メント、ウォラストナイト、黄リンスラグ、高炉スラ
グ、合成珪酸カルシウム、石灰石、苦灰石、マグネシ
ア、アルミナ、チタニア等を使用することができる。基
材原料の配合量は２０〜９０重量％の範囲内が好まし
く、２０重量％未満であると相対的に他の原料の添加量
が多くなり、潤滑作用、介在物の吸収作用等のモールド
パウダー本来の役割を果たさなくなるので好ましくな
い。また、９０重量％を超えると相対的に他の原料が少
なくなり、嵩比重、拡がり性等の粉体特性が調整し難く
なるために好ましくない。

【００１５】次に、シリカ原料は、モールドパウダーの
嵩比重、酸化物換算でのＣａＯ／ＳｉＯ₂重量比を調整
するために用いるものであり、パーライト、フライアッ
シュ、珪砂、長石、珪石粉、珪藻土、珪酸ナトリウム、
ガラス粉、ペタライト、スポジュメン、シリカフラワー
等が使用できる。シリカ原料の配合量は０〜３０重量％
の範囲内が好ましい。

【００１６】更に、フラックス原料は、モールドパウダ
ーの溶融特性を調整するために使用するものであり、ま
た、発熱剤の発熱速度を速くする反応剤としても作用す
る炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸バリウム、炭酸
カリウム、炭酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カ
リウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムの他に
フッ化ナトリウム、氷晶石、蛍石、硼酸、硼砂、コレマ
ナイト、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、フッ化
アルミニウム、マンガン酸化物等を使用することができ
る。フラックス原料の配合量は０〜３５重量％の範囲内
にすることが好ましい。フラックス原料の配合量が３５
重量％を超えると溶融時に蒸発による組成変化を生じた
り、溶鋼をモールド内に注入する浸漬ノズルを激しく溶
損するために好ましくない。

【００１７】また、炭素質原料としては、カーボンブラ
ック、黒鉛、木炭、コークスなどが使用できる。炭素質
原料の配合量は０〜１０重量％の範囲内である。

【００１８】更に、その他の原料として火炎抑制や発熱
剤の酸化促進を目的に酸化鉄を２０重量％未満の範囲内
で使用できる。

【００１９】次に、本発明の鋼の連続鋳造用発熱型顆粒
状モールドパウダーを製造するためのバインダーについ
て説明する。バインダーは有機樹脂と有機溶剤からなる
ものである。有機樹脂には、顆粒粒子が破壊されないよ
う粒子間を接合するに必要な強度(硬度)、耐摩耗性が必
要で、かつ顆粒状パウダーを乾燥するに際して分解しな
いほどの耐熱性も必要である。使用にあたっては、バイ
ンダーが高温の溶鋼に速やかに溶融し、かつ燃焼して除
去され、また、顆粒状パウダーの溶融特性に悪影響を及
ぼさない必要がある。更に、溶融及び燃焼の際にすすが
発生したり、嫌な臭気が発生することがないことも必要
である。

【００２０】有機樹脂としては、セルロース、エポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、
アルキド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等を使用する
ことが好ましい。

【００２１】また、有機溶剤としては、低沸点の有機溶
剤を使用すると、製造中に蒸発が起こり、作業性が低下
し、かつ製造歩留まりにも悪影響を及ぼしそれらを阻害
しない程度の７０℃以上の沸点を有するエチルアルコー
ル、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブ
チルアルコール、イソブチルアルコール、酢酸ブチル、
酢酸イソアミル、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、トルエン、キシレン、メチルグリコールアセ
テート、プロピレングリコールメチルエーテル等を１種
または２種以上組み合わせたものが使用できる。バイン
ダー中の樹脂添加濃度は１〜３５重量％が好ましく、ま
た、顆粒状モールドパウダーの粒強度と密接な関係があ
り、樹脂添加濃度が高いほど粒強度は高くなるが、３５
重量％を超える添加はバインダーの粘性が高くなり過ぎ
ることで製造時の作業性や原料の分散性の低下など悪影
響が生じ、また、顆粒状パウダーの溶融特性や使用時の
作業性などに悪影響を及ぼすので好ましくない。

【００２２】また、有機樹脂との相溶性からセルロー
ス、ポリビニラール樹脂はアルコール系、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂には芳香族系、シリコ
ーン樹脂、アルキシド樹脂にはアルコール系、グリコー
ル系、芳香族系もしくはその混合物などが使用できる。

【００２３】また、上記のバインダーの添加量はパウダ
ー配合原料に５〜３５重量％の範囲である。５重量％未
満だと粒子間を十分に被覆することができず、十分な顆
粒強度が得られず、３５重量％を超えると十分に顆粒状
に成形することが難しくなる。

【００２４】

【作用】上述のバインダーを用いることで、従来の発熱
型顆粒状モールドパウダーが有していた発熱剤として添
加する金属や合金が加水混練時、水と反応し、水素を生
成したり発熱することもなく、押出造粒、撹拌造粒、流
動造粒、転動造粒、噴霧造粒などの方法で顆粒状へ造粒
できるので、使用時に安定した特性を発揮できる。更
に、バインダーは顆粒状モールドパウダーの使用時にお
いてなんら悪影響を及ぼさず、発熱速度の低下、モール
ド内の溶融速度のばらつき、鋳片品質の低下等も生じな
い。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の鋼の連続鋳造
用発熱型モールドパウダーを更に説明する。表１に、本
発明品及び比較品の配合、生産性指数及び実機での使用
結果を記載する。表１中、本発明品である試料番号１〜
１０はそれぞれバインダーの種類を変えて粉末原料混合
物に添加し、混練を行い、押出造粒機によって柱状に造
粒した顆粒品であり、その他は粉末混合品をＶ型ミキサ
ーにて混合した粉末品である。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】＊１：試験方法 まず、３５メッシュ(４２０μｍ)で１分間ロータップで
ふるった試験試料(発熱型顆粒状パウダー)を１００ｇ磁
性ポット(内径１００ｍｍφ、外径１２７ｍｍ、内深１
００ｍｍに近いもの)に入れ、毎分７５回転で１５分間
回す。次に、磁性ポットから試験試料を取り出し、３５
メッシュで１分間ロータップでふるった後、試験試料の
重さを測定し、下記の計算式で崩壊率を算出した。 崩壊率(％)＝［(100−W)/100］×100 (Ｗ：ふるい上残
分ｇ) この測定を２回行い、平均値をもって測定結果とする。
本測定による崩壊率が６０％を超えると粉塵発生が多く
なり、作業環境を悪化させ、作業環境を良好に保つに
は、４０％未満が望ましい。 ＊２：製造方法 開示した配合例で予めＶ型ミキサーで混合した後、水を
１５％添加し、混練後押出造粒し、乾燥させた。 ＊３：生産性指数 本発明品２と従来品１３で生産性を比較し、その差を指
数で示した。

【００２９】表１中、Ａはポリビニルブチラール樹脂
(山宗化学製：商品名デンカブチラール３０００−１)、
Ｂはヒドロキシプロピルセルロース、Ｃはアクリル樹
脂、Ｄはエポキシ樹脂、Ｅはウレタン樹脂、Ｆはシリコ
ーン樹脂、Ｇはアルキド樹脂、ａ及びｂはイソプロピル
アルコール、ｃはトルエン＋キシレン、ｄはキシレン、
ｅはキシレン＋イソプロピルアルコール、ｆはエチルア
ルコール＋キシレン＋メチルグリコールアセテートをそ
れぞれ示す。

【００３０】

【発明の効果】本発明の鋼の連続鋳造用発熱型顆粒状モ
ールドパウダーは、従来造粒する際に使用していた水の
代わりに有機溶剤を使用するために、水素ガスを発生す
ることがないので安全に製造することができ、また、有
機樹脂を使用するために、粒強度の強い使用時に粉化す
ることなく、かつモールドパウダー使用時の発熱速度の
低下、溶融速度のばらつき、鋳片品質の低下等の問題も
起こさず高品質の製品を供給できる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属または合金からなる発熱剤を含有し
   てなる鋼の連続鋳造用モールドパウダーにおいて、有機
   樹脂を有機溶剤に１〜３５重量％溶解したものをバイン
   ダーとして用い、発熱剤と基材原料、シリカ原料、フラ
   ックス原料及び／または炭素質原料とを混合、造粒して
   顆粒状としたことを特徴とする鋼の連続鋳造用発熱型顆
   粒状モールドパウダー。