JP2842938B2

JP2842938B2 - 連続鋳造用フラックス

Info

Publication number: JP2842938B2
Application number: JP26112590A
Authority: JP
Inventors: 行伸松下; 哲夫高橋
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1990-09-29
Filing date: 1990-09-29
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH04138858A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は鋼の連続鋳造において鋳型内の溶鋼湯面上に
添加される連続鋳造用フラックスに関し、特にその溶融
特性を改善してフラックスに起因する鋳造欠陥の減少に
寄与することができる連続鋳造用フラックスに関する。

［従来の技術］連続鋳造用フラックスは、鋳型内の溶鋼湯面上に投入
されて溶鋼の大気との接触による再酸化を防止すると共
に、溶鋼の湯面を保温する作用を有する。また、このフ
ラックスが溶鋼の熱により溶融した後は、スラグを形成
し、このスラグが溶鋼湯面に浮上してきたAl₂O₃等の介
在物を溶解吸収すると共に、鋳型と鋳片との間に介在し
て鋳片に潤滑性を付与したり、鋳型による鋳片の冷却を
均一化させる作用を有する。

従来、これらの作用を発揮する連続鋳造用フラックス
としてはCaO−SiO₂−Al₂O₃系酸化物を基本成分とし、目
的に応じてLi₂O、Na₂O及びK₂O等のアルカリ金属酸化
物、MgO及びBaO等のアルカリ土類金属酸化物、又はアル
カリ金属及びアルカリ土類金属の弗化物が添加されたも
のが使用されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、近時、鉄鋼生産における生産性の向上
及び高品質化が推進される中で、連続鋳造においては、
高速鋳造のため、及び鋳型振動のハイサイクル化による
表面品質改善のために、鋳込み技術の開発が積極的に進
められている。このような高速鋳造及び鋳型振動のハイ
サイクル化は、鋳型と鋳片との間に焼き付きによる鋳片
の拘束性ブレイクアウト等、致命的な操業トラブルを発
生しやすくする。このため、連続鋳造用フラックスとし
ては、その溶融特性の改善が要望されているが、従来の
連続鋳造用フラックスは、このような要望を十分に満足
させるには至っていない。

また、このフラックスの溶融速度等の溶融特性は、吹
き込みアルゴンガス流量、鋳型内での溶鋼の流動に影響
を与える浸漬ノズル孔の吐出角度、又は磁気撹拌等の鋳
造条件によって著しい変動を受ける。

即ち、連続鋳造においては、浸漬ノズルの閉塞防止の
ために、ノズルの上部からアルゴンガスを吹き込んでい
るが、このガスが鋳型内を上昇して溶鋼湯面から外部に
放出される際に、溶鋼湯面上のフラックスに撹拌効果を
及ぼす。このため、ガス流量の多少により、フラックス
の溶融性が大きく影響を受ける。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、種々の鋳造条件下においても溶融特性のバラツキが
少なく、安定して優れた鋳片品質を得ることができる連
続鋳造用フラックスを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る連続鋳造用フラックスは、金属炭酸塩と
して含有されるCO₂が２〜５重量％、110℃から1000℃ま
で加熱される過程で放出される水分が0.5重量％以下で
あって、溶融点が900乃至1200℃であり、溶融収縮開始
点に至る温度域での線収縮率が0.5％以下であることを
特徴とする。

［作用］本発明においては、CO₂含有量及び水分量を所定の範
囲に規定すると共に、溶融温度及び軟化収縮特性を所定
の範囲に規定することにより、フラックスの溶融特性の
改善を図っている。

第１図は、フラックス中のCO₂含有量と、吹き込みア
ルゴン（Ar）ガス流量と、フラックス溶融速度との関係
を示す。この第１図に示すデータは、第２図に示すよう
に、鋳型１内の溶鋼２の湯面上の一定区画を耐火物製枠
体３で囲み、表面のフラックスが完全に溶融してスラグ
４になったところへ、所定量のフラックス５を散布し、
再び完全に溶融するまでの時間を測定して求めたもので
ある。

このように、CO₂含有量が２重量％未満の場合は、ア
ルゴン流量により溶融速度が大きく異なり、CO₂含有量
が２重量％以上になると、その差は小さくなり、溶融速
度が安定するのが分かる。一方、CO₂含有量が５重量％
を超える場合には、分解ガスによりフラックスが激しく
吹き上げられ、渦流式レベルセンサーが加熱されてその
機能を失ったり、粉塵が多量に発生したりして、操業上
著しい不具合を生じるため、好ましくない。また、フラ
ックス及びスラグ層を激しく撹拌することとなり、スラ
グ及び未溶融フラックス等の溶鋼への巻き込みが生じ、
介在物系の欠陥発生を助長させる。このため、CO₂含有
量の上限は５重量％とした。

また、同様にフラックス中の水分、特に110〜1000℃
に加熱されるときに放出される所謂結晶水は、フラック
スの昇温時に蒸発にともなう顕熱を奪うため、その含有
量が多いと溶融が遅れる。このように、水分含有量によ
り溶融速度のバラツキが増大し、安定した良好な鋳造が
維持できなくなる。また、水分含有量は、多すぎる場合
は、ピンボール発生の原因となり、鋳片品質にも多大な
悪影響を及ぼすことが分かった。

即ち、フラックス中に含まれる水分量については、第
３図に示すようにこの水分が多量に含有される場合に
は、急激な加熱を受けると溶融速度が遅くなる。また、
このフラックス中の水分は鋳造中の湯面変動等によっ
て、溶鋼と直接接触してピンホールの原因となる。この
ため、水分量の上限を0.5重量％とした。

次に、フラックスの溶融温度（溶融点）及び加熱過程
の焼結現象に伴うフラックスの収縮特性について説明す
る。

溶融点先ず、フラックスの溶融性を高めるためにはフラック
スの溶融点が低いことが必要である。即ち、溶融点が12
00℃を超えると、フラックスの溶融性が劣化し、特に高
速鋳造等のよう高溶融速度を要求される場合には、フラ
ックスの滓化不良によるブレイクアウトが発生しやす
い。一方、溶融点が低すぎると、フラックスの溶融速度
が速くなりすぎ、溶鋼湯面上に粉末状態で存在するフラ
ックス量が減少するため、溶鋼に対する保温性が低下し
てしまう。溶融速度はフラックス中に添加されるカーボ
ンの量によっても調整できるが、溶融点が900℃未満で
ある場合には、カーボンを添加してもフラックスの溶融
速度を調整することができなくなる。従って、フラック
スの溶融点を900乃至1200℃とする。

線収縮率次に、例えば400℃から、溶融収縮開始点に達するま
でのフラックスの昇温過程において、フラックスが軟化
収縮しにくいことがスラグベアの発生を防止する上で必
要である。このため、この軟化収縮時における線収縮率
を0.5％以下と限定する。この線収縮率が0.5％を超える
場合には、スラグベアが発生し、良好な滓化性を示さな
い。

但し、このフラックスの軟化収縮特性は大気雰囲気中
において20℃／分の昇温速度にてフラックスを加熱し、
その膨張及び収縮挙動を経時的に測定することにより求
めたものである。

なお、400℃からの昇温過程としたのは、それ未満の
低温では焼結現象が認められないためである。

［実施例］次に、本実施例及び比較例に係る種々の組成の連続鋳
造用フラックスを製造し、各フラックスの熱特性を測定
すると共に、各フラックスを使用して連続鋳造を行った
場合の焼結体の発生等のフラックスの溶融状況及び鋳片
の品質を調査した結果について説明する。

フラックスは、先ず、珪石、石灰、珪石灰、蛍石、炭
酸ソーダ、弗化ソーダ、マグネシアクリンカー、炭酸リ
チウム、炭酸バリウム、アルミナ、珪酸カルシウム系ガ
ラス等からなる原料粉末混合物を700〜800℃で加熱焼成
し、溶融点及び軟化収縮特性を改善した後、これを主原
料として50％以上使用し、更に成分調整用として珪石、
石灰、蛍石、ポルトランドセメント、アルミナ、マグネ
シアクリンカー等を加えると共に、カーボンブラック等
の単体のカーボンを溶融調整剤として添加し、下記第１
表に示す成分となるように製造した。第１表には、これ
らフラックスの組成と共に示差熱分析及び熱機械分析
（以下、TMAという）を使用して測定した熱特性値も示
した。

なお、溶融点は示差熱分析によるフラックスの溶融吸
熱ピーク温度として測定した。また、TMAでは、溶融に
ともない、収縮開始温度（以下、溶融収縮開始温度とい
う）に至る過程で生じる収縮挙動をとらえ、この線収縮
率を測定した。

第４図は横軸に時間をとり、縦軸に膨張量及び温度を
とって、フラックスの温度に対する軟化収縮特性の一例
を示すグラフ図である。この図に示すように、20℃／分
の昇温温度でフラックスを加熱したときに、例えば、56
3℃で軟化収縮を開始し、ΔＬだけ収縮した後膨張に転
じ、その後865℃で溶融に伴う大きな収縮挙動が認めら
れる。

第１表に示す線収縮率は、融解時の収縮とは異なる軟
化時の収縮における収縮量ΔＬを初期の試料の高さL₀に
対する比で表したものである。

第１表に示すフラックスを使用して、150×150mmサイ
ズのビレット連鋳の場合は鋳造速度1.6〜2.2m/分で、ま
た、250×（900〜1500）mmサイズのスラブ連鋳の場合は
鋳造速度1.0〜2.0m/分で鋳造テストを実施した。

第１表に示す実施例Ａ〜Ｃのフラックスは、ビレット
連鋳に使用し、いずれもフラックス消費量が0.3〜0.6kg
/m²であり、ブレークアウト等の操業トラブルもなく、
またフラックスの著しい焼結体も発生せず、溶融性が良
好で、且つ鋳片の品質も良好なものであった。

実施例D,Eのフラックスは、スラグ連鋳に適用した。
いずれも、フラックス消費量が0.3〜0.5kg/m²と適正で
あり、スラグベアの発生もほとんどなく、溶融性が良好
であり、操業上何ら問題はなかった。また、鋳片品質に
関しても、連続鋳造から圧延へ鋳片を直送するHCR操業
の実施上、何ら支障はなく、製品も良好であった。

比較例ＦはCO₂含有量が少ない場合の例であるが、ビ
レット連鋳に適用し、特にアルゴンガスを吹き込まない
鋳造において、フラックスの溶融状況が若干悪いのが観
察された。

比較例ＧはCO₂含有量が逆に多すぎる場合の例であ
る。ビレット連鋳にてテストしたところ、フラックスの
吹き上げが激しく作業性が好ましくなかった。また、鋳
片にフラックス系の介在物欠陥の発生が認められた。

比較例Ｈは、水分含有量が0.5％を超える場合の例で
あり、スラグ連鋳に適用したところ、フラックスの溶融
が不規則となるのが認められた。

比較例Ｉは、CO₂量が下限値を満足せず、且つ水分量
も上限値を超える例である。スラブ連鋳に適用したとこ
ろ、フラックス消費量が0.24kg/m²と減少し、溶融状況
もフラックスが団子状となるなど好ましくなかった。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、フラックスが加
熱される際に生じる焼結現象が抑制されるためにフラッ
クスの溶融性が極めて優れている。また、フラックスに
含有される熱分解ガスとしてのCO₂量及び水分量を規定
しているために、実際の鋳造時に発生する種々の条件下
で、フラックスの溶融性がより安定的に良好なものとな
り、本発明は操業の安定及び優れた品質の鋳片製造に多
大なる効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラックス中のCO₂含有量、Ar流量及び溶融速
度指数の関係を示すグラフ図、第２図はフラックスの溶
融試験方法を示す模式図であって、第２図（ａ）は平面
図、第２図（ｂ）はそのＢ−Ｂ線による断面図、第３図
はフラックス中の水分量と溶融速度指数との関係を示す
グラフ図、第４図は線収縮率の測定方法を示すグラフ図
である。 1;鋳型、2;溶鋼、3;枠体、4;スラグ、5;フラックス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属炭酸塩として含有されるCO₂が２〜５
重量％、110℃から1000℃まで加熱される過程で放出さ
れる水分が0.5重量％以下であって、溶融点が900乃至12
00℃であり、溶融収縮開始点に至る温度域での線収縮率
が0.5％以下であることを特徴とする連続鋳造用フラッ
クス。