JP2963434B1 - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 本発明の目的は、滓化特性を調整でき、モー
ルド内での拡がり性を向上でき、保温性と鋳片品質に優
れ、更に、安定して使用できる鋼の連続鋳造用モールド
パウダーを提供することにある。 【解決手段】 本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダ
ーは、必須の構成成分として、基材原料を４０〜８０重
量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調整剤を１
〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が１重量％
以下の範囲にあり、且つステアリン酸金属塩が１５重量
％以下の範囲にあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造にお
いて、モールド内に添加して使用される鋼の連続鋳造用
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は、ポ
ルトランドセメント、合成珪酸カルシウム、ウォラスト
ナイト、黄リンスラグなどを主原料とし、必要に応じシ
リカ質原料を加え、更にはソーダ灰、蛍石、フッ素化合
物、アルカリ金属化合物や溶融速度調整剤として炭素質
原料を添加したものが一般的である。

【０００３】モールドパウダーはモールド内の溶鋼表面
に添加され、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の潤滑；溶
鋼から浮上する介在物の溶解及び吸収；溶鋼の保温；
抜熱速度のコントロールなとが主要な役割である。

【０００４】上記及びは、モールドパウダーの軟化
点、粘度などを調整することが重要であり、化学組成の
選定が肝要である。また、上記については、主に炭素
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とされている。更に、上記につ
いては、凝固温度などを調整することが必要で、モール
ドパウダーの化学組成の選定が肝要である。

【０００５】また、我が国における連続鋳造技術の進歩
は目覚ましく、発展し続けている。更には、ＨＣＲ、Ｈ
ＤＲ比率の向上、高速鋳造などが積極的に進められてい
る。従って、鋳片品質や操業安定性に多大な影響を与え
るモールドパウダーに対する要求も一段と厳しくにって
おり、必要とされるモールドパウダーも多種多様になっ
ているのが現状である。

【０００６】従来使用されているモールドパウダーは、
基材原料として、ポルトランドセメント、リンスラグ、
ウォラストナイトなどが使用されており、粉体特性を調
整する目的で、ＳｉＯ_２原料を使用し、溶融調整剤とし
て、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣ
Ｏ_３、ＳｒＣＯ_３、ＭｎＣＯ_３、ＢａＣＯ_３などの炭酸
塩や、更にはＮａＦ、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、蛍石、Ｍｇ
Ｆ_２、ＬｉＦ、硼砂、スポジュメンなどを使用し、溶融
速度調整剤として炭素質原料を添加しているのが一般的
である。

【０００７】一方、基材原料に合成珪酸カルシウムを使
用したタイプ（セミプリメルトタイプ）や炭素原料を除
いたモールドパウダーを予め溶解し、適切な粒度に粉砕
し、その後に炭素質原料を添加する完全溶融型モールド
パウダー（プリメルトタイプ）も使用されている。

【０００８】また、近年、作業環境の改善が推進されて
いる。そのため、粉末のモールドパウダーを使用すると
粉塵が多く発生するため、モールドパウダーにバインダ
ーを添加して、押出造粒、撹拌造粒、流動造粒、転動造
粒、スプレー造粒などの方法で、粒径１ｍｍ以下の顆粒
状に造粒したものも使用されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここ数年、極低炭素鋼
鋳造時の浸炭抑制を目的に、炭素質原料を含有しないモ
ールドパウダーが開発されている。この場合、滓化調整
に高融点酸化物のＡｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ原料を活用してい
る。一方、モールドパウダー中の遊離炭素は、滓化調整
剤として機能しているだけでなく、炭素の酸化反応時の
発熱反応によりモールド表面の保温性を確保するために
は、極めて重要である。先述の如く、極低炭素鋼の浸炭
防止の目的で、モールドパウダー中の遊離炭素を減量す
ることは有効である。

【００１０】例えば、特開昭６３−１７４７６７号公報
には、連続鋳造用の中空パウダーにおいて、炭素含有量
を０.５重量％以下、アルカリ及びアルカリ土類金属炭
酸塩含有量を７〜２０重量％含むことを特徴とする極低
炭素鋼鋳造用パウダーが開示されている。しかし、この
極低炭素鋼鋳造用パウダーのように、炭素含有量が１.
０重量％を下回るようなパウダーにおいては、滓化調整
が困難になり、実際の使用時にはモールド内で溶融層が
過剰になったりと安定して使用できない状況にある。更
に、保温性が著しく低下し、ディッケルと呼ばれるモー
ルド内溶鋼表面に皮がはった現象が発生し、ブレークア
ウトが発生したり、ノロカミやピンホールと呼ばれる鋳
片欠陥が多発するのが現状である。

【００１１】一方、遊離炭素を減量することで保温性を
確保するために、金属を添加して発熱性を付与した発熱
型モールドパウダーも開発されている。この場合、例え
ば、特公平６−７３７２８号公報には、基材原料２０〜
９０重量％、ＳｉＯ_２含有量５０重量％以上のシリカ質
原料０〜１０重量％、フラックス原料０〜２０重量％、
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％、及びシリコン及び／またはシリコン
合金よりなる還元材３〜３０重量％を含有してなり、不
可避的遊離炭素が０.５重量％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が開示されてい
る。この連続鋳造用発熱型モールドパウダーも、不可避
的遊離炭素量は０.５重量％以下に規定されている。該
モールドパウダーにおいては、金属を添加しているた
め、金属が炭素と同様に滓化調整剤としても作用する
が、実際のところ、滓化を精密に調整できず、モールド
内で溶融層厚みが安定せず、トラブルの要因になってい
る。

【００１２】更に、特公昭４９−４０３３０号公報に
は、高炉滓５０〜９０％（重量％、以下同じ）、ＣａＦ
_２５〜４０％、ＳｉＯ_２２０％以下、Ｎａ_２ＣＯ_３１０
％以下、黒鉛２〜１０％、ステアリン酸５％未満からな
る配合物を充分粉砕混合してなる鋼の連続鋳造用被覆剤
が開示されている。該公報に記載されている連続鋳造用
被覆剤は、被覆剤の拡がり性向上を目的としてステアリ
ン酸を使用したものである。しかし、これは、黒鉛が同
時に２〜１０重量％添加されたものであり、浸炭やノロ
カミなどの鋳片品質の劣化とスラグベアーの生成などの
使用安定性の観点から充分なものではなかった。また、
ステアリン酸は融点が約７２℃と低く、製造上や夏場の
高温での保管時に軟化する欠点があった。

【００１３】従って、本発明の目的は、滓化特性を調整
でき、モールド内での拡がり性を向上でき、保温性と鋳
片品質に優れ、更に、安定して使用できる鋼の連続鋳造
用モールドパウダーを提供することにある。

【００１４】

【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検討を重ねた結果、上記の欠点を
克服するための鋼の連続鋳造用モールドパウダーでは、
遊離炭素を減量することで滓化特性を調整でき且つ保温
性の低下を抑制できることを見出し、本発明を完成する
に至った。

【００１５】即ち、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、必須の構成成分として、基材原料を４０〜８
０重量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調整剤
を１〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が１重
量％以下の範囲にあり、且つステアリン酸金属塩が０．
２〜１５重量％の範囲にあることを特徴とする。

【００１６】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、必須の構成成分として、基材原料を４０〜８
０重量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調整剤
を１〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が実質
上不在であり、且つステアリン酸金属塩が０．２〜１５
重量％の範囲にあることを特徴とする。

【００１７】更に、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、必須の構成成分として、基材原料を４０〜８
０重量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調整剤
を１〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が実質
上不在であり、金属または合金が７重量％以下の範囲に
あり、且つステアリン酸金属塩が０．２〜１５重量％の
範囲にあることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明者らは、種々の研究及び検
討を重ねた結果、以下の知見を得た。遊離炭素が１重量
％以下の場合、滓化調整が困難となり、且つモールドパ
ウダーの保温性を確保するためには、ステアリン酸金属
塩の使用が有効である。即ち、遊離炭素が１重量％以下
の場合や実質上不在の場合でも、ステアリン酸金属塩を
使用することで、滓化を容易に調整できる。また、遊離
炭素が不在の場合、モールドパウダーの粉体特性である
拡がり性も向上し、モールド内に投入した時に速やかに
拡がり、溶鋼表面を覆う特徴も有している。

【００１９】また、モールドパウダーの保温性に関して
は、次の酸化反応により確保される。なお、下記の酸化
反応式はステアリン酸を例に挙げているものである：

【化１】ＣＨ_３(ＣＨ_２)_１６ＣＯＯＨ＋２６Ｏ_２＝１８
ＣＯ_２＋１８Ｈ_２Ｏ この酸化反応を２９８.１５Ｋでの標準エンタルピーか
ら発熱量を計算すると、約１０４８８.１ＫＪ／モルと
なり、モールドパウダーに通常配合されるＳｉ、Ｓｉ合
金のような金属等よりも大きな発熱反応となる。この酸
化反応により、モールドパウダーの保温性は確保され
る。

【００２０】なお、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、慣用のモールドパウダーであればその構成原
料は特に限定されるものではなく、例えば基材原料、シ
リカ原料及び溶融調整剤を必須の構成成分とするもので
あり、更に、滓化調整剤として炭素質原料を１重量％以
下の量で含有するものであっても、実質上遊離炭素が不
在のものであっても良い。

【００２１】本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダー
に使用する基材原料としては、例えば合成珪酸カルシウ
ム、ポルトランドセメント、リンスラグ、ウォラストナ
イト等を例示することができる。ここで、基材原料の配
合量は４０〜８０重量％の範囲内である。基材原料の配
合量が８０重量％を超えると溶融スラグ特性や粉体特性
が低下するために好ましくなく、また、該配合量が４０
重量％未満であると溶融スラグ特性が低下するために好
ましくない。

【００２２】次に、シリカ原料としては、例えば珪藻土
等を挙げることができる。ここで、シリカ原料の配合量
は１〜３０重量％の範囲内である。シリカ原料の配合量
が３０重量％を超えると粉塵が発生し易くなるために好
ましくなく、また、該配合量が１重量％未満であると粉
体特性が低下するために好ましくない。

【００２３】溶融調整剤としては、例えばＮａ_２Ｃ
Ｏ_３、Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＳｒＣ
Ｏ_３、ＭｎＣＯ_３、ＢａＣＯ_３などの炭酸塩や、更に
は、ＮａＦ、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、硼
砂、スポジュメン、蛍石などを挙げることができる。こ
こで、溶融調整剤の配合量は、１〜３０重量％の範囲内
にある。溶融調整剤の配合量が３０重量％を超えるとス
ラグ特性が著しく低下するために好ましくなく、また、
該配合量が１重量％未満であるとスラグ特性の調整が困
難になるために好ましくない。

【００２４】次に、ステアリン酸金属塩について説明す
る。ステアリン酸金属塩としては、例えば亜鉛塩、カリ
ウム塩、カルシウム塩、リチウム塩、バリウム塩、マグ
ネシウム塩、ナトリウム塩、アルミニウム塩などが使用
できる。これらのステアリン酸金属塩は粉末状であり、
０．２〜１５重量％の量で使用することができる。滓化
調整の観点からは１５重量％を超える量の使用も有効で
あるが、上記ステアリン酸金属塩は融点が２００℃以下
の低融点化合物であり、多量に使用した場合、モールド
パウダーがモールド内で粘ったり、焼結してスラグベア
ーの生成に繋がることがあるため、該配合量は１５重量
％以下が好ましい。また、ステアリン酸金属塩は、他の
構成原料とミキサーで均一になるように混合する。その
ため、０．２重量％未満では分散性が悪化する場合もあ
り、０．２重量％以上の量で使用することが好ましい。

【００２５】上述のように、特公昭４９−４０３３０号
公報では、ステアリン酸を使用しているが、融点が低
く、上述のような問題点を有するため、本発明の鋼の連
続鋳造用モールドパウダーでは、ステアリン酸金属塩や
その誘導体を使用することが必須である。ここで、ステ
アリン酸の誘導体としては、例えばステアリン酸水素ナ
トリウムやステアリン酸ピッチ等を例示することができ
る。ただし、ステアリン酸の誘導体を使用する場合、著
しく融点が低いものは好ましくない。なお、本明細書に
おいて、述語「ステアリン酸金属塩」は、これらの誘導
体を含めた総称とする。

【００２６】また、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーには、金属を添加して発熱型のモールドパウダー
とすることもできる。この場合、７重量％を超える量で
金属を添加すると、ステアリン酸金属塩の影響で金属の
酸化が円滑に進行しない。そのため、金属は７重量％以
下の量で使用することが好ましい。なお、７重量％を超
える量の金属を添加する場合には、ステアリン酸金属塩
の添加量を５重量％以下とすることにより、保温性を確
保することができ、また、滓化を制御することも可能に
なる。

【００２７】上記金属としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇまた
はＣａなどやその合金を使用することができる。ここ
で、特開平５−１３１２６６号公報では、母材、フラッ
クス、骨材を造粒し、その表面を炭素で被覆してなる球
状鋳型添加剤が開示されている。該公報においては、炭
素被覆の脱落を防止するために、炭素被覆上にステアリ
ン酸ナトリウム等を被覆して多層コーティングとするも
のであり、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーと
は、ステアリン酸金属塩の作用、効果が全く異なるもの
である。

【００２８】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明の鋼の連続鋳造
用モールドパウダーを更に説明する。 実施例 以下の表１に示す配合割合にて原料を混合して本発明品
及び比較品の鋼の連続鋳造用モールドパウダーを得た。
また、本発明品及び比較品について、極低炭素鋼及び極
低炭高酸素鋼にて各５〜３０チャージ使用し、その結果
を表１に併記する。なお、テストはスラブ連鋳機にてス
タートから終了まで実施し、定常速度域は０.８〜２.０
ｍ／分で行った。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】表１中、合成珪酸カルシウム１は、ＣａＯ
含量４９重量％、ＳｉＯ_２含量４２重量％のものであ
り、合成珪酸カルシウム２は、ＣａＯ含量５２重量％、
ＳｉＯ_２含量３６重量％のものである。また、シリカ原
料は、ＳｉＯ_２含量７５重量％の珪藻土である。更に、
ＭｇＯ系原料としては、仮焼マグネシアを使用した。ま
た、Ａｌ_２Ｏ_３系原料としては、電融アルミナを使用し
た。

【００３３】また、表１の使用結果において、ディッケ
ルは、モールド内を目視観察することにより測定したも
のであり、◎は「生成せず」を、×は「生成」をそれぞ
れ示す。更に、スラグベアーは、モールド内を目視観察
することにより測定したものであり、◎は「生成せず」
を、×は「生成」をそれぞれ示す。また、溶融安定度
は、溶融スラグ層厚みにより測定したものであり、◎は
「適度な厚み」を、△は「やや薄い」を、×は「薄い」
をそれぞれ示す。更に、操業安定度は、ＢＯ予知警報に
より測定したものであり、◎は「非常に安定」を、○は
「安定」を、×は「不安定」をそれぞれ示す。また、ピ
ンホール欠陥は、鋳片表面の目視観察により測定したも
のであり、◎は「１０個／ｍ^２以下」を、○は「５０個
／ｍ^２以下」を、△は「７０個／ｍ^２未満」を、×は
「７０個／ｍ^２以上」をそれぞれ示す。更に、ノロカミ
は、鋳片表面の目視観察により測定したものであり、◎
は「１０個／ｍ^２以下」を、○は「５０個／ｍ^２以下」
を、△は「７０個／ｍ^２未満」を、×は「７０個／ｍ^２
以上」をそれぞれ示す。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、滓化特性を調整でき、
モールド内での拡がり性を向上でき、保温性と鋳片品質
に優れ、更に、安定して使用できる鋼の連続鋳造用モー
ルドパウダーを提供することができるという効果を奏す
る。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 必須の構成成分として、基材原料を４０
   〜８０重量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調
   整剤を１〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が
   １重量％以下の範囲にあり、且つステアリン酸金属塩が
   ０．２〜１５重量％の範囲にあることを特徴とする鋼の
   連続鋳造用モールドパウダー。
2. 【請求項２】 必須の構成成分として、基材原料を４０
   〜８０重量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調
   整剤を１〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が
   実質上不在であり、且つステアリン酸金属塩が０．２〜
   １５重量％の範囲にあることを特徴とする鋼の連続鋳造
   用モールドパウダー。
3. 【請求項３】 必須の構成成分として、基材原料を４０
   〜８０重量％、シリカ原料を１〜３０重量％及び溶融調
   整剤を１〜３０重量％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、滓化調整剤としての遊離炭素が
   実質上不在であり、金属または合金が７重量％以下の範
   囲にあり、且つステアリン酸金属塩が０．２〜１５重量
   ％の範囲にあることを特徴とする鋼の連続鋳造用モール
   ドパウダー。
4. 【請求項４】 更に、金属を含有してなる、請求項１な
   いし３のいずれか１項記載の鋼の連続鋳造用モールドパ
   ウダー。