JP2973845B2 - 発熱型連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

発熱型連続鋳造用モールドパウダー

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JP2973845B2
JP2973845B2 JP6318972A JP31897294A JP2973845B2 JP 2973845 B2 JP2973845 B2 JP 2973845B2 JP 6318972 A JP6318972 A JP 6318972A JP 31897294 A JP31897294 A JP 31897294A JP 2973845 B2 JP2973845 B2 JP 2973845B2
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典弘 西田
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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
ドパウダーに関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造用モールドパウダーを成分
および製造方法から分類すると、混合タイプとプリメル
トタイプに分けられる。混合タイプの成分は、主原料と
しての石灰質原料、塩基度調整のために必要に応じて加
えるシリカ質原料、さらに炭酸ナトリウム、蛍石などの
凝固点、粘度などの溶融特性調整材としてのフラックス
原料、および溶融速度調整材としての炭素質原料からな
る。プリメルトタイプには、上記の炭素質原料を除く成
分を全部もしくは一部溶解して粉砕したプリメルト、セ
ミプリメルトタイプなどがある。一方、形状的には、粉
末原料を混合した粉末タイプと、さらに種々の方法で造
粒した顆粒タイプとがある。
【0003】連続鋳造用モールドパウダー(以下、単に
モールドパウダーまたはパウダーという)は、モールド
内に注入された溶鋼表面上に添加され、溶鋼表面上でス
ラグ化し、モールド内壁面と凝固シェルとの間の潤滑作
用、モールド内の溶鋼表面の保温作用、溶鋼中から浮上
する介在物の吸収作用、溶鋼表面の酸化防止作用等の役
割を果たしながら消費される。
【0004】このパウダーには、その溶解速度、粘性、
融点などの多くの管理要因があり、鋼種、鋳造速度、鋳
片断面形状などによって最適パウダーが異なるため、そ
の選択は極めて重要である。
【0005】連続鋳造された鋳片表面の欠陥、特にピン
ホールの発生率を低減するためにはモールド内溶鋼表面
の温度を高く保ち、モールド内の溶鋼中に存在する気泡
および介在物の浮上を容易にする必要がある。
【0006】このため、パウダーによる溶鋼表面の保温
性を向上するについては、パウダー中にCa−Si、S
i、Al等の金属発熱材を添加し、その酸化による発熱
反応を生じさせて溶鋼表面に熱を供給することが指向さ
れてきている。
【0007】上記のようにパウダー中に金属発熱材を添
加して発熱させる方法としては、次のようなものが提案
されている。
【0008】特開平2−220749号公報には、Al2 3
−SiO2 −CaO系の無機粉末に、低融点調整材とし
てNa2 O、F、MgO、Fe2 3 、B2 3 および
BaOの1種以上を、発熱材としてCおよびCa−Si
の少なくともCa−Siを、これらの発熱材を発熱させ
る助燃材(酸化剤)としてKMnO4 、Fe2 3 およ
びMnOの1種以上を、それぞれ添加したパウダーが示
されている。
【0009】特開平3−226341号公報には、基材原料20
〜90重量%、SiO2 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%、さらに炭酸ナ
トリウム、炭酸水素ナトリウムおよび硝酸ナトリウムの
発熱材のうちの1種または2種以上3〜30重量%、シリ
コンおよびシリコン合金の還元材のうちの1種または2
種以上3〜30重量%、ならびに酸化鉄からなる火炎抑制
材0〜30重量%を含有したパウダーが示されている。
【0010】特開平3−169467号公報には、スラグ基材
と融剤、粘度調整剤およびカーボン等とを含有したパウ
ダーに、フラックスと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、な
らびにCa−Si合金粉末やAl−Mg合金粉末等の発
熱材を混合したパウダーが提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平2−220749
号公報および特開平3−226341号公報の発明の考え方に
基づけば、鋳片の欠陥を減少させるためにパウダーに発
熱性を具備させる目的で金属発熱材を添加するが、この
金属発熱材を効果的に燃焼させるためには助燃材の添加
が必要である。しかし、これらは粉末状態で混合して添
加するため、他のパウダー基材により、酸素源となる助
燃材と金属発熱材とが隣接して存在する確率が減るた
め、パウダー層内部などのような酸素ポテンシャルの低
い領域では、その反応効率に問題がある。
【0012】特開平3−169467号公報にあるように、発
熱材とフラックスとを焼結することで、発熱材の酸化発
熱により溶鋼からの放熱が防止され、またフラックス成
分の溶融に伴う温度降下も、さらにパウダー層内部の金
属の酸化による発熱により補われ、温度降下を防ぐこと
ができる。しかし、この発明によるパウダーは鋳込み初
期のみに用いるフロントパウダーであって、その配合比
および成分は、鋳込み定常部用パウダーとしては使用で
きないものである。
【0013】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、鋼の連続鋳造においてピンホールの少ない鋳片を
得ることができる発熱型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】本発明の要旨は、次の発
熱型の連続鋳造用モールドパウダーにある。
【0015】鋼の連続鋳造用パウダーであって、発熱材
および助燃材を予め混合し、焼結したものを、さらに粉
砕して粒度調整し、この粒度調整したものとパウダー基
材とを混合することを特徴とする発熱型連続鋳造用モー
ルドパウダー。
【0016】望ましいパウダー基材は、ポルトランドセ
メント、黄リンスラグ、ウォラストナイトおよび合成珪
酸カルシウム等の粉末である。
【0017】同じく発熱材は、カルシウム、シリコンお
よびアルミニウムの金属粉末またはそれらの合金粉末の
うちの1種または2種以上、もしくはシリコン、カルシ
ウムおよびアルミニウムのうちの2種以上を含む合金粉
末である。
【0018】同じく助燃材は、Fe2 3 、FeO、M
nO、MnO2 およびKMnO4 のの粉末のうちの1種
以上である。
【0019】
【作用】本発明の発熱型パウダーは基本的にパウダー基
材、発熱材および助燃材からなるものであるが、発熱材
および助燃材を予め混合して焼結し、さらに粉砕して粒
度調整を施したものをパウダー基材に添加したものであ
る。
【0020】本発明の発熱型パウダーには、さらに上記
三種類の材料の他に塩基度調整材としてシリカ質原料
を、溶融特性調整材として炭酸ナトリウム、ほう砂、氷
晶石、蛍石等を、さらに溶融速度調整材として炭素質原
料を、質量%でそれぞれ20〜40%程度、合計10〜
50%程度、2〜8%程度の範囲で含有させても問題は
ない。
【0021】パウダー基材として望ましいのは、モール
ドパウダーの主成分となるSiO2、CaOおよびAl
2 3 を含むポルトランドセメント、黄リンスラグ、ウ
ォラストナイト、合成珪酸カルシウム等の粉末を挙げる
ことができる。パウダー基材の望ましい粒度範囲は、い
ずれも約1〜100μmである。これらを用いてパウダ
ー基材の組成を質量%で、SiO2 :30〜40%、C
aO:30〜40%、Al2 3 :2〜10%、Na2
0:5〜15%、T. F:5〜15%、塩基度を0.8
〜1.2程度にするのがよい。発熱型パウダー中に占め
るパウダー基材の望ましい配合率範囲は質量%で90〜
97%である。
【0022】発熱材として望ましいのは、シリコン、カ
ルシウムおよびアルミニウムのうちの1種または2種以
上の金属粉末、もしくはシリコン、カルシウムおよびア
ルミニウムのうちの2種以上を含む合金粉末である。合
金粉末としては、Ca−Si、Al−Mg、Ca−Al
の合金粉末を挙げることができる。発熱材の望ましい粒
度範囲は、いずれも約1〜100μmである。これらを
用いて焼結体中の金属シリコン、カルシウムおよびアル
ミニウムのうちの1種または2種以上の合計が質量%で
30〜80%程度の範囲になるように配合するのがよ
い。シリコン、カルシウムおよびアルミニウムの組合せ
は特に限定されず、これらが金属単体もしくは合金のか
たちで焼結体中に上記範囲程度で含有されておればよ
い。
【0023】助燃材として望ましいのは、Fe2 3
FeO、MnO、MnO2 およびKMnO4 の粉末のう
ちの1種以上である。望ましい粒度範囲は、いずれも約
1〜100μmである。これらが合計で焼結体中に質量
%で20〜70%程度の範囲になるように配合するのが
よい。これらの組合せは特に限定されない。
【0024】上記のような範囲で配合設計した発熱型パ
ウダー原料粉末のうち、発熱材と助燃材とをVミキサー
などの混合装置を用いて混合する。次いで、発熱材と助
燃材との混合粉末に焼結処理を施し焼結体を得る。焼結
温度範囲は800〜1100℃、焼結雰囲気は処理中お
よび室温までの冷却中も不活性雰囲気である。
【0025】上記焼結後は室温まで冷却した後、粉砕し
て約1〜100μmの粒度範囲になるように粒度再調整
を施す。
【0026】この粒度再調整を施した焼結体粉を前述の
パウダー基材に添加し、Vミキサーなどの設備で混合
し、本発明の発熱型パウダーとする。
【0027】上記の発熱材と助燃材との混合焼結によ
り、助燃材とこれの還元に伴って燃焼発熱する金属発熱
材とが極めて隣接して存在する状態が得られており、こ
の焼結体粉をパウダー基材に添加して均一混合しても、
モールドパウダー中での発熱材と助燃材との反応が効率
よく行われ、効果的にモールドパウダーを発熱させるこ
とができ、モールド内溶鋼表面温度の低下が防止される
とともに鋳片のピンホール発生を抑制することができ
る。
【0028】
【実施例】表1に示すSiO2 、CaO、Al2 3
主成分とするパウダー基材(粒度範囲:約1〜100μ
m)に、表2に示す組成の焼結体粉末または非焼結粉末
(粒度範囲:約1〜100μm)をモールドパウダー全
質量に対して5〜8質量%添加して発熱型のモールドパ
ウダーを製造した。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】表2に示す焼結体粉末は、発熱材と助燃材
(粒度範囲:いずれも約1〜100μm)とを配合した
原料粉末を800℃の不活性雰囲気下で焼結させ、その
雰囲気で室温まで冷却した後取り出して粉砕し、粒度範
囲を約1〜100μmとしたものを使用した。非焼結粉
末はそのままの配合比でパウダー基材と混合して使用し
た。
【0032】得られた6種類のパウダーと湾曲半径10m
の一点矯正型連続鋳造機を用いて、表3に示す化学組成
のステンレス鋼SUS304の溶鋼を鋳造速度0.8m
/分で幅1280mm、厚さ206mmのスラブとし
た。このときのパウダー供給速度は、いずれも0.95
kg/分とした。
【0033】
【表3】
【0034】次いで、これらのスラブを熱間圧延して厚
さ4.0mmの熱延コイルとなし、下記式で示す熱延コ
イルの手入れ率で、鋳片の欠陥すなわちピンホール発生
率を評価し、5%以下を良好とした。その結果を図1に
示す。
【0035】手入れ率(%)=(手入れコイル数/全コ
イル数)×100 図1は、コイルの手入れ率と使用モールドパウダーの種
類との関係を示す図である。表2および図1に示すよう
に、実施例1は発熱材にCa−Si合金、助燃材にFe
2 3 を用いて、助燃材と焼結させて添加した場合であ
るが、熱延コイルの成績は手入れ率5%以下と良好な結
果が得られた。
【0036】実施例2は発熱材にシリコン、助燃材にF
2 3 を用いて、助燃材と焼結させて添加した場合で
あるが、この場合も熱延コイルの成績は手入れ率5%以
下と良好な結果が得られた。
【0037】実施例3は発熱材にアルミニウム、助燃材
にFe2 3 を用いた場合である。
【0038】この場合も熱延コイルの手入れ率が5%以
下と良好な結果が得られた。
【0039】実施例4は発熱材をCa−Si合金、助燃
材をMnO2 とし、予め焼結させて用いた場合である。
熱延コイルの成績は手入れ率が5%以下となり、助燃材
にFe2 3 を用いた実施例1の場合と同様に良好な結
果が得られた。
【0040】実施例5は発熱材にシリコンおよびアルミ
ニウムを合わせて用い、助燃材のFe2 3 と予め焼結
させて用いた場合である。この場合も実施例1〜3と同
様に熱延コイルの成績は手入れ率が5%以下と良好な結
果が得られた。
【0041】実施例6は発熱材にCa−Si合金とアル
ミニウムを合わせて用い、助燃材のFe2 3 と予め焼
結させて用いた場合である。この場合も熱延コイルの成
績は手入れ率が5%以下と良好な結果が得られた。
【0042】比較例1は発熱材にCa−Si合金、助燃
材にFe2 3 を用いた場合であるが、助燃材と焼結さ
せずに添加を行ったため発熱効率が低下し、同じ発熱材
と助燃材を用いた実施例1と比較して熱延コイルの手入
れ率が上昇した。
【0043】比較例2は発熱材にシリコン、助燃材にF
2 3 を用いた場合であるが、この場合も助燃材と焼
結させずに添加を行ったため発熱効率が低下し、同じ発
熱材と助燃材を用いた実施例2と比較して熱延コイルの
手入れ率が上昇した。
【0044】比較例3は発熱材にアルミニウム、助燃材
にFe2 3 を用いた場合であるが、この場合も助燃材
と焼結させずに添加を行ったため発熱効率が低下し、同
じ発熱材と助燃材を用いた実施例3と比較して熱延コイ
ルの手入れ率が上昇した。
【0045】比較例4は、発熱材をCa−Si合金、助
燃材をMnO2 とし、比較例1と同様に焼結させずに用
いた場合である。比較例5は、発熱材にシリコンとアル
ミニウムを合わせて用い、助燃材をFe2 3 とし、予
め焼結しない場合である。比較例6は、発熱材にCa−
Si合金とアルミニウムを合わせて用い、助燃材をFe
2 3 とし、予め焼結しない場合である。これらの比較
例4〜6の場合はいずれも、発熱材と助燃材とを焼結せ
ずに用いたため熱延コイルの手入れ率が上昇した。
【0046】
【発明の効果】発熱材と助燃材とを予め混合焼結してパ
ウダー基材に添加した本発明の発熱型連続鋳造用モール
ドパウダーを使用すれば、発熱効率が向上し、鋳片のピ
ンホール発生率を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】製品コイルの手入れ率と使用モールドパウダー
種類との関係を示す図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼の連続鋳造用パウダーであって、発熱材
    および助燃材を予め混合し、焼結したものを、さらに粉
    砕して粒度調整し、この粒度調整したものとパウダー基
    材とを混合することを特徴とする発熱型連続鋳造用モー
    ルドパウダー。
JP6318972A 1994-12-22 1994-12-22 発熱型連続鋳造用モールドパウダー Expired - Lifetime JP2973845B2 (ja)

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JP4687489B2 (ja) * 2006-02-09 2011-05-25 住友金属工業株式会社 鋼の連続鋳造方法
JP6528618B2 (ja) * 2015-09-08 2019-06-12 日本製鉄株式会社 鋼の連続鋳造用パウダーおよび鋼の連続鋳造方法
JP7425280B2 (ja) * 2019-03-05 2024-01-31 日本製鉄株式会社 連続鋳造用モールドパウダーの製造方法及び鋼の連続鋳造方法

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