JP3339436B2 - 連続鋳造用モールドパウダ - Google Patents
連続鋳造用モールドパウダInfo
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Description
し使用されるモールドパウダに関する。
の連続鋳造に際して鋳型内に添加されるモールドパウダ
は、溶鋼の保温および酸化防止、溶鋼中の気泡およ
び介在物の吸収、凝固シェルと鋳型内壁との潤滑性の
確保、そして凝固シェルから鋳型内壁への熱流束 (冷
却強さ) の調整、等の役割を担う。
32、CAMP-ISIJ Vol.7(1994)-295 、CAMP-ISIJ Vol.7(19
94)-1153等に紹介されているように、主にスラブの連続
鋳造においてパウダの塩基度(CaO/SiO2 重量組成比、以
下、単にCaO/SiO2と言う) を高めることにより、凝固シ
ェルと鋳型内壁との間隙に形成されたパウダフィルムの
結晶化を促進し、鋳型内熱流束を低減 (緩冷却化) する
技術が開発されている。
が高すぎてパウダフィルムの結晶化が過度に起こると、
鋳型により冷却されて凝固したパウダフィルムのほとん
どが結晶化し完全な固体フィルムとなる。このような結
晶化した固体フィルムは粘性を有するガラス層を有しな
いので、凝固シェル・鋳型内壁間隙への充填性が悪化し
空隙を生じやすく、鋳型冷却が不均一になるという問題
があった。特に、丸断面鋳型による連続鋳造時には、鋳
型内における凝固シェルのバルジングが少ないために凝
固シェルと鋳型内壁との密着が悪くなる傾向にあり、凝
固シェル・鋳型内壁間隙へのパウダフィルムの充填性が
悪いと、顕著な鋳型内冷却不均一が生じ、鋳片表面の縦
割れ欠陥や、縦割れ起因のブレークアウトを引き起こす
という問題があった。
ルジングし鋳型内面に密着しようとする作用は鋳型断面
形状の影響を大きく受けるので、鋳型断面形状に応じて
適正なフィルム充填性を有するパウダを適用することが
肝要である。
パウダの塩基度(CaO/SiO2)によって調整されていた。ゆ
えに、従来技術によれば扁平度が低い正方形断面鋳型や
丸断面鋳型には塩基度(CaO/SiO2)の低いパウダを使用し
て問題解決を図っていた。
ウダは、例えば、特開昭57−184563号公報、特開昭60−
133956号公報に示されるように、例えばAl、Mn等の鋼中
脱酸元素によるSiO2還元反応が起こりやすく、鋼の汚染
や鋳込中パウダの物性変化といった現象が問題となる場
合がある。
見られる過度の結晶化を防止し、鋳型断面形状に応じた
適正結晶化に調整し、一方低塩基度の場合に見られるSi
O2還元による鋼の汚染およびパウダの物性変化を防止で
きる化学的安定性に優れた連続鋳造用パウダを提供する
ものである。
上述の課題を解決すべく検討の結果、まず高塩基度モー
ルドパウダの化学的安定性に着目した。次に、パウダフ
ィルム結晶化に鋳型断面形状と一定の相関を有する適正
範囲が存在することを知り、鋳型内における凝固シェル
のバルジングし易さ、つまり鋳型内壁への密着性の指標
として、鋳型断面形状指数を適用することを着想した。
指数は以下のように表される。 鋳型断面形状指数=log10(L2/L1) ここで、L1は、鋳型中心 (例えば、丸断面の場合、円の
中心点、矩形断面の場合、1/2幅・1/2 厚、のように断
面の重心相当位置) から、鋳型内壁への最短距離、L
2は、鋳型中心から、鋳型内壁への最長距離である。
径、矩形断面の場合には、L1=1/2 厚、L2=中心から鋳
型コーナーまでの距離、となる。
断面形状指数は、丸断面の場合0、正方形断面の場合約
0.15、200 mm厚・2000mm幅と扁平率の高い断面の場合約
1.0、とバルジングが顕著な断面形状の場合に大きな値
となる。
高塩基度パウダの組成である、CaO/SiO2=1.1 〜1.5 の
領域においては両性酸化物のAl2O3 が酸性酸化物として
作用し、パウダフィルムの過度の結晶化抑制に有効であ
ることを実験的に見出し、さらに実験を重ねた結果、鋳
型断面形状指数に対応した適正Al2O3 含有量を、CaOとA
l2O3 の重量組成比CaO/Al2O3 を用いて整理することを
着想し、そのような適正CaO/Al2O3 重量組成比を、上述
の鋳型断面形状指数 log10(L2/L1) を変数として定式化
できることを見いだして、本発明を完成した。
基度パウダに結晶化調整剤としてAl2O3 を添加したモー
ルドパウダであって、CaO/SiO2=1.1 〜1.5 の化学的に
安定な高塩基度パウダを提供するに際し、鋳型断面形状
指数 log10(L2/L1) を変数とした下記(1) 式によって、
適正CaO/Al2O3 重量組成比を規定し、鋳型形状に応じて
安定化したモールドパウダとするのである。ただし、2
種以上の成分をプリメルト処理した場合を除く。
族の金属の酸化物、および/または MgO、TiO2、ZrO2、
MnO 、Fe2O3 、B2O3等が含有されているが、そのような
場合、パウダフィルムの結晶化はそのような他の含有成
分の影響を受けるので、それらの金属酸化物含有量をそ
れぞれ5質量%以下に制限するのが好ましい。
る結晶組成であるカスピディン [Cuspidine(3CaO・2SiO
2 ・CaF2)]の構成原料あるいは粘度調整剤として3質量
%以上のF分を含有させることが好ましい。
に鋳型断面形状指数を限定した理由、およびそのような
指数をもってCaO/Al2O3 重量組成比を限定した理由につ
いてさらに説明する。なお、本明細書においては、Si
O2、CaO 、Al2O3 の各含有量は、それぞれSi、Ca、Alの
全含有量から各酸化物の量 (濃度) を計算で求めるもの
である。
の組成は、基本的には CaO、SiO2、Al2O3 および必要に
より添加されるその他の成分によって規定される。必ず
しもそれに限定されないが、好適組成としては次の組成
例を挙げることができる。
〜5質量% MgO 、TiO2、ZrO2、MnO 、Fe2O3 、B2O3: それぞれ0〜
5質量% F分:3〜9質量% C分:2〜7質量% 本発明にかかるパウダは、主成分であるCaO およびSiO2
がCaO/SiO2の比( 塩基度) が1.1 〜1.5 を満足し、か
つ、(1) 式を満足する限り、特にそれぞれの配合量は制
限されない。
が、その濃度は、好ましくは3質量%以上添加される
が、20質量%を超えると溶融パウダの粘度および凝固温
度が上昇し、これら物性の調整が困難となるため、結晶
化調整剤として20%質量を超えることはない。
の酸化物は不純物として混入したり、あるいは粘度、凝
固温度調整のため添加されるが、その場合、少なくとも
1種それぞれ5質量%以下配合される。
原料中の不純物として含有したり、粘度・凝固温度調整
のために配合されることがあり、その場合、少なくとも
1種が5質量%以下、含有される。
構成原料として必要なCaF2などのF分、滓化速度調整の
ためにコークス粉などのC分が、それぞれF、Cとして
例えば3〜9質量%、2〜7質量%さらに配合されてい
る。
形、さらには正方形等の各種断面形状の鋳型に用いられ
るが、本発明によれば、その際に、それぞれの鋳型断面
偏平率指数によって、モールドパウダの組成、特にCaO/
Al2O3 の比率が調整され、従来問題であった鋳造欠陥が
効果的に防止できるのである。
ム結晶化が鋳型断面形状に一定の相関を有するとの認識
に基づくものであるが、その際の鋳型断面形状としては
偏平率をもって考えるのである。
og10L2/L1)を考えると、図1に示すように、log10(L2/L
1)とCaO/Al2O3 との間には、パウダフィルムの結晶化が
適正、すなわち鋳型温度変動が5℃以内であって縦割れ
の発生率がゼロである場合を考えると、一定の相関があ
ることが判明した。
まとめたものであり、塩基度(CaO/SiO2)が1.1 〜1.5 の
範囲を外れる場合には、log10(L2/L1)とCaO/Al2O3 とが
本発明の範囲を満足するときであっても、パウダフィル
ムの結晶化および縦割れ発生に関して本発明の要求を満
足するものはない。
うな鋳型断面形状を考慮してモールドパウダの組成を決
定でき、それによりパウダフィルム結晶化を安定化させ
ることができる。かかる観点からは、本発明は、鋳型断
面形状を考慮した、前述の式(1) を用いて行うモールド
パウダの適正結晶化評価方法ということもできる。
較例に基づいてさらに具体的に説明する。
普通鋼溶鋼の連続鋳造を行った。まず、表1に示す各組
成のモールドパウダを用意し、各種断面形状の連続鋳造
鋳型を用いて連続鋳造を行った。そのときのモールドパ
ウダの組成は、本発明にかかる鋳型断面形状指数に基づ
き、前述の式を用いて調整した。
範囲は次の通りであった。 SiO2 :25〜35質量% Al2O3 :3〜20質量% CaO :35〜40質量% F :3〜9質量% K2O 、Li2O、Na2O:いずれも3質量%以下 MgO 、TiO2、ZrO2、MnO 、Fe2O3 、B2O3:いずれも3質
量%以下
る。実施例A、B、およびEにおいては、鋼中[Mn]ある
いは[sol.Al]濃度が高いにもかかわらず、化学的に安定
な高塩基度パウダを使用したので、鋳込中のパウダ組成
変化による問題は生じなかった。加えて、鋳型断面形状
に応じた適正なCaO/Al2O3(重量比) に調整しているの
で、パウダフィルムの結晶化状況が適正であり、鋳込中
の鋳型温度変動が小さく縦割れも発生していない。
れる比較例を示す。比較例GおよびJは、鋼中[Mn]濃度
あるいは[sol.Al]濃度が高い場合に、化学的に不安定な
低CaO/SiO2パウダを使用したので、鋳込中パウダ組成変
化に起因する問題が生じた例である。
用したので、鋼中〔Mn] 濃度は高いものの、鋳込中パウ
ダ組成変化に起因する問題は生じなかった。しかしなが
ら、CaO/Al2O3(重量比) が鋳型断面形状に対し高すぎる
ためにパウダフィルムの結晶化が過度となり、鋳込中板
温度変動が大きく (すなわち、鋳型内冷却が不均一)、
鋳片表面の縦割れ、および縦割れブレークアウトが発生
した。
3(重量比) が本発明範囲から外れているために、パウダ
フィルムの結晶化に過不足が生じ、鋳込中鋳型温度変動
が大きく、すなわち、鋳型内冷却が不均一となり、鋳片
表面の縦割れが発生した例である。
囲から外れたパウダを使用したので、フィルム結晶化が
極度に進行あるいは不足し鋳型断面形状に応じてCaO/Al
2O3(重量比) を調整しパウダフィルム結晶化を適正に制
御することが不可能な例である。その結果、鋳込中鋳型
温度変動が大きく、すなわち、鋳型内冷却が不均一とな
り、鋳片表面の縦割れが発生している。表1の実施例お
よび比較例における組成範囲を、鋳型断面形状指数 log
10(L2/L1) およびCaO/Al2O3(重量比) をパラメータに、
図1に示す。
は、鋳型断面形状に応じた適正なパウダフィルム結晶化
状況に調整されているので、鋳型内の冷却が均一であ
り、鋳片表面の縦割れや縦割れブレークアウトを生じる
ことがない。加えて、化学的に安定な高塩基度パウダで
あるために、鋼中脱酸元素によりSiO2が還元されて起こ
る鋳込中のパウダ組成変化が少なく、そのような組成変
化にともなうパウダ物性変化に起因する問題の発生を防
止することができる。
3(重量比) の関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 CaO−SiO2系の高塩基度パウダに結晶化
調整剤としてAl2O3を添加したモールドパウダであっ
て、 CaO/SiO2=1.1 〜1.5 、 鋳型断面形状指数 log10(L2/L1) L1:鋳型断面中心点から鋳型内壁までの最短距離 L2:鋳型断面中心点から鋳型内壁までの最長距離 としたとき下式の如くCaO/Al2O3 を規定することを特徴
とする鋼の連続鋳造用モールドパウダ。 CaO/Al2O3=α× (12×log10L2/L1+3) ただし、α=1.0 ±0.5ただし、2種以上の成分をプリメルト処理した場合を除
く 。 - 【請求項2】 さらに、周期律表第IA族の金属の酸化
物をそれぞれ5質量%以下、および/または、MgO 、Ti
O2、ZrO2、MnO 、Fe2O3 、およびB2O3から成る群から選
んだ少なくとも1種の酸化物をそれぞれ5質量%を越え
ない量だけ含有することを特徴とする、請求項1記載の
鋼の連続鋳造用モールドパウダ。 - 【請求項3】 さらに、F分を3質量%以上含有する請
求項1または2に記載のモールドパウダ。
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JP34851798A JP3339436B2 (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 連続鋳造用モールドパウダ |
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JP34851798A Expired - Lifetime JP3339436B2 (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 連続鋳造用モールドパウダ |
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WO2003005350A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Record carrier and apparatus for scanning the record carrier |
-
1998
- 1998-12-08 JP JP34851798A patent/JP3339436B2/ja not_active Expired - Lifetime
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