JP3399378B2 - 鋼の連続鋳造用モールドパウダおよび連続鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼を高速で鋳造す
る場合に、または中炭素鋼などの鋼を鋳造する場合に、
表面品質が良好な鋳片を得ることが可能であり、かつ安
定した鋳造操業を行うことが可能な連続鋳造用モールド
パウダに関する。さらに本発明は、このモールドパウダ
を用いる連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】良好な表面品質と冷間加工性が要求され
る自動車の外装用鋼板などは、通常、２５０ｍｍ程度の
厚みの連続鋳造鋳片から製造されている。その理由は、
表面品質と内部品質ともに良好な鋳片を用いるためと高
い生産性を得るためである。また、このときの鋳造速度
は２〜３ｍ／分程度が一般的である。これ以上の鋳造速
度で鋳造する場合には、鋳片表面に縦割れが発生した
り、鋳片内部に非金属介在物が残存しやすく製品の欠陥
の原因になる場合があるからである。

【０００３】一方、数年前から、薄スラブ連続鋳造設備
と簡易な熱間圧延設備を、一つの製造ライン上に配置し
た電炉ミニミルプロセスが採用されている。この薄スラ
ブ連続鋳造法では、生産性の確保のため、少なくとも５
ｍ／分程度の鋳造速度での操業を目標にしている。

【０００４】また、中炭素鋼は溶鋼からの凝固に際し包
晶反応を起こすことから、鋳片の表面に縦割れが発生し
やすいが、この中炭素鋼を薄スラブ連続鋳造法で上述し
たような高速の鋳造速度で鋳造すると、鋳片の縦割れの
発生が助長される。低合金鋼についても、割れ感受性を
高める合金成分を含む場合には、同様に鋳片に縦割れが
発生しやすい。

【０００５】この鋳片表面の縦割れの発生とモールドパ
ウダとは、密接な関係があることは良く知られている。
連続鋳造法においては、浸漬ノズルから鋳型内へ溶鋼を
供給するとともに、鋳造中の鋳型内の溶鋼の表面にモー
ルドパウダを投入する。通常、このモールドパウダに
は、複数種類の酸化物、炭素などの粉体を混合したもの
が用いられる。鋳型内へ投入されたモールドパウダは、
溶鋼の持つ熱により溶融し、溶鋼表面において溶融スラ
グが形成される。この溶融スラグは鋳型内壁と凝固殻と
の間隙に流入し、スラグフィルムを形成する。このスラ
グフィルムは、鋳型との接触で冷却されて凝固する。凝
固した部分は、ガラス質部分と結晶質部分からなる。

【０００６】このような挙動を示すモールドパウダに
は、以下の作用がある。

【０００７】１）鋳型内の溶鋼表面の保温および溶鋼の
酸化防止 ２）溶鋼中に存在し溶鋼表面に浮上してくる気泡および
酸化物の吸収 ３）鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性の確保 ４）溶融スラグの伝熱抵抗の調整による凝固殻の冷却速
度の調整。

【０００８】これらの役割の中で、高速で鋳造する場合
には、３）に示す溶融スラグによる潤滑性の確保が重要
である。また、鋳片表面の縦割れの防止に対しては、
４）の鋳型内の凝固殻、すなわち凝固初期の鋳片表面の
冷却速度の調整が重要である。

【０００９】一般的に、連続鋳造法において鋳造速度の
高速化を図ると、鋳型内壁と凝固殻との間隙への溶融ス
ラグの流入量は減少する。溶融スラグの流入量が減少
し、スラグフィルム厚みが減少した場合、潤滑不良によ
り凝固殻が鋳型内壁に拘束され、極端な場合にはブレー
クアウトなどの操業事故が起こる。そこで、溶融スラグ
の流入量の確保のため、モールドパウダ溶融時の凝固点
を低下させたり、粘度を低下させる。しかし、モールド
パウダの凝固点と粘度を過度に低下させると、スラグフ
ィルムの厚さが不均一になりやすい。そのため、鋳型内
の凝固殻の冷却速度が不均一になり、鋳片表面に縦割れ
が発生しやすくなる。このように、鋳造速度の高速化に
効果的な潤滑性と、鋳片表面の縦割れを防止するのに効
果的な凝固殻の冷却速度の均一性の、両方の性質を併せ
持つモールドパウダを作ることは、重要な技術課題であ
る。

【００１０】高速で鋳造する場合の鋳片表面の縦割れの
防止対策に関して、下記に示す方法が提案されている。
すなわち、特開平３−１９３２４８号公報では、モール
ドパウダにＺｒＯ_２ 、ＴｉＯ_２ 、Ｓｃ_２ Ｏ_３ 、Ｙ
_２ Ｏ_３ 等のIII Ａ族およびIV族の元素の酸化物を結晶
析出促進剤として添加する方法が提案されている。ま
た、この公報では、溶融スラグの粘度を、１３００℃で
１ｐｏｉｓｅ以下に低下させることにより、鋳造速度の
高速化が達成されるとされている。このモールドパウダ
は、溶融状態から冷却される過程で結晶を析出し、この
結晶が鋳型内の鋳片表面を緩冷却する。この鋳片表面の
緩冷却が、鋳片表面の冷却速度を均一化する。

【００１１】また、特開平５−１５９５５号公報では、
溶融スラグの粘度を下げることと、Ｔ．ＣａＯのＳｉＯ
_２ に対する重量％の比Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ_２ を大きく
することが提案されている。ここで、Ｔ．ＣａＯは、モ
ールドパウダ中に含有されるＣａＯと、ＣａＦ_２ とし
て存在すると推定されるＣａ分をＣａＯに換算したもの
との和であって、下記の（Ｃ）式で定義されている。

【００１２】 Ｔ．ＣａＯ（％）＝ＣａＯ（％）＋ＣａＦ_２（％） ×（５６／７８） ・・・（Ｃ） ここでは、Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ_２ を１．２〜１．３程
度に大きくすると、溶融スラグの冷却過程で結晶が析出
し、この結晶が鋳型内の鋳片表面を緩冷却するとされて
いる。

【００１３】しかし、上述した特開平３−１９３２４８
号公報および特開平５−１５９５５号公報で提案されて
いるモールドパウダを包晶鋼を含む中炭素鋼に用いた場
合、２〜３ｍ／分以上の鋳造速度で鋳造すると、モール
ドパウダによる鋳片表面の緩冷却効果が不十分となっ
て、鋳片表面に縦割れが発生する場合がある。

【００１４】上記以外に、ＣａＯ／ＳｉＯ_２ の値が大
きいモールドパウダが、特開平５−２６９５６０号公報
で提案されている。このモールドパウダは、ＣａＯ／Ｓ
ｉＯ_２ を１．１〜１．８とし、さらにＣａＯ／Ｆが９
〜４０の条件を満足するものである。高速鋳造時の縦割
れ防止と浸漬ノズルの溶損防止を目的としている。ま
た、特開昭５４−３５１２９号公報では、ＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ_２ の比較的高いモールドパウダが提案されている。
つまり、ＣａＯ／ＳｉＯ_２ を０．６〜１．４とし、蛍
石を１０重量％まで配合することを提案している。ただ
し、これらの提案のモールドパウダを用いた場合、２〜
３ｍ／分以上の鋳造速度で鋳造すると、鋳片表面に縦割
れが発生する場合がある。

【００１５】このように、５ｍ／分程度あるいはそれ以
上の鋳造速度で鋳造する場合に、また、包晶鋼を含む中
炭素鋼などを鋳造する場合に、鋳片表面の縦割れの発生
を防止するためには、さらに、ブレークアウトなどの操
業事故の発生を防止するためには、モールドパウダの性
能をさらに向上させる必要がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄スラブ連
続鋳造法に代表されるような高速での鋳造に好適で、ま
た、中炭素鋼のような鋳片表面に縦割れが発生しやすい
鋼の連続鋳造に好適な、かつ安定した鋳造作業に好適な
モールドパウダおよびそのモールドパウダを用いる連続
鋳造方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
（１）に示す鋼の連続鋳造用モールドパウダおよび下記
（２）に示す連続鋳造方法にある。

【００１８】（１）ＣａＯ、ＳｉＯ_２ およびフッ素化
合物を基本成分とし、下記（Ａ）式で表される（Ｃａ
Ｏ）ｈ（重量％）と、ＳｉＯ_２ 含有率（重量％）との
比（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が、１．１〜１．９であ
り、さらに下記（Ｂ）式で表されるＣａＦ_２ を１５〜
６０重量％含み、かつＮａ_２Ｏを０〜１５重量％、Ｍｇ
Ｏを１〜２０重量％を含有し、残部がＡｌ _２ Ｏ _３ を含む
不可避的不純物からなることを特徴とする鋼の連続鋳造
用モールドパウダ。

【００１９】 ここで、（ＣａＯ）ｈ＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ ×（５６／３８）・・・（Ａ） ＣａＦ_２ ＝Ｆ×（７８／３８） ・・・（Ｂ） Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量（重量％） Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％） （２）上記（１）に記載のモールドパウダを用いる鋼の
連続鋳造方法。

【００２０】本発明のモールドパウダ（以下、単にパウ
ダと記す）は、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ 、すなわち塩
基度を高めているので、溶融状態から凝固する過程で結
晶の析出量が多い。ただし、ただ単にパウダの塩基度を
高めるだけでは、パウダの凝固点を高めることになる。
この場合には、高速で鋳造することが困難となる。一
方、ただ単にＣａＦ_２ やＮａ_２ Ｏなどの含有率を増加
させて、凝固点や粘度を低下させるだけでは、溶融スラ
グに焼結層を生成させたり、浸漬ノズルの溶損を引き起
こし、安定した鋳造操業が困難となる。そこで、本発明
者らは、パウダの高塩基度化と、凝固点および粘度の低
下というパウダにとって両立の困難な特性を、以下に示
す（ａ）および（ｂ）の手段で解決した。

【００２１】（ａ）溶融スラグからの結晶析出の促進 鋳片の縦割れを防止するには、鋳型内の凝固殻、すなわ
ち凝固初期の鋳片表面の冷却速度の均一化が重要であ
る。この凝固初期の鋳片表面の冷却速度が不均一の場合
に、凝固殻の厚さは鋳片の幅方向で不均一になる。その
ため、凝固収縮により凝固殻に生じる応力が鋳片の幅方
向で均一に緩和されず、鋳片表面に縦割れが発生する。

【００２２】鋳型と凝固殻の間のスラグフィルム（以
下、単にフィルムと記す）を介して、鋳型内の凝固殻を
均一な冷却速度で冷却するためには、フィルムの伝熱抵
抗の増大が重要である。フィルムの伝熱抵抗が小さい
と、凝固殻は、鋳型による冷却効果のばらつきの影響を
大きく受ける。その場合には、鋳型の各位置で凝固殻の
冷却速度のばらつきが大きくなって、凝固殻の厚さが、
鋳型の幅方向で不均一になる。逆に、フィルムの伝熱抵
抗を大きくして、凝固殻の冷却速度を緩やかにすると、
凝固殻の厚さは鋳型の幅方向で均一化される。そのた
め、鋳片表面の縦割れの発生を防止できる。

【００２３】本発明のパウダでは、従来の指標Ｔ．Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ_２ に代えて、上述した（Ａ）式で表される
（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ という新しい指標を採用する
ことにより、ＣａＯ−ＳｉＯ_２ −ＣａＦ_２ を基本成分
とする三元系において結晶の析出しやすい組成範囲が選
択されている。そのため、溶融スラグが凝固する過程
で、結晶がより多く析出するので、溶融スラグの伝熱抵
抗が大きい。

【００２４】ＣａＯ−ＳｉＯ_２ −ＣａＦ_２ 系を基本成
分とする三元系パウダ組成のなかでも、（ＣａＯ）ｈ／
ＳｉＯ_２ が１．１〜１．９と大きいので、溶融スラグ
が凝固する過程で、多くの結晶が析出する。

【００２５】図１は、本発明のパウダの化学組成の範囲
を説明するための（ＣａＯ）ｈ−ＳｉＯ_２ −ＣａＦ_２
３元系の組成図である。本発明のパウダは、配合するフ
ッ素化合物のほとんどがＣａＦ_２ であるので、前述の
（Ａ）式から計算される（ＣａＯ）ｈの値と配合されて
いるＣａＯの含有率は、ほぼ同等な値である。したがっ
て、便宜的に上記の３元系の組成図によって、本発明の
パウダを説明する。

【００２６】図１に斜線部の範囲で示すように、（Ｃａ
Ｏ）ｈ／ＳｉＯ_２ が１．１〜１．９で、ＣａＦ_２ 含有
率が１５〜６０重量％（以下、単に％と記す）の本発明
のパウダの化学組成範囲は、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２
が１．１の境界線１（ＣａＯ ５２％、ＳｉＯ _２ ４８％
およびＣａＦ _２ ０％と、ＣａＦ_２ １００％とを結んだ
直線）、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が１．９の境界線２
（２ＣａＯ・ＳｉＯ_２ とＣａＦ_２ １００％とを結んだ
直線）、ＣａＦ_２ 含有率が１５％の直線、ＣａＦ_２ 含
有率が６０％の直線とで囲まれた範囲である。

【００２７】また、比較のために、本発明のパウダと同
じく、凝固殻を緩冷却する目的で用いられている従来の
パウダの化学組成範囲を（ａ）の記号で示した。さら
に、前述した塩基度の高い、浸漬ノズルの溶損防止を目
的とした従来のパウダの化学組成の範囲を（ｂ）の記号
で示した。本発明のパウダのような、（ＣａＯ）ｈ／Ｓ
ｉＯ_２ が１．１〜１．９で、ＣａＦ_２ 含有率が１５〜
６０％の場合には、溶融状態からの冷却過程で、カスピ
ディンと称する３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２ ・ＣａＦ_２ また
は３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２ の分子式で表される結晶が多
く析出する。

【００２８】（ｂ）高塩基度のパウダの低粘度化および
凝固点の適正化 鋼の連続鋳造時のフィルムの厚みは、鋳型内壁と鋳型内
の凝固殻の間隙への溶融スラグの流入量によって決ま
る。過剰に流入した場合には、流入量の少ない位置と多
い位置との間でフィルムの厚みの差が大きくなり、凝固
殻の冷却速度が不均一になる。また、流入量が過度に少
ない場合には、フィルムの厚みが全体的に薄くなる。こ
のとき、フィルムの厚みのわずかな差が、凝固殻の冷却
速度を不均一にしやすい。このように溶融スラグの流入
量が多くても、また少なくても、鋳片表面に縦割れが発
生しやすい。また、溶融スラグの流入量が極端に少ない
場合には、ブレークアウトの操業事故となる場合があ
る。

【００２９】とくに、高速で鋳造する場合は、溶融スラ
グの鋳型内壁と鋳型内の凝固殻の間隙への流入量が減少
する傾向があるので、フィルムの厚みの確保と均一化が
重要な技術課題である。

【００３０】一般的に、フィルムの厚みは、パウダの凝
固点および溶融時の粘度を適正範囲に調整することによ
り制御できる。

【００３１】本発明のパウダでは、ＭｇＯを適切量配合
することにより、パウダの凝固点の低下を図っている。
ＣａＦ_２ やＮａ_２ Ｏに比べて、浸漬ノズルの溶損を防
止することができ、また、溶融スラグの上にパウダの焼
結層が形成されることを防止できる。

【００３２】浸漬ノズルの溶損が大きいと、その部分で
折損する。このような先端が失われた浸漬ノズルを用い
て鋳造を継続すると、鋳片の内部および表面の品質が悪
くなる。極端な場合には、ブレークアウトを引き起こ
す。また、パウダの焼結層が形成されると、溶融スラグ
の潤滑性能が悪くなるとともに、極端な場合には、ブレ
ークアウトを引き起こす。

【００３３】本発明のパウダでは、ＭｇＯを１〜２０％
含有させ、さらにＣａＦ_２ を１５〜６０％、Ｎａ_２ Ｏ
を０〜１５％含有させることにより、適正な凝固点およ
び粘度を得ている。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明のパウダおよびこのパウダ
を用いた連続鋳造方法について、以下に具体的に説明す
る。％は重量％を意味する。

【００３５】（１）パウダの化学組成 本発明のパウダの基本成分は、ＣａＯ、ＳｉＯ_２ 、フ
ッ素化合物の３成分である。それぞれのおおよその含有
率は、ＣａＯが２０〜４５％、ＳｉＯ_２ が１０〜３５
％、フッ素化合物がＣａＦ_２ 換算で１５〜６０％であ
る。これらに加えて、ＭｇＯを１〜２０％、さらにＮａ
_２ Ｏを０〜１５％、それぞれ含有させ、残部はＡｌ _２
Ｏ _３ を含む不可避的不純物からなる。以下、本発明のパ
ウダの化学組成について、その適正な範囲を説明する。

【００３６】（（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ ） 本発明で規定する（ＣａＯ）ｈとＳｉＯ_２ の比（Ｃａ
Ｏ）ｈ／ＳｉＯ_２ の値の算出に用いる（ＣａＯ）ｈ
は、前述した（Ａ）および（Ｂ）式によって求められる
値である。すなわち、パウダ中のＴ．Ｃａの分析値か
ら、そのすべてがＣａＯであると仮定して求められるＣ
ａＯではない。まず、前述の（Ｂ）式で示したようにＦ
の分析値からＦの全量がＣａＦ_２ として存在するもの
と仮定して、ＣａＦ_２ 含有率を求める。次に、このＣ
ａＦ_２ の形態で存在するＣａを除いたＣａがＣａＯで
あるとして、（ＣａＯ）ｈを求める。また、ＳｉＯ_２
の値は、パウダ中のＳｉの分析値を基にして求められる
値である。

【００３７】本発明のパウダでは、この（ＣａＯ）ｈ／
ＳｉＯ_２ の値を１．１〜１．９とする。（ＣａＯ）ｈ
／ＳｉＯ_２ がこの範囲内の場合には、溶融スラグが冷
却されて凝固する際に十分な量の結晶が析出する。（Ｃ
ａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が１．１未満の場合には、十分な
量の結晶の析出が起こらない。また、（ＣａＯ）ｈ／Ｓ
ｉＯ_２ が１．９を超える場合には、パウダの凝固点が
高すぎるので、鋼を鋳造する際の溶鋼の温度ではパウダ
が溶融しにくい。このようなとき、鋳型内の溶鋼表面の
溶融スラグの厚みおよび鋳型内壁と鋳片の凝固殻との間
のフィルムの厚みを適正化するのが難しいため、連続鋳
造の操業に支障をきたす。したがって、（ＣａＯ）ｈ／
ＳｉＯ_２ は１．１〜１．９とする。

【００３８】なお、後述のように、（ＣａＯ）ｈ／Ｓｉ
Ｏ_２ の値が１．９とその前後の場合には、結晶の析出
がやや起こりにくいので、望ましい範囲は１．１〜１．
７であ

【００３９】（ＣａＦ_２ 含有率） 本発明で規定するＣａＦ_２ 含有率は、前述した（Ｂ）
式により求められる値である。したがって、ＣａＦ_２
のみならず、フッ化ナトリウムなどの全てのフッ素化合
物中のＦの分析値をＣａＦ_２ 含有率に換算した値であ
る。ただし、本発明のパウダの場合、配合するフッ素化
合物は、ほとんどがＣａＦ_２ である。

【００４０】本発明のパウダにおいては、適正なＣａＦ
_２ の含有率は１５〜６０％である。ＣａＦ_２ が、この
範囲内の含有率の場合には、溶融スラグが冷却されて凝
固する際に十分な量の結晶が析出する。ＣａＦ_２ が１
５％未満の場合には、凝固点の低下が困難であり、Ｃａ
Ｆ_２ が６０％を超える場合には、浸漬ノズルの溶損が
著しい。

【００４１】（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が１．１〜１．
９で、ＣａＦ_２ 含有率が１５〜６０％の場合には、前
述のとおり、溶融状態からの冷却過程で、カスピディン
と称する結晶が多く析出する。

【００４２】（Ｎａ_２ Ｏ含有率） Ｎａ_２ Ｏは必要に応じて配合する成分である。本発明
の基本組成であっても、凝固点が１３００℃以上になる
場合がある。このときには、Ｎａ_２ Ｏを配合すること
が、凝固点を下げることに対して有効である。この効果
を得る場合には２％以上配合するのが望ましい。一方、
Ｎａ_２ Ｏが１５％を超えると、それ以上配合しても、
凝固点の低下効果が少なくなるとともに、さらに、溶融
スラグにパウダの焼結層が形成されやすくなる。したが
って、Ｎａ_２ Ｏは０〜１５％とする。

【００４３】（ＭｇＯ含有率） 本発明のパウダにおいては、ＭｇＯの含有率は１〜２０
％とする。ＭｇＯ含有率がこの範囲内の場合には、パウ
ダの凝固点および粘度が低下する。ＭｇＯが１％未満で
は、パウダの凝固点および粘度の低下効果が不十分であ
り、２０％を超えると、パウダの凝固点がかえって上昇
してしまう。

【００４４】（２）パウダの粘度、溶融温度および溶融
速度 ５ｍ／分またはそれ以上の速度で鋳造する場合には、前
述のとおり、フィルムの厚みを確保しにくい。このフィ
ルムの厚みを確保するためには、パウダの凝固点および
溶融スラグの粘度を適正な範囲にすることが必要であ
る。

【００４５】本発明で規定する化学組成のパウダの場合
には、大部分のパウダの凝固点は１１００〜１３００℃
程度となる。このパウダの凝固点の範囲は、上述した高
速で鋳造する場合に適した範囲の温度である。また、こ
の範囲の凝固点を外れている場合には、上述したよう
に、ＭｇＯやＮａ_２ Ｏなどにより調整することが望ま
しい。

【００４６】５ｍ／分以上のような高速で鋳造する場合
に適したパウダの溶融時の粘度は、１３００℃で１．５
ｐｏｉｓｅ以下が望ましい。１．５ｐｏｉｓｅを超える
粘度の場合には、鋳型内壁と鋳型内の凝固殻との間隙に
流入する溶融スラグの量が不足し、鋳片表面に縦割れが
発生したり、連続鋳造が困難となる場合がある。

【００４７】（３）パウダの原料 本発明のパウダを製造する際に使用する原料は、一般的
に使用されているパウダの原料で構わない。ＣａＯ原料
として生石灰、石灰石、セメント、ＳｉＯ_２原料として
は、珪砂、軽藻土、ＣａＦ_２ 原料としては、蛍石、Ｎ
ａ_２ Ｏ原料としては、ソーダ灰、炭酸ナトリウム、さ
らにＭｇＯ原料としては、ＭｇＯクリンカ、炭酸マグネ
シウムなどを用いればよい。

【００４８】また、原料の粒度は１００μｍ以下の粉末
が望ましい。なお、これらの原料にはＡｌ_２ Ｏ_３ 、Ｆ
ｅ_２ Ｏ_３ 、Ｆｅ_３ Ｏ_４ などの酸化物が含有されてお
り、パウダにも不可避的に含まれるようになるが、これ
らの不純物が存在しても、とくに差し支えない。

【００４９】（４）本発明のパウダを用いた連続鋳造方
法 これら本発明のパウダを用いることにより、鋼、なかで
もＣ含有率が０．０５〜０．２０％の鋼を、鋳片表面に
縦割れを発生することなく高速で安定して連続鋳造する
ことができる。

【００５０】とくに、Ｃ含有率が０．０８〜０．２０％
の鋼は、溶鋼からの凝固過程で包晶反応と呼ばれる相変
態を起こす。この相変態により、鋳片表面に縦割れが発
生しやすくなる。加えて、高速で鋳造する場合には、鋳
型内の凝固殻に不均一冷却の影響が加わり、鋳片表面の
縦割れが、さらに発生しやすくなる。

【００５１】Ｃ含有率が０．０５〜０．２０％で、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ等の鋳片の割れ
感受性を高める合金元素を含有している低合金鋼は、こ
れらの合金元素とＣとの相乗作用で鋳片に縦割れが発生
しやすい。

【００５２】Ｃ含有率が０．０５％程度の低炭素鋼で
も、とくに５ｍ／分程度またはそれ以上の高速で鋳造す
る場合に、鋳片表面に縦割れが発生しやすい。

【００５３】したがって、上述のような鋼を鋳造する場
合に、本発明のパウダを用いることにより、５ｍ／分ま
たはそれ以上の鋳造速度で、鋳片表面に縦割れが発生す
ることなく、連続鋳造が可能である。

【００５４】パウダの使用量は、連続鋳造機や鋼の種
類、鋳造速度などにより変わるので、とくに限定しない
が、鋳造速度５ｍ／分で、おおよそ、０．２ｋｇ／鋼−
ｔ程度である。

【００５５】本発明のパウダは、Ｃ含有率が０．０５％
未満の鋼の連続鋳造にも好適であることは言うまでもな
い。さらに、本発明のパウダを用いて、上述の鋼を２．
０ｍ／分程度の低速度の鋳造速度で鋳造しても、フィル
ムの厚みの確保は十分であり、また鋳片表面に縦割れは
発生しない。

【００５６】

【実施例】湾曲型連続鋳造機を用いて、厚さ１２０ｍ
ｍ、幅１０００ｍｍの鋳片を連続鋳造した。

【００５７】表１に示す化学組成の中炭素鋼、低炭素鋼
および低炭高Ｍｎ鋼を対象に、低炭素鋼は、鋳造速度６
ｍ／分、それ以外の鋼は、鋳造速度５ｍ／分で鋳造し
た。

【００５８】

【表１】

【００５９】得られた鋳片の表面の縦割れを調査した。
縦割れの発生程度は評価Ａ〜Ｅで表示することとし、そ
の評価基準は下記のとおりである。鋳片の長さ１ｍあた
りの縦割れの発生長さの合計値が、評価Ａは５ｍｍ未
満、評価Ｂは５〜１０ｍｍ未満、評価Ｃは１０〜１００
ｍｍ未満、評価Ｄは１００〜５００ｍｍ未満、そして評
価Ｅは５００ｍｍ以上である。評価Ｃ〜Ｅの鋳片は、そ
のまま圧延すると製品の表面品質上問題となるが、評価
ＡおよびＢの鋳片は、そのまま圧延しても実用上支障は
ない。

【００６０】鋳造中に、鋳型内の溶融パウダに焼結層が
生成しているかどうかを観察し、その生成状況を次の指
標で評価した。評価○は、鋳造中の全期間を通じてほと
んど焼結層が生成せず、安定して鋳造操業を実施できた
場合、評価△は、鋳造中の後半の期間に焼結層がやや生
成したが、とくに鋳造操業には問題なかった場合、評価
×は、鋳造の初めから焼結層が多く生成し、鋳造作業を
途中で中止せざるを得なかった場合を示す。

【００６１】また、鋳造中に浸漬ノズルの溶損状況を観
察し、その溶損状況を次の指標で評価した。評価○は、
鋳造中の全期間を通じて浸漬ノズルに溶損は発生せず、
安定して鋳造操業ができた場合、評価△は、鋳造中に浸
漬ノズルが少し溶損したが、とくに、鋳造操業には支障
はなかった場合、評価×は、鋳造中に浸漬ノズルの溶損
が大きくなり、浸漬ノズルに穴があいたり、浸漬ノズル
の先端が折損したりして、鋳造作業を途中で中止せざる
を得なかった場合を示す。

【００６２】表２には、試験条件および試験結果を示
す。

【００６３】

【表２】

【００６４】なお、以下の実施例では、本発明例のパウ
ダを用いた鋳造試験は、本発明例の連続鋳造方法の試験
であることをも意味している。

【００６５】試験Ｎｏ．２、３および６〜９では、表１
に示した鋼Ｎｏ．１の中炭素鋼を鋳造した。そのうち、
試験Ｎｏ．２、３および６は、本発明例のパウダを用い
た試験であり、試験Ｎｏ．７〜９は、（ＣａＯ）ｈ／Ｓ
ｉＯ_２ が本発明で規定する下限を外れたか、または、
Ｎａ_２ ＯかＭｇＯが本発明で規定する上限を外れた比
較例のパウダを用いた試験である。

【００６６】試験Ｎｏ．２、３および６のうち、試験Ｎ
ｏ．２および３に用いたパウダは、ＣａＯ、ＳｉＯ_２
およびＣａＦ_２ の基本成分系にＭｇＯを配合したパウ
ダである。試験Ｎｏ．６に用いたパウダは、基本成分系
にＮａ_２ ＯおよびＭｇＯを配合したパウダである。こ
れらの試験Ｎｏ．２、３および６に用いたパウダの１３
００℃での粘度は０．２７〜０．４１ｐｏｉｓｅで、凝
固点は１１２４〜１１５７℃である。

【００６７】これらの本発明例のパウダを用いて鋳造し
た鋳片の縦割れの評価は、評価Ａで良好であった。

【００６８】試験Ｎｏ．７〜９に用いたパウダの１３０
０℃での粘度は０．２０〜０．７１ｐｏｉｓｅで、凝固
点は１１１０〜１３２５℃である。

【００６９】塩基度の低いパウダを用いて鋳造した試験
Ｎｏ．７の鋳片および塩基度は１．４と高いが、Ｎａ_２
Ｏが本発明で規定する上限を外れたパウダを用いた試
験Ｎｏ．８の鋳片には、いずれも縦割れ評価Ｄの著しい
縦割れが発生した。さらに、試験Ｎｏ．８では著しい焼
結層の発生と浸漬ノズルの溶損が認められた。試験Ｎ
ｏ．９では、ＭｇＯ含有率が高すぎて凝固点が１３００
℃を超えたパウダを用いたため、鋳造作業が困難となり
鋳造を中止した。

【００７０】試験Ｎｏ．１０〜１３では、表１に示した
鋼Ｎｏ．２の低炭素鋼を鋳造した。試験Ｎｏ．１０およ
び１１は、本発明例のパウダを用いた試験であり、試験
Ｎｏ．１２および１３は、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が
本発明で規定する下限を外れた比較例のパウダを用いた
試験である。

【００７１】試験Ｎｏ．１０および１１に用いたパウダ
は、基本成分系のＣａＯ、ＳｉＯ_２およびＣａＦ_２ に
ＭｇＯまたはＭｇＯとＮａ_２ Ｏを配合したパウダであ
る。これらのパウダは、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が
１．４〜１．５、ＣａＦ_２ 含有率が４５〜５０％、１
３００℃での粘度が０．４０〜０．４２ｐｏｉｓｅ、凝
固点が１１９６〜１２１９℃である。

【００７２】これらの本発明例のパウダを用いて鋳造し
た鋳片の縦割れの評価は、すべて評価Ａで良好であっ
た。また、焼結層の生成や浸漬ノズルの溶損もほとんど
起こらず順調な鋳造作業ができた。

【００７３】試験Ｎｏ．１２および１３に用いたパウダ
は、ＣａＯ、ＳｉＯ_２ およびＣａＦ_２ を基本成分系と
し、Ｎａ_２ ＯおよびＭｇＯを配合したものである。た
だし、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が０．８で本発明で規
定する下限を外れたパウダである。

【００７４】これらの比較例の塩基度の低いパウダを用
いて鋳造した鋳片の縦割れの評価は、ともに評価Ｂであ
った。縦割れが少ししか発生しなかったのは、低炭素鋼
は、もともと鋳片表面の縦割れの発生が少ないことに起
因する。ただし、このパウダを用いて鋳造した鋳片の縦
割れ評価Ｂは、本発明例のパウダを用いて鋳造した鋳片
の縦割れの評価Ａよりは悪かった。また、一部の試験で
焼結層が生成したり、浸漬ノズルの溶損が発生したが、
いずれも軽微なものであった。

【００７５】試験Ｎｏ．１４〜１７では、表１に示した
鋼Ｎｏ．３の低炭高Ｍｎ鋼を鋳造した。試験Ｎｏ．１４
および１５は、本発明例のパウダを用いた試験であり、
試験Ｎｏ．１６および１７は、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２
が本発明で規定する下限を外れた比較例のパウダを用
いた試験である。

【００７６】試験Ｎｏ．１４および１５に用いたパウダ
は、基本成分系のＣａＯ、ＳｉＯ_２およびＣａＦ_２ に
ＭｇＯまたはＭｇＯとＮａ_２ Ｏを配合したパウダであ
る。これらのパウダは、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が
１．４、ＣａＦ_２ 含有率が４８〜５４％、１３００℃
での粘度が０．３８〜０．４１ｐｏｉｓｅ、凝固点が１
１６８〜１２０９℃である。

【００７７】これらの本発明のパウダを用いて鋳造した
鋳片の縦割れの評価は、すべて評価Ａで良好であった。
浸漬ノズルの軽微な溶損が認められたが、焼結層は生成
しなかった。

【００７８】試験Ｎｏ．１６および１７に用いたパウダ
は、ＣａＯ、ＳｉＯ_２ およびＣａＦ_２ の基本成分系に
Ｎａ_２ ＯおよびＭｇＯを配合したものである。ただ
し、（ＣａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が０．７で本発明で規定
する下限を外れている。

【００７９】これら比較例のパウダを用いて鋳造した鋳
片の縦割れの評価は、評価Ｂおよび評価Ｃで悪かった。
焼結層が生成するとともに、浸漬ノズルの溶損も一部で
発生した。

【００８０】

【発明の効果】本発明のモールドパウダを用いることに
より、薄スラブ連続鋳造法に代表されるような高速の鋳
造速度で鋳造することが可能で、また、中炭素鋼のよう
な鋳片表面に縦割れが発生しやすい鋼を縦割れを発生す
ることなく鋳造することが可能で、かつ安定した鋳造作
業を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパウダの化学組成の範囲を説明するた
めの（ＣａＯ）ｈ−ＳｉＯ_２−ＣａＦ_２ ３元系の組成
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 11/108 C21C 7/076

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣａＯ、ＳｉＯ_２ およびフッ素化合物を
   基本成分とし、下記（Ａ）式で表される（ＣａＯ）ｈ
   （重量％）と、ＳｉＯ_２ 含有率（重量％）との比（Ｃ
   ａＯ）ｈ／ＳｉＯ_２ が、１．１〜１．９であり、さら
   に下記（Ｂ）式で表されるＣａＦ_２ を１５〜６０重量
   ％含み、かつＮａ_２Ｏを０〜１５重量％、ＭｇＯを１〜
   ２０重量％を含有し、残部がＡｌ _２ Ｏ _３ を含む不可避的
   不純物からなることを特徴とする鋼の連続鋳造用モール
   ドパウダ。 ここで、（ＣａＯ）ｈ＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ ×（５６／３８）・・・（Ａ） ＣａＦ_２ ＝Ｆ×（７８／３８） ・・・（Ｂ） Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量（重量％） Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）
2. 【請求項２】請求項１に記載のモールドパウダを用いる
   ことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。