JP3717049B2

JP3717049B2 - Mold powder for continuous casting of steel and continuous casting method of steel

Info

Publication number: JP3717049B2
Application number: JP2000155864A
Authority: JP
Inventors: 明宏森田; 智昭尾本
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: JP2001334351A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼の連続鋳造用モールドパウダー及び鋼の連続鋳造方法に関し、特に、鋼品質の向上，操業安定化の向上(ＢＯの抑制)，連鋳機の腐食抑制，浸漬ノズルのパウダーライン部位における溶損低減などに著しく寄与できる鋼の連続鋳造用モールドパウダー及び該モールドパウダーを用いた鋼の連続鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鋼の連続鋳造技術の進歩は目覚ましく、高温鋳片の無手入れ化(ＨＣＲ，ＨＤＲ)，高速鋳造化，モールド断面形状の多様化，多連鋳化が進んでおり、高温鋳片の無欠陥化とトラブル低減による連鋳機稼働率の向上および安定化が、ＣＣプロセスにおける最大の課題となっている。こういった状況下において、モールドパウダーの果たす役割は大きい。
【０００３】
鋼の連続鋳造においては、モールド内にモールドパウダーが添加される。
そして、浸漬ノズルまたはセミ浸漬ノズルを介してモールド内に注入され、溶鋼表面上に添加されたモールドパウダーは、溶鋼からの受熱によって、溶融スラグ層および未溶融の原パウダー層の層状構造を、溶鋼表面より形成し、種々の役割を果たしながら、鋼の凝固シェルとモールド間に流れ込み、消費される。
【０００４】
モールドパウダーの種々の役割のうち、(１)モールドと凝固シェルとの潤滑作用、(２)溶鋼中から浮上する介在物の溶解，吸収作用、(３)溶鋼の酸化防止および保温作用、(４)凝固シェル／モールド間の熱媒体としての作用、が重要な役割である。すなわち、一定厚みの溶融スラグ層を確保しながら、一定量流れ込むことにより、上記(１)〜(４)の役割を果たすことができ、健全な鋳片を得ることができる。
【０００５】
一般的なモールドパウダーには、ポルトランドセメント，黄リンスラグ，ウォラストナイト，高炉スラグ，ダイカルシウムシリケート(2CaO・SiO₂₎ _，合成珪酸カルシウムなどを主原料基材とし、必要に応じて、塩基度や嵩比重などの粉体特性調整のため、シリカ原料を加え、更に、蛍石，氷晶石，硼砂，フッ化マグネシウムなどの弗化物、炭酸ナトリウム，炭酸バリウム，炭酸リチウムなどの炭酸塩といった軟化点，粘度などの溶融特性調整材としてのフラックス原料、溶融滓化速度調整材としての炭素質原料などを混合した混合タイプや、炭素質原料を除く成分の全部を予め溶融水砕したプリメルトタイプ、一部を予め溶融水砕したセミプリメルトタイプがある。
また、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がある。
【０００６】
一般的なモールドパウダーの組成としては、CaO-SiO_2-Al2O₃をベースに、MgO，Na₂O，MnO，TiO₂，BaO，K₂O，Li₂O，SrO，P₂O₅，B₂O₃，Fe₂O₃，ZrO₂，Ｆなどの成分系からなる。
【０００７】
モールドパウダーの組成に関して、例えば、特開平2−25254号公報には、CaO，SiO₂ _， _Al2O₃を主成分とし、CaO／SiO₂(重量比)を0.5〜1.6の範囲で、かつアルカリ金属，アルカリ土類金属などの酸化物，炭酸塩，弗化物、および、溶融速度調整剤として炭素分を含有するパウダー、また、特開平2−165853号公報には、同比を0.5〜0.95とし、上記と同様、アルカリ金属，アルカリ土類金属などの酸化物，炭酸塩，弗化物、および、溶融速度調整剤として炭素分を含有するパウダーが開示されている。
さらに、特開平7−214263号公報には、同比をを0.6〜0.9とし、かつZrO₂，TiO₂，CeO₂の濃度和を１重量％以下とするパウダーが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モールドパウダーが前記(１)〜(４)の役割を十分に果たせない場合には、鋳片品質の劣化，操業の不安定化(ＢＯなど)につながるため、高品質で、且つ安定した品質のモールドパウダーの開発が進められている。
【０００９】
安定操業の点からは、ブレークアウトを生成させないことが第１である。そのためには、モールド内において、鋼の初期凝固シェルとモールド間にモールドパウダーが十分に流れ込んで潤滑性を確保することが重要とされ、消費量を確保するために、低粘度パウダーが使用されることが多かった。
【００１０】
一方、近年３〜７ポイズ程度のパウダーも使用されつつあるが、適用鋳造速度や適用連鋳機，適用鋼種などが限定されているのが実情である。
例えば、特開平8−33962号公報には、1300℃における粘度が1.5ポイズ以上の、また、特開平10−263767号公報には、同粘度が3〜15ポイズの極低炭素鋼用の連続鋳造用モールドパウダーが記載されており、さらに、特開平8−141712号公報には、同粘度が3〜8ポイズのパウダーについて開示されている。しかし、これらのパウダーは、いずれも適用鋳造速度や適用連鋳機，適用鋼種などが限定されるものである。
【００１１】
また、潤滑性を確保するために、パウダー消費量は、最低０．２５ｋｇ／ｍ²もしくは０．３ｋｇ／ｍ²必要と言われ、実行されてきている。すなわち、この消費量を確保するため、低粘度化，低結晶化温度，低凝固温度化などの対処がなされている。
【００１２】
低粘度パウダーとしては、例えば、特開平8−197214号公報に、1300℃における粘度が0.6〜2.5ポイズの、特開平8−300123号公報に、同粘度が0.8〜4.0未満(ポイズ)の、特開平9−76049号公報に、同粘度が2.0ポイズ以下の連続鋳造用パウダーが、それぞれ開示されている。
しかし、このような５ポイズ未満の低粘度パウダーでは、次の欠点，問題点を有する。該欠点，問題点を(ａ)安定操業，(ｂ)鋼品質，(ｃ)メンテコストの各観点に分けて、以下に詳記する。
【００１３】
(ａ) 安定操業上の欠点，問題点
低粘度では、溶融ガラス状のスラグが破断しやすく、急激な湯面変動などにより、スラグフィルムが破断しやすく、モールド／シェルの直接接触を引き起こして、焼き付きや拘束性ブレークアウトを起こしやすい。その上、低粘度では、結晶化が進みやすいことにより、スラグフィルム中に結晶を生じ、その部分が切り欠きとなってスラグフィルムが破断し、焼付きにつながりやすい。
また、低粘度化成分であるアルカリ成分や弗素成分(Ｆ成分)を多く含むため、浸漬ノズルパウダーラインの損傷が大きく、連々数が制約される。パウダーラインの損傷は、浸漬ノズルの破断などの操業トラブルに繋がる可能性もある。
【００１４】
(ｂ) 鋼品質上の欠点，問題点
低粘度では、溶融スラグ液滴が溶鋼中に離脱しやすく、パウダー巻き込みを引き起こして、パウダー欠陥を生成しやすくなる。
また、鋳片表面のＯＳＭが深くなり、谷部近傍にパウダーを噛み込んだり、圧延時の欠陥に繋がる。
【００１５】
(ｃ) メンテコスト上の欠点，問題点
低粘度パウダーは、低粘度化成分であるアルカリ成分や弗素成分(Ｆ成分)を多く含むため、二次冷却水中に溶解するアルカリや弗素成分の量が多くなり、水処理費用が多くなる他、連鋳機の腐食も起こしやすい。その結果、メンテコストが掛かるという問題が生じる。
また、パウダーの消費量が多いと、モールド下で落下するスラグ廃棄物の量が多くなり、さらに、二次冷却水中に溶解するアルカリや弗素成分の量が多くなり、水処理費用や連鋳機腐食の増大につながるという問題がある。
【００１６】
本発明は、前記(ａ)〜(ｃ)の欠点，問題点に鑑み成されたものであって、これらの欠点，問題点を解消する鋼の連続鋳造用モールドパウダーおよび鋼の連続鋳造方法を提供することを目的(課題)とする。
特に、鋼を連続鋳造するに際し、鋳片表面キズや圧延キズの発生がなく、また、ブレークアウトなどの操業トラブルもなく、鋼の生産性を向上させ、製造コストを大幅に低減できる、さらには、連鋳機の腐食抑制，浸漬ノズルのパウダーライン部位における溶損低減などに寄与できる鋼の連続鋳造用モールドパウダー、および、このモールドパウダーを用いた鋼の連続鋳造方法を提供することを目的(課題)とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記目的(課題)を達成するために種々検討を重ねた結果、粘度とパウダー中のカーボンとの関係を明確化し、特定することにより、前記(ａ)〜(ｃ)の欠点，問題点をすべて克服できることを見出した。
【００１８】
すなわち、本発明に係る鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、
「１３００℃における粘度が５〜４００ポイズであって、該粘度の範囲に応じて、
・５≦Ｂ＜２０の場合、式 ( １ -1) ：５Ｂ ^0.5 ≧Ａ≧ ( Ｂ＋６０ ) ^0.35
・２０≦Ｂ＜１００の場合、式 ( １ -2) ：４Ｂ ^0.5 ≧Ａ≧ ( Ｂ＋８０ ) ^0.35
・１００≦Ｂ＜４００の場合、式 ( １ -3) ：３Ｂ ^0.5 ≧Ａ≧ ( Ｂ＋１００ ) ^0.35
［式( １ -1) 〜 ( １ -3)において、Ａは“パウダー中のトータルカーボン量(重量％)” であり、Ｂは“１３００℃における粘度(ポイズ)”である。］
を満足すること(請求項１)、
を特徴(発明を特定する事項)とし、また、
・７≦ＣａＯ／Ｆ≦∞であること(請求項２)、
を特徴(発明を特定する事項)とする。
【００１９】
一方、本発明に係る鋼の連続鋳造方法は、
・鋼の連続鋳造において、モールドパウダーとして上記請求項１又は請求項２の連続鋳造用モールドパウダーを使用し、鋳片単位表面積当たりパウダー消費量を０．０１〜０．２０ｋｇ／ｍ²の範囲で鋳造すること(請求項３)、
を特徴(発明を特定する事項)とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鋼の連続鋳造用モールドパウダー(以下、このモールドパウダーを“本発明品”という)は、前記したとおり、特定の粘度(５〜４００ポイズ)で、且つ、該粘度(Ｂ)とパウダー中のトータルカーボン量(Ａ)との関係が、粘度 ( Ｂ ) の範囲に応じて前記式( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足することを特徴とし、これにより、前記(ａ)安定操業，(ｂ)鋼品質，(ｃ)メンテコストの各面からみた欠点，問題点の解消に対して有効であることが判明した。以下、「（Ａ）安定操業」「（Ｂ）鋼品質」「（Ｃ）メンテコスト」に大別して、本発明品を、その作用効果と共に詳細に説明する。
【００２１】
(Ａ) 安定操業
拘束性ブレークアウトを発生させないためには、モールド／シェル間で焼付きを起こさせないことが重要である。そのためには、モールド／シェル間にスラグフィルムを確実に形成させること、および、形成したスラグフィルムが容易に切断されないことが最重要である。
このフィルム切断抑制には、高粘度化が最も有効である。すなわち、シャバシャバの水状態では、容易に破断するが、水アメのように、引っ張られた時に延びるような高粘度とすることで、切断抑制が可能となる。
【００２２】
切断抑制に有効な粘度としては、本発明品で特定する“１３００℃における測定値が５ポイズ以上”である。好ましくは１０ポイズ以上、より好ましくは１５ポイズ以上である。また、粘度が高い程より効果的であるが、４００ポイズを超えると、効果はほぼ同等となる。したがって、本発明品では、粘度(1300℃)の上限値としては、４００ポイズが好ましい。
【００２３】
一方、１３００℃における測定値が５ポイズ以上の高粘度パウダーを用い、モールド／シェル間にスラグフィルムを確実に形成させるためには、この粘度にあったパウダー中のカーボンを適正量とすることが有効である。すなわち、次の式１を満足させることが有効である。
式１ ……… Ａ≧(Ｂ＋３０)^0.35
［式１において、Ａは“パウダー中のトータルカーボン量(重量％)”であり、Ｂは“１３００℃における粘度(ポイズ)”である。］
【００２４】
このような高粘度パウダーは、溶融，滓化が遅く、溶融が不均一になりやすいけれども、前記式１、特に、前記式 ( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足するカーボン量に設定することにより、溶融，滓化が均一且つ安定して得られ、安定した溶融スラグ層を形成し、モールド／シェル間にスラグフィルムを確実に形成させることができる。
さらに高カーボン組成により、保温効果が十分に得られるため、ディッケルの生成などもなくなり、安定操業が確保できる。
【００２５】
本発明品では、１３００℃における粘度(Ｂ)が５〜４００ポイズで、且つ、前記式１「Ａ≧(Ｂ＋３０)^0.35」を満足することが好ましいが、この粘度(Ｂ)との関係で、特に、次の範囲内とすることを特徴とする。
・「５≦Ｂ＜２０」の場合、「式 ( １ -1) ：５Ｂ^0.5≧Ａ≧(Ｂ＋６０)^0.35」の範囲
・「２０≦Ｂ＜１００」の場合、「式 ( １ -2) ：４Ｂ^0.5≧Ａ≧(Ｂ＋８０)^0.35」の範囲
・「１００≦Ｂ＜４００」の場合、「式 ( １ -3) ：３Ｂ^0.5≧Ａ≧(Ｂ＋１００)^0.35」の範囲
を満足するカーボン量に設定することである。
より好ましくは、
・「５≦Ｂ＜２０」の場合、「５Ｂ^0.5≧Ａ≧(Ｂ＋１２０)^0.35」の範囲、
・「２０≦Ｂ＜１００」の場合、「４Ｂ^0.5≧Ａ≧(Ｂ＋１５０)^0.35」の範囲、
・「１００≦Ｂ＜４００」の場合、「３Ｂ^0.5≧Ａ≧(Ｂ＋１８０)^0.35」の範囲、
を満足するカーボン量に設定することである。
【００２６】
また、本発明品によれば、浸漬ノズルのパウダーライン部位における損傷が大幅に低減できるため、浸漬ノズルの破断などの操業トラブルも激減できる。さらには、パウダーライン部位の耐用が延びるため、連々数が延びて生産性は向上し、また、浸漬ノズル原単価も低減する。
この場合の好適範囲は、前記と同様、粘度の範囲に応じて前記式 ( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足する範囲であるが、これに加えて、さらに「７≦ＣａＯ／Ｆ≦∞」の範囲がより好適である。
【００２７】
「ＣａＯ／Ｆ」を７以上とすることで、パウダーライン部位の損傷を、より一層減少させることができる。さらに、「ＣａＯ／Ｆ」が１０以上の場合、より効果的であり、４０を超えると特に効果が大きい。
高カーボン組成により、浸漬ノズルパウダーライン部のＺｒＯ₂−Ｃなどカーボン含有耐火物の脱炭抑制にも効果があり、損傷軽減により一層の効果を発揮する。
【００２８】
また、「ＣａＯ／ＳｉＯ₂」としては、１．１未満が効果的である。１．１以上では、切断し難さの点でやや劣る傾向にあり、また、高粘度特性の確保が難しくなる。０．９未満がより好適である。
【００２９】
(Ｂ) 鋼品質
パウダー巻き込み抑制，鋳片表面ＯＳＭ深さ低減抑制，パウダー噛み等の抑制の他、鋼品質向上には、溶融滓化性状に優れる高粘度パウダーが有効であり、好適な範囲は、前記と同様、粘度の範囲に応じて前記式 ( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足する範囲である。
本発明品は、溶融性状に優れているだけでなく、高カーボンであるため、保温性に著しく優れている特徴を有する。したがって、モールド内メニスカス位置での初期凝固が大幅に改善されるため、脱酸生成物やガスが初期凝固シェルに捕捉されなくなる。そのため、鋳片の表面品質が向上し、圧延時の鋼品質も大幅に向上する。
【００３０】
(Ｃ) メンテコスト
本発明品は、高粘度，高カーボンであって、溶融滓化性状，保温性に優れているため、低消費量で操業できる特徴がある。
このように消費量の減少によって、モールド下で落下するスラグ廃棄物の量が少なくなるため、処理費用が低減できる。また、二次冷却水中に溶解するアルカリや弗素(Ｆ)成分の量が少なくなるため、水処理費用の低減やマシン腐食の低減が可能であるなどのメリットが得られる。さらに、「７≦ＣａＯ／Ｆ≦∞」の範囲とすることにより、水処理費用をより一層低減させることができる。この「ＣａＯ／Ｆ」が１０以上でより効果的であり、４０を超えると特に効果が大きい。
また、「ＣａＯ／ＳｉＯ₂」としては、１．１未満が効果的である。１．１以上では、切断し難さの点でやや劣る傾向にあり、また、高粘度特性の確保が難しくなる。
【００３１】
また、本発明品の前記(Ａ)〜(Ｃ)に記載したメリットを最大限に発揮させるためには、消費量範囲を“0.01〜0.20ｋｇ／ｍ²”の範囲で鋳造することがより好適である。0.20ｋｇ／ｍ²を超えると、メンテコストなどの点で効果が小さい。さらに好適な範囲としては、“0.01〜0.15ｋｇ／ｍ²”である。
【００３２】
本発明品は、原料として、従来と同様、ポルトランドセメント，黄リンスラグ，ウォラストナイト，高炉スラグ，ダイカルシウムシリケート(2CaO・SiO₂₎ _，合成珪酸カルシウムなどを主原料基材とし、必要に応じて、塩基度や嵩比重などの粉体特性調整のため、シリカ原料を加え、更に、蛍石，氷晶石，硼砂，フッ化マグネシウムなどの弗化物、炭酸ナトリウム，炭酸バリウム，炭酸リチウムなどの炭酸塩といった軟化点，粘度などの溶融特性調整材としてのフラックス原料、溶融滓化速度調整材としての炭素質原料などの粉末を使用することができる。
本発明品は、上記各種原料を混合した混合タイプとして製造が可能な他、カーボンを除く全原料を予め溶融させたいわゆる完全プリメルトタイプや、一部原料を予め溶融させたセミプリメルトタイプでの製造が可能である。また、予め焼成した完全焼成タイプや、セミ焼成タイプでの製造も可能である。
【００３３】
上記“混合タイプ”としては、各原料粉末を混合した粉末状で、または、押し出し造粒，撹拌造粒，流動造粒，転動造粒，噴霧造粒などの方法で造粒した顆粒状にて使用することができる。造粒に際しては、必要に応じて有機質，無機質のバインダーを使用することができる。
しかし、本発明品は、前記したように、１３００℃における粘度が５〜４００ポイズで、且つ、この粘度の範囲に応じて前記式 ( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足するように、また、「７≦ＣａＯ／Ｆ≦∞」を満足するように、各原料を選定する必要がある。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明の実施例を参考例および比較例と共に挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。なお、以下に記載の実施例１０，１２は、参考例である。
【００３５】
（実施例１〜１２，比較例１〜２）
表１に示す「粘度(Ｂ)［１３００℃における粘度(ポイズ)］」、「トータルカーボン量(Ａ)［パウダー中のトータルカーボン量(重量％)］」、および、「ＣａＯ／Ｆ」，「ＣａＯ／ＳｉＯ₂」の比に調整したパウダー(モールドパウダー)を作製した。（なお、表１に「(Ｂ＋３０)^0.35」の値を付記した。）
このパウダーに対して、同じく表１に示すテスト条件でテストし、その結果について、後記表２の判定基準に基づき判定し、その結果を表１に示した。なお、表１，表２中の「鋳片表面品質１」は、約２ｍｍスカーフした鋳片のピンホール，スカム等の欠陥個所により良否を確認した。また、「鋳片表面品質２」は、約２ｍｍスカーフした鋳片の縦割れ，横割れの個数、長さにより、総合的に良否を確認した。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【表２】

【００３８】
【表３】

前記した表１および上記表３から、本発明で特定する「粘度(Ｂ)」の範囲内で、かつ、この粘度(Ｂ)とトータルカーボン量(Ａ)との関係が前記式 ( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足する実施例１〜９，１１のパウダーは、いずれのテスト項目においても殆ど優れたものであることがわかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明に係る鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、１３００℃における粘度が５〜４００ポイズであって、該粘度の範囲に応じて前記式 ( １ -1) 〜 ( １ -3)を満足することを特徴とし、これにより、鋳片表面キズや圧延キズの発生がなく、また、ブレークアウトなどの操業トラブルもなく、鋼の生産性を向上させ、製造コストを大幅に低減できる、さらには、連鋳機の腐食抑制，浸漬ノズルのパウダーライン部位における溶損低減などに寄与できる、という顕著な効果を奏する。
【００４０】
また、上記鋼の連続鋳造用モールドパウダーであって、さらに、７≦ＣａＯ／Ｆ≦∞であることを特徴とし、これにより、上記効果のうち、特に、パウダーライン部位の損傷をより一層減少させることができ、また、水処理費用をより一層低減させることができる効果が生じる他、安定操業の達成や鋼品質の向上などにも、より一層の効果を発揮することができる。
【００４１】
一方、本発明に係る鋼の連続鋳造方法は、“鋼の連続鋳造において、上記モールドパウダーを使用し、鋳片単位表面積当たりパウダー消費量を０．０１〜０．２０ｋｇ／ｍ²の範囲で鋳造することを特徴とし、このように、低消費量とすることができ、その結果として、メンテコストなどの点で優れた効果が生じる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold powder for continuous casting of steel and a continuous casting method of steel, and in particular, improvement of steel quality, improvement of operational stability (BO suppression), corrosion suppression of continuous casting machine, powder line part of immersion nozzle The present invention relates to a mold powder for continuous casting of steel that can remarkably contribute to reduction of melting loss and the like, and a steel continuous casting method using the mold powder.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the progress of continuous casting technology of steel has been remarkable, and high-temperature cast slabs have not been maintained (HCR, HDR), high-speed casting, mold cross-sectional shape diversification and multi-continuous casting have progressed. Improving and stabilizing the continuous caster operating rate by reducing defects and reducing trouble is the biggest challenge in the CC process. Under these circumstances, the role of mold powder is significant.
[0003]
In continuous casting of steel, mold powder is added into the mold.
The mold powder injected into the mold through the immersion nozzle or semi-immersion nozzle and added onto the surface of the molten steel forms a layered structure of the molten slag layer and the unmelted raw powder layer by receiving heat from the molten steel. They are formed from the surface and play various roles while flowing between the solidified steel shell and the mold and consumed.
[0004]
Among the various roles of mold powder, (1) Lubricating action between mold and solidified shell, (2) Dissolving and absorbing action of inclusions floating from molten steel, (3) Antioxidation and heat retaining action of molten steel, (4 ) The function as a heat medium between the solidified shell / mold is an important role. That is, by ensuring a molten slag layer having a certain thickness and flowing a certain amount, it is possible to play the roles (1) to (4) above and obtain a sound slab.
[0005]
General mold powders include Portland cement, yellow phosphorus slag, wollastonite, blast furnace slag, dicalcium silicate (2CaO · SiO ₂₎ _, synthetic calcium silicate, etc. as the main raw material base. Silica raw materials are added to adjust powder properties such as bulk specific gravity, and further softening points such as fluorides such as fluorite, cryolite, borax and magnesium fluoride, and carbonates such as sodium carbonate, barium carbonate and lithium carbonate , A mixed type in which a flux raw material as a material for adjusting melt characteristics such as viscosity, a carbonaceous raw material as a material for adjusting a melt hatching rate, and a premelt type in which all of the components excluding the carbonaceous raw material are melted and granulated in advance. There is a semi-premelt type in which a part is melted and granulated in advance.
In terms of shape, there are a powder type in which powder raw materials are mixed and a granule type that is granulated by various methods.
[0006]
The composition of a typical mold powder, a _{CaO-SiO 2-Al2} O ₃ _{based, MgO, Na 2 O, MnO} , TiO 2, BaO, K 2 O, Li 2 O, SrO, P 2 O 5, It consists of component systems such as B ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , ZrO ₂ , and F.
[0007]
Regarding the composition of the mold powder, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-25254 discloses CaO, SiO ₂ _, _{Al 2} O ₃ as main components, CaO / SiO ₂ (weight ratio) in the range of 0.5 to 1.6, and alkali metal. , Oxides such as alkaline earth metals, carbonates, fluorides, and powders containing carbon as a melting rate modifier, and Japanese Patent Laid-Open No. 2-165853 has the same ratio of 0.5 to 0.95, Similarly, oxides such as alkali metals and alkaline earth metals, carbonates, fluorides, and powders containing carbon as a melting rate modifier are disclosed.
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-214263 discloses a powder in which the ratio is set to 0.6 to 0.9 and the concentration sum of ZrO ₂ , TiO ₂ , and CeO ₂ is 1% by weight or less.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the mold powder cannot sufficiently fulfill the roles (1) to (4), it leads to deterioration of slab quality and unstable operation (such as BO), so that the quality is high and stable. Quality mold powder is being developed.
[0009]
From the viewpoint of stable operation, the first is not to generate breakout. For that purpose, it is important that mold powder flows sufficiently between the initial solidified shell of steel and the mold in the mold to ensure lubricity, and low-viscosity powder is used to ensure consumption. There were many things.
[0010]
On the other hand, in recent years, powders of about 3 to 7 poise are being used, but the actual situation is that the applicable casting speed, the applicable continuous casting machine, the applicable steel type, and the like are limited.
For example, JP-A-8-33962 discloses a continuous casting for ultra-low carbon steel having a viscosity at 1300 ° C. of 1.5 poise or more, and JP-A-10-263767 discloses a viscosity of 3 to 15 poise. In addition, JP-A-8-141712 discloses a powder having the same viscosity of 3 to 8 poise. However, these powders are limited in application casting speed, application continuous casting machine, application steel type, and the like.
[0011]
In order to ensure the lubricity, the powder consumption is said to require a minimum 0.25 kg / m ² or 0.3 kg / m ^2, have been performed. That is, in order to secure this consumption, measures such as lowering the viscosity, lowering the crystallization temperature, lowering the solidification temperature are taken.
[0012]
As the low viscosity powder, for example, JP-A-8-197214 has a viscosity at 1300 ° C. of 0.6 to 2.5 poise, and JP-A-8-300123 has a viscosity of 0.8 to less than 4.0 (poise). Kaihei 9-76049 discloses powders for continuous casting having the same viscosity of 2.0 poises or less.
However, such a low viscosity powder of less than 5 poise has the following drawbacks and problems. The disadvantages and problems will be described in detail below in terms of (a) stable operation, (b) steel quality, and (c) maintenance costs.
[0013]
(a) Disadvantages and problems in stable operation At low viscosity, slag in the form of molten glass tends to break, and slag film easily breaks due to rapid fluctuations in the molten metal surface, causing direct contact between the mold / shell, Prone to seizure and restraint breakout. In addition, when the viscosity is low, crystallization is likely to proceed, so that crystals are generated in the slag film, and the slag film is broken by the cutout, which is likely to cause seizure.
Further, since it contains a large amount of alkali components and fluorine components (F components) that are low viscosity components, the immersion nozzle powder line is greatly damaged, and the number is continuously limited. Damage to the powder line may lead to operational problems such as breakage of the immersion nozzle.
[0014]
(b) Defects and problems in steel quality When the viscosity is low, molten slag droplets are liable to separate into the molten steel, causing powder entrainment and generating powder defects.
Moreover, the OSM on the surface of the slab becomes deep, and the powder is caught in the vicinity of the valley portion, which leads to defects during rolling.
[0015]
(c) Disadvantages and problems in maintenance costs Low-viscosity powders contain a large amount of alkali components and fluorine components (F components), which are low-viscosity components, so the amount of alkali and fluorine components dissolved in the secondary cooling water is small. In addition to increased water treatment costs, corrosion of continuous casters is likely to occur. As a result, there arises a problem that maintenance costs are required.
In addition, if the amount of powder consumed is large, the amount of slag waste that falls under the mold increases, and the amount of alkali and fluorine components that dissolve in the secondary cooling water also increases, resulting in water treatment costs and continuous casting machines. There is a problem that leads to increased corrosion.
[0016]
The present invention has been made in view of the drawbacks and problems of the above (a) to (c), and provides a mold powder for continuous casting of steel and a method for continuous casting of steel that eliminate these drawbacks and problems. The purpose (problem) is to provide.
In particular, when steel is continuously cast, there is no occurrence of slab surface scratches or rolling scratches, and there are no operational troubles such as breakout, which can improve steel productivity and greatly reduce manufacturing costs. An object of the present invention is to provide a mold powder for continuous casting of steel, which can contribute to corrosion inhibition of a continuous casting machine, reduction of melting loss in a powder line portion of an immersion nozzle, and a continuous casting method of steel using this mold powder ( Problem).
[0017]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies to achieve the above object (problem), the present inventors have clarified and specified the relationship between the viscosity and carbon in the powder, and the above (a) to (c). I found out that I can overcome all the drawbacks and problems.
[0018]
That is, the mold powder for continuous casting of steel according to the present invention is:
“ The viscosity at 1300 ° C. is 5 to 400 poises, depending on the viscosity range ,
When 5 ≦ B <20, the formula ( 1 −1) : 5B ^0.5 ≧ A ≧ ( B + 60 ) ^0.35
When 20 ≦ B <100, the formula ( 1-2 ) : 4B ^0.5 ≧ A ≧ ( B + 80 ) ^0.35
In the case of 100 ≦ B <400, the formula ( 1 −3) : 3B ^0.5 ≧ A ≧ ( B + 100 ) ^0.35
[In the formula (1 -1) ~ (1 -3 ), A is the "total amount of carbon in the powder (wt%)", B is the "viscosity at 1300 ° C. (poise)". ]
(Claim 1),
As features (matter specifying the invention), and
7 ≦ CaO / F ≦ ∞ (Claim 2),
Is a feature (matter specifying the invention).
[0019]
On the other hand, the continuous casting method of steel according to the present invention is:
In continuous casting of steel, the mold powder for continuous casting according to claim 1 or 2 is used as mold powder, and the powder consumption per unit surface area of the slab is in the range of 0.01 to 0.20 kg / m ² . Casting (Claim 3),
Is a feature (matter specifying the invention).
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the mold powder for continuous casting of steel according to the present invention (hereinafter, this mold powder is referred to as “the product of the present invention”) has a specific viscosity (5 to 400 poise ) and the viscosity (B). total carbon content in the powder relationship between the (a), and satisfies the viscosity formula according to the range of (B) (1 -1) ~ (1 -3), thereby, the (a It proved effective in eliminating defects and problems from the viewpoints of stable operation, (b) steel quality, and (c) maintenance costs. Hereinafter, the product of the present invention will be described in detail together with the effects thereof, roughly classified into “(A) stable operation”, “(B) steel quality”, and “(C) maintenance cost”.
[0021]
(A) In order not to generate a stable operation restraint breakout, it is important not to cause seizure between molds / shells. For that purpose, it is most important that the slag film is reliably formed between the mold / shell, and that the formed slag film is not easily cut.
High viscosity is the most effective for suppressing the film cutting. That is, in the water state of the shaba shaba, it breaks easily, but by making the viscosity so high that it is stretched when pulled, the cutting can be suppressed.
[0022]
The viscosity effective for cutting suppression is “measured value at 1300 ° C. is 5 poise or more” specified by the product of the present invention. Preferably it is 10 poise or more, more preferably 15 poise or more. Also, the higher the viscosity, the more effective, but when the viscosity exceeds 400 poise, the effect is almost the same. Therefore, in the product of the present invention , the upper limit of the viscosity (1300 ° C.) is preferably 400 poise.
[0023]
On the other hand, in order to reliably form a slag film between the mold / shell using a high-viscosity powder having a measured value at 1300 ° C. of 5 poises or more, an appropriate amount of carbon in the powder corresponding to this viscosity is required. It is valid. That is, it is effective to satisfy the following formula 1.
Formula 1 ……… A ≧ (B + 30) ^0.35
[In Formula 1, A is “total amount of carbon in powder (% by weight)” and B is “viscosity (poise) at 1300 ° C.”. ]
[0024]
Such high viscosity powder is set melting, slag formation is slow, though the melting tends to be uneven, in the formula 1, in particular, the formula (1 -1) carbon amount satisfying to (1 -3) By doing so, melting and hatching can be obtained uniformly and stably, a stable molten slag layer can be formed, and a slag film can be reliably formed between the mold / shell.
Furthermore, since the high carbon composition provides a sufficient heat retention effect, there is no generation of deckle, and stable operation can be ensured.
[0025]
In the product of the present invention, it is preferable that the viscosity (B) at 1300 ° C. is 5 to 400 poise and satisfies the formula 1 “A ≧ (B + 30) ^0.35 ”, but in relation to the viscosity (B), In particular, it is characterized by being within the following range .
• For "5 ≦ B <20", "equation ^{(1 -1): 5B 0.5 ≧} A ≧ (B + 60) 0.35 " If the range-of "20 ≦ B <100" of "formula (1 -2): 4B ^0.5 ≧ A ≧ (B + 80) ^0.35 ”range. In the case of“ 100 ≦ B <400 ”, the carbon amount satisfying the range of“ Expression ( 1-3 ) : 3B ^0.5 ≧ A ≧ (B + 100) ^0.35 ”is set. it is to be.
More preferably,
In the case of “5 ≦ B <20”, a range of “5B ^0.5 ≧ A ≧ (B + 120) ^0.35 ”,
In the case of “20 ≦ B <100”, a range of “4B ^0.5 ≧ A ≧ (B + 150) ^0.35 ”,
In the case of “100 ≦ B <400”, a range of “3B ^0.5 ≧ A ≧ (B + 180) ^0.35 ”,
Is set to a carbon amount that satisfies the above.
[0026]
In addition, according to the product of the present invention, the damage in the powder line portion of the immersion nozzle can be greatly reduced, so that operational troubles such as breakage of the immersion nozzle can be drastically reduced. Furthermore, since the durability of the powder line part is extended, the number of the parts is continuously increased, the productivity is improved, and the original unit price of the immersion nozzle is also reduced.
The preferred range in this case, similar to the above, is a range satisfying the above formula according to the range of viscosity (1 -1) to (1 -3), in addition to this, further "7 ≦ CaO / F The range of “≦ ∞” is more preferable.
[0027]
By setting “CaO / F” to 7 or more, the damage of the powder line portion can be further reduced. Furthermore, when “CaO / F” is 10 or more, it is more effective, and when it exceeds 40, the effect is particularly great.
The high carbon composition is effective in suppressing the decarburization of carbon-containing refractories such as ZrO ₂ —C in the submerged nozzle powder line part, and exhibits further effects by reducing damage.
[0028]
Moreover, less than 1.1 is effective as “CaO / SiO ₂ ”. If it is 1.1 or more, it tends to be slightly inferior in terms of difficulty in cutting, and it becomes difficult to ensure high viscosity characteristics. Less than 0.9 is more preferred.
[0029]
(B) Steel quality In addition to suppressing entrainment of powder, suppression of slab surface OSM depth reduction, suppression of powder biting, etc., high-viscosity powder with excellent melt hatching properties is effective for improving steel quality. In the same manner as described above, the range satisfies the above formulas ( 1 -1) to ( 1 -3) depending on the viscosity range .
The product of the present invention not only has excellent melt properties, but also has a feature of being extremely excellent in heat retention since it is high carbon. Therefore, since the initial solidification at the meniscus position in the mold is greatly improved, the deoxidized product and the gas are not captured by the initial solidified shell. Therefore, the surface quality of the slab is improved, and the steel quality during rolling is greatly improved.
[0030]
(C) Maintenance Cost The product of the present invention has a high viscosity and high carbon, and is excellent in melt hatching properties and heat retention properties, so that it can be operated with low consumption.
Since the amount of slag waste that falls under the mold is reduced due to the reduction in consumption, the processing cost can be reduced. Further, since the amount of alkali or fluorine (F) component dissolved in the secondary cooling water is reduced, there are advantages such as reduction in water treatment cost and reduction in machine corrosion. Furthermore, the water treatment cost can be further reduced by setting the range of “7 ≦ CaO / F ≦ ∞”. This “CaO / F” is more effective when it is 10 or more, and when it exceeds 40, the effect is particularly great.
Moreover, less than 1.1 is effective as “CaO / SiO ₂ ”. If it is 1.1 or more, it tends to be slightly inferior in terms of difficulty in cutting, and it becomes difficult to ensure high viscosity characteristics.
[0031]
Moreover, in order to maximize the merits described in the items (A) to (C) of the present invention, it is more preferable to cast the consumption range in the range of “0.01 to 0.20 kg / m ² ”. It is. If it exceeds 0.20 kg / m ² , the effect is small in terms of maintenance cost. A more preferable range is “0.01 to 0.15 kg / m ² ”.
[0032]
The product of the present invention is mainly made of Portland cement, yellow phosphorus slag, wollastonite, blast furnace slag, dicalcium silicate (2CaO · SiO ₂₎ _, synthetic calcium silicate, etc. In order to adjust powder characteristics such as basicity and bulk density, silica raw materials are added, and fluorides such as fluorite, cryolite, borax and magnesium fluoride, and carbonates such as sodium carbonate, barium carbonate and lithium carbonate. Powders such as a flux raw material as a melting property adjusting material such as a softening point and viscosity such as salt, and a carbonaceous raw material as a melt hatching speed adjusting material can be used.
The product of the present invention can be manufactured as a mixed type in which the above various raw materials are mixed, and is a so-called complete premelt type in which all raw materials except carbon are melted in advance, or a semi-premelt type in which some raw materials are melted in advance. Can be manufactured. In addition, it is possible to manufacture in a completely fired type or a semi-fired type that has been fired in advance.
[0033]
The "mixed type" is a powdered form in which each raw material powder is mixed, or a granulated form that is granulated by methods such as extrusion granulation, stirring granulation, fluidized granulation, rolling granulation, spray granulation, etc. Can be used. In granulation, an organic or inorganic binder can be used as necessary.
However, as described above, the product of the present invention has a viscosity at 1300 ° C. of 5 to 400 poise , and satisfies the above formulas ( 1 -1) to ( 1 -3) depending on the viscosity range. In addition, it is necessary to select each raw material so as to satisfy “7 ≦ CaO / F ≦ ∞”.
[0034]
【Example】
Next, examples of the present invention together with reference examples and comparative examples, the present invention will be described in detail, the present invention is not intended to be more limited to the following examples. Examples 10 and 12 described below are reference examples.
[0035]
(Examples 1-12, Comparative Examples 1-2)
“Viscosity (B) [Viscosity (poise) at 1300 ° C.]”, “Total carbon amount (A) [Total carbon amount in powder (% by weight)]”, “CaO / F”, “ A powder (mold powder) adjusted to a ratio of “CaO / SiO ₂ ” was produced. (The value of “(B + 30) ^0.35 ” is added to Table 1)
This powder was similarly tested under the test conditions shown in Table 1, and the results were determined based on the criteria shown in Table 2 below. The results are shown in Table 1. In Tables 1 and 2, the “slab surface quality 1” was confirmed to be good by the defective parts such as pinholes and scum of the slabs that were scarfed by about 2 mm. In addition, “quality of slab surface quality 2” was comprehensively confirmed by the number and length of longitudinal cracks and transverse cracks of a slab that was scarfed by about 2 mm.
[0036]
[Table 1]

[0037]
[Table 2]

[0038]
[Table 3]

From the above- mentioned Table 1 and Table 3 above , the relationship between the viscosity (B) and the total carbon amount (A) is within the range of “viscosity (B)” specified in the present invention, and the above formula ( 1 −1 ) - (1 -3) powder of example 1 9,11 satisfying the were found to be those most excellent in any of the test items.
[0039]
【The invention's effect】
As described in detail above, the mold powder for continuous casting of steel according to the present invention has a viscosity of 5 to 400 poise at 1300 ° C. , and the above formulas ( 1 -1) to ( 1 -3) , which eliminates the occurrence of scratches on the slab surface and rolling, and there are no operational troubles such as breakout, improving the productivity of steel and significantly increasing the manufacturing cost. It is possible to reduce the corrosion of the continuous casting machine and to reduce the melting loss at the powder line portion of the immersion nozzle.
[0040]
Further, the above-mentioned mold powder for continuous casting of steel is characterized in that 7 ≦ CaO / F ≦ ∞, thereby further reducing the damage of the powder line part among the above effects. In addition to the effect of further reducing the cost of water treatment, it is possible to achieve further effects in achieving stable operation and improving steel quality.
[0041]
On the other hand, the continuous casting method for steel according to the present invention is as follows. “In continuous casting of steel, the above-mentioned mold powder is used, and the powder consumption per unit surface area of a slab is 0.01 to 0.20 kg / m ^2. Thus, the consumption can be reduced, and as a result, an excellent effect in terms of maintenance cost and the like is produced.

Claims

A mold powder for continuous casting of steel, having a viscosity at 1300 ° C. of 5 to 400 poise and satisfying the following formulas ( 1 -1) to ( 1 -3) depending on the viscosity range .
In the case of 5 ≦ B <20, the formula ( 1 −1) : 5B ^0.5 ≧ A ≧ ( B + 60 ) ^0.35
When 20 ≦ B <100, the formula ( 1-2 ) : 4B ^0.5 ≧ A ≧ ( B + 80 ) ^0.35
In the case of 100 ≦ B <400, the formula ( 1−3 ) : 3B ^0.5 ≧ A ≧ ( B + 100 ) ^0.35
[In the formula (1 -1) ~ (1 -3 ), A is the "total amount of carbon in the powder (wt%)", B is the "viscosity at 1300 ° C. (poise)". ]

The mold powder for continuous casting of steel according to claim 1, wherein 7 ≦ CaO / F ≦ ∞.

In continuous casting of steel, the mold powder according to claim 1 or 2 is used as mold powder, and the powder consumption per unit surface area of a slab is cast within a range of 0.01 to 0.20 kg / m ^2. A continuous casting method for steel characterized by the above.