JP4598937B2 - 鋼の連続鋳造用パウダー - Google Patents
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Description
【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鋳型内に添加するパウダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鋼の連続鋳造では、鋳型内における溶鋼の保温、鋳型と凝固鋳片間の潤滑、鋳型内鋳片の抜熱コントロール、溶鋼から浮上する介在物の吸収等の目的で連続鋳造用パウダーが使用されている。
一般的なパウダ−の成分としては、ＳｉＯ2 ：２０〜４５ｍａｓｓ％，ＣａＯ：２０〜５５ｍａｓｓ％，Ａｌ2 Ｏ3 ：０〜１０ｍａｓｓ％，ＭｇＯ：０〜２０ｍａｓｓ％，Ｎａ2 Ｏ：１〜２０ｍａｓｓ％，Ｆ- ：１〜２０ｍａｓｓ％，Ｃ：１０ｍａｓｓ％以下で構成されており、必要に応じてＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｂ2Ｏ3 ，ＳｒＯ，ＭｎＯ，ＢａＯ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｃｒ2 Ｏ3 等も使用されている。
【０００３】
分析上、弗化物は酸化物とＦ- に、炭酸塩化合物は酸化物とＣ（カーボン）として表記されている。またパウダーの物性としては、溶融温度で９５０〜１２５０℃のものが、１３００℃における粘度で０．５〜１０ｐｏｉｓｅ、凝固温度（溶融状態から徐々に温度を低下させる過程において粘度が著しく増大し凝固に至る温度で、溶融パウダーの冷却、凝固過程における結晶化温度にほぼ等しいと考えられる）で９５０〜１２６０℃のものが実用に供されている。
【０００４】
ところで近年、鋳造工程における歩留り向上によるコストダウンの要請が一段と高まる傾向にあり、そのためには鋳造される鋳片の欠陥をできるだけ少なくするよう心掛けなければならない。
しかしながら中炭素鋼（包晶組成の鋼を含む）や［Ｎｂ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｓ］，［Ｂ］等の元素を含有する割れ感受性の強い鋼では、鋳片に鋳片欠陥である割れや凹みが発生し易いという問題があり、また鋳型サイズが大きい場合や鋳造速度が早い場合には低炭素鋼においても割れが発生する惧れが多分にあり、割れや凹みの発生は、鋳片歩留りの著しい低下をもたらすため大きな問題となる。
【０００５】
これに対し鋳片の割れや凹みの発生を低減する方法として、パウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を高く設定することにより溶融パウダー凝固時の結晶性を強め、鋳片から鋳型への抜熱抵抗を大きくしたり、鋳型温度のバラツキを小さくする方法が採られている［ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−４，１２５３（１９９１）、ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−６，２８７（１９９３）参照］。これらの方法により抜熱抵抗が増大し鋳片は緩冷却され、割れや凹みは減少する傾向にある。
【０００６】
溶融パウダーが凝固時に生成する結晶の有無、生成の程度は、冷却速度によっても異なるが、現在一般的に使用されている連続鋳造用パウダーの場合、生成する結晶としてはカスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ・ＣａＦ2 ）とカーネギエイト（ＮａＡｌＳｉＯ4 ）の２種類が最も一般的なものであり、この他にパウダーの成分系によっては（ＣａＦ2 ）や（ＮａＦ）の結晶が生成する場合がある。
【０００７】
先に述べた割れや凹みの発生を低減するためにパウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を高く設定する狙いは、ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−８，１０１０（１９９５）やＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−８，１０１５（１９９５）に示されているように、溶融パウダー凝固時にカスピダイン結晶の生成を増大させることにある。
カーネギエイトは、１０００℃以下の比較的低温で生成する結晶であり、鋳型・鋳片間の抜熱抵抗の増大にはあまり寄与しないと考えられる。冷却条件によってはカーネギエイトは生成せず、カーネギエイトと同一の組成を有するネフェライン（ＮａＡｌＳｉＯ4 ）が生成する場合もある。
【０００８】
溶融パウダーの冷却、凝固過程においてカスピダインが生成し始める温度は、冷却速度やパウダー成分の違いによって異なるが、緩冷却状態においてはパウダーの凝固温度にほぼ等しいと考えられる。カスピダインは、パウダー成分によっては１２００℃以上の高い温度から生成し始めることから、カスピダインの生成を促進させることは、鋳型、鋳片間のパウダー流入フィルムの抜熱抵抗を増加させ、鋳片の緩冷却化を図る手段として極めて有効な方法である。
【０００９】
しかして、カスピダインの生成量を増加させるためには、カスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ・ＣａＦ2 ）の成分からも判るように、パウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）ならびに Ｆ- 含有量を高く設定することが必要であるが、高塩基度化を指向すると溶融温度が著しく上昇するため、高溶融温度に起因するスラグベア（鋳型壁近傍に発生するスラグおよび未溶融パウダーからなる焼結物）の増大や潤滑性の低下といった問題が発生する。
このようなスラグベアの増大や潤滑性が低下した場合、操業の悪化や鋳片品質悪化の原因になるとともに、場合によっては鋳片の破断（ブレークアウト）といった重大な事故を引き起こす惧れがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋳片に発生する割れや凹みの防止に有効な鋳片緩冷却効果を有し、かつパウダーの高溶融温度に起因するスラグベアの増大や潤滑性の低下を防止し、ひいては操業の悪化や鋳片品質の低下を引き起こさないパウダーを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、パウダーの化学成分と溶融パウダー凝固時に生成する結晶との関係を詳細に調査した結果、▲１▼ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が、カスピダイン結晶と同様鋳片の緩冷却化効果に優れていること、▲２▼ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成せしめる成分系では、パウダーの溶融温度を低く設定することができ、従来、カスピダイン結晶を生成せしめる成分系のパウダーが有する高溶融温度に起因するスラグベアの増大や潤滑性の低下といった根本的な問題を解決できること、▲３▼溶融パウダーが冷却・凝固する過程において生成する結晶の種類は、溶融パウダーを徐冷により凝固させたスラグのＸ線回折分析により判定可能であり、また生成する結晶のうちどの種類の結晶が主要な結晶であるかは、Ｘ線回折分析における種々の結晶の最大回折ピーク高さの比較により充分判定可能であることを見出したものである。
【００１２】
本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）請求項１の発明は、連続鋳造用パウダーにおいて、前記パウダー中のＦ − 量を２．８ｍａｓｓ％以下とし、溶融パウダーが冷却、凝固する過程において複数の種類の結晶を生成し、かつＸ線回折分析による生成した結晶の回折Ｘ線強度のピーク高さの比較において、カスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２）結晶およびカーネギエイト（ＮａＡｌＳｉＯ ４ ）結晶の最大ピーク高さが、ＳｉＯ ２ −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ ２ −ＣａＯ−Ｎａ ２ Ｏ系の結晶の最大ピーク高さよりも低くなる結晶群であることを特徴とする連続鋳造用パウダーである。
【００１３】
（２）請求項２の発明は、鋼中カーボンが０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％である中炭素鋼の鋳造に際して、前記請求項１に記載した連続鋳造用パウダーを使用することを特徴とする連続鋳造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を作用とともに具体的に述べる。
中炭素鋼（包晶組成の鋼を含む）や合金元素を含有し割れ感受性が強い鋼、また鋳型サイズが大きい場合や鋳造速度が早い場合に発生し易い鋳片の割れや凹みを防止する手段としては、先に述べたようにパウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）やＦ- 含有量を高く設定することにより、溶融パウダー凝固時のカスピダインの生成量を増大させることにより結晶性を強め、鋳片から鋳型への抜熱抵抗を大きくすることにより鋳片の緩冷却を図ったり、鋳型温度のバラツキを小さくする方法が採られている。
【００１５】
鋳型、鋳片間の抜熱抵抗を増大させるためには、溶融パウダー凝固時にできるだけ高い温度で多量の結晶を生成させることが有効である。カスピダインは、パウダーの成分によっては１２００℃以上の高い温度から生成し始めるために、鋳型・鋳片間の抜熱抵抗の増大には極めて有効である。しかしながらカスピダインを高い温度で多量に生成させるためには、パウダーの塩基度ならびにＦ- 含有量を高く設定することが必要であるが、高塩基度化はパウダーの溶融温度を著しく上昇させスラグベアの増大や潤滑性の低下を引き起こす原因となる。
【００１６】
特開平１０−２１６９０７号公報には、高塩基度化やカスピダイン生成量増大にともなう溶融特性の悪化を防止するため、Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｒｂ2 Ｏ，Ｃｓ2 Ｏ等の酸化物を添加し成分を調整することにより、生成する結晶相をカスピダインよりも溶融温度が低いＬｉＣａ2 ＦＳｉＯ4 やＮａＣａ2 ＦＳｉＯ4 にすることが開示されている。
しかしながら、溶融パウダ−凝固時にＬｉＣａ2 ＦＳｉＯ4 やＮａＣａ2 ＦＳｉＯ4 といった結晶を積極的に生成させようとする場合にも、パウダー成分としては高塩基度化や高Ｆ- 化が必須であり、こためパウダーの溶融温度を十分に低くすることはできない。
【００１７】
パウダーの溶融温度を低下させる一般的な手段としては、溶融温度を低下させる効果を有するＮａ2 ＯやＬｉ2 Ｏといったフラックス成分が添加されるが、Ｎａ2 ＯやＬｉ2 Ｏは溶融温度だけではなく粘度も低下させる効果をも付随して有しているため、高塩基度化や高Ｆ- 化で粘度が低くなっている状態でのＮａ2 ＯやＬｉ2 Ｏの添加量には限界があり、このため溶融温度を十分には低下させることができず、スラグベアの増大や潤滑性の低下といった基本的な問題を解決することはできない。
【００１８】
本発明者らは、パウダーの化学成分と溶融パウダー凝固時に生成する結晶との関係を詳細に調査・検討した結果、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が、カスピダインと同様鋳片の緩冷却化効果に優れること、またＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成せしめる成分系では、スラグベアの増大や潤滑性の低下といった問題を発生しない程度にまで、溶融温度を十分低く抑えることが可能であることを見出した。
すなわち、十分実用的なパウダー特性有する成分範囲内において、カスピダインと同様高温で生成し、鋳片から鋳型への抜熱抵抗を大きくすることにより鋳片の緩冷却化が可能な結晶は、３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶，Ｎａ2 Ｏ・３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，Ｎａ2 Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であり、かつＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成せしめる成分系では、溶融温度を十分低く抑えることが容易であることを確認することができた。
鋳型・鋳片間のパウダー流入フィルムの抜熱抵抗を増加させ鋳片の緩冷却化を図るためには、カスピダインのように、溶融パウダー凝固時の結晶生成開始温度がパウダ−の凝固温度近傍である必要がある。結晶生成開始温度が低い場合には、パウダー流入フィルムの抜熱抵抗は小さく鋳片の緩冷却化には余り寄与しないものと考えられる。
【００１９】
本発明者らがパウダー成分と溶融パウダー冷却時に生成する結晶の種類と生成開始温度を調査した結果では、結晶生成開始温度がパウダーの凝固温度近傍であるという高い温度での結晶は、３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶，Ｎａ2 Ｏ・３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，Ｎａ2 Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であることが判った。
生成する結晶は、常に成分が一定でかつ生成する結晶の種類も一種類であるということはなく、パウダー成分や溶融スラグの冷却条件によっては結晶成分の構成比が異なった結晶が、単一もしくは複数の種類の結晶となって生成する。
すなわちＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶ではＳｉＯ2 ，ＣａＯの成分比が、ＸＣａＯ・ＹＳｉＯ2 （Ｘ，Ｙは各成分の量比）のように、またＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶ではＳｉＯ2 ，ＣａＯ，Ｎａ2 Ｏの構成比が、ＸＮａ2 Ｏ・ＹＣａＯ・ＺＳｉＯ2 （Ｘ，Ｙ，Ｚは各成分の量比）のように異なる場合がある。
しかしながらいずれの結晶についても、結晶生成開始温度は高く、ほぼパウダーの凝固温度に近い温度である。
【００２０】
先に述べたように、一般的に使用されているパウダーの成分系において、溶融パウダーの凝固過程で生成する結晶はカスピダインが最も主要な結晶であり、かつ最も優先的に生成する傾向にある。またカスピダインの生成はパウダー成分の高塩基度化、高Ｆ−化により促進されるが、逆にパウダ−中のＦ−量が少なくなる程、カスピダインの生成量は減少する。
このため溶融パウダーの凝固過程において生成する主要な結晶をＳｉＯ２−ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ２−ＣａＯ−Ｎａ２Ｏ系の結晶にするためには、まず第一にパウダー中のＦ−量を２．８ｍａｓｓ％以下まで少なくしカスピダインの生成を抑制し、次に塩基度やＮａ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，ＭｇＯ等の他の成分を調整してやれば良い。
【００２１】
溶融パウダーの凝固過程において、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が生成するか否かは、パウダーを電気炉で溶融した後、１℃〜２０℃／分程度の冷却速度で冷却し、凝固したスラグをＸ線回折装置にかけることにより生成結晶の種類を分析し確認することができる。溶融パウダーの冷却速度が大き過ぎる場合には、過冷により結晶が生成し難くなるため生成結晶の判定が困難となる。
【００２２】
本発明における主要点は、溶融パウダーの凝固過程においてＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成させることにあるが、さらにパウダーに良好な鋳片緩冷却効果やスラグベア防止効果、また潤滑性を保持させるためには、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶量を他の種類の結晶量（カスピダインやカーネギエイト等の量）よりも多く生成させる必要がある。
このためには、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶の回折ピーク高さが他の種類の結晶の回折ピーク高さよりも高くしなければならない。
【００２３】
Ｘ線回折装置については、例えば、「Ｘ線分析」，共立出版（１９６８）に記載されている。Ｘ線回折による化学分析は、組成分析＝状態分析であって、試料中の全鉄分とか、全ケイ酸分とかを決定するものではなく鉄が金属鉄としてあるのか、酸化鉄としてあるのかを調べたり、酸化ケイ素が石英としてどのくらい、ケイ酸塩としてどのくらいあるのかをきめるのに用いられるものである。その意味でこの方法は元素分析である湿式化学分析、発光分光分析、けい光Ｘ線その他の機器分析ではなしえない独自の特徴をもっている。
その原理は、結晶はそれぞれ多くの結晶面から成っているが、それぞれの結晶面は−−結晶の原子配列に応じて−−特有の面間隔 di(d1,d2,d3,・・・・,dn) をもっており、またＸ線に対する反射強度もそれぞれ異なっている。試料結晶についてこれら一連の値を測定し既知のデーダーとの比較によって、その結晶を識別することができる。
このようにＸ線回折装置は物質の結晶構造を調べるのに適した装置であり、一般的に用いられ実用に供されている。
【００２４】
この例に倣って、溶融後、徐冷により凝固させたパウダーがどのような結晶を生成しているかを図１，図２に表してみた。図１，図２における横軸はＸ線回折装置における回折角度を示したものであり、縦軸はＸ線回折装置において回折された結晶固有のＸ線強度を示している。
なお、図において生成結晶の種類を略号で示したが、この略号は後述する実施例でどのような成分系の結晶であるかを示している。
【００２５】
通常、回折Ｘ線強度のピークは、一つの結晶につき高さの異なる複数のピークが観察される。Ｘ線強度のピークが高い程その結晶の量が多いことを示しているが、結晶の種類が異なると回折角度や回折Ｘ線の強度が異なることから、一般的にはＸ線強度のピーク高さの比較で種類の異なる結晶の生成量の多少を厳密には判定できない。しかしながら溶融後に冷却凝固したパウダー中に生成した複数の結晶のうち、どの結晶が主要な結晶であるかを判定するに当たっては、複数の結晶の最大ピーク高さを比較し、「最大ピーク高さの最も高い結晶が主要な結晶である」としても、実用上十分有効である。
【００２６】
本発明で特定している溶融パウダーが冷却、凝固する過程において生成する主要な結晶が、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であると云うことは、前述したように凝固したスラグをＸ線回折装置にて分析することにより生成結晶の種類を確認し、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が、例えば他のカスピダインやカーネギエイトの結晶よりも若干でも多い（回折Ｘ線強度の最大ピーク高さが高い）ことを意味している。
したがって、本発明の目的を達成のためには、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2−ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶の回折ピーク高さに注目し、例えば他のカスピダインの結晶よりも少しでも高くしなければならない。
【００２７】
ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶の生成を促進させるためには、Ｆ- 含有量をできるだけ少なくする必要があるが、Ｆ- 含有量を少なくする場合には、Ｆ- 含有量減少にともなうパウダー粘度の上昇を補うため、Ｆ- と同様パウダーの粘度を低下させる効果を有するＮａ2 ＯやＬｉ2 Ｏ，ＭｇＯ等の成分をＦ- の代替成分として使用すれば良い。この場合Ｎａ2 ＯやＬｉ2Ｏ，ＭｇＯ等の成分は、溶融温度を低下させる効果も大きいため、カスピダインを生成する成分系のパウダーで問題となった溶融温度の上昇を防止することができる。
すなわち、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶生成を考慮したパウダー成分系にすることにより、カスピダイン結晶と同様、高い温度で多量の結晶を生成させ、かつ溶融温度を低く保つことが可能であることから、鋳型・鋳片間の抜熱抵抗の増加ならびにスラグベアの抑制、潤滑性の確保を同時に満足させることが可能となる。
【００２８】
したがって、鋼中カーボンが０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％である中炭素鋼や、［Ｎｂ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｓ］，［Ｂ］等の元素を含有する割れ感受性の強い鋼の連続鋳造に適用してその効果が期待できる。また、従来のパウダーでは鋳片品質に不安のあった鋳型幅９００ｍｍ以上でかつ鋳造速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上で鋳造される鋼の連続鋳造に際しても、鋳片の欠陥を危惧することなしに使用することができる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の効果を実施例に基づいて説明する。
表１，２に示す成分、物性を有するパウダーを試作し、実際の製鉄所における連鋳機にて鋳造試験を行った。鋳造した結果によって評価したパウダーの溶融特性ならびに鋳片品質（縦割れ、凹みの発生）の結果を表１，２に併記した。表１には本発明の実施例を示し、表２には比較のための従来例を示した。
なお、表中には溶融パウダー徐冷時に生成する結晶をの略号で示したが、該欄中に記載した略号はその結晶の発生が多い（最大回折ピーク高さが高い）ものから順次上から下へ表示した。
また、鋳造結果の欄の溶融特性の評価については、スラグベア，潤滑性低下の防止効果の良否を、また鋳片品質の評価については、縦割れ，凹みの発生防止効果の良否につきそれぞれ示し、これら全体を判断して総合評価としてまとめた。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、従来のパウダーＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊと粘度、凝固温度をほぼ同じに設定した本発明のパウダーで、溶融パウダー徐冷時に生成する結晶は、ＣａＯ−ＳｉＯ2 系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であり、高塩基度化に伴う溶融特性の低下も無く、鋳片品質も非常に良好であった。
フッ素を若干含有しているＡでは、カーネギエイトの他、少量ではあるがカスピダインの生成が認められ、またＢ，Ｄではカーネギエイトの生成が、またＥではカーネギエイトの他（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）といったＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の結晶の生成も認められたが、溶融特性上も、鋳片品質上も、特に問題は無かった。
【００３３】
本発明パウダーに対し、Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは従来タイプのパウダーで、溶融パウダー徐冷時に生成する結晶は、カスピダインもしくはカスピダインとカーネギエイトであり、塩基度が高くなるに伴い溶融特性が低下しスラグベアの発生が大となるとともに、潤滑性が低下する傾向にあった。
さらに、Ｋ，Ｌは、高塩基度化やカスピダイン結晶生成量増大にともなう溶融特性の悪化を防止するため、Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｒｂ2 Ｏ，Ｃｓ2 Ｏ等の酸化物を添加し成分を調整することにより、生成する結晶相をカスピダインよりも溶融温度が低いＬｉＣａ2 ＦＳｉＯ4 やＮａＣａ2 ＦＳｉＯ4 にすることを目的とし、前述した従来技術の実施例の中で示された成分とほぼ同一の成分を有するパウダーであるが、いずれのパウダーも高塩基度であることから溶融温度が高く、スラグベアの発生が大であり、また特にＬのパウダーの場合には潤滑性低下に起因するブレークアウトの事前検知信号が発生し、鋳片品質においても縦割れ発生のため不良品となった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、溶融パウダーが凝固する過程において生成する結晶を、カスピダインではなく、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶にすることにより、鋳片の緩冷却効果に優れ、かつパウダーの高溶融温度に起因するスラグベアの増大や潤滑性の低下を防止し、ひいては操業の悪化や鋳片品質の低下を引き起こさないパウダーを提供するものであり、これにより連続鋳造時の鋳片の割れや凹みの発生を著しく低下させることができ、歩留りの高い鋳片の製造が可能となることから、その工業的価値は極めて高いものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融後徐冷し凝固させた従来パウダーのＸ線回折結果の一例を示す図であり、結晶の種類とその回折ピーク高さを示す。
【図２】溶融後徐冷し凝固させた本発明パウダーのＸ線回折結果の一例を示す図であり、結晶の種類とその回折ピーク高さを示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼の連続鋳造において鋳型内に添加するパウダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鋼の連続鋳造では、鋳型内における溶鋼の保温、鋳型と凝固鋳片間の潤滑、鋳型内鋳片の抜熱コントロール、溶鋼から浮上する介在物の吸収等の目的で連続鋳造用パウダーが使用されている。
一般的なパウダ−の成分としては、ＳｉＯ2 ：２０〜４５ｍａｓｓ％，ＣａＯ：２０〜５５ｍａｓｓ％，Ａｌ2 Ｏ3 ：０〜１０ｍａｓｓ％，ＭｇＯ：０〜２０ｍａｓｓ％，Ｎａ2 Ｏ：１〜２０ｍａｓｓ％，Ｆ- ：１〜２０ｍａｓｓ％，Ｃ：１０ｍａｓｓ％以下で構成されており、必要に応じてＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｂ2Ｏ3 ，ＳｒＯ，ＭｎＯ，ＢａＯ，Ｌｉ2 Ｏ，Ｃｒ2 Ｏ3 等も使用されている。
【０００３】
分析上、弗化物は酸化物とＦ- に、炭酸塩化合物は酸化物とＣ（カーボン）として表記されている。またパウダーの物性としては、溶融温度で９５０〜１２５０℃のものが、１３００℃における粘度で０．５〜１０ｐｏｉｓｅ、凝固温度（溶融状態から徐々に温度を低下させる過程において粘度が著しく増大し凝固に至る温度で、溶融パウダーの冷却、凝固過程における結晶化温度にほぼ等しいと考えられる）で９５０〜１２６０℃のものが実用に供されている。
【０００４】
ところで近年、鋳造工程における歩留り向上によるコストダウンの要請が一段と高まる傾向にあり、そのためには鋳造される鋳片の欠陥をできるだけ少なくするよう心掛けなければならない。
しかしながら中炭素鋼（包晶組成の鋼を含む）や［Ｎｂ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｓ］，［Ｂ］等の元素を含有する割れ感受性の強い鋼では、鋳片に鋳片欠陥である割れや凹みが発生し易いという問題があり、また鋳型サイズが大きい場合や鋳造速度が早い場合には低炭素鋼においても割れが発生する惧れが多分にあり、割れや凹みの発生は、鋳片歩留りの著しい低下をもたらすため大きな問題となる。
【０００５】
これに対し鋳片の割れや凹みの発生を低減する方法として、パウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を高く設定することにより溶融パウダー凝固時の結晶性を強め、鋳片から鋳型への抜熱抵抗を大きくしたり、鋳型温度のバラツキを小さくする方法が採られている［ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−４，１２５３（１９９１）、ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−６，２８７（１９９３）参照］。これらの方法により抜熱抵抗が増大し鋳片は緩冷却され、割れや凹みは減少する傾向にある。
【０００６】
溶融パウダーが凝固時に生成する結晶の有無、生成の程度は、冷却速度によっても異なるが、現在一般的に使用されている連続鋳造用パウダーの場合、生成する結晶としてはカスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ・ＣａＦ2 ）とカーネギエイト（ＮａＡｌＳｉＯ4 ）の２種類が最も一般的なものであり、この他にパウダーの成分系によっては（ＣａＦ2 ）や（ＮａＦ）の結晶が生成する場合がある。
【０００７】
先に述べた割れや凹みの発生を低減するためにパウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を高く設定する狙いは、ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−８，１０１０（１９９５）やＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ Ｖｏｌ−８，１０１５（１９９５）に示されているように、溶融パウダー凝固時にカスピダイン結晶の生成を増大させることにある。
カーネギエイトは、１０００℃以下の比較的低温で生成する結晶であり、鋳型・鋳片間の抜熱抵抗の増大にはあまり寄与しないと考えられる。冷却条件によってはカーネギエイトは生成せず、カーネギエイトと同一の組成を有するネフェライン（ＮａＡｌＳｉＯ4 ）が生成する場合もある。
【０００８】
溶融パウダーの冷却、凝固過程においてカスピダインが生成し始める温度は、冷却速度やパウダー成分の違いによって異なるが、緩冷却状態においてはパウダーの凝固温度にほぼ等しいと考えられる。カスピダインは、パウダー成分によっては１２００℃以上の高い温度から生成し始めることから、カスピダインの生成を促進させることは、鋳型、鋳片間のパウダー流入フィルムの抜熱抵抗を増加させ、鋳片の緩冷却化を図る手段として極めて有効な方法である。
【０００９】
しかして、カスピダインの生成量を増加させるためには、カスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ・ＣａＦ2 ）の成分からも判るように、パウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）ならびに Ｆ- 含有量を高く設定することが必要であるが、高塩基度化を指向すると溶融温度が著しく上昇するため、高溶融温度に起因するスラグベア（鋳型壁近傍に発生するスラグおよび未溶融パウダーからなる焼結物）の増大や潤滑性の低下といった問題が発生する。
このようなスラグベアの増大や潤滑性が低下した場合、操業の悪化や鋳片品質悪化の原因になるとともに、場合によっては鋳片の破断（ブレークアウト）といった重大な事故を引き起こす惧れがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋳片に発生する割れや凹みの防止に有効な鋳片緩冷却効果を有し、かつパウダーの高溶融温度に起因するスラグベアの増大や潤滑性の低下を防止し、ひいては操業の悪化や鋳片品質の低下を引き起こさないパウダーを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、パウダーの化学成分と溶融パウダー凝固時に生成する結晶との関係を詳細に調査した結果、▲１▼ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が、カスピダイン結晶と同様鋳片の緩冷却化効果に優れていること、▲２▼ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成せしめる成分系では、パウダーの溶融温度を低く設定することができ、従来、カスピダイン結晶を生成せしめる成分系のパウダーが有する高溶融温度に起因するスラグベアの増大や潤滑性の低下といった根本的な問題を解決できること、▲３▼溶融パウダーが冷却・凝固する過程において生成する結晶の種類は、溶融パウダーを徐冷により凝固させたスラグのＸ線回折分析により判定可能であり、また生成する結晶のうちどの種類の結晶が主要な結晶であるかは、Ｘ線回折分析における種々の結晶の最大回折ピーク高さの比較により充分判定可能であることを見出したものである。
【００１２】
本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）請求項１の発明は、連続鋳造用パウダーにおいて、前記パウダー中のＦ − 量を２．８ｍａｓｓ％以下とし、溶融パウダーが冷却、凝固する過程において複数の種類の結晶を生成し、かつＸ線回折分析による生成した結晶の回折Ｘ線強度のピーク高さの比較において、カスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２）結晶およびカーネギエイト（ＮａＡｌＳｉＯ ４ ）結晶の最大ピーク高さが、ＳｉＯ ２ −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ ２ −ＣａＯ−Ｎａ ２ Ｏ系の結晶の最大ピーク高さよりも低くなる結晶群であることを特徴とする連続鋳造用パウダーである。
【００１３】
（２）請求項２の発明は、鋼中カーボンが０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％である中炭素鋼の鋳造に際して、前記請求項１に記載した連続鋳造用パウダーを使用することを特徴とする連続鋳造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を作用とともに具体的に述べる。
中炭素鋼（包晶組成の鋼を含む）や合金元素を含有し割れ感受性が強い鋼、また鋳型サイズが大きい場合や鋳造速度が早い場合に発生し易い鋳片の割れや凹みを防止する手段としては、先に述べたようにパウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）やＦ- 含有量を高く設定することにより、溶融パウダー凝固時のカスピダインの生成量を増大させることにより結晶性を強め、鋳片から鋳型への抜熱抵抗を大きくすることにより鋳片の緩冷却を図ったり、鋳型温度のバラツキを小さくする方法が採られている。
【００１５】
鋳型、鋳片間の抜熱抵抗を増大させるためには、溶融パウダー凝固時にできるだけ高い温度で多量の結晶を生成させることが有効である。カスピダインは、パウダーの成分によっては１２００℃以上の高い温度から生成し始めるために、鋳型・鋳片間の抜熱抵抗の増大には極めて有効である。しかしながらカスピダインを高い温度で多量に生成させるためには、パウダーの塩基度ならびにＦ- 含有量を高く設定することが必要であるが、高塩基度化はパウダーの溶融温度を著しく上昇させスラグベアの増大や潤滑性の低下を引き起こす原因となる。
【００１６】
特開平１０−２１６９０７号公報には、高塩基度化やカスピダイン生成量増大にともなう溶融特性の悪化を防止するため、Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｒｂ2 Ｏ，Ｃｓ2 Ｏ等の酸化物を添加し成分を調整することにより、生成する結晶相をカスピダインよりも溶融温度が低いＬｉＣａ2 ＦＳｉＯ4 やＮａＣａ2 ＦＳｉＯ4 にすることが開示されている。
しかしながら、溶融パウダ−凝固時にＬｉＣａ2 ＦＳｉＯ4 やＮａＣａ2 ＦＳｉＯ4 といった結晶を積極的に生成させようとする場合にも、パウダー成分としては高塩基度化や高Ｆ- 化が必須であり、こためパウダーの溶融温度を十分に低くすることはできない。
【００１７】
パウダーの溶融温度を低下させる一般的な手段としては、溶融温度を低下させる効果を有するＮａ2 ＯやＬｉ2 Ｏといったフラックス成分が添加されるが、Ｎａ2 ＯやＬｉ2 Ｏは溶融温度だけではなく粘度も低下させる効果をも付随して有しているため、高塩基度化や高Ｆ- 化で粘度が低くなっている状態でのＮａ2 ＯやＬｉ2 Ｏの添加量には限界があり、このため溶融温度を十分には低下させることができず、スラグベアの増大や潤滑性の低下といった基本的な問題を解決することはできない。
【００１８】
本発明者らは、パウダーの化学成分と溶融パウダー凝固時に生成する結晶との関係を詳細に調査・検討した結果、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が、カスピダインと同様鋳片の緩冷却化効果に優れること、またＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成せしめる成分系では、スラグベアの増大や潤滑性の低下といった問題を発生しない程度にまで、溶融温度を十分低く抑えることが可能であることを見出した。
すなわち、十分実用的なパウダー特性有する成分範囲内において、カスピダインと同様高温で生成し、鋳片から鋳型への抜熱抵抗を大きくすることにより鋳片の緩冷却化が可能な結晶は、３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶，Ｎａ2 Ｏ・３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，Ｎａ2 Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であり、かつＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成せしめる成分系では、溶融温度を十分低く抑えることが容易であることを確認することができた。
鋳型・鋳片間のパウダー流入フィルムの抜熱抵抗を増加させ鋳片の緩冷却化を図るためには、カスピダインのように、溶融パウダー凝固時の結晶生成開始温度がパウダ−の凝固温度近傍である必要がある。結晶生成開始温度が低い場合には、パウダー流入フィルムの抜熱抵抗は小さく鋳片の緩冷却化には余り寄与しないものと考えられる。
【００１９】
本発明者らがパウダー成分と溶融パウダー冷却時に生成する結晶の種類と生成開始温度を調査した結果では、結晶生成開始温度がパウダーの凝固温度近傍であるという高い温度での結晶は、３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，２ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶，Ｎａ2 Ｏ・３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ，Ｎａ2 Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ2 といったＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であることが判った。
生成する結晶は、常に成分が一定でかつ生成する結晶の種類も一種類であるということはなく、パウダー成分や溶融スラグの冷却条件によっては結晶成分の構成比が異なった結晶が、単一もしくは複数の種類の結晶となって生成する。
すなわちＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶ではＳｉＯ2 ，ＣａＯの成分比が、ＸＣａＯ・ＹＳｉＯ2 （Ｘ，Ｙは各成分の量比）のように、またＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶ではＳｉＯ2 ，ＣａＯ，Ｎａ2 Ｏの構成比が、ＸＮａ2 Ｏ・ＹＣａＯ・ＺＳｉＯ2 （Ｘ，Ｙ，Ｚは各成分の量比）のように異なる場合がある。
しかしながらいずれの結晶についても、結晶生成開始温度は高く、ほぼパウダーの凝固温度に近い温度である。
【００２０】
先に述べたように、一般的に使用されているパウダーの成分系において、溶融パウダーの凝固過程で生成する結晶はカスピダインが最も主要な結晶であり、かつ最も優先的に生成する傾向にある。またカスピダインの生成はパウダー成分の高塩基度化、高Ｆ−化により促進されるが、逆にパウダ−中のＦ−量が少なくなる程、カスピダインの生成量は減少する。
このため溶融パウダーの凝固過程において生成する主要な結晶をＳｉＯ２−ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ２−ＣａＯ−Ｎａ２Ｏ系の結晶にするためには、まず第一にパウダー中のＦ−量を２．８ｍａｓｓ％以下まで少なくしカスピダインの生成を抑制し、次に塩基度やＮａ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，ＭｇＯ等の他の成分を調整してやれば良い。
【００２１】
溶融パウダーの凝固過程において、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が生成するか否かは、パウダーを電気炉で溶融した後、１℃〜２０℃／分程度の冷却速度で冷却し、凝固したスラグをＸ線回折装置にかけることにより生成結晶の種類を分析し確認することができる。溶融パウダーの冷却速度が大き過ぎる場合には、過冷により結晶が生成し難くなるため生成結晶の判定が困難となる。
【００２２】
本発明における主要点は、溶融パウダーの凝固過程においてＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶を生成させることにあるが、さらにパウダーに良好な鋳片緩冷却効果やスラグベア防止効果、また潤滑性を保持させるためには、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶量を他の種類の結晶量（カスピダインやカーネギエイト等の量）よりも多く生成させる必要がある。
このためには、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶の回折ピーク高さが他の種類の結晶の回折ピーク高さよりも高くしなければならない。
【００２３】
Ｘ線回折装置については、例えば、「Ｘ線分析」，共立出版（１９６８）に記載されている。Ｘ線回折による化学分析は、組成分析＝状態分析であって、試料中の全鉄分とか、全ケイ酸分とかを決定するものではなく鉄が金属鉄としてあるのか、酸化鉄としてあるのかを調べたり、酸化ケイ素が石英としてどのくらい、ケイ酸塩としてどのくらいあるのかをきめるのに用いられるものである。その意味でこの方法は元素分析である湿式化学分析、発光分光分析、けい光Ｘ線その他の機器分析ではなしえない独自の特徴をもっている。
その原理は、結晶はそれぞれ多くの結晶面から成っているが、それぞれの結晶面は−−結晶の原子配列に応じて−−特有の面間隔 di(d1,d2,d3,・・・・,dn) をもっており、またＸ線に対する反射強度もそれぞれ異なっている。試料結晶についてこれら一連の値を測定し既知のデーダーとの比較によって、その結晶を識別することができる。
このようにＸ線回折装置は物質の結晶構造を調べるのに適した装置であり、一般的に用いられ実用に供されている。
【００２４】
この例に倣って、溶融後、徐冷により凝固させたパウダーがどのような結晶を生成しているかを図１，図２に表してみた。図１，図２における横軸はＸ線回折装置における回折角度を示したものであり、縦軸はＸ線回折装置において回折された結晶固有のＸ線強度を示している。
なお、図において生成結晶の種類を略号で示したが、この略号は後述する実施例でどのような成分系の結晶であるかを示している。
【００２５】
通常、回折Ｘ線強度のピークは、一つの結晶につき高さの異なる複数のピークが観察される。Ｘ線強度のピークが高い程その結晶の量が多いことを示しているが、結晶の種類が異なると回折角度や回折Ｘ線の強度が異なることから、一般的にはＸ線強度のピーク高さの比較で種類の異なる結晶の生成量の多少を厳密には判定できない。しかしながら溶融後に冷却凝固したパウダー中に生成した複数の結晶のうち、どの結晶が主要な結晶であるかを判定するに当たっては、複数の結晶の最大ピーク高さを比較し、「最大ピーク高さの最も高い結晶が主要な結晶である」としても、実用上十分有効である。
【００２６】
本発明で特定している溶融パウダーが冷却、凝固する過程において生成する主要な結晶が、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であると云うことは、前述したように凝固したスラグをＸ線回折装置にて分析することにより生成結晶の種類を確認し、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶が、例えば他のカスピダインやカーネギエイトの結晶よりも若干でも多い（回折Ｘ線強度の最大ピーク高さが高い）ことを意味している。
したがって、本発明の目的を達成のためには、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2−ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶の回折ピーク高さに注目し、例えば他のカスピダインの結晶よりも少しでも高くしなければならない。
【００２７】
ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶の生成を促進させるためには、Ｆ- 含有量をできるだけ少なくする必要があるが、Ｆ- 含有量を少なくする場合には、Ｆ- 含有量減少にともなうパウダー粘度の上昇を補うため、Ｆ- と同様パウダーの粘度を低下させる効果を有するＮａ2 ＯやＬｉ2 Ｏ，ＭｇＯ等の成分をＦ- の代替成分として使用すれば良い。この場合Ｎａ2 ＯやＬｉ2Ｏ，ＭｇＯ等の成分は、溶融温度を低下させる効果も大きいため、カスピダインを生成する成分系のパウダーで問題となった溶融温度の上昇を防止することができる。
すなわち、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶生成を考慮したパウダー成分系にすることにより、カスピダイン結晶と同様、高い温度で多量の結晶を生成させ、かつ溶融温度を低く保つことが可能であることから、鋳型・鋳片間の抜熱抵抗の増加ならびにスラグベアの抑制、潤滑性の確保を同時に満足させることが可能となる。
【００２８】
したがって、鋼中カーボンが０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％である中炭素鋼や、［Ｎｂ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｓ］，［Ｂ］等の元素を含有する割れ感受性の強い鋼の連続鋳造に適用してその効果が期待できる。また、従来のパウダーでは鋳片品質に不安のあった鋳型幅９００ｍｍ以上でかつ鋳造速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上で鋳造される鋼の連続鋳造に際しても、鋳片の欠陥を危惧することなしに使用することができる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の効果を実施例に基づいて説明する。
表１，２に示す成分、物性を有するパウダーを試作し、実際の製鉄所における連鋳機にて鋳造試験を行った。鋳造した結果によって評価したパウダーの溶融特性ならびに鋳片品質（縦割れ、凹みの発生）の結果を表１，２に併記した。表１には本発明の実施例を示し、表２には比較のための従来例を示した。
なお、表中には溶融パウダー徐冷時に生成する結晶をの略号で示したが、該欄中に記載した略号はその結晶の発生が多い（最大回折ピーク高さが高い）ものから順次上から下へ表示した。
また、鋳造結果の欄の溶融特性の評価については、スラグベア，潤滑性低下の防止効果の良否を、また鋳片品質の評価については、縦割れ，凹みの発生防止効果の良否につきそれぞれ示し、これら全体を判断して総合評価としてまとめた。
【００３０】
【表１】
【表２】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、従来のパウダーＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊと粘度、凝固温度をほぼ同じに設定した本発明のパウダーで、溶融パウダー徐冷時に生成する結晶は、ＣａＯ−ＳｉＯ2 系やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶であり、高塩基度化に伴う溶融特性の低下も無く、鋳片品質も非常に良好であった。
フッ素を若干含有しているＡでは、カーネギエイトの他、少量ではあるがカスピダインの生成が認められ、またＢ，Ｄではカーネギエイトの生成が、またＥではカーネギエイトの他（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 ）といったＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の結晶の生成も認められたが、溶融特性上も、鋳片品質上も、特に問題は無かった。
【００３３】
本発明パウダーに対し、Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは従来タイプのパウダーで、溶融パウダー徐冷時に生成する結晶は、カスピダインもしくはカスピダインとカーネギエイトであり、塩基度が高くなるに伴い溶融特性が低下しスラグベアの発生が大となるとともに、潤滑性が低下する傾向にあった。
さらに、Ｋ，Ｌは、高塩基度化やカスピダイン結晶生成量増大にともなう溶融特性の悪化を防止するため、Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｒｂ2 Ｏ，Ｃｓ2 Ｏ等の酸化物を添加し成分を調整することにより、生成する結晶相をカスピダインよりも溶融温度が低いＬｉＣａ2 ＦＳｉＯ4 やＮａＣａ2 ＦＳｉＯ4 にすることを目的とし、前述した従来技術の実施例の中で示された成分とほぼ同一の成分を有するパウダーであるが、いずれのパウダーも高塩基度であることから溶融温度が高く、スラグベアの発生が大であり、また特にＬのパウダーの場合には潤滑性低下に起因するブレークアウトの事前検知信号が発生し、鋳片品質においても縦割れ発生のため不良品となった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、溶融パウダーが凝固する過程において生成する結晶を、カスピダインではなく、ＳｉＯ2 −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ系の結晶にすることにより、鋳片の緩冷却効果に優れ、かつパウダーの高溶融温度に起因するスラグベアの増大や潤滑性の低下を防止し、ひいては操業の悪化や鋳片品質の低下を引き起こさないパウダーを提供するものであり、これにより連続鋳造時の鋳片の割れや凹みの発生を著しく低下させることができ、歩留りの高い鋳片の製造が可能となることから、その工業的価値は極めて高いものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融後徐冷し凝固させた従来パウダーのＸ線回折結果の一例を示す図であり、結晶の種類とその回折ピーク高さを示す。
【図２】溶融後徐冷し凝固させた本発明パウダーのＸ線回折結果の一例を示す図であり、結晶の種類とその回折ピーク高さを示す。
Claims (2)
- 連続鋳造用パウダーにおいて、前記パウダー中のＦ − 量を２．８ｍａｓｓ％以下とし、溶融パウダーが冷却、凝固する過程において複数の種類の結晶を生成し、かつＸ線回折分析による生成した結晶の回折Ｘ線強度のピーク高さの比較において、カスピダイン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２）結晶およびカーネギエイト（ＮａＡｌＳｉＯ ４ ）結晶の最大ピーク高さが、ＳｉＯ ２ −ＣａＯ系の結晶やＳｉＯ ２ −ＣａＯ−Ｎａ ２ Ｏ系の結晶の最大ピーク高さよりも低くなる結晶群であることを特徴とする連続鋳造用パウダー。
- 鋼中カーボンが０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％である中炭素鋼の鋳造に際して、前記請求項１に記載した連続鋳造用パウダーを使用することを特徴とする連続鋳造方法。
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