JP4727773B2 - Mold powder for continuous casting of steel using synthetic calcium silicate - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、基材原料として合成珪酸カルシウムを用いた鋼の連続鋳造用モールドパウダーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、ポルトランドセメント、合成ケイ酸カルシウム、ワラストナイト、リンスラグ等を基材原料とし、必要に応じてシリカ原料を加え、溶融調整剤としてのソーダ灰、ホタル石、フッ素化合物、アルカリ金属及びアルカリ土類金属化合物、そして溶融速度調整剤としての炭素粉を添加したものが一般的である。
【0003】
モールドパウダーは、モールド内の溶鋼表面に添加され、種々の役割を果たしながら消費される。主な役割は、(1)モールドと凝固シェルの潤滑;(2)介在物の溶解吸収;(3)溶鋼の保温;(4)抜熱速度のコントロールなどである。
【0004】
(1)及び(2)は、モールドパウダーの軟化点や粘度などを調整することが重要であり、化学組成の選定が肝要である。(3)については、主に炭素粉で調整される滓化速度、嵩比重、拡がり性などの粉体特性が重要とされている。(4)については、モールドパウダーの結晶化温度などを調整することが必要で、そのためには化学組成の選定が肝要となる。
【0005】
世界における鋼の連続鋳造の技術進歩は目覚ましいものがあり、更に発展し続けている。また、省エネルギーからHCR、HDR比率の向上、高速鋳造が積極的に取り組まれており、モールドパウダーに対する要求も厳しくなり、モールドパウダーの種類も多種多様になっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来使用されているモールドパウダーをより具体的に説明すると、基材原料としてポルトランドセメント、リンスラグ、合成スラグ、ワラストナイト、ダイカルシウムシリケート等が使用され、溶融調整剤には、Na2CO3、Li2CO3、CaCO3、SrCO3、MnCO3、BaCO3などの炭酸塩や更には、ホタル石、MgF2、LiF、硼砂、スポジュメンなどを使用し、溶融速度調整剤としての炭素質原料を添加している。
【0007】
なお、モールドパウダーには、基材原料に合成ケイ酸カルシウムを使用したタイプ(セミプリメルトタイプ)や、炭素粉を除いたモールドパウダーを予め溶解し、適切な粒度に粉砕し、その後に炭素粉を添加する完全溶融型モールドパウダー(プリメルトタイプ)などがあるが、これらのタイプのモールドパウダーが従来の一般的なスラブ連鋳機からブルーム、ビレット、ラウンド連鋳機までに使用されている。
【0008】
最近の製鉄業界では、地球環境や公害面から、モールドパウダー中のフッ素含有量を低減する方向に進んでいる。一方、モールドパウダー中のフッ素は連鋳機設備を腐食させ、連鋳機のメンテナンス費用が莫大に掛る。浸漬ノズルの溶損もフッ素によって促進される。即ち、フッ素不含のモールドパウダーが必要とされている。
【0009】
現状のモールドパウダーのフッ素含有量は少ないものでも3重量%程度である。更に、モールドパウダーには、フッ素含有原料として、ホタル石、NaF、Na3AlF6などが多く使用されているほか、基材原料例えば合成ケイ酸カルシウムにもフッ素は含まれており、フッ素を含有しないモールドパウダーの品質設計は困難であった。例えば、特開平2−27063号公報には、合成ケイ酸カルシウムが開示されているが、F含有量が1〜10重量%であり、この合成ケイ酸カルシウムを基材原料とすれば、フッ素不含のモールドパウダーは当然のことながら得られない。
【0010】
従来のFを含有しない基材原料は、例えばポルトランドセメント、ワラストナイトなどが挙げられる。しかし、ポルトランドセメントではFe2O3含有量が高く、Sも含有している点から溶鋼汚染を引き起こす問題がある。一方、ワラストナイトでは、Fe2O3やSの含有量は低いものの、天然原料のために成分のばらつきが大きく、モールドパウダーの製品のばらつきに繋がり易い欠点を有し、好ましいモールドパウダーが得られ難い。
【0011】
一方、特開昭58−125349号公報には、CaO:30〜45%、SiO2:20〜45%、Na2O、K2O、Li2Oのうち1種または2種以上を3〜20%、合計C:3〜6%、適宜Al2O3:2〜5%からなり、かつCaOとSiO2の配合比がCaO/SiO2=0.68〜1.2の条件に従うことを特徴とする連続鋳造用鋳型添加剤が開示されている。即ち、Fを含有しないモールドパウダーが開示されている。しかし、Fe2O3の含有量やモールドパウダーを得るための原料が言及されておらず、また、Al2O3含有が2〜5重量%の範囲にあっても良いことが記載されている。更に、モールドパウダー中のAl2O3含有量は5重量%以上なければ均一な溶融を呈さない。また、フラックス成分にK2Oを使用しているが、成分蒸発により成分変動が大きくなるため使用は困難である。また、軟化点が1060℃と低く、自ずからその粘度値も低く、不均一流入や抜熱が不安定となるために好ましくない。
【0012】
また、特開昭50−86423号公報には、CaO:10〜50%、SiO2:20〜50%、Al2O3:1〜20%、Fe2O3:0.1〜10%、Na2O:1〜20%、C:1〜15%、K2O:0.1〜10%、MgO:0.1〜5%、適宜B2O3:0.1〜20%、その他の不純物からなり、粉状を呈することを特徴とする鋼の連続鋳造用添加剤が開示されている。しかし、この鋳造用添加剤はK2Oを使用し、また、鋳片品質を向上させる点で不十分である。
【0013】
更に、特開平5−269560号公報には、鋼の連続鋳造方法において、CaO−ZrO2系原料を主骨材とするZrO2−C系材料を少なくともパウダーラインに配した浸漬ノズルと、CaO、Al2O3及びSiO2を主成分とする鋼の連続鋳造用鋳型添加剤であって、CaO/SiO2重量比が1.1〜1.8で、CaO/F重量比が9〜40である鋳型添加剤を併用することを特徴とする鋼の連続鋳造方法が開示されている。しかし、この方法は効果が小さく、安定した鋳造も得られ難い。また、この場合、モールドパウダー中のFは必須成分であり、当然のことながら本発明が目的とする効果も充分に発揮できない。
【0014】
また、特公昭56−29733号公報には、弗素化合物を全く含まない精錬剤であって、その成分組成が、CaO20〜45%、SiO220〜45%、B2O30.5〜5%、Na2O+K2O+Li2O3〜15%で、かつCaO/SiO2が0.8〜1.2の範囲に調整された鋳片連続鋳造用精錬剤が開示されている。
【0015】
更に、特開昭51−67227号公報には、基材、融剤、滓化調整剤から構成され、溶融状態での化学組成が重量%で下記の範囲にある鋼の鋳造用フラックス:SiO230〜60重量%;CaO2〜40重量%;Al2O31〜28重量%;アルカリ金属酸化物1〜15重量%;B2O37〜18重量%;MnO5〜15重量%;FeO1〜5重量%;C0〜17重量%が開示されている。また、特開昭51−93728号公報には、SiO2−CaO−Al2O3三元系基材50〜80重量部、アルカリ金属化合物1〜15重量部、炭酸マンガン、酸化マンガン、鉄マン、酸化鉄、イルメナイトのうち1種または2種以上1〜15重量部、更に滓化調整剤としての炭素質物質を5重量部以下からなり、しかも弗化物を含有しない鋼の連続鋳造用フラックスが開示されている。しかし、こられのフラックスはFe2O3含有率が高く、鋳片品質の劣化が著しい。
【0016】
また、特開昭51−132113号公報には、CaO:10〜50%、SiO2:20〜50%、Al2O3:1〜20%、Fe2O3:0.1〜10%、Na2O:1〜20%、C:1〜15%、K2O:0.1〜10%、MgO:0.1〜5%、適宜F:0.1〜10%、適宜B2O3:0.1〜20%、無機質及び有機質粘結剤:0.5〜10%、及び少量の不純物からなり、径0.1〜5mmの粒形を呈することを特徴とする鋼の連続鋳造用添加剤が開示されている。しかし、この添加剤は高粘度特性とは異なり、安定した鋳片品質が得られない。
【0017】
従って、本発明の目的は、鋳片品質を著しく向上でき、鋳片の無手入れ化を達成でき、且つブレークアウトの発生しない安定した鋳造を可能とするフッ素不含の合成ケイ酸カルシウムを使用した適正な粘度と結晶化温度を有する鋼の連続鋳造用モールドパウダーを提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、必須成分としてCaO及びSiO2を含有してなり、CaO/SiO2の重量比が0.30〜1.05の範囲内にあり、Al2O3を1.5〜10重量%、Na2O、Li2O、MgO、B2O3、BaO、SrO及びMnOからなる群から選択される1種または2種以上の成分を1〜15重量%の量で含有してなり、Fe2O3含有量が不可避不純物として3重量%以下であり、且つフッ素が不在である溶融水砕物よりなる合成ケイ酸カルシウムを基材原料として少なくとも40重量%含有してなることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
鋼の連続鋳造用モールドパウダーに基材原料として使用される合成ケイ酸カルシウムは、フッ素不含であるため、該合成ケイ酸カルシウムを基材原料として使用したモールドパウダーのフッ素含有量をゼロに設定することができる。また、該合成ケイ酸カルシウムのCaO/SiO2重量比は0.30〜1.05と比較的低い範囲内にあり、低CaO/SiO2重量比を有するモールドパウダーを設計し易く、モールドパウダーの粘度を高く、且つ結晶化温度を低く調整できる特徴がある。従って、場合によっては、モールドパウダーの原料としてSiO2原料も活用でき、嵩比重や安息角などの粉体特性も調整できる。
【0020】
まず、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーに使用する合成ケイ酸カルシウムについて詳述する。合成ケイ酸カルシウムは、必須成分としてCaO及びSiO2を含有してなり、CaO/SiO2重量比は0.3〜1.05の範囲内にあり、Al2O3を1.5〜10重量%、Na2O、Li2O、MgO、B2O3、BaO、SrO及びMnOからなる群から選択される1種または2種以上の成分を1〜15重量%の量で含有してなる。CaO/SiO2重量比がこの範囲外であると、フッ素が不在であるために後述するように原料配合物が溶融し難くなり、合成ケイ酸カルシウムを製造することが困難となるために好ましくない。
【0021】
また、前記合成ケイ酸カルシウムにおいて、不可避不純物であるFe2O3の含有量は3重量%以下が好ましい。Fe2O3含有量が3重量%以下であれば、モールドパウダーの基材原料として該合成ケイ酸カルシウムを配合した時に、モールドパウダーのFe2O3含有量を少なくすることができ、溶鋼中のAlとの反応も抑制されて鋼の汚染が抑制されたり、モールドパウダースラグの組成変動も少なくなり安定した鋳造が可能となる。
【0022】
前記合成ケイ酸カルシウムにおいて、フッ素は、不在である。合成ケイ酸カルシウム中にフッ素が存在すると、モールドパウダーのフッ素を不在とすることができないために好ましくない。
【0023】
なお、前記合成ケイ酸カルシウムにおいては、原料鉱物等に由来する不可避不純物や製造時の不可避不純物等は許容できる。
【0024】
前記合成ケイ酸カルシウムは、原料としてCaCO3、Ca(OH)2、ドロマイト、ケイ砂、ケイ石、粘土、ボーキサイト、シャモット、ガラス屑、ソーダ灰、炭酸リチウム、ワラステナイト、セメント及びコークス粉等を使用し、所定の化学成分となるように混合し、電気炉などの加熱炉で1350℃以上の高温下で加熱溶融し、水砕急冷し、100℃以上の温度で乾燥し、粉砕機で100メッシュ以下に粉砕することにより容易に得られる。
【0025】
なお、前記合成ケイ酸カルシウムの製造に際して、コークス粉は、溶融物中のFe2O3を還元除去し、ガラス粉等の低融点物は溶融時間の短縮を目的に使用するものである。
【0026】
上述のような合成ケイ酸カルシウムは、85〜100%の範囲で非晶質の溶融水砕物であるため、成分が極めて均一であり、遊離のCaO、2CaO・SiO2、3CaO・SiO2等のような水和性鉱物を含有しないため、水とバインダーを使用して押出造粒、撹拌造粒、スプレー造粒などにより造粒される顆粒状モールドパウダーの製造にも適している。
【0027】
なお、前記合成ケイ酸カルシウムは、Al2O3を1.5〜10重量%の量で含有する。Al2O3の含有量が10重量%以下であれば、モールドパウダー中のAl2O3の含有量を設定値に調整し易くなるために好ましい。なお、合成ケイ酸カルシウムの製造に際して、Al2O3含有量が10重量%を超えると原料配合物の融点が上昇し、合成ケイ酸カルシウムを製造することが難しくなるために好ましくない。
【0028】
また、前記合成ケイ酸カルシウムには、Na2O、Li2O、MgO、B2O3、BaO、SrO、MnO等のフラックス成分を添加し、製造上の作業性を向上させる。しかし、フラックス成分は高温下で蒸発し易く、成分の変動や炉体の損傷を促進するために1〜15重量%の量で使用することが好ましい。
【0029】
更に、モールドパウダー中にZrO2を添加してモールドパウダーの結晶化温度を調整する場合もあり、この場合においては、予め前記合成ケイ酸カルシウムにZrO2を添加しておくことも可能である。この場合、5重量%以下が好ましい。ZrO2の配合量が5重量%を超ると、合成ケイ酸カルシウムの融点が上昇し、成分が不均一になったり、非晶質量が85%未満となるために好ましくなく、ZrO2の量は3重量%以下がより好ましい。
【0030】
次に、前記合成ケイ酸カルシウムを基材原料として使用したモールドパウダーの一例を示す:
(1)基材原料:前記合成ケイ酸カルシウム
(2)SiO2原料:パーライト、フライアッシュ、ケイ砂、ガラス粉、ケイ藻土、スポ シュメン、ソーダ長石など
(3)フラックス原料:Na2CO3、Li2CO3、BaCO3、MnCO3、SrCO3 、MgO、Al2O3など
(4)炭素質原料:カーボンブラック、コークス粉、天然黒鉛、膨張黒鉛。
【0031】
また、モールドパウダーは鋳造条件や鋼種に応じてモールドパウダーの軟化点、粘度、結晶化温度、溶融速度などの溶融特性を調整する必要がある。
【0032】
本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーの化学組成は以下の通りが好ましい:
CaO:20〜55重量%、SiO2:20〜55重量%、Al2O3:5〜30重量%、Fe2O3:0.1〜3.0重量%、MgO:0〜10重量%、Na2O+K2O+Li2O:0.1〜25重量%、B2O3:0〜10重量%、BaO:0〜10重量%、ZrO2:0〜5重量%、SrO:0〜5重量%、C:0〜10重量%、CaO/SiO2重量比:0.3〜1.0
【0033】
上述の化学成分をもつ本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、前記合成ケイ酸カルシウムを40重量%以上、SiO2原料を0〜30重量%、フラックス原料を0〜30重量%、炭素質原料を0〜10重量%配合することにより調製することができる。なお、合成ケイ酸カルシウムの配合量の上限は、95重量%である。合成ケイ酸カルシウムの配合量が95重量%を超ると、溶融性、滓化性が悪化し、良好な特性が得られないために好ましくない。
【0034】
ここで、合成ケイ酸カルシウムの配合量が40重量%未満であると、モールドパウダーのプリメルト比率が低下し、成分の均一性が損なわれるために好ましくない。また、基材原料として、本発明の合成ケイ酸カルシウムの他に石灰石、ポルトランドセメント等を併用することもできる。この場合、それぞれの添加量は25重量%以下が好ましい。これらの添加量が25重量%を超ると、成分の均一性が損なわれる他、炭酸ガス量を増加し、モールド内での溶融性状が劣化し、スラグベアーの生成が起るために好ましくない。
【0035】
SiO2原料の配合量は0〜30重量%の範囲が好ましい。SiO2原料の添加量が30重量%を超ると、基材原料である合成ケイ酸カルシウムのCaO/SiO2重量比が比較的低いため、低CaO/SiO2重量比のモールドパウダーが得られなくなるために好ましくなく、また、かさ比重が低下して粉塵発生量が増加して作業環境が悪化するために好ましくない。
【0036】
フラックス原料は溶融特性を調整するために重要であるが、不在であってもかまわない。フラックス原料を配合しない場合、モールドパウダーのCaO/SiO2重量比は1.0以下でなければ融点が高すぎるために好ましくない。フラックス原料の配合量の上限は30重量%である。30重量%を超ると、融点が著しく低下し、スラグベアーが生成したり、粘度が著しく低下するために好ましくない。
【0037】
炭素質原料はモールドパウダーの溶融速度を調整するために添加させることができる。その添加量は10重量%以下の範囲が好ましい。炭素質原料の添加量が10重量%を超ると滓化速度が著しく遅くなるために好ましくない。なお、炭素質原料が不在の場合には、金属を添加する必要がある。金属の添加量は5重量%以下が好ましい。ここで、金属としてはSi、Al、Mg、Ca等の金属を単体もしくは合金として使用することができる。
【0038】
本発明のモールドパウダーの粘度は、1300℃で4ポイズ以上が好ましく、より好ましくは4〜40ポイズの範囲内である。モールドパウダーの粘度が4ポイズ未満であると、モールドパウダーの不均一流入や抜熱が不安定になるために好ましくない。一方、40ポイズを超ると、軟化点や凝固温度が高くなりすぎ、スラグベアーの生成が顕著になるために好ましくない。
【0039】
更に、本発明のモールドパウダーの軟化点は、1100℃以上が好ましく、より好ましくは1100〜1295℃である。モールドパウダーの軟化点が1100℃未満となると、粘度も自ずから低下するために好ましくなく、逆に、1295℃を超ると凝固温度が1300℃を超るためにモールドパウダーとして適さない。
【0040】
また、本発明のモールドパウダーの凝固温度は、1100℃以上が好ましい。1100℃を下回ると、スラグフィルムの厚みが不均一になり、抜熱が安定しないために好ましくない。
【0041】
なお、前記合成ケイ酸カルシウムを基材原料として使用したモールドパウダーは、各原料を配合した後、ミキサーで混合することによって粉末品として得ることができる。また、原料混合物に水とバインダーを添加して造粒したり、スラリー状にした後にスプレー造粒して顆粒品とすることもできる。
【0042】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する。
実施例
合成ケイ酸カルシウムの調製
表1の化学組成となるように各原料を配合混合し、電気炉中で連続して1500〜1700℃に加熱して溶解し、得られた溶融物を水砕急冷して得られた粉砕品を150℃で加熱乾燥し、最後にボールミルで100メッシュ以下に粉砕して合成ケイ酸カルシウムを得た。
【0043】
【表1】
【0044】
モールドパウダーの調製
次に、表1に記載する合成ケイ酸カルシウムを基材原料として表2に記載する配合割合にて混合することにより、モールドパウダーを得た。なお、得られたモールドパウダーの組成及び諸特性を表2に併記する。
【0045】
【表2】
【0046】
【表3】
【0047】
表2において、潤滑安定度は、モールド銅板温度の安定度とブレークアウト発生状況を観察したものであり、○は安定、ブレークアウト警報なし、△はやや安定、ブレークアウト警報発生3回以内、×は不安定、ブレークアウト警報発生5回以上を示す。また、品質安定性は、表面割れ発生状況を観察したものであり、○は発生なし、△は1回生成、×は2回以上生成を示す。更に、メンテナンスは2次冷却帯のスプレーの当たる箇所に鉄板を設置し、その腐食状況を観察したものであり、○は腐食無し、×は腐食ありを示す。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、モールドパウダーのフッ素含有量を低減するために基材原料としてフッ素を含有しない特定の合成ケイ酸カルシウムを使用し、且つモールドパウダーの特性値を特定することで、安定操業と鋳片表面割れを抑制できる鋼の連続鋳造用モールドパウダーを提供することができる。[0001]
The present invention relates to a mold powder for continuous casting of steel using synthetic calcium silicate as a base material .
[0002]
[Prior art]
Mold powder for continuous casting of steel uses Portland cement, synthetic calcium silicate, wollastonite, phosphorus slag, etc. as the base material, adding silica raw material as necessary, soda ash, fluorite, fluorine as a melting modifier A compound, an alkali metal and alkaline earth metal compound, and a carbon powder as a melting rate adjusting agent are generally added.
[0003]
Mold powder is added to the molten steel surface in the mold and consumed while playing various roles. The main roles are (1) lubrication of mold and solidified shell; (2) melting absorption of inclusions; (3) heat insulation of molten steel; (4) control of heat removal rate.
[0004]
In (1) and (2) , it is important to adjust the softening point and viscosity of the mold powder, and selection of the chemical composition is essential. Regarding (3) , powder characteristics such as hatching speed, bulk specific gravity, and spreadability, which are mainly adjusted with carbon powder, are considered important. Regarding (4) , it is necessary to adjust the crystallization temperature of the mold powder, and for that purpose, the selection of the chemical composition is essential.
[0005]
The technological progress of continuous casting of steel in the world is remarkable and continues to develop. In addition, energy saving, HCR / HDR ratio improvement, and high-speed casting are being actively pursued, the demand for mold powder has become stricter, and the types of mold powder have become diverse.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
More specifically describing conventionally used mold powder, Portland cement, phosphorus slag, synthetic slag, wollastonite, dicalcium silicate, and the like are used as the base material, and the melting modifier includes Na 2 CO 3 , li 2 CO 3, CaCO 3, SrCO 3, MnCO 3, BaCO 3 carbonate and further, such as fluorite, MgF 2, LiF, borax, using, for example, spodumene, the carbonaceous feedstock as a melting rate adjusting agent It is added.
[0007]
For mold powder, the type using synthetic calcium silicate as the base material (semi-premelt type) or mold powder excluding carbon powder is dissolved in advance and pulverized to an appropriate particle size. However, these types of mold powders are used from conventional slab continuous casters to bloom, billet and round continuous casters.
[0008]
In the recent steel industry, in view of the global environment and pollution, the fluorine content in the mold powder is being reduced. On the other hand, the fluorine in the mold powder corrodes the continuous casting machine equipment, and the maintenance cost of the continuous casting machine is enormous. Melting damage of the immersion nozzle is also promoted by fluorine. That is, there is a need for a fluorine-free mold powder.
[0009]
Even if the present mold powder has a small fluorine content, it is about 3% by weight. In addition, fluorite, NaF, Na 3 AlF 6 and the like are often used as mold-containing raw materials for mold powder, and base material such as synthetic calcium silicate also contains fluorine and contains fluorine. It was difficult to design the quality of the mold powder. For example, JP-A-2-27063 discloses synthetic calcium silicate, but F content is 1 to 10% by weight. If this synthetic calcium silicate is used as a base material, fluorine-free calcium silicate is disclosed. Naturally, the contained mold powder cannot be obtained.
[0010]
Examples of conventional base material containing no F include Portland cement and wollastonite. However, Portland cement has a high Fe 2 O 3 content and has a problem of causing molten steel contamination because it also contains S. On the other hand, wollastonite has a low content of Fe 2 O 3 and S, but due to natural raw materials, there is a large variation in components, which tends to lead to variations in mold powder products, and a preferable mold powder is obtained. It's hard to be done.
[0011]
On the other hand, in JP-A-58-125349, CaO: 30 to 45%, SiO 2 : 20 to 45%, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, one or two or more of 3 20%, total C: 3 to 6%, suitably Al 2 O 3 : 2 to 5%, and the mixing ratio of CaO and SiO 2 is in accordance with the condition of CaO / SiO 2 = 0.68 to 1.2. Disclosed is a feature of a continuous casting mold additive. That is, a mold powder containing no F is disclosed. However, the content of Fe 2 O 3 and the raw material for obtaining the mold powder are not mentioned, and it is described that the content of Al 2 O 3 may be in the range of 2 to 5% by weight. . Furthermore, if the Al 2 O 3 content in the mold powder is not more than 5% by weight, uniform melting will not be exhibited. Further, K 2 O is used as the flux component, but it is difficult to use because the component fluctuation increases due to component evaporation. Moreover, since the softening point is as low as 1060 ° C. and the viscosity value is naturally low, uneven flow and heat removal become unstable.
[0012]
Further, in JP-A-50-86423, CaO: 10~50%, SiO 2: 20~50%, Al 2 O 3: 1~20%, Fe 2 O 3: 0.1~10%, Na 2 O: 1~20%, C : 1~15%, K 2 O: 0.1~10%, MgO: 0.1~5%, suitably B 2 O 3: 0.1~20%, other There is disclosed an additive for continuous casting of steel, which is characterized by comprising the above-mentioned impurities and exhibiting a powder form. However, this casting additive uses K 2 O and is insufficient in terms of improving the slab quality.
[0013]
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-269560, in a continuous casting method of steel, an immersion nozzle in which at least a ZrO 2 —C-based material having a CaO—ZrO 2 -based material as a main aggregate is arranged in a powder line, CaO, A mold additive for continuous casting of steel mainly composed of Al 2 O 3 and SiO 2 , wherein CaO / SiO 2 weight ratio is 1.1 to 1.8, and CaO / F weight ratio is 9 to 40. A continuous casting method of steel characterized by using a certain mold additive in combination is disclosed. However, this method is less effective and it is difficult to obtain a stable casting. Further, in this case, F in the mold powder is an essential component, and naturally, the intended effect of the present invention cannot be sufficiently exhibited.
[0014]
Japanese Examined Patent Publication No. 56-29733 discloses a refining agent that does not contain any fluorine compound, and its component composition is CaO 20-45%, SiO 2 20-45%, B 2 O 3 0.5-5. %, Na 2 O + with K 2 O + Li 2 O3~15% , and CaO / SiO 2 is disclosed slab continuous casting refining agent which is adjusted to the range of 0.8 to 1.2.
[0015]
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 51-67227 discloses a steel casting flux composed of a base material, a flux, and a hatching modifier, and having a chemical composition in a molten state in the following range in terms of weight%: SiO 2. 30-60% by weight; CaO2~40 wt%; Al 2 O 3 1 to 28 wt%; alkali metal oxide 1-15 wt%; B 2 O 3 7 to 18 wt%; MnO5~15 wt%; FeO1~ 5% by weight; C0-17% by weight is disclosed. JP-A-51-93728 discloses 50 to 80 parts by weight of a SiO 2 —CaO—Al 2 O 3 base material, 1 to 15 parts by weight of an alkali metal compound, manganese carbonate, manganese oxide, iron man 1 to 15 parts by weight of one or more of iron oxide and ilmenite, and further 5 parts by weight or less of a carbonaceous material as a hatching regulator, and a flux for continuous casting of steel containing no fluoride. It is disclosed. However, these fluxes have a high Fe 2 O 3 content, and the slab quality is significantly deteriorated.
[0016]
Further, in JP-A-51-132113, CaO: 10~50%, SiO 2: 20~50%, Al 2 O 3: 1~20%, Fe 2 O 3: 0.1~10%, Na 2 O: 1 to 20%, C: 1 to 15%, K 2 O: 0.1 to 10%, MgO: 0.1 to 5%, appropriately F: 0.1 to 10%, appropriately B 2 O 3 : 0.1 to 20%, inorganic and organic binder: 0.5 to 10%, and a small amount of impurities, exhibiting a particle shape with a diameter of 0.1 to 5 mm, characterized by continuous casting of steel Additives are disclosed. However, unlike the high viscosity property, this additive does not provide stable slab quality.
[0017]
Accordingly, an object of the present invention, slab quality can significantly improve, can achieve no care of the slab was and used a synthetic calcium silicate fluorine-free to allow stable casting causing no breakout An object of the present invention is to provide a mold powder for continuous casting of steel having an appropriate viscosity and crystallization temperature.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In other words, the continuous casting mold powder of the steel of the present invention contains the CaO and SiO 2 as essential components, the weight ratio of CaO / SiO 2 is within the range of .30 to 1.05, Al 2 1 to 15 or more components selected from the group consisting of 1.5 to 10 % by weight of O 3 , Na 2 O, Li 2 O, MgO, B 2 O 3 , BaO, SrO and MnO and also contains an amount of weight%, Fe 2 O 3 content is 3 wt% or less as inevitable impurities, and at least fluorine and synthetic calcium silicate ing the melting water grind is absent as a substrate material It is characterized by containing 40% by weight .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Synthetic calcium silicate that is used in the continuous casting mold powder as a base material of steel, since fluorine is a free, a fluorine content of mold powder using the synthetic calcium silicate as a base material to zero Can be set. Further, the CaO / SiO 2 weight ratio of the synthetic calcium silicate is in a relatively low range of 0.30 to 1.05, and it is easy to design a mold powder having a low CaO / SiO 2 weight ratio. There is a feature that the viscosity can be increased and the crystallization temperature can be adjusted low. Therefore, in some cases, SiO 2 raw material can be used as a raw material for mold powder, and powder characteristics such as bulk specific gravity and repose angle can be adjusted.
[0020]
First, the synthetic calcium silicate used in the mold powder for continuous casting of steel of the present invention will be described in detail . Synthetic calcium silicate, and also contains the CaO and SiO 2 as essential components, CaO / SiO 2 weight ratio is in the range of 0.3 to 1.05, 1.5 and Al 2 O 3 10 wt%, Na 2 O, Li 2 O, MgO, B 2 O 3, BaO, and an amount of one or more components selected from the group consisting of SrO and MnO 1 to 15 wt% Become. If the CaO / SiO 2 weight ratio is outside this range, the absence of fluorine makes it difficult to melt the raw material blend as described later, making it difficult to produce synthetic calcium silicate, which is not preferable. .
[0021]
Also, in the synthetic calcium silicate, the content of Fe 2 O 3 is inevitable impurity is preferably 3 wt% or less. If the Fe 2 O 3 content is 3% by weight or less, the Fe 2 O 3 content of the mold powder can be reduced when the synthetic calcium silicate is blended as the base material of the mold powder. The reaction with Al is also suppressed, so that the contamination of the steel is suppressed, and the composition fluctuation of the mold powder slag is reduced, and stable casting becomes possible.
[0022]
In the synthetic calcium silicate, fluorine is absent. The presence of fluorine in the synthetic calcium silicate is not preferable because the mold powder cannot be made free of fluorine.
[0023]
Incidentally, in the above synthetic calcium silicate, unavoidable impurities such as inevitable impurities and time of manufacture derived from the raw minerals is acceptable.
[0024]
The synthetic calcium silicate is made from raw materials such as CaCO 3 , Ca (OH) 2 , dolomite, silica sand, silica, clay, bauxite, chamotte, glass scrap, soda ash, lithium carbonate, wollastonite, cement and coke powder. Used, mixed to have a predetermined chemical component, heated and melted at a high temperature of 1350 ° C. or higher in a heating furnace such as an electric furnace, water-cracked, rapidly cooled, dried at a temperature of 100 ° C. or higher, and 100 with a pulverizer. It can be easily obtained by crushing to a mesh or less.
[0025]
Incidentally, in the production of the synthetic calcium silicate, coke powder, a Fe 2 O 3 in the melt was reduced and removed, a low melting point of the glass powder and the like are intended to be used for the purpose of shortening of the melting time.
[0026]
Synthetic calcium silicate as described above, since an amorphous melt water grinds in the range 85 to 100% component is very homogeneous, free CaO, 2CaO · SiO 2, 3CaO · SiO 2 , etc. Thus, it is suitable for the production of granular mold powder that is granulated by extrusion granulation, stirring granulation, spray granulation or the like using water and a binder.
[0027]
Note that the synthetic calcium silicate, in an amount of 1.5 to 10 wt% of Al 2 O 3. If the content of Al 2 O 3 is 10% by weight or less, it is preferable because the content of Al 2 O 3 in the mold powder can be easily adjusted to a set value. In the production of synthetic calcium silicate, if the content of Al 2 O 3 exceeds 10% by weight, the melting point of the raw material mixture rises and it is not preferable because it becomes difficult to produce synthetic calcium silicate.
[0028]
Further, wherein the synthetic calcium silicate, Na 2 O, Li 2 O , was added MgO, B 2 O 3, BaO , SrO, a flux component such as MnO, improving the workability in manufacturing. However, the flux component is easy to evaporate at a high temperature, and is preferably used in an amount of 1 to 15 % by weight in order to promote component fluctuation and damage to the furnace body.
[0029]
Furthermore, in some cases to adjust the crystallization temperature of the mold powder was added to ZrO 2 in the mold powder, in this case, it is also possible to have the addition of ZrO 2 to advance the synthetic calcium silicate. In this case, 5% by weight or less is preferable. If the blending amount of ZrO 2 exceeds 5% by weight, the melting point of the synthetic calcium silicate increases, the components become non-uniform, and the amorphous amount becomes less than 85%, which is not preferable. The amount of ZrO 2 Is more preferably 3% by weight or less.
[0030]
Next, an example of a mold powder using the synthetic calcium silicate as a base material:
(1) a base material: the synthetic calcium silicate
(2) SiO 2 raw material: pearlite, fly ash, silica sand, glass powder, diatomaceous earth, sposmen, soda feldspar, etc.
(3) Flux raw materials: Na 2 CO 3 , Li 2 CO 3 , BaCO 3 , MnCO 3 , SrCO 3 , MgO, Al 2 O 3, etc.
(4) Carbonaceous raw material: carbon black, coke powder, natural graphite, expanded graphite.
[0031]
In addition, the mold powder needs to adjust the melting characteristics such as the softening point, viscosity, crystallization temperature, and melting rate of the mold powder according to the casting conditions and the steel type.
[0032]
The chemical composition of the mold powder for continuous casting of steel of the present invention is preferably as follows:
CaO: 20 to 55 wt%, SiO 2: 20 to 55 wt%, Al 2 O 3: 5~30 wt%, Fe 2 O 3: 0.1~3.0 wt%, MgO: 0 wt% Na 2 O + K 2 O + Li 2 O: 0.1 to 25 wt%, B 2 O 3 : 0 to 10 wt%, BaO: 0 to 10 wt%, ZrO 2 : 0 to 5 wt%, SrO: 0 to 5 wt%, C: 0 wt%, CaO / SiO 2 weight ratio: 0.3 to 1.0
[0033]
Continuous casting mold powder of the steel of the present invention having the above-mentioned chemical components, the synthetic calcium silicate 40% by weight or more, SiO 2 raw material with 0-30 wt%, 0-30 wt% of the flux material, carbonaceous It can prepare by mix | blending a raw material 0 to 10weight%. In addition, the upper limit of the compounding quantity of synthetic calcium silicate is 95 weight%. If the blending amount of the synthetic calcium silicate exceeds 95% by weight, the meltability and hatchability are deteriorated and good characteristics cannot be obtained, which is not preferable.
[0034]
Here, the amount of the synthetic calcium silicate is less than 40 wt%, the pre-melt ratio of mold powder decreases, undesirable because the uniformity of the components is impaired. In addition to the synthetic calcium silicate of the present invention, limestone, Portland cement, or the like can be used in combination as the base material. In this case, the amount added is preferably 25% by weight or less. If the amount added exceeds 25% by weight, the uniformity of the components is impaired, the amount of carbon dioxide gas is increased, the melting property in the mold is deteriorated, and slag bear is generated, which is not preferable.
[0035]
The blending amount of the SiO 2 raw material is preferably in the range of 0 to 30% by weight. When the addition amount of the SiO 2 raw material exceeds 30% by weight, the CaO / SiO 2 weight ratio of the synthetic calcium silicate as the base material is relatively low, so that a mold powder having a low CaO / SiO 2 weight ratio can be obtained. It is not preferable because it disappears, and it is not preferable because the bulk specific gravity decreases and the amount of generated dust increases, and the working environment deteriorates.
[0036]
The flux raw material is important for adjusting the melting characteristics, but may be absent. When the flux raw material is not blended, the CaO / SiO 2 weight ratio of the mold powder is not preferable because the melting point is too high unless it is 1.0 or less. The upper limit of the blending amount of the flux raw material is 30% by weight. If it exceeds 30% by weight, the melting point is remarkably lowered, slag bear is formed, and the viscosity is remarkably lowered, which is not preferable.
[0037]
The carbonaceous raw material can be added to adjust the melting rate of the mold powder. The addition amount is preferably in the range of 10% by weight or less. If the amount of the carbonaceous raw material added exceeds 10% by weight, the hatching rate is remarkably slowed, which is not preferable. In addition, when a carbonaceous raw material is absent, it is necessary to add a metal. The amount of metal added is preferably 5% by weight or less. Here, as a metal, metals, such as Si, Al, Mg, Ca, can be used as a single body or an alloy.
[0038]
The viscosity of the mold powder of the present invention is preferably 4 poises or more at 1300 ° C., more preferably in the range of 4 to 40 poises. If the viscosity of the mold powder is less than 4 poises, it is not preferable because uneven flow of the mold powder and heat removal become unstable. On the other hand, if it exceeds 40 poise, the softening point and the solidification temperature become too high, and the formation of slag bears becomes remarkable, which is not preferable.
[0039]
Furthermore, the softening point of the mold powder of the present invention is preferably 1100 ° C. or higher, more preferably 1100 to 1295 ° C. When the softening point of the mold powder is less than 1100 ° C., the viscosity is naturally lowered, which is not preferable. On the contrary, when the temperature exceeds 1295 ° C., the solidification temperature exceeds 1300 ° C., it is not suitable as a mold powder.
[0040]
The solidification temperature of the mold powder of the present invention is preferably 1100 ° C. or higher. When the temperature is lower than 1100 ° C., the thickness of the slag film becomes non-uniform and the heat removal is not stable, which is not preferable.
[0041]
In addition, the mold powder which uses the said synthetic calcium silicate as a base material can be obtained as a powder product by mixing each raw material and then mixing with a mixer. Moreover, it can also granulate by adding water and a binder to a raw material mixture, or after making into a slurry form, it can also carry out the spray granulation to make a granular product.
[0042]
【Example】
The following examples further illustrate the present invention.
Examples Preparation of Synthetic Calcium Silicate Each raw material was blended and mixed so as to have the chemical composition shown in Table 1, and continuously heated to 1500 to 1700 ° C. in an electric furnace to dissolve, and the obtained melt was granulated. The pulverized product obtained by rapid cooling was heated and dried at 150 ° C., and finally pulverized to 100 mesh or less with a ball mill to obtain synthetic calcium silicate.
[0043]
[Table 1]
[0044]
Preparation of mold powder Next, the synthetic calcium silicate described in Table 1 was mixed as a base material at a blending ratio described in Table 2 to obtain a mold powder. In addition, Table 2 shows the composition and various characteristics of the obtained mold powder.
[0045]
[Table 2]
[0046]
[Table 3]
[0047]
In Table 2, the lubrication stability is the observation of the stability of the mold copper plate temperature and the occurrence of breakout, ○ is stable, no breakout alarm, Δ is slightly stable, within 3 breakout alarm occurrences, × Indicates unstable, 5 or more breakout alarms. Moreover, quality stability is the observation of the surface crack occurrence state, ◯ indicates no occurrence, Δ indicates once generation, and × indicates generation twice or more. Furthermore, the maintenance is to observe the corrosion state by installing an iron plate at the location where the secondary cooling zone is sprayed, where ○ indicates no corrosion and × indicates corrosion.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, in order to reduce the fluorine content of the mold powder, a specific synthetic calcium silicate that does not contain fluorine is used as a base material, and the characteristic value of the mold powder is specified. A mold powder for continuous casting of steel capable of suppressing slab surface cracking can be provided.
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