JP5037612B2 - Mold flux and continuous casting method using the same - Google Patents
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Description
本発明はモールドフラックス及びこれを用いた連続鋳造方法に関し、さらに詳しくは、溶融状態のモールドフラックスを用いた連続鋳造方法に関する。 The present invention relates to a mold flux and a continuous casting method using the same, and more particularly to a continuous casting method using a molten mold flux.
一般に、製綱工程は、溶銑予備処理工程、転炉精錬工程、二次精錬工程及び連続鋳造工程の順に行われる。 In general, the steelmaking process is performed in the order of a hot metal pretreatment process, a converter refining process, a secondary refining process, and a continuous casting process.
連続鋳造工程により鋳片(スラブ、ビレット、ブルーム、ビームブランクなどを総称するもの)を製造するためには、図1に示すように、先ず、レードルから液体状態の溶鋼が供給され、この供給された溶鋼は、この溶鋼を貯蔵するタンディッシュ1、浸漬ノズル2及び鋳型3をこの順に通過する。次いで、溶鋼は鋳型3における冷却作用により固体状態の凝固シェル5を形成する。また、このように溶鋼を冷却することにより形成された凝固シェル5は、鋳型の下部に設けられたガイドロールにより案内されながら、スプレイノズルから噴射される2次冷却水により凝固が行われて完全な個体状態の鋳片が製造される。
In order to manufacture a slab (a collective name for slabs, billets, blooms, beam blanks, etc.) by a continuous casting process, as shown in FIG. 1, first, liquid steel in a liquid state is supplied from a ladle and supplied. The molten steel passes through the tundish 1 for storing the molten steel, the
かような鉄鋼の連続鋳造操業中に溶鋼が鋳型に供給されるとき、副資材としてのモールドフラックスも一緒に投入される。モールドフラックスは、一般に、粉末若しくは顆粒などの固体状態で投入され、鋳型内に供給された溶鋼からの熱により溶融されて溶鋼と鋳型との間の熱伝達を制御することにより潤滑能を高める。 When molten steel is supplied to the mold during the continuous casting operation of such steel, mold flux as an auxiliary material is also added together. The mold flux is generally charged in a solid state such as powder or granule, and is melted by the heat from the molten steel supplied into the mold, thereby improving the lubricating ability by controlling the heat transfer between the molten steel and the mold.
図2に基づき、連続鋳造用の鋳型10内におけるモールドフラックスの機能を詳述する。鋳型10内に粉末状若しくは顆粒状で投入されたモールドフラックスは溶鋼12の湯面上において溶融されて、前記湯面から順番に液状層21、焼結層23及びパウダー層25(すなわち、溶融スラグ層21、半溶融層23及び未溶融層25)を形成する。前記溶融スラグ層21はほとんど透明であるため、溶鋼12からの500〜4000nmの波長の輻射波が通過しやすい。これに対し、半溶融層23及び未溶融層25は光学的に不透明であるため、輻射波を遮断して湯面の温度が急激に低下することを防ぐ。
Based on FIG. 2, the function of the mold flux in the
しかしながら、従来の粉末状若しくは顆粒状のモールドフラックスは、溶鋼21からの熱により溶解された後、溶融スラグ層21が鋳型10と凝固シェル11との隙間に流入して鋳型10の内側壁において凝固されて固相スラグフィルム27を形成し、溶鋼12側においては液状スラグフィルム21を形成して溶鋼12と鋳型10との間の熱伝達を制御することにより潤滑能を高める。
However, the conventional powdered or granular mold flux is melted by the heat from the
このとき、前記溶解されたスラグが固相スラグフィルム27と凝固シェル11との隙間に流入する個所において、鋳型10に付着したモールドフラックスは鋳型10の内側に向かって盛り上がるが、これがスラグベア29と呼ばれるものである。このスラグベア29は、溶解されたスラグがモールドフラックスフィルム27と凝固シェル11との隙間に流入することを阻害する。
At this time, in the place where the dissolved slag flows into the gap between the solid
このようなスラグベア29により鋳片の単位面積当たりのモールドフラックスの消耗量が制限されるが、一般に、鋳造速度が高速になるほどモールドフラックスの消耗量が減るため鋳片と鋳型との間の潤滑能が低下してしまい、その結果、ブレークアウトの発生が増大する。さらに、スラグベア29により液状のモールドフラックスの厚さがばらつくことに起因して、鋳型10内における凝固シェルの形状がばらつくため表面割れが発生するが、この問題も鋳造速度が高速になるほどなお一層深刻になる。
Although the amount of mold flux consumed per unit area of the slab is limited by such a
最近、モールドフラックスを鋳型の外部において溶解させてから湯面に注入するような方法が提案されている。この方法は、上述したように、溶融状態のモールドフラックスが500〜4000nmの波長に対してほとんど透明であるため、溶鋼からの輻射波が容易に通過して輻射熱の伝達が増大してしまう結果、溶鋼の湯面を保温できなくなるという不都合がある。これにより、鋳造工程が進んで所定の時間が経過すると、溶鋼の湯面が凝固されて円滑な連続鋳造工程を行うことができなくなる。 Recently, a method has been proposed in which the mold flux is melted outside the mold and then injected into the molten metal surface. As described above, the molten mold flux is almost transparent with respect to the wavelength of 500 to 4000 nm, and as a result, the radiant wave from the molten steel easily passes and the transmission of radiant heat increases. There is an inconvenience that the molten steel surface cannot be kept warm. Thereby, when a casting process advances and predetermined time passes, the molten metal surface of a molten steel will be solidified and it will become impossible to perform a smooth continuous casting process.
一方、従来技術では、モールドフラックスの結晶化を促して初期緩冷化を達成してきているが、これは、モールドフラックスの混入を増大させると共に平均伝熱量を減少させて、むしろブレークアウトの発生につながるという不都合がある。 On the other hand, in the prior art, crystallization of the mold flux is promoted to achieve the initial slow cooling, but this increases the mixing of the mold flux and decreases the average heat transfer amount. There is an inconvenience of being connected.
本発明は、モールドフラックスの組成及び伝導度を制御することにより、初期緩冷化による湯面の凝固を防ぎ、表面割れの発生を低減させると共に、ブレークアウトの発生を防ぐことのできるモールドフラックス及びこれを用いた連続鋳造方法を提供する。 The present invention controls the mold flux composition and conductivity, thereby preventing solidification of the molten metal surface due to initial slow cooling, reducing the occurrence of surface cracks, and preventing the occurrence of breakout and A continuous casting method using the same is provided.
また、本発明は、溶融モールドフラックスの操業時にモールドフラックスの吸収係数を調節することにより、鋳造時に湯面の保温効果を増大させて湯面の凝固を防ぎ、鋳片品質の向上及び操業安定性の向上を図ることのできるモールドフラックス及びこれを用いた連続鋳造方法を提供する。 In addition, the present invention adjusts the absorption coefficient of the mold flux during the operation of the molten mold flux, thereby increasing the heat insulation effect of the molten metal surface during casting to prevent the solidification of the molten metal surface, improving the slab quality and operating stability. The present invention provides a mold flux capable of improving the temperature and a continuous casting method using the same.
本発明の一側面によるモールドフラックスは、CaO20〜50重量%、SiO220〜50重量%、Al2O320重量%以下、Na2O20重量%以下、Li2O10重量%以下、B2O320重量%以下及びMgO10重量%以下を含む。
Mold flux according to one aspect of the present invention, CaO20~50 wt%,
好ましくは、前記モールドフラックスの熱伝導度は1.2W/m.k以上である。 Preferably, the thermal conductivity of the mold flux is 1.2 W / m. k or more.
また、好ましくは、前記モールドフラックスは、溶融状態において、500〜4000nm波長に対する吸収係数が1000/m以上である。 Preferably, the mold flux has an absorption coefficient of 1000 / m or more for a wavelength of 500 to 4000 nm in a molten state.
さらに、好ましくは、前記モールドフラックスは、モールドフラックス100重量部に対して転移金属の酸化物を3重量部以下含み、塩基度は0.5〜1.5である。 Further, preferably, the mold flux includes 3 parts by weight or less of transition metal oxide with respect to 100 parts by weight of the mold flux, and the basicity is 0.5 to 1.5.
また、本発明によるモールドフラックスの連続鋳造方法は、鋳型の外部において、CaO20〜50重量%、SiO220〜50重量%、Al2O320重量%以下、Na2O20重量%以下、Li2O10重量%以下、B2O320重量%以下及びMgO10重量%以下を含むモールドフラックスを溶解するステップと、前記溶解されたモールドフラックスの流量を制御して連続鋳造の全工程に亘って前記溶解されたモールドフラックスを鋳型内に投入するステップと、を含む。
In addition, the mold flux continuous casting method according to the present invention includes
好ましくは、前記モールドフラックスの熱伝導度は1.2W/m.k以上である。 Preferably, the thermal conductivity of the mold flux is 1.2 W / m. k or more.
また、好ましくは、前記モールドフラックスは、鋳型の外部において、500〜4000nm波長に対する吸収係数が1000/m以上である。 Preferably, the mold flux has an absorption coefficient of 1000 / m or more at a wavelength of 500 to 4000 nm outside the mold.
本発明によれば、上述のように溶融モールドフラックス操業を適用することによりスラグベアを除去し、初期緩冷化による湯面の凝固を防ぐと共に、表面割れの発生を低減することができる。特に、モールドフラックスの組成に応じて熱伝導度を制御することにより、平均伝熱量を増大させてブレークアウトの発生を防ぎ、溶鋼と鋳型との間の熱伝達を有効に制御すると共に、潤滑能を高めることができる。 According to the present invention, by applying the molten mold flux operation as described above, it is possible to remove the slag bear, prevent solidification of the molten metal surface due to initial slow cooling, and reduce the occurrence of surface cracks. In particular, by controlling the thermal conductivity according to the composition of the mold flux, the average heat transfer is increased to prevent the occurrence of breakout, the heat transfer between the molten steel and the mold is effectively controlled, and the lubrication ability Can be increased.
さらに、モールドフラックスの溶鋼輻射熱に対する吸収係数を調節することにより、湯面の保温効果を増大させて長時間に亘って安定した操業を行うことが可能であり、操業安定性及び生産性の向上を図ることができると共に、鋳片品質を高めることができる。 Furthermore, by adjusting the absorption coefficient of the mold flux against the molten steel radiant heat, it is possible to increase the heat insulation effect of the hot water surface and perform stable operation over a long period of time, improving the operational stability and productivity. As well as improving the slab quality.
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は後述する実施例に何ら限定されるものではなく、相異なる形態で実現可能であり、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、この技術分野における通常の知識を持った者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。なお、図中、同じ符号は同じ要素を指し示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the examples described below, and can be realized in different forms. These embodiments only complete the disclosure of the present invention and are not limited to ordinary knowledge in this technical field. It is provided in order to fully inform those who have the scope of the present invention. In the drawings, the same reference numerals indicate the same elements.
図3は、溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造装置の概略構成図である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a continuous casting apparatus using a molten mold flux.
図3を参照すると、連続鋳造装置は、鋳型10と、前記鋳型10内に溶鋼を供給する浸漬ノズル30と、前記鋳型10の上部を覆う鋳型カバー100と、前記鋳型内に供給されるモールドフラックスを溶融するためのモールドフラックス溶解ユニット200と、前記モールドフラックス溶解ユニット200において溶解された溶融モールドフラックス20を鋳型10内に供給するためのモールドフラックス搬送ユニット300と、を備えている。
Referring to FIG. 3, the continuous casting apparatus includes a
前記鋳型10及び浸漬ノズル30は、従来の連続鋳造装置に適用される通常の構成要素であるため、ここではこれらについての詳細な説明を省略する。
Since the
前記鋳型カバー100は、前記モールド10の上面に湯面の全体を覆うように設けられて、溶鋼12の湯面からの輻射波が外部に漏出することを防ぐ。このために、前記鋳型カバー100の内面、すなわち、溶鋼と向かい合う面は、アルミニウム鏡やゴールドコーティング鏡など高反射率の素材から形成されて、溶鋼12の湯面からの輻射波を反射させて再び溶融モールドフラックス20若しくは溶鋼12の表面に輻射波を吸収させる。これにより、前記溶鋼12の表面温度が下がることが極力抑えられると共に、溶融モールドフラックス20が鋳型10の壁面において再凝固することが防がれる。
The
前記モールドフラックス溶解ユニット200は、モールドフラックス供給源205と、モールドフラックス供給源205から供給される仮溶解された液状、顆粒状若しくは粉末状のモールドフラックス原料を収容する坩堝210と、前記坩堝210の周縁に設けられてモールドフラックスを溶融させるための熱線などのモールドフラックス加熱手段220と、前記坩堝210内において所望の状態に溶解された溶融モールドフラックスを排出する排出口230と、前記排出口230を開閉して排出される溶融モールドフラックスの量を制御するストッパー240と、を備えている。前記ストッパー240は、排出口230の上部において上下動しながら前記排出口230の周縁部とストッパー240の下端部との間の距離を調節することにより、排出される溶融モールドフラックスの量を制御する。このとき、前記ストッパー240の上下動は、油圧または空圧シリンダー(図示せず)などにより精度よく制御される。
The mold
前記搬送ユニット300は、注入管310と加熱コイルのような注入管加熱手段320とを備える。注入管310の一端は前記モールドフラックス溶解ユニット200と接続され、他端には前記鋳型カバー100を貫通して鋳型内に溶融モールドフラックス20を供給する注入用のノズル312が配備される。注入管加熱手段320は、前記モールドフラックス溶解ユニット200と前記鋳型カバー100との間において前記注入管310の外部を取り囲んで設けられる。このとき、前記溶融モールドフラックス20を所定の温度に維持するために、前記注入管310と注入管加熱手段320の外部は断熱材により断熱処理されることが好ましい。
The
前記モールドフラックス溶解ユニット200及び搬送ユニット300の全部または一部は、白金(Pt)若しくは白金−ロジウム(Pt−Rh)などの白金合金材質から形成可能である。モールドフラックスは、鋳造中に鋳型の湯面に浮上する非金属介在物を迅速に溶解することが必要であるため、粘度が低く、且つ、Al2O3などの酸化物を溶解する速度が高い。このため、従来のガラス工業において使用する耐火物材質の溶解炉は溶融モールドフラックス20により急速に浸食される。特に、前記モールドフラックス溶解ユニット200から溶融モールドフラックス20が排出される排出口230及び前記ストッパー240の下端部と前記モールドフラックス搬送ユニット300の注入用のノズル312を有する注入管310においてこのような侵食が発生する場合、溶融モールドフラックスの精度よい流量制御が不可能になり、安定した連続鋳造操業を行うことができなくなる。これにより、少なくとも前記注入管310とそこに連接する個所、すなわち、溶融モールドフラックスが排出される排出口230及び前記ストッパー240と注入管310を白金若しくは白金合金材質から製作してモールドフラックスによる侵食を防ぐことが好ましい。
All or part of the mold
また、溶融モールドフラックスの流量は、単位時間当たりに鋳型内に供給される溶鋼量に依存し、ストッパー240を上下動させて前記ストッパー240の下端部と排出口230の周縁部との間の空間を制御することにより溶融モールドフラックス20の流量を精度よく調節することができる。
The flow rate of the molten mold flux depends on the amount of molten steel supplied into the mold per unit time, and the space between the lower end portion of the
以上、溶融モールドフラックスの流量を制御するためにストッパーを用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、傾動方式、圧力差によるサイフォン方式またはスライドゲートなどの種々の手段を用いて溶融モールドフラックスの流量を制御することができる。 The example using the stopper to control the flow rate of the molten mold flux has been described above, but the present invention is not limited to this, and various means such as a tilting method, a siphon method using a pressure difference, or a slide gate are used. Can be used to control the flow rate of the molten mold flux.
上述した装置を用いて溶融モールドフラックスを注入する連続鋳造工程に際し、有効な初期緩冷化及び伝熱量の制御のために、本発明の実施形態によるモールドフラックスは、CaO20〜50重量%、SiO220〜50重量%、Al2O320重量%以下、Na2O20重量%以下、Li2O10重量%以下、B2O320重量%以下及びMgO10重量%以下を含んでなり、熱伝導度が1.2W/m.k以上であることが好ましい。
In the continuous casting process in which the molten mold flux is injected using the above-described apparatus, the mold flux according to the embodiment of the present invention includes
上記のCaO及びSiO2はモールドフラックスの塩基度を造成する成分であり、前記CaOが50重量%を超えたりSiO2が20重量%未満になると、スラグの粘度が著しく低下して溶鋼内へのスラグの流入が過多になるため、好ましくない。これに対し、CaOが20重量%未満であるか、あるいは、SiO2が50重量%を超えると、スラグの粘度が上昇し過ぎて溶鋼内へのスラグの流入が困難になるため、鋳型の潤滑能が低下し、その結果、ブレークアウトの発生可能性が高くなる。 The above CaO and SiO 2 are components that form the basicity of the mold flux. When the CaO exceeds 50% by weight or the SiO 2 becomes less than 20% by weight, the viscosity of the slag is remarkably reduced and the molten steel enters the molten steel. Since the inflow of slag becomes excessive, it is not preferable. On the other hand, if CaO is less than 20% by weight or SiO 2 exceeds 50% by weight, the viscosity of the slag increases so much that it becomes difficult for the slag to flow into the molten steel. As a result, the possibility of breakout increases.
前記Al2O3は、モールドフラックスの粘度を調節する成分であり、前記Al2O3が20重量%を超えると、モールドフラックスの粘度が上昇し過ぎて溶鋼内の非金属介在物の吸収能が低下する。 The Al 2 O 3 is a component that adjusts the viscosity of the mold flux. If the Al 2 O 3 content exceeds 20% by weight, the viscosity of the mold flux increases so much that it absorbs nonmetallic inclusions in the molten steel. Decreases.
前記Na2Oは、前記Al2O3と同様に、モールドフラックスの溶融点を制御するための成分であり、前記Na2Oが20重量%を超えると、モールドフラックスの溶融点が低くなって粘度と表面張力が低下し過ぎるため、溶鋼混入の抑制効果を大幅に低下させる。このため、粘度を上げるには、前記Na2O成分を減少させると共にAl2O3成分を増加させることが好ましく、粘度を下げるには、前記Na2O成分を増加させると共にAl2O3成分を減少させることが好ましい。 Like the Al 2 O 3 , the Na 2 O is a component for controlling the melting point of the mold flux. When the Na 2 O exceeds 20% by weight, the melting point of the mold flux is lowered. Since the viscosity and the surface tension are too low, the effect of suppressing the mixing of molten steel is greatly reduced. Therefore, the increase the viscosity, the it is preferable to increase the Al 2 O 3 component while decreasing the Na 2 O component, the lower the viscosity, Al 2 O 3 component with increasing the Na 2 O component Is preferably reduced.
前記Li2O及びB2O3は、モールドフラックスの溶融点と粘度、または熱伝導度を制御する成分であり、Li2O及びB2O3の含量が増加するにつれて溶融点と粘度が下がると共に熱伝導度が高くなるが、これらが過量に添加される場合にモールドフラックスの融点と粘度が低下し過ぎて溶鋼への混入が増大する。これにより、前記Li2Oの含量は10重量%以下、B2O3の含量は20重量%以下であることが好ましい。 The Li 2 O and B 2 O 3 are components for controlling the melting point and viscosity of the mold flux or thermal conductivity, and the melting point and the viscosity decrease as the content of Li 2 O and B 2 O 3 increases. At the same time, the thermal conductivity is increased. However, when these are added in an excessive amount, the melting point and viscosity of the mold flux are excessively lowered, and mixing into the molten steel increases. Accordingly, the Li 2 O content is preferably 10% by weight or less, and the B 2 O 3 content is preferably 20% by weight or less.
前記MgOは前記CaOとほとんど同様の効果を有するが、単位重量当たりの効果はCaOに及ぼさない。MgOが過量に添加されると、高温の析出物を形成してモールドフラックスの粘度を高めたり結晶質の形成を促す。このため、前記MgOの含量は10重量%以下であることが好ましい。 MgO has almost the same effect as CaO, but the effect per unit weight does not affect CaO. If MgO is added in an excessive amount, a high-temperature precipitate is formed to increase the viscosity of the mold flux or promote the formation of a crystalline material. Therefore, the MgO content is preferably 10% by weight or less.
さらに、本発明の実施形態によれば、モールドフラックスの熱伝導度を制御することにより、これを用いた連続鋳造時に、操業安定性と鋳片品質の確保のために要される伝熱量の調節に寄与することができる。これは、上述したように、本発明の実施形態によるモールドフラックスの熱伝導度を1.2W/m.k以上に制御することにより平均伝熱量を増加させることができ、連続鋳造時におけるブレークアウトの発生を防ぐことができるためである。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, by controlling the thermal conductivity of the mold flux, the amount of heat transfer required for ensuring operational stability and slab quality during continuous casting using the flux is adjusted. Can contribute. As described above, this indicates that the thermal conductivity of the mold flux according to the embodiment of the present invention is 1.2 W / m. This is because the average heat transfer amount can be increased by controlling to k or more, and the occurrence of breakout during continuous casting can be prevented.
このために、上記の如きモールドフラックスの組成を最適化することにより、ガラス質状態における熱伝導度が増加して1.2W/m.k以上に制御することができる。特に、塩基度(CaO/SiO2)が減少することによりSiO2の鎖構造が発達してフォノン伝達が容易になり、熱伝導度が増加する。 For this reason, by optimizing the composition of the mold flux as described above, the thermal conductivity in the vitreous state is increased to 1.2 W / m. It can be controlled to k or more. In particular, when the basicity (CaO / SiO 2 ) is decreased, the chain structure of SiO 2 is developed, phonon transmission is facilitated, and the thermal conductivity is increased.
本発明の実施形態によれば、上述したモールドフラックスを用いた溶融モールドフラックス操業が連続鋳造工程に適用される。すなわち、上述した連続鋳造装置を用いてモールドフラックスを鋳型の外部において完全に溶解させた後、前記溶解されたモールドフラックスの流量を制御して周期的にまたは連続的に鋳型内に注入する。 According to the embodiment of the present invention, the molten mold flux operation using the mold flux described above is applied to the continuous casting process. That is, after the mold flux is completely melted outside the mold using the above-described continuous casting apparatus, the flow rate of the melted mold flux is controlled and injected into the mold periodically or continuously.
本発明の実施形態によれば、溶融モールドフラックス操業を適用することによりスラグベアを除去することができ、モールドフラックスの消耗量が増大してモールドフラックスフィルムの厚さを増大させる。これにより、熱伝達を抑え、初期緩冷化による湯面の凝固を防ぐと共に、表面割れなどの欠陥を低減させることができる。なお、上述したように、熱伝導度が向上したモールドフラックスを使用することにより、平均伝熱量は増大し、すなわち、凝固シェルの厚さを増大させてブレークアウトの発生を防ぐことができる。 According to the embodiment of the present invention, the slag bear can be removed by applying the molten mold flux operation, the consumption amount of the mold flux is increased, and the thickness of the mold flux film is increased. Thereby, heat transfer can be suppressed, solidification of the molten metal surface due to initial slow cooling can be prevented, and defects such as surface cracks can be reduced. As described above, by using a mold flux with improved thermal conductivity, the average heat transfer amount increases, that is, the thickness of the solidified shell can be increased to prevent the occurrence of breakout.
以下、本発明を実施例を挙げて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
[実施例]
下記表1は、比較例1から比較例3のモールドフラックスの成分と、本発明による実施例のモールドフラックスの成分を示すものである。
Table 1 below shows the mold flux components of Comparative Examples 1 to 3 and the mold flux components of the examples according to the present invention.
前記比較例1から比較例3は熱伝導度が1.2W/m.k以下であるのに対し、実施例1は熱伝導度が1.2W/m.k以上である。 Comparative Examples 1 to 3 have a thermal conductivity of 1.2 W / m. k or less, Example 1 has a thermal conductivity of 1.2 W / m. k or more.
下記表2は、前記比較例1から比較例3及び実施例1の操業条件及び操業結果を示すものである。比較例1から比較例3及び実施例1は、前記表1に示す如き組成のモールドフラックス及び下端幅1012mm及び厚さ140mmの鋳型を用いてスラブ鋳造を行った。このとき、鋼種は炭素濃度60ppmの極低炭素鋼であった。 Table 2 below shows the operation conditions and operation results of Comparative Examples 1 to 3 and Example 1. In Comparative Examples 1 to 3 and Example 1, slab casting was performed using a mold flux having the composition shown in Table 1 above and a mold having a lower end width of 1012 mm and a thickness of 140 mm. At this time, the steel type was an ultra-low carbon steel having a carbon concentration of 60 ppm.
前記実施例1及び比較例1は、鋳型の外部においてモールドフラックスを完全に溶解した後、ストッパータイプの流量制御装置を用いて溶融モールドフラックスを鋳型の内部に注入した。このとき、注入時における溶融モールドフラックスの温度は1300℃であった。鋳造開始前に溶鋼が鋳型に充填された時点において溶融プールの厚さが目的値に達した後、鋳造の開始と同時に鋳型カバーを鋳型に設けた。この後、鋳造の進行に伴い溶融モールドフラックスの消耗量を連続的に補充した。前記鋳型カバーはアルミニウム材質のものであり、表面をごく美麗に研磨し、溶鋼輻射線領域である500〜4000nm領域の赤外線に対する平均反射率を85%にした。 In Example 1 and Comparative Example 1, the mold flux was completely dissolved outside the mold, and then the molten mold flux was injected into the mold using a stopper type flow control device. At this time, the temperature of the molten mold flux at the time of injection was 1300 ° C. After the molten steel reached the target value when the molten steel was filled in the mold before the start of casting, a mold cover was provided on the mold simultaneously with the start of casting. Then, the consumption of the molten mold flux was continuously replenished with the progress of casting. The mold cover was made of an aluminum material, and its surface was polished very beautifully so that the average reflectance with respect to infrared rays in the 500 to 4000 nm region, which is the molten steel radiation region, was 85%.
前記比較例2及び比較例3は、パウダーモールドフラックスを使用する通常の操業と同様に、鋳造開始前に溶鋼が鋳型に充填された時点においてパウダーモールドフラックスを投入して鋳造を開始し、鋳造中に随時粉末モールドフラックスを投入して補充した。
前記表2を参照すると、実施例1によれば、溶融モールドフラックス操業を連続鋳造工程に適用することによりスラグベアを除去することができ、これにより、モールドフラックスの消耗量が、パウダーモールドフラックス操業を適用した比較例2及び比較例3に比べて大幅に増加して、鋳型と凝固シェルとの間の摩擦を低減させることができる。また、実施例1は、比較例2及び比較例3に比べて最大伝熱量/平均伝熱量の比が低下して初期緩冷化が達成されることが分かる。これは、溶融モールドフラックスを注入することにより、パウダーモールドフラックスに比べて、湯面真下における最大伝熱量が減少するためである。すなわち、平均伝熱量に対する最大伝熱量の比は、パウダーモールドフラックスを投入する従来の操業において2.0〜2.5であったのに対し、溶融モールドフラックスを投入するような本発明による操業を行う場合に1.2〜1.5と急激に低下する。 Referring to Table 2, according to Example 1, the slag bear can be removed by applying the molten mold flux operation to the continuous casting process, whereby the consumption amount of the mold flux is reduced by the powder mold flux operation. Compared with the applied comparative example 2 and comparative example 3, the friction between the mold and the solidified shell can be reduced significantly. Further, it can be seen that Example 1 achieves initial slow cooling by reducing the ratio of maximum heat transfer amount / average heat transfer amount as compared with Comparative Example 2 and Comparative Example 3. This is because by injecting the molten mold flux, the maximum heat transfer amount just below the molten metal surface is reduced as compared with the powder mold flux. That is, the ratio of the maximum heat transfer amount to the average heat transfer amount was 2.0 to 2.5 in the conventional operation in which the powder mold flux was introduced, whereas the operation according to the present invention in which the molten mold flux was introduced. In the case of carrying out, it rapidly decreases to 1.2 to 1.5.
さらに、実施例1は、同じ溶融モールドフラックス操業を適用した比較例1に比べて、熱伝導度を1.2W/m.k以上に制御することにより、平均伝熱量が増大することが分かる。すなわち、溶融モールドフラックスを注入することにより初期緩冷化が達成され、最大伝熱量/平均伝熱量の比はほとんど同様であるが、熱伝導度が1.30W/m.kである実施例の場合に、熱伝導度が1.05W/m.kである比較例1に比べて平均伝熱量が相対的に高くなる。これにより、実施例は、凝固シェルの厚さを増大させ、ブレークアウトの発生を防ぐことができる。 Furthermore, compared with the comparative example 1 which applied the same melt mold flux operation, Example 1 has thermal conductivity of 1.2 W / m. It can be seen that the average amount of heat transfer increases by controlling to k or more. That is, initial cooling is achieved by injecting molten mold flux, and the ratio of maximum heat transfer / average heat transfer is almost the same, but the thermal conductivity is 1.30 W / m. k, the thermal conductivity is 1.05 W / m. The average heat transfer amount is relatively higher than that of Comparative Example 1 that is k. Thereby, an Example can increase the thickness of a solidification shell and can prevent generation | occurrence | production of a breakout.
このように、本発明は、モールドフラックスの組成に応じて熱伝導度を1.2W/m.k以上に制御した溶融モールドフラックスを使用することにより、初期緩冷化による湯面の凝固を防ぎ、表面割れの発生を低減させて製品品質の向上を図ることができる。なお、ブレークアウトの発生を防いで操業安定性を高めることができる。 Thus, the present invention has a thermal conductivity of 1.2 W / m. By using the molten mold flux controlled to be k or more, it is possible to prevent the solidification of the molten metal surface due to the initial slow cooling, reduce the occurrence of surface cracks, and improve the product quality. In addition, the occurrence of breakout can be prevented and operational stability can be improved.
一方、溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造時に、溶融状態のモールドフラックスが溶鋼輻射線領域である500〜4000nmの波長に対してほとんど透明であるため、溶鋼からの輻射熱を容易に透過させて湯面が保温できずに凝固されてしまう。このため、上述した鋳型カバーなどを用いて湯面を保温する。 On the other hand, during continuous casting using the molten mold flux, the molten mold flux is almost transparent to the wavelength of 500 to 4000 nm, which is the molten steel radiation region, so that the radiant heat from the molten steel is easily transmitted. Will be solidified without heat insulation. For this reason, the hot water surface is kept warm using the above-described mold cover or the like.
これらに加えて、本発明は、モールドフラックスの吸収係数を調節して湯面保温効果を増大している。溶融モールドフラックスを注入する連続鋳造工程時に、湯面保温の制御を有効に行うために、本発明のモールドフラックスは、溶鋼輻射線領域である500〜4000nmの波長に対して平均吸収係数が1000/m以上であることが好ましい。 In addition to these, the present invention adjusts the absorption coefficient of the mold flux to increase the hot surface heat retaining effect. In order to effectively control the molten metal surface temperature during the continuous casting process in which the molten mold flux is injected, the mold flux of the present invention has an average absorption coefficient of 1000/4000 with respect to a wavelength of 500 to 4000 nm in the molten steel radiation region. It is preferable that it is m or more.
図4は、従来のモールドフラックスの波長による吸収係数を示すグラフであり、従来のモールドフラックスは、500〜4000nmの波長に対する吸収係数が100/m〜800/mに分布し、1000/m以下であることが分かる。 FIG. 4 is a graph showing the absorption coefficient depending on the wavelength of the conventional mold flux. In the conventional mold flux, the absorption coefficient with respect to the wavelength of 500 to 4000 nm is distributed in the range of 100 / m to 800 / m, and 1000 / m or less. I understand that there is.
図5は、溶融モールドフラックスの厚さが20mmである場合、モールドフラックスの500〜4000nmの波長に対する吸収係数を異ならせて鋳型カバーの反射率による湯面における輻射熱流束を示すグラフである。ここで、輻射熱流束が高いほど熱損失が増大し、これは、湯面凝固の可能性が大きくなることを意味する。
5, when the thickness of the molten mold flux is 20 mm, is a graph showing a radiation heat flux in the molten metal surface due to the reflection factor of the mold cover with different absorption coefficient for the wavelength of 500~4000nm of mold flux. Here, the higher the radiant heat flux , the greater the heat loss, which means that the possibility of hot surface solidification increases.
図5を参照すると、モールドフラックスの吸収係数が増加するに伴い湯面における輻射熱流束が低いことが分かる。すなわち、溶鋼からの熱損失が減少して湯面保温効果を高めることができる。(A)は、パウダーモールドフラックス操業における湯面熱損失、すなわち、溶融状態ではない常温のパウダー状のモールドフラックスを投入したとき、昇温及び溶解に必要となる熱量を計算したものであり、(B)は、溶融モールドフラックス操業における溶融モールドフラックス層の表面が凝固しない条件の熱量を計算したものである。モールドフラックスの吸収係数が1000/m以上である場合に、鋳型カバーの反射率とは無関係に、溶融モールドフラックス層の表面が凝固しない条件を満足することが分かる。このため、モールドフラックスの500〜4000nmの波長に対する吸収係数は1000/m以上であることが好ましい。
Referring to FIG. 5, it can be seen that the radiant heat flux at the molten metal surface is low as the absorption coefficient of the mold flux increases. That is, the heat loss from the molten steel is reduced, and the hot water surface warming effect can be enhanced. (A) is a calculation of the amount of heat required for temperature rise and melting when a molten mold surface heat loss in a powder mold flux operation, that is, a powdery mold flux at room temperature that is not in a molten state is introduced. B) is a calculation of the amount of heat under the condition that the surface of the molten mold flux layer does not solidify in the molten mold flux operation. It can be seen that when the absorption coefficient of the mold flux is 1000 / m or more, the condition that the surface of the molten mold flux layer does not solidify is satisfied regardless of the reflectance of the mold cover. For this reason, it is preferable that the absorption coefficient with respect to the wavelength of 500-4000 nm of a mold flux is 1000 / m or more.
同図から明らかなように、モールドフラックスの吸収係数が1000/m以上である場合に、モールドの上面に設けられる鋳型カバーの反射率とは無関係に、溶融モールドフラックス層の表面凝固を防ぐことができるが、鋳型カバーがない場合に対流による熱伝達が増大するため、鋳型カバーを設けることが好ましい。また、本発明によりモールドフラックスの吸収係数を1000/m以上に調節することにより、溶鋼からの熱損失を極力抑えて鋳型カバーの表面が酸化されたりモールドフラックスの揮発などにより鋳型カバーの反射率が低下するとしても、湯面保温効果を確保して安定した操業を行うことができる。 As is apparent from the figure, when the absorption coefficient of the mold flux is 1000 / m or more, the surface solidification of the molten mold flux layer can be prevented regardless of the reflectance of the mold cover provided on the upper surface of the mold. However, it is preferable to provide a mold cover because heat transfer by convection increases when there is no mold cover. Also, by adjusting the mold flux absorption coefficient to 1000 / m or more according to the present invention, the heat loss from the molten steel is suppressed as much as possible, and the mold cover surface is oxidized or the mold flux volatilization causes the reflectivity of the mold cover. Even if it falls, the hot water surface heat insulation effect can be ensured and the stable operation can be performed.
このようにモールドフラックスの吸収係数を1000/m以上に調節するためには、Fe2O3、TiO2、NiO、Cr2O3などの転移金属の酸化物を適量添加したり、モールドフラックスの塩基度(CaO/SiO2)をできる限り下げることが好ましい。 Thus, in order to adjust the absorption coefficient of the mold flux to 1000 / m or more, an appropriate amount of an oxide of a transition metal such as Fe 2 O 3 , TiO 2 , NiO, Cr 2 O 3 is added, It is preferable to lower the basicity (CaO / SiO 2 ) as much as possible.
前記転移金属元素は溶鋼中のAlと反応を起こす可能性があるため、その総添加量は、モールドフラックス100重量部に対して転移金属の酸化物3重量部以下であることが好ましい。また、前記モールドフラックスの塩基度が低過ぎる場合に粘度が増大し過ぎて鋳型内の潤滑機能が低下するため、前記塩基度は0.5〜1.5の範囲に維持することが好ましい。 Since the transition metal element may react with Al in the molten steel, the total addition amount is preferably 3 parts by weight or less of the transition metal oxide with respect to 100 parts by weight of the mold flux. In addition, when the basicity of the mold flux is too low, the viscosity increases excessively and the lubrication function in the mold decreases, so the basicity is preferably maintained in the range of 0.5 to 1.5.
このように、本発明は、溶融モールドフラックス操業を適用することによりスラグベアの厚さを減少させてモールドフラックスの消耗量を増大させることができる。これにより、溶鋼と鋳型との間の熱伝達を有効に制御して潤滑能を高めることができる。なお、上述したように、溶鋼輻射熱に対する吸収係数を調節したモールドフラックスを使用することにより湯面保温効果を確保して、鋳片品質を向上させ、生産性及び操業安定性を高めることができる。 As described above, the present invention can reduce the thickness of the slag bear by applying the molten mold flux operation and increase the consumption amount of the mold flux. Thereby, the heat transfer between the molten steel and the mold can be effectively controlled to enhance the lubricating ability. In addition, as above-mentioned, by using the mold flux which adjusted the absorption coefficient with respect to molten steel radiant heat, the hot_water | molten_metal surface heat insulation effect can be ensured, slab quality can be improved, and productivity and operation stability can be improved.
下記表3は、比較例4及び実施例2のモールドフラックスの成分及び吸収係数を示すものである。
前記表3から明らかなように、比較例4は0.5〜4μm波長の平均吸収係数が470/mであり、実施例2は0.5〜4μm波長の平均吸収係数が1250/mである。 As is clear from Table 3, Comparative Example 4 has an average absorption coefficient of 470 / m for a wavelength of 0.5 to 4 μm, and Example 2 has an average absorption coefficient of 1250 / m for a wavelength of 0.5 to 4 μm. .
このような比較例4及び実施例2のモールドフラックス及び下端幅1012mm及び厚さ140mmの鋳型を用いて、スラブ鋳造を行った。このとき、鋼種は炭素濃度60ppmの極低炭素鋼であった。 Slab casting was performed using the mold flux of Comparative Example 4 and Example 2 and a mold having a lower end width of 1012 mm and a thickness of 140 mm. At this time, the steel type was an ultra-low carbon steel having a carbon concentration of 60 ppm.
鋳型の外部においてモールドフラックスを完全に溶解させた後、ストッパータイプの流量制御装置を用いて溶融モールドフラックスを鋳型の内部に注入した。このとき、注入時における溶融モールドフラックスの温度は1300℃であった。鋳造開始前に溶鋼が鋳型に充填された時点において溶融プールの厚さが目的値に達した後、鋳造開始と同時に鋳型カバーを鋳型に設けた。この後、鋳造の進行に伴い溶融モールドフラックスの消耗量を連続的に補充した。前記鋳型カバーはアルミニウム材質のものであり、表面を1600番のサンドペーパーにより加工して、溶鋼輻射線領域である500〜4000nm領域の赤外線に対する平均反射率を40%にした。 After the mold flux was completely dissolved outside the mold, the molten mold flux was injected into the mold using a stopper type flow control device. At this time, the temperature of the molten mold flux at the time of injection was 1300 ° C. After the molten steel reached the target value when the molten steel was filled into the mold before the start of casting, a mold cover was provided on the mold simultaneously with the start of casting. Then, the consumption of the molten mold flux was continuously replenished with the progress of casting. The mold cover was made of an aluminum material, and the surface was processed with 1600 sandpaper so that the average reflectance for infrared rays in the 500 to 4000 nm region, which is the molten steel radiation region, was 40%.
図6及び図7は、比較例4と実施例2のモールドフラックスを用いた連続鋳造時の湯面を撮影した写真である。比較例4の湯面撮影写真を示す図6を参照すると、比較例4の場合に表面凝固層が形成されていることが分かり、これにより、鋳片品質の悪化を来たし、且つ、操業安定性を阻害する。これに対し、実施例2の湯面撮影写真を示す図7を参照すると、実施例2の場合に表面凝固層が形成されていないことが分かり、これは、モールドフラックスの500〜4000nm波長に対する吸収係数の調節により溶鋼輻射熱の損失を防ぐためである。すなわち、実施例は、モールドフラックスの相対的に高い吸収係数により溶鋼輻射熱の損失を防いで初期緩冷化を達成することにより、湯面凝固を防ぐことができる。 6 and 7 are photographs of the molten metal surface during continuous casting using the mold fluxes of Comparative Example 4 and Example 2. FIG. Referring to FIG. 6 showing a photograph of the molten metal surface of Comparative Example 4, it can be seen that in the case of Comparative Example 4, a surface solidified layer was formed, which caused deterioration in slab quality and operational stability. Inhibits. On the other hand, referring to FIG. 7 showing a hot water surface photograph of Example 2, it can be seen that the surface solidified layer is not formed in Example 2, which is the absorption of the mold flux with respect to the wavelength of 500 to 4000 nm. This is to prevent loss of molten steel radiant heat by adjusting the coefficient. That is, the embodiment can prevent molten steel surface solidification by preventing the loss of molten steel radiant heat by the relatively high absorption coefficient of the mold flux and achieving the initial slow cooling.
このように、本発明は、溶融モールドフラックスを用いた連続鋳造時に500〜4000nm波長の吸収係数が1000/m以上であるモールドフラックスを使用することにより、初期緩冷化を達成して湯面凝固を防ぐことができる。特に、鋳造の初期におけるモールドフラックスのスラグプールの異常凝固現像であるデッケルを防ぐことができる。また、湯面保温効果を確保することにより、溶融モールドフラックス操業時に長時間の安定した操業が可能である。さらに、モールド湯面が揺動する度合いを示すF値を減少させてスラグの混入を防ぐことができ、鋳片品質を向上させることができる。 Thus, the present invention achieves initial slow cooling by using a mold flux having an absorption coefficient of 1000 / m or more at a wavelength of 500 to 4000 nm at the time of continuous casting using a molten mold flux, thereby solidifying the molten metal surface. Can be prevented. In particular, it is possible to prevent deckle which is an abnormal solidification development of the slag pool of mold flux at the early stage of casting. In addition, by ensuring the hot surface heat retaining effect, stable operation for a long time is possible at the time of molten mold flux operation. Furthermore, the F value indicating the degree to which the mold surface fluctuates can be reduced to prevent slag from being mixed, and the slab quality can be improved.
以上、図面及び実施例を参照して説明したが、当該技術分野における通常の当業者は特許請求の範囲に記載の本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正及び変更させることができるということが理解できるであろう。 Although the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art will be able to make various modifications and changes without departing from the technical idea of the present invention described in the claims. It will be understood that it can be changed.
Claims (5)
CaO21.9〜37.0重量%、SiO2 36.2〜37.7重量%、Al2O3 4.4〜9.8重量%以下、Na2O5.3〜9.8重量%、Li2O0〜7.8重量%、B2O3 9.8〜10.6重量%、及びMgO1.6〜3.3重量%を含み、
前記モールドフラックスの熱伝導度が1.2W/m.k以上であることを特徴とするモールドフラックス。In mold flux for continuous casting,
CaO 21.9 to 37.0 wt%, SiO 2 36.2-37.7 wt%, Al 2 O 3 4.4~9.8 wt% or less, Na 2 O from 5.3 to 9.8 wt% , Li 2 O from 0 to 7.8 wt%, seen containing B 2 O 3 from 9.8 to 10.6 wt%, and 1.6 to 3.3 wt% MgO,
The thermal conductivity of the mold flux is 1.2 W / m. Mold flux characterized by being k or more .
前記溶解されたモールドフラックスの流量を制御して連続鋳造の全工程に亘って前記溶解されたモールドフラックスを前記鋳型内に投入するステップと、
を含み、
前記モールドフラックスの熱伝導度が1.2W/m.k以上であることを特徴とする連続鋳造方法。Outside the mold, CaO from 21.9 to 37.0 wt%, SiO 2 36.2 to 37.7 wt%, Al 2 O 3 4.4~9.8 wt%, Na 2 O 5.3~9 .8 wt%, Li 2 O 0 to 7.8 wt%, comprising the steps of dissolving B 2 O 3 from 9.8 to 10.6 wt%, and a mold flux comprising 1.6 to 3.3 wt% MgO ,
Charging the melted mold flux into the mold over the entire continuous casting process by controlling the flow rate of the melted mold flux;
Including
The thermal conductivity of the mold flux is 1.2 W / m. The continuous casting method characterized by being k or more .
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