JP6354411B2 - Mold flux for continuous casting - Google Patents

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本発明は、鋼等の高温溶融金属(以下、溶鋼という。)の連続鋳造に用いられるモールドフラックスに関するものであり、特に、溶鋼の表面で溶融してスラグ層を形成した際に、当該スラグ層が溶鋼中に巻き込まれることを防止可能なモールドフラックスに関するものである。   The present invention relates to a mold flux used for continuous casting of a high-temperature molten metal (hereinafter referred to as molten steel) such as steel, and particularly when the slag layer is formed by melting on the surface of the molten steel. The present invention relates to a mold flux that can be prevented from being caught in molten steel.

鋼等の連続鋳造において、モールドフラックスは、鋳型内の潤滑、溶鋼湯面の保温、溶鋼酸化の防止、鋳型内冷却の熱流束制御などに重要な役割を果たしている。一方、モールドフラックスは、溶鋼中に巻き込まれて品質欠陥となる場合がある。   In continuous casting of steel or the like, the mold flux plays an important role in lubrication in the mold, heat insulation of the molten steel surface, prevention of molten steel oxidation, heat flux control of cooling in the mold, and the like. On the other hand, the mold flux may be caught in molten steel and become a quality defect.

モールドフラックスが溶鋼中に巻き込まれる現象を抑制するには、モールドフラックスが溶鋼湯面上で溶けて溶融スラグとなった状態において、溶鋼とスラグ間の界面の張力(界面張力)を高く保つことが有効である。   In order to suppress the phenomenon that the mold flux is caught in the molten steel, it is necessary to keep the tension (interface tension) at the interface between the molten steel and the slag high when the mold flux melts on the molten steel surface to form molten slag. It is valid.

CaO とSiO2を主成分とする一般的なモールドフラックスの場合は、CaO /SiO2で表される塩基度を高めることによって、溶鋼との界面張力を高めることができることから、溶鋼中に巻き込まれにくいモールドフラックスは、高塩基度であることが求められる。 In the case of a general mold flux mainly composed of CaO and SiO 2 , the interfacial tension with the molten steel can be increased by increasing the basicity expressed by CaO / SiO 2. Hard mold fluxes are required to have high basicity.

一方、高塩基度のモールドフラックスは、鋳型内の潤滑性が悪化する。鋳型内の潤滑は、溶鋼湯面上でモールドフラックスが溶融して生成したスラグが鋳型と鋳片との間隙に流れ込んで形成するフィルムが担っている。高塩基度のモールドフラックスの場合、このフィルム中のガラス層が減少して結晶層が増大する(結晶化が進行する)ことが、潤滑性悪化の原因である。   On the other hand, the mold flux with high basicity deteriorates the lubricity in the mold. The lubrication in the mold is carried out by a film formed by the slag formed by melting the mold flux on the molten steel surface flowing into the gap between the mold and the slab. In the case of a mold flux having a high basicity, the glass layer in the film decreases and the crystal layer increases (crystallization progresses), which is a cause of deterioration in lubricity.

従来、高塩基度でありながら結晶化しにくいという特性を明確に示した発明は成されていないが、近いものとして、例えば特許文献1では、比較的塩基度が高いモールドフラックスにおいてZrO2やSrO ,F などを適量添加して物性値を調整したモールドフラックスが提案されている。 Conventionally, an invention that clearly shows the property of being difficult to crystallize while having a high basicity has not been made. However, as a similar one, for example, in Patent Document 1, ZrO 2 , SrO 2 , There has been proposed a mold flux in which physical properties are adjusted by adding an appropriate amount of F or the like.

また、特許文献2では、溶鋼との界面張力を高くすることにより、溶鋼中に巻き込まれにくくしたモールドフラックスが提案されている。   Moreover, in patent document 2, the mold flux which made it hard to be caught in molten steel by making interface tension with molten steel high is proposed.

しかしながら、これら特許文献1,2には、高塩基度あるいは高界面張力という溶鋼中に巻き込まれにくい特質が、同時に潤滑性を損なう側面が明確に指摘されておらず、それゆえ潤滑性を向上させるために結晶化を制御するという観点からの検討が不十分である。   However, these Patent Documents 1 and 2 do not clearly point out the aspect of high basicity or high interfacial tension that is difficult to be caught in molten steel, and at the same time impairs lubricity, thus improving lubricity. Therefore, the examination from the viewpoint of controlling crystallization is insufficient.

すなわち、モールドフラックスが溶鋼中に巻き込まれにくい特質を得ようとした場合、当該特質によって鋳型内の潤滑性が損なわれるという問題があり、これまでその二律背反を解決する手段が見出されていなかった。   That is, when trying to obtain a characteristic that mold flux is difficult to be caught in molten steel, there is a problem that the lubricity in the mold is impaired by the characteristic, and no means for solving the trade-off has been found so far. .

特許第4460463号公報Japanese Patent No. 4460463 特許第4486878号公報Japanese Patent No. 4486878

本発明が解決しようとする問題点は、モールドフラックスが溶鋼中に巻き込まれにくい特質を得ようとした場合、当該特質によって鋳型内の潤滑性が損なわれるという問題があり、これまでその二律背反を解決する手段が見出されていなかったという点である。   The problem to be solved by the present invention is that, when trying to obtain a characteristic that the mold flux is difficult to be caught in molten steel, there is a problem that the lubricity in the mold is impaired by the characteristic, and thus the trade-off has been solved so far. The means to do was not found.

本発明は、上記問題を解決することを課題とするものである。すなわち、高塩基度でありながら結晶化しにくいモールドフラックスを提供し、潤滑性が良く、かつ溶鋼中に巻き込まれにくいモールドフラックスを実現するものである。   An object of the present invention is to solve the above problems. That is, the present invention provides a mold flux that is highly basic and difficult to crystallize, and that achieves a mold flux that has good lubricity and is not easily caught in molten steel.

一般的なモールドフラックスは、CaO およびSiO2を主成分とし、F を物性調整成分として含有し、さらにNa2O,Al2O3 ,MgO 等を物性調整もしくは不可避的不純分として含有する。また、主成分の比率、すなわちCaO /SiO2で表される塩基度は、物性調整上0.6 〜2.0 程度の範囲に収まる。ここで言う物性とは、粘度や凝固温度を指す。 A general mold flux contains CaO and SiO 2 as main components, contains F as a physical property adjusting component, and further contains Na 2 O, Al 2 O 3 , MgO and the like as physical property adjusting or inevitable impurities. Further, the ratio of the main component, that is, the basicity represented by CaO 2 / SiO 2 falls within the range of about 0.6 to 2.0 in terms of physical property adjustment. The physical properties mentioned here refer to viscosity and coagulation temperature.

このようなモールドフラックスにおいて、CaO /SiO2が高くなる(概ね1.0 を超える)と、一旦溶融した後に冷却された際に晶出または析出(以下、晶析出という。)する主たる結晶は、カスピダイン(3CaO ・2SiO2・CaF2)であることが一般的である。 In such a mold flux, when CaO 2 / SiO 2 becomes high (approximately more than 1.0), the main crystal that crystallizes or precipitates (hereinafter referred to as crystal precipitation) when it is cooled once melted is caspidine ( 3CaO · 2SiO 2 · CaF 2 ) is generally used.

カスピダインは、平衡状態図上、その初晶域を外れている組成のモールドフラックスであっても、主たる結晶として晶析出する場合が多いことが知られている。すなわち、高塩基度なモールドフラックスでは、カスピダインの結晶化が進行しやすく、鋳型と鋳片の間隙にあるフィルムのガラス層が不十分となる結果、潤滑性が損なわれるのである。   It is known that caspidyne often crystallizes as a main crystal even if it is a mold flux having a composition out of the primary crystal region in the equilibrium diagram. That is, with a high basicity mold flux, crystallization of caspidine is likely to proceed, and the glass layer of the film in the gap between the mold and the slab becomes insufficient, resulting in a loss of lubricity.

発明者は、Caの同族元素であるSrに着目し、カスピダイン中のCaはSrとは置き換わらないので、高塩基度モールドフラックスのCaをSrに置き換えるとカスピダインの結晶化が抑制されることを見出した。   The inventor pays attention to Sr, which is an element of Ca, and Ca in caspodyne does not replace Sr. Therefore, if Ca of high basicity mold flux is replaced with Sr, crystallization of caspodyne is suppressed. I found it.

本発明は、発明者による上記知見に基づいてなされたものであり、
溶鋼の連続鋳造に用いられるモールドフラックスであって、
主成分としてCaO ,SrO ,SiO2を含有し、(CaO +SrO )/SiO 2 及びSrO /(CaO +SrO )におけるCaO が、CaO やCaF 2 などに含まれる全てのCa濃度をCaO 濃度に換算したものである場合、原子比率としての(CaO +SrO )/SiO2が1.1〜3.5で、かつSrO /(CaO +SrO )が0.22〜0.55であることを最も主要な特徴としている。
The present invention has been made based on the above findings by the inventors,
A mold flux used for continuous casting of molten steel,
CaO, SrO, SiO 2 as the main components, and CaO in (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 and SrO 2 / (CaO + SrO 2) converted from all Ca concentrations contained in CaO, CaF 2 etc. to CaO concentration In this case, (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 as an atomic ratio is 1.1 to 3.5, and SrO 2 / (CaO 2 + SrO 2) is 0.22 to 0.55 .

また、本発明は、
本発明のモールドフラックスが一旦溶融した後に冷却された際に晶析出するカスピダイン結晶のXRD ピーク強度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合のXRD ピーク強度の90%以下に低下するか、もしくは前記モールドフラックスの凝固温度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合の凝固温度よりも30℃以上低下し、FeO ,MnO の濃度をいずれも3原子%以下としたものである。
The present invention also provides:
Does the XRD peak intensity of the caspodyne crystal that precipitates when the mold flux of the present invention is once melted and cooled down fall below 90% of the XRD peak intensity when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO? Alternatively, the solidification temperature of the mold flux is 30 ° C. or more lower than the solidification temperature when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO, and the FeO and MnO concentrations are both 3 atomic% or less. .

SrはCaと同族の元素であるので、モールドフラックス中のCaの一部をSrに置き換えても溶鋼との界面張力に対する影響は小さい。すなわち、本発明では、高塩基度モールドフラックス中のCaの一部をSrに置き換えることによって、溶鋼との界面張力を高く保ったまま、カスピダインの結晶化を抑制し、鋳型内の潤滑性を改善することができる。   Since Sr is an element of the same family as Ca, even if a part of Ca in the mold flux is replaced with Sr, the influence on the interfacial tension with the molten steel is small. That is, in the present invention, by replacing a part of Ca in the high basicity mold flux with Sr, crystallization of caspodyne is suppressed and the lubricity in the mold is improved while maintaining a high interfacial tension with molten steel. can do.

本発明によれば、高い潤滑性、および溶鋼中に巻き込まれにくい特性を兼ね備えるモールドフラックスを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a mold flux having both high lubricity and characteristics that are difficult to be caught in molten steel.

本発明は、高塩基度でありながら結晶化しにくいモールドフラックスを得るという目的を、モールドフラックス中のCaの一部をSrに置き換えることにより実現した。   The object of the present invention is to obtain a mold flux that is highly basic but difficult to crystallize by replacing part of Ca in the mold flux with Sr.

具体的には、
本発明は、溶鋼の連続鋳造に用いられるモールドフラックスであって、
主成分としてCaO ,SrO ,SiO2を含有し、(CaO +SrO )/SiO 2 及びSrO /(CaO +SrO )におけるCaO が、CaO やCaF 2 などに含まれる全てのCa濃度をCaO 濃度に換算したものである場合、原子比率としての(CaO +SrO )/SiO2が1.1〜3.5で、かつSrO /(CaO +SrO )が0.22〜0.55としたものである。
In particular,
The present invention is a mold flux used for continuous casting of molten steel,
CaO, SrO, SiO 2 as the main components, and CaO in (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 and SrO 2 / (CaO + SrO 2) converted from all Ca concentrations contained in CaO, CaF 2 etc. to CaO concentration If it is, in which of the atomic ratio (CaO + SrO) / SiO 2 is at 1.1 to 3.5, and SrO / (CaO + SrO) is a 0.22 to 0.55.

加えて、本発明のモールドフラックスが一旦溶融した後に冷却された際に晶析出するカスピダイン結晶のXRD ピーク強度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合のXRD ピーク強度の90%以下に低下するか、もしくは前記モールドフラックスの凝固温度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合の凝固温度よりも30℃以上低下し、FeO ,MnO の濃度をいずれも3原子%以下としたものである。   In addition, the XRD peak intensity of the caspodyne crystal that precipitates when the mold flux of the present invention is once melted and cooled is reduced to 90% or less of the XRD peak intensity when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO. Or the solidification temperature of the mold flux is reduced by 30 ° C. or more from the solidification temperature when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO, and the FeO and MnO concentrations are both 3 atomic% or less. Is.

本発明のモールドフラックスにおいて、主成分としてCaO ,SrO ,SiO2を含有するとは、CaO およびSiO2を主成分とする一般的モールドフラックスに対し、Caの一部をSrに置き換えることを意味する。一般的なモールドフラックスがCaO およびSiO2を主成分とするのは、凝固温度を適度な値(鋼の連続鋳造に用いる場合、概ね1000〜1250℃)に調整しやすいことや、安価なことが理由である。 In the mold flux of the present invention, containing CaO 2 , SrO 2 , and SiO 2 as main components means that a part of Ca is replaced with Sr with respect to a general mold flux mainly composed of CaO and SiO 2 . Common mold fluxes are mainly composed of CaO and SiO 2 because the solidification temperature is easy to adjust to an appropriate value (approximately 1000 to 1250 ° C when used for continuous casting of steel) and inexpensive. That is why.

本発明のモールドフラックスにおいて、原子比率としての(CaO +SrO )/SiO2を1.1 〜3.5 とするのは、溶鋼と溶融スラグ間の界面張力を高め、溶鋼中に巻き込まれにくい特質を備えるには、この比率が1.1 以上必要であるからである。一方、前記比率が3.5 を超えるほど高くなると、モールドフラックスの凝固温度が高くなりすぎるからである。前記比率のより好ましい範囲は1.2 〜2.2 である。 In the mold flux of the present invention, (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 as the atomic ratio is 1.1 to 3.5 in order to increase the interfacial tension between the molten steel and the molten slag, and to have characteristics that are difficult to be caught in the molten steel. This is because the ratio needs to be 1.1 or more. On the other hand, if the ratio exceeds 3.5, the solidification temperature of the mold flux becomes too high. A more preferable range of the ratio is 1.2 to 2.2.

また、本発明においては、カスピダインの晶析出を抑制する観点からは、他の組成比率の規定を満たした上で、原子比率としてのCaO /SiO2が1.2 以下であるとさらに好ましい。より好ましくは、原子比率としてのCaO /SiO2が1.0以下である。 In the present invention, from the viewpoint of suppressing crystallization of caspidyne, it is more preferable that CaO 2 / SiO 2 as an atomic ratio is 1.2 or less after satisfying the other composition ratios. More preferably, CaO 2 / SiO 2 as an atomic ratio is 1.0 or less.

本発明のモールドフラックスにおいて、原子比率としてのSrO /(CaO +SrO )が0.10〜0.60であるのは、この比率が0.10未満であると、Srがカスピダインの結晶化を抑制する作用が不十分であるからである。一方、前記比率が0.60を超えるほど大きいと、モールドフラックスが高価になるからである。この比率のより好ましい範囲は0.22〜0.55である。   In the mold flux of the present invention, SrO 2 / (CaO + SrO 2) as an atomic ratio is 0.10 to 0.60. If this ratio is less than 0.10, Sr has insufficient action to suppress crystallization of caspodyne. Because. On the other hand, when the ratio exceeds 0.60, the mold flux becomes expensive. A more preferable range of this ratio is 0.22 to 0.55.

本発明のモールドフラックスにおいて、一旦溶融した後に冷却された際に晶析出するカスピダイン結晶のXRD ピーク強度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合のXRD ピーク強度の90%以下に低下することが望ましいのは、このようなカスピダイン結晶の晶析出抑制によって、鋳型内の潤滑性が改善されるからである。   In the mold flux of the present invention, the XRD peak intensity of the caspodyne crystal that precipitates once cooled after being melted is reduced to 90% or less of the XRD peak intensity when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO. It is desirable that the lubricity in the mold is improved by suppressing the crystallization of such caspodyne crystals.

ここで、一旦溶融した後に冷却するとは、500g〜2000gの試料を、Ar雰囲気中で1350〜1450℃に30分〜90分保って完全に溶融させた後、1 〜5 ℃/min の冷却速度を保って800 ℃以下まで冷やすことと本発明では定義する。   Here, cooling after melting once means that a sample of 500 g to 2000 g is completely melted at 1350 to 1450 ° C. for 30 to 90 minutes in an Ar atmosphere, and then cooled at a rate of 1 to 5 ° C./min. In the present invention, the temperature is kept at 800 ° C.

モールドフラックス中のCaの一部をSrに置き換えることによるカスピダインの晶析出抑制状況を評価する指標として、本発明ではXRD 回折ピーク強度の相対的な比率を使用する。本発明ではXRD 回折ピーク強度の相対的な比率を90%以下と規定するが、当該比率が60%以下であると、より明瞭な潤滑性向上効果を得ることができる。   In the present invention, the relative ratio of the XRD diffraction peak intensity is used as an index for evaluating the crystal precipitation suppression state of caspodyne by replacing a part of Ca in the mold flux with Sr. In the present invention, the relative ratio of the XRD diffraction peak intensity is defined as 90% or less, but when the ratio is 60% or less, a clearer improvement in lubricity can be obtained.

なお、鋳造する鋼種によっては、カスピダインのXRD 回折ピークがほとんど見られない程度にまで結晶化を抑制して潤滑性を向上させることも可能である。   Depending on the type of steel to be cast, it is possible to improve lubricity by suppressing crystallization to such an extent that almost no XRD diffraction peak of caspidine is observed.

ところで、モールドフラックスの凝固温度もまた、結晶化強度の指標である。凝固温度は、降温過程における粘度測定において結晶化が生じて粘度が急激に上昇する温度として検出される。降温過程の冷却速度は1 〜5 ℃/min が通常である。   Incidentally, the solidification temperature of the mold flux is also an index of crystallization strength. The solidification temperature is detected as a temperature at which the viscosity rapidly increases due to crystallization in the viscosity measurement in the temperature lowering process. The cooling rate in the temperature lowering process is usually 1 to 5 ° C / min.

本発明のモールドフラックスにおいて、前記XRD 回折ピーク強度の相対的な比率に代えて、前記モールドフラックスの凝固温度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合の凝固温度よりも30℃以上低下させてもよい。この場合も、カスピダイン結晶の晶析出抑制によって、鋳型内の潤滑性が改善される。潤滑性の向上を目的とする場合、凝固温度は低いほど好ましいが、本発明の効果として期待できるのは、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合の凝固温度よりも200 ℃程度の低下までである。   In the mold flux of the present invention, instead of the relative ratio of the XRD diffraction peak intensity, the solidification temperature of the mold flux is lowered by 30 ° C. or more than the solidification temperature when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO. You may let them. Also in this case, the lubricity in the mold is improved by suppressing the crystallization of caspidine crystals. For the purpose of improving lubricity, the lower the solidification temperature, the better. However, the effect of the present invention is expected to be about 200 ° C lower than the solidification temperature when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO. Up to.

一般に、XRD 回折ピーク強度の低下と凝固温度の低下とは同時に生じるが、カスピダインが主な結晶でなく副次的な結晶である場合には、カスピダイン結晶のXRD 回折ピーク強度が低下しても、必ずしも凝固温度の低下が生じるわけではない。なお、カスピダインが主な結晶でなく副次的な結晶である場合にも、カスピダインの結晶化抑制は潤滑性の改善に寄与する。   In general, a decrease in XRD diffraction peak intensity and a decrease in solidification temperature occur at the same time, but when caspidine is a secondary crystal instead of the main crystal, even if the XRD diffraction peak intensity of the caspodyne crystal decreases, A decrease in the solidification temperature does not necessarily occur. Even when caspodyne is not a main crystal but a secondary crystal, the suppression of crystallization of caspodyne contributes to the improvement of lubricity.

本発明のモールドフラックスにおいて、FeO ,MnO の濃度を、いずれも3原子%以下とするのは、溶鋼との界面張力を高く維持するためには、溶鋼中の脱酸元素であるAlやSi等に還元されやすい低級酸化物は極力低濃度であることが望ましいからである。特に、還元されやすいFeO やMnO は3原子%以下とすることが望ましい。これらの濃度上限値のより好ましい範囲は、2原子%以下である。   In the mold flux of the present invention, the concentration of FeO and MnO is 3 atomic% or less in order to maintain high interfacial tension with molten steel, such as Al and Si, which are deoxidizing elements in molten steel. This is because it is desirable that the lower oxide, which is easily reduced, is as low as possible. In particular, FeO and MnO, which are easily reduced, are desirably 3 atomic% or less. A more preferable range of these concentration upper limit values is 2 atomic% or less.

なお、本発明を鋼の連続鋳造に適用する場合、対象は、通常のアルミキルド鋼もしくはシリコンアルミキルド鋼が好ましい。具体的には、溶鋼中のAl濃度が0.4 質量%以下、より好ましくは0.1 質量%以下で、かつ0.005 質量%以上であり、溶鋼中のSiは不可避的不純分を除いては含有しないか含有しても1質量%以下の鋼種である。   In addition, when applying this invention to continuous casting of steel, the object is preferably normal aluminum killed steel or silicon aluminum killed steel. Specifically, the Al concentration in the molten steel is 0.4% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and 0.005% by mass or more, and Si in the molten steel is not contained or contained except for inevitable impurities. Even if it is a steel grade of 1 mass% or less.

それは以下の理由による。溶鋼中のAl濃度が規定上限値を超えると、溶鋼中のAlによるモールドフラックス中SiO2の還元反応が激しくなり、モールドフラックスが溶鋼湯面上で溶けて生じた溶融スラグと溶鋼との界面の張力(界面張力)が低下してモールドフラックスが溶鋼中に巻き込まれやすくなってしまうからである。 The reason is as follows. When the Al concentration in the molten steel exceeds the specified upper limit, the reduction reaction of SiO 2 in the mold flux by the Al in the molten steel becomes intense, and the interface between the molten slag and molten steel produced by melting the mold flux on the molten steel surface. This is because the tension (interfacial tension) is lowered and the mold flux is easily caught in the molten steel.

反対に、溶鋼中のAl濃度が規定下限値を下回ると、溶鋼が脱酸不足となって溶鋼中の酸素濃度が上昇し、モールドフラックスが溶鋼湯面上で溶けて生じた溶融スラグと溶鋼との界面の張力(界面張力)が低下し、モールドフラックスが溶鋼中に巻き込まれやすくなってしまうからである。   On the other hand, when the Al concentration in the molten steel falls below the specified lower limit, the molten steel becomes insufficiently deoxidized, the oxygen concentration in the molten steel increases, and the molten slag and molten steel generated by melting the mold flux on the molten steel surface This is because the interfacial tension (interfacial tension) decreases and the mold flux is easily caught in the molten steel.

一方、溶鋼中のSi濃度が規定上限値よりも高い場合には、溶鋼中のAlによるモールドフラックス中SiO2の還元反応が抑制され、界面張力の低下やそれに伴うモールドフラックスの溶鋼中に巻き込まれる現象が生じにくく、本発明の必要性が失われるからである。 On the other hand, when the Si concentration in the molten steel is higher than the specified upper limit, the reduction reaction of SiO 2 in the mold flux by Al in the molten steel is suppressed, and the interfacial tension is lowered and the mold flux is entrained in the molten mold flux. This is because the phenomenon hardly occurs and the necessity of the present invention is lost.

本発明で規定したモールドフラックスの成分濃度について以下に補足して説明する。
例えばCaO はCaO やCaF2などに含まれる全てのCa濃度をCaO 濃度に換算したもの、Na2OはNaF やNa2CO3に含まれる全てのNa濃度をNa2O濃度に換算したもの、F はCaF2やNaF に含まれる全てのF 濃度を、それぞれ示す。他の成分についても同様である。
The component concentration of the mold flux defined in the present invention will be supplementarily described below.
For example, CaO is obtained by converting all Ca concentrations contained in CaO and CaF 2 into CaO concentration, Na 2 O is obtained by converting all Na concentrations contained in NaF and Na 2 CO 3 into Na 2 O concentration, F indicates all F concentrations contained in CaF 2 and NaF, respectively. The same applies to the other components.

以下、本発明の連続鋳造用モールドフラックスの効果を、実験結果に基づいて詳細に説明する。
下記表1のA〜Dは、本発明の請求項を満たすモールドフラックスの実施例である。
Hereinafter, the effect of the mold flux for continuous casting according to the present invention will be described in detail based on experimental results.
A to D in Table 1 below are examples of mold fluxes that satisfy the claims of the present invention.

Figure 0006354411
Figure 0006354411

実施例A〜Dのモールドフラックスは、本発明の請求項を満たすので、溶鋼中に巻き込まれにくい特質と、鋳型内の潤滑性とを両立している。   Since the mold fluxes of Examples A to D satisfy the claims of the present invention, both the characteristics that are difficult to be caught in molten steel and the lubricity in the mold are compatible.

これら実施例A〜Dにおける、Srを全てCaに置換した比較例に対するカスピダイン結晶のXRD ピーク強度比は、予め脱炭した1000g のモールドフラックスを、1400℃で60分間溶融保持した後、毎分2℃の冷却速度で800 ℃まで冷却した後、電源を切った炉内で室温まで冷却した試料をX線回折調査した結果から、カスピダイン結晶の第1ピーク強度を対比して求めた。   In these Examples A to D, the XRD peak intensity ratio of the caspodyne crystal relative to the comparative example in which all Sr is replaced with Ca is 2 minutes per minute after 1000 g of mold flux previously decarburized is melt-held at 1400 ° C. for 60 minutes. The sample was cooled to 800 ° C. at a cooling rate of 0 ° C. and then cooled to room temperature in a furnace with the power turned off. From the result of X-ray diffraction investigation, the first peak intensity of the caspodyne crystal was determined by comparison.

また、凝固温度は、1000g のモールドフラックスを1400℃で60分間溶融保持した後、毎分2℃の冷却速度で冷却しながら当該モールドフラックスの粘度を測定し、結晶化に伴って粘度が急激に上昇する温度(ブレークポイント)として求めた。   The solidification temperature was determined by measuring the viscosity of the mold flux while cooling at a cooling rate of 2 ° C per minute after 1000g of mold flux was melted and held at 1400 ° C for 60 minutes. It calculated | required as temperature to raise (breakpoint).

なお、実施例A,C,Dはカスピダインが主な結晶相であることを確認した。一方、実施例Bは、メルウィナイト(Merwinite :Ca3MgO6Si )が主な結晶相であり、カスピダインは副次的な結晶相であった。 In Examples A, C and D, it was confirmed that caspidine was the main crystal phase. On the other hand, in Example B, merwinite (Ca 3 MgO 6 Si) was the main crystal phase, and caspidine was a secondary crystal phase.

下記表2のE,F,G,Hは、実施例A,B,C,DのSrが全てCaに置き換わった比較例、IはSrO 濃度が高く、原子比率であるSrO /(CaO +SrO )が過大である比較例、Jは(CaO +SrO )/SiO2が低い比較例、KはMnO 濃度が高い比較例である。 E, F, G, and H in Table 2 below are comparative examples in which Sr in Examples A, B, C, and D are all replaced with Ca, and I is a high SrO concentration and atomic ratio SrO / (CaO + SrO). Is a comparative example in which (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 is low, and K is a comparative example in which the MnO concentration is high.

Figure 0006354411
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表2の比較例E〜Hは、溶鋼中に巻き込まれにくい特質は実施例A〜Dと同等であるが、フィルム中にカスピダインが過剰に結晶化し、鋳型内の潤滑性が損なわれる例である。なお、比較例E〜Hのように潤滑性に劣るモールドフラックスであっても、凝固シェルの収縮が大きく(鋳型に密着しにくいので)潤滑性が要求されない亜包晶鋼などの場合は適用が可能であるが、幅広い鋼種を対象に溶鋼中に巻き込まれにくい特質を享受することはできない。   Comparative Examples E to H in Table 2 are examples in which the properties that are difficult to be caught in molten steel are the same as those in Examples A to D, but caspidine is excessively crystallized in the film and the lubricity in the mold is impaired. . In addition, even in the case of mold fluxes that are inferior in lubricity as in Comparative Examples E to H, it is applicable to subperitectic steels that do not require lubricity due to large shrinkage of the solidified shell (because it is difficult to adhere to the mold). Although possible, it is not possible to enjoy the characteristics that are difficult to get caught in molten steel for a wide range of steel types.

また、SrO 濃度が高く、原子比率であるSrO /(CaO +SrO )が過大である比較例Iにおいても本発明の効果は得られるが、コストが高いので現実的ではない。   The effect of the present invention can also be obtained in Comparative Example I in which the SrO concentration is high and the atomic ratio SrO / (CaO + SrO) is excessive, but it is not realistic because of high cost.

また、比較例Jは、(CaO +SrO )/SiO2が低いのでカスピダインはほとんど晶析出せず潤滑性は良好であるが、溶鋼中に巻き込まれやすい。 In Comparative Example J, since (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 is low, caspidyne hardly crystallizes and has good lubricity, but is easily caught in molten steel.

また、MnO 濃度が高い比較例Kは、MnO が溶鋼中のアルミ等脱酸元素によって還元されやすいので、その還元反応によってモールドフラックスが溶鋼湯面上で溶けて生じた溶融スラグと溶鋼との界面の張力(界面張力)が低下し、モールドフラックスが溶鋼中に巻き込まれやすくなる。   In Comparative Example K having a high MnO concentration, MnO is easily reduced by a deoxidizing element such as aluminum in the molten steel. Therefore, the interface between the molten slag and molten steel produced by melting the mold flux on the molten steel surface due to the reduction reaction. The tension (interfacial tension) decreases, and the mold flux is easily caught in the molten steel.

次に、実施例C、比較例Fおよび比較例Iのモールドフラックスを使用し、下記組成からなる低炭素アルミキルド鋼を、引き抜き速度1.6 〜1.8 m/min で連続鋳造した場合について、以下に具体的な例を挙げて本発明の効果を説明する。   Next, the case where low mold aluminum killed steel having the following composition was continuously cast at a drawing speed of 1.6 to 1.8 m / min using the mold fluxes of Example C, Comparative Example F, and Comparative Example I will be specifically described below. The effects of the present invention will be described with specific examples.

使用した鋳型の断面サイズは、厚みが250 mm、幅が1300mmであり、鋳型の有効長さは800mmである。連続鋳造機の型式は垂直曲げ型である。   The used mold had a cross-sectional size of 250 mm in thickness and 1300 mm in width, and an effective length of the mold was 800 mm. The type of continuous casting machine is a vertical bending die.

連続鋳造した低炭素アルミキルド鋼は、C 濃度0.02〜0.05質量%、Si濃度0.01〜0.02質量%、Mn濃度0.3 〜0.6 質量%、sol.Al濃度0.03〜0.08質量%で、残りが不可避不純成分とFeである。   Continuously cast low-carbon aluminum killed steel has a C concentration of 0.02 to 0.05 mass%, an Si concentration of 0.01 to 0.02 mass%, an Mn concentration of 0.3 to 0.6 mass%, and a sol.Al concentration of 0.03 to 0.08 mass%. Fe.

実施例Cのモールドフラックスを用いた場合は、本発明のSrO を利用した結晶化抑制効果によって非常に高い潤滑性が得られ、鋳片表層部のモールドフラックス巻き込み欠陥も軽微であった。   When the mold flux of Example C was used, very high lubricity was obtained by the effect of suppressing crystallization using SrO of the present invention, and the mold flux entrainment defect in the slab surface layer was also slight.

一方、比較例Fのモールドフラックスを用いた場合は、鋳型内における鋳片の焼き付き警報が頻発し操業を阻害した。但し、定常鋳造部における鋳片表層部のモールドフラックス巻き込み欠陥は、実施例Aと同様に軽微であった。   On the other hand, when the mold flux of Comparative Example F was used, a slab burn-in warning in the mold occurred frequently and hindered operation. However, the mold flux entrainment defect in the slab surface layer portion in the steady casting portion was as small as in Example A.

また、比較例Iのモールドフラックスを用いた場合は、鋳型内の潤滑性は良好であったものの、鋳片表層部のモールドフラックス巻き込み欠陥が多く発生した。   Further, when the mold flux of Comparative Example I was used, although the lubricity in the mold was good, many mold flux entrainment defects occurred in the slab surface layer portion.

具体的には、鋳型内における鋳片の焼き付き警報の鋳込長100m あたりの発生頻度は、実施例Cのモールドフラックスが0.01回未満、比較例Fのモールドフラックスが1.2 回、比較例Iのモールドフラックスが0.1 回未満であった。   Specifically, the occurrence frequency of the slab burn-in alarm in the mold per 100 m casting length is less than 0.01 times for the mold flux of Example C, 1.2 times for the mold flux of Comparative Example F, and the mold of Comparative Example I. The flux was less than 0.1 times.

また、モールドフラックス巻き込み欠陥発生頻度は、実施例Cのモールドフラックスの結果を10とした場合、比較例Fのモールドフラックスでは11、比較例Iのモールドフラックスでは78であった。   Further, the mold flux entrainment defect occurrence frequency was 11 for the mold flux of Comparative Example F and 78 for the mold flux of Comparative Example I when the result of the mold flux of Example C was 10.

鋳片表層部のモールドフラックス巻き込み欠陥は、鋳片幅方向中央において、幅100 mm、長さ100 mm、鋳片表皮下1 〜10mmの試料を定常鋳造部から無作為に10箇所採取し、酸溶解抽出法によって大きさ80μm 以上の球状介在物数をカウントし、単位鋼重量あたりの密度に換算して評価した。   Mold flaw entrainment defects on the slab surface layer were randomly sampled from the steady casting part at 10 locations with a width of 100 mm, a length of 100 mm, and a slab surface of 1 to 10 mm at the center of the slab width direction. The number of spherical inclusions having a size of 80 μm or more was counted by a dissolution extraction method, and evaluated by converting to the density per unit steel weight.

Claims (2)

高温溶融金属の連続鋳造に用いられるモールドフラックスであって、
主成分としてCaO ,SrO ,SiO2を含有し、(CaO +SrO )/SiO 2 及びSrO /(CaO +SrO )におけるCaO が、CaO やCaF 2 などに含まれる全てのCa濃度をCaO 濃度に換算したものである場合、原子比率としての(CaO +SrO )/SiO2が1.1〜3.5で、かつSrO /(CaO +SrO )が0.22〜0.55であることを特徴とする連続鋳造用モールドフラックス。
A mold flux used for continuous casting of high-temperature molten metal,
CaO, SrO, SiO 2 as the main components, and CaO in (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 and SrO 2 / (CaO + SrO 2) converted from all Ca concentrations contained in CaO, CaF 2 etc. to CaO concentration In this case, (CaO + SrO 2 ) / SiO 2 as an atomic ratio is 1.1 to 3.5, and SrO 2 / (CaO 2 + SrO 2) is 0.22 to 0.55 .
請求項1に記載のモールドフラックスが、一旦溶融した後に冷却された際に晶出又は析出するカスピダイン結晶のXRD ピーク強度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合のXRD ピーク強度の90%以下に低下するか、もしくは前記モールドフラックスの凝固温度を、前記SrO の全原子濃度をCaO に置換した場合の凝固温度よりも30℃以上低下し、FeO ,MnO の濃度をいずれも3原子%以下としたものであることを特徴とする連続鋳造用モールドフラックス。   The XRD peak intensity of the caspodyne crystal that crystallizes or precipitates when the mold flux according to claim 1 is once melted and then cooled is 90% of the XRD peak intensity when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO. %, Or the solidification temperature of the mold flux is lowered by 30 ° C. or more than the solidification temperature when the total atomic concentration of SrO is replaced with CaO, and the FeO and MnO concentrations are both 3 atomic%. A mold flux for continuous casting characterized by the following:
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