JP7009228B2 - Mold flux for continuous casting and continuous casting method - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造用モールドフラックス及び連続鋳造方法に関する。 The present invention relates to a mold flux for continuous casting and a continuous casting method.
溶融金属を鋳造する方法として、連続鋳造が知られている。連続鋳造では、鋳型の上方から溶融金属（例えば溶鋼）を鋳型に供給する。ここで、鋳型は、例えば鋳型内に冷却水を循環させることで冷却されている。このため、鋳型内の溶融金属のうち、鋳型に対向する部分が冷却され、凝固シェルとなる。これにより、鋳型内で表層のみ凝固させた鋳片を作製する。ついで、鋳型の下端からこの鋳片を引き抜く。ついで、鋳型から引き抜かれた鋳片を複数対の支持ロールによって支持及び搬送しながらさらに冷却する。 Continuous casting is known as a method for casting molten metal. In continuous casting, molten metal (for example, molten steel) is supplied to the mold from above the mold. Here, the mold is cooled, for example, by circulating cooling water in the mold. Therefore, of the molten metal in the mold, the portion facing the mold is cooled to form a solidified shell. As a result, a slab in which only the surface layer is solidified in the mold is produced. Then, the slab is pulled out from the lower end of the mold. Then, the slab drawn from the mold is further cooled while being supported and conveyed by a plurality of pairs of support rolls.
ここで、連続鋳造を安定して行うためには、鋳片と鋳型との潤滑性を良好な状態に維持する必要がある。そこで、溶融金属とともにモールドフラックスを鋳型の上方から鋳型に供給する。モールドフラックスは、鋳型内の溶融金属から供給される熱によって溶融して液体となり（すなわちスラグ化し）、液体のモールドフラックス（すなわち溶融スラグ）は、鋳片と鋳型との間に入り込む。鋳型は冷却されているため、鋳片と鋳型との間に入りこんだ溶融スラグの一部は固化して固着層となる。このようなモールドフラックスの固着層は、鋳片の冷却をコントロールする。一方、固化しなかった溶融スラグは、鋳片と鋳型との潤滑性を良好な状態に維持する。また、溶鋼湯面（すなわち、鋳型の上端面）は溶融スラグと未溶融のモールドフラックスによって覆われているので、溶鋼湯面からの放熱が抑制される。モールドフラックスはモールドパウダーとも称される。 Here, in order to stably perform continuous casting, it is necessary to maintain the lubricity between the slab and the mold in a good state. Therefore, the mold flux is supplied to the mold from above the mold together with the molten metal. The mold flux is melted by the heat supplied from the molten metal in the mold into a liquid (ie, slag), and the liquid mold flux (ie, molten slag) enters between the slab and the mold. Since the mold is cooled, a part of the molten slag that has entered between the slab and the mold solidifies to form a fixing layer. Such a fixed layer of mold flux controls the cooling of the slab. On the other hand, the molten slag that has not solidified maintains the lubricity between the slab and the mold in good condition. Further, since the molten steel surface (that is, the upper end surface of the mold) is covered with the molten slag and the unmelted mold flux, heat dissipation from the molten steel surface is suppressed. Mold flux is also called mold powder.
ところで、近年では、鋳片の表面品質向上、操業安定化（ブレークアウト抑制）が求められており、このような要求に応えるために、高粘度モールドフラックスが提案されている。特許文献１には、高粘度モールドフラックスに関する技術が開示されている。モールドフラックスの粘度（具体的には、溶融スラグの粘度）を高めることで、溶融スラグを鋳型と鋳片との間により確実に充填させることができる。すなわち、連続鋳造中では、鋳片は下方に引き抜かれるので、鋳型と鋳片との間に存在する溶融スラグは、鋳片によって下方に引っ張られる。このような状況であっても、溶融スラグの粘度が高いので、溶融スラグは分断されにくく、鋳型と鋳片との間にとどまることができる。この結果、鋳型と鋳片との潤滑性が維持され、ひいては、鋳片の表面品質向上、操業安定化が図られる。一方、溶融スラグの粘度が低いと、溶融スラグは容易に分断される。そして、溶融スラグが分断された領域では鋳型と鋳片とが直接接触する可能性があり、そのような領域で鋳片に疵がつく可能性がある。また、ブレークアウトが生じる可能性もある。 By the way, in recent years, improvement of surface quality of slabs and stabilization of operation (suppression of breakout) have been required, and in order to meet such demands, high-viscosity mold flux has been proposed. Patent Document 1 discloses a technique relating to a high-viscosity mold flux. By increasing the viscosity of the mold flux (specifically, the viscosity of the molten slag), the molten slag can be more reliably filled between the mold and the slab. That is, during continuous casting, the slab is pulled downward, so that the molten slag existing between the mold and the slab is pulled downward by the slab. Even in such a situation, since the viscosity of the molten slag is high, the molten slag is difficult to be divided and can stay between the mold and the slab. As a result, the lubricity between the mold and the slab is maintained, and the surface quality of the slab is improved and the operation is stabilized. On the other hand, if the viscosity of the molten slag is low, the molten slag is easily divided. Then, in the region where the molten slag is divided, the mold and the slab may come into direct contact with each other, and the slab may be scratched in such a region. Breakouts can also occur.
モールドフラックスの粘度を高める方法として、モールドフラックス中のＳｉＯ２濃度を高めることが知られている。しかし、単にモールドフラックス中のＳｉＯ２濃度を高めただけでは、溶融金属－モールドフラックス（より具体的には溶融スラグ）間の界面張力（以下、単に「界面張力」とも称する）が低下するという問題があった。界面張力が低下すると、モールドフラックスが溶融金属に巻き込まるという内部欠陥の発生頻度が増加する。さらに、モールドフラックスには、スラグベアの過剰な成長を抑制するという機能も求められる。 As a method of increasing the viscosity of the mold flux, it is known to increase the SiO 2 concentration in the mold flux. However, there is a problem that the interfacial tension between the molten metal and the mold flux (more specifically, the molten slag) (hereinafter, also simply referred to as “interfacial tension”) decreases simply by increasing the SiO 2 concentration in the mold flux. was there. When the interfacial tension decreases, the frequency of internal defects in which the mold flux is caught in the molten metal increases. Further, the mold flux is also required to have a function of suppressing excessive growth of the slag bear.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、モールドフラックスの粘度を高い値に維持し、スラグベアの過剰な発達を抑制し、かつ巻き込みを低減することが可能な、新規かつ改良された連続鋳造用モールドフラックス及び連続鋳造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain a high viscosity of the mold flux, suppress excessive development of the slag bear, and reduce entrainment. It is an object of the present invention to provide a new and improved mold flux for continuous casting and a continuous casting method.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、モールドフラックスの総質量に対する質量％で、１５質量％＜ＳｉＯ２≦３０質量％、Ｎａ２Ｏ≦２．０質量％、Ｆ≦２．０質量％、Ａｌ２Ｏ３＞２０．０質量％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３≧２質量％となり、塩基度＜１．１０となることを特徴とする、連続鋳造用モールドフラックスが提供される。 In order to solve the above problems, according to a certain viewpoint of the present invention, 15% by mass <SiO2≤30% by mass, Na2O≤2.0% by mass, F≤2 in mass% with respect to the total mass of the mold flux. Provided is a mold flux for continuous casting, characterized in that 0.0 mass%, Al 2 O 3 > 20.0 mass%, Li 2 O + B 2 O 3 ≥ 2 mass%, and the basicity is <1.10. To.
ここで、モールドフラックスの総質量に対する質量％で、ＳｒＯ＋ＺｒＯ２＋ＭｇＯ＋ＢａＯ≧３．０質量％となってもよい。 Here, the mass% with respect to the total mass of the mold flux may be SrO + ZrO 2 + MgO + BaO ≧ 3.0 mass%.
本発明の他の観点によれば、上記のモールドフラックスを使用することを特徴とする、連続鋳造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a continuous casting method characterized by using the above-mentioned mold flux.
以上説明したように本発明によれば、モールドフラックスが上記の組成を有するので、モールドフラックスの粘度を高い値に維持し、スラグベアの過剰な発達を抑制し、かつ巻き込みを低減することが可能となる。 As described above, according to the present invention, since the mold flux has the above composition, it is possible to maintain the viscosity of the mold flux at a high value, suppress the excessive development of the slag bear, and reduce the entrainment. Become.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
＜１．連続鋳造用モールドフラックスの組成＞
まず、本実施形態に係る連続鋳造用モールドフラックス（以下、単に「モールドフラックス」とも称する）の組成について説明する。本実施形態に係るモールドフラックスでは、モールドフラックスの総質量に対する質量％で、１５質量％＜ＳｉＯ２≦３０質量％、Ｎａ２Ｏ≦２．０質量％、Ｆ≦２．０質量％、Ａｌ２Ｏ３＞２０．０質量％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３≧２質量％となり、塩基度＜１．１０となる（必須要件）。
<1. Composition of mold flux for continuous casting>
First, the composition of the mold flux for continuous casting (hereinafter, also simply referred to as “mold flux”) according to the present embodiment will be described. In the mold flux according to the present embodiment, 15% by mass <SiO2≤30% by mass, Na 2O≤2.0% by mass, F≤2.0 % by mass, Al 2O in mass% with respect to the total mass of the mold flux. 3 > 20.0% by mass, Li 2 O + B 2 O 3 ≧ 2% by mass, and basicity <1.10 (essential requirement).
（１－１．ＳｉＯ２）
ＳｉＯ２は、モールドフラックスの粘度を維持するために必要な成分である。ＳｉＯ２の質量％は、モールドフラックスの総質量に対する質量％で、１５質量％＜ＳｉＯ２≦３０質量％となる。これにより、モールドフラックスの粘度を高い値（具体的には、８ｐｏｉｓｅ以上）に維持しつつ、界面張力を高めることができる。つまり、本発明者は、モールドフラックスの粘度及び界面張力を考慮し、ＳｉＯ２の適正な濃度範囲を見出すことに成功した。なお、上記のＳｉＯ２の含有量では、モールドフラックスの粘度が不足する場合があるが、本発明者は、他の成分（例えばＡｌ２Ｏ３）の含有量を調整することで、モールドフラックスの粘度を維持することができた。本実施形態に係るモールドフラックスは、このような知見により完成したものである。
(1-1.SiO 2 )
SiO 2 is a component necessary for maintaining the viscosity of the mold flux. The mass% of SiO 2 is mass% with respect to the total mass of the mold flux, and 15 mass% <SiO 2 ≤ 30 mass%. As a result, the interfacial tension can be increased while maintaining the viscosity of the mold flux at a high value (specifically, 8 poise or more). That is, the present inventor has succeeded in finding an appropriate concentration range of SiO 2 in consideration of the viscosity and interfacial tension of the mold flux. In addition, although the viscosity of the mold flux may be insufficient with the above-mentioned content of SiO 2 , the present inventor can adjust the content of other components (for example, Al 2 O 3 ) to obtain the mold flux. The viscosity could be maintained. The mold flux according to this embodiment has been completed based on such knowledge.
ＳｉＯ２の質量％が１５％以下となる場合、モールドフラックスの粘度が不足し、鋳片の品質低下、ブレークアウトの発生頻度上昇といった問題が発生しうる。一方、ＳｉＯ２の質量％が３０質量％を超えると、溶融金属－モールドフラックス間の界面張力が低下し、巻き込みの発生頻度が上昇しうる。ＳｉＯ２の質量％の下限値は、好ましくは１８質量％以上である。ＳｉＯ２の質量％の上限値は、好ましくは２７質量％以下である。 When the mass% of SiO 2 is 15% or less, the viscosity of the mold flux is insufficient, and problems such as deterioration of the quality of the slab and increase in the frequency of breakout may occur. On the other hand, when the mass% of SiO 2 exceeds 30% by mass, the interfacial tension between the molten metal and the mold flux decreases, and the frequency of entrainment may increase. The lower limit of mass% of SiO 2 is preferably 18% by mass or more. The upper limit of the mass% of SiO 2 is preferably 27% by mass or less.
（１－２．Ｎａ２Ｏ）
Ｎａ２Ｏは、モールドフラックスの粘度及び界面張力に影響を与える成分であり、Ｎａ２Ｏの含有量が少ないほど粘度及び界面張力が上昇する傾向がある。粘度が高いほど、鋳型－凝固シェル間への溶融スラグの流入が均一となりやすい。この結果、鋳型－凝固シェルの焼きつき（すなわちブレークアウト）が抑制される。また、鋳片の冷却が均一になりやすくなり、鋳片縦割れが抑制される。そこで、本実施形態では、Ｎａ２Ｏの質量％は、モールドフラックスの総質量に対する質量％で、Ｎａ２Ｏ≦２．０質量％となる。Ｎａ２Ｏの質量％が２．０質量％を超えると、モールドフラックスの粘度及び界面張力が低下し、鋳片の品質低下、巻き込みの発生頻度上昇と行った問題が生じうる。Ｎａ２Ｏの質量％の上限値は、好ましくは１質量％以下である。Ｎａ２Ｏの質量％の下限値は特に制限はなく、Ｎａ２Ｏはモールドパウダーに含まれていなくても良い。つまり、Ｎａ２Ｏの質量％の下限値は０質量％であってもよい。
(1-2. Na 2 O)
Na 2 O is a component that affects the viscosity and interfacial tension of the mold flux, and the smaller the content of Na 2 O, the higher the viscosity and interfacial tension tend to be. The higher the viscosity, the more uniform the inflow of molten slag between the mold and the solidified shell. As a result, seizure (ie, breakout) of the mold-solidified shell is suppressed. In addition, the cooling of the slab is likely to be uniform, and vertical cracking of the slab is suppressed. Therefore, in the present embodiment, the mass% of Na 2 O is the mass% with respect to the total mass of the mold flux, and Na 2 O ≦ 2.0 mass%. If the mass% of Na 2 O exceeds 2.0 mass%, the viscosity and interfacial tension of the mold flux are lowered, which may cause problems such as deterioration of the quality of the slab and increase in the frequency of entrainment. The upper limit of the mass% of Na 2 O is preferably 1 mass% or less. The lower limit of the mass% of Na 2 O is not particularly limited, and Na 2 O may not be contained in the mold powder. That is, the lower limit of the mass% of Na 2 O may be 0 mass%.
（１－３．Ｆ）
Ｆは、モールドフラックスの粘度及び界面張力に影響を与える成分であり、Ｆの含有量が少ないほど粘度及び界面張力が上昇する傾向がある。粘度が高いほど、鋳型－凝固シェル間への溶融スラグの流入が均一となりやすい。この結果、鋳型－凝固シェルの焼きつき（すなわちブレークアウト）が抑制される。また、鋳片の冷却が均一になりやすくなり、鋳片縦割れが抑制される。そこで、本実施形態では、Ｆの質量％は、モールドフラックスの総質量に対する質量％で、Ｆ≦２．０質量％となる。Ｆの質量％が２．０質量％を超えると、モールドフラックスの粘度及び界面張力が低下し、鋳片の品質低下、巻き込みの発生頻度上昇と行った問題が生じうる。Ｆの質量％の上限値は、好ましくは１質量％以下である。Ｆの質量％の下限値は特に制限はなく、Ｆはモールドパウダーに含まれていなくても良い。つまり、Ｆの質量％の下限値は０質量％であってもよい。なお、Ｆは連続鋳造機の腐食、及び浸漬ノズルの溶損の原因となりうる。したがって、本実施形態のようにＦの含有量を低減することで、連続鋳造機の腐食、及び浸漬ノズルの溶損を抑制することができる。Ｆの質量％が１質量％以下となる場合、連続鋳造機の腐食、及び浸漬ノズルの溶損がより確実に低減される。
(1-3.F)
F is a component that affects the viscosity and interfacial tension of the mold flux, and the smaller the content of F, the higher the viscosity and interfacial tension tend to be. The higher the viscosity, the more uniform the inflow of molten slag between the mold and the solidified shell. As a result, seizure (ie, breakout) of the mold-solidified shell is suppressed. In addition, the cooling of the slab is likely to be uniform, and vertical cracking of the slab is suppressed. Therefore, in the present embodiment, the mass% of F is the mass% with respect to the total mass of the mold flux, and F ≦ 2.0 mass%. If the mass% of F exceeds 2.0% by mass, the viscosity and interfacial tension of the mold flux are lowered, which may cause problems such as deterioration of the quality of the slab and increase in the frequency of entrainment. The upper limit of mass% of F is preferably 1 mass% or less. The lower limit of the mass% of F is not particularly limited, and F may not be contained in the mold powder. That is, the lower limit of mass% of F may be 0 mass%. In addition, F may cause corrosion of the continuous casting machine and melting damage of the dipping nozzle. Therefore, by reducing the content of F as in the present embodiment, it is possible to suppress the corrosion of the continuous casting machine and the melting damage of the dipping nozzle. When the mass% of F is 1% by mass or less, the corrosion of the continuous casting machine and the melting damage of the dipping nozzle are more reliably reduced.
（１－４．Ａｌ２Ｏ３）
Ａｌ２Ｏ３は、モールドフラックスの粘度及び界面張力に影響を与える成分であり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多いほど粘度及び界面張力が上昇する傾向がある。そこで、本実施形態では、Ａｌ２Ｏ３の質量％は、モールドフラックスの総質量に対する質量でＡｌ２Ｏ３＞２０．０質量％となる。Ａｌ２Ｏ３の質量％が２０．０質量％以下となると、モールドフラックスの粘度及び界面張力が低下し、鋳片の品質低下、ブレークアウトの発生頻度上昇、巻き込みの発生頻度上昇と行った問題が生じうる。Ａｌ２Ｏ３の質量％の下限値は、好ましくは２５質量％以上である。Ａｌ２Ｏ３の質量％の上限値は、好ましくは４０質量％以下であり、より好ましくは３５質量％以下である。Ａｌ２Ｏ３の質量％が４０質量％を超えると、モールドフラックスの溶融温度が高すぎて、モールドフラックスが連続鋳造中に溶融しにくくなる、あるいは溶融したモールドフラックスが容易に凝固してスラグベアが発達するといった可能性がある。
(1-4. Al 2 O 3 )
Al 2 O 3 is a component that affects the viscosity and interfacial tension of the mold flux, and the higher the content of Al 2 O 3 , the higher the viscosity and interfacial tension tend to be. Therefore, in the present embodiment, the mass% of Al 2 O 3 is Al 2 O 3 > 20.0 mass% in terms of the mass with respect to the total mass of the mold flux. When the mass% of Al 2 O 3 is 20.0 mass% or less, the viscosity and interfacial tension of the mold flux are lowered, and the quality of the slab is deteriorated, the frequency of breakouts is increased, and the frequency of entrainment is increased. Can occur. The lower limit of the mass% of Al 2 O 3 is preferably 25% by mass or more. The upper limit of the mass% of Al 2 O 3 is preferably 40% by mass or less, and more preferably 35% by mass or less. When the mass% of Al 2 O 3 exceeds 40% by mass, the melting temperature of the mold flux is too high and the mold flux is difficult to melt during continuous casting, or the melted mold flux is easily solidified to form a slag bear. There is a possibility that it will develop.
（１－５．Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３）
Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３は、モールドフラックスの粘度あるいは溶融温度を調整するための成分である。これらの成分の含有量が多いほど、粘度が低下し、溶融温度が下がる傾向にある。なお、Ｌｉ２Ｏは特に粘度に影響を与え、Ｂ２Ｏ３は特に溶融温度に影響を与える傾向がある。そこで、本実施形態では、Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３の質量％（すなわち、これらの成分の質量％の総和）がモールドフラックスの総質量に対する質量でＬｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３≧２質量％となる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３の質量％の下限値は、好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると粘度が過剰に低くなる可能性がある。このため、Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３の質量％の上限値は、好ましくは１５質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下である。
(1-5. Li 2 O, B 2 O 3 )
Li 2 O and B 2 O 3 are components for adjusting the viscosity or melting temperature of the mold flux. The higher the content of these components, the lower the viscosity and the lower the melting temperature. It should be noted that Li 2 O particularly tends to affect the viscosity, and B 2 O 3 tends to particularly affect the melting temperature. Therefore, in the present embodiment, the mass% of Li 2 O + B 2 O 3 (that is, the total mass% of these components) is the mass with respect to the total mass of the mold flux, and Li 2 O + B 2 O 3 ≧ 2 mass%. The lower limit of the mass% of Li 2 O + B 2 O 3 is preferably 3% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. If the content of Li 2 O + B 2 O 3 is too high, the viscosity may be excessively low. Therefore, the upper limit of the mass% of Li 2 O + B 2 O 3 is preferably 15% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.
（１－６．塩基度）
塩基度は、モールドフラックスに含まれるＣａＯの質量％（モールドフラックスの総質量に対する質量％）を上述したＳｉＯ２の質量％で除算した値である。モールドフラックス中のＣａＯは、モールドフラックスの潤滑性を阻害する結晶析出成分である。例えば、ＣａＯの含有量が多いと、スラグベアが過剰に発達する可能性がある。そこで、モールドフラックスの結晶化を抑制するために、塩基度は１．１０未満となる。塩基度の上限値は、好ましくは１．０以下である。塩基度の下限値は特に制限されない。
(1-6. Basicity)
The basicity is a value obtained by dividing the mass% of CaO contained in the mold flux (mass% with respect to the total mass of the mold flux) by the mass% of SiO 2 described above. CaO in the mold flux is a crystal precipitation component that inhibits the lubricity of the mold flux. For example, a high CaO content can lead to overdevelopment of slag bears. Therefore, in order to suppress the crystallization of the mold flux, the basicity is less than 1.10. The upper limit of basicity is preferably 1.0 or less. The lower limit of basicity is not particularly limited.
（１－７．その他の成分）
ＳｒＯ＋ＺｒＯ２＋ＭｇＯ＋ＢａＯの質量％（すなわち、これらの成分の質量％の総和）は、モールドフラックスの総質量に対する質量％でＳｒＯ＋ＺｒＯ２＋ＭｇＯ＋ＢａＯ≧３．０質量％であることが好ましい（好ましい要件）。これらの成分の質量％の総和が３質量％以上となる場合、成分同士が互いに結晶化を阻害してスラグベアの過剰な発達を抑制することが期待できる。このような観点から、モールドフラックスは、これらの成分のうち２種類以上の成分を含んでいることが好ましい。これらの成分の含有量が大きすぎると結晶化が促進される可能性があることから、これらの成分の質量％の総和は２５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましく、１５質量％以下であることがさらに好ましい。
(1-7. Other ingredients)
The mass% of SrO + ZrO 2 + MgO + BaO (that is, the total mass% of these components) is preferably SrO + ZrO 2 + MgO + BaO ≧ 3.0 mass% in mass% with respect to the total mass of the mold flux (preferable requirement). When the total mass% of these components is 3% by mass or more, it can be expected that the components inhibit each other's crystallization and suppress the excessive development of slag bear. From this point of view, it is preferable that the mold flux contains two or more kinds of these components. If the content of these components is too large, crystallization may be promoted. Therefore, the total mass% of these components is preferably 25% by mass or less, and preferably 20% by mass or less. It is more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less.
モールドフラックスは、上述した成分の他、従来のモールドフラックスに含みうる成分（例えば、炭素成分、Ｆｅ２Ｏ３等）を含んでいても良い。本実施形態に係るモールドフラックスは、上述した成分を上述した質量％の範囲内で混合することで作製される。 In addition to the above-mentioned components, the mold flux may contain components that can be contained in the conventional mold flux (for example, carbon component, Fe 2 O 3 , etc.). The mold flux according to the present embodiment is produced by mixing the above-mentioned components within the above-mentioned mass% range.
＜２．連続鋳造方法＞
次に、本実施形態に係る連続鋳造方法について説明する。本実施形態に係る連続鋳造方法では、本実施形態に係るモールドフラックスを用いて連続鋳造を行う。連続鋳造の具体的な方法は従来と同様であれば良い。連続鋳造の対象となる金属の種類は特に問われない。すなわち、金属は、連続鋳造が可能な金属であればよく、例えば、鉄鋼、特殊鋼、炭素鋼の他、各種の金属であってよい。鋳造速度も特に問われず、従来と同様であってもよい。鋳型のサイズも特に問われないが、小断面サイズの鋳型、例えば「ブルーム」、「ビレット」、「ビームブランク」製造用の鋳型であってもよい。
<2. Continuous casting method>
Next, the continuous casting method according to this embodiment will be described. In the continuous casting method according to the present embodiment, continuous casting is performed using the mold flux according to the present embodiment. The specific method of continuous casting may be the same as before. The type of metal to be continuously cast is not particularly limited. That is, the metal may be any metal as long as it can be continuously cast, and may be, for example, various metals in addition to steel, special steel, and carbon steel. The casting speed is not particularly limited, and may be the same as the conventional one. The size of the mold is not particularly limited, but a mold having a small cross-section size, for example, a mold for manufacturing a "bloom", a "billet", or a "beam blank" may be used.
＜１．モールドフラックスの準備および連続鋳造＞
つぎに、本実施形態の実施例について説明する。本実施例では、表１に示す組成を有するモールドフラックスを準備した。ついで、このモールドフラックスを用いて中炭素鋼の連続鋳造を行った。これにより、試験用の鋳片を得た。鋳型のサイズは２２０ｍｍ×２２０ｍｍ（このサイズはビレットあるいはブルームに相当する）とし、鋳造速度は１．２～１．４ｍ／ｍｉｎとした。
<1. Mold flux preparation and continuous casting>
Next, an embodiment of the present embodiment will be described. In this example, a mold flux having the composition shown in Table 1 was prepared. Then, continuous casting of medium carbon steel was performed using this mold flux. As a result, a slab for testing was obtained. The size of the mold was 220 mm × 220 mm (this size corresponds to billet or bloom), and the casting speed was 1.2 to 1.4 m / min.
＜２．評価＞
つぎに、モールドフラックスの評価を行った。評価項目は、モールドフラックスの粘性（粘度）、巻き込み、鋳片の表面状態、スラグベア、ノズル溶損とした。以下、各評価項目の詳細を説明する。
<2. Evaluation>
Next, the mold flux was evaluated. The evaluation items were the viscosity (viscosity) of the mold flux, the entrainment, the surface condition of the slab, the slug bear, and the nozzle melting damage. The details of each evaluation item will be described below.
（２－１．モールドフラックスの粘度）
モールドフラックスの粘度を１３００℃での回転円筒法によって測定した。結果を表１に示す。
(2-1. Viscosity of mold flux)
The viscosity of the mold flux was measured by the rotary cylinder method at 1300 ° C. The results are shown in Table 1.
（２－２．巻き込み）
鋳片へのモールドフラックスの巻き込みを以下の方法により評価した。まず、鋳片に含まれる介在物をスライム法により取得した。ここで、介在物は、モールドフラックスの巻き込みにより鋳片内に含まれるもので、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を主成分とする。鋳片に含まれる介在物が少ないほど、巻き込みが少ないと言える。スライム法の工程は、非特許文献（千野ら、「極低酸素鋼中のアルミナ介在物の粒度分布測定法」、鉄と鋼、第７７巻（１９９１）、第１２号、ｐ．２１６３－２１７０）に従って行った。具体的には、以下の処理を行った。すなわち、鋼片のＬ面（天側）より５０×９０×１０ｍｍのサンプルを切り出した。ついで、当該サンプルを電解した。電解は約３日間掛けて行った。これにより電解残渣を得た。ついで、水簸により電解残渣からセメンタイト（鋳片の主成分）を除去していき、電解残渣中の介在物濃度を高めた。ついで、電解残渣を乾燥させた。乾燥後の電解残渣を目開き５３μｍ、１０６μｍの篩に掛けることで、電解残渣を分級した。具体的には、まず目開き１０６μｍの篩掛けを行い、篩から落ちた電解残渣に対して目開き５３μｍの篩掛けを行った。各篩に残った電解残渣の粒度は５３μｍ以上となる。これらの電解残渣から介在物を手選別で探索した。ついで、以下の評価基準により、鋳片へのモールドフラックスの巻き込みを評価した。
(2-2. Involvement)
The entrainment of mold flux in the slab was evaluated by the following method. First, inclusions contained in the slab were obtained by the slime method. Here, the inclusions are contained in the slab due to the entrainment of the mold flux, and are mainly composed of SiO 2 , Al 2 O 3 , and the like. It can be said that the less inclusions contained in the slab, the less entrainment. The process of the slime method is described in the non-patent document (Chino et al., "Method for measuring the particle size distribution of alumina inclusions in ultra-low oxygen steel", Iron and Steel, Vol. 77 (1991), No. 12, p.2163-2170. ). Specifically, the following processing was performed. That is, a sample having a size of 50 × 90 × 10 mm was cut out from the L surface (top side) of the steel piece. Then, the sample was electrolyzed. Electrolysis took about 3 days. As a result, an electrolytic residue was obtained. Then, cementite (the main component of the slab) was removed from the electrolytic residue by elutriation to increase the concentration of inclusions in the electrolytic residue. Then, the electrolytic residue was dried. The electrolytic residue after drying was sieved with an opening of 53 μm and 106 μm to classify the electrolytic residue. Specifically, first, sieving with an opening of 106 μm was performed, and the electrolytic residue dropped from the sieving was sieved with an opening of 53 μm. The particle size of the electrolytic residue remaining on each sieve is 53 μm or more. Inclusions were manually selected from these electrolytic residues. Then, the entrainment of the mold flux in the slab was evaluated according to the following evaluation criteria.
◎：粒度５３μｍ以上の介在物の検出なし
○：粒度５３μｍ以上の介在物１～５個検出
△：粒度５３μｍ以上の介在物６～１０個検出
×：粒度５３μｍ以上の介在物１１個以上検出
鋳片に求められる品質を考慮すると、○以上が合格レベルとなる。
⊚: No inclusions with a particle size of 53 μm or more detected ○: 1 to 5 inclusions with a particle size of 53 μm or more detected Δ: 6 to 10 inclusions with a particle size of 53 μm or more detected ×: 11 or more inclusions with a particle size of 53 μm or more detected Casting Considering the quality required for each piece, ○ or higher is the pass level.
（２－３．表面割れ）
鋳片の表面割れを以下の方法で評価した。具体的には、鋳片を１２００℃の熱延条件で熱延することで、１６２ｍｍ×１６２ｍｍの試験用鋼片を１２０本（１本あたりの質量２ｔ）作製した。ついで、試験用鋼片の表面の疵の有無を目視で調査した。
具体的には、試験用鋼片の表面に水膜を形成し、表面に蛍光磁粉分散液を均一に塗布した。ついで、試験用鋼片を磁化させた。試験用鋼片の表面に疵が存在する場合、疵の部分に磁極が発生するので、そこに蛍光磁粉が集中する。ついで、ブラックライトを試験用鋼片の表面に照射することで、蛍光磁粉を発光させた。ついで、長さ２ｍｍ以上の疵の有無を目視で判定し、以下の評価基準により、表面割れを評価した。
(2-3. Surface cracking)
The surface cracks of the slab were evaluated by the following method. Specifically, by hot-rolling the slabs under hot-rolling conditions at 1200 ° C., 120 test steel pieces of 162 mm × 162 mm (mass 2t per piece) were produced. Then, the presence or absence of scratches on the surface of the test steel piece was visually inspected.
Specifically, a water film was formed on the surface of the test steel piece, and the fluorescent magnetic powder dispersion was uniformly applied to the surface. Then, the test steel pieces were magnetized. When a flaw is present on the surface of the test steel piece, a magnetic pole is generated in the flawed portion, and the fluorescent magnetic powder is concentrated there. Then, by irradiating the surface of the test steel piece with black light, the fluorescent magnetic powder was made to emit light. Then, the presence or absence of a flaw having a length of 2 mm or more was visually determined, and surface cracking was evaluated according to the following evaluation criteria.
◎：疵が検出された試験用鋼片無し
○：疵が検出された試験用鋼片の数が鋼片総数（＝１２０）の０％超５％以下
△：疵が検出された試験用鋼片の数が鋼片総数の５％超１０％以下
×：疵が検出された試験用鋼片の数が鋼片総数の１０％超
鋳片に求められる品質を考慮すると、○以上が合格レベルとなる。
⊚: No test steel pieces with flaws detected ○: The number of test steel pieces with flaws detected is more than 0% and 5% or less of the total number of steel pieces (= 120) △: Test steel with flaws detected The number of pieces is more than 5% of the total number of steel pieces and 10% or less. ×: The number of test steel pieces with defects detected is more than 10% of the total number of steel pieces. Will be.
（２－３．スラグベア）
スラグベアは、鋳型の内壁面に沿って連続して形成されたモールドフラックスの凝固物であり、溶融スラグの鋳型－鋳片間への流入を促進する等の役割を果たす。しかし、例えばメニスカス付近のスラグベアが成長しすぎると、溶融スラグの鋳型－鋳片間への流入を妨げる可能性がある。さらに、過剰に成長したスラグベアは、鋳型が振動した際に鋳片の先端を押し込むといった問題を生じうる。そこで、スラグベアの厚みについても評価した。具体的には、連続鋳造終了後にスラグベアを回収し、その厚みを測定した。具体的には、溶鋼湯面直上部に存在するスラグベアのうち、最も厚いものを回収し、その厚みを測定した。ついで、以下の評価基準により、スラグベアを評価した。
(2-3. Slug bear)
The slag bear is a solidified product of mold flux continuously formed along the inner wall surface of the mold, and plays a role of promoting the inflow of molten slag between the mold and the slab. However, for example, if the slag bear near the meniscus grows too much, it may prevent the molten slag from flowing into the mold-casting piece. Further, the overgrown slag bear can cause problems such as pushing the tip of the slab when the mold vibrates. Therefore, the thickness of the slag bear was also evaluated. Specifically, after the continuous casting was completed, the slag bear was collected and its thickness was measured. Specifically, among the slag bears existing just above the surface of the molten steel, the thickest one was collected and its thickness was measured. Then, the slug bear was evaluated according to the following evaluation criteria.
◎：スラグベア厚み５ｍｍ以下
○：スラグベア厚み５ｍｍ超１５ｍｍ以下
△：スラグベア厚み１５ｍｍ超２５ｍｍ以下
×：スラグベア厚み２５ｍｍ超
鋳片に求められる品質を考慮すると、△以上が合格レベルとなる。
⊚: Slug bear thickness 5 mm or less ○: Slug bear thickness more than 5 mm and 15 mm or less Δ: Slug bear thickness more than 15 mm and 25 mm or less ×: Slug bear thickness more than 25 mm Considering the quality required for slabs, Δ or more is the pass level.
（２－４．ノズル溶損）
操業の安定性等を考慮すると、浸漬ノズルの溶損はなるべく少ないことが好ましい。そこで、浸漬ノズルの溶損も評価した。具体的には、連続鋳造後の浸漬ノズルを回収し、浸漬ノズルのパウダーライン部（溶鋼湯面の上側に存在する溶融スラグのプールとの接触部分）のうち、最も溶損している部分の残存厚さを測定した。ついで、パウダーライン部の元の厚さから残存厚さを除算し、これにより得られた値を連続鋳造時間で除算した。これにより、溶損速度を算出した。ついで、以下の評価基準により、ノズル溶損を評価した。
(2-4. Nozzle melting damage)
Considering the stability of operation and the like, it is preferable that the immersion nozzle has as little melting damage as possible. Therefore, the melting damage of the immersion nozzle was also evaluated. Specifically, the immersion nozzle after continuous casting is collected, and the most melted portion of the powder line portion of the immersion nozzle (the portion in contact with the pool of molten slag existing above the molten steel surface) remains. The thickness was measured. Then, the residual thickness was divided from the original thickness of the powder line portion, and the value obtained by this was divided by the continuous casting time. As a result, the melting rate was calculated. Then, the nozzle melting loss was evaluated according to the following evaluation criteria.
◎：溶損速度３ｍｍ／ｈ以下
○：溶損速度３ｍｍ／ｈ超６ｍｍ／ｈ以下
△：溶損速度６ｍｍ／ｈ超９ｍｍ／ｈ以下
×：溶損速度９ｍｍ／ｈ超
操業の安定性等を考慮すると、○以上が合格レベルとなる。
⊚: Melting rate 3 mm / h or less ○: Melting rate 3 mm / h or more 6 mm / h or less Δ: Melting rate 6 mm / h or more 9 mm / h or less ×: Melting rate 9 mm / h or more Operational stability, etc. Considering this, ○ or higher is the pass level.
（２－５．総合評価）
表１に評価結果をまとめて示した。表１から明らかな通り、発明例１～１３は、本実施形態で規定した必須要件を全て満たす。このため、いずれの発明例１～１３でも、モールドフラックスが高粘度（８ｐｏｉｓｅ以上）となり、巻き込みの評価が○以上となった。他の評価も概ね○以上となった。各成分の質量％の範囲が好ましい範囲となる場合に、評価結果が良好になる傾向にあった。例えば、Ａｌ２Ｏ３の質量％が２５質量％以上となる場合、巻き込み及び表面割れの少なくとも一方が良好になる傾向があり、Ｆの質量％が１質量％以下となる場合に、ノズル溶損が良好になる傾向にあった。発明例１、２では、スラグベアの評価が△となった。発明例１、２では、ＳｒＯ＋ＺｒＯ２＋ＭｇＯ＋ＢａＯの質量％が３質量％未満となった。このため、連続鋳造中にスラグベアがやや過剰に成長したと推察される。
(2-5. Comprehensive evaluation)
The evaluation results are summarized in Table 1. As is clear from Table 1, Invention Examples 1 to 13 satisfy all the essential requirements specified in the present embodiment. Therefore, in all of Invention Examples 1 to 13, the mold flux became highly viscous (8 poise or more), and the evaluation of entrainment was ◯ or more. Other evaluations were generally above ○. When the mass% range of each component was a preferable range, the evaluation result tended to be good. For example, when the mass% of Al 2 O 3 is 25% by mass or more, at least one of entrainment and surface cracking tends to be good, and when the mass% of F is 1% by mass or less, nozzle melting damage tends to occur. Tended to be good. In Invention Examples 1 and 2, the evaluation of the slag bear was Δ. In Invention Examples 1 and 2, the mass% of SrO + ZrO 2 + MgO + BaO was less than 3% by mass. Therefore, it is presumed that the slag bear grew slightly excessively during continuous casting.
一方で、比較例１では、全ての評価結果が△以下となった。比較例１では、Ａｌ２Ｏ３の質量％が２０質量％以下となり、Ｎａ２Ｏ、Ｆの質量％が２質量％超となる。さらに、Ｌｉ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３が２質量％未満となる。このため、モールドフラックスの粘度の低下、及び界面張力の低下が顕著となった。界面張力の低下により巻き込みが頻繁に発生したと推察される。さらに、Ｆは浸漬ノズルを溶損させやすく、このようなＦの質量％が大きいため、浸漬ノズルの溶損が進行したと推察される。 On the other hand, in Comparative Example 1, all the evaluation results were Δ or less. In Comparative Example 1, the mass% of Al 2 O 3 is 20% by mass or less, and the mass% of Na 2 O and F is more than 2 mass%. Further, Li 2 O + B 2 O 3 is less than 2% by mass. Therefore, the decrease in the viscosity of the mold flux and the decrease in the interfacial tension became remarkable. It is presumed that entrainment occurred frequently due to the decrease in interfacial tension. Further, F tends to melt the dipping nozzle, and since the mass% of F is large, it is presumed that the melting of the dipping nozzle has progressed.
比較例２では、巻き込みの評価結果が×となった。比較例２では、ＳｉＯ２の質量％が３０質量％を超えているので、モールドフラックスの界面張力が低下し、巻き込みが頻繁に発生したと推察される。 In Comparative Example 2, the evaluation result of entrainment was ×. In Comparative Example 2, since the mass% of SiO 2 exceeds 30% by mass, it is presumed that the interfacial tension of the mold flux is lowered and entrainment occurs frequently.
比較例３では、巻き込みの評価結果が△、スラグベアの評価結果が×となった。比較例３では、Ａｌ２Ｏ３の質量％が２０質量％以下となるので、モールドフラックスの界面張力が低下したと推察される。さらに、塩基度が１．１０以上となるので、連続鋳造中にスラグベアが過剰に発達したと推察される。 In Comparative Example 3, the evaluation result of entrainment was Δ, and the evaluation result of the slug bear was ×. In Comparative Example 3, since the mass% of Al 2 O 3 is 20% by mass or less, it is presumed that the interfacial tension of the mold flux is lowered. Furthermore, since the basicity is 1.10 or higher, it is presumed that the slag bear was excessively developed during continuous casting.
比較例４、５では、巻き込みの評価結果が△となった。いずれもＮａ２Ｏの質量％が２質量％超となるので、界面張力が低下したと推察される。 In Comparative Examples 4 and 5, the evaluation result of entrainment was Δ. In both cases, the mass% of Na 2 O exceeds 2% by mass, so it is presumed that the interfacial tension has decreased.
比較例６では、スラグベアの評価結果が×となった。比較例６では、塩基度が１．１０を大幅に上回るので、連続鋳造中にスラグベアが極めて過剰に発達したと推察される。なお、比較例６では、ＳｉＯ２の質量％が１５質量％以下となっているが、粘度は確保され、表面割れの評価結果が○となった。Ａｌ２Ｏ３の質量％が２０質量％を十分に上回っているからであると推察される。 In Comparative Example 6, the evaluation result of the slug bear was x. In Comparative Example 6, since the basicity greatly exceeds 1.10, it is presumed that the slag bear was extremely excessively developed during continuous casting. In Comparative Example 6, the mass% of SiO 2 was 15% by mass or less, but the viscosity was secured and the evaluation result of surface cracking was ◯. It is presumed that this is because the mass% of Al 2 O 3 is sufficiently higher than 20 mass%.
比較例７では、巻き込み及びノズル溶損の評価結果が△となった。比較例７では、Ｆの質量％が２．０質量％超となるので、界面張力が低下し、巻き込みが頻繁に発生したと推察される。さらに、Ｆは浸漬ノズルを溶損させやすく、このようなＦの質量％が大きいため、浸漬ノズルの溶損が進行したと推察される。 In Comparative Example 7, the evaluation results of entrainment and nozzle melting damage were Δ. In Comparative Example 7, since the mass% of F is more than 2.0% by mass, it is presumed that the interfacial tension is lowered and entrainment occurs frequently. Further, F tends to dissolve the immersion nozzle, and since the mass% of F is large, it is presumed that the dissolution of the immersion nozzle has progressed.
以上により、本実施形態に係るモールドフラックスは、モールドフラックスの粘度を高い値に維持し、スラグベアの過剰な発達を抑制し、かつ巻き込みを低減することが可能となる。 As described above, the mold flux according to the present embodiment can maintain the viscosity of the mold flux at a high value, suppress the excessive development of the slag bear, and reduce the entrainment.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.
Claims (3)
塩基度＜１．１０となることを特徴とする、連続鋳造用モールドフラックス。 In mass% with respect to the total mass of the mold flux, 15 mass% <SiO2 ≤ 30 mass%, Na 2 O ≤ 2.0 mass%, F ≤ 2.0 mass%, Al 2 O 3 > 20.0 mass%, Li. 2 O + B 2 O 3 ≧ 2% by mass,
A mold flux for continuous casting, characterized in that the basicity is <1.10.
ＳｒＯ＋ＺｒＯ２＋ＭｇＯ＋ＢａＯ≧３．０質量％となることを特徴とする、請求項１記載の連続鋳造用モールドフラックス。 By mass% of the total mass of the mold flux,
The mold flux for continuous casting according to claim 1, wherein SrO + ZrO 2 + MgO + BaO ≧ 3.0% by mass.
A continuous casting method comprising the use of the mold flux according to claim 1 or 2.
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