JP7219854B2 - Flux added to molten steel contained in a container - Google Patents
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Description
本発明は、鋼の連続鋳造に用いるタンディッシュ等の容器に収容された溶鋼上に添加するフラックスに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flux added to molten steel contained in a container such as a tundish used for continuous casting of steel.
鋼中の非金属介在物（以下、「介在物」と記す。）は、最終製品において表面疵や特性劣化の原因となることは勿論のこと、例えばアルミナ系介在物は浸漬ノズルの内壁に付着しノズル詰まりを引き起こし、操業を阻害する。近年、鉄鋼材料に求められる清浄性はより厳格なものとなってきており、二次精錬法技術の向上や、連続鋳造の鋳型における電磁流動撹拌等の開発により、鋼の清浄性は向上してきた。一方で、二次精錬段階で清浄性の高い溶鋼が得られても、連続鋳造の鋳型への分注の役割を果たすタンディッシュにて溶鋼が汚染されるおそれがあり、その防止が高清浄度鋼の製造にあたり重要となる。その中で、タンディッシュ内溶鋼へのフラックス添加は、溶鋼の保温効果だけでなく、大気と溶鋼の遮断や介在物吸収の機能も有しており、タンディッシュにおける溶鋼汚染対策の一つである。また、これらの機能を充分に発現させるためには、添加したフラックスで溶鋼表面が速やかに覆われ、溶鋼表面が外気に暴露される期間を極力少なくする必要がある。そのためフラックスは、溶鋼面へ添加した際の広がり性が良好であることも望まれる。さらに、フラックスは添加後に溶鋼上でスラグとして存在するが、溶鋼内へ巻き込まれると粗大な介在物となり、鋼材中において品質や特性を劣化させる要因となり得るため、溶鋼流動による巻き込まれ難さを有する必要がある。 Non-metallic inclusions (hereinafter referred to as "inclusions") in steel cause surface defects and characteristic deterioration in the final product. This causes nozzle clogging and hinders operation. In recent years, the cleanliness required for steel materials has become more stringent. Improvements in secondary refining technology and the development of electromagnetic flow stirring in continuous casting molds have improved the cleanliness of steel. . On the other hand, even if highly clean molten steel is obtained in the secondary refining stage, there is a risk that the molten steel will be contaminated in the tundish, which plays the role of dispensing into the continuous casting mold. It is important in the production of steel. Among them, adding flux to the molten steel in the tundish not only has the effect of keeping the molten steel warm, but also has the function of blocking the air from the molten steel and absorbing inclusions, and is one of the measures against molten steel contamination in the tundish. . Moreover, in order to fully exhibit these functions, it is necessary to quickly cover the molten steel surface with the added flux and minimize the period during which the molten steel surface is exposed to the outside air. Therefore, the flux is also desired to spread well when added to the molten steel surface. Furthermore, flux exists as slag on the molten steel after addition, but when it is involved in the molten steel, it becomes coarse inclusions, which can be a factor in deteriorating the quality and characteristics of the steel material. There is a need.
このような高清浄度鋼製造のためのタンディッシュフラックス添加技術として、特許文献１には、連続鋳造用タンディッシュ内の溶鋼表面に、溶融温度が１５００℃以下の低融点保温材を下層側保温材として添加すると共に、溶融温度が１５８０℃超の高融点保温材を上層側保温材として添加し、溶鋼表面を２層構造で被覆する方法であって、前記下層側保温材の組成が、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３質量比が１．１～２．０であり、且つＭｇＯ含有率が１０質量％以上３０質量％未満であり、ＳｉＯ２含有率が５質量％以下であり、前記上層側保温材の組成が、ＣａＣＯ３含有率が６０質量％以上であることを特徴とする鋼の連続鋳造方法が記載されている。As a tundish flux addition technology for manufacturing such high-cleanliness steel, Patent Document 1 discloses that a low-melting-point heat insulating material having a melting temperature of 1500°C or less is applied to the surface of molten steel in a tundish for continuous casting. A method of coating the surface of molten steel with a two-layer structure by adding a high melting point heat insulating material having a melting temperature of over 1580 ° C. as an upper heat insulating material, wherein the composition of the lower heat insulating material is CaO /Al 2 O 3 mass ratio is 1.1 to 2.0, the MgO content is 10 mass% or more and less than 30 mass%, the SiO 2 content is 5 mass% or less, and the upper layer side heat insulation A process for the continuous casting of steel is described, characterized in that the composition of the material has a CaCO 3 content of 60% by weight or more.
特許文献２には、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、並びにＲ２Ｏ（Ｒ＝Ｋ、Ｒｂ、およびＣｓから選択される１種以上）を主成分とし、その合計量が８５質量％以上であり、さらに、（Ｒ２Ｏ）：５．０質量％以上、（ＭｇＯ）：５．０質量％以下、（Ｔ．Ｆｅ）＋（ＭｎＯ）：１．０質量％以下、（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）：４．０以上、（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）：０．５～１．５、１５５０℃における粘度が１．１ｐｏｉｓｅ以上を満たすフラックスを、タンディッシュに入った溶鋼上へ添加することを特徴とする鋼の製造方法が記載されている。In Patent Document 2, CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and R 2 O (R = one or more selected from K, Rb, and Cs) are the main components, and the total amount is 85% by mass or more Furthermore, (R 2 O): 5.0% by mass or more, (MgO): 5.0% by mass or less, (T.Fe) + (MnO): 1.0% by mass or less, (CaO)/ (SiO 2 ): 4.0 or more, (CaO)/(Al 2 O 3 ): 0.5 to 1.5, and a flux satisfying a viscosity of 1.1 poise or more at 1550 ° C. is applied on the molten steel in the tundish. A method for producing steel is described, which is characterized by the addition of
しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。すなわち、特許文献１では、融点の異なる保温材を二層に分けて添加する鋼の連続鋳造方法を開示しているが、下層に用いるフラックス中のＭｇＯ濃度は１０～３０質量％と高く、フラックス組成によっては融点が高位になるため、高炭素鋼のような比較的低温で鋳造する鋼種では滓化不良を起こし、本来発現すべきタンディッシュフラックスの効果が得られない場合があった。特に、上層用フラックスの広がり性に問題があった。具体的には、溶鋼上に添加された上層用フラックスは、下層用フラックスが溶融した後に広がり、そのため、上層用フラックスが溶鋼面を覆うまでの時間が、満足できるレベルまで短くはならなかった。ここで、上層用フラックスに含有されるＣａＣＯ３は、溶鋼に添加されると熱分解してＣＯ２ガスを発生させるが、このＣＯ２ガスは上層用フラックス中を抜けていくだけであり、下層用フラックスの広がりには影響を及ぼさなかった。However, the above prior art has the following problems. That is, Patent Document 1 discloses a continuous casting method for steel in which heat insulating materials having different melting points are added in two layers. Depending on the composition, the melting point may be high, so in steels that are cast at relatively low temperatures, such as high-carbon steel, slag formation may be poor, and the tundish flux effect that should be obtained may not be obtained. In particular, there was a problem with the spreadability of the flux for the upper layer. Specifically, the upper layer flux added to the molten steel spreads after the lower layer flux melts, so the time until the upper layer flux covers the molten steel surface was not shortened to a satisfactory level. Here, when CaCO3 contained in the upper layer flux is added to molten steel, it thermally decomposes to generate CO2 gas. It had no effect on flux broadening.
また、特許文献２では、添加フラックスの溶融後のスラグ粘度を規定しているが、溶鋼上へフラックスを添加した直後のフラックスは固体であり、フラックスが溶融するまでの期間の広がり性については考慮されていない。その結果、フラックスを添加した箇所に偏りが生じ、溶融後の粘性に関わらず、期待した介在物吸収性能や大気遮断効果が得られないおそれがあった。また、局所的にフラックスの被覆に偏りが生じた場合、スラグ厚みが局所的に大きくなる箇所が生じ、そのような箇所では溶鋼／スラグ界面における揺らぎが大きくなり、溶鋼の表面流速によっては粘性の高いスラグであっても溶鋼中への巻き込みが生じ得る。また、スラグ厚みが局所的に過度に薄くなる場合は、スラグ層が溶鋼流動によって破断され、破断部スラグ滴や露出した未溶融フラックスの巻き込みが生じ得る。 In addition, Patent Document 2 specifies the slag viscosity of the added flux after melting, but the flux immediately after adding the flux to the molten steel is solid, and the spread of the period until the flux melts is taken into consideration. It has not been. As a result, there is a possibility that the part where the flux is added is biased, and the expected inclusion absorption performance and atmospheric shielding effect cannot be obtained regardless of the viscosity after melting. In addition, if the coating of the flux is locally uneven, there will be places where the slag thickness is locally increased. Even high slag can be entrained in the molten steel. Also, if the slag thickness is locally excessively thin, the slag layer may be broken by molten steel flow, and slag droplets at the broken portion and exposed unmelted flux may be involved.
そこで本発明は、上記課題に鑑み、溶鋼の酸化をより十分に抑制することで溶鋼中の酸化物系非金属介在物量をより十分に低減することが可能であり、かつ、溶鋼流動によって溶鋼中に巻き込まれにくい、容器に収容された溶鋼上に添加するフラックスを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention is capable of sufficiently reducing the amount of oxide-based non-metallic inclusions in molten steel by more sufficiently suppressing the oxidation of molten steel, and To provide a flux to be added onto molten steel housed in a container, which is hard to get caught in a turbulence.
本発明の要旨構成は以下のとおりである。
［１］容器に収容された溶鋼上に、該溶鋼と接するように添加されるフラックスであって、
ＣａＯ成分と、Ａｌ２Ｏ３成分と、任意のＳｉＯ２成分とを含み、
ＣａＯ成分濃度（質量％）のＳｉＯ２成分濃度（質量％）に対する比である（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）が６．０以上であり、
ＣａＯ成分濃度（質量％）のＡｌ２Ｏ３成分濃度（質量％）に対する比である（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）が０．６～２．５であり、
前記ＣａＯ成分をもたらす粉粒体原料が、炭酸カルシウムを含むことを特徴とするフラックス。The gist and configuration of the present invention are as follows.
[1] A flux added to molten steel contained in a container so as to be in contact with the molten steel,
including a CaO component, an Al 2 O 3 component, and an optional SiO 2 component,
(CaO)/(SiO 2 ), which is the ratio of the CaO component concentration (mass%) to the SiO 2 component concentration (mass%), is 6.0 or more,
(CaO)/(Al 2 O 3 ), which is the ratio of the CaO component concentration (mass%) to the Al 2 O 3 component concentration (mass%), is 0.6 to 2.5;
A flux, wherein the granular raw material that provides the CaO component contains calcium carbonate.
［２］Ｉｇ．ｌｏｓｓ量が前記フラックスの全質量に対して９．０～３１．５質量％である、上記［１］に記載のフラックス。 [2] Ig. The flux according to [1] above, wherein the loss amount is 9.0 to 31.5% by mass with respect to the total mass of the flux.
［３］前記炭酸カルシウムの含有量が、前記フラックスの全質量に対して２５～７０質量％である、上記［１］又は［２］に記載のフラックス。 [3] The flux according to [1] or [2] above, wherein the calcium carbonate content is 25 to 70% by mass with respect to the total mass of the flux.
［４］Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２及びＢ２Ｏ３から選ばれる少なくとも一つの成分を合計で０．１～１０質量％含む、上記［１］～［３］のいずれか一項に記載のフラックス。[4] The flux according to any one of [1] to [3] above, containing 0.1 to 10% by mass in total of at least one component selected from K 2 O, TiO 2 and B 2 O 3 .
［５］Ｆ成分を含み、Ｆ成分濃度（Ｆ）が１０質量％以下である、上記［１］～［４］のいずれか一項に記載のフラックス。 [5] The flux according to any one of [1] to [4] above, which contains an F component and has an F component concentration (F) of 10% by mass or less.
［６］ＭｇＯ成分を含み、ＭｇＯ成分濃度（ＭｇＯ）が２質量％以下である、上記［１］～［５］のいずれか一項に記載のフラックス。 [6] The flux according to any one of [1] to [5] above, which contains an MgO component and has an MgO component concentration (MgO) of 2% by mass or less.
［７］前記炭酸カルシウムを含む炭酸塩の合計含有量が、前記フラックスの全質量に対して２５～７０質量％である、上記［１］～［６］のいずれか一項に記載のフラックス。 [7] The flux according to any one of [1] to [6] above, wherein the total content of carbonates including calcium carbonate is 25 to 70% by mass with respect to the total mass of the flux.
［８］Ｓ成分を含み、Ｓ成分濃度（Ｓ）が１質量％以下である、上記［１］～［７］のいずれか一項に記載のフラックス。 [8] The flux according to any one of [1] to [7] above, which contains an S component and has an S component concentration (S) of 1% by mass or less.
［９］溶融速度が２．０～７．０ｋｇ／（ｍｉｎ・ｍ２）である、上記［１］～［８］のいずれか一項に記載のフラックス。[9] The flux according to any one of [1] to [8] above, which has a melting rate of 2.0 to 7.0 kg/(min·m 2 ).
［１０］前記容器が、鋼の連続鋳造に用いるタンディッシュである、上記［１］～［９］のいずれか一項に記載のフラックス。 [10] The flux according to any one of [1] to [9] above, wherein the container is a tundish used for continuous casting of steel.
本発明のフラックスを容器に収容された溶鋼上に添加すれば、溶鋼の酸化をより十分に抑制し、溶鋼中の酸化物系非金属介在物量をより十分に低減することが可能である。また、本発明のフラックスは、溶鋼上に添加された後、溶鋼流動によって溶鋼中に巻き込まれにくい。 By adding the flux of the present invention to molten steel contained in a container, it is possible to more sufficiently suppress the oxidation of the molten steel and reduce the amount of oxide-based nonmetallic inclusions in the molten steel. Moreover, after the flux of the present invention is added onto molten steel, it is less likely to be involved in the molten steel due to molten steel flow.
本発明の実施形態によるフラックスは、容器に収容された溶鋼上に、該溶鋼と接するように添加されるものであり、種々の成分を有する粉粒体の混合物である。フラックス（粉粒体混合物）は、粉末からなってもよいし、顆粒からなってもよいし、粉末及び顆粒からなってもよい。フラックスの製造方法は特に限定されず、（ｉ）粉末からなる原料を混合して、粉末のフラックスを得る方法でもよいし、（ｉｉ）顆粒からなる原料を混合して、顆粒のフラックスを得る方法でもよいし、（ｉｉｉ）粉末からなる原料を混合して混合粉末を得た後、例えば、押出成形、中空スプレー、撹拌造粒等の方法でこの混合粉末を加工して、顆粒のフラックスを得る方法でもよい。なお、本明細書において、粉末及び顆粒の一方又は両方からなる原料を「粉粒体原料」と総称する。なお、粉粒体原料を構成する粉末は、プリメルト加工されたものであってもよい。 The flux according to the embodiment of the present invention is added to the molten steel contained in the container so as to be in contact with the molten steel, and is a mixture of granules having various components. The flux (granule mixture) may consist of powder, may consist of granules, or may consist of powder and granules. The method for producing the flux is not particularly limited, and may be (i) a method of mixing powdered raw materials to obtain a powdered flux, or (ii) a method of mixing granular raw materials to obtain a granular flux. Alternatively, (iii) after obtaining a mixed powder by mixing raw materials composed of powders, the mixed powder is processed by a method such as extrusion molding, hollow spray, agitating granulation, etc. to obtain a granule flux. can be a method. In this specification, raw materials composed of one or both of powder and granules are collectively referred to as "granule raw materials". In addition, the powder that constitutes the raw material for the granular material may be pre-melted.
本実施形態のフラックスは、ＣａＯ成分と、Ａｌ２Ｏ３成分と、任意のＳｉＯ２成分とを含み、さらに、任意で、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２及びＢ２Ｏ３から選ばれる少なくとも一つの成分を含み、さらに、任意で、Ｆ（フッ素）成分、ＭｇＯ成分、及びＳ（硫黄）成分を含み、残部はＴ．Ｆｅ成分及びＮａ２Ｏ成分などの不可避的不純物である。The flux of this embodiment includes a CaO component, an Al2O3 component, an optional SiO2 component, and optionally at least one component selected from K2O , TiO2 and B2O3 . and optionally F (fluorine) component, MgO component, and S (sulfur) component, the balance being T.I. They are unavoidable impurities such as Fe component and Na 2 O component.
ＣａＯ成分をもたらす粉粒体原料は、化学物質名として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）；酸化カルシウム（ＣａＯ）；カルシムシリケート（ＣａＳｉＯ３）、ダイカルシウムシリケート（Ｃａ２ＳｉＯ４）、及びトライカルシウムシリケート（Ｃａ３ＳｉＯ５）などのケイ酸カルシウム類；並びにカルシウムアルミネート（ＣａＡｌ２Ｏ４）のうち少なくとも一種であり、後述のとおり、本実施形態では、ＣａＯ成分をもたらす粉粒体原料が、炭酸カルシウムを含むことが肝要である。炭酸カルシウム源としては、石灰石を挙げることができる。なお、炭酸カルシウム源として、石灰石を粉砕して得た石灰石粉粒を用いてもよいし、石灰石から化学合成して得た炭酸カルシウム（通称：タンカル、または軽質タンカル）を用いてもよい。酸化カルシウム源としては、生石灰を挙げることができる。ケイ酸カルシウム類源としては、ポルトランドセメント、合成ケイ酸カルシウム、高炉スラグ、Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ、アルミナセメント、リンスラグ等を挙げることができる。カルシウムアルミネート源としては、アルミナセメントを挙げることができる。Granule raw materials that provide the CaO component include, as chemical names, calcium carbonate (CaCO 3 ); calcium oxide (CaO); calcium silicate (CaSiO 3 ), dicalcium silicate (Ca 2 SiO 4 ), and tricalcium silicate ( Ca 3 SiO 5 ) and other calcium silicates; and calcium aluminate (CaAl 2 O 4 ). It is essential to include Limestone can be mentioned as a calcium carbonate source. As the calcium carbonate source, limestone powder obtained by pulverizing limestone may be used, or calcium carbonate obtained by chemical synthesis from limestone (commonly known as tankl or light tankl) may be used. Quicklime can be mentioned as a calcium oxide source. Calcium silicate sources include Portland cement, synthetic calcium silicate, blast furnace slag, Wollastonite, alumina cement, rinse slag and the like. Calcium aluminate sources may include alumina cement.
Ａｌ２Ｏ３成分をもたらす粉粒体原料としては、化学物質名として、主に酸化アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌ２Ｏ３）を挙げることができ、その他に、カルシウムアルミネート（ＣａＡｌ２Ｏ４）、ムライト（Ａｌ６Ｓｉ２Ｏ１３）、ヘキサフルオロアルミン酸カリウム（ＡｌＦ６Ｋ３）等を含んでもよい。酸化アルミニウム（ＩＩＩ）源としては、工業製品としてのいわゆるアルミナ粉末を挙げることができる。カルシウムアルミネート源としては、アルミナセメントを挙げることができる。ムライト源としては、鉱物としてのムライトを挙げることができる。ヘキサフルオロアルミン酸カリウム源としては、カリウム氷晶石を挙げることができる。As the powdery material raw material that provides the three Al 2 O components, as a chemical substance name, aluminum oxide (III) (Al 2 O 3 ) can be mainly mentioned, and in addition, calcium aluminate (CaAl 2 O 4 ). , mullite (Al 6 Si 2 O 13 ), potassium hexafluoroaluminate (AlF 6 K 3 ), and the like. As an aluminum (III) oxide source, mention may be made of so-called alumina powder as an industrial product. Calcium aluminate sources may include alumina cement. The mullite source can include mullite as a mineral. A source of potassium hexafluoroaluminate may include potassium cryolite.
ＳｉＯ２成分をもたらす粉粒体原料は、化学物質名として、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）；カルシムシリケート（ＣａＳｉＯ３）、ダイカルシウムシリケート（Ｃａ２ＳｉＯ４）、及びトライカルシウムシリケート（Ｃａ３ＳｉＯ５）などのケイ酸カルシウム類；並びにムライト（Ａｌ６Ｓｉ２Ｏ１３）のうち少なくとも一種である。二酸化ケイ素源としては、珪藻土、珪砂、珪石、パーライト、フライアッシュ、シリカフューム、シリカフラワー、ガラス粉等を挙げることができる。ケイ酸カルシウム類源としては、ポルトランドセメント、合成ケイ酸カルシウム、高炉スラグ、Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ、アルミナセメント、リンスラグ等を挙げることができる。ムライト源としては、鉱物としてのムライトを挙げることができる。Granular raw materials that provide the SiO 2 component are chemically named silicon dioxide (SiO 2 ); calcium silicate (CaSiO 3 ), dicalcium silicate (Ca 2 SiO 4 ), and tricalcium silicate (Ca 3 SiO 5 ). and at least one of mullite (Al 6 Si 2 O 13 ). Examples of silicon dioxide sources include diatomaceous earth, silica sand, silica stone, perlite, fly ash, silica fume, silica flour, and glass powder. Calcium silicate sources include Portland cement, synthetic calcium silicate, blast furnace slag, Wollastonite, alumina cement, rinse slag and the like. The mullite source can include mullite as a mineral.
その他の成分をもたらす粉粒体原料については後述する。 Granule raw materials that provide other components will be described later.
本発明者らは、タンディッシュにおける溶鋼清浄性を確保するための添加用フラックスについて種々検討し、ＣａＯ成分をもたらす粉粒体原料が炭酸カルシウムを含むフラックスを用いることにより、これを溶鋼表面へ添加した際に良好な分散性が得られ、均一なスラグ溶融層を形成することができることを知見した。これは、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が溶鋼表面へ添加されたとき、熱分解にて発生するＣＯ２ガスにより、フラックスの溶鋼表面全体への分散を促進することができ、偏りなく直ちに均一なスラグ溶融層を形成させることができるためと考えられる。これは、フラックスの溶鋼への添加時において、未溶融部分の厚み差が５０ｍｍ以下となり、スラグ厚みのばらつきが緩和されて、スラグ厚みの均一化が達成されるためである。その結果、大気からの再酸化が抑制されるとともに、介在物吸収性が向上し、清浄度の高い鋼を得られることを見出した。The present inventors have studied various fluxes for addition to ensure the cleanliness of molten steel in the tundish, and have found that by using a flux containing calcium carbonate as a powdery or granular raw material that produces a CaO component, the flux is added to the surface of the molten steel. It has been found that good dispersibility can be obtained and a uniform molten slag layer can be formed when the slag is melted. This is because when calcium carbonate (CaCO 3 ) is added to the molten steel surface, the CO 2 gas generated by thermal decomposition can promote the dispersion of the flux over the entire surface of the molten steel. This is probably because a molten layer can be formed. This is because when flux is added to the molten steel, the difference in thickness of the unmelted portion becomes 50 mm or less, and variations in slag thickness are alleviated to achieve uniform slag thickness. As a result, they found that re-oxidation from the air is suppressed, inclusion absorption is improved, and steel with high cleanliness can be obtained.
さらに、発明者が行なった水モデル実験によると、フラックス添加後に形成されるスラグ層の厚みに偏りが多いと、スラグ層の厚みの大きい部分で溶鋼流動に伴うスラグの揺らぎが大きくなった。そして、この揺らぎに追従できなくなった一部のスラグが溶鋼流によるせん断力によりバルクスラグから切り離されて溶鋼側へ巻き込まれる場合があることがわかった。また、過度にスラグ層の厚みの薄い部分においては、溶鋼流動により溶融スラグ層が破断され、破断部のスラグ滴の巻き込みや未溶融部と溶鋼との直接接触も容易に想定された。すなわち、局所的なスラグ厚みの偏りが無くなると、溶鋼中へのスラグ巻き込みが生じ難くなる効果も生じ、このことからも、清浄度の高い鋼を得られることが分かった。 Furthermore, according to a water model experiment conducted by the inventor, if the thickness of the slag layer formed after addition of the flux was uneven, the fluctuation of the slag due to the flow of the molten steel increased in areas where the thickness of the slag layer was large. Then, it was found that some slag that could no longer follow this fluctuation was separated from the bulk slag by the shear force of the molten steel flow and was caught in the molten steel. In addition, at the portion where the slag layer is too thin, the molten slag layer is broken by the flow of the molten steel, and it is easily assumed that slag droplets are involved in the broken portion and direct contact between the unmelted portion and the molten steel. In other words, when the local unevenness in slag thickness is eliminated, there is an effect that slag is less likely to be involved in molten steel, and from this also, it has been found that steel with high cleanliness can be obtained.
このとき、（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）は６．０以上を確保する必要がある。（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）が６．０より小さいと、均一なスラグ溶融層が得られたとしても、Ａｌキルド鋼においては、以下の（１）式の反応、すなわち溶鋼中のＡｌとスラグ中ＳｉＯ２との反応が進み、再酸化が起こり得る。また、（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）は１０以上が望ましい。ここで、括弧（）内の酸化物は、スラグ中の成分、括弧［］内は溶鋼中の成分を表す。ＳｉＯ２成分は任意であるため、（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）の上限は特に限定されないが、不純物として混入されると推定されるＳｉＯ２成分を考慮すると、概ね１６０以下となる。
３（ＳｉＯ２）＋４［Ａｌ］＝３［Ｓｉ］＋２（Ａｌ２Ｏ３） ・・・（１）
At this time, it is necessary to ensure (CaO)/(SiO 2 ) to be 6.0 or more. When (CaO)/(SiO 2 ) is less than 6.0, even if a uniform slag molten layer is obtained, in Al-killed steel, the reaction of the following equation (1), that is, Al in molten steel and slag The reaction with SiO2 proceeds and re-oxidation can occur. Also, (CaO)/(SiO 2 ) is desirably 10 or more. Here, oxides in brackets ( ) represent components in slag, and brackets [ ] represent components in molten steel. Since the SiO 2 component is arbitrary, the upper limit of (CaO)/(SiO 2 ) is not particularly limited.
3( SiO2 )+4[ Al ]=3[Si]+2( Al2O3 ) (1)
また、（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）は、０．６～２．５の範囲内とする必要がある。（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）が２．５より大きいと、スラグ中に析出する固相の割合が大きくなり、介在物の吸収には不利である。一方、（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）が０．６より小さいと、飽和Ａｌ２Ｏ３濃度近傍もしくはその濃度を超えるため、Ａｌ２Ｏ３系介在物吸収の駆動力が無くなる。さらに望ましくは、（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）は１．０～２．０の範囲が良い。Also, (CaO)/(Al 2 O 3 ) should be in the range of 0.6 to 2.5. When (CaO)/(Al 2 O 3 ) is more than 2.5, the proportion of solid phases precipitated in the slag increases, which is disadvantageous for the absorption of inclusions. On the other hand, when (CaO)/(Al 2 O 3 ) is less than 0.6, the Al 2 O 3 concentration is close to or exceeds the saturated Al 2 O 3 concentration, and the driving force for absorption of Al 2 O 3 inclusions is lost. More desirably, (CaO)/(Al 2 O 3 ) is in the range of 1.0 to 2.0.
また、本発明のフラックスについて、より優れた効果を発現するためには（ＣａＯ）、（ＳｉＯ２）、及び（Ａｌ２Ｏ３）の合計量が８０質量％以上であることが望ましい。In addition, the total amount of (CaO), (SiO 2 ) and (Al 2 O 3 ) is desirably 80% by mass or more in order to exhibit more excellent effects in the flux of the present invention.
ここで、ＣａＯ成分濃度（ＣａＯ）は、フラックス中の全カルシウム濃度（質量％）×１．４０を示す。「全カルシウム濃度」は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＣａ濃度（Ｔ．Ｃａ）である。また、ＳｉＯ２成分濃度（ＳｉＯ２）は、フラックス中の全ケイ素濃度（質量％）×２．１４を示す。「全ケイ素濃度」は、例えば、ＩＣＰ発光分光分析により得られるＳｉ濃度（Ｔ．Ｓｉ）である。また、Ａｌ２Ｏ３成分濃度（Ａｌ２Ｏ３）は、フラックス中の全アルミニウム濃度（質量％）×１．８９を示す。「全アルミニウム濃度」は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＡｌ濃度（Ｔ．Ａｌ）である。Here, the CaO component concentration (CaO) indicates the total calcium concentration (% by mass)×1.40 in the flux. "Total calcium concentration" is Ca concentration (T.Ca) obtained by, for example, ICP emission spectrometry. Also, the SiO 2 component concentration (SiO 2 ) indicates the total silicon concentration (mass %)×2.14 in the flux. "Total silicon concentration" is, for example, the Si concentration (T.Si) obtained by ICP emission spectroscopy. Also, the Al 2 O 3 component concentration (Al 2 O 3 ) indicates the total aluminum concentration (mass %)×1.89 in the flux. "Total aluminum concentration" is the Al concentration (T.Al) obtained, for example, by ICP emission spectrometry.
以上説明した本発明のフラックスによれば、溶鋼表面添加時に良好な分散性を発揮することで、均一な厚みの粉体層及びスラグ溶融層を形成し、溶鋼の再酸化抑制および高い介在物吸収性を発揮する。また、スラグ厚みの偏りが生じないため、溶鋼中にスラグが巻き込まれにくい。これにより、極めて高い清浄性を有した鋼を製造することができる。 According to the flux of the present invention described above, by exhibiting good dispersibility when added to the surface of molten steel, a powder layer and a molten slag layer of uniform thickness are formed, reoxidation of molten steel is suppressed, and inclusions are highly absorbed. demonstrate sexuality. In addition, since the slag thickness is not uneven, the slag is less likely to be caught in the molten steel. This makes it possible to produce steel with extremely high cleanliness.
なお、本発明で規定するフラックスの各成分濃度は、フラックスをＩＣＰ発光分光分析法（高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法）などの分析法にて分析した結果に基づいて、得られる値である。また、粉粒体原料として炭酸塩を用いる場合や、多少なり揮発分が含まれる場合等、フラックス中にはＩｇ．ｌｏｓｓすなわち強熱減量分が存在するが、溶鋼温度下ではいずれも除去されるため、本発明の範囲には考慮しない。つまり、各成分の濃度を求める際に、分母のフラックス質量からＩｇ．ｌｏｓｓ分の質量を差し引く。 The concentration of each component of the flux defined in the present invention is a value obtained based on the result of analyzing the flux by an analysis method such as ICP emission spectrometry (high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry). In addition, when carbonate is used as a raw material for granules, or when a certain amount of volatile matter is contained in the flux, Ig. Loss, that is, loss on ignition exists, but it is not considered within the scope of the present invention because it is removed at the temperature of the molten steel. That is, when obtaining the concentration of each component, Ig. Subtract the mass for loss.
さらに、本発明者らは上述したフラックス中の炭酸カルシウムＣａＣＯ３について、適切な含有量があることを見出した。フラックス中の炭酸カルシウムの含有量が、フラックス（粉粒体混合物）の全質量に対して７０質量％よりも多い場合、熱分解時に発生するＣＯ２ガス量が増加し、フラックスの飛散量が増加することで、作業環境が悪化するため好ましくない。また、炭酸カルシウムの熱分解は吸熱反応であるため、保温性の悪化にもつながる。それに対し、フラックス中の炭酸カルシウムの含有量が、フラックス（粉粒体混合物）の全質量に対して２５質量％よりも小さい場合、熱分解時の発生ＣＯ２ガス量が少なく、フラックスの十分な分散性が得られない。したがって、フラックス中の炭酸カルシウムの含有量は、フラックス（粉粒体混合物）の全質量に対して２５～７０質量％とするのが良い。また、Ｋ２Ｏ成分やＭｇＯ成分をフラックス中に含有する場合は、炭酸カリウムＫ２ＣＯ３や炭酸マグネシウムＭｇＣＯ３を粉粒体原料として使用してもよく、その際は、炭酸カルシウムに炭酸カリウムや炭酸マグネシウムを考慮したフラックス中の炭酸塩の合計量が、フラックス（粉粒体混合物）の全質量に対して２５～７０質量％とするのが良い。Furthermore, the inventors have found that there is an appropriate content of calcium carbonate CaCO3 in the flux described above. If the content of calcium carbonate in the flux is more than 70% by mass with respect to the total mass of the flux (granule mixture), the amount of CO2 gas generated during thermal decomposition increases, and the amount of flux scattering increases. This is not preferable because it deteriorates the working environment. Moreover, since the thermal decomposition of calcium carbonate is an endothermic reaction, it also leads to deterioration of heat retention. On the other hand, when the content of calcium carbonate in the flux is less than 25% by mass with respect to the total mass of the flux (particle mixture), the amount of CO2 gas generated during thermal decomposition is small, and the flux is sufficiently Dispersibility cannot be obtained. Therefore, the content of calcium carbonate in the flux is preferably 25 to 70% by mass with respect to the total mass of the flux (particle mixture). Further, when the K 2 O component or MgO component is contained in the flux, potassium carbonate K 2 CO 3 or magnesium carbonate MgCO 3 may be used as the raw material for the granules. and magnesium carbonate, the total amount of carbonate in the flux should be 25 to 70% by mass with respect to the total mass of the flux (granule mixture).
また、上述したように、フラックス中の炭酸カルシウム等の炭酸塩は溶鋼上に添加されると熱分解してＣＯ２ガスが発生する。加熱により減量するＣＯ２ガスの量は、強熱減量（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｌｏｓｓ；Ｉｇ．ｌｏｓｓ）として評価される。は、Ｉｇ．ｌｏｓｓは、乾燥試料を高温で加熱し、加熱前後の質量比を算出することで求められる。本発明では、フラックス（粉粒体混合物）の全質量に対するＩｇ．ｌｏｓｓ量の範囲を９．０～３１．５質量％とするのが良い。Ｉｇ．ｌｏｓｓ量が９．０質量％より少ないと、フラックスの十分な分散性が得られない。Ｉｇ．ｌｏｓｓ量が３１．５質量％を超えると、熱分解時に発生するＣＯ２ガス量が増加し、フラックスの飛散量が増加することで、作業環境が悪化するため好ましくない。また、炭酸塩の熱分解は吸熱反応であるため、保温性の悪化にもつながる。In addition, as described above, when the carbonate such as calcium carbonate in the flux is added to the molten steel, it is thermally decomposed to generate CO2 gas. The amount of CO 2 gas lost by heating is evaluated as Ignition Loss (Ig. loss). is Ig. The loss is obtained by heating a dry sample at a high temperature and calculating the mass ratio before and after heating. In the present invention, Ig. for the total mass of flux (particle mixture). It is preferable to set the loss amount range to 9.0 to 31.5% by mass. Ig. If the loss amount is less than 9.0% by mass, sufficient dispersibility of the flux cannot be obtained. Ig. If the loss amount exceeds 31.5% by mass, the amount of CO 2 gas generated during thermal decomposition increases and the amount of flux scattering increases, which deteriorates the working environment, which is not preferable. In addition, since the thermal decomposition of carbonate is an endothermic reaction, it also leads to deterioration of heat retention.
加えて、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２及びＢ２Ｏ３から選ばれる少なくとも一つの成分をフラックス中に含有することで、良好な介在物吸収性が得られることが分かった。Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２及びＢ２Ｏ３はスラグ粘度の過度な低下を招くことなく、溶鋼－スラグ間の界面張力を低下させることができるため、溶鋼－スラグ界面に到達した介在物の吸収促進に有利である。効果発現のためには、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２及びＢ２Ｏ３から選ばれる１種または２種以上の成分の合計量が０．１質量％以上であることが望ましく、さらに望ましくは合計量が５質量％以上である。一方、これらの成分を多量に含むと発塵や環境制約の問題が発現してくるため、合計量は１０質量％以下にするのが好ましい。なお、Ｋ２Ｏ成分をもたらす粉粒体原料は、化学物質名として、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、フッ化カリウム（ＫＦ）、及びヘキサフルオロアルミン酸カリウム（ＡｌＦ６Ｋ３）のうち少なくとも一種である。酸化カリウム源としては、酸化カリウム粉末を挙げることができ、炭酸カリウム源としては、炭酸カリウム粉末を挙げることができ、フッ化カリウム源としては、フッ化カリウム粉末を挙げることができ、ヘキサフルオロアルミン酸カリウム源としては、カリウム氷晶石を挙げることができる。ＴｉＯ２成分をもたらす粉粒体原料は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）である。二酸化チタン源としては、二酸化チタン粉末を挙げることができる。Ｂ２Ｏ３成分をもたらす粉粒体原料は、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、コレマナイト（Ｃａ２Ｂ６Ｏ１１・５Ｈ２Ｏ）、及びホウ砂（Ｎａ２Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４・１０Ｈ２Ｏ）のうち少なくとも一種である。ホウ酸源としては、ホウ酸粉末を挙げることができ、コレマナイト源としては、コレマナイト粉末を挙げることができ、ホウ砂源としては、ホウ砂粉末を挙げることができる。なお、Ｂ２Ｏ３成分をもたらす粉粒体原料を他の酸化物と混合させて、一旦溶融させたプリメルト原料を用いてもよい。Ｋ２Ｏ成分濃度（Ｋ２Ｏ）は、フラックス中の全カリウム濃度（質量％）×１．２０を示す。「全カリウム濃度」は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＫ濃度（Ｔ．Ｋ）である。ＴｉＯ２成分濃度（ＴｉＯ２）は、フラックス中の全チタン濃度（質量％）×１．６７を示す。「全チタン濃度」は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＴｉ濃度（Ｔ．Ｔｉ）である。Ｂ２Ｏ３成分濃度（Ｂ２Ｏ３）は、フラックス中の全ホウ素濃度（質量％）×３．２２を示す。「全ホウ素濃度」は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＢ濃度（Ｔ．Ｂ）である。In addition, it was found that good absorption of inclusions can be obtained by including at least one component selected from K 2 O, TiO 2 and B 2 O 3 in the flux. Since K 2 O, TiO 2 and B 2 O 3 can reduce the interfacial tension between molten steel and slag without causing an excessive decrease in slag viscosity, they promote the absorption of inclusions that have reached the interface between molten steel and slag. It is advantageous to In order to exhibit the effect, the total amount of one or more components selected from K 2 O, TiO 2 and B 2 O 3 is preferably 0.1% by mass or more, more preferably the total amount is 5% by mass or more. On the other hand, if these components are included in a large amount, problems such as dust generation and environmental restrictions arise, so the total amount is preferably 10% by mass or less. In addition, the granule raw materials that provide the K 2 O component have the chemical names of potassium oxide (K 2 O), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), potassium fluoride (KF), and potassium hexafluoroaluminate ( AlF 6 K 3 ). Examples of the potassium oxide source include potassium oxide powder, examples of the potassium carbonate source include potassium carbonate powder, examples of the potassium fluoride source include potassium fluoride powder, and hexafluoroaluminate. Potassium acid sources may include potassium cryolite. A particulate raw material that provides the TiO 2 component is titanium dioxide (TiO 2 ). Titanium dioxide sources may include titanium dioxide powder. Granular materials that provide the B2O3 component are boric acid ( H3BO3 ), colemanite ( Ca2B6O11.5H2O ) , and borax ( Na2B4O5 (OH) 4 - 10H 2 O). The boric acid source may include boric acid powder, the colemanite source may include colemanite powder, and the borax source may include borax powder. In addition, a pre-melt raw material obtained by mixing a granular raw material that provides the three B 2 O components with other oxides and once melting the mixture may be used. The K 2 O component concentration (K 2 O) indicates the total potassium concentration (% by mass)×1.20 in the flux. "Total potassium concentration" is the K concentration (T.K) obtained, for example, by ICP emission spectroscopy. The TiO 2 component concentration (TiO 2 ) indicates the total titanium concentration (mass %)×1.67 in the flux. "Total titanium concentration" is, for example, Ti concentration (T.Ti) obtained by ICP emission spectrometry. The B 2 O 3 component concentration (B 2 O 3 ) indicates the total boron concentration (% by mass)×3.22 in the flux. The "total boron concentration" is, for example, the B concentration (T.B) obtained by ICP emission spectrometry.
また、Ｆ成分を含有させることで、良好な滓化性が得られる。例えば、高炭素鋼の場合、一般的な低炭素鋼と比べて連続鋳造時のタンディッシュ内溶鋼温度が低いため、フラックス組成によっては十分な滓化速度を確保できない可能性がある。そこで、Ｆ成分を含有させることで低温鋳造の場合でも、優れた滓化性が得られる。ただし、スラグ中にＦ成分を多量に含有することは環境面から望ましくなく、また、著しくスラグ粘度を低減させることでスラグ巻き込みによる溶鋼汚染を招き得るため、Ｆ成分濃度は１０質量％以下であることが良い。ここで、Ｆ成分をもたらす粉粒体原料は、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カリウム（ＫＦ）、及びヘキサフルオロアルミン酸カリウム（ＡｌＦ６Ｋ３）のうち少なくとも一種である。フッ化カルシウム源としては、蛍石を挙げることができ、フッ化マグネシウム源としては、フッ化マグネシウム粉末を挙げることができ、フッ化カリウム源としては、フッ化カリウム粉末を挙げることができ、ヘキサフルオロアルミン酸カリウム源としては、カリウム氷晶石を挙げることができる。Ｆ成分濃度は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＦ濃度（Ｔ．Ｆ）である。In addition, by containing the F component, good slag forming properties can be obtained. For example, in the case of high-carbon steel, the temperature of molten steel in the tundish during continuous casting is lower than that of general low-carbon steel. Therefore, by including the F component, excellent slag forming properties can be obtained even in the case of low-temperature casting. However, it is not desirable from an environmental point of view to contain a large amount of the F component in the slag, and it may lead to contamination of molten steel due to slag entrainment by significantly reducing the slag viscosity, so the F component concentration is 10% by mass or less. that's good Here, the powdery or granular raw material that provides the F component is calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), potassium fluoride (KF), or potassium hexafluoroaluminate (AlF 6 K 3 ). at least one. Examples of the calcium fluoride source include fluorite, examples of the magnesium fluoride source include magnesium fluoride powder, and examples of the potassium fluoride source include potassium fluoride powder. A potassium fluoroaluminate source may include potassium cryolite. The F component concentration is, for example, the F concentration (T.F) obtained by ICP emission spectrometry.
加えて、フラックス中のＭｇＯ成分は耐火物保護の観点から含有しても良いが、高濃度になると融点増加や過度なスラグ粘度の低下を招くため、ＭｇＯ成分濃度は２質量％以下であることが望ましい。ＭｇＯ成分濃度は低いほど望ましいため下限は設けないが、さらに好ましくは１．５質量％以下である。ＭｇＯ成分をもたらす粉粒体原料は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）の一方又は両方である。ＭｇＯ成分濃度（ＭｇＯ）は、フラックス中の全マグネシウム濃度（質量％）×１．６６を示す。「全マグネシウム濃度」は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＭｇ濃度（Ｔ．Ｍｇ）である。In addition, the MgO component in the flux may be contained from the viewpoint of refractory protection, but if the concentration becomes high, the melting point increases and the slag viscosity excessively decreases, so the MgO component concentration should be 2% by mass or less. is desirable. Since the MgO component concentration is preferably as low as possible, there is no lower limit, but it is more preferably 1.5% by mass or less. The granular raw material that provides the MgO component is one or both of magnesium oxide (MgO) and magnesium carbonate (MgCO 3 ). The MgO component concentration (MgO) indicates the total magnesium concentration (mass %)×1.66 in the flux. "Total magnesium concentration" is the Mg concentration (T.Mg) obtained, for example, by ICP emission spectroscopy.
さらに、フラックス中のＳ成分濃度についても好適な範囲があることが分かった。すなわち、Ｓ成分濃度が１質量％より多いと、溶鋼へフラックスを添加しスラグを形成した際に、溶鋼中へのＳピックアップが生じ得る。溶鋼中のＳ成分が増加すると、溶鋼中あるいは凝固時に生成する硫化物量も増加することになり、材料特性の劣化を引き起こす。したがって、Ｓ成分濃度は１質量％以下であるのが良い。Ｓ濃度は低いほど望ましいため下限は設けないが、さらに好ましくは０．１質量％以下である。Ｓ成分は、主に、種々の粉粒体原料、特にポルトランドセメント及び高炉スラグ中の不純物に由来する。Ｓ成分濃度は、例えばＩＣＰ発光分光分析により得られるＳ濃度（Ｔ．Ｓ）である。 Furthermore, it was found that there is a suitable range for the S component concentration in the flux. That is, if the S component concentration is more than 1% by mass, S may be picked up into molten steel when flux is added to molten steel to form slag. When the S component in molten steel increases, the amount of sulfides generated in the molten steel or during solidification also increases, causing deterioration of material properties. Therefore, the S component concentration is preferably 1% by mass or less. Since the lower the S concentration is, the more desirable it is, there is no lower limit, but it is more preferably 0.1% by mass or less. The S component is mainly derived from impurities in various granular raw materials, especially Portland cement and blast furnace slag. The S component concentration is, for example, the S concentration (T.S) obtained by ICP emission spectrometry.
成分の残部については、Ｆｅ酸化物やＮａ２Ｏのような不可避的不純物であり、合計で２．０質量％以下である。Ｔ．Ｆｅ成分は、主にポルトランドセメント及び高炉スラグ等の粉粒体原料中の不純物に由来する。Ｎａ２Ｏ成分は、ホウ砂をはじめとする各種粉粒体原料中の不純物に由来する。The rest of the components are unavoidable impurities such as Fe oxides and Na 2 O, and the total amount is 2.0% by mass or less. T. The Fe component is mainly derived from impurities in powdery or grainy raw materials such as Portland cement and blast furnace slag. The Na 2 O component is derived from impurities in various powdery or granular raw materials such as borax.
さらに、本発明のフラックスを溶鋼に添加した際、適切な溶融速度を確保することが清浄な溶鋼を得るために重要であることが分かった。すなわち、フラックスを溶鋼上へ添加した際、２．０ｋｇ／（ｍｉｎ・ｍ２）以上の溶融速度であるとき、直ちに溶鋼上で均一な溶融スラグ層を形成でき、大気酸化の抑制や介在物吸収に対して効果的である。ここで、フラックスの溶融速度は、次のように求めることができる。まず、高周波炉溶解炉等で１４８０℃に温度調整した溶鋼上にフラックスを添加し、所定の溶融層厚みに到達するまでの時間を測定する。次に得られた所定溶融層厚みまでの到達時間および高周波炉溶解炉等の断面積でフラックス溶融重量を除すことでフラックスの溶融速度が求められる。なお、断面積当たりのフラックス添加量は、２８．２ｋｇ／ｍ２とし、「所定溶融層厚み」は４．２ｍｍとする。この溶融層厚みは、添加したフラックスの約９０％が溶融したと想定される厚みに相当する。Furthermore, it has been found that it is important to ensure an appropriate melting rate in order to obtain clean molten steel when the flux of the present invention is added to molten steel. That is, when flux is added to molten steel, when the melting rate is 2.0 kg/(min·m 2 ) or more, a uniform molten slag layer can be immediately formed on the molten steel, suppressing atmospheric oxidation and absorbing inclusions. effective against Here, the flux melting rate can be determined as follows. First, flux is added to molten steel whose temperature is adjusted to 1480° C. in a high-frequency melting furnace or the like, and the time required to reach a predetermined molten layer thickness is measured. Next, the melting rate of the flux is obtained by dividing the weight of the molten flux by the obtained arrival time to reach a predetermined thickness of the molten layer and the cross-sectional area of the high-frequency melting furnace or the like. The amount of flux added per cross-sectional area is 28.2 kg/m 2 and the "predetermined molten layer thickness" is 4.2 mm. This melted layer thickness corresponds to a thickness that is assumed to melt about 90% of the added flux.
フラックスの溶融速度が２．０ｋｇ／（ｍｉｎ・ｍ２）未満のとき、スラグ液相の形成が遅れ、溶鋼が大気に晒される時間が増加するため、汚染部位が増加する。さらに、スラグ液相形成が遅れると、溶鋼／スラグ界面に浮上した介在物の吸収ができず、同じく溶鋼の清浄性を悪化させる要因となる。また、フラックスの溶融速度が７．０ｋｇ／（ｍｉｎ・ｍ２）を超えるとき、スラグ液相の形成が過剰に速くなるため、添加したフラックス上部の未溶融スラグ層が形成されずに溶鋼表面の保温が著しく低下し、凝固したスラグ層表面はロングノズル挿入を阻害したり、排滓性が悪化するなど、操業面での問題が発生しやすくなる。以上から、フラックスを溶鋼へ添加した際の溶融速度は２．０～７．０ｋｇ／（ｍｉｎ・ｍ２）であることが良い。本発明のフラックスをタンディッシュフラックスとして使用する場合、フラックスの溶融速度は２．７～５．６ｋｇ／（ｍｉｎ・ｍ２）であることが好ましい。When the melting rate of the flux is less than 2.0 kg/(min·m 2 ), the formation of the slag liquid phase is delayed, and the time during which the molten steel is exposed to the atmosphere increases, resulting in an increase in the number of contaminated sites. Furthermore, if the formation of the slag liquid phase is delayed, the inclusions floating on the molten steel/slag interface cannot be absorbed, which also becomes a factor of deteriorating the cleanliness of the molten steel. In addition, when the melting rate of the flux exceeds 7.0 kg/(min·m 2 ), the formation of the slag liquid phase becomes excessively fast, so the unmelted slag layer on the top of the added flux is not formed, and the surface of the molten steel is The heat retention is significantly reduced, and the solidified slag layer surface hinders the insertion of the long nozzle, and the slag discharge property is deteriorated, making it easier for problems in terms of operation to occur. From the above, the melting rate when adding flux to molten steel is preferably 2.0 to 7.0 kg/(min·m 2 ). When the flux of the present invention is used as a tundish flux, the flux preferably has a melting rate of 2.7 to 5.6 kg/(min·m 2 ).
また、本発明のフラックスを溶鋼に添加した際、未溶融部分の厚みの均一性が鋼の品質向上に重要であることが判明した。すなわち、フラックスを溶鋼に添加した３分後において、フラックスの厚みの最大部位と最小部位との差が５０ｍｍ以下になる時、溶鋼の被覆性が十分に高まり、大気酸化の抑制、断熱性、均一な溶融スラグ層の形成が達成される。当該フラックス厚み差が５０ｍｍ超えの場合は、これらの効果が損なわれ、特に均一なスラグ形成が損なわれた。ここで、フラックス厚みは、金属製の棒をタンディッシュ内の溶鋼湯面まで浸漬させて引き上げた後、棒の表面に付着した溶融スラグおよび未溶融フラックスから、測定することができる。なお、これは測定法の一例であり、この方法に限定されるものではない。 It was also found that when the flux of the present invention is added to molten steel, the uniformity of the thickness of the unmelted portion is important for improving the quality of the steel. That is, three minutes after the flux is added to the molten steel, when the difference between the thickest part and the thinnest part of the flux is 50 mm or less, the coverage of the molten steel is sufficiently improved, suppressing atmospheric oxidation, providing heat insulation, uniformity, and uniformity. formation of a strong molten slag layer is achieved. When the flux thickness difference exceeded 50 mm, these effects were impaired, particularly uniform slag formation was impaired. Here, the flux thickness can be measured from the molten slag and unmelted flux adhering to the surface of the metal bar after dipping the metal bar to the surface of the molten steel in the tundish and pulling it up. In addition, this is an example of the measuring method, and is not limited to this method.
１チャージの溶鋼量が約２００トン規模の実機にて、転炉－取鍋精錬炉－ＲＨ真空脱ガス炉－連続鋳造の工程で高清浄度鋼の代表として挙げられる軸受け鋼を製造した。連続鋳造において、溶鋼をタンディッシュ満杯まで注ぎあげた後、表１に示すフラックスをタンディッシュ内の溶鋼上に添加した。軸受け鋼の成分組成は、炭素濃度０．９０質量％以上１．１０質量％以下、ケイ素濃度０．１５質量％以上０．２５質量％以下、マンガン濃度０．４５質量％以下、リン濃度０．０２０質量％以下、イオウ濃度０．００５０質量％以下、アルミニウム濃度０．０３０質量％以下、クロム濃度１．４質量％以上１．７質量％以下、窒素濃度０．００５０質量％以下、残部は鉄及び不可避的不純物である。既述の方法で測定したフラックス溶融速度及びフラックス厚み差も表１に示す。ＲＨ真空脱ガス処理終了時および連続鋳造定常時におけるタンディッシュにて溶鋼サンプルを採取し、鋼中のトータル酸素濃度を測定し、その変化量Δ［Ｔ．Ｏ．］を測定した。結果を表１に示す。トータル酸素濃度は、鋼中に存在する酸化物系介在物分の酸素も測定していることから、例えば、トータル酸素濃度の減少はすなわち、鋼中に存在する酸化物系介在物個数の減少を示す。 Using an actual machine with a scale of approximately 200 tons of molten steel per charge, bearing steel, which is representative of high-cleanliness steel, was manufactured through the process of converter, ladle refining furnace, RH vacuum degassing furnace, and continuous casting. In continuous casting, after pouring molten steel to the top of the tundish, the flux shown in Table 1 was added to the molten steel in the tundish. The chemical composition of the bearing steel has a carbon concentration of 0.90% by mass or more and 1.10% by mass or less, a silicon concentration of 0.15% by mass or more and 0.25% by mass or less, a manganese concentration of 0.45% by mass or less, and a phosphorus concentration of 0.45% by mass or less. 020 mass% or less, sulfur concentration 0.0050 mass% or less, aluminum concentration 0.030 mass% or less, chromium concentration 1.4 mass% or more and 1.7 mass% or less, nitrogen concentration 0.0050 mass% or less, the balance being iron and unavoidable impurities. Table 1 also shows the flux melting rate and flux thickness difference measured by the method described above. Molten steel samples were collected from the tundish at the end of the RH vacuum degassing process and at the steady state of continuous casting, the total oxygen concentration in the steel was measured, and the amount of change Δ [T. O. ] was measured. Table 1 shows the results. Since the total oxygen concentration also measures oxygen for the oxide inclusions present in the steel, for example, a decrease in the total oxygen concentration means a decrease in the number of oxide inclusions present in the steel. show.
本発明例においては、ＲＨからタンディッシュにおける鋼中トータル酸素量の変化が０．０００２質量％以下と比較的低位であった。一方、フラックスが本発明の条件を満たさない比較例においては、ＲＨからタンディッシュにおける鋼中トータル酸素濃度の変化が０．０００５質量％以上と高位であり、溶鋼を汚染する結果であった。 In the examples of the present invention, the change in the total oxygen content in the steel from the RH to the tundish was relatively low at 0.0002% by mass or less. On the other hand, in the comparative example in which the flux did not satisfy the conditions of the present invention, the change in the total oxygen concentration in the steel from the RH to the tundish was as high as 0.0005% by mass or more, resulting in contamination of the molten steel.
上記実施例は、本発明に係るフラックスをタンディッシュ内の溶鋼に添加する場合について示したが、本発明に係るフラックスの利用は、タンディッシュに限定されない。鋼の連続鋳造用の鋳型（モールドフラックス）、鋼の造塊や鋳鉄の鋳造用の鋳型（インゴットフラックス）、あるいは取鍋に保持された溶鋼や溶鉄の保温材などとしても利用できる。 Although the above examples show the case where the flux according to the present invention is added to the molten steel in the tundish, the use of the flux according to the present invention is not limited to the tundish. It can also be used as a mold for continuous steel casting (mold flux), a mold for steel ingot making or cast iron casting (ingot flux), or as a heat insulating material for molten steel or molten iron held in a ladle.
本発明のフラックスを容器に収容された溶鋼上に添加すれば、溶鋼の酸化をより十分に抑制し、溶鋼中の酸化物系非金属介在物量をより十分に低減することが可能である。そのため、高清浄度の鋼を製造することができる。また、本発明のフラックスは、溶鋼上に添加された後、溶鋼流動によって溶鋼中に巻き込まれにくい。 By adding the flux of the present invention to molten steel contained in a container, it is possible to more sufficiently suppress the oxidation of the molten steel and reduce the amount of oxide-based nonmetallic inclusions in the molten steel. Therefore, steel with high cleanliness can be produced. Moreover, after the flux of the present invention is added onto molten steel, it is less likely to be involved in the molten steel due to molten steel flow.
Claims (7)
ＣａＯ成分と、Ａｌ２Ｏ３成分と、任意のＳｉＯ２成分とを含み、
ＣａＯ成分濃度（質量％）のＳｉＯ２成分濃度（質量％）に対する比である（ＣａＯ）／（ＳｉＯ２）が６．０以上であり、
ＣａＯ成分濃度（質量％）のＡｌ２Ｏ３成分濃度（質量％）に対する比である（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）が０．６～２．５であり、
前記ＣａＯ成分をもたらす粉粒体原料が、炭酸カルシウムを含み、
前記炭酸カルシウムを含む炭酸塩の合計含有量が、前記フラックスの全質量に対して２５～７０質量％であり、
Ｉｇ．ｌｏｓｓ量が前記フラックスの全質量に対して１２．１～３１．５質量％であることを特徴とするフラックス。 A flux added to the molten steel contained in a container so as to be in contact with the molten steel,
including a CaO component, an Al 2 O 3 component, and an optional SiO 2 component,
(CaO)/(SiO 2 ), which is the ratio of the CaO component concentration (mass%) to the SiO 2 component concentration (mass%), is 6.0 or more,
(CaO)/(Al 2 O 3 ), which is the ratio of the CaO component concentration (mass%) to the Al 2 O 3 component concentration (mass%), is 0.6 to 2.5;
The granular raw material that provides the CaO component contains calcium carbonate,
The total content of carbonates containing calcium carbonate is 25 to 70% by mass with respect to the total mass of the flux,
Ig. A flux having a loss amount of 12.1 to 31.5% by mass with respect to the total mass of the flux .
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