JPH03198953A - 溶鋼中の介在物除去用耐火材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶鋼中に懸濁する非金属介在物を吸着除去（以
下単に除去と称する）する耐火材として溶鋼容器例えば
タンデイツシュの内張り構造、堰、添加用の粒状または
板状の耐火材等に使用する石灰質耐人材に関する。

（従来の技術） 石灰質は溶鋼中に溶出しても溶鋼を汚染しないことに加
えて溶鋼中の介在物を吸着し、鋼の清浄化に極めて効果
的であり、従来より石灰質の耐火材を溶鋼中に設置する
ことによって溶鋼中の非金属介在物の吸着分離を促進す
ることが提案されている。その石灰質耐火材の材質とし
て例えば特開昭６２−７６６４号公報が示されている。

溶鋼の連続鋳造において、取鍋内の溶鋼中にスラブ、脱
酸生成物、耐火物より起因する非金属介在物が懸濁して
いると、その一部はタンデイツシュ内で浮上できずに浸
漬ノズル内に流入してノズル閉塞の原因となったり、鋳
型内に流入して鋳片の表面欠陥や内部欠陥の原因となっ
たりする。このため従来より非金属介在物の低減を目的
とした種々の対策、すなわちタンデイツシュの大型化、
ガスシール、堰のＳ置、非金属介在物吸着耐火材の使用
等が提案されている。このタンデイツシュにおける非金
属介在物を吸着する方法としては。

例えば特開昭５９−１８９０５０号公報に石灰質耐火材
を使用することが提案されている。

一方、石灰質耐火材は水分との反応による消化［ＣａＯ
＋　ＨａＯ→Ｃａ（ＯＨ）ｚ）の問題が実用化の最大の
ネックになっている。そこで例えば、特開昭６１−３６
１７８号公報に見られるように、ＣＯ２ガス雰囲気下の
加熱によって表面にＣａＣＯ３薄膜を形成した耐消化性
の石灰質クリンカーを使用し、この問題を解決している
。

（発明が解決しようとする課題） 最近の鋼の高級化指向により、石灰質耐火材の非金属介
在物の除去の機能を更に向上させることが強く望まれて
いる。

また、注入初期や取鍋交換時といった非定常部に非金属
介在物が増加して１品質が悪化しており、この部分の溶
鋼を定常部と同様の品質にする必要があるが、従来の石
灰質耐大物の使用方法ではこの非定常部にだけ高い介在
物吸着効果を得ることはできなかった。

石灰質耐火材において有機繊維等の繊維物質を添加し、
連続気孔を形成させ、溶鋼との接触面積を拡大すること
で介在物吸着除去を促進させることが知られている。し
かし、繊維物質の添加による介在物除去の効果は小さく
、繊維物質の径を太くしたり、添加量を増すこと等を行
えば効果が大きくなるが、繊維物質は分散性が悪いので
その添加量は自ずと限界があり、しかも多量の添加は耐
食性を低下させる。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
。

重量割合でＣａＯを　９〜９０％、ＭｇＯを９〜８０％
、ＣａＦ２を０．１−１５％を主成分としてなることを
特徴とする溶鋼中の介在物除去用の耐火材または、粒子
表面にＣａＣＯ３層を形成した石灰質クリンカー３０〜
９５％、ホタル石を０．１〜２０％と残部がマグネシア
クリンカー、石灰石、ドロマイトクリンカ−スピネルク
リンカ−より選ばれる一種または二種以上を主材とした
配合物と、適量の結合剤よりなることを特徴とする溶鋼
中の介在物除去用耐火材。

また、前記結合剤が水ガラスである前記各耐火材であり
、この耐火物を種々の形態でタンデイツシュ内に設置し
て連続紡速のタンデイツシュの溶鋼と接触させることに
より溶鋼中の主にアルミナ系介在物を除去するものであ
る。

（作　用） 本発明者らは上記課題の解決を目的として種々の実験・
検討を繰り返した。なお、以下で示す％はすべて重量％
とする。

第１表の実施例１の配合組成において、ホタル石の割合
をＣａＦ２換算で変化させた配合物を厚さ４０Ｉに成形
した試験片上にＡ１□０３純度９９％のアルミナ粉１０
ｇを乗せ、１５５０℃で１０分間加熱した後、試験片の
Ａｌ２Ｏ３含有率を化学分析によって調査した結果、第
１図に示すようにＣａＦ２を添加することによりアルミ
ナの吸収量が増加し、これがＣａＦ２含有量が高いほど
大きいことを発見した。これらの耐火物はコーテイング
材や堰に成形しても良く、粒状やボード状に成形しても
よい。また１石灰質の耐火材の表面に塗布してもよい。

本発明の耐火材における組成配分の観点から説明すると
、　　ＣａＯ量は９％未満では介在物除去効果が得られ
ず、９０％を越えると耐消化性および耐食性に劣る。

また、ＣａＦ２の添加の主目的は上記の通りであるが、
耐消化性を向上させる効果も持つ。一方、ＣａＦ２の添
加量を増加させると耐食性が低下し、２０％以上のＣａ
Ｆ、を含むと耐火材自体が溶融してしまう。耐食性の要
求されるコーテイング材や堰の場合には、耐食性も考慮
した適正なＣａＦ、添加量は０．１〜１０％であり、耐
食性や強度の要求されない粒状耐火材や塗布材の場合に
は０．１〜１５％でよい。

タンデイツシュのコーティングに使用する際には、必要
に応じて施工水分を添加し、内張り表面にｌθ〜３０ｍ
ｍ程度の厚さにコテ塗りあるいは吹き付ける。

本発明の耐火材を粒状にすることによって表面積を大き
くして介在物吸着効果を大きくすることが可能である。

粒は２ｍ鴎より小さいと浮上しにくくなり、鋳片にまで
持ち来されて欠陥となることがある。一方、　５０ｍｍ
より大きいと表面積が小さくなり介在物除去効果が小さ
くなる。

また、板状に成形して溶鋼表面に浮上させることによっ
て浮上してきた介在物を吸着し、浮上した介在物の再巻
き込みを防ぐと共に、保温効果や断気効果が得られる。

２０＋＋ｕ＋＋より薄いと保温効果が得られない。

本発明の耐火材を石灰質耐火材の表面に塗布すると、表
面にＣａＦ２含有層ができて介在物吸着効果が向上する
が、耐火材自体の耐食性はＣａＦ２を含有していないも
のと同様になる。その厚みは０，１〜２■でよい。薄い
と効果がなく、厚くなると溶は出して介在物になりやす
く、好ましくない。

ホタル石はＣａＦ、を主成分とする鉱物であり、これを
添加することによりＣａＦ、含有と同様の効果を得るこ
とができる。

本発明で使用する石灰質クリンカーの化学組成は、Ｍｇ
Ｏを７０％以下含有する組成にして耐消化性を維持させ
るのが好ましい。これは、ＭｇＯでＣａＣ０゜層が補強
され、粒子同士の接触によってもＣａＣ０゜層が剥離し
にくいためと思われる。この場合、ＭｇＯが７０％を越
えると、その分ＣａＯ量が減少するので介在物除去効果
が不十分となる。一方、ＭｇＯが持つＣａＣＯ３の補強
効果を充分得ようとすると。

ＭｇＯの下限は７％である。

一方、原料配合の観点で説明すると、マグネシアクリン
カー、石灰石、ドロマイトクリンカ−スピネルクリンカ
−は、耐触性あるいは耐消化性の効果を持つ。この効果
を得るために、その割合は５〜７０％とする。マグネシ
アクリンカー、石灰石、ドロマイトクリンカ−、スピネ
ルクリンカーは溶鋼中に溶出しても溶鋼汚染源とならな
いので、前記石灰質クリンカーが持つ溶鋼清浄化の効果
を損なうこともない。マグネシアクリンカ−のかさ比重
は通常２．５〜３．５であるが、かさ比重が例えば１〜
２程度の軽量品を使用してもよい。

結合剤は、例えばケイ酸塩、リン酸塩、塩化物、水硬化
セメント、天然・合成のりなどから選ばれる一種または
二種以上を使用する。その割合は骨材配合全体に対して
外掛けで１〜１５％が望ましい。

このように結合材の種類は限定されるものではないが、
その中でも特に水ガラスに限定すると、耐食性がさらに
向上する効果がある。これは石灰質クリンカーの表面の
ＣａＣ０＋層の一部が剥離しても、水ガラスの成分であ
る珪酸アルカリ塩が粒子表面を覆うことで、施工水分と
ＣａＯとの直接の接触を阻止するためと思われる。粉末
珪酸アルカリ塩のように粉末状のものは施工水分に充分
溶解されないためか、同じ珪酸アルカリ塩であっても水
ガラスが持つ前記効果は得られない。

本発明ではさらに繊維物質を配合してもよく、繊維物質
としては例えば木綿、化繊、パルプ、紙などの有機短繊
維、セラミックファイバー、石綿、セピオライトなどの
無機短繊維、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属
短繊維から選ばれる一種または二種以上を用いる。その
割合は有機短繊維では例えば０．０１〜５％、無機短繊
維では０．１〜５％、金属短繊維では１〜ｌＯ％とする
。

本発明の耐火材は前述の本発明の効果を阻害しない範囲
であれば、さらに１例えば金属粉、気泡刑、粘土、消石
灰、耐火性原料などを添加してもよい。

（実施例） 第１表は、各側で使用した耐火材の化学組成および配合
組成とその試験結果である。

ここで、耐消化性は４０　Ｘ　４０　Ｘ　１６０＋＋＋
ｍに成形した試験片を、電気炉中で１１０℃で２４時間
加熱した後、消化による膨張を線変化率によって求めた
値であり、正の値は膨張を表す。

また、耐食性は、使用後の耐火材の残存厚を測定して実
施例６の残存厚を１．００とした指数で表した値であり
、数値が小さいほど耐食性に優れている。

第２表は、各側で使用した石灰質タリンカーマグネシア
クリンカー、軽焼マグネシアクリンカ、石灰石、ドロマ
イトクリンカ−およびホタル石の化学組成である。

第３表は、各側で使用した鋼の化学組成である。

例１ 第２図に示す深さ約１２００＋＋ｖ、幅約１５００閣閣
、長さ約７５００ｍｍで容量約６０ｔｏｎのタンデイシ
ュ１において、その内壁に対して第１表の耐火物よりな
るにコーテイング材５を厚さ３０ｍｍに設けると共にタ
ンデイツシュ１内に第１表の耐火物よりなる堰８を設置
した。このタンデイツシュに第３表に示す成分の低炭素
アルミキルド鋼の溶鋼３を４チヤージ（３４０ｔｏｎ／
チヤージ、以下同じ）注入し、連続鋳造を行った。鋳造
終了後の鋳片内の非金属介在物指数を調査した。その結
果を第１表の例１の欄に示す。ＣａＦ２を添加すると介
在物量が減少し、ＣａＦ２量が増えるにしたがって介在
物量が減少する。

一方、ＣａＦ２が増加すると耐食性は低下したが、Ｃａ
Ｆ、１０％以下では溶損量は実際の使用上問題ない程度
であった。

例２ 第３図に示すように第１表に示す組成の耐火材を粒状６
に成形せしめたものをタンデイツシュ溶鋼３表面に６０
０ｋｇ浮遊させ、低炭素アルミキルド鋼の４チヤージを
注入し、連続鋳造を行った。鋳造終了後の鋳片内の非金
属介在物指数を調査した。

耐火材を浮遊させることによって介在物量が減少するが
、２ｍｍ径より小さいと、介在物中に耐火材成分と同じ
物が検出されることがある。また、５０ｙａｍより大き
な粒では介在物減少効果が低減している。また、ＣａＦ
２が２０％を越えると耐火材が軟化し、耐火材と同じ組
成の介在物が検出されるようになり、またタンデイツシ
ュの壁の溶損量が大きくなる。

例３ 第４図に示すようにタンデイツシュ内に直径２５ｍ１１
１の導通口を５０ｍｍ間隔で有する堰７，７′の２枚を
２００＋ａｍ離して設置し、ＣａＦ２　を含有する耐火
材６を導通口より大きな粒（直径３０ａ＋ｍ）に成形し
、基間に充填し、上から蓋９をし、浮上しないようにし
た後、低炭素アルミキルド鋼の溶鋼を通過させて４チヤ
ージを注入し、連続鋳造を行った。鋳造終了後の鋳片内
の非金属介在物指数を調査した。堰を設置していないス
トランドに較べて介在物量が減少する。

例４ 第５図に示すように耐火材６を直径１（１＋＋＋ｍの粒
状に形成したもの８０ｋｇを、鋳造開始前にタンデイツ
シュ１内に投入し、タンデイツシュとともに予熱した後
、低炭素アルミキルド鋼の溶鋼の注入を開始した。鋳造
終了後の鋳片内の非金属介在物指数を調査した。鋳造初
期の鋳片内の介在物量が減少する。

例５ 第６図に示すように低炭素アルミキルト鋼の連続紡速に
おいて、取鍋交換時に、画調終了後ロングノズル２下端
を溶鋼３に浸漬して、ノズル内に直径５ＩＩＩ１１の粒
状に成形した耐火材６を５０ｋｇ投入した後、次鍋の溶
鋼注入を開始した。鋳造終了後の鋳片内の非金属介在物
指数を調査した。継目部の介在物量が減少した。

例６ 第７図に示すように厚み４０ｍ５＋、大きさ２００１角
のボード状に成形した耐火材１０をタンデイツシュ１の
低炭素アルミキルド鋼の溶鋼３の表面を覆うように浮上
させた。介在物量が低減し５フラツグスやタンデイツシ
ュスラグが原因と思われる介在物も検出されなかった。

また、空気による酸化の発生を示す鋼中窒素の増加も求
められなかった。

一方、厚み２０ｍｍのボードにしたものを浮遊させると
溶鋼温度の低下が１０℃大きい。

例７ 石灰質耐火材をコーティングしたタンデイツシュ壁の表
面に０．０５〜５ｍｍ厚に塗布した。鋳造終了後の鋳片
内の非金属介在物指数を調査し、塗布によって介在物量
が低減した。厚み０．１ｍ＋ｍ以下ではほとんど変わら
ない。また、厚み３ｍｍ以上で（Ｊ耐火材組成と同様の
介在物が検出される。

（発明の効果） 本発明が提供する介在物除去用耐火材とそれを用いて介
在物除去すると、溶鋼の介在物除去の大きな効果が得ら
れ、介在物の少ない鋳片が製造でき、製品品質が向上す
る。また、ボード状にして浮遊させると、従来焼き籾や
フラックスによって行われてきた保温効果が得られると
ともに、通常取鍋から流出してタンデイツシュ溶鋼上に
浮かんでいるスラグを吸着し、スラブ巻き込みによるス
ラグ起因の介在物も低減する。さらに、断気効果が得ら
れ溶鋼の汚染が防止できる。

また、耐火材中にＣａＦ２を含有させることや石灰質ク
リンカー中のＭｇＯ成分を特定の範囲に限定することに
より、耐消化性が向上する。

従来の石灰質耐火材よりも連続鋳造の品質、経済性を向
上せしめることができ。本発明の産業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＣａＦ２の割合とＡ１□０．吸着率の関係を
示す図面、 第２図は、タンデイツシュ壁のコーテイング材および堰
として使用した実施例の説明図、第３図は、粒状に成形
した耐火材を溶鋼表面に浮遊させた実施例の説明図。 第４図は１粒状に成形した耐火材を導通口を有する基間
に充填させた実施例の説明図、第５図は、粒状に形成し
た耐火材を、ｕＩ造開始前にタンデイツシュ内に投入し
、溶鋼の注入を開始させた実施例の説明図。 第６図は１粒状に成形した耐火材を、取鍋交換時にノズ
ル内に投入した後、次鍋の溶鋼注入を開始した実施例の
説明図、 第７図は、板状に成形した耐火材を溶鋼表面に浮遊させ
た実施例の説明図、 １はタンデイツシュ、２はロングノズル、３は溶鋼、４
は浸漬ノズル、５はコーテイング材、６は粒状耐火材、
７は導通口を有する堰、８は堰、９は蓋、１０はボード
状に成形した耐火材。 弔 図 第 図 粥 図 小タル石ｆ（４）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量割合でＣａＯを９〜９０％、ＭｇＯを９〜８
   ０％、ＣａＦ＿２を０．１〜１５％を主成分としてなる
   ことを特徴とする溶鋼中の介在物除去用の耐火材。
2. （２）粒子表面にＣａＣＯ＿３層を形成した石灰質クリ
   ンカー３０〜９５％、ホタル石を０．１〜２０％と、残
   部がマグネシアクリンカー、石灰石、ドロマイトクリン
   カー、スピネルクリンカーより選ばれる一種または二種
   以上を主材とした配合物と、適量の結合剤よりなること
   を特徴とした溶鋼中の介在物除去用の耐火材。