JPH04210858A - 連続鋳造用フラックス - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は鋼等の連続鋳造において
、その鋳型的溶鋼上に散布され、溶鋼の再酸化を防止す
ると共に、溶融して鋳型と鋳片との間の潤滑材となる連
続鋳造用フラックスに関し、特に、粉塵の発生を防止で
きる連続鋳造用フラックスに関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従前、連続鋳造用の鋳型内に散布する連
続鋳造用フラックスとしては、微粉粒子で構成される所
謂粉末品が頻繁に使用されていた。この粉末品は一般的
に顆粒品に比して保温性及び溶融性が優れているために
広範囲の鋳造条件に対応して使用することができるもの
の、取り扱い時に粉塵が発生しやすく、この粉塵により
作業環境を劣悪なものにするため、労働衛生上、好まし
くない。 ［０００３］そこで、粉塵の発生防止という観点から顆
粒状の連続鋳造用フラックスが種々開発されている。特
公昭５５−１８７２号及び特公昭５７−２６１８３号に
開示されるフラックスは、Ｃａｂ、　Ｓ　ｉＯ２，Ａｌ
ｚ　０３　、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフッ
化物並びに炭素等のフラックス材料を含有し、押出し造
粒法等により製造したものである。特開平１−２０９４
４号に開示されるフラックスは、所定のフラックス材料
を含有し、撹拌造粒法により製造したものである。特開
昭５６−１４３８７号に開示されるフラックスは、フラ
ックス原料のスラリーを噴霧して造粒するスプレー造粒
法により製造したものである。また、特開昭６３−１９
９０５７号に開示されるフラックスは所定の粒径の充実
球状体からなるものである。 ［０００４］このように、顆粒状の連続鋳造用フラック
スは押出し造粒法、撹拌造粒法、スプレー造粒法、転勤
造粒法、流動造粒法及びこれらを組み合わせた造粒法等
により製造することができる。 ［０００５］

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た種々の造粒法により製造した顆粒状の連続鋳造用フラ
ックスには、以下に示すような問題点がある。 ［０００６］押出し造粒法により製造した連続鋳造用フ
ラックスは粒子間の空隙が大きくなるため、保温性が悪
く、溶融性も粉末品に比して劣っている。このため、高
速鋳造への適用が困難である。 ［０００７］撹拌造粒法により製造した連続鋳造用フラ
ックスは粒度分布が大きいため、溶融状態が不均一にな
り、高速鋳造及び耐割れ性に敏感な鋼種の鋳造への適用
が困難である。また、この連続鋳造用フラックスを整粒
してその粒度を揃えることも可能であるが、この場合、
その製造歩留りが低下するので、工業的に好ましくない
。 ［０００８］スプレ一造粒法により製造した連続鋳造用
フラックスは、通常、中空状をなしているために粒強度
が弱く、粉化しやすい。このため、この連続鋳造用フラ
ックスは自動投入機を使用して鋳型内に散布する際、顆
粒の性状によってはその輸送系において粉化する虞があ
る。そして、連続鋳造用フラックスが粉化すると、粉塵
が発生すると共に、粒度分布が変化するため、予め適切
に調整された溶融性が損なわれて、鋳造時にトラブルが
発生し、得られた鋳片の表面に欠陥が発生する。 ［０００９］また、充実球状体からなる連続鋳造用フラ
ックスの場合においても、十分な粒強度を与えるような
バインダを適切に選択しなければ、スプレー造粒法のも
のと同様に粉化しやすい。 ［００１０１本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、連続鋳造における保温性、溶融性及び流動
性等の特性が優れていると共に、粉塵の発生を防止する
ことができる連続鋳造用フラックスを提供することを目
的とする。 ［００１１１

【課題を解決するための手段］本発明に係る連続鋳造用
フラックスは、フラックス材料と水ガラスバインダとの
混合物をスラリー化した後に乾燥させて球状顆粒状に造
粒した連続鋳造用フラックスにおいて、前記顆粒の９５
重量％以上はその粒径が１００乃至５００μｍであって
、前記顆粒内にはその粒径の２０％を超える大きさの空
孔を有しない球状顆粒であることを特徴とする。 ［００１２］ 【作用】本願発明者等は従来の種々の造粒法により製造
した連続鋳造用フラックスについて詳細な実用試験を繰
り返し行った。その結果、スプレー造粒法により製造し
た連続鋳造用フラックスは、粉化しやすいものの、その
嵩密度が低いため、保温性、溶融性及び流動性等の特性
が優れており、高速鋳造に使用するのに最も好ましいも
のであるということを知見した。顆粒の粉化は輸送途中
の送給機器において負荷される圧縮力又はせん弾力及び
粒同士又は顆粒と壁との衝突等によって発生する。従っ
て、顆粒の粉化を防止するには、これらの外力に耐え得
る十分な粒強度が必要となる。そこで、本願発明者等は
、スプレー造粒法において、フラックスの粒強度を高め
る技術を開発した。 ［００１３］即ち、本発明においては、フラックス材料
とバインダとの混合物をスラリー化した後に、スプレー
ドライヤ等の乾燥手段を使用して造粒する際に、バイン
ダとして水ガラスを使用すると共に、顆粒の粒径及びそ
の顆粒内の空孔の大きさを所定の値に規定する。 ［００１４３以下、顆粒の粒径及びその空孔の大きさの
限定理由について説明する。 ［００１５］顆粒はその粒強度を確保するために球状で
あることが好ましく、粒径が小さいほうが好ましい。顆
粒の粒径が５００　ＩＬｍを超えると、粒強度が低下す
る。しかしながら、顆粒の粒径が１００μｍ未満である
と、顆粒が粉化しなくても顆粒自体が粉塵となって飛散
する。また、均一溶融性という観点からは、顆粒の粒径
ができる限り同じであることが好ましいが、粒径の分布
範囲を必要以上に狭く規定することは工業的に極めて困
難であり、安定した生産に支障をきたす虞がある。粒径
が１００μｍ未満又は５００μｍを超えるものが増加し
、１００乃至５００　ＩＬｍの分布範囲から外れるもの
が５重量％を超えると、上述の不都合が生じる。従って
、９５重量％以上の顆粒の粒径を１００乃至５００μｍ
に規制する。 ［００１６］なお、本発明においては、フラックスは球
状顆粒状と表記しているが、実質的に球状であれば良く
、実際には長径と短径とを有する楕円状をなす場合が多
い。この場合、顆粒の粒径はその長径と短径とを加えた
ものを２で割った値とする。 ［００１７］図１は粒径が３００乃至５００　μｍの顆
粒に含まれる空孔の大きさと顆粒の粉化率との関係を示
すグラフ図である。なお、空孔の大きさは粒子内最大空
孔係数（ａ　／　ｄ　）で示す。この粒子内最大空孔係
数とは、粒子内にある空孔のうち最大空孔の長径ａを粒
子径ｄ（（長径＋短径）／２）で除したものである。ま
た、粉化率はサンプルをこれと同重量のガラスピーズと
共にミキサー内に投入し、約２０分間撹拌した後におけ
る元のサンプル重量に対する１００μｍ以下に粉化した
微粉の重量との百分率（％）で示す。 ［００１８］この図１から明らかなように、最も大きい
空孔の長径がその顆粒の粒径の２０％を超えると、粉化
率が急激に増大する。このような実験結果に基づいて、
顆粒内の空孔の大きさはその顆粒の粒径の２０％以下に
する。 ［００１９］次に、バインダについて説明する。 ［００２０１従来、バインダとしては、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）及びカルボキシメチルアルコール等の
有機系物質が多く使用されているが、これらの有機系物
質は３００乃至５００℃の雰囲気中で噴霧して乾燥させ
ると、加熱により分解して変質し、粒強度を保持できな
くなるという欠点がある。そこで、本発明においては、
バインダとして無機系物質である珪酸ソーダを主成分と
する水ガラスを使用する。この水ガラスは熱的に安定し
ていると共に、粒子の結合力が強い。バインダとしての
水ガラスの添加量が５重量％未満であると、固着力が弱
く顆粒の粉化率が高くなる。一方、水ガラスの添加量が
４０重量％を超えると、固着力が増加して粒強度が高く
なるものの、フラックスが鋳型内で加熱されて昇温する
過程で顆粒同士が焼結しやすくなるため、スラグベア等
が生成し、フラックスの溶融性が低下する。このため、
水ガラスの添加量は５乃至４０重量％にすることが好ま
しい。 ［００２１１また、水ガラスは珪酸ソーダの他にカリウ
ム及びリチウム等を含有させることができ、特に、塩素
イオン（Ｃ１−）を添加することが好ましい。水ガラス
中に塩素イオンを添加すると、スラリー中においてフラ
ックス材料の粉末を適切に分散させることができる。即
ち、塩素イオンにより水ガラスの一部がゲル化し、この
ゲルがフラックス材料の粉末粒子間に介在してその凝集
を防止することにより、フラックス材料の分散性を向上
させることができる。なお、塩素イオンは水ガラス中に
添加することが好ましいが、塩化物の形でフラックス材
料に混合することもできる。この場合も上述と同様の効
果が得られる。しかしながら、製造後における塩素イオ
ンの含有量が０．００３％未満であると、スラリー中に
おいて粒子の沈降及び凝集が発生しやすく、これにより
スラリーを安定して噴霧させることが困難になる。一方
、塩素イオンの含有量が０．１重量％を超えると、上述
の効果が飽和して無駄であり、逆に残留した塩素イオン
によりスプレードライヤ装置が腐食する。このため、塩
素イオンを添加する場合、その含有量は０．００３乃至
０．１重量％にする。 ［００２２］

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 ［００２３］先ず、原料として粒径が７０μｍ以下、好
ましくは２０μｍ以下のフラックス材料の微粒粉を用意
する。このフラックス材料の微粒粉の粒径が大きいと、
スプレーノズルの目詰まり又は乾燥塔の内壁への付着等
の製造時の不都合が発生し、更に粒子の偏析等により品
質面での不都合が発生しやすい。このため、上述の微粒
粉を使用することが好ましい。しかしながら、この微粒
粉は、一般的に高価であるため、それよりも粗くて安価
な粉末を使用し、この粉末に水及び水ガラスを添加して
スラリー化し、湿式にて更に微粉砕することもできる。 ［００２４１次に、微粉砕したスラリーを固形分濃度が
４０乃至６５重量％、粘度が１乃至１０Ｐｏｉｓｅにな
るように調整する。その後、入口側温度が３００乃至５
００℃の熱風が吹き込まれる乾燥塔内に、孔径が１．０
乃至２．０耶のスプレーノズルを使用して、圧力が５乃
至１５ｋｇ／ｍｍ２の条件にて、上述のスラリーを噴霧
する。これにより、顆粒状の連続鋳造用フラックスを製
造することができる。このとき、熱風の出口側温度が約
１５０℃になるように調整すると、得られたフラックス
顆粒の水分含有量を０．５重量％以下にすることができ
る。 ［００２５］顆粒を所定の粒径にするには、スプレーノ
ズルの孔径を適切なものにすることが重要である。スプ
レーノズルの孔径が１．０ｍｍ未満であると、顆粒状の
フラックスの粒径が小さくなって不十分であり、孔径が
２．０ｍｍを超えると、顆粒状のフラックスの粒径が大
きくなって粉化率が高くなってしまう。また、大粒径の
顆粒を乾燥させるには、スプレードライヤ自体を大きく
しなければならず、過剰な設備投資を必要とするため、
経済的にも好ましくない。 ［００２６］スラリーの固形分濃度と粘度との間には相
関関係があり、固形分濃度が４０重量％未満又は粘度が
ｌＰｏｌｓｅ未満であると、顆粒状のフラックスの粒径
が小さすぎると共に、空孔が大きくなり、粒強度が低下
する。 一方、固形分濃度が６５重量％を超え又は粘度が１０　
Ｐｏ１ｓｅを超えると、スラリーを噴霧することが困難
になる。このため、スラリーは固形分濃度が４０乃至６
５重量％、粘度が１乃至１０　Ｐｏ１ｓｅになるように
調整した後に噴霧することが好ましい。 ［００２７］また、スラリーの噴霧条件として、圧力が
５ｋｇ／ｍｍ２未満では噴霧が困難であり、圧力が１５
ｋｇ／ｍｍ２を超えると、得られる顆粒の粒径が小さく
なり不十分である。このため、スラリーを噴霧する際の
圧力は５乃至１５ｋｇ／Ｉ］ＬＩＩＩ２にすることが好
ましい。 ［００２８］乾燥塔内に吹き込む熱風の入口側温度は、
顆粒状のフラックスの水分含有量を低減するためには高
温にすることが好ましいが、必要以上に高温にすると原
料中に添加されたカーボンが燃焼してしまうため、これ
らを勘案して適切な範囲にコントロールする。また、熱
風の出口側温度は、その入口側温度、熱風の風量及びス
ラリーの供給量に応じて決定されるものである。この熱
風の出口側温度が１５０℃未満であると、顆粒状のフラ
ックスの水分含有量が０．５重量％を超え、フラックス
の使用時にピンホールが発生する等の不都合が生じる。 このため、熱風の出口側温度は１５０℃以上にすること
が好ましい。 ［００２９１次に、実際に、本実施例及び比較例に係る
連続鋳造用フラックスを製造してその特性を試験した結
果について説明する。 ［００３０］先ず、石灰、蛍石、珪灰石、アルミナ、マ
グネシアクリンカ−１珪砂、ソーダ灰、弗化ソーダ、炭
酸リチウム、カーボンブラック、黒鉛及びコークス粉等
の連続鋳造用フラックスの原料として通常使用している
材料を下記表１に示す組成になるように配合し、所定の
バインダと共に混合した。次に、湿式粉砕機を使用して
、上述の混合物を夫々最大粒径が１０乃至７０μｍ、平
均粒径が３乃至１０μｍになるように粉砕し、スラリー
化した。その後、スプレードライヤを使用して、このス
ラリーを所定の温度の雰囲気中に噴霧して乾燥させた。 これにより、実施例１乃至４及び比較例１乃至４に係る
顆粒状の連続鋳造用フラックスを製造した。 ［００３１１このようにして得られた実施例及び比較例
の連続鋳造用フラックスについて、その製品顆粒の粒径
、粒子内最大空孔係数を測定し、その形状を調べた。 その結果を下記表１に併せて示す。 ［００３２］なお、バインダの種類は、珪酸ソーダを主
成分とする水ガラスからなるものをＷＧＩで示し、珪酸
ソーダ及び珪酸カリウムを主成分とするものをＷＧ２で
示し、珪酸ソーダ及び珪酸リチウムを主成分とするもの
をＷＧ３で示し、ポリビニルアルコールからなるものを
ＰＶＡで示した。また、スプレードライヤの噴霧状態は
良好であるものを○で示し、不安定であるものを×で示
した。 更に、粒子内最大空孔係数（ａ／ｄ）は粒子内の最大空
孔の長径ａを粒子径ｄ（（長径＋短径）／２）で除した
ものである。 ［００３３］この表１に示すように、実施例１乃至４に
係る連続鋳造用フラックスは、いずれも９５重量％以上
の製品顆粒の粒径が１００乃至５００μｍであり、粒子
内最大空孔係数が０．２以下であって、製品顆粒の形状
が球状のものであった。そして、これらの連続鋳造用フ
ラックスを使用して、厚さが２４０ｍｍ、幅が８００乃
至１６００ｍｍのスラブを連続鋳造したところ、鋳造作
業において粉塵が発生することはなく、従来に比して作
業環境を著しく改善することができた。また、フラック
スの溶融性及び保温性が良好であるため、安定して鋳造
作業を行うことができ、無欠陥の良好な鋳片を得ること
ができた。これにより、高温の鋳片をそのまま熱間圧延
工程に送給するＨＣＲ（鋳片熱間直送）操業を実施する
ことができた。 ［００３４］ 一方、比較例１に係る連続鋳造用フラックスはバインダ
としてポリビニルアルコールを使用したため、粒強度が
低く粉化率が大きいものであった。このため、このフラ
ックスを自動投入機により鋳型内に供給したところ、大
量の粉塵が発生し、作業環境を改善することができなか
った。 ［００３５］比較例２に係る連続鋳造用フラックスは塩
素イオン（Ｃヒ）の添加量が０．００１重量％と少なく
、バインダの添加量も少ないため、スラリー状態で原料
粒子の凝集が発生し、噴霧状態を安定化させることがで
きず、製品顆粒として得ることができなかった。比較例
３に係る連続鋳造用フラックスは粒径が１００乃至５０
０μｍのものが８４重量％、１００μｍ未満のものが１
６重量％であって、製品顆粒が小さいものであった。こ
のため、鋳造に使用したところ、粉塵の発生が多かった
。比較例４に係る連続鋳造用フラックスは粒径が１００
乃至５００μｍのものが８５重量％、１００μｍ未満の
ものが１３重量％であって、製品顆粒が大きく粉化率が
高いものであった。このため、このフラックスをスプリ
ングフィーダを備えたフラックス投入機により鋳型内に
送給したところ、粉塵の発生が多かった。 ［００３６］

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
インダとして水ガラスを使用してスプレー造粒法により
造粒し、顆粒の粒径及びその顆粒内の空孔の大きさを所
定の値にするから、得られた顆粒状の連続鋳造用フラッ
クスはその粒強度が高く、鋳造作業時に粉塵が発生する
ことを防止できる。またスプレー造粒法により得られた
連続鋳造用フラックスは粒径の分布範囲を適切なものに
することができる。このため、その成分が均一であり、
溶融性及び保温性が優れているので、高品質の鋳片を製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フラックス顆粒に含まれる空孔の大きさと粉化
率との関係を示すグラフ図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フラックス材料と水ガラスバインダとの混
   合物をスラリー化した後に乾燥させて球状顆粒状に造粒
   した連続鋳造用フラックスにおいて、前記顆粒の９５重
   量％以上はその粒径が１００乃至５００μｍであって、
   前記顆粒内にはその粒径の２０％を超える大きさの空孔
   を有しないことを特徴とする連続鋳造用フラックス。
2. 【請求項２】０．００３乃至０．１重量％の塩素イオン
   を含有することを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造
   用フラックス。