JPH0437455A - 連続鋳造用パウダー - 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、鋼材の連続鋳造時に、溶鋼の湯面を層状に被
覆して用いられる連続鋳造用パウダーに関する。

（従来の技術） 連続鋳造法は、歩留りの向上と分塊工程の省略という利
点を備えており、溶鋼から、直接、スラブ、ブルームま
たはビレットなどの鋳片を連続的に製造できるので、広
〈実施されている。

この連続鋳造法においては、まず、溶鋼を取鍋からタン
デイツシュに注入し、ついで、周壁が冷却水で冷却され
ている鋳型（モールド）に注入される。注入された溶鋼
は、鋳型にセットされているダミーバの先端で凝固し、
ダミーバをピンチロールで引き抜き、同時に鋳型を上下
動させながら鋳片を連続的に引き抜いたのち、その鋳片
にスプレーで冷却水を吹きつけて凝固を完了させるとい
う連続操業が行われる。

ここで、鋳型に注入された溶鋼の湯面には、通常、溶鋼
の酸化などを防ぐために、湯面を被覆するようにして、
５〜５０口程度の厚みでパウダーが投入される。

このパウダーとしては、一般に、Ｎａ２Ｏ，Ｃａｂ。

５ｉｏｚ　、Ａｌｔｏｓ、Ｃ，ＮａＦのようなＦ−供給
源などの各粉末を所定の割合で混合してなる混合粉が使
用されている。

湯面を被覆するこのパウダーの層は、上層側の部分が未
溶融の粉末状態にあり、溶鋼の湯面に接触する部分は溶
融状態にあって、所定の融点を有するガラス質の溶融層
を形成し、その中間は半溶融状態の半溶融層になってい
る。この溶融層は、溶鋼が冷却されながら鋳型から引き
抜かれていくときに、溶鋼と鋳型の壁面との間に流入し
て、液相の潤滑層となって、鋳型内における溶鋼の流れ
を円滑にする。そして、連鋳操業が進行するに伴い、上
記した半溶融層が順次溶融して溶融層となることにより
、潤滑作用が継続して発現する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来から用いられているパウダーには次
のような問題がある。

すなわち、各粉末成分の融点がそれぞれ異なり、しかも
、これら各粉末成分が単に混合されているということに
起因する問題である。

例えば、前記したコーティングパウダーにおける各粉末
成分の融点は、Ｎａ＊０１１３２℃、　Ｃａｏ　２５７
０℃ｒ　　Ｓｉ０２１７２３℃、　　Ａ　１　＊Ｏｓ　
２０２０℃である。

そして、粉末層から半溶融層への移行過程で、粉末層を
構成している混合粉のうち、例えば、ＮａｚＯのような
低融点成分がまず最初に溶融しはじめ、この溶融物によ
って他の粉末成分の結合または融着が開始される。その
後、粉末成分同士の融着結合が進行していくが、その過
程で、他の粉末成分も融着合体し、融点が９００℃程度
の３Ｃａ０・２ＳｉＣｈ・ＣａＦを主成分とし、ある軟
化点を有する結晶質の粗大な半溶融物が生成する。

この半溶融物は結晶質であるため熱伝導性が良好であり
、しかも、その流動性は悪い。

したがって、鋳型の壁面では、この半溶融物が冷却され
ることにより再凝固して、鋳型の中心方向に向かって鍔
状に突出する部分を有するシェルが鋳型の壁面に形成さ
れる。この再凝固したシェルは、通常、スラグベアと呼
ばれる。

このスラグベアが巨大に発達すると、溶鋼と鋳型壁面と
の間への前記溶融層の流入が阻害されたりまたは不均一
になり、両者間における潤滑不良を招く結果、得られる
鋳片にブレークアウトが発生するようになる。

したがって、スラグベアの成長度に応じて、このスラグ
ベア、とりわけ、鋳型の中心方向に成長している鍔状の
部分を除去し、溶鋼と鋳型壁面との間への溶融層の流入
が円滑に進むようにして、溶鋼の流れを良好にすること
が必要となる。

従来、このスラグベアの除去は、いわゆるベア取りバー
ルと呼ばれる鋼製のバールを用いて行われている。この
ベア取り作業は、ベア取すノく−ルを溶鋼や鋳型壁面の
シェル部分などと接触させず、前記した鍔状の部分のみ
を除去することを原則として行われるが、しかし、この
作業の過程で、最上層に位置している未溶融の粉末を、
粉末のまま、溶鋼と鋳型壁面の間に引きいれてしまうこ
とがある。また、鋳型壁面に成長しているシェル部分を
一部破壊することがある。

このような事態が起こると、引きいれられた粉末が付着
した部分を中心にして、鋳片にはヘゲと呼ばれる表層欠
陥が発生し、冷間鍛造の時点でワレとして発現する。こ
のヘゲ欠陥は、出荷時における例えば超音波探傷試験に
よっても、事実上、発見することは困難で、一般にユー
ザー側で行われている最終の製品化の過程における加工
の時点で発現するので、鋳片のメーカーサイドにとって
は、鋳片の品質保障という点で大きな負担を強いること
になっている。

このように、スラグベアの成長は鋳片のブレークアウト
の原因となるが、この原因を取除くためにベア取り作業
を行うと、上記したヘゲ欠陥を弓き起こす確率が高くな
る。とくにベア取り作業の実施を頻発に行えば行うほど
ヘゲ欠陥の発生率は大きくなるという不都合がある。

本発明は、連続鋳造法における上記した問題を解決し、
鋳片のブレークアウトやヘゲ欠陥の発生を引き起こすこ
とが事実上ない新規な連続鋳造用パウダーの提供を目的
とする。

（課題を解決するための手段・作用） 従来の連続鋳造用パウダーを用いた場合における上記問
題は、粗大な半溶融物の再凝固によるスラグベアの発生
を抑制することによって解決することができる。

ところで、粗大な半溶融物は、前記したように、各粉末
成分の融点が異なっていることと、この融点差に基づい
て各粉末成分が順次溶融する過程で融着していくことに
起因する。この半溶融物は、最終的には溶融して溶融層
に転化するのであるが、上記したように、例えば粉末成
分であるＮａ！Ｏの影響を受けてパウダーの半溶融温度
（軟化点）は通常１１００〜１１５０℃程度であり、そ
して全体の半溶融物の融点は１２００〜１２５０℃と高
く、この温度差が大きいために、最初に溶融するＮａ、
Ｏが核になって上記した融着が進行していくことになる
。

したがって、パウダーの軟化点を高くして軟化点と半溶
融物の融点との間の温度差を小さくし、しかも各粉末成
分が互いに融着しないような表面性状にしておけば、上
記した半溶融物の粗大化を抑制することができる。

本発明は上記した着想に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明においては、ＮａｔＯ：　２．０〜１
４．０重量％、　ＣａＯ：　２０．０〜４０．０重量％
、Ｓｔｏｗ：２０．０〜４０．０重量％を必須成分とす
る混合物の溶融物を造粒して成る顆粒の表面に、Ｃを０
．５〜３．０重量％被着せしめたことを特徴とする連続
鋳造用パウダーが提供される。

本発明の連続鋳造用パウダーは、上記した顆粒の表面が
Ｃで被覆されている。

まず、本発明における顆粒は、上記した成分の各粉末を
混合して混合粉とし、得られた混合粉を一旦溶融して融
液とし、この融液に造粒処理を施して顆粒にしたもので
ある。

したがって、この顆粒は、比較的均質で単一化合物に近
似した組成になっているので、その一部が溶融しはじめ
て軟化を開始するときの温度と全体が溶融しきるときの
温度との差は、従来の混合粉の場合よりも小さくなる。

この顆粒において、Ｎａ、Ｏ成分は顆粒の軟化点を降下
せしめる作用を有する成分であるが、その含有量は２．
０〜１４．０重量％に設定される。その含有量が２．０
重量％より少ないときは、軟化点の降下作用は充分では
なく、逆に１４．０重量％より多い場合は、顆粒の軟化
点が低くなりすぎて、連続鋳造用パウダーとしての持続
性、すなわち、顆粒同士の融着防止能が劣化する。好ま
しい含有量は２．０〜６．０重量％である。

また、ＣａＯ、Ｓｉｎ、はパウダーの塩基度（Ｃａｂ／
５ｉＯｚ）を調整する成分であり、それらの量は、塩基
度が０．８〜１．２となるように決定される。塩基度が
０．８未満の場合は、軟化点が低くなりすぎ、また、１
．２を超える場合は、軟化点が高くなりすぎるからであ
る。好ましい塩基度は１．０程度であるが、そのために
、Ｃａ　Ｏ＋　　Ｓ　ｉＯ！の量はパウダー塩基度が上
記値となるように決めることが好ましい。

なお、上記した各必須成分の含有量を変化させることに
より、顆粒の軟化点を変えることができる。例えば、Ｎ
ａ、Ｏの含有量を低減することにより軟化点を上昇せし
めることができる。したがって、この顆粒は半溶融開始
から溶融完了までの温度差が小さいので、ある温度で急
激に溶融しはじめ、他の顆粒との融着・合体などを起こ
すことなく、短時間で溶融層に転化することができる。

この顆粒は、上記各成分の所定量の粉末を混合し、得ら
れた混合物を例えば、溶融炉で一旦溶融し、その融液を
噴霧急冷するなどの手段で造粒することによって製造す
ることができる。粒径は格別限定されないが、０．１〜
１．５ａｏｎ程度であることが好ましい。

つぎに、この顆粒の表面にはＣが被着されている。

Ｃは、顆粒が半溶融していく過程で他の顆粒と融着して
粗大化することを防止するための成分である。

この被着量が０．５重量％未満の場合は、顆粒の全体表
面を被覆するに不充分な量であるため、上記した顆粒同
士の融着防止を充分に果たすことができない。また、３
．０重量％を超えると、溶鋼への浸炭の影響が出はじめ
て鋳片の肌合いが悪くなる。好ましい被着量は１．０〜
２．０重量％である。

Ｃの被着のためには、いわゆる炭素や黒鉛、カーボンブ
ラックなどの粉末と顆粒を混合し、顆粒の表面に上記粉
末を付着せしめる方法を適用すればよく、また、蒸着や
スパッタなどの方法で被着してもよい。

（発明の実施例） 第１表に示した各粉末成分を混合し、この混合粉を一旦
溶融し、その融液から粒径１．０〜１．５ｍｍの顆粒を
造粒した、これら各種顆粒の半溶融開始温度と融点をそ
れぞれ測定した。

ついで、これらの顆粒と炭素粉末を混合して、顆粒の表
面に第１表のような被着量で炭素粉末を被着せしめて本
発明の連続鋳造用パウダーを得た。

１チヤージ２０トンでＳＵＳ　３０４を連続鋳造する定
常の操業において、上記した各パウダーを溶鋼湯面に０
．５ｋｇ／溶鋼トンの割合で投入し、鋳型壁面へのスラ
グベアの発生状態を調べ、溶鋼トン当たりのスラグベア
発生量（ｇ）を測定した。

その結果を第１表に示した。

得られた鋳片に浸炭の形跡は認められなかった。

また、この鋳片に対し熱間圧延加工を行ない、パウダー
巻き込みによるヘゲ発生率を調べた、その結果を鋳片ｌ
トン当たりのヘゲ発生数として第１表に併記した。

なお比較のため、第１表で示した各粉末を単に混合して
成る混合粉をパウダーとして、実施例と同様の条件下に
おいて、スラグベアの発生量、ヘゲ発生率を調べた。そ
の結果を第１表に示した。

（以下余白） 第１表 イングパウダーを用いると、従来に比へて、スラグベア
の発生量が約ｌ／２０になり、しかもヘゲ発生率は著し
く小さくなる。

したがって、有害なベア取り作業を減少することができ
、品質の良好な鋳片を安定して連続鋳造することが可能
となり、その工業的価値は極めて大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎａ＿２Ｏ：２．０〜１４．０重量％、ＣａＯ：２０．
   ０〜４０．０重量％、ＳｉＯ＿２：２０．０〜４０．０
   重量％を必須成分とする混合物の溶融物を造粒して成る
   顆粒の表面に、Ｃを０．５〜３．０重量％被着せしめた
   ことを特徴とする連続鋳造用パウダー。