JPH05185195A

JPH05185195A - 連続鋳造用モールドパウダー

Info

Publication number: JPH05185195A
Application number: JP4181378A
Authority: JP
Inventors: Seiji Itoyama; 誓司糸山; Hidenari Kitaoka; 英就北岡; Toshikazu Sakuratani; 敏和桜谷; Kenichi Tanmachi; 健一反町; Saburo Moriwaki; 三郎森脇; Sumio Yamada; 純夫山田; Mutsumi Tada; 睦多田; Masashi Maeda; 正史前田; Takahiro Mitsumune; 隆裕光宗; Shinichi Kaneko; 伸一金子
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-09-05
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1993-07-27
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JP2609399B2

Abstract

(57)【要約】【構成】限定された含有量の CaO、 Al₂O₃、TiO₂、Li
₂O、 BaO、 MgO、Ｆ^-およびNa₂Oによって構成し、さら
に骨材としてBNおよびＣの中の１種以上を含有し連続鋳
造用モールドパウダー。【効果】 Al、Ti、 REM等の強還元性金属を含有する鋼
の連続鋳造において、本発明にかかる連続鋳造用モール
ドパウダーを用いると、モールドパウダーの潤滑不良に
起因する鋳片表面品質の劣化やブレークアウトを防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Al、Ti、 REMなどのス
ラグ還元性金属元素を含有する鋼を連続鋳造する際に、
連続鋳造中にモールドパウダーの潤滑不良（変質）に起
因する鋳片表面品質の劣化防止やブレークアウトの防止
に効果的な連続鋳造用モールドパウダー（以下パウダー
と略す）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Alを 0.010wt％（以下％と略す）
以上含有する鋼を連続鋳造する場合、溶鋼中のAlは、鋳
型／鋳片との潤滑や湯面被覆のため使用するパウダー中
の低級酸化物であるSiO₂、 MnOなどと（１）および
（２）式で示すような還元反応をおこし、 Al₂O₃を生成
する。また、溶鋼中の Al₂O₃（脱酸生成物、溶鋼二次酸
化によって生成したもの）が鋳型内で浮上しパウダー中
に取り込まれる。（溶鋼中）（溶融パウダー中）（溶融パウダー中）（溶鋼中）４Al ＋３（SiO₂） → ２（ Al₂O₃）＋３Si ・・・（１）２Al ＋３（MnO) → （ Al₂O₃）＋３Mn ・・・（２）これによって溶融パウダーの組成が2CaO・ Al₂O₃・SiO₂
（ゲーレナイト）を析出し易い成分に変化し、スラグベ
アーが発生しやすくなり、かつ潤滑性能が劣化してい
た。

【０００３】これに対して、パウダー中の Al₂O₃が増加
してもこのような成分変化を防止し、安定した鋳造を確
保し同時に鋳片表面品質の劣化を防止するために、 BaO
やLi₂Oを含有させ、かつ BaO＋ CaO＋SiO₂＝60〜80％、
CaO／SiO₂＝0.30〜0.60に調整したパウダー（特開昭61
−186155号公報）や、 CaO／SiO₂＝ 0.6〜0.8 、融点＝
800〜1000℃、粘度（1300℃）＜1.5poiseのパウダー
（特開昭61-10052号公報）、さらには、パウダー中のSi
O₂を10〜20％、 Al₂O₃を15％以下とし、さらにSiO₂と A
l₂O₃を特定の関係を満足するように調整したパウダー
（特開平３-77753号公報）が提案されている。

【０００４】しかし、いずれのパウダーもSiO₂を10〜40
％含有しており、従来の問題点を完全に防止できず、前
記（１）および（２）式によるテルミット反応（発熱反
応）が起こるため、さらにつぎのような問題が生じる危
険がある。メニスカス部での凝固遅れによるオシレーションマ
ークに沿ったブリード（凝固殻の小規模な破断）の発
生。溶鋼中に還元されたSiが溶け込み、溶鋼中Siが目標
成分に合わない。逆に溶鋼中Alが Al₂O₃となり、Alも合
わなくなり、溶鋼成分的中率が低下する。テルミット反応により炎が吹き出るため操業上危険
であり、鋳造の継続が困難になる。

【０００５】一方、パウダー中にSiO₂を極力添加せずに
（１）式の反応を起こさせない方法（特開昭63-56019号
公報）も提案されているが、パウダーとして使用した場
合、僅かな成分変動に伴うパウダーの粘度が極めて不安
定となり、パウダーの均一流入が不良となりやすい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な課題を解決するためになされたもので、Al、Ti、REM
などのスラグ還元性金属元素を含有する鋼を連続鋳造す
る際に、パウダーの潤滑不良（変質）に起因する鋳片表
面品質の劣化防止やブレークアウトを防止し得るパウダ
ーを提供するためになされたものであり、SiO₂を殆ど含
有しない、 CaO、Al₂O₃ 、TiO₂、Li₂O、BaO 、MgO およ
びNa₂Oを主成分とするパウダーを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、 CaO：10〜35
％、 Al₂O₃：10〜35％、TiO₂：３〜15％、Li₂O：３〜20
％、 BaO：５〜40％、Ｆ^-：15％以下、Na₂O：20％以下
を含有し、さらに必要に応じて MgO：10％以下を含有
し、さらに骨材としてBN： 0.5〜 4.0％、Ｃ： 0.5〜
4.0％のうちの１種以上を含有し、残部は不可避的な不
純物によって構成されることを特徴とする連続鋳造用モ
ールドパウダーである。

【０００８】

【作用】発明者等の実験によると、前記のような問題
は、SiO₂を極力添加しない CaO−Al₂O₃系の基本組成に
融点降下作用の大きなTiO₂、Li₂Oを適量添加したパウダ
ーを使用することによって解決できることがわかった。
すなわち、 CaO：10〜35％、 Al₂O₃：10〜35％、TiO₂：
３〜15％、Li₂O：３〜20％、 BaO：５〜40％、Ｆ^-：15
％以下、Na₂O：20％以下を含有し、さらに必要に応じて
MgO：10％以下を含有し、さらに骨材としてＣ、BNなど
を配合したパウダーである。

【０００９】従来のパウダーの中のSiO₂の役目は、低融
点化とガラス化の促進であるが、SiO₂を多量に含有して
いるため、パウダー中の Al₂O₃が（１）式の反応によっ
て増加すると高融点の2CaO・ Al₂O₃・SiO₂ (ゲーレナイ
ト) を生成する。これにたいしてSiO₂のかわりにTiO₂を
３〜15％添加した本発明にかかるパウダーは、TiO₂がSi
O₂と同様にガラス化の促進効果があり、しかも溶鋼中の
AlによるTiO₂の還元速度はSiO₂に比べて半減し、かつ C
aO−Al₂O₃ 系の場合、TiO₂を３〜15％添加するとTiO₂を
添加しないパウダーにくらべて融点が 200〜300 ℃も低
下するという効果がある。しかし、３％未満あるいは15
％を超えるといずれも融点低下の効果は見られない。し
たがってパウダー中のTiO₂は３〜15％に限定する。

【００１０】さらに、 CaO− Al₂O₃−TiO₂系にLi₂Oを３
〜20％添加してもTiO₂添加時と同様な融点降下の効果が
ある。また、 Al₂O₃の活量を上げ、溶鋼中のAlの酸化を
抑制する効果もある。その含有量は、３％未満ではその
効果は小さく、実用的でない。また20％超えでは融点降
下の効果は見られるものの、（３）式によりLi₂Oが還元
されやすくなり、かえって Al₂O₃の生成を促進し、融点
を高める結果となる。したがってLi₂Oの含有量は３〜20
％に限定する。

【００１１】ｍ（Li₂O）＋ｎＭ→２ｍLi＋（ＭｎＯｍ）・・・（３）ただし、Ｍは還元性元素、ｍ、ｎは係数とする。CaOと
Al₂O₃の含有量は、それぞれ10〜35％が適量である。す
なわち、融点、粘度を上昇させてパウダーとしての潤滑
機能を損なうことのないように上限値を制限する必要が
ある。また、 CaO、 Al₂O₃が外来性介在物として混入し
た場合でも大きな物性変化を起こさせないことも必要で
ある。このような観点から、他の成分との関係を考える
と、 CaO、 Al₂O₃ともに35％が上限値である。

【００１２】一方、10％未満になると、他の成分の配合
比率が増大して、前述した各成分の上限値をこえること
になる。したがって下限値を10％とした。Ｆ^-は融点、
粘度調整用として必要なもので、15％を超えるＦ^-はパ
ウダー中の他の成分との反応により弗化物のガス化がお
こり、15％を超えた量のＦ^-は物性調整剤としての作用
に寄与しなくなり、また白煙発生によって作業性を害す
るようになる。したがってＦ^-の含有量は15％以下に限
定する。

【００１３】Na₂OもＦ^-と同様の効果があり、その含有
量は目標とする鋳造速度、パウダー消費量により増減さ
せ、20％以下が適量である。20％超えでは浸漬ノズルの
溶損の心配がある。BaOを５〜40％含有させる理由は、
粘度低下、結晶析出防止の観点から決めた値である。ま
た、Alによる還元反応が起こらないことも含有させる理
由である。

【００１４】BaOが５％未満では結晶析出防止の点で効
果がなく、40％超えでは粘度低下の効果が飽和する。し
たがって BaOの含有量は５〜40％に限定する。MgOは必
要に応じて含有できるが、 MgOを10％以下とする理由
は、Li₂OやTiO₂同様にパウダーの融点降下の効果が10％
以下の範囲で認められるためである。なお、 BaOや MgO
の他に LiF、NaF などの金属弗化物を媒溶剤として、ま
たＣ、BNなどを骨材として適合混合する。

【００１５】骨材として通常使用されるＣの他にBNを使
用する理由は、Ｃの場合、Ｃ量が多すぎると鋳造中
（１）、（２）及び（３）式によって発熱反応が生じた
とき、骨材としてのＣが燃焼し炎が発生し鋳造作業の安
全上の問題が生ずるが、 0.5〜4.0 ％のＣやBNの場合、
燃焼した炎に伴う安全上の問題が生じないからである。

【００１６】

【実施例】表１に示す３種類の化学組成の鋼の、 200mm
×1000mm断面サイズのスラブの連続鋳造において、表２
に示す組成の本発明にかかるパウダーと、比較のための
CaO-SiO₂系パウダー（特開昭 61-186155号公報に示す成
分）を用いて鋳造した。表３に鋳造結果、鋳片表面のパ
ウダー噛み込み欠陥やブリード個数、手入れ歩止り等を
示す。

【００１７】表３から明らかなように、本発明にかかる
パウダーの使用によって、Al、Ti、REMなどのスラグ還
元性金属元素を含有する鋼の連続鋳造時の鋳片表面欠陥
は著しく減少し、鋳片表面手入れ歩止り〔｛（手入れ前
重量−手入れによる減少重量）／（手入れ前重量）｝×
100 ％〕も大きく向上した。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【表３】

【００２１】

【発明の効果】本発明では溶鋼中のAl、Ti、REM などの
強還元性元素と反応し易い酸化物を極力含有させず、か
つパウダーの特性を損なうことのないような成分系にし
たので、本発明によると鋳片表面のブリードやパウダー
噛み込み欠陥、その手入れによる歩止り低下、さらには
鋳造時の炎の発生の問題が大幅に改善された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北岡英就千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者桜谷敏和千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者反町健一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者森脇三郎千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者山田純夫千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者多田睦千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者前田正史東京都港区六本木７丁目22番１号東京大学生産技術研究所内 (72)発明者光宗隆裕兵庫県神戸市須磨区大池町３丁目１番26号坂井化学工業株式会社神戸工場内 (72)発明者金子伸一兵庫県神戸市須磨区大池町３丁目１番26号坂井化学工業株式会社神戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 CaO：10〜35wt％、 Al₂O₃：10〜35wt
％、TiO₂：３〜15wt％、Li₂O：３〜20wt％、 BaO：５〜
40wt％、Ｆ^-：15wt％以下、Na₂O：20wt％以下を含有
し、さらに骨剤としてBN： 0.5〜 4.0wt％、Ｃ： 0.5〜
4.0wt％のうちの１種以上を含有し、残部は不可避的な
不純物によって構成されることを特徴とする連続鋳造用
モールドパウダー。
【請求項２】 CaO：10〜35wt％、 Al₂O₃：10〜35wt
％、TiO₂：３〜15wt％、Li₂O：３〜20wt％、 BaO：５〜
40wt％、 MgO：10wt％以下、Ｆ^-：15wt％以下、Na₂O：
20wt％以下を含有し、さらに骨剤としてBN： 0.5〜 4.0
wt％、Ｃ： 0.5〜 4.0wt％のうちの１種以上を含有し、
残部は不可避的な不純物によって構成されることを特徴
とする連続鋳造用モールドパウダー。