JPH05305403A

JPH05305403A - 鋼の連続鋳造用鋳型添加剤及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05305403A
Application number: JP11034892A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ichikawa; 健治市川; Osamu Nomura; 修野村; Hideaki Fujiwara; 秀明藤原; Kaname Kondo; 要近藤
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1993-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、作業環境の改善と優れた鋼
の鋳片品質を得ることができる球状顆粒からなる鋼の連
続鋳造用鋳型添加剤を提供することにある。【構成】本発明に係る鋼の連続鋳造用鋳型添加剤は、
ＣａＯ２５〜４５重量％、ＳｉＯ₂２０〜４０重量％、
Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、ＭｇＯ２〜１５重量％、アル
カリ金属及びアルカリ土類金属のフッ化物及び酸化物か
らなる群から選択される少なくとも１種３〜２５重量
％、炭素系原料０.３〜８重量％及び不可避不純物より
なり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重量比が０.７〜１.６の範囲
内にあり、造粒粒径が０.０４ｍｍ以上、０.５ｍｍ未満
の粒度分布をなし、粒径０.０７ｍｍ以上、０.３ｍｍ未
満が９０重量％以上の粒度分布をなす球状顆粒であるこ
とを特徴とする。なお、該鋳型添加剤は、微細炭素系原
料を分散させたバインダーをスプレーにて連続添加しな
がら流動撹拌造粒機することにより製造することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造において
鋳型内に散布して使用される鋼の連続鋳造用鋳型添加剤
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】我が国における連続鋳造技術の進展は目
覚ましく、粗鋼生産の９５％以上が連続鋳造によって生
産されている。更に、ＨＣＲ(ホットチャージローリン
グ)、ＨＤＲ(ホットダイレクトローリング)比率の向
上、高速鋳造などが積極的に進められている。従って、
鋳片品質や操業安定度に多大な影響を与える鋼の連続鋳
造用鋳型添加剤(以下、モールドパウダーと略称する)に
対する要求も一段と厳しいものがあり、必要とされるモ
ールドパウダーも多種多様となっている。

【０００３】モールドパウダーはポルトランドセメン
ト、黄燐スラグ、合成珪酸カルシウム、ウォラストナイ
ト等を主原料とし、必要に応じてＳｉＯ₂質原料を加
え、更に、ソーダ灰や蛍石などのフラックス原料や溶融
速度調整剤としての炭素系原料等を添加したものが一般
的である。

【０００４】モールドパウダーは鋳型内へ注入された溶
鋼表面上へ散布され、種々の役割を果たしながら消費さ
れる。特に、鋳型と凝固シェル間の潤滑、溶鋼から
浮上する介在物の溶解及び吸収、溶鋼の保温、鋳型
と凝固シェル間での熱伝達の抑制、均一化などが主要な
役割である。

【０００５】、とはモールドパウダーの軟化点、
粘度などを調整することが必要であり、化学組成の選定
が肝要である。また、の溶鋼の保温については主に炭
素系原料によって調整される溶融速度、及び嵩比重、拡
がり性などの粉体特性が重要とされており、特にモール
ドパウダーの形状によって大きな影響を受ける。

【０００６】従来のモールドパウダーの形状は粉末、顆
粒(柱状形：粒径１〜３ｍｍ程度)、球状(中空形及び充
実形)の３つに大別することができるが、特に粉末、顆
粒(柱状顆粒)がその大半を占めている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の３タイプのモー
ルドパウダーは下記の長所及び短所をもっている。粉末
品は顆粒品に比べて保温性に優れ、比表面積が大きいた
め滓化が早いという特徴をもつ。従って、ピンホール、
ブローホール、介在物性欠陥の発生し易いアルミキルド
鋼用、及びより速い滓化性、より速やかなスラグ流入が
要求される引抜速度１.６ｍ／分以上の所謂高速鋳造用
には粉末モールドパウダーが主流で使用されているもの
の、粉末モールドパウダーは鋳型内に添加散布する際、
粉塵の発生が激しく、作業環境を著しく悪化させる。

【０００８】顆粒品(柱状顆粒)は粉塵の発生が少なく、
作業環境面では粉末品に比較し優れているものの柱状形
状より粒子間の空隙が多く、それにより通気性が大きく
なり、粉末品に比較して保温性に劣る。また、顆粒品は
粉末モールドパウダーに比較し滓化が遅く、高速鋳造用
としては不向きである。また、各製鉄所にて導入されて
いる自動供給機には適応困難である。その理由として
は、自動供給機使用時、粒が崩壊し易いところにある。
また、鋳型内での拡がり性にも劣る。従って、現在、自
動供給機を用いて鋳造する製鉄所でのモールドパウダー
の形態は粉末品が主流を占めている。また、粉末品に比
較し鋳造中にスラグベアーが多発することは経験的にも
よく知られている。

【０００９】例えば、特公昭56−14387号公報、特公昭5
7−20069号公報に記載されているような中空顆粒品は、
保温性、拡がり性に優れているものの溶融特性に問題が
あり、実機での常用使用例は少ない。中空顆粒品は、そ
の球状顆粒内部に含まれている空気が溶鋼熱の鋳型上部
への放熱を妨げることにより保温性を確保しているもの
の、その反面溶鋼過程で完全に抜け切らずに残存する空
気層により滓化が遅れがちとなり、鋳型内へのスラグ流
入が確保できなくなる欠点を有する。特に、速やかな滓
化、スラグ流入を要求する高速鋳造用としては適さな
い。また、顆粒品と同様に自動供給機使用の際、その粒
強度の弱さにより粉末化し易い欠点を有する。

【００１０】球形状球形顆粒品(特公平１−20944号公
報)は、粒径０.１ｍｍ以上２.０ｍｍ未満が９０重量％
以上で、かつ粒径０.３ｍｍ以上１.２ｍｍ未満が８０重
量％の造粒物であり、優れた拡がり性を有するものの、
その造粒物は正規分布をなし粒度的にも広範囲にある。
顆粒状(球状顆粒も含む)モールドパウダーの欠点として
の滓化性を考慮するに、粒径の大小による滓化速度への
影響は大きく、広範囲粒度をもつ顆粒品は不均一溶融を
起こし易い欠点を有する。

【００１１】また、スラグ化速度の調整としての炭素を
粒の表面ないし粒間に存在させることを特徴としている
ものの、自動供給機にて使用時、粒表面の炭素は機械的
応力により剥離し易く自動供給機には不適当である。

【００１２】従って、本発明の目的は、作業環境の改善
と優れた鋼の鋳片品質を得ることができる球状顆粒から
なるモールドパウダーを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の問題
点を解決するために、モールドパウダーの形状を種々検
討した結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明
に係るモールドパウダーは、ＣａＯ２５〜４５重量％、
ＳｉＯ₂２０〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、
ＭｇＯ２〜１５重量％、アルカリ金属及びアルカリ土類
金属のフッ化物及び酸化物からなる群から選択される少
なくとも１種３〜２５重量％、炭素系原料０.３〜８重
量％及び不可避不純物よりなり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重
量比が０.７〜１.６の範囲内にあり、造粒粒径が０.０
４ｍｍ以上、０.５ｍｍ未満の粒度分布をなし、粒径０.
０７ｍｍ以上、０.３ｍｍ未満が９０重量％以上の粒度
分布をなす球状顆粒であることを特徴とする。

【００１４】また、本発明に係る鋼の連続鋳造用鋳型添
加剤の製造方法は、ＣａＯ２５〜４５重量％、ＳｉＯ₂
２０〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、ＭｇＯ２
〜１５重量％、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフ
ッ化物及び酸化物からなる群から選択される少なくとも
１種３〜２５重量％、炭素系原料０.３〜８重量％及び
不可避不純物よりなり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重量比が０.
７〜１.６の範囲内にある配合物にバインダーをスプレ
ーにて連続添加しながら、流動撹拌造粒機にて造粒する
ことを特徴とする。

【００１５】更に、本発明に係る鋼の連続鋳造用鋳型添
加剤の製造方法は、ＣａＯ２５〜４５重量％、ＳｉＯ₂
２０〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、ＭｇＯ２
〜１５重量％、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフ
ッ化物及び酸化物からなる群から選択される少なくとも
１種３〜２５重量％、炭素系原料０.３〜８重量％及び
不可避不純物よりなり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重量比が０.
７〜１.６の範囲内にある鋼の連続鋳造用鋳型添加剤の
微細炭素系原料を除く配合物に、微細炭素系原料を分散
させたバインダーをスプレーにて連続添加しながら、流
動撹拌造粒機にて造粒することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明のモールドパウダーは球状モールドパウ
ダーであり、従来の多く使用されている柱状顆粒、中空
顆粒とは異なり、充実球であり、更に、粒径が小さいこ
とが大きな特徴である。

【００１７】本発明のモールドパウダーは粒径０.０４
ｍｍ〜０.５ｍｍ、好適には０.０７〜０.３ｍｍの範囲
内にある。粒径が０.０４ｍｍ未満であると粉末品と同
様に粉塵の発生があり、作業環境面で好ましくない。ま
た、粒径が０.５ｍｍ以上では粒径が大きくなればなる
程、それに比例して粒子間の空隙が大きくなり、保温性
が損なわれ、従来の顆粒品と何ら変わるところがなく、
効果はない。

【００１８】本発明のモールドパウダーは流動撹拌造粒
等により造ることができる。また、好ましくは炭素系原
料の分散及び小径造粒品確保のため、バインダーもしく
は微細炭素系原料を混合分散させたバインダーをスプレ
ーにて添加し、造粒することが望ましい。特に、速やか
な滓化、スラグ流入が要求される高速鋳造用モールドパ
ウダーでは炭素系原料、特に微細なカーボンを使用、分
散させることにより滓化をコントロールしており、微細
なカーボンの分散性が鋳片品質に大きく影響を及ぼす。

【００１９】このように、微細なカーボンを使用する場
合、配合混合物中の微細なカーボン(特にカーボンブラ
ック)はバインダーを添加することにより凝集する性格
を有しており、通常の落とし込み(バインダー溶液の瞬
間的添加)によるバインダーの添加では微細なカーボン
の分散性は悪く、本発明者らはこの欠点を回避するため
にスプレーにてバインダーの添加を行った。その結果、
バインダーをスプレーにて添加することにより特定範囲
の小粒径を容易に得ることができ、また、微細なカーボ
ンの分散性の問題も解決できる。

【００２０】また、微細なカーボンをバインダー中に分
散混合させ、スプレーにて添加することにより、微細な
カーボンの分散性は良くなった。この際、造粒促進及び
粒強度確保のためにバインダー中に有機質バインダー
(ポリビニールアルコール、カルボキシメチルセルロー
ス等)及び水ガラス等を１０重量％以内で添加すること
も可能である。また、バインダー中に微細炭素系原料を
混合分散させるための分散剤(界面活性剤＝陰イオン
系、陽イオン系、両性及び非イオン系界面活性剤等)も
必要に応じて添加することができる。なお、本明細書に
おいて、術語バインターは水、アルコール等から選択さ
れたものを表す。

【００２１】上述のようにして得られた配合物は流動撹
拌造粒機(通称ハイスピードミキサー)にて造粒する。こ
の際、配合物の流動速度は７ｍ／秒ないし１５ｍ／秒の
範囲に設定することが好ましい。流動速度が７ｍ／秒未
満であると造粒する際に粒径が大きくなり好ましくな
い。また、１５ｍ／秒を超えると装置的な問題により好
ましくない。

【００２２】本発明のモールドパウダーは、その形状及
び粒度により保温性、滓化性、均一溶融性に優れてお
り、連続鋳造における各鋳造鋼種あるいは低速から高速
鋳造までの鋳造条件に適応可能である。更に、拡がり
性、粒強度的にも極めて優れている点により自動供給機
にも対応することができる。

【００２３】ここで、本発明のモールドパウダーの化学
組成を規定する理由について記載する。まず、ＣａＯは
２５〜４５重量％の範囲とし、ＳｉＯ₂は２０〜４０重
量％の範囲とする。ここで、ＣａＯ／ＳｉＯ₂重量比は
０.７〜１.６とする。このＣａＯ／ＳｉＯ₂重量比が０.
７未満では、粘性が高くなりすぎ、過剰にフラックス成
分が必要となり、連鋳用耐火物への影響が大きい。ま
た、該重量比が１.６を超えると結晶化温度や溶融温度
が高くなりすぎるために好ましくない。

【００２４】高濃度のＡｌ₂Ｏ₃は高塩基度スラグの場
合、比較的高融点の２ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂を生
成させるため２〜１５重量％が良い。ＭｇＯは軟化温
度、粘度を低下させるために有利に働くものの１５重量
％を超えると結晶化傾向が強くなり、２重量％未満では
効果は認められない。

【００２５】アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフッ
化物及び酸化物は主に軟化温度、溶融温度、粘性を低下
させるために用いるものの、それぞれが２５重量％を超
えると溶融温度、粘性が低下しすぎたり、浸漬ノズルの
溶損の問題を生ずる。また、３重量％未満では効果が認
められない。

【００２６】炭素系原料はモールドパウダーの溶融速度
調整のために添加するが、０.３重量％未満では効果が
なく、８重量％を超えると滓化速度が遅くなりずきる。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明す
る。実施例１以下の表１及び表２に記載の組成となるように所定の原
料を配合し、流動撹拌造粒機(通常ハイスピードミキサ
ー)にて混合した後、スプレーにてバインター(カルボキ
シメチルセルロース：２重量％溶液)を配合物に対し１
３重量％連続添加することにより本発明品１を得た。な
お、混合造粒時の流動速度は１０ｍ／秒に設定した。ま
た、本発明品２においては、バインター(非イオン系界
面活性剤：２重量％溶液)中に微細なカーボンを１５重
量％混合分散させてスプレーにて配合物に対し１３重量
％連続添加することによって得たものである。なお、バ
インダーと共に添加された微細カーボンの合計量は１.
９１重量％であった。

【００２８】上述のようにして得られた本発明品１を低
炭素鋼用として使用されている粉末品、顆粒品(柱状顆
粒、中空顆粒)と共に使用した結果を表１及び２に併記
する。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】上記表１及び２より、本発明品を従来の粉
末品、顆粒品と比較すると、粉塵発生状況は粉末品より
も良好であり、鋳片品質においては、従来の顆粒品より
も良好であることがわかる。また、自動供給機での使用
は問題なく、従来顆粒品に見られる自動供給機通過後の
粉化現象も軽微であった。なお、高速鋳造下で、従来の
柱状顆粒品の使用はなかった。なお、本発明品１及び２
の配合及び流動条件を表５に併記する。

【００３２】実施例２以下の表３及び表４に記載の組成となるように所定の原
料を配合し、流動撹拌造粒機(通常ハイスピードミキサ
ー)にて混合した後、スプレーにてバインター(カルボキ
シメチルセルロース：２重量％溶液)を配合物に対し１
３重量％連続添加することにより本発明品３を得た。な
お、混合造粒時の流動速度は１０ｍ／秒に設定した。ま
た、本発明品４においては、バインター(非イオン系界
面活性剤：２重量％溶液)中に微細なカーボンを１５重
量％混合分散させてスプレーにて配合物に対し１３重量
％連続添加することによって得たものである。

【００３３】上述のようにして得られた本発明品３及び
４を中炭素鋼用として使用されている粉末品、顆粒品
(柱状顆粒、中空顆粒)と共に使用した結果を表３及び４
に併記する。

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】上記表３及び４より、本発明品を従来の粉
末品、顆粒品と比較すると、粉塵発生状況は粉末品より
も良好であり、鋳片品質においては、従来の顆粒品より
も良好であることがわかる。また、自動供給機での使用
は問題なく、従来顆粒品に見られる自動供給機通過後の
粉化現象も軽微であった。なお、本発明品３及び４の配
合及び流動条件を表５に併記する。

【００３７】

【表５】

【００３８】なお、上記表５において、炭素質原料Ａは
石油コークス系であり、炭素質原料Ｂ及びＣはカーボン
ブラック系である。また、ケイ酸カルシウムＡはＣａＯ
／ＳｉＯ₂比１.０品であり、ケイ酸カルシウムＢはＣａ
Ｏ／ＳｉＯ₂比１.４品である。ＳｉＯ₂原料Ａ及びＢは
α−クオーツ系であり、ＳｉＯ₂原料ＣはＮａ₂Ｏ−Ｓｉ
Ｏ₂系ガラスフリットである。

【００３９】

【発明の効果】本発明の０.０４〜０.５ｍｍの粒度分布
を有する球形充実形状のモールドパウダーは、従来のモ
ールドパウダーの欠点を解消して以下に記載するような
効果を得ることができる：粉塵の発生がなく、作業環境面で優れている；鋳型内拡がり性に優れているほか、粒強度が強く、自
動供給機での使用が可能；小粒径であることにより、整層溶融、滓化性、均一流
入性に優れており、保温性の点でも粉末同様の性能を有
しているほか、従来の顆粒品(柱状、中空品)と異なり、
高速鋳造にも何ら問題なく使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣａＯ２５〜４５重量％、ＳｉＯ₂２０
〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、ＭｇＯ２〜１
５重量％、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフッ化
物及び酸化物からなる群から選択される少なくとも１種
３〜２５重量％、炭素系原料０.３〜８重量％及び不可
避不純物よりなり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重量比が０.７〜
１.６の範囲内にあり、造粒粒径が０.０４ｍｍ以上、
０.５ｍｍ未満の粒度分布をなし、粒径０.０７ｍｍ以
上、０.３ｍｍ未満が９０重量％以上の粒度分布をなす
球状顆粒であることを特徴とする鋼の連続鋳造用鋳型添
加剤。
【請求項２】ＣａＯ２５〜４５重量％、ＳｉＯ₂２０
〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、ＭｇＯ２〜１
５重量％、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフッ化
物及び酸化物からなる群から選択される少なくとも１種
３〜２５重量％、炭素系原料０.３〜８重量％及び不可
避不純物よりなり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重量比が０.７〜
１.６の範囲内にある配合物にバインダーをスプレーに
て連続添加しながら、流動撹拌造粒機にて造粒すること
を特徴とする請求項１記載の鋼の連続鋳造用鋳型添加剤
の製造方法。
【請求項３】ＣａＯ２５〜４５重量％、ＳｉＯ₂２０
〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２〜１５重量％、ＭｇＯ２〜１
５重量％、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のフッ化
物及び酸化物からなる群から選択される少なくとも１種
３〜２５重量％、炭素系原料０.３〜８重量％及び不可
避不純物よりなり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂の重量比が０.７〜
１.６の範囲内にある鋼の連続鋳造用鋳型添加剤の微細
炭素系原料を除く配合物に、微細炭素系原料を分散させ
たバインダーをスプレーにて連続添加しながら、流動撹
拌造粒機にて造粒することを特徴とする請求項１記載の
鋼の連続鋳造用鋳型添加剤の製造方法。