JPH05507239A - 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】 鋳造用フラックス 本発明は、連続鋳造またはインゴット鋳造時の酸化物に関する清浄度に対する要 請が特に強い、鉄基、ニッケル基またはコバルト基の鋼または合金のための鋳造 用フラフクスに関する。

本明細書において鋳造用フラックスとは、レードルあるいは中間容器内で金属溶 湯をキャッピングする（浴面を覆う）ためおよび後処理するための粉末をも含む ものである。

従来用いられてきた鋳造用フラフクスはシリケートをベースにして構成されてお り、ＣａＯおよびＡＩ！Ｏ！に加えて、主成分として２０〜４０ｗｔ％のＳｉｎ ｇを含んでいる。　Ｎ　ａ　ｚ　ＣＯｓおよびＣａＦ、との関係で、また場合に よってはこれに加えてＢｚＯｉとの関係で、種々の重要な性質のうち、鋳造上の 要請から融点は１２００°Ｃ未満に設定されており、粘性はｌＰａ−５程度の範 囲とする必要があり、また８００″Ｃより低温においてガラス状態であることと する。これら従来の鋳造用フラックスは上記成分の他、原料から由来する鉄やマ ンガンの酸化物およびＰχ０．のような酸化物も含有している。場合によってこ れらの成分は、上記の各性質を所要のレベルにするために意図的に添加される。

実用されているもう一つのタイプの鋳造用フラックスは、できるだけ低温までガ ラス状に固化させるようにするために、ＳｉＯ□含有量を高め且つＣａＯ／Ｓｉ Ｏ２比を１．Ｏ未満に低めることにより、鋳造用ギャップ内でガラス質の鋳造用 フラックスが固化している際に例えばクスビジンやネフェリン（霞石、ネフェラ イト）等の結晶相が析出しないようにしている。

シリケートをベースとし、これにＮａ□０．および場合によってはＢ２０．そし て鉄およびマンガンの酸化物をも添加した上記の鋳造用フラックスは、熱力学的 な生成エネルギーが比較的小さいため、酸素含有量の低い、鉄基、コバルト基お よび金属基の鯛および合金に対して、酸化ポテンシャルが非常に高い、アルミニ ウム、チタン等のような合金元素との反応により凝固金属中に非金属介在物が形 成され、これが酸化物についての清浄度を低下させ、またそれによって鋼や合金 の実用特性が著しく劣化する。鋳造用フラックスのガラス状固化を低温まで可能 にする構成成分はそのまま用いて各成分の酸化ポテンシャルを所要レベルにまで 低下させる実用的な技術は、これまで無かった。

米国特許第３，９２６，２４６号には、フン化物、アルカリ土類元素酸化物、酸 化アルミニウム、酸化シリコン、酸化リチウムおよび酸化ボロンのような鋳造用 フラフクスに通常含有される成分に加えて、アルカリ金属酸化物および五酸化燐 を所定量添加することが開示されている。その結果、鋳造用フラックススラグを 実質的にまた組成によっては完全にガラス化させながら、その流動性、軟化挙動 および酸化アルミニウム吸収能を確保することができた。しかし、アルカリ金属 酸化物、五酸化燐、酸化シリコンおよび酸化ボロンの添加量を、例えばＮａ、Ｏ を１８〜２４％とするか、Ｐ、０５４０％およびＳｆＯ□２５％そしてＰ、０． を２０％とする、というように非常に多量することで、鋳造用フラックスを確実 にガラス化しながら前記各特性を維持することができるけれども、一方では鋳造 スラグから発生した酸素が溶鋼へ多量に入り込むため、連続鋳造またはインゴッ ト鋳造された鋼の清浄度が非金属介在物の形成によって著しく劣化する。

上記従来の鋳造用フラックスと同様に、配分樋用キャンピング材およびし一ドル のストンパー用スラグは、シリカまたは塩基性酸化物で構成されており、また鋳 造用フラックスと同じく、酸素含有量の低い鉄基、コバルト基およびニッケル基 の鋼および合金に関してかなり酸化ポテンシャルが高い。したがって、これら補 助材料を用いた場合、アルミニウムおよびチタンのような合金元素や鋼中の非金 属介在物との反応によって溶融金属中に介在物が形成され、それが後続の鋳造過 程においてチル鋳型内に入り込み金属の汚染を引き起こす。

そこで本発明の目的は、鋼の製造に用いられるスラグに必要な要件は満たしなが ら、従来の補助材料に比べて酸化ポテンシャルを低下させた冶金用粉末状補助材 料を開発することである。

この目的は、本発明によれば、 ２０〜４０％　Ｃａｂ。

１５〜３０％　５ｒＯ１ Ｏ〜　６％　ＭｇＯ１ ０〜　８％　ＭｇＦ□、 ０〜８％　ＣａＦ、、 ０〜８％　ＮａＦ。

０〜６％　Ｌ　ｉ　Ｆ。

残部　Ａｌｔｏｓ を含有し、Ｓ　ｆｏｇ　、Ｆｅｄ、、ＭｎＯ，Ｋｇ　ＯｌＮ、ａ、ＯｌＰ、Ｏ， 、Ｃｒ、Ｏ，およびＢ２０．のような、酸素を発生させる化合物の総量が１５％ 以下、望ましくは５％以下である鋳造用フラックスのよって達成される０本発明 において、酸素を発生させる化合物の総量を１５％以下に制限したのは、このよ うに制限しないと鋳造スラグから溶融金属への酸素の移行が起き、その結果とし て凝固合金中に望ましくない非金属介在物が形成されるからである。

外装部材用のアルミニウム・キルド深絞り用銅のような、非金属介在物に対して 特に敏感な金属の場合や、チタン安定化オーステナイト鋼のような、酸素に対す る親和性の強い成分を含む金属の場合には、鋳造用フランクス中の酸素発生成分 の総量を３％以下に制限する必要がある。

通常、本発明に従う混合物に、鋳造プロセスに応じて種々の量の炭素が添加され る。

本発明によれば、ガラス化等の鋳造用フラックスとしての基本的な性質に悪影響 を及ぼすことなく、酸素発生成分を実質的に添加せずに済ますことができる。化 合物を制限しても冷却過程においてガラス状態を安定して確保することができる （請求項４）、ここで特に注目すべきことは、本発明の組成物によれば、アルカ リ金属酸化物、Ｂ、○、およびＳｉｎ、を用いることなくガラス化が達成できる ことである。アルカリ、鉄およびマンガンの酸化物は他の酸素発生酸化物に比べ て酸素ポテンシャルが高いので、これらの各々を５％以下、望ましくは２％以下 に制限することが育利である。

既に説明したように、補助材料が特に鋳造用フラックスとして用いられる場合に は、チル鋳型と鋳片凝固殻との間にある鋳造ギャップ内の鋳造用フラックスをガ ラス状態に維持し、鋳片凝固殻内の欠陥の原因になる結晶相が析出できないよう にすることが非常に重要である。そのためには、３種類の主成分であるＣａｂ’ 　、Ａｌｘ　Ｏｓ　’およびＳｒＯ’　の化学組成を、図１に示した３元系のハ ンチングを施した領域内にすることが特に効果的である。このガラス化状態は、 石灰−アルミネート融液中で僅かに発生するだけなので、容易に予測し得なかっ たことである。ＳｉＯ□の添加量が非常に少ないので、酸素ポテンシャルを増加 させることなくガラス化を非常に促進するこ七ができる。このことは、従来鋳造 用フラックスをガラス状態にすることができたのはシリケート・ベースの場合だ けであったことを考えれば、特に大きな重要性を持つ。

以下、従来の鋳造用フラックスと本発明による鋳造用フラックスとを比較した実 施例により、本発明を説明する。（表１）。

表１ 比較例（ｗｔ％）　本発明例（ｗｔ％）ＳｉＯ＝　３５．５　０．３ ＣａＯ２３，５２６，９ Ａｌｔ　Ｏｓ　６．０　２７．０ Ｍｇ０　０．　９　３．　１ Ｎａ、０　５．　０　０．　２ ＣａＦｚ　１１，１　４．０ Ｆｅｔｕｓ　１．１　０．２ Ｃ（遊ＩＩＩ）　４．　５　５．　５ アニーリング損失　！２．４　２．０ 液相温度（’Ｃ）　１１８７　１１６２粘性（Ｐａ−ｓ、　０．１５ １３００℃で）０．７３ 上記２種類の鋳造用フラックスを用いて、所期組成がＣｏ、０４％以下、Ｍｎ０ ．１５〜０．２２％、可溶ＡＩ０．０３０〜０．０５０％である自動車外板用の アルミニウム・キルド深絞り用銅を連続鋳造してそれぞれ１ヒート当たり３００ ｔのスラブとし、圧延により冷延コイルを製造し、検査工程において鋳造起因の 表面近傍欠陥を調べた。上記溶湯から本発明の鋳造用フラックスを用いて得られ たコイルは、従来の鋳造用フラックスを用いて鋳造したものに比べて、外表欠陥 による不良が５分の１に減少した。このことは、鋼製造業者にとって非常に有益 であるばかりでな（，２次加工業者にとっても在庫コストの低減になる。

図１の用語：　ｇｌａｓｉｇ＝ｌ＝ｖｉｔｒｅｏｕｓ　（ガラス状）（〔ＯＯド ｆｓｒｏｌ’　３０　４０　５０　６０　７０　ｔＡ１２０３）’ＦＩ６．１ 要約書 本発明は、連続鋳造またはインゴット鋳造時の酸化物に関する清浄度に対する要 請が強い、鉄基、ニッケル基またはコバルト基の鋼または合金のだめの鋳造用フ ラックスに関し、該鋳造用フラックスは主成分として酸化カルシウム（ＣａＯ） 、酸化アルミニウム（ＡＩｚ　０３　）および酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を 含有する鋳造用フラックスであって、本発明の特徴は、その化学組成が下記（ｗ ｔ％）、 ２０〜４０％　Ｃａｂ。

１５〜３０％　Ｓｒ０゜ ０〜６％　ＭｇＯ５ ０〜　８％　Ｍ　ｇ　Ｆ　ｔ、 ０〜８％　Ｃａ　Ｆ　！、 ０〜８％　ＮａＦ。

Ｏ〜　６％　ＬｉＦ 残部　Ａ　Ｉ　！　ｏｓ の範囲内であって、ＳｉＯｔＳＦｅＯ５Ｍ　ｎ　Ｏ，Ｋｇ　０１Ｎａ、Ｏ。

ＰｔＯ８、Ｃｒｔ　ＯｘおよびＢｚＯｓのような酸素発生化合物の総量が１５％ 以下であることである。

国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．本発明は、連続鋳造またはインゴット鋳造時の酸化物に関する清浄度に対す る要請が強い、鉄基、ニッケル基またはコバルト基の鋼または合金のための鋳造 用フラックスに関し、該鋳造用フラックスは主成分として酸化カルシウム（Ｃａ Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を 含有する鋳造用フラックスにおいて、その化学組成が下記（ｗｔ％）、２０〜４ ０％ＣａＯ、 １５〜３０％ＳｒＯ、 ０〜６％ＭｇＯ、 ０〜８％ＭｇＦ２、 ０〜８％ＣａＦ２、 ０〜８％ＮａＦ、 ０〜６％ＬｉＦ 残部Ａｌ２Ｏ３ の範囲内であって、ＳｉＯ２、ＦｅＯ、ＭｎＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｐ２Ｏ３、 Ｃｒ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３のような酸素発生化合物の総量が１５％以下であるこ とを特徴とする鋳造用フラックス。
2. ２．酸素発生化合物の総量が５％未満であることを特徴とする請求項１記載の鋳 造用フラックス。
3. ３．酸素発生化合物の総量が３％以下であることを特徴とする請求項２記載の鋳 造用フラックス。
4. ４．アルカリ酸化物、鉄酸化物またはマンガン酸化物が各々５％以下であること を特徴とする請求項１または２記載の鋳造用フラックス。
5. ５．アルカリ酸化物、鉄酸化物またはマンガン酸化物が各々２％以下であること を特徴とする請求項４記載の鋳造用フラックス。
6. ６．ＣａＯ′、Ａｌ２Ｏ３′およびＳｒＯ′の化学組成が、図１に示した３元系 のハッチングを施した領域内にあることを特徴とする請求項１から４までのいず れか１項記載の、冷却過程におけるガラス状態を確保するための鋳造用フラック ス。
7. ７．ＳｒＯ含有量が２０％以下であることを特徴とする請求項１記載の鋳造用フ ラックス。