JPH0557411A - 高清浄度溶鋼鋳造用の連鋳鋳型添加剤 - Google Patents

高清浄度溶鋼鋳造用の連鋳鋳型添加剤

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JPH0557411A JP3238937A JP23893791A JPH0557411A JP H0557411 A JPH0557411 A JP H0557411A JP 3238937 A JP3238937 A JP 3238937A JP 23893791 A JP23893791 A JP 23893791A JP H0557411 A JPH0557411 A JP H0557411A
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Akira Matsuo
晶 松尾
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はsol.Al.0.002%以下の
伸線加工性、疲労強度、あるいは被削性を要求されるS
i脱酸鋼鋳造用の連続鋳造用鋳型添加剤に関する物であ
る。 【構成】 sol.Al.0.002%以下のSi脱酸
溶鋼を、ジルコニアまたはジルコン含有材質よりなる浸
漬ノズルもしくはスラグラインにこれらの材質を有する
ノズルで連続鋳造を行なう際に用いる鋳型添加剤であっ
て、フラックス成分および溶融性状調整剤を選択的に加
えた定常鋳造用の鋳型添加剤にZrO2成分を2〜6重
量%含有させ、かつ事前に全体を溶融処理した基材と溶
融速度調整用の炭素粉末等の骨材を混合して用いる連続
鋳造用鋳型添加剤。又は前記の鋳型添加剤であって溶融
性状調整剤の一部を、溶融処理した基材に混合してなる
連続鋳造用鋳型添加剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高清浄度鋳造用の連続
鋳造用鋳型添加剤に関する物であって、特にsol.A
l.0.002%以下の伸線加工性、疲労強度、あるい
は被削性を要求されるSi脱酸鋼鋳造用の鋳型添加剤に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造において、鋳型内溶鋼の空
気酸化防止、保温、非金属介在物の吸収、および鋳型と
凝固鋳片間の潤滑の目的で鋳型内添加剤が使用されてい
る。鋳型添加剤は通常、フラックス基材としてSi
2,CaO,Al23,MgO等の金属酸化物からな
っており、溶融性状調整剤はNa2O,K2O,Li
2O,B23,等の金属酸化物およびCaF2,Al
3,NaF,LiF等の金属弗化物を融点、粘性調整
用に、また炭素質粉末を溶融速度調整用に選択的に加え
た物から成っている。なお上述のアルカリ金属、アルカ
リ土類金属の酸化物は炭酸塩、硝酸塩の中から選択的に
加える事もある。
【0003】鋳型添加剤は鋳型内溶鋼面に添加されると
溶鋼面に接している側は溶融して溶融スラグ層を形成
し、溶融スラグ層の上方には未溶融層が覆い放熱を低減
している。溶融スラグは鋳型と鋳片間に流入し潤滑剤と
して消費されていくが、一定の溶融スラグ厚を保つよう
に溶融速度が炭素粉末等の骨剤でコントロールされてい
る。鋳型添加剤が溶融して形成される溶融スラグ層中の
主成分は一例として、SiO2:25〜45wt%,C
aO:25〜45wt%,Al23:1〜20wt%,
Na2O:5〜20wt%,F:5〜20wt%,Ca
O/SiO2:0.5〜1.8、物理特性は1300℃
における粘度が0.3〜15Poise、融点が900
〜1200℃のものが一般的に使用されている。
【0004】また鋳型に溶融を注入する際に、溶鋼の空
気酸化防止、溶融スラグの巻き込み防止、および溶融注
入流制御のために浸漬ノズルが使用されている。浸漬ノ
ズルの材質は主としてアルミナ−グラファイト、ジルコ
ニア−グラファイト、溶融石英等であり、前述の溶融ス
ラグに溶解する性質のものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】連続鋳造を長時間続け
る際は溶融スラグによる浸漬ノズルの溶損が問題とな
り、最近ではスラグライン部を比較的耐溶損性に優れた
ジルコニア−グラファイト質にしたノズルが多く使用さ
れるようになっているがまだ十分とはいえず、通常の鋳
型添加剤を使用した場合250分〜300分の耐用時間
である。したがってこれ以上の鋳造を続ける場合には途
中でノズルを交換するか、ノズルのスラグラインレベル
を変更する等の操業を行なっている。そのため非定常鋳
造となった鋳片の品質降格が避けれなかった。
【0006】一方、溶融スラグ中にZrO2成分を過飽
和に入れることにより、ノズル側のZrO2溶解量を減
少させようとする鋳型添加剤が提案されている(例えば
特公昭63−63301号公報)。しかしながら、Zr
2成分を多く含有する溶融スラグ中からは、ZrO2
子(Lime stabilized zirconi
a)が晶・析出するため、鋳片に巻き込まれたスラグ系
介在物中には硬質のZrO2粒子が多数認められる。
【0007】またZrO2成分をBaddeleyit
e等のZrO2粒末やジルコン(ZrO2・SiO2)の
粒末で鋳型添加剤に配合した場合には、これらZrO
2源は溶融スラグ中への溶解速度が遅いため原料粉の形
を保った比較的大きなまま溶融スラグ中に存在する。
溶融スラグ中のZrO2が過飽和の場合添加剤中のZr
2原料が溶解しないで大きな粒子そのまま溶融スラグ
中に残存する。
【0008】これら大型の未溶融ZrO2、ジルコン粒
子を含有した溶融スラグ及び未溶融の添加剤が鋳片に巻
き込まれた場合、上記晶・析出したZrO2粒子と同
様、融点が高く硬質なため圧延後もほぼ同じ大きさで残
り、本発明の目的とするsol.Alが0.002%以
下のSi脱酸鋼の極細線用途では断線の原因となり、疲
労強度が問題となる用途では疲労破壊の原因になり、ま
た被削性が要求される用途では被削性悪化の原因とな
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は従来技術の課題
を有利に解決するものであって、sol.Al.0.0
02%以下のSi脱酸溶鋼を、ジルコニアまたはジルコ
ン含有材質によりなる浸漬ノズルもしくはスラグライン
にこれらの材質を有するノズルで連続鋳造を行なう際に
用いる鋳型添加剤であって、フラックス成分および溶融
性状調整剤を選択的に加えた定常鋳造用の鋳型添加剤に
ZrO2成分を2〜6重量%含有させ、かつ事前に全体
を溶融処理した基材と溶融速度調整用の炭素粉末等の骨
材を混合して用いる連続鋳造用鋳型添加剤。又は前記鋳
型添加剤であって溶融性状調整剤の一部を溶融処理した
基材に混合してなる連続鋳造用鋳型添加剤である。
【0010】以下本発明を図表を用いて説明する。
【0011】
【表1A】
【0012】
【表1B】
【0013】表1は本発明に適用する鋼種であって、特
に低Alに特徴がある。Alは強脱酸元素で脱酸・酸素
コントロール用に有用であるが、Sol.Alが0.0
02%以上になると非延性硬質のAl23系介在物を生
じて、疲労特性、伸線加工特性および被削性等を害する
ので、低Alとする必要がある。Cは材質強度コントロ
ールに必要であり、用途によって必然的にその成分範囲
が決定される。SiはCと共に脱酸・酸素コントロール
上必要であり、また靭性をあまり低下せずに強度を増加
させる効果が有り、0.03〜2.50%が実用化され
ている。Mnは強度を増加させる効果が有り、また介在
物の軟質化にも効果が有り0.15〜2.00%程度が
実用化されている。P,Sは偏析を悪化させ、材料特性
を悪化させるので0.03%以下が望ましい。Oは介在
物組成コントロール上重要な成分でありC,Si含有量
に対して適当な範囲が有るが安定して鋳造できるのは8
0ppm以下である。これ以上では鋳片にブローホール
が発生したりして鋳造が不安定になる。その他Cr,N
b,V等材質特性上有効で脱酸および介在物組成にあま
り影響を及ぼさない元素は含有してもかまわない。
【0014】〈鋳型内添加剤のZrO2含有量を規制
し、事前溶融処理を行なう必要性〉図1はジルコニア・
グラファイト系耐火物を試験炉中の溶融スラグ中に浸漬
し、50r.p.m.で回転させたときの溶損速度とス
ラグ中のZrO2含有量との関係を調査した結果であ
る。スラグ組成は、表2に示す基本スラグ成分に、Zr
2成分を添加して調整した。スラグ中のZrO2含有量
が多いほど溶損速度が小さくなりノズル溶損防止効果が
大きい事が分かる。
【0015】
【表2】
【0016】図2は、図1の試験に用いる溶融スラグを
汲み取り、冷却後のスラグを粉末X線回折で調査した結
果を示す。5%以下ではZrO2回折線は認められず、
スラグ断面の顕微鏡観察でも析出物は見られない。7%
添加ではZrO2(Limestabilized z
irconia)の回折線が認められ、顕微鏡観察でも
ZrO2粒子の析出が認められた。これは主に冷却凝固
中に晶・析出したものと考えられ、20μm程度以下の
サイズが主体である。9%添加では析出ZrO2粒子以
外に、より大きな添加ZrO2粒子も認められた。9%
添加では溶融状態でも過飽和であり原料のZrO2源が
一部溶解しないで残る事を示している。以上より、硬質
なZrO2晶・析出の無い、軟質ガラス化の基材を得る
ためには、ZrO2含有量6wt%以下で事前溶融する
ことが条件である。また溶融性状調整材は融点も低く軟
質であるので、事前溶融基材に少量添加して粘度等の特
性を調整することは問題が無い。
【0017】
【実施例】以下、本発明例を実施例に基づいて説明す
る。表3に示す組成・物性の鋳型添加材を用いて、線材
用高炭素Si脱酸鋼の鋳造を行ないノズル溶損速度、お
よび伸線加工時の硬質介在物による断線率の評価を行な
った。鋳造は300×500mm鋳型でジルコニア・グ
ラファイト系のスラグラインを有する浸漬ノズルを用い
て鋳造速度0.9m/分で行なった。表3に鋳造試験に
用いた鋳型添加材の組成・特性を示す。従来品はZr
2を含有しないもの。混合品はZrO2成分をBad
deleyiteとジルコン粉末で添加混合したもので
ZrO2過飽和な9%含有品である。混合品はジルコ
ンでZrO2含有量3.5%とし、混合添加した。本
発明品はZrO2含有量3.5%の事前溶融品である。
本発明品はZrO2含有量5.0%で事前溶融した
後、若干のNaFを添加して粘度を調整した。
【0018】
【表3A】実施例
【0019】
【表3B】実施例
【0020】図3は鋳造後のノズルを回収して溶損量か
らノズル溶損速度を算出し、比較したものである。従来
品に比較して、ZrO2を添加したものはノズル溶損を
抑制する効果が認められる。9%添加(ZrO2過飽
和)品が最も効果があるが、3.5〜5.0%添加品で
も溶損速度が1/2以下になる事をしめしている。
【0021】図4は鋳造した鋳片を、線材に圧延し更
に、0.175mm径まで伸線加工したときの介在物起
因による断線回数を比較したものである。鋳型添加材
混合品Aが最も不良である。これは鋳造時に巻き込まれ
た鋳型添加材中の硬質なZrO2系の介在物起因と考え
られる。混合品Bも従来品より劣る。この場合も混合
原料中の硬質ZrO2成分原料起因と考えられる。これ
らに比較して、の本発明品は従来品に劣らない断線
回数となっており、良好である。 鋳造性その他の操業
上の間題もなく使用上の問題は認められない。
【0022】
【発明の効果】本発明によって、浸漬ノズルの耐用時間
が約2倍になり、品質を落とさずに生産性が向上でき、
ZrO2混合タイプに比ベて鋳片内の硬質介在物が減少
した結果、伸線加工中の断線トラブルが減少し、また疲
労限が向上し、さらに被削性も向上させることが出来
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】スラグ中のZrO2添加量とノズル溶損速度と
の関係を示す。
【図2】スラグ中のZrO2添加量とX線回折強度との
関係を示す。
【図3】従来品、混合品A、混合品B、本発明品
A、本発明品Bのノズル溶損速度の比較表。
【図4】従来品、混合品A、混合品B、本発明品
A、本発明品Bの断線回数の比較表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 紘一 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 松尾 晶 福岡県豊前市大字八屋1808−3 (72)発明者 松山 利雄 福岡県豊前市大字八屋1808−3

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 sol.Al.0.002%以下のSi
    脱酸溶鋼を、ジルコニアまたはジルコン含有材質よりな
    る浸漬ノズルもしくはスラグラインにこれらの材質を有
    するノズルで連続鋳造を行なう際に用いる鋳型添加剤で
    あって、フラックス成分および溶融性状調整剤を選択的
    に加えた定常鋳造用の鋳型添加剤にZrO2成分を2〜
    6重量%含有させ、かつ事前に全体を溶融処理した基材
    と溶融速度調整用の炭素粉末等の骨材を混合して用いる
    連続鋳造用鋳型添加剤。
  2. 【請求項2】 請求項1の鋳型添加剤であって溶融性状
    調整剤の一部を溶融処理した基材に混合してなる請求項
    1の連続鋳造用鋳型添加剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007270247A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Nippon Steel Corp 連続鋳造用パウダーの製造方法及び鋼の連続鋳造方法
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