JPH0673728B2 - 連続鋳造用発熱型モールドパウダー - Google Patents

連続鋳造用発熱型モールドパウダー

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JPH0673728B2
JPH0673728B2 JP2018038A JP1803890A JPH0673728B2 JP H0673728 B2 JPH0673728 B2 JP H0673728B2 JP 2018038 A JP2018038 A JP 2018038A JP 1803890 A JP1803890 A JP 1803890A JP H0673728 B2 JPH0673728 B2 JP H0673728B2
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健治 市川
修 野村
明宏 森田
秀明 藤原
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は鋼の連続鋳造用モールドパウダーに発熱性を付
与させた連続鋳造用発熱型モールドパウダーに関する。
[従来の技術] 鋼の連続鋳造用モールドパウダーには、ポルトランドセ
メント、黄リンスラグ、ウォラストナイト、合成珪酸カ
ルシウムなどを主原料基材として、必要に応じて塩基度
調整のためシリカ質原料を加え、更に炭酸ナトリウム、
硼砂、氷晶石、ホタル石等の軟化点、粘度等の溶融特性
調整材としてフラックス原料、溶融速度調整材としての
炭素質原料からなる混合タイプや、炭素質原料を除く成
分の全部を予め溶解水砕したプリメルトタイプ、一部を
予め溶解水砕したセミプリメルトタイプ等がある。ま
た、形状的には、粉末原料を混合した粉末タイプと更に
種々の方法で造粒した顆粒タイプがある。
モールドパウダーはモールド内へ注入された溶鋼表面上
へ添加され、種々の役割を果たしながら消費される。特
に、モールドと凝固シェルとの潤滑作用、溶鋼中か
ら浮上する介在物の溶解、吸収作用、溶鋼の保温作用
が重要な役割である。
近年、鋼の連続鋳造技術の進歩は目覚ましく、鋳片品質
や操作安定度に影響するモールドパウダーに対する要求
も一段と厳しいものがあり、モールドパウダーは各種鋼
成分、各種鋳造条件に適合するように品質設計がなされ
ている。
上述のパウダーの役割のうち、及びは軟化点、粘度
などの特性を調整することが最重要であり、化学組成の
選定が重要である。
一方、の溶鋼の保温については、炭素質原料によって
調整される溶融速度や嵩比重、拡がり性などの粉体特性
が重要である。
更に近年、を一歩進めて鋳造初期の溶鋼の温度ドロッ
プの低減による鋳片品質の改善等を目的に、Ca−Si、Al
等の金属発熱材をパウダー中に含有させ、モールド内で
酸化による発熱反応を生じさせて溶鋼に熱を供給し、反
応後は溶融し、溶融後は通常のパウダーと同じ挙動を示
す発熱型フロント用パウダー、更には発熱型本体用パウ
ダーが望まれている。
しかしながら、発熱型パウダーは単に発熱反応による熱
が得られるだけでなく、発熱反応後は上述のパウダー本
来の役割を果たす必要があるため、品質設計上種々の問
題が残っており、実用的な完成品はないのが現状であ
る。
[発明が解決しようとする課題] 実用的な連続鋳造用発熱型モールドパウダーの品質設計
に際しては、下記の3項目を全て満足させる必要があ
る。: (i)製造時、保管時並びに使用時の安全性を考慮して
活性な添加物を含まないこと; (ii)充分な発熱量を供給できる発熱反応が未反応物を
残さず、しかも速やかに且つ均一に得られ、使用される
鋳造条件に応じて発熱量、火炎発生量等を調整すること
ができること;及び (iii)発熱反応生成物が速やかに溶融ガラス層を形成
し、順次モールドと凝固シェル間に流れ込んで消費され
ること。
発熱型パウダーは現在まで種々提案されているが、上記
3項目を全て満足するものはない。
例えば、特開昭48−97735号公報には、発熱性物質とし
て、シリコン、フェロシリコン、カルシウム−シリコン
を添加したモールドパウダーが開示されている。該公報
によれば、これらの発熱性物質が滓化調整剤として作用
する一方で、大気中の酸素と反応することにより燃焼熱
を得られる旨の開示がなされている。
しかしながら、発熱性物質として添加している金属粉末
が固体もしくは溶融後の液体状態で大気中の酸素と反応
して初めて酸化物となり、溶融パウダースラグ中に吸収
されるため、種々のトラブルを生じ易い。すなわち、連
続鋳造用耐火物からのガス吹きが常識化した現在では、
Ar等の吹き込みガスがモールド内へ侵入し、パウダー中
へ浮上するため、金属の酸化速度が安定せず、未反応の
金属が残存して溶融パウダースラグ中や溶鋼中へ巻き込
まれ易く、パウダースラグフィルムの潤滑性を阻害する
一方、未反応金属の鋼中へのピックアップを生じたり、
介在物の起源となる等、鋳片品質劣化の原因となるため
実用的でない。
また、特開昭53−70039号公報及び特開昭58−154445号
公報には、アルミニウム、アルミニウム合金、カルシウ
ム、カルシウム合金の添加が開示されているが、これら
の添加物は上述の(i)の点で実用的なものではない。
更に、特公昭57−7211号公報には、Ca−Si合金を配合し
たパウダーが提案されており、特にその発熱反応につい
ては記載はないが、その実施例から判断して金属の大気
中の酸素との反応による燃焼熱を得る方法によるもので
あり、上述の特開昭48−97735号公報と同様の欠点を有
し、上記(ii)及び(iii)の点で実用的ではない。
また、特開昭64−66056号公報には、Ca−Si、Al、Fe−M
nの添加が開示されているが、Alの添加では(i)の問
題が存在し、更に、特開昭48−97735号公報と同様の欠
点があり、実用的ではない。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、上記課題を解消するために種々検討を重
ねた結果、上記の如き従来の発熱型パウダーの欠点を全
て克服できることを見出した。
すなわち、本発明は、基材原料20〜90重量%、SiO2含有
量50重量%以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラック
ス原料0〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリ
ウム及び硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種
または2種以上の発熱材3〜30重量%、及び炭素、シリ
コン及びシリコン合金よりなる群から選択された1種ま
たは2種以上の還元材3〜30重量%を含有してなること
を特徴とする連続鋳造用発熱型モールドパウダーに係
る。
また、本発明は、基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50
重量%以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原
料0〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
及び硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種また
は2種以上の発熱材3〜30重量%、及びシリコン及び/
またはシリコン合金よりなる還元材3〜30重量%を含有
してなり、不可避的遊離炭素が0.5重量%以下であるこ
とを特徴とする連続鋳造用発熱型モールドパウダーに係
る。
更に、本発明は、基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50
重量%以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原
料0〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
及び硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種また
は2種以上の発熱材3〜30重量%、炭素、シリコン及び
シリコン合金よりなる群から選択された1種または2種
以上の還元材3〜30重量%、及び酸化鉄よりなる火炎抑
制材30重量%以下を含有してなることを特徴とする連続
鋳造用発熱型モールドパウダーに係る。
また、本発明は、基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50
重量%以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原
料0〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
及び硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種また
は2種以上の発熱材3〜30重量%、シリコン及び/また
はシリコン合金よりなる還元材3〜30重量%、及び酸化
鉄よりなる火炎抑制材30重量%以下を含有してなり、不
可避的遊離炭素が0.5重量%以下であることを特徴とす
る連続鋳造用発熱型モールドパウダーに係る。
[作用] 従来の発熱型パウダーの多くが有する欠点は、発熱源の
ほとんとが発熱材である金属そのものの大気中酸素ある
いは他の酸化材との反応熱に依存していることにある。
この欠点を克服するため本発明の連続鋳造用発熱型モー
ルドパウダーでは、発熱材として炭酸ナトリウム、炭酸
水素ナトリウム及び硝酸ナトリウムからなる群から選択
された1種または2種以上を、還元材として炭素、シリ
コン及びシリコン合金からなる群から選択された1種ま
たは2種以上を使用するものである。
すなわち、連続鋳造用発熱型モールドパウダーをモール
ド内に投入した時に、上記発熱材は上記還元材と速やか
に反応して還元材の酸化による発熱反応熱が得られるの
に加え、発熱材の還元によりナトリウムガスを生成さ
せ、更に、このナトリウムガスを大気中の酸素と反応さ
せて速やかに大きな燃焼熱を得ることができる。
本発明の連続鋳造用用モールドパウダーでは、発熱材と
還元材との反応が著しく速く、また、ナトリウムの酸化
が気体対気体反応であるため、反応速度が速く、且つ安
定して得られ、上述の欠点を克服することができる。
発熱材及び還元材の添加量はそれぞれ3〜30重量%が望
ましい。添加量が3重量%未満では反応熱が小さく効果
がない。また、30重量%を超えると、発熱量が大きくな
り過ぎ、火炎発生が大きく、モールド内が見難くなる等
作業性が悪くなるために好ましくない。
次に、SiO2はNa2CO3との反応において、例えば製鉄研究
第299号、1970年第52〜60頁に記載されているように、N
a2CO3の分解を促進することが知られていること、及び
通常のモールドパウダー中には塩基度調整材としてSiO2
が添加されていることから、発熱材と還元材との反応速
度に及ぼすSiO2の影響を調査した。その結果、炭酸ナト
リウム、炭酸水素ナトリウム、硝酸ナトリウムはSiO2
原料が多量に存在するとSiO2と優先的に反応してxNa2O
・ySiO2を生成するため、還元材による還元反応を生じ
難くなり、ナトリウムガスの燃焼による熱を得るために
は、SiO2含有量50重量%以上のSiO2質原料の含有量を10
重量%以下に限定する必要がある。
また、使用条件によって、ナトリウムガスの燃焼に伴う
火炎を抑制したい場合には、酸素供給源として火炎抑制
材として酸化鉄を添加することにより、発熱量を低下さ
せることなくナトリウムガスを速やかに酸化燃焼させ、
火炎を抑制することができる。すなわち、火炎抑制材と
して酸化鉄を30重量%以下の範囲内で添加することがで
きる。30重量%を超えると、ナトリウムガスにより還元
されて生成した鉄が速やかに溶鋼中に溶け込まず、モー
ルドパウダー中に残存し、モールドパウダー本来の特性
を阻害するために好ましくない。
また、極低炭素鋼、ステンレンス鋼等、鋼中への炭素の
ピックアップが危惧される場合には、還元材として炭素
質原料を使用せず、他の原料から不可避的に侵入する炭
素を0.5重量%以下に抑えれば炭素のピックアップを防
止することができる。
本発明のパウダーは鋳造条件等の使用条件に応じて上述
の発熱材、還元材、シリカ質原料、火炎抑制材としての
酸化鉄の他に基材原料、フラックス原料、その他の組み
合わせにより構成される。
基材原料としては、ポルトランドセメント、ウォラスト
ナイト、黄リンスラグ、高炉スラグ、合成珪酸カルシウ
ム、石灰石、苦灰石、マグネシア、アルミナ、チタニア
等が使用可能であり、特に石灰石、苦灰石の如きCO2
スを含むために分解時の吸熱反応により従来余り使用さ
れなかった原料も使用可能である。
基材原料の添加量は20〜90重量%の範囲内である。この
添加量が20重量%未満であると、相対的に他の原料の添
加量が多くなり過ぎ、潤滑作用、介在物の吸収作用等、
モールドパウダー本来の役割を果たすことができないた
めに好ましくない。また、90重量%を超えると相対的に
他の原料の添加量が少なくなり、発熱性が小さくなる
他、嵩比重、拡がり性等の粉体特性が調整し難くなるた
めに好ましくない。
フラックス原料としては、炭酸リチウム、炭酸カリウ
ム、フッ化ナトリウム、氷晶石、ホタル石、炭酸バリウ
ム、硼酸、硼砂、フッ化マグネシウム、フッ化リチウ
ム、フッ化アルミニウム、マンガン酸化物等通常のモー
ルドパウダーに使用されるフラックス原料が使用可能で
ある。
本発明品では、発熱材が反応終了後はフラックスとして
の役割を果たすためにフラックス原料の添加量は0〜20
重量%の範囲内である。この添加量が20重量%を超える
と、溶融時に蒸発による組成変化を生じたり、溶鋼をモ
ールド内に注入する浸漬ノズルを激しく損傷するために
好ましくない。
また、本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーは前
述の粉末原料を混合した粉末状または押出造粒、攪拌造
粒、流動造粒、転動造粒、噴霧造粒等の方法で造粒した
顆粒状にて使用することができる。
[実施例] 以下に実施例を挙げて本発明の連続鋳造用発熱型モール
ドパウダーを更に説明する。
実施例 以下の第1表に本発明品及び比較品の配合及び実機での
使用結果を記載する。第1表中、本発明品No.4は粉末原
料混合物を加水混練し、押出造粒機によって柱状に造粒
した顆粒品であり、その他は粉末配合物をV型ミキサー
にて混合した粉末品である。
[発明の効果] 本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーは各種鋼種
において、フロント用及び本体用として非常に優れた作
業性及び発熱性を示し、且つ介在物、ピンホール等の欠
陥の極めて少ない鋳片を供給することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50重量
    %以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原料0
    〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び
    硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種または2
    種以上の発熱材3〜30重量%、及び炭素、シリコン及び
    シリコン合金よりなる群から選択された1種または2種
    以上の還元材3〜30重量%を含有してなることを特徴と
    する連続鋳造用発熱型モールドパウダー。
  2. 【請求項2】基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50重量
    %以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原料0
    〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び
    硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種または2
    種以上の発熱材3〜30重量%、及びシリコン及び/また
    はシリコン合金よりなる還元材3〜30重量%を含有して
    なり、不可避的遊離炭素が0.5重量%以下であることを
    特徴とする連続鋳造用発熱型モールドパウダー。
  3. 【請求項3】基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50重量
    %以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原料0
    〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び
    硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種または2
    種以上の発熱材3〜30重量%、炭素、シリコン及びシリ
    コン合金よりなる群から選択された1種または2種以上
    の還元材3〜30重量%、及び酸化鉄よりなる火炎抑制材
    30重量%以下を含有してなることを特徴とする連続鋳造
    用発熱型モールドパウダー。
  4. 【請求項4】基材原料20〜90重量%、SiO2含有量50重量
    %以上のシリカ質原料0〜10重量%、フラックス原料0
    〜20重量%、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び
    硝酸ナトリウムよりなる群から選択された1種または2
    種以上の発熱材3〜30重量%、シリコン及び/またはシ
    リコン合金よりなる還元材3〜30重量%、及び酸化鉄よ
    りなる火炎抑制材30重量%以下を含有してなり、不可避
    的遊離炭素が0.5重量%以下であることを特徴とする連
    続鋳造用発熱型モールドパウダー。
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