JPH07323354A

JPH07323354A - 連続鋳造用モールドパウダー

Info

Publication number: JPH07323354A
Application number: JP6140858A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sugiyama; 晋一杉山; Takashi Mori; 孝志森; Koji Toyoda; 剛治豊田; Kaoru Uchino; 薫内野; Hidenori Sakai; 英典酒井; Masaaki Shimizu; 正明清水; Hiroshi Izumi; 洋和泉
Original assignee: KOKAN KOGYO KK; Kokan Mining Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: KOKAN KOGYO KK; Kokan Mining Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JP3119999B2

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融過程でのガス発生量が少なく、保温性に
富み、鋳型内における溶鋼の表面上に安定した溶融モー
ルド層を形成することができるモールドパウダーであっ
て、これによって品質の優れた鋳片を連続鋳造すること
ができる。【構成】 CaO/SiO₂が 0.6〜1.8 の範囲内で、２〜10w
t.%のフッ素、及びAl₂O₃を含有する珪酸カルシウムの製
造用原料と、アルカリ金属・アルカリ土類金属の炭酸塩
とを1200〜1700℃で溶融し、炭酸ガスを分解除去した
後、急冷、水砕して得られたモールドパウダー主原料が
70〜95wt.%の割合で配合され、そして、炭素分以外の原
料中から混入する炭酸等のイグニッションロスが７wt.%
以下である連続鋳造用モールドパウダー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼の連続鋳造時に、
鋳型内の溶鋼に添加される連続鋳造用モールドパウダー
に関するものであり、特に、連続鋳造操業が安定して行
われ、品質の優れた鋳片を連続鋳造することができる連
続鋳造用モールドパウダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造操業において、鋳型内の溶
鋼に添加されるモールドパウダーは、鋳型内における溶
鋼表面の酸化防止、溶鋼の保温、浮上介在物の吸収等の
ほか、鋳型と鋳片との間に流入するスラグフィルムによ
る潤滑作用および抜熱制御作用を有している。

【０００３】従来のモールドパウダーの化学成分組成
は、化学分析の換算値で例えば下記表１に示す通りであ
る。

【表１】
（wt.%）

【０００４】上記のような化学成分組成を有するモール
ドパウダーの原料としては、セメント、ケイ酸カルシウ
ム、珪藻土、物性調整剤としてのアルカリ金属の炭酸塩
およびフッ化物または他の金属酸化物としての合成物等
が使用され、必要に応じ、溶融速度調整剤として２〜10
wt.%の炭素粉末が上記組成物に添加される。

【０００５】近年、連続鋳造の高速化に伴って、ブレー
クアウトなどの鋳造事故が生ずることなく、表面性状の
優れた鋳片を安定して鋳造し得る連続鋳造用モールドパ
ウダーの研究開発が進められており、例えば、特公昭64
-6859 号公報には、迅速溶融および高潤滑特性を得るた
めに、CaO −Ba0 −SiO₂−F 系組成物からなる基材と、
アルカリ金属・アルカリ土類金属の炭酸塩と、アルカリ
金属・アルカリ土類金属の弗化物とそして炭素とが各々
所定量配合された連続鋳造用モールドパウダー（以下、
先行技術１という）が開示されている。

【０００６】また、日本金属学会会報第２５巻第６号
（1986）には、溶鋼上に添加後、直ちに安定した均一プ
ールが形成され、溶融速度および粘度の適正設計によ
り、メニスカス部より均一フィルムとして鋳型と鋳片と
の間に流入し、鋳片の均一冷却に寄与し、健全な鋳片を
安定して製造し得る、溶融型連続鋳造用パウダー（以
下、先行技術２という）が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１のように、
迅速溶融および高潤滑特性を付与するための調整剤とし
て、Na₂CO₃およびLi₂CO₃等のような、加熱時に分解反応
を伴う炭酸塩系原料を、モールドパウダー中に多量に含
有させると、モールドパウダー中のイグニッションロス
が増加する。その結果、モールド内でのパウダー溶融時
に多量のガスが発生し、溶融状態が乱れて不均一になる
ため、保温性が低下し、且つ、不均一溶融による溶鋼表
面上のパウダー溶融層の厚さおよび成分の乱れに起因す
る鋳片欠陥が発生する問題がある。

【０００８】また、先行技術２のように、パウダー中に
おける溶融型原料の比率が極端に高いと、高速用パウダ
ーとしての必須要件である保温性と湯面追従性の良い粉
末形態の場合に嵩比重が大になり、拡がり性が悪く、ガ
ス抜けも不良になって、連続鋳造用モールドパウダーと
しての機能が劣化する問題が生ずる。

【０００９】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、溶融過程でのガス発生量が少なく、保温性に
富み、鋳型内における溶鋼の表面上に、安定した溶融モ
ールドパウダー層を形成することができて、連続鋳造操
業が安定化し、品質の優れた鋳片を連続鋳造することが
できる連続鋳造用モールドパウダーを提供することにあ
る。

【００１０】本発明者等は、上述した問題を解決し、連
続鋳造の操業を安定化し、品質の優れた鋳片を製造する
ことができる、連続鋳造用モールドパウダーを開発すべ
く鋭意研究を重ねた。その結果、次の知見を得た。即
ち、モールドパウダー主原料を、CaO/SiO₂が 0.6〜1.8
の範囲内であり、２〜10wt.%のフッ素、および、Al₂O₃
を含有する珪酸カルシウムの製造時に、アルカリ金属・
アルカリ土類金属の炭酸塩を溶解させることによって調
製する。

【００１１】そして、モールドパウダーを、上記により
調製されたモールドパウダー主原料が、70〜95wt.%の割
合で配合され、且つ、溶融調整剤として、0.5 〜５wt.%
の量の炭素分以外の原料例えばフッ化物、金属酸化物、
アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩等から混
入する炭酸等のイグニッションロスの量を７wt.%以下に
抑制した構成にすれば、分解ガスによる発泡や、炭酸塩
等の低融点原料および珪酸カルシウムのような高融点原
料の融解反応による溶融の遅れがなく、パウダーの融解
を円滑に行うことができる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記知見に
基づいてなされたものであって、この発明の連続鋳造用
モールドパウダーは、CaO/SiO₂が 0.6〜1.8 の範囲内で
あり、２〜10wt.%のフッ素、および、Al₂O₃を含有する
珪酸カルシウムの製造用原料と、アルカリ金属・アルカ
リ土類金属の炭酸塩とを、1200〜1700℃の範囲内の温度
で溶融し、炭酸ガスを分解除去した後、急冷し水砕しそ
して粉砕することによって得られたモールドパウダー主
原料が、70〜95wt.%の割合で配合され、そして、炭素分
以外の原料中から混入する炭酸等のイグニッションロス
を７wt.%以下となしたことに特徴を有するものである。

【００１３】

【作用】この発明におけるモールドパウダー主原料は、
上述したように、CaO/SiO₂が 0.6〜1.8 の範囲内であ
り、２〜10wt.%のフッ素、および、Al₂O₃を含有する珪
酸カルシウムの製造用原料と、Na, Li, Ba, Mg, Sr, Ca
等のアルカリ金属・アルカリ土類金属の炭酸塩とを、12
00〜1700℃の範囲内の温度で溶融し、炭酸ガスを分解除
去した後、急冷し水砕しそして粉砕することによって調
製される。

【００１４】上記珪酸カルシウムの製造用原料として
は、例えば、珪石、石灰、蛍石、ボ−キサイト等が使用
される。このような珪酸カルシウムの塩基度即ちCaO/Si
O₂は、0.6〜1.8 の範囲内に限定すべきである。即ち、C
aO/SiO₂が 0.6未満では、珪酸カルシウムの粘性が高く
なり、一方、CaO/SiO₂が1.8 を超えると、珪酸カルシウ
ムが結晶しやすくなって、何れの場合も、珪酸カルシウ
ムの流動性が悪化する結果、パウダーの製造が困難にな
る。

【００１５】上記珪酸カルシウム中のフッ素含有量は、
２〜10wt.%の範囲内に限定すべきである。フッ素含有量
が２wt.%未満では、モールドパウダーの粘性や融点等の
物性を調整する効果が得られない。一方、フッ素含有量
が10wt.%を超えると、浸漬ノズル等の耐火物の溶損が激
しくなる。

【００１６】アルカリ金属・アルカリ土類金属の炭酸塩
としては、例えば、炭酸ナトリウム(NaCO₃),炭酸リチウ
ム(Li₂CO₃)等が使用される。このようなアルカリ金属・
アルカリ土類金属の炭酸塩および珪酸カルシウム製造用
原料の、電気炉における溶融温度は、1200〜1700℃の範
囲内に限定すべきである。上記溶融温度が1200℃未満で
は未溶解物が残存し、一方、上記溶融温度が1700℃を超
えると、アルカリ成分の歩留りが低下する。

【００１７】炭素分以外の原料中から混入する炭酸等の
イグニッションロスの量は７wt.%以下に限定すべきであ
る。イグニッションロスの量が７wt.%を超えると、モー
ルド内における溶融時に多量のガスが発生して溶融状態
が乱れ、不均一になる結果、保温性が低下し、更に、不
均一溶融による溶鋼表面上のパウダー層の厚さおよび成
分の乱れのために、鋳片に欠陥が発生しやすくなる。

【００１８】珪酸カルシウムの製造用原料とアルカリ金
属・アルカリ土類金属の炭酸塩とを溶融することによっ
て調製されたモールドパウダー主原料の、全原料中にお
ける配合割合は、70〜95wt.%の範囲内に限定すべきであ
る。モールドパウダー主原料の配合割合が70wt.%未満で
は、上記イグニッションロス量を７wt.%以下にすること
が困難になり、更に、連続鋳造時における溶融スラグの
成分が不均一になって、鋳片幅方向の粘度および初晶晶
出温度が変動し、均一な潤滑および抜熱作用が発揮され
ない。一方、モールドパウダー主原料の配合割合が95w
t.%を超えると、モールドパウダーの嵩比重が0.95超に
なり、保温性の低下、散布時の拡がり性の低下および溶
鋼中に吹き込まれているアルゴンガスのガス抜け不良等
が発生する。

【００１９】粉末状のモールドパウダーの嵩比重は、0.
60〜0.95の範囲内であることが好ましい。上記嵩比重が
0.60未満では溶融速度が遅くなり、一方、上記嵩比重が
0.95を超えると、保温性の低下、散布時の拡がり性の低
下および溶鋼中に吹き込まれるアルゴンガスのガス抜け
不良等が発生する。従って、モールドパウダーの嵩比重
を上記範囲内に調整するために、比重の低い珪藻土、金
属酸化物、および、アルカリ金属・アルカリ土類金属の
炭酸塩の添加が必要になる。よって、この観点からも、
モールドパウダー主原料の配合割合は、95wt.%以下にす
べきである。

【００２０】

【実施例】次に、この発明を実施例により、比較例と対
比しながら説明する。珪石、石灰、蛍石およびボ−キサ
イト等のフッ素を含有する珪酸カルシウムの製造用原料
と、アルカリ金属・アルカリ土類金属の炭酸塩としての
炭酸ナトリウム(NaCO₃) および炭酸リチウム(Li₂CO₃)と
を、電気炉において、1400〜1500℃の温度で溶融し、炭
酸ガスを分解除去した後、急冷し水砕しそして粉砕する
ことによって、表２に示す成分組成のモールドパウダー
主原料を調製した。

【００２１】

【表２】

【００２２】上記によって得られたモールドパウダー主
原料と、表３に示す種類および品位の副原料とを、本発
明範囲内の割合で配合し、そして、イグニッションロス
が本発明の範囲内に抑制されたモールドパウダーの供試
体（以下、本発明供試体という）No. １および２を調製
した。比較のために、イグニッションロスまたはイグニ
ッションロスおよびモールドパウダー主原料の配合割合
が本発明の範囲外であるモールドパウダーの供試体（以
下、比較用供試体という）No. １〜３を調製した。

【００２３】

【表３】

【００２４】表４に、本発明供試体No. １、２および比
較用供試体No. １〜３の化学成分組成、イグニッション
ロス、融点、粘性、結晶化温度等を示す。表４におい
て、本発明供試体No. １は、モールドパウダー主原料が
75wt.%配合され且つイグニッションロスが3.5wt.% に抑
制され、フッ化物および珪藻土で成分の微調整と粉体の
物性調整が行われた中炭素鋼用のモールドパウダーであ
る。本発明供試体No. ２は本発明供試体No. １とほぼ同
じ主原料が配合され、化学成分組成および物性において
若干炭酸塩の配合が多く、イグニッションロスが6.2wt.
% に抑制されたモールドパウダーである。

【００２５】

【表４】

【００２６】比較用供試体No. １は、本発明供試体No.
１とほぼ同じ割合で主原料が配合されているが、化学成
分組成および物性において本発明供試体No. ２よりも炭
酸塩の配合量が多く、イグニッションロスが8.1wt.% で
あって本発明の範囲を超えて多い。比較用供試体No. ２
は、主原料の配合割合が57wt.%であって本発明の範囲を
外れて少なく、そして、イグニッションロスが11.0wt.%
であって本発明の範囲を超えて多い中炭素鋼用のモール
ドパウダーである。そして、比較用供試体No.３は、比
較用供試体No. ２と同様に、主原料の配合割合が50wt.%
であって本発明の範囲を外れて少なく、そして、イグニ
ッションロスが12.0wt.%であって本発明の範囲を超えて
多い低炭素鋼用のモールドパウダーである。

【００２７】上述した本発明供試体No. １および２並び
に比較用供試体No. １〜３の各々を使用し、鋳造速度を
1.6m/minまたは1.8m/minとして、割れ感受性の大きい中
炭素鋼を連続鋳造したときの、鋼中炭素濃度、モールド
パウダー消費量、鋳片の縦割れ発生指数および作業性を
調べ、その結果を表５に示した。

【００２８】

【表５】

【００２９】表４および表５から明らかなように、主原
料の配合割合は本発明の範囲内であるが、イグニッショ
ンロスが本発明の範囲を超えて多い比較用供試体No. １
は、鋳片の縦割れ指数および作業性が悪かった。主原料
の配合割合が本発明の範囲を外れて少なく、且つ、イグ
ニッションロスが本発明の範囲を超えて多い比較用供試
体No. ２は、粉末層全体が赤熱し、鋳造状況の確認が困
難であって、断熱性も悪く、鋳造操業を継続して行うこ
とが困難であった。そして、主原料の配合割合が本発明
の範囲を外れて少なくそしてイグニッションロスが本発
明の範囲を超えて多い比較用供試体No. ３は、縦割れ指
数が著しく悪かった。

【００３０】これに対して、本発明供試体No. １および
２は、縦割れ発生指数が非常に低く、作業性が良好であ
り、従来困難であった中炭素鋼の高速鋳造を容易に行う
ことができた。

【００３１】次に、モールドパウダーの溶融性を評価す
るために、本発明供試体No. １および比較用供試体No.
２および３について、そのパウダー成形体の加熱温度に
対する高さの変化を測定した。図２は、上記測定のため
のパウダー均一溶融性の評価概念図である。図２の(a)
に示すように、断面長方形で高さＨのパウダー圧縮成形
体１を調製し、電気炉内において、５℃／分の炉温上昇
速度でこれを加熱し、温度に対する成形体１の高さ変化
を、同図(b) のＨ₁、同図(c) のＨ₂、同図(d) のＨ₃
のように連続的に測定し、その測定結果をグラフ化して
図１に示した。

【００３２】図１はモールドパウダーの溶融性を評価す
るグラフであって、縦軸はパウダー成形体の高さ変化
(%) であり、横軸は温度である。図１から明らかなよう
に、主原料の配合割合が本発明の範囲を外れて少なく、
且つ、イグニッションロスが本発明の範囲を超えて多い
比較用供試体No. ２および３は、加熱の途中において溶
融遅滞部や発泡部が発生した。これに対し、本発明供試
体No. １は、極めて円滑な溶融状態を示した。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
溶融過程でのガス発生量が少なく、保温性に富み、鋳型
内における溶鋼の表面上に、安定した溶融モールドパウ
ダー層を形成することができて、連続鋳造操業が安定化
し、品質の優れた鋳片を連続鋳造することができる、工
業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モールドパウダーの溶融性を評価するグラフで
ある。

【図２】パウダー均一溶融性の評価概念図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者豊田剛治東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者内野薫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者酒井英典東京都千代田区丸の内二丁目３番２号鋼管鉱業株式会社内 (72)発明者清水正明東京都千代田区丸の内二丁目３番２号鋼管鉱業株式会社内 (72)発明者和泉洋東京都千代田区丸の内二丁目３番２号鋼管鉱業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 CaO/SiO₂が 0.6〜1.8 の範囲内であり、
２〜10wt.%のフッ素、および、Al₂O₃を含有する珪酸カ
ルシウムの製造用原料と、アルカリ金属・アルカリ土類
金属の炭酸塩とを、1200〜1700℃の範囲内の温度で溶融
し、炭酸ガスを分解除去した後、急冷し水砕しそして粉
砕することによって調製されたモールドパウダー主原料
が、70〜95wt.%の割合で配合され、そして、炭素分以外
の原料中から混入する炭酸等のイグニッションロスの量
が７wt.%以下に限定されていることを特徴とする連続鋳
造用モールドパウダー。