JPH08117940A - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

鋼の連続鋳造用モールドパウダー

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JPH08117940A
JPH08117940A JP26693294A JP26693294A JPH08117940A JP H08117940 A JPH08117940 A JP H08117940A JP 26693294 A JP26693294 A JP 26693294A JP 26693294 A JP26693294 A JP 26693294A JP H08117940 A JPH08117940 A JP H08117940A
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Norihiro Nishida
典弘 西田
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正幸 川本
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】表面欠陥の少ない鋳片を得ることができる連続
鋳造用モールドパウダーの提供。 【構成】金属アルミニウムおよび/またはアルミニウム
合金(例えば、Al−Mg合金、Ca−Al合金、Al−Ca−Mg合
金など)を単独または合計で 0.5mass%以上20mass%未
満含有し、かつ、アルカリ金属およびアルカリ土類金属
の中の1種以上の金属の炭酸塩(例えば、炭酸ナトリウ
ム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウムなど)を 1.0mass
%以上30mass%未満含有する連続鋳造用モールドパウダ
ー。 【効果】モールド内の溶鋼表面の保温性に優れ、鋳片表
面におけるピンホール欠陥の発生を防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造用モール
ドパウダーであって、特に、鋳型内の湯面の保温性に優
れたモールドパウダーに関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の連続鋳造モールドパウダーは、モー
ルド内の溶鋼表面に添加され、モールド内壁面と凝固
シェル間の潤滑作用、湯面の保温、浮上介在物の吸
収、溶鋼の酸化防止等、連続鋳造を円滑に行う上で種
々の重要な役割を担っている。
【0003】上記の種々の作用の中で、の湯面の保温
が必要とされるのは、湯面温度を高く保つことにより溶
鋼中の気泡および介在物の浮上が容易になり、これらに
起因する鋼片のピンホール発生が防止できるからであ
る。そのため、モールド内で反応して熱を発生する発熱
材を添加した発熱性連続鋳造用モールドパウダーの利用
の拡大が図られている。
【0004】発熱性連続鋳造用モールドパウダーとして
は、例えば、特開平3−210950号公報に、発熱材として
アルミニウム、カルシウム−アルミニウム合金、アルミ
ニウム−マグネシウム合金およびアルミニウム−カルシ
ウム−マグネシウム合金の中の少なくとも1種を所定量
含む連続鋳造用パウダーが、また、特開平3−226341号
公報には、発熱材として炭酸ナトリウム、炭酸水素ナト
リウムおよび硝酸ナトリウムの中の1種または2種以
上、還元材として炭素、シリコンおよびシリコン合金の
中の1種または2種以上、および火炎抑制材として酸化
鉄をそれぞれ所定量含む連続鋳造用パウダーが開示され
ている。
【0005】これらの発熱性のパウダーのうち、前者の
アルミニウム、カルシウム−アルミニウム合金などを含
むパウダーにおいては、これらの金属粉末を大気中の酸
素により酸化し、発熱させるのであるが、パウダーの内
部では酸化しにくく、湯面の保温効果が必ずしも十分で
はない。また、後者の炭酸ナトリウムや硝酸ナトリウム
などの発熱材と、炭素、シリコンなどの還元材等を含む
パウダーにおいては、発熱材と還元材を反応させること
により発熱させるのであるが、炭素、シリコン、シリコ
ン−カルシウム合金など、融点の高い材料を用いている
ので、発熱材と還元材の反応は固相を含んだ状態で行わ
れ、反応の進行が不均一となって十分進行せず、未反応
部分が残存する懸念がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の発熱
性モールドパウダーにおける上記の問題を解決し、鋼を
連続鋳造する際の湯面の保温性に優れ、表面欠陥、特
に、ピンホール欠陥の少ない鋳片を得ることができる連
続鋳造用モールドパウダーを提供することを課題として
なされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
連続鋳造用モールドパウダーにある。
【0008】金属アルミニウムもしくはアルミニウム合
金、またはその両者を単独または合計で 0.5mass%以
上、20mass%未満含有し、かつ、アルカリ金属およびア
ルカリ土類金属の中の1種以上の金属の炭酸塩を単独ま
たは合計で 1.0mass%以上、30mass%未満含有すること
を特徴とする鋳型内の湯面の保温性に優れた鋼の連続鋳
造用モールドパウダー。
【0009】ここで、金属アルミニウムとアルミニウム
合金は発熱材として添加する成分であり、アルカリ金属
およびアルカリ土類金属の中の1種以上の金属の炭酸塩
は前記発熱材に酸素を供給するために添加する成分であ
る。
【0010】
【作用】以下、本発明のモールドパウダーについて詳細
に説明する。なお、%はmass%を意味する。
【0011】本発明のモールドパウダーは、パウダー本
体(この明細書では、SiO2、CaO などパウダーの主要部
を構成するベースのパウダーを意味する)より融点の低
い金属を発熱材として添加するとともに、分解して酸素
(O)を発生する炭酸塩を添加する点に特徴がある。す
なわち、従来の金属粉末を発熱材として用いるモールド
パウダーでは、大気中の酸素または発熱材とともに添加
する助燃材から供給される酸素と金属粉末との発熱反応
を利用し、しかも、金属粉末は固相状態で反応する場合
が多いのに対して、本発明のモールドパウダーにおいて
は、融点が低く、パウダー本体より先に溶融する金属
と、炭酸塩が分解して生じる酸素との反応により発生す
る熱を利用して湯面を保温するのである。なお、炭酸塩
は分解して炭酸ガス(CO2) を生じ、更に一酸化炭素(CO)
と酸素(O)に分解して酸素を発生する。
【0012】パウダー本体より融点の低い金属を発熱材
として用いるのは、炭酸塩の分解により生じる酸素との
反応を固相状態でなく液相状態で行わせ、反応を均一
に、かつ、未反応部分が残存しないように進行させるた
めである。
【0013】発熱材として添加するパウダー本体より融
点が低い金属としては、金属アルミニウムおよびアルミ
ニウム合金を用いることができる。金属アルミニウムの
み、またはアルミニウム合金のみを用いてもよいし、金
属アルミニウムとアルミニウム合金を同時に用いてもよ
い。アルミニウム合金としては、アルミニウム−マグネ
シウム合金、カルシウム−アルミニウム合金、アルミニ
ウム−カルシウム−マグネシウム合金などが融点が低く
好適である。
【0014】金属アルミニウムもしくはアルミニウム合
金、またはその両者の含有量が、0.5 %未満であると、
発熱量が少ないため、湯面温度を上げる効果が乏しい。
一方、20%以上になると発熱効果が飽和するだけでなく
パウダーの粘度が上昇し、安定した鋳造ができず、ピン
ホールの発生が増加するという逆効果を生む。
【0015】金属アルミニウムとアルミニウム合金を同
時に用いる場合、あるいは2種以上のアルミニウム合金
を同時に用いる場合は、それらの合計の含有量を上記の
範囲とする。
【0016】炭酸塩としては、アルカリ金属およびアル
カリ土類金属の中の1種以上の金属の炭酸塩を添加すれ
ばよい。アルカリ金属の中の1種以上の金属の炭酸塩の
みでもよいし、アルカリ土類金属の中の1種以上の金属
の炭酸塩のみでもよく、あるいはその両者を含む炭酸塩
を用いてもよい。具体的には、炭酸ナトリウム(ソーダ
灰 Na2CO3 )、炭酸マグネシウム(MgCO3)、炭酸水素ナ
トリウム(NaHCO3)、炭酸カリウム(K2CO3) 、炭酸水素カ
リウム(KHCO3) 、炭酸バリウム(BaCO3)などの炭酸塩中
の1種または2種以上を用いるのが好適である。
【0017】これらの炭酸塩の1種または2種以上の合
計含有量が 1.0%より少ないと、前記発熱材を効果的に
酸化できないので、十分な発熱量が得られない。また、
30重量%以上になると、炭酸塩の分解は吸熱反応である
ため、発熱量よりも吸熱量が大きくなり湯面温度の上昇
に寄与しなくなる。
【0018】上記の発熱材や炭酸塩を添加するベースの
パウダーは、従来、鋼の連続鋳造に使用されているSi
O2、CaO 等を主成分とするモールドパウダーである。
【0019】上記本発明のパウダーを用いれば、鋳造の
際、大気中の酸素を利用しなくても発熱材の酸化反応が
進行する。従って、酸素ポテンシャルが低いパウダー層
の内部でも酸化による発熱反応が起こり、湯面からの抜
熱を抑制して湯面の保温を効果的に行うことができ、表
面欠陥の少ない鋳片を得ることができる。
【0020】
【実施例】ソーダ灰(Na2CO3)をNa2O、炭酸マグネシウム
(MgCO3) をMgO として換算した場合に、パウダー組成が
下記のとおりになるように配合したベースパウダーに、
アルミニウムまたはアルミニウム−マグネシウム合金を
添加した。
【0021】SiO2: 38.4 %、 CaO:34.6%、 Al2O3:
1.0%、 MgO :1.0%、Na2O: 5%、 Total F: 8%、
Fe2O3: 5% 上記のパウダーを用い、湾曲半径が10mの一点矯正連続
鋳造機により低炭素鋼の鋳造試験を行って、パウダーと
湯面の界面の温度(以下、パウダー/湯面温度とい
う)、および鋳片表面におけるピンホールの発生率を調
査した。
【0022】表1、表2および表3に用いたパウダーの
発熱材と炭酸塩の含有量を示す。スラブサイズ(断面形
状)は1500mm×250mm 、鋳造速度は1.5m/minとした。な
お、パウダー/湯面温度の測定は熱電対によって行い、
鋳片のピンホールの発生率は鋳片のスケールを除いた
後、目視観察する方法で測定した。
【0023】表1は発熱材として金属アルミニウムを添
加した場合、表2はアルミニウム−マグネシウム合金を
添加した場合、表3はこれらを組み合わせて添加した場
合である。パウダーの1573Kにおける粘度、融点および
塩基度(CaO+CaF2×0.718)/SiO2 (但し、CaO 、CaF2
よびSiO2はいずれもパウダー中における含有量(mass
%)を意味する)も表1〜3に併せて示した。また、溶
鋼の化学組成は表4に示すとおりである。
【0024】試験結果を図1および図2に示す。図1の
グラフに付した No.および図2の横軸のパウダー No.は
表1〜3の No.に対応する。
【0025】まず、発熱材として金属アルミニウムを添
加したパウダーを用いた場合(表1の No.1〜11のパウ
ダー)について説明する。
【0026】炭酸塩としてソーダ灰を添加した No.1〜
7のパウダーのうち、 No.1のパウダーを用いた場合
は、発熱材の添加量が少ないため、図1に示すようにパ
ウダー/湯面温度の上昇は認められず、鋳片表面のピン
ホール発生率は高かった(図2参照)。しかし、図1に
示されるように、 No.2〜5のパウダーを用いた場合、
発熱材の添加量が増加するに伴ってパウダー/湯面温度
が上昇し、また、それに伴い、鋳片表面のピンホール発
生率が低下した(図2参照)。
【0027】No.6のパウダーは発熱材の添加量が本発
明で規定する範囲を超えており、そのため溶融パウダー
の粘度が上昇し、このパウダーを用いた場合のピンホー
ル発生率は No.2〜5のパウダーを用いた場合に比べて
高かった。また、図1に示されるように、発熱材の添加
量を増してもそれに応じて更にパウダー/湯面温度が上
昇することはなく、添加の効果は飽和する。
【0028】No.7のパウダーは炭酸塩の添加量が本発
明で規定する範囲より少ない場合で、パウダー/湯面温
度の上昇は認められず、ピンホール発生率も高かった。
【0029】No.8〜11のパウダーは炭酸塩として炭酸
マグネシウムを添加したパウダーであるが、発熱材およ
び炭酸マグネシウムの添加量が適正な No.8〜10のパウ
ダーを用いた場合は、ソーダ灰を添加したパウダーを用
いた場合と同様に、パウダー/湯面温度が上昇し、ピン
ホールの発生率は低下した。
【0030】炭酸マグネシウムの添加量が本発明で規定
する範囲を超える No.11のパウダーを用いた場合は、添
加量が増すにつれて吸熱量が多くなるため、パウダー/
湯面温度は上昇せず、ピンホールの発生率は高くなっ
た。
【0031】次に、発熱材としてアルミニウム−マグネ
シウム合金を用いた場合(表2の No.12〜23のパウダ
ー)について説明する。
【0032】炭酸塩としてソーダ灰を添加した No.12〜
17のパウダーのうち No.12のパウダーは、発熱材の添加
量が本発明で定める範囲よりも少なく、このパウダーを
用いた場合は、パウダー/湯面温度の上昇は認められず
(図1参照)、鋳片表面のピンホール発生率は高かった
(図2参照)。しかし、 No.13〜16のパウダーを用いた
場合は、図1に示すように、発熱材の添加量が増加する
に伴ってパウダー/湯面温度が上昇し、また、それに伴
い、鋳片表面のピンホール発生率が低下した(図2参
照)。
【0033】No.17のパウダーは発熱材の添加量が本発
明で規定する範囲を超える場合で、溶融パウダーの粘度
が上昇し、このパウダーを用いた場合のピンホール発生
率はNo.13〜16のパウダーを用いた場合に比べて高かっ
た。また、パウダー/湯面温度の上昇効果は発熱材とし
てアルミニウムを添加したパウダー(No.6のパウダー)
を用いた場合と同様に飽和した。
【0034】No.18〜23のパウダーは炭酸塩として炭酸
マグネシウムを添加したパウダーであるが、発熱材およ
び炭酸マグネシウムの添加量が適正な No.18および19の
パウダーを用いた場合は、ソーダ灰を添加したパウダー
を用いた場合と同様に、パウダー/湯面温度が上昇し、
ピンホールの発生率は低下した。
【0035】炭酸マグネシウムの添加量が本発明で規定
する範囲を超える No.20のパウダーを用いた場合は、ピ
ンホールの発生率は少なかったが、パウダー/湯面温度
の上昇は認められなかった。
【0036】No.21のパウダーは炭酸塩の添加量が本発
明で定める量より少ないため、このパウダーを用いた場
合は、パウダー/湯面温度の上昇は認められなかった。
No.22のパウダーは発熱材の添加量が本発明で定める範
囲を超える場合であるが、このパウダーを用いた場合の
ピンホール発生率は No.18〜21のパウダーを用いた場合
に比べて高く、また、パウダー/湯面温度の上昇効果は
飽和した。 No.23のパウダーは発熱材の添加量が少な
く、そのためパウダー/湯面温度の上昇は認められず、
ピンホール発生率は高かった。
【0037】次に、発熱材のアルミニウムとアルミニウ
ム−マグネシウム合金を両方とも添加した例(表3の N
o.24〜28) について説明する。
【0038】No.24 は、炭酸ナトリウムのみを添加した
場合、No.25 は炭酸マグネシウムのみを添加した場合、
No.26 はこれら両者を添加した場合である。図1に示す
ように、いずれの場合もパウダー/湯面温度が上昇し
た。図2に示すようにピンホール発生率も低下してい
る。しかし、No.27 では、アルミニウムとアルミニウム
−マグネシウム合金の合計添加量が多いためにパウダー
の粘度が高くなり、図2に示すとおりピンホール発生率
が高い。No.28 では、炭酸ナトリウムと炭酸マグネシウ
ムの合計添加量が多過ぎるために、これら炭酸塩の分解
に伴う吸熱の方が大きくなり、パウダー/湯面温度の上
昇がなく、図2に示すようにピンホール発生率も低下し
なかった。
【0039】
【表1】
【0040】
【表2】
【0041】
【表3】
【0042】
【表4】
【0043】
【発明の効果】本発明のモールドパウダーは鋳型内の湯
面の保温性に優れており、このパウダーを鋼の連続鋳造
に使用すれば、鋳片表面における欠陥、特にピンホール
欠陥の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パウダー中のアルミニウムまたはアルミニウム
合金の含有量とパウダー/湯面温度の関係を示す図であ
る。
【図2】使用したパウダーと鋳片表面におけるピンホー
ル発生率の関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属アルミニウムもしくはアルミニウム合
    金、またはその両者を単独または合計で 0.5mass%以
    上、20mass%未満含有し、かつ、アルカリ金属およびア
    ルカリ土類金属の中の1種以上の金属の炭酸塩を単独ま
    たは合計で 1.0mass%以上、30mass%未満含有すること
    を特徴とする鋳型内の湯面の保温性に優れた鋼の連続鋳
    造用モールドパウダー。
JP26693294A 1994-10-31 1994-10-31 鋼の連続鋳造用モールドパウダー Expired - Lifetime JP2956495B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108176831A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 西峡龙成冶金材料有限公司 一种高铝钢用连铸结晶器保护渣

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CN108176831A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 西峡龙成冶金材料有限公司 一种高铝钢用连铸结晶器保护渣

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