JPH0833962A - 連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造にあたって、溶鋼上の溶融パウダー
が鋳型内の溶鋼注入流に巻き込まれたり、凝固シェルの
異常成長によってパウダーや介在物、気泡が凝固シェル
へ付着したりすることの防止を、操業場所、操業従事者
の環境・衛生面の悪化やブレークアウト又はブレークア
ウト誤警報や生産低下を招くことなしに、達成する連続
鋳造用モールドパウダー。 【構成】 CaO −Al₂O₃ −SiO₂の基材に加えて、ZrO₂、
TiO₂及びCr₂O₃ のうち一種以上の酸化物を合計で８〜15
wt％含み、かつMnO 、FeO 、Fe₂O₃ 及びCoO のうち一種
以上の酸化物を合計で５〜12wt％含有する連続鋳造用モ
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、鋼の連続鋳造の際に
使用する連続鋳造用モールドパウダーに関するものであ
り、特に自動車用鋼板、缶用鋼板などの用途に供する極
低炭素鋼を連続鋳造する場合にあっては、鋳片表面の非
金属介在物の集積を軽減して鋳片品質を向上させ、しか
も高速鋳造時におけるブレークアウト等の操業不安定因
子を取り除いて連続鋳造操業の安定化を図ろうとするも
のであり、また、炭素を0.08〜0.16wt％（以下、単に％
で示す）の範囲で含む、一般に中炭素鋼と呼ばれる一連
の鋼を連続鋳造する場合にあっては、鋳片表面の縦割れ
を軽減して鋳片品質の向上させ、かつブレークアウト等
の操業不安定因子を取り除いて連続鋳造操業の安定化を
図ろうとするものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、鋳
型内へ注入された溶鋼表面上へ添加され、主として、 (1) 鋳型と凝固シェル間の潤滑、 (2) 浮上してきた鋼中介在物の吸収除去、 (3) 溶鋼の保温及び (4) 溶鋼の酸化防止 の役割を果たす。このようなモールドパウダーは、連続
鋳造プロセスにおいて重要な副資材であり、従来、CaO
、Al₂O₃ 、SiO₂を基材とし、他の成分として Na₂O 、N
aF 、CaF₂、MgO 等を配合して対象とする鋼材鋳片の鋳
造速度等に応じた該パウダ−の粘性、軟化温度、凝固温
度に調整する構成になっている。

【０００３】ところで、連続鋳造操業時には、操業条件
の如何又はその変化による局所的な湯面変動によって、
溶融パウダーが鋳型内への溶鋼注入流に巻き込まれた
り、凝固シェルへ付着したりする場合があり、かような
状態で圧延工程を行うと伸展されて冷延鋼板の表面欠陥
の原因となるため、連続鋳造用パウダーには、このよう
な表面欠陥を来すことのないことが要請される。

【０００４】このようなパウダーに由来した冷延鋼板の
表面欠陥の防止を図った連続鋳造用モールドパウダー
は、例えば特開平4-224063号公報に開示されている。す
なわち、CaO ／SiO₂重量比が1.0 以上で、MgO ：5.0 〜
15.0％、Na₂O：4.0 〜15.0％、Ｆ^- : ５％以下を含有
し、かつ凝固温度が1000℃以上、1300℃における粘度が
２ポアズ以上である連続鋳造用モ−ルドパウダ−であっ
て、モ−ルドパウダ−を高凝固温度、高粘性にすること
によってパウダーの巻き込みを防止するものである。し
かしながら、この特開平4-224063号公報に開示された技
術のように、単に高凝固温度化、高粘度化を図るのみで
は、溶鋼中への溶融パウダーの巻き込みが減少するもの
の冷延鋼板の表面欠陥はさほど減少せず、また高粘度ゆ
え鋳片鋳造速度の上限を低下せざるを得ず、高生産性を
阻害する結果となった。

【０００５】また、特開平4-200962号公報には、基材原
料30〜90％、SiO₂含有量50％以上のシリカ０〜15％、フ
ラックス原料０〜20％、アルカリ金属炭酸塩、炭酸水素
塩及び硝酸塩よりなる群から選択された１種又は２種以
上の発熱材２〜30％、還元材として炭素質原料0.5 〜５
％及びシリコン又はシリコン合金又はそれら両者１〜20
％を含有してなる発熱型モールドパウダーが提案され、
溶鋼上面の温度低下を積極的に防止し、介在物及び気泡
が異常に発達した凝固シェルへ付着するのを防止する技
術が開示されている。しかし、この技術では、発熱剤と
してアルカリ金属ガスを発生する原料を用いていること
から発煙が著しく、そのために操業場所、操業従事者の
環境・衛生面への対策を余儀なくされ、多大な設備を要
するという問題がある。

【０００６】その他の技術としては、モールドパウダー
の塩基度及び凝固温度を上昇させて鋳型と鋳片との間の
モールドパウダー層における固相域厚さを増加させ、輻
射熱流束を減少させることによって割れの防止を図った
技術（CAMP-ISIJ, 5(1992),p.283. 参照）、また、モー
ルドパウダーの塩基度を1.2 程度に維持し、ZrO₂を3％
あまり添加し、さらに高凝固温度化することで輻射伝熱
の低減ならびに鋳型とパウダー凝固層との間の接触熱抵
抗の上昇によって緩冷却化を図り、割れの防止を図った
技術（CAMP-ISIJ, 6(1993),p.283. 参照）などがある。

【０００７】しかし上述したCAMP-ISIJ, 5(1992),p.28
3. 及びCAMP-ISIJ, 6(1993),p.283.に開示の高凝固温度
パウダーを用いる従来技術においては、凝固温度が1200
℃とかなり高いために鋳型と鋳片との間に介在するパウ
ダー層中の液相部分の厚さを十分に確保できず、そのた
め潤滑不良になってブレークアウトが発生し易い。ま
た、鋳型の鋳込み方向中央部から下部にわたる間へのモ
ールドパウダーの流入が不良となり勝ちで鋳型温度の部
分的変化が生じ易い。これにより鋳型温度を測定するタ
イプのブレークアウト警報システムを導入している場合
には、高い頻度で誤警報を発令してしまい，操業が攪乱
され生産性が低下するという問題点があった。

【０００８】上述した一般的な連続鋳造における問題の
他、特に極低炭素鋼の連続鋳造においては、異常に発達
した凝固シェルへ介在物及び気泡が付着することが問題
となっている。すなわち連続鋳造の対象鋼種が極低炭素
鋼である場合、凝固開始温度と凝固終了温度の温度幅が
狭いため、凝固シェル先端の爪部と称される部分が異常
に発達するために介在物が付着しやい傾向にある。そこ
で、パウダ−の巻き込みを最大限に抑え、介在物の爪部
での捕捉を低減し得るモールドパウダーについて種々の
研究がなされてきた。

【０００９】このような極低炭素鋼用のパウダ−として
特開昭63-174757 号公報には、Ti含有鋼用のパウダーで
あって、SiO₂：25％以下、FeO ＋Fe₂O₃ : 0.5 ％以下、
MnO：0.2 ％以下、TiO₂：5 〜10％、B₂O₃：10％以下、A
l₂O₃ ：10％以下、Ｆ^- : 10％以下、Na₂O：15％以下、M
gO ：10％以下、CaO ／SiO₂：0.9 〜1.3 ％であり、か
つ10％以下の炭素粉を含むパウダ−が開示されている。
しかし、このパウダ−は、Ti含有鋼中の〔Ti〕とモ−ル
ドパウダ−中の（SiO₂）、（MnO ）、（FeO 又はFe₂O
₃ ）等の易還元性物質とが反応しモ−ルドパウダ−中の
（％TiO₂）を濃化させることで表面欠陥の防止を図るべ
く、あらかじめTiO₂をパウダ−中に所定量だけ含有させ
る発明であり、初期凝固面の緩冷却化には効果が少な
く、極低炭素鋼に特有な、異常に発達した凝固シェルへ
介在物及び気泡が付着するのを低減できなかった。

【００１０】一方、中炭素鋼の連続鋳造においては、前
述した一般的な連続鋳造における問題の他、縦割れが発
生することが問題となっていて、この縦割れ発生機構に
ついて種々の研究がなされてきた。その結果、このよう
な中炭素鋼が縦割れの発生し易いのは、炭素の含有量が
0.08〜0.16％の包晶変態域にあるためであり、鋼の凝固
過程における変態応力の付加により凝固シェルにおける
成長の遅い部分と速い部分とに大きな差が生じること、
すなわち凝固シェル成長の不均一度が大きくなることが
原因であることが明らかとなっている。そしてこの凝固
シェルの不均一度は、鋳型内での凝固初期における溶鋼
表面からの抜熱量との間に相関があって、鋳型内で緩冷
却すること、鋳型内抜熱の不均一要因であるところのエ
アギャップを解消すること又は鋳型と凝固シェル間にお
けるモールドパウダー層の厚みの変動を抑えることとい
った手法で緩和できることが既に公知となっている。

【００１１】この点に関する先行技術として、例えば特
開昭50-59229号公報には、表面疵の少ない広幅連続鋳造
鋳片を製造する方法として、オイルキャスティング法と
パウダーキャスティング法とを併用することによって、
鋳型内溶鋼の不均一冷却に起因した表面縦割れの防止を
図った技術が開示されている。しかしこの方法では、中
炭素鋼以外の鋼種において現在一般的になっているパウ
ダーキャスティングのための設備の他に、オイルキャス
ティング用の設備を新設する必要がある。また操業人員
の増加や設備コストの上昇が避けられないといった難点
があった。

【００１２】また、特開昭61-92756号公報には、連続鋳
造用鋳型として鋳型内の上部表面に適正な形状寸法にな
る複数の縦溝を形成したものを用い、ここに中炭素鋼の
溶湯を供給して鋳型の上部のみで緩冷却することによ
り、凝固シェルを均一に冷却して表面割れを回避しなが
ら連続鋳造を行う方法及び鋳型が開示されている。しか
しこの方法では、中炭素鋼を鋳造するための専用の鋳型
を用いる必要があり、鋳型交換等のダウンタイムを考慮
した場合に製造コストの面で不利になり、また鋳型表面
温度が推定400 ℃以上となるため、鋳型自身及びめっき
の劣化が著しく鋳型寿命が短いという問題点があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、連続鋳造にあたって、溶鋼
上の溶融パウダーが鋳型内の溶鋼注入流に巻き込まれた
り、凝固シェルの異常成長によってパウダーや介在物、
気泡が凝固シェルへ付着したりすることの防止を、操業
場所、操業従事者の環境・衛生面の悪化やブレークアウ
ト又はブレークアウト誤警報や生産低下を招くことなし
に、達成することのできる連続鋳造用モールドパウダー
を提案することを目的とする。

【００１４】また、この発明の他の目的は、特に極低炭
素鋼を有利に連続鋳造すべく、凝固シェルの異常成長を
抑制し、巻き込まれたパウダーや介在物、気泡が凝固シ
ェルに付着するのを防止できる連続鋳造用モールドパウ
ダーを提案することにある。

【００１５】さらに、この発明の他の目的は、特に中炭
素鋼を有利に連続鋳造すべく、凝固シェルの不均一成長
を抑制して縦割れなどの表面欠陥の発生を回避すること
を、鋳型寿命を短くせず、また追加的な設備や操業人員
の増加を必要することなしに達成することのできる連続
鋳造用モールドパウダーを提案することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、CaO −Al₂O
₃ −SiO₂の基材に加えて、ZrO₂、TiO₂及びCr₂O₃ のうち
一種以上の酸化物を合計で８〜15wt％含み、かつMnO 、
FeO 、Fe₂O₃ 及びCoOのうち一種以上の酸化物を合計で
５〜12wt％含有することを特徴とする連続鋳造用モール
ドパウダー（第１発明）である。

【００１７】また、この発明は、第１発明の連続鋳造用
モ−ルドパウダーにおいて、該パウダ−の凝固温度が10
00℃以下、かつ1300℃における粘度が1.5 ポアズ以上で
ある極低炭素鋼用の連続鋳造用モールドパウダー（第２
発明）である。

【００１８】さらにこの発明は、第１発明の連続鋳造用
モ−ルドパウダーにおいて、該パウダ−の凝固温度が10
80℃以下である中炭素鋼（炭素含有量が0.08〜0.16％）
用の連続鋳造用モールドパウダー（第３発明）である。

【００１９】

【作用】さて、発明者らは、前述したような諸要件を満
たす連続鋳造用モールドパウダーを得べく、鋳型内の溶
鋼の初期凝固面における冷却速度、モールドパウダー層
の凝固現象、鋳型と鋳片との潤滑及び連鋳対象鋼種と、
鋳片表面欠陥の発生状況及びブレ−クアウト誤警報頻度
等との関係について広範な実験及び検討を重ねた。その
結果、次の(1) 〜(7) に至る新規知見を得て、この発明
をなすに至ったのである。 (1) まず、鋳型内における初期凝固面の緩冷却を促進さ
せる、換言すれば鋳型湯面直下の熱流束指数を低下させ
ると、図１に示すように凝固シェルの倒れ込み深さが減
少する。このように凝固シェルの倒れ込み深さが減少し
た場合には、図２から欠陥発生指数が減少し、鋳片全面
にわたって製品である冷延鋼板の表面欠陥を大幅に減少
させる効果があることが判った。なお、図１、図２の鋳
型湯面直下熱流束指数、凝固シェル側倒れ込み深さ及び
欠陥発生指数に関しては、種々のパウダーを用いた連続
鋳造操業を行い、鋳型湯面直下熱流束指数は、メニスカ
ス下50mmの位置に埋設した熱電対により測定した値から
の平均熱流束を後述する表１の No.１の値を1.0 とする
相対値で指数化したもの、また、凝固シェル側倒れ込み
深さは、得られたスラブのＬ断面を観察した際にオッシ
レーションマーク部に認められる爪形のマクロ組織につ
いて、最も深いところからスラブ表面までの距離、さら
に、欠陥発生指数は、冷延板における線状疵欠陥の発生
率を後述する表１の No.１の値を1.0 とする相対値で指
数化したものである。 (2) そこから、(1) で述べたような、鋳型内における初
期凝固面の緩冷却化を促進させるための方策について検
討を重ねた結果、モ−ルドパウダ−の液相中で輻射熱伝
達を阻害させる、具体的には液相中で輻射を散乱し、又
は吸収させることについて想到した。 (3) すなわち、モールドパウダー中にCr₂O₃ 、ZrO₂又は
TiO₂の１種以上をを適量添加することにより、モールド
パウダーの液相中に微細な凝固相（結晶）が生じ、これ
により液相中で輻射が散乱される。 (4) また、モールドパウダー中にMn、Fe、Coなどの遷移
金属元素の酸化物を添加することにより、液相中にこれ
ら遷移金属イオンが分散し、輻射エネルギーを吸収する
のである。 (5) このように液相中で輻射を吸収する場合には、遷移
金属イオンの種類が多いほど、幅広い波長にわたり効果
的に輻射エネルギーを吸収する。 (6) そして、(3) 及び(4) に述べた液相中での輻射の散
乱と吸収とを組み合わせることで、それぞれの効果をは
るかに超える輻射伝熱遮断効果が得られるのである。 (7) さらに、包晶変態域にある中炭素鋼の連続鋳造にお
ける特有の問題、すなわち表面割れと鋳片の潤滑との関
係については、凝固シェルと鋳型との間に介在するモー
ルドパウダー層のうち流動可能部分における熱伝達を抑
制することにより、十分な潤滑を得つつ鋳型内の抜熱量
を抑制し、鋳片縦割れを防止することが可能であり、こ
れについてもモールドパウダーの液相中で輻射を散乱、
吸収させることにより達成できる。

【００２０】以下図面を用いて、この発明のより詳しい
作用・効果を説明する。図３に、連続鋳造用鋳型１内の
上部のいわゆるメニスカスをモールドパウダー２が覆
い、またメニスカス近傍域で、凝固シェル３が形成され
つつある状況に示す。一般に鋳型１内における溶鋼４な
らびに凝固シェル３の抜熱は、すべて凝固シェル３と鋳
型１の間のモールドパウダー２を介して行われている。
そしてモールドパウダー２は、鋳型１に接した部分では
固相の層を形成し、凝固シェルに接した部分では、パウ
ダーの凝固温度を超えているので液相を形成している。

【００２１】かかる凝固シェル３と鋳型１との界面近傍
領域Ａを拡大して同図にＡ１〜Ａ３で示す。Ａ１は一般
的なモールドパウダーを使用した場合、Ａ２は高凝固温
度パウダーを使用した場合、そしてＡ３はこの発明のパ
ウダーを使用した場合である。また、図中の矢印は、白
抜きの矢印が伝導熱流束を、また黒ベタの矢印が輻射熱
流束をそれぞれ示し、矢印が太いほど、大きな熱流束で
あることを示す。

【００２２】これらのパウダー層を介して行われる熱伝
達は、従来のモールドパウダー（Ａ１）では液相２b 中
における輻射熱伝達が全体の約半分を占めており、残り
は伝導による熱伝達となっている。しかしながら固相２
a においては、輻射エネルギーは結晶化したパウダー成
分の原子が構成する格子振動エネルギー（伝導熱伝達）
に容易に吸収変換され、極めて輻射熱伝達の小さい領域
となっている。そこで、従来においては、Ａ２に示す高
凝固温度パウダーを用いることで、鋳型側により厚い凝
固層を生じさせ鋳型への輻射の到達を阻害することによ
って、緩冷却化が達成していた。しかしこの方法では、
液相厚さが確保できなくなるために潤滑が犠牲になり、
ブレークアウト発生のおそれがあるのは前述したとおり
である。

【００２３】これに対しこの発明では、以下の７点に着
目してパウダ−設計を行ってある。 (1) モールドパウダーの液相中で輻射熱伝達を阻害させ
るために、液相中で輻射を散乱し又は吸収させる。 (2) そのために、モールドパウダー中にZrO₂、TiO₂及び
Cr₂O₃ の１種以上を適量添加する。これにより、該パウ
ダ−の凝固過程において液相中に微細な凝固相（結晶）
が生じる。この点は高温顕微鏡による観察で確認されて
いることであり、これにより液相中で輻射が散乱され
る。 (3) また、モールドパウダー中にMn、Fe及びCoから選ば
れる１種以上の酸化物を添加する。これにより、液相中
にこれら遷移金属イオンが分散して輻射エネルギーが吸
収される。 (4) これら遷移金属イオンの種類を多くして、幅広い波
長にわたる効果的な輻射エネルギー吸収を行う。 (5) そして、(2) 及び(3) を組み合わせていることで、
各々の効果をはるかに超える輻射伝熱遮断効果を得る。

【００２４】また、極低炭素鋼用としては、 (6) パウダー巻き込みを防止するために可能な限り高粘
度のパウダーを使用する。 さらに、中炭素鋼用としては、 (7) 表面割れが問題であるため、粘度に関してはそれ程
問題とならない。

【００２５】この発明における緩冷却化の機構は、液相
中に分散した微細結晶により輻射を散乱させることで液
相中でのエネルギー伝達行程を長くするとともに、遷移
金属イオンにより効率的に輻射エネルギーをパウダー中
に吸収できるようにするというものである。

【００２６】これにより凝固シェルの異常発達を防止
し、巻き込まれたパウダーが捕捉される場所を激減させ
る一方、パウダーの巻き込みそのものを減少させ、パウ
ダー性欠陥の発生を防止する。さらにパウダーの低凝固
温度化と緩冷却化を同時に達成できたことから、パウダ
ー溶融層と鋳型との境界に発達するスラグリムと呼ばれ
るパウダー凝固体の発達も抑制され、これによって制限
されていた鋳型と凝固シェル間へのモールドパウダー流
入が適正化され、高速鋳造時の潤滑確保が達成される。

【００２７】この発明における緩冷却を促進するための
ZrO₂、TiO₂及びCr₂O₃ の添加量の和は、液相中において
微細結晶が晶出する濃度である８％以上が必要である。
また上限は、モールドパウダーそのものの凝固温度に影
響を及ぼし始める15％以下である。この領域を超えると
急激に凝固温度が上昇する。より好ましくは、９〜12％
である。

【００２８】また、添加するMn、Fe、Coなど遷移金属酸
化物の合計は５％以上でないとその効果は不十分であ
り、また12％を超えると溶鋼中の溶存Alによるパウダ−
中の遷移金属酸化物が反応しやすくなり、該反応生成物
により溶鋼が汚染し、表面欠陥が増加して問題となるた
め、12wt％以下とする。より好ましくは、６〜８％であ
る。

【００２９】次に、連鋳対象鋼種が極低炭素鋼である場
合は、凝固開始温度と凝固終了温度の温度間隔が狭いた
めに、凝固シェル先端の爪部と称される部分が異常に発
達して介在物が付着しやい傾向があることから、パウダ
−の巻き込みを最大限に抑え、介在物の爪部での捕捉を
低減することが必要となる。それゆえ、極低炭素鋼を連
続鋳造する場合にはパウダ−の巻き込みをを抑制するた
めに高粘度が必須要件である。鋳型内の溶鋼サンプル分
析の結果、粘度が1.5 ポアズ未満の場合にはモールドパ
ウダーの巻き込みを示す痕跡が数多く認められたため、
この発明において極低炭素鋼用の場合は粘度を1.5 ポア
ズ以上とする。より好ましくは、2.0 ポアズ以上であ
る。なお、上限については、特に限定するものではない
が、連続鋳造用モールドパウダーとして使用可能な上限
として20ポアズ程度である。また、連鋳対象鋼種が極低
炭素鋼である場合に、モールドパウダーの凝固温度は、
パウダー消費量との間に相関が認められ、1000℃以上で
はパウダー消費量の不足が生じブレ−クアウト警報頻度
が増加したため、凝固温度を1000℃以下とする。より好
ましくは980 ℃以下である。

【００３０】一方、連鋳対象鋼種が中炭素鋼である場合
には、モールドパウダーの凝固温度とブレークアウト誤
警報の発生頻度との間には、図４のように相関が認めら
れ、1080℃以下では誤警報の発生が激減することから、
凝固温度は1080℃以下とする。より好ましくは1060℃以
下である。なお、この発明におけるモールドパウダーの
凝固温度は、従来公知の測定法により計測すれば良く、
例えば回転粘度計によるブレークポイントとして定める
ことができる。

【００３１】この発明の連続鋳造用モールドパウダー
は、以上述べた基材及び酸化物の他、凝固温度や軟化温
度、粘度を調整するために、例えばB₂O₃、MgO 、Ｆ、Na
₂O、Li ₂O等を数％程度で添加する。また、Al₂O₃ 吸収能
向上のためにBaO 等を添加してもよい。これらの成分の
添加量は、基材及びこの発明で規定した酸化物量の残部
であって、この発明で規定している要件を満足する範囲
内で目的に応じ所望量を任意に選べば良い。なお、これ
らの添加物は、従来のモールドパウダーに含まれている
ものである。

【００３２】

【実施例】

（実施例Ａ）極低炭素鋼の連続鋳造を行った場合につい
て述べる。表１，表２に示す組成になるパウダ−を用
い、長辺側の寸法が1000mm、 短辺側の寸法が200 mmにな
る連続鋳造鋳型を使用して、鋳型振動条件を、 ストロ−ク：7.8 mm、 ネガティブ率（ＮＳ率；鋳型の振動による鋳型下降速度
がスラグの引き抜き速度を上回る率）：10％、 引き抜き速度ＶＲ：1.45〜２m/min 、 鋳型振動数ｆ(cpm) ：ｆ＝ＶＲ／２×7.8 ｛１＋ＮＳ率
／100 ｝×1000、 鋳型内溶鋼過熱温度ΔＴ：34〜39℃（代表時点）、 鋳造対象鋼：Ｃ：0.010 ％未満を含有する極低炭素鋼 にして連続鋳造を行い、このときの鋳型内溶鋼中のパウ
ダ−の巻込量及び冷延鋼板の介在物系欠陥発生率につい
て調査した。このパウダー巻込量は、鋳型内溶鋼を湯面
より50mm下の位置より採取し、その中に含まれていたパ
ウダー系介在物をＥＢ（電子ビーム溶解）法で調査した
ものであり、また、欠陥発生率は、冷延板における線状
疵欠陥の発生率を調査したものである。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】このときのパウダ−の有効熱伝導率（見掛
け上の熱伝導率）を、一方を千数百度に加熱した平衡面
の間に充填して測定し、ZrO₂＋TiO₂＋Cr₂O₃ で整理して
図５に示す。

【００３６】表１，表２にパウダ−の熱伝導率（W/mK)
及び鋳造結果を併記する。表中、No. １は比較例であ
り、パウダ−巻き込み量及び冷延板の欠陥発生率は、こ
のNo.１を基準に指数化している。

【００３７】No. ２〜６はZrO₂，TiO₂及びCr₂O₃ の総量
の影響を調査したものである。ZrO₂，TiO₂及びCr₂O₃ の
総量が8.0 ％未満では、欠陥発生率は著しく増大する。
また、ZrO₂＋TiO₂＋Cr₂O₃ の総量が15％を超えると、も
はや効果は飽和しそれ以上の改善は認められない。

【００３８】No. ７〜10はMnO ，FeO ，Fe₂O₃ 及びCoO
の総量の影響を調査したものである。MnO ，FeO ，Fe₂O
₃ 及びCoO の総量が5.0 ％未満になると、欠陥発生率は
著しく増大する。また、MnO ，FeO ，Fe₂O₃ 及びCoO の
総量が12％を超えても、もはや効果は飽和し、それ以上
の改善が認められなかった。

【００３９】No. 11〜16は、パウダ−粘度の影響を調査
したものである。いずれも欠陥の発生は少ないものの、
パウダ−粘度が1.5 ポアズ以上で、高いほど欠陥減少の
効果が著しい結果となった。また、No. 17はZrO₂＋TiO₂
＋Cr₂O₃の総量及びMnO ＋FeO ＋Fe₂O₃ ＋CoO の総量が
この発明の範囲を外れる比較例である。No. 18，19は適
合例ではあるが、パウダー巻き込み量、欠陥発生率ある
いはブレークアウト発生率の点でやや劣る。これは、そ
れぞれ凝固温度，1300℃での粘度が極低炭素鋼用として
は不向きであったためである。

【００４０】（実施例Ｂ）中炭素鋼の連続鋳造を行った
場合について述べる。表３，４に示す組成になるパウダ
−を用い、長辺側の寸法が1000mm、 短辺側の寸法が200
mmになる連続鋳造鋳型を使用して、鋳型振動条件を、 ストロ−ク：7.8 mm、 ネガティブ率（ＮＳ率；鋳型の振動による鋳型下降速度
がスラグの引き抜き速度を上回る率）：10％、 引き抜き速度ＶＲ：1.45〜２m/min 、 鋳型振動数ｆ(cpm) ：ｆ＝ＶＲ／２×7.8 ｛１＋ＮＳ率
／100 ｝×1000、 鋳型内溶鋼過熱温度ΔＴ：34〜39℃（代表時点）、 連鋳対象鋼：Ｃ：0.10〜0.15％、Si：0.25〜0.35％、M
n：0.75〜1.15％、Ｐ：0.013 〜0.020 ％、Ｓ：0.009
〜0.012 ％を含有する鋼 にした連続鋳造を行い、このときの鋳型ブレ−クアウト
発生率、鋳型測温方式によるブレ−クアウト警報システ
ムの誤警報発生率及び縦割れの発生状況について調査し
た。なお、このブレークアウト（Ｂ．Ｏ．）発生率は、
鋳造長さ1000km当たりのブレークアウト発生回数により
調べ、ブレークアウト誤報率は、鋳造長さ1000km当たり
のブレークアウト警報誤報発生回数により調べ、縦割れ
発生率は、鋳造長さ１km当たりの縦割れ長さにより調べ
た。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】図５はこのときのパウダ−の有効熱伝導率
（見掛け上の熱伝導率）を、一方を千数百度に加熱した
平衡面の間に充填して測定し（A.YAMAUCHIら：Proc.4th
Int.Conf.on ‘Molten slags and fluxes’,415；199
2,Sendai,Iron and Steel Institute of Japan に示さ
れる測定方法）、ZrO₂＋TiO₂＋Cr₂O₃ 量比で整理したも
のである。図５より、ZrO₂＋TiO₂＋Cr₂O₃ 量が８％以上
になったことろで有効熱伝導率（見掛け上の熱伝導率）
が下がっており、緩冷却が可能となっていることがわか
る。

【００４４】表３，４に、鋳造結果を併記する。No. １
〜５は、ZrO₂，TiO₂及びCr₂O₃ の総量の影響を調査した
ものである。ZrO₂，TiO₂及びCr₂O₃ の総量が8.0 ％未満
になると、割れ発生率は著しく増大する。また、ZrO₂，
TiO₂及びCr₂O₃ の総量が15％を超えても、もはや効果は
飽和し、それ以上の改善が認められない。

【００４５】No. ６〜９は、Fe₂O₃ ，MnO ，FeO 及びCo
O の影響を調査したものである。MnO ，FeO ，Fe₂O₃ 及
びCoO の総量が5.0 ％未満になると、割れ発生率は著し
く増大する。また、MnO ，FeO ，Fe₂O₃ 及びCoO の総量
が12％を超えても、もはや効果は飽和し、それ以上の改
善は認められない。

【００４６】No. 10〜15は凝固温度の影響を調査したも
のである。その結果、No. 12〜15では、縦割れ発生は少
ないもののブレ−クアウト誤警報及びブレ−クアウトが
発生した。これは、中炭素鋼用のモールドパウダーとし
ては凝固温度が高かったためである。またNo. 16，17は
比較例であって、ブレークアウト誤報率、縦割れ発生率
が顕著である。一方、適合例であるNo. 10、11ではどち
らも著しく減少した。

【００４７】

【発明の効果】この発明のモ−ルドパウダ−を使用すれ
ば、介在物系欠陥の著しい極低炭素鋼の鋳造においても
冷延工程における欠陥発生が少ない良好な鋳片を、安定
な状態のもとで鋳造することができる。また、割れ感受
性の高い中炭素鋼の鋳造においても割れ発生が少ない良
好な鋳片をブレ−クアウト発生が極めて少なく、さらに
ブレ−クアウト誤警報のほとんどない安定な状態のもと
で鋳造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】凝固シェル倒れ込み深さに及ぼす鋳型湯面直下
熱束流の影響を示した線図である。

【図２】冷延板欠陥発生率に及ぼす凝固シェル倒れ込み
深さの影響を示した線図である。

【図３】鋳型メニスカス近傍域におけるモールドパウダ
ー中の熱伝達モードと固・液相との関係を示した模式図
である。

【図４】モールドパウダーの凝固温度とブレークアウト
誤警報発生の関係を示した線図である。

【図５】モールドパウダーの有効熱伝導率に及ぼすZr
O₂，TiO₂及びCr₂O₃ の総量の影響を示した線図である。

【符号の説明】

１ 連続鋳造用鋳型 ２ モールドパウダー ２a , ２c , ２e モールドパウダー（固相） ２b , ２d , ２f モールドパウダー（液相） ３ 凝固シェル ４ 溶鋼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 別所 永康 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 石川 沢夫 兵庫県神戸市須磨区大池町３丁目１番26号 坂井化学工業株式会社内 (72)発明者 寺田 俊司 兵庫県神戸市須磨区大池町３丁目１番26号 坂井化学工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 CaO −Al₂O₃ −SiO₂の基材に加えて、Zr
   O₂、TiO₂及びCr₂O₃のうち一種以上の酸化物を合計で８
   〜15wt％含み、かつMnO 、FeO 、Fe₂O₃ 及びCoO のうち
   一種以上の酸化物を合計で５〜12wt％含有することを特
   徴とする連続鋳造用モールドパウダー。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモ−ルドパウダーにおい
   て、該パウダ−の凝固温度が1000℃以下、かつ1300℃に
   おける粘度が1.5 ポアズ以上であることを特徴とする極
   低炭素鋼用の連続鋳造用モールドパウダー。
3. 【請求項３】 請求項１記載のモ−ルドパウダーにおい
   て、該パウダ−の凝固温度が1080℃以下であることを特
   徴とする中炭素鋼用の連続鋳造用モールドパウダー。