JPH11320058A

JPH11320058A - 連続鋳造用モールドパウダおよび連続鋳造方法

Info

Publication number: JPH11320058A
Application number: JP10204857A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Hanao; 方史花尾; Masayuki Kawamoto; 正幸川本; Yoshinori Tanizawa; 好徳谷澤; Seiji Kumakura; 誠治熊倉
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 1999-11-24
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: JP3463567B2; EP0899041A1; EP0899041B1; AU700002B1; KR100305999B1; CN1067612C; US6125919A; DE69809659T2; DE69809659D1; KR19990023514A; CN1211479A

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼を高速で、または中炭素鋼等の鋼を鋳造する
場合に、表面品質が良好な鋳片を得ることが可能な連続
鋳造用モールドパウダおよびこのモールドパウダを用い
た連続鋳造方法の提供。【解決手段】パウダは、ＣａＯ、ＳｉＯ₂およびフッ素
化合物を基本成分とし、下記式で表されるＣａＯ’とＳ
ｉＯ₂の重量％との比ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９〜
２．８、フッ素化合物がＣａＦ₂換算で約５〜６０重量
％、さらにＮａ₂Ｏを０〜２５重量％、Ｃを０〜１０重
量％含んでいる。ＣａＯ’＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ ×（５６／３８）ここで、Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ
換算量（重量％）Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼を高速で鋳造す
る場合に、または中炭素鋼等の鋼を鋳造する場合に、表
面品質が良好な鋳片を得ることが可能な連続鋳造用モー
ルドパウダに関する。さらに本発明は、このモールドパ
ウダを用いる連続鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】良好な表面品質と冷間加工性が要求され
る自動車の外装用鋼板などは、通常、２５０ｍｍ程度の
厚みの連続鋳造鋳片から製造されている。その理由は、
表面品質と内部品質ともに良好な鋳片を用いるためと高
い生産性を得るためである。また、鋳造速度は２〜３ｍ
／分程度が一般的である。これ以上の鋳造速度で鋳造し
た場合には、鋳片表面に縦割れが発生したり、鋳片内部
に非金属介在物が残存しやすく製品の欠陥の原因になる
場合があるからである。

【０００３】一方、数年前から、薄スラブ連続鋳造設備
と簡易な熱間圧延設備を、一つの製造ライン上に配置し
た電炉ミニミルプロセスが採用されている。この薄スラ
ブ連続鋳造法では、生産性の確保のため、少なくとも５
ｍ／分程度の鋳造速度での操業を目標にしている。

【０００４】また、中炭素鋼は、溶鋼からの凝固に際し
包晶反応を起こすことから、鋳片の表面に縦割れが発生
しやすい。この中炭素鋼を、さらに薄スラブ連続鋳造法
で高速の鋳造速度で鋳造すると、鋳片の縦割れの発生が
助長される。低合金鋼についても、割れ感受性を高める
合金成分を含む場合には、鋳片に縦割れが発生しやす
い。

【０００５】この鋳片表面の縦割れの発生とモールドパ
ウダとは、密接な関係があることは良く知られている。
連続鋳造法においては、浸漬ノズルから鋳型内へ溶鋼を
供給するとともに、鋳造中の鋳型内の溶鋼の表面にモー
ルドパウダを投入する。通常、このモールドパウダに
は、複数種類の酸化物、炭素等の粉体を混合したものが
使用される。鋳型内へ投入されたモールドパウダは、溶
鋼の持つ熱により溶融し、溶鋼表面において溶融スラグ
層が形成される。この溶融スラグ層は鋳型内壁と凝固殻
との間隙に流入し、スラグフィルムを形成する。このス
ラグフィルムは、鋳型との接触で冷却され鋳型内壁に沿
って凝固する。凝固部は、ガラス質部分と結晶質部分か
らなる。

【０００６】このような挙動を示すモールドパウダに
は、以下の作用がある。

【０００７】１）鋳型内の溶鋼表面の保温および溶鋼の
酸化防止２）溶鋼中に存在し溶鋼表面に浮上してくる気泡および
介在物の吸収３）鋳型内壁と凝固殻との間の潤滑性の確保４）溶融スラグの伝熱抵抗の調整による凝固殻の冷却速
度の調整。

【０００８】これらの役割の中で、高速で鋳造する場合
には、３）に示す溶融スラグによる潤滑性の確保が重要
である。また、鋳片表面の縦割れの防止に対しては、
４）の鋳型内の凝固殻、すなわち凝固初期の鋳片表面の
冷却速度の調整が重要である。

【０００９】一般的に、連続鋳造法において鋳造速度の
高速化を図ると、鋳型内壁と凝固殻との間隙への溶融ス
ラグの流入量は減少する。溶融スラグの流入量が減少
し、スラグフィルム厚みが減少した場合、潤滑不良によ
り凝固殻が鋳型内壁に拘束され、極端な場合にはブレー
クアウトなどの操業事故が起こる。そこで、溶融スラグ
の流入量の確保のため、モールドパウダ溶融時の凝固点
（以下、モールドパウダの凝固点）を低下させたり、粘
度を低下させる。しかし、モールドパウダの凝固点と粘
度を低下させると、スラグフィルムの厚さが不均一にな
りやすい。そのため、鋳型内の凝固殻の冷却速度が不均
一になり、鋳片表面に縦割れが発生しやすくなる。この
ように、鋳造速度の高速化に効果的な潤滑性と、鋳片表
面の縦割れを防止するのに効果的な凝固殻の冷却速度の
均一性の、両方の性質を併せ持つモールドパウダを作る
ことは、重要な技術課題である。

【００１０】高速で鋳造する場合の鋳片表面の縦割れの
防止対策に関して、下記に示す方法が提案されている。
すなわち、特開平３−１９３２４８号公報では、モール
ドパウダにＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂ 、Ｓｃ₂ Ｏ₃ 、Ｙ₂ Ｏ₃
等のIII Ａ族およびIV族の元素の酸化物を結晶析出促進
剤として添加する方法が提案されている。また、この公
報では、溶融スラグの粘度を、１３００℃で１ｐｏｉｓ
ｅ以下に低下させることにより、鋳造速度の高速化が達
成されるとされている。このモールドパウダは、溶融状
態から冷却される過程で結晶を析出し、この結晶が鋳型
内の鋳片表面を緩冷却する。この鋳片表面の緩冷却が、
鋳片表面の冷却速度を均一化する。

【００１１】また、特開平５−１５９５５号公報では、
溶融スラグの粘度を下げることと、Ｔ．ＣａＯのＳｉＯ
₂に対する重量％の比Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ₂を大きくす
ることが提案されている。ここで、Ｔ．ＣａＯは、モー
ルドパウダ中に含有されるＣａＯと、ＣａＦ₂ として存
在すると推定されるＣａ分をＣａＯに換算したものとの
和であって、下記の（Ｚ）式で定義されている。

【００１２】Ｔ．ＣａＯ（％）＝ＣａＯ（％）＋ＣａＦ₂（％） ×（５６／７８）・・・（Ｚ）この公報では、Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ₂を１．２〜１．３
程度に大きくすると、溶融スラグの冷却する過程で結晶
が析出し、この結晶が鋳型内の鋳片表面を緩冷却すると
されている。

【００１３】しかし、上述の特開平３−１９３２４８号
公報および特開平５−１５９５５号公報で提案されてい
るモールドパウダを、包晶鋼を含む中炭素鋼に用いた場
合に、ある程度以上の高速で鋳造すると、モールドパウ
ダによる鋳片表面の緩冷却効果が不十分で、鋳片表面に
縦割れが発生する場合がある。つまり、このモールドパ
ウダを用いても、２〜３ｍ／分程度以上の鋳造速度で鋳
造すると、鋳片表面に縦割れが発生する場合がある。

【００１４】上記以外に、Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ₂の値が
高いモールドパウダが、特開平５−２６９５６０号公報
で提案されている。このモールドパウダは、ＣａＯ／Ｓ
ｉＯ₂ を１．１〜１．８とし、さらにＣａＯ／Ｆが９〜
４０の条件を満足するものである。

【００１５】また、特開昭５４−３５１２９号公報で
は、ＣａＯ／ＳｉＯ₂ の比較的高いモールドパウダが提
案されている。つまり、ＣａＯ／ＳｉＯ₂ を０．６〜
１．４とし、蛍石を１０重量％まで配合することを提案
している。

【００１６】上述のように、包晶鋼を含む中炭素鋼、低
合金鋼および低炭素鋼を、５ｍ／分程度あるいはそれ以
上の鋳造速度で鋳造する場合に、鋳片表面の縦割れの発
生を防止するためには、モールドパウダの性能をさらに
向上させる必要がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄スラブ連
続鋳造法に代表されるような高速での鋳造、また、中炭
素鋼のような鋳片表面に縦割れが発生しやすい鋼の連続
鋳造に好適なモールドパウダおよびそのモールドパウダ
を用いる連続鋳造方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
（１）、（２）および（３）に示す鋼の連続鋳造用モー
ルドパウダおよび（４）に示す鋼の連続鋳造方法にあ
る。

【００１９】（１）ＣａＯ、ＳｉＯ₂およびフッ素化合
物を基本成分とし、下記（Ｘ）式で表されるＣａＯ’の
重量％と、ＳｉＯ₂の重量％との比ＣａＯ’／ＳｉＯ₂
が、０．９〜２．８であり、下記（Ｙ）式で表されるＣ
ａＦ₂ 含有率が、下記条件（Ａ）または条件（Ｂ）のい
ずれかを満足し、さらにＮａ₂Ｏを０〜２５重量％、Ｃ
を０〜１０重量％含有することによる鋼の連続鋳造用モ
ールドパウダ。

【００２０】（Ａ）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９以上、
１．９以下のときＣａＦ₂含有率が１５〜６０重量％（Ｂ）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９を超えて２．８以下
のときＣａＦ₂含有率が５〜６０重量％ここで、ＣａＯ’＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ ×（５６／３８）・・・（Ｘ）ＣａＦ₂＝Ｆ×（７８／３８）・・・（Ｙ）Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量
（重量％）Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）（２）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９以上、１．９以下の
とき、ＣａＦ₂含有率が２０〜６０重量％である上記
（１）に記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダ。

【００２１】（３）１３００℃における粘度が、１．５
ｐｏｉｓｅ以下である上記（１）または（２）に記載の
鋼の連続鋳造用モールドパウダ。

【００２２】（４）上記（１）、（２）または（３）に
記載のモールドパウダを用いることによる鋼の連続鋳造
方法。

【００２３】本発明のモールドパウダ（以下、単にパウ
ダと記す）は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂、すなわち塩基度を
高めているので、溶融状態から凝固する過程で結晶の析
出量が多い。ただし、ただ単にパウダの塩基度を高める
だけでは、パウダの凝固点や粘度を高めることになる。
その場合には、鋼を高速で鋳造することが困難となる。
そこで、本発明者らは、パウダの高塩基度化と、凝固点
および粘度の低下というパウダにと両立の困難な特性
を、以下に示す（ａ）および（ｂ）の手段で解決した。

【００２４】（ａ）溶融スラグからの結晶析出の促進鋳片の縦割れを防止するには、鋳型内の凝固殻、すなわ
ち凝固初期の鋳片表面の冷却速度の均一化が重要であ
る。この凝固初期の鋳片表面の冷却速度が不均一の場合
に、凝固殻の厚さは鋳片の幅方向で不均一になる。その
ため、凝固収縮により凝固殻に生じる応力が鋳片の幅方
向で均一に緩和されず、鋳片表面に縦割れが発生する。

【００２５】鋳型と凝固殻の間にスラグフィルム（以
下、単にフィルムと記す）を介して、鋳型内の凝固殻を
均一な冷却速度で冷却するためには、フィルムの伝熱抵
抗の増大が重要である。フィルムの伝熱抵抗が小さい
と、凝固殻は、鋳型による冷却効果のばらつきの影響を
大きく受ける。その場合には、鋳型の各位置で凝固殻の
冷却速度のばらつきが大きくなって、凝固殻の厚さが、
鋳型の幅方向で不均一になる。逆に、フィルムの伝熱抵
抗を大きくして、凝固殻の冷却速度を緩やかにすると、
凝固殻の厚さは鋳型の幅方向で均一化される。そのた
め、鋳片表面の縦割れの発生を防止できる。

【００２６】本発明のパウダでは、従来の指標Ｔ．Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ₂ に代えて、上述の（Ｘ）および（Ｙ）式で
表されるＣａＯ’／ＳｉＯ₂ という新しい指標を採用す
ることにより、ＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＣａＦ₂を基本成分
とする三元系において結晶の析出しやすい組成範囲が選
択されている。そのため、溶融スラグの凝固過程で結晶
がより多く析出するので、溶融スラグの伝熱抵抗が大き
い。

【００２７】ＣａＯ−ＳｉＯ₂−ＣａＦ₂系を基本成分
とする三元系パウダ組成のなかでも、ＣａＯ’／ＳｉＯ
₂が大きいので、溶融スラグの凝固過程で多くの結晶が
析出する。とくに、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９〜２．
８と高いので、結晶の析出量が多い。

【００２８】図１は、本発明のパウダの化学組成の範囲
を説明するためのＣａＯ’−ＳｉＯ₂ −ＣａＦ₂ ３元系
の組成図である。本発明のパウダは、上述のように配合
するフッ素化合物のほとんどがＣａＦ₂であるので、前
述の（Ｘ）および（Ｙ）式から計算されるＣａＯ’の値
と配合されているＣａＯの含有率は、ほぼ同等な値であ
る。したがって、便宜的に上記の３元系の組成図によっ
て、本発明のパウダを説明する。

【００２９】図１に示すように、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が
０．９〜１．９で、ＣａＦ₂含有率が１５〜６０重量％
（以下、単に％と記す）の範囲の本発明のパウダの化学
組成範囲は、記号（ａ）で示す範囲である。すなわち、
ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９の境界線１（ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ₂ とＣａＦ₂１００％とを結んだ直線）、ＣａＯ’／
ＳｉＯ₂ が１．９の境界線２（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂ とＣ
ａＦ₂ １００％とを結んだ直線）、ＣａＦ₂ 含有率が１
５％の直線、ＣａＦ₂ 含有率が６０％の直線とで囲まれ
た領域である。

【００３０】ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が１．９を超えて２．
８以下で、ＣａＦ₂含有率が５〜６０％の範囲の本発明
のパウダの化学組成範囲は、記号（ｂ）で示す範囲であ
る。すなわち、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が１．９の境界線
２、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が２．９の境界線３（３ＣａＯ
・ＳｉＯ₂ とＣａＦ₂ １００％とを結んだ直線）、Ｃａ
Ｆ₂ 含有率が５％の直線、ＣａＦ₂ 含有率が６０％の直
線とで囲まれた領域である。

【００３１】ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９〜１．９で、
ＣａＦ₂含有率が２０〜６０重量％の範囲の本発明のパ
ウダの化学組成範囲（図１中には、示していない）は、
ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９の境界線１、ＣａＯ’／Ｓ
ｉＯ₂ が１．９の境界線２、ＣａＦ₂ 含有率が２０％の
直線、ＣａＦ₂ 含有率が６０％の直線とで囲まれた領域
である。

【００３２】また、比較のために、本発明のパウダと同
じく、凝固殻を緩冷却する目的で用いられている従来の
パウダの化学組成範囲を（ｃ）の記号で示した。さら
に、前述した塩基度の高い、浸漬ノズルの溶損防止を目
的とした従来のパウダの化学組成の範囲を（ｄ）の記号
で示した。本発明のパウダは、従来のパウダに比べてＣ
ａＯ’／ＳｉＯ₂ の値、すなわち塩基度が高いことが明
らかである。

【００３３】ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９〜１．９で、
ＣａＦ₂含有率が１５〜６０％の場合には、溶融状態か
らの冷却過程で、カスピディンと称する３ＣａＯ・２Ｓ
ｉＯ₂・ＣａＦ₂ または３ＣａＯ・２ＳｉＯ₂ の分子式
で表される結晶が多く析出する。

【００３４】また、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９を超え
２．８以下の場合には、溶融スラグが冷却される過程
で、（６−ｘ）ＣａＯ・２Ｓｉ０₂・ｘＣａＦ₂（ｘ：
０〜６の任意の数）、４ＣａＯ・２ＳｉＯ₂ ・ＣａＦ₂
の分子式で表される結晶が析出する。

【００３５】（ｂ）高塩基度のパウダの低粘度化および
凝固点と溶融速度の適正化鋼の連続鋳造時のフィルムの厚みは、鋳型内壁と鋳型内
の凝固殻の間隙への溶融パウダの流入量によって決ま
る。過剰に流入した場合には、流入量の少ない位置と多
い位置との間でフィルムの厚みの差が大きくなり、凝固
殻の冷却速度が不均一になる。また、流入量が過度に少
ない場合には、フィルムの厚みが全体的に薄くなる。こ
のとき、フィルムの厚みのわずかな差が、凝固殻の冷却
速度を不均一にしやすい。このように溶融スラグの流入
量が多くても、また少なくても、鋳片表面に縦割れが発
生しやすい。また、溶融スラグの流入量が極端に少ない
場合には、ブレークアウトの操業事故となる場合があ
る。

【００３６】とくに、高速で鋳造する場合は、溶融スラ
グの鋳型内壁と鋳型内の凝固殻の間隙への流入量が減少
する傾向があるので、フィルムの厚みの確保と均一化が
重要な技術課題である。

【００３７】一般的に、フィルムの厚みは、パウダの凝
固点および溶融時の粘度を適正範囲に調整することによ
り制御できる。

【００３８】本発明のパウダでは、比較的多量のＣａＦ
₂ を含ませることにより、パウダの凝固点の低下と粘度
の低下を図っている。すなわち、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が
０．９〜１．９の場合には、ＣａＦ₂ を１５〜６０％含
有させることにより、適正な凝固点と粘度を得ている。
さらに、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９を超えて２．８以
下の場合には、ＣａＦ₂ を５〜６０％含有させることに
より、適正な凝固点と粘度を得ている。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明のパウダおよびこのパウダ
を用いた連続鋳造方法について、以下に具体的に説明す
る。

【００４０】（１）パウダの化学組成本発明のパウダの基本成分は、ＣａＯ、ＳｉＯ₂ 、フッ
素化合物の３成分である。それぞれのおおよその含有率
は、ＣａＯが２５〜７０％、ＳｉＯ₂ が１５〜３５％、
フッ素化合物がＣａＦ₂ 換算で５〜６０％程度である。
本発明で、とくに重要なのは、ＣａＯ’とＳｉＯ₂ の比
ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ およびＣａＦ₂ 含有率である。

【００４１】本発明のパウダでは、溶融状態から冷却さ
れて凝固する過程で、多量の結晶が析出する。結晶が析
出する場合には、前述のように伝熱抵抗が大きくなるの
で、鋳型内壁と鋳型内の凝固殻の間に存在するフィルム
は、凝固殻、すなわち鋳片表面が急速に冷却されるのを
防止する作用を発揮する。以下、本発明のパウダの化学
組成について、溶融スラグの冷却過程での結晶析出の関
係を基に、その適正な範囲を説明する。

【００４２】（ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ ）本発明で規定する
ＣａＯ’とＳｉＯ₂ の比ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ の値の算出
に用いるＣａＯ’は、前述の（Ｘ）および（Ｙ）式によ
って求められる値である。すなわち、パウダ中のＴ．Ｃ
ａの分析値から、そのすべてがＣａＯであると仮定して
求められるＣａＯではない。まず、前述の（Ｙ）式で示
したようにＦの分析値からＦの全量がＣａＦ₂ として存
在するものと仮定して、ＣａＦ₂ 含有率を求める。次
に、このＣａＦ₂ の形態で存在するＣａを除いたＣａが
ＣａＯであるとして、ＣａＯ’を求める。また、ＳｉＯ
₂ の値は、パウダ中のＳｉの分析値を基にして求められ
る値である。

【００４３】本発明のパウダでは、このＣａＯ’／Ｓｉ
Ｏ₂ の値が０．９以上、２．８以下とする。ＣａＯ’／
ＳｉＯ₂ がこの範囲内の場合には、溶融スラグが冷却さ
れて凝固する際に十分な量の結晶が析出する。ＣａＯ’
／ＳｉＯ₂ が０．９未満の場合には、十分な量の結晶の
析出が起こらない。また、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が２．８
を超える場合には、パウダの凝固点が高すぎるので、鋼
を鋳造する際の溶鋼の温度ではパウダが溶融しにくい。
そのような場合には、鋳型内の溶鋼表面の溶融スラグの
厚みおよび鋳型内壁と鋳片の凝固殻との間のフィルムの
厚みを適正化するのが難しいため、連続鋳造の操業に支
障をきたす。したがって、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ は０．９
〜２．８とする。

【００４４】なお、後述のように、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂
の値が１．９とその前後、０．９とその近傍および２．
８とその近傍の場合には、結晶の析出がやや起こりにく
いので、もっとも好ましい範囲は１．１〜１．７および
２．１〜２．６である。

【００４５】（ＣａＦ₂ 含有率）本発明で規定するＣａ
Ｆ₂含有率は、前述の（Ｙ）式によって求められる値で
ある。したがって、ＣａＦ₂ のみならず、フッ化ナトリ
ウム等のすべてのフッ素化合物中のＦ分を含んだＦの分
析値をＣａＦ₂含有率に換算した値である。ただし、本
発明のパウダの場合、配合するフッ素化合物は、ほとん
どがＣａＦ₂である。

【００４６】本発明のパウダにおいては、適正なＣａＦ
₂ の含有率は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９〜１．９の
場合には１５〜６０％、１．９を超え２．８以下の場合
には５〜６０％である。ＣａＦ₂が、それぞれこの範囲
内の含有率の場合には、溶融スラグが冷却されて凝固す
る際に十分な量の結晶が析出する。

【００４７】ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９〜１．９で、
ＣａＦ₂含有率が１５〜６０％の場合には、前述のとお
り、溶融状態からの冷却過程で、カスピディンと称する
結晶が多く析出する。図２は、この溶融スラグからのカ
スピディン結晶の析出量指数とＣａＯ’／ＳｉＯ₂ との
関係を示した図である。ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９〜
１．９の範囲では結晶の析出が多いが、０．９未満では
結晶の析出が少ない。従来のパウダでは緩冷却効果が不
十分で鋳片表面に縦割れが発生しやすいのは、このため
である。また、図２からＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９〜
１．９の場合、好ましい範囲は１．１〜１．７であるこ
とが分かる。

【００４８】図３は、これらカスピディンを主体とする
結晶析出量に及ぼすＣａＦ₂含有率の影響を示す図であ
る。ＣａＦ₂含有率が１５％以上になると、急激に結晶
の析出が多くなり、ＣａＦ₂含有率が６０％を超えると
析出量が少なくなる。また、ＣａＦ₂含有率が６０％を
超えると、連続鋳造に用いられる浸漬ノズルが溶融スラ
グによって溶損されやすくなる。

【００４９】したがって、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９
〜１．９の場合には、ＣａＦ₂含有率は１５〜６０％と
した。好ましいＣａＦ₂含有率は２０〜６０％、さらに
好ましくは２５〜５０％である。ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ と
ＣａＦ₂含有率との組み合わせでもっとも好ましい範囲
は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ の値で１．１〜１．７で、Ｃａ
Ｆ₂含有率が２５〜５０％である。

【００５０】また、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９を超え
２．８以下の場合には、前述のとおり、溶融スラグが冷
却される過程で、（６−ｘ）ＣａＯ・２Ｓｉ０₂・ｘＣ
ａＦ₂（ｘ：０〜６の任意の数）の分子式で表される結
晶などが析出する。図２に、溶融スラグからのこれらの
結晶の析出量指数とＣａＯ’／ＳｉＯ₂ との関係を示
す。ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が１．９を超えて２．８以下の
範囲では結晶の析出量が多い。ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が
０．９〜１．９の場合に比べると、析出する結晶が相違
し、結晶の種類が多いこと、さらに析出量が多いという
特徴がある。図２から、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が１．９を
超えて２．８以下の場合、好ましい範囲は、２．１〜
２．６であることが分かる。

【００５１】図３に、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９を超
え２．８以下の場合の結晶の析出指数とＣａＦ₂含有率
との関係を示した。ＣａＦ₂含有率が５％を超えると結
晶の析出量が増加している。ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が高い
ために、ＣａＦ₂含有率が低くても結晶が析出しやすい
傾向がある。これらの結晶の析出量は、ＣａＦ₂含有率
が６０％を超えると減少するとともに、連続鋳造に用い
られる浸漬ノズルが溶融スラグによって溶損されやすく
なる。

【００５２】したがって、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９
を超え２．８以下の場合には、ＣａＦ₂含有率は５〜６
０％とした。好ましいＣａＦ₂含有率は２０〜６０％、
さらに好ましくは２５〜５０％である。ＣａＯ’／Ｓｉ
Ｏ₂ とＣａＦ₂含有率との組み合わせでもっとも好まし
い範囲は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が２．１〜２．６で、Ｃ
ａＦ₂含有率が２５〜５０％である。

【００５３】（２）パウダの粘度および溶融温度と溶融
速度５ｍ／分またはそれ以上の速度で鋳造する場合には、前
述のとおり、フィルムの厚みを確保しにくい。このフィ
ルムの厚みを確保するためには、溶融スラグの粘度を適
正な範囲にすることが必要である。

【００５４】このような高速で鋳造する場合に適した溶
融時の粘度は、１３００℃で１．５ｐｏｉｓｅ以下が望
ましい。鋼種によっては、１．５ｐｏｉｓｅを超える粘
度の場合には、鋳型内壁と鋳型内の凝固殻との間隙に流
入する溶融スラグの量が不足し、鋳片表面に縦割れが発
生したり、連続鋳造が困難となることがある。

【００５５】本発明で規定する化学組成のパウダの場合
には、大部分のパウダの凝固点は１１００〜１３００℃
程度となる。このパウダの凝固点の範囲は、前述の高速
で鋳造する場合に適した凝固点である。ただし、本発明
で規定する化学組成範囲のパウダであっても、パウダの
凝固点が１３００℃以上になる場合がある。

【００５６】このような場合には、パウダ中のＮａ₂ Ｏ
含有率を高くし、パウダの凝固点を下げるのがよい。Ｎ
ａ₂ Ｏの含有率は、上述の効果を得る場合には２％以上
とするのが望ましい。一方、Ｎａ₂ Ｏ含有率が２５％を
超えると、それ以上配合しても凝固点の低下効果が小さ
い。したがって、Ｎａ₂ Ｏを配合する場合には、２〜２
５％とするのが望ましい。また、凝固点の調整には、凝
固点を下げる場合には、Ｎａ₂ Ｏの他にＬｉ₂ Ｏ等の酸
化物、凝固点を上げる場合には、ＺｒＯ₂ 、ＭｇＯ等の
酸化物を適宜配合するのが良い。

【００５７】パウダ中のＣは、パウダが連続鋳造に用い
られた場合に、徐々に燃焼するので、パウダの溶融速度
を調整する添加剤として有効であり、必要により配合す
ればよい。その効果を得るためには、含有率は１％以上
とするのが望ましい。一方、Ｃの含有率が１０％を超え
ると、パウダの溶融速度が過度に遅くなるので、連続鋳
造操業が困難となる。したがって、Ｃを配合する場合に
は、１〜１０％とするのが望ましい。

【００５８】（３）パウダの原料本発明のパウダを製造する際に使用する原料は、一般的
に使用されているパウダの原料で構わない。ＣａＯ原料
として生石灰、石灰石、セメント、ＳｉＯ₂ 原料として
は、珪砂、軽藻土、ＣａＦ₂ 原料としては、蛍石、さら
にＮａ₂ Ｏ原料としては、ソーダ灰、炭酸ナトリウムな
どが挙げられる。

【００５９】また、原料の粒度は１００μｍ以下の粉末
が望ましい。なお、これらの原料にはＡｌ₂ Ｏ₃ 、Ｍｇ
Ｏ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 等の酸化物が含有されてお
り、パウダにも不可避的に含まれるようになるが、これ
らの不純物が存在しても、とくに差し支えない。

【００６０】（４）本発明のパウダを用いた連続鋳造方
法これら本発明のパウダを用いることにより、鋼、なかで
もＣ含有率が０．０５〜０．２０％の鋼を、鋳片表面に
縦割れを発生することなく高速で安定して連続鋳造する
ことができる。

【００６１】とくに、Ｃ含有率が０．０８〜０．２０％
の鋼は、溶鋼からの凝固過程で包晶反応と呼ばれる相変
態を起こす。この相変態により、鋳片表面に縦割れが発
生しやすくなる。加えて、高速で鋳造する場合には、鋳
型内の凝固殻に不均一冷却の影響が加わり、鋳片表面の
縦割れが、さらに発生しやすい。

【００６２】Ｃ含有率が０．０５〜０．２０％で、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ等の鋳片の割れ
感受性を高める合金元素を含有している低合金鋼は、こ
れらの合金元素とＣとの相乗作用で鋳片に縦割れが発生
しやすい。

【００６３】Ｃ含有率が０．０５％程度の低炭素鋼で
も、とくに５ｍ／分程度またはそれ以上の高速で鋳造す
る場合に、鋳片表面に縦割れが発生しやすい。

【００６４】したがって、上述のような鋼を鋳造する場
合に、本発明のパウダを用いることにより、５ｍ／分ま
たはそれ以上の鋳造速度で、鋳片表面の縦割れの発生す
ることなく、連続鋳造が可能である。本発明のパウダ
は、Ｃ含有率が０．０５％未満の鋼の連続鋳造にも好適
であることは言うまでもない。

【００６５】さらに、本発明のパウダを用いて、上述の
鋼を２．０ｍ／分程度の低速度の鋳造速度で鋳造して
も、フィルムの厚みの確保は十分であり、また鋳片表面
に縦割れも発生しない。

【００６６】

【実施例】湾曲型連続鋳造機を用いて、厚さ１００ｍ
ｍ、幅１０００ｍｍの鋳片を連続鋳造した。

【００６７】表１に示す化学組成の中炭素鋼、低炭素鋼
および低炭高Ｍｎ鋼を対象に、低炭素鋼は、鋳造速度６
ｍ／分、それ以外の鋼は、鋳造速度５ｍ／分で鋳造し
た。

【００６８】

【表１】

【００６９】得られた鋳片については、鋳片表面の縦割
れを調査した。縦割れの発生程度は評価Ａ〜Ｅで表示す
ることとし、その評価基準は下記のとおりである。

【００７０】鋳片の長さ１ｍあたりの鋳片表面の縦割れ
の発生長さの合計値が、評価Ａは５ｍｍ未満、評価Ｂは
５〜１０ｍｍ未満、評価Ｃは１０〜１００ｍｍ未満、評
価Ｄは１００〜５００ｍｍ未満、そして評価Ｅは５００
ｍｍ以上である。評価Ｃ〜Ｅの鋳片は、そのまま圧延す
ると製品品質上問題となるが、評価ＡおよびＢの鋳片
は、そのまま圧延しても実用上支障はない。

【００７１】なお、以下の実施例では、本発明例のパウ
ダを用いた鋳造試験は、本発明例の連続鋳造方法の試験
であることをも意味している。

【００７２】（実施例１）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９
〜１．９、ＣａＦ₂含有率が１５〜６０％である本発明
例のパウダおよび従来の塩基度の低い比較例のパウダを
用い、表１に示した鋼Ｎｏ．１の中炭素鋼を鋳造した。

【００７３】表２に示した試験Ｎｏ．１〜１５は、本発
明例のパウダを用いた本発明例の試験であり、試験Ｎ
ｏ．１６〜１８は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が本発明で規定
する下限を外れた比較例のパウダを用いた比較例の試験
である。

【００７４】

【表２】

【００７５】試験Ｎｏ．１〜１５のうち、試験Ｎｏ．１
〜６に用いたパウダは、ＣａＯ、ＳｉＯ₂およびＣａＦ
₂の基本成分系を配合したパウダである。試験Ｎｏ．６
に用いたパウダは、フッ素化合物としてＣａＦ₂以外に
若干のＮａＦを含有するパウダである。試験Ｎｏ．７〜
１１に用いたパウダは、基本成分系にＮａ₂Ｏを配合し
たパウダで、試験Ｎｏ．１２および１３に用いたパウダ
は、基本成分系にＣを配合したパウダで、試験Ｎｏ．１
４および１５に用いたパウダは、基本成分系にＮａ₂Ｏ
およびＣを配合したパウダである。これらの試験Ｎｏ．
１〜１５に用いたパウダの１３００℃での粘度は０．１
９〜０．８３ｐｏｉｓｅで、凝固点は１１２４〜１２２
７℃である。

【００７６】これらの本発明例のパウダを用いて鋳造し
た鋳片の縦割れの評価は、試験Ｎｏ．２、８および１１
を除き、評価Ａで良好であった。試験Ｎｏ．２および試
験Ｎｏ．８に用いたパウダは、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が
０．９および１．０と低めで、結晶の析出量がやや少な
く、鋳片の緩冷却効果がやや小さいパウダであったた
め、鋳片の縦割れ評価は、いずれも評価Ｂであった。

【００７７】試験Ｎｏ．１１に用いたパウダは、１３０
０℃における粘度が０．１９とやや低いため、このパウ
ダを用いて鋳造した鋳片の縦割れ評価は、評価Ｂであっ
た。試験Ｎｏ．１４の場合は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が
１．０と低めである。鋳片には縦割れがまったく発生し
なかった。その理由は、Ｃを添加してパウダの溶融速度
の調整を行ったためである。

【００７８】試験Ｎｏ．１６〜１８の比較例に用いた比
較例のパウダは、本発明例のパウダと同じくＣａＯ、Ｓ
ｉＯ₂およびＣａＦ₂を基本成分系とし、Ｎａ₂Ｏおよ
びＣを配合したものである。しかし、ＣａＯ’／ＳｉＯ
₂が０．５〜０．７で、本発明で規定する下限を外れて
いる。

【００７９】これら比較例の塩基度の低いパウダを用い
て鋳造した鋳片には、縦割れ評価Ｄ〜Ｅの著しい縦割れ
が発生した。したがって、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が本発明
で規定する下限値０．９に満たないパウダを用いた場
合、中炭素鋼を５ｍ／分の高速の鋳造速度で鋳造するの
は、鋳片の品質上困難である事が確認された。

【００８０】（実施例２）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が１．９
を超えて２．８以下、ＣａＦ₂含有率が５〜６０％であ
る本発明例のパウダおよび従来の塩基度の低い比較例の
パウダを用い、表１に示した鋼Ｎｏ．２の中炭素鋼を鋳
造した。

【００８１】表３に示した試験Ｎｏ．１９〜２６は、本
発明例のパウダを用いた本発明例の試験であり、試験Ｎ
ｏ．２７および２８は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ またはＣａ
Ｆ₂含有率が本発明で規定する下限を外れた比較例のパ
ウダを用いた比較例の試験である。

【００８２】

【表３】

【００８３】試験Ｎｏ．１９〜２６のうち、試験Ｎｏ．
１９および２０に用いたパウダは、基本成分系のＣａ
Ｏ、ＳｉＯ₂およびＣａＦ₂にＣを配合したパウダで、
試験Ｎｏ．２１〜２６に用いたパウダは、基本成分系に
Ｎａ₂ＯおよびＣを配合したパウダである。試験Ｎｏ．
２０に用いたパウダは、フッ素化合物としてＣａＦ₂以
外に若干のＮａＦを含有するパウダである。これらの試
験Ｎｏ．１９〜２６に用いたパウダの１３００℃での粘
度は０．３１〜０．４１ｐｏｉｓｅで、凝固点は１１６
３〜１２２４℃である。

【００８４】これらの本発明例のパウダを用いて鋳造し
た鋳片の縦割れの評価は、試験Ｎｏ．２３、２４および
２６を除き、評価Ａで良好であった。試験Ｎｏ．２３お
よび２４に用いたパウダは、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が２．
４〜２．６であるが、ＣａＦ₂含有率が１０〜１２％と
低く、溶融スラグの流入量がやや少ないパウダであった
ため、鋳片の縦割れ評価は、いずれも評価Ｂであった。

【００８５】試験Ｎｏ．２２に用いたパウダも、ＣａＦ
₂含有率が７％と低いが、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が２．７
と高く、結晶の析出量が多いため、鋳片の縦割れ評価
は、評価Ａで良好であった。

【００８６】また、試験Ｎｏ．２６に用いたパウダは、
Ｃ含有率が０．５％と低く、溶融スラグ層の厚みが過度
に大きくなり、溶融スラグの流入量が不均一になったた
め、鋳片の縦割れ評価は、評価Ｂであった。

【００８７】試験Ｎｏ．２７の比較例に用いた比較例の
パウダは、本発明例のパウダと同じく、基本成分系のＣ
ａＯ、ＳｉＯ₂およびＣａＦ₂にＮａ₂ＯおよびＣを配
合したものである。しかし、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．
８で、本発明で規定する下限を外れている。

【００８８】この比較例のパウダを用いて鋳造した鋳片
には、縦割れ評価Ｅの著しい縦割れが発生した。したが
って、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が本発明で規定する下限値
０．９に満たないパウダを用いる場合、中炭素鋼を５ｍ
／分の高速の鋳造速度で鋳造するのは、鋳片の品質上困
難である事が確認された。

【００８９】試験Ｎｏ．２８の比較例に用いた比較例の
パウダは、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が２．５であるにもかか
わらず、ＣａＦ₂含有率が２．３％で本発明で規定する
下限を外れている。このため、パウダの凝固点が１４５
０℃と高くなり、鋳造が困難となるため、中炭素鋼の鋳
造試験に用いることができなかった。

【００９０】（実施例３）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９
〜１．９、ＣａＦ₂含有率が１５〜６０％である本発明
例のパウダおよび従来の塩基度の低い比較例のパウダを
用い、表１に示した鋼Ｎｏ．３の低炭素鋼を鋳造した。

【００９１】表４に示した試験Ｎｏ．２９および３０
は、本発明例のパウダを用いた本発明例の試験であり、
試験Ｎｏ．３１および３２は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が本
発明で規定する下限を外れた比較例のパウダを用いた比
較例の試験である。

【００９２】

【表４】

【００９３】試験Ｎｏ．２９および３０に用いたパウダ
は、基本成分系のＣａＯ、ＳｉＯ₂およびＣａＦ₂にＣ
のみ、またはＮａ₂ＯおよびＣを配合したパウダであ
る。これらのパウダは、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．４〜
１．５、ＣａＦ₂含有率が４５〜５０％、１３００℃で
の粘度が０．４０〜０．４２ｐｏｉｓｅ、凝固点が１１
９６〜１２１９℃である。

【００９４】これらの本発明例のパウダを用いて鋳造し
た鋳片の縦割れの評価は、すべて評価Ａで良好であっ
た。

【００９５】試験Ｎｏ．３３および３４の比較例に用い
た比較例のパウダは、本発明例のパウダと同じくＣａ
Ｏ、ＳｉＯ₂およびＣａＦ₂を基本成分系とし、Ｎａ₂
ＯおよびＣを配合したものである。しかし、ＣａＯ’／
ＳｉＯ₂が０．８で本発明で規定する下限を外れてい
る。

【００９６】これらの比較例の塩基度の低いパウダを用
いて鋳造した鋳片の縦割れの評価は、ともに評価Ｂであ
った。縦割れが少ししか発生しなかったのは、低炭素鋼
は、もともと鋳片表面の縦割れの発生が少ないことに起
因する。ただし、この比較例のパウダを用いて鋳造した
鋳片の縦割れ評価Ｂは、本発明例のパウダを用いて鋳造
した鋳片の縦割れの評価Ａよりは悪かった。したがっ
て、低炭素鋼を６ｍ／分の高速の鋳造速度で鋳造する場
合、本発明例の塩基度の高いパウダを用いたほうが良い
事が確認された。

【００９７】（実施例４）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が０．９
〜１．９、ＣａＦ₂含有率が１５〜６０％である本発明
例のパウダおよび従来の塩基度の低い比較例のパウダを
用い、表１に示す鋼Ｎｏ．４の低炭高Ｍｎ鋼を鋳造し
た。

【００９８】表５に示した試験Ｎｏ．３３および３４
は、本発明例のパウダを用いた本発明例の試験であり、
試験Ｎｏ．３５および３６は、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が本
発明で規定する下限を外れた比較例のパウダを用いた比
較例の試験である。

【００９９】

【表５】

【０１００】試験Ｎｏ．３３および３４に用いた本発明
例のパウダは、基本成分系のＣａＯ、ＳｉＯ₂およびＣ
ａＦ₂にＣのみ、またはＮａ₂ＯおよびＣを配合したパ
ウダである。これらのパウダは、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が
１．４、ＣａＦ₂含有率が４８〜５４％、１３００℃で
の粘度が０．３８〜０．４１ｐｏｉｓｅ、凝固点が１１
６８〜１２０９℃である。

【０１０１】これらの本発明のパウダを用いて鋳造した
鋳片の縦割れの評価は、すべて評価Ａで良好であった。

【０１０２】試験Ｎｏ．３５および３６の比較例に用い
た比較例のパウダは、本発明例のパウダと同じくＣａ
Ｏ、ＳｉＯ₂およびＣａＦ₂の基本成分系にＮａ₂Ｏお
よびＣを配合したものである。しかし、ＣａＯ’／Ｓｉ
Ｏ₂が０．７で本発明で規定する下限を外れている。

【０１０３】これら比較例のパウダを用いて鋳造した鋳
片の縦割れの評価は、評価Ｂおよび評価Ｃであった。し
たがって、ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が本発明で規定する下限
値０．９に満たないパウダを用いた場合、低炭高ｎ鋼を
５ｍ／分の高速の鋳造速度で鋳造するのは、鋳片の品質
上困難な場合がある事が確認された。

【０１０４】

【発明の効果】本発明の方法の連続鋳造用モールドパウ
ダを用いることにより、薄スラブ連続鋳造法に代表され
るような高速の鋳造速度で、また、中炭素鋼のような鋳
片表面に縦割れが発生しやすい鋼を連続鋳造することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモールドパウダの化学組成の範囲を説
明するためのＣａＯ’−ＳｉＯ₂ −ＣａＦ₂ ３元系の組
成図である。

【図２】本発明のモールドパウダの溶融状態からの結晶
の析出量指数とＣａＯ’／ＳｉＯ₂ との関係を示した図
である。

【図３】本発明のモールドパウダの溶融状態からの結晶
の析出量指数とＣａＦ₂含有率との関係を示した図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊倉誠治茨城県鹿嶋市大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣａＯ、ＳｉＯ₂およびフッ素化合物を基
本成分とし、下記（Ｘ）式で表されるＣａＯ’の重量％
と、ＳｉＯ₂の重量％との比ＣａＯ’／ＳｉＯ₂ が、
０．９〜２．８であり、下記（Ｙ）式で表されるＣａＦ
₂ 含有率が、下記条件（Ａ）または条件（Ｂ）のいずれ
かを満足し、さらにＮａ₂Ｏを０〜２５重量％、Ｃを０
〜１０重量％含有することを特徴とする鋼の連続鋳造用
モールドパウダ。（Ａ）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９以上、１．９以下の
ときＣａＦ₂含有率が１５〜６０重量％（Ｂ）ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が１．９を超えて２．８以下
のときＣａＦ₂含有率が５〜６０重量％ここで、ＣａＯ’＝Ｔ．ＣａＯ−Ｆ ×（５６／３８）・・・（Ｘ）ＣａＦ₂＝Ｆ×（７８／３８）・・・（Ｙ）Ｔ．ＣａＯ：パウダ中の全Ｃａ含有率のＣａＯ換算量
（重量％）Ｆ：パウダ中の全Ｆ含有率（重量％）
【請求項２】ＣａＯ’／ＳｉＯ₂が０．９以上、１．９
以下のとき、ＣａＦ₂含有率が２０〜６０重量％である
ことを特徴とする請求項１に記載の鋼の連続鋳造用モー
ルドパウダ。
【請求項３】１３００℃における粘度が１．５ｐｏｉｓ
ｅ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダ。
【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３に記載
のモールドパウダを用いることを特徴とする鋼の連続鋳
造方法。