JPS5827979B2 - 鋼の連続鋳造用顆粒型パウダ−の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼の連続鋳造において、鋳型内に添加される顆
粒型パウダーの製造法に関するものである。

近来、粉状パウダーは使用中の粉塵発生が激しく、作業
環境を著るしく劣化させることから粉塵発生の少ない顆
粒型パウダーが多用される傾向にある。

しかし、従来の顆粒型パウダーは粉状パウダーと比較し
、鋳造中にスラグベア（鋳型内スラグラインにそって生
成する凝固物）が多発し、このスラグベアに起因する障
害が問題となっている。

パウダーは鋳型内溶鋼面上で溶融した後、鋳型鋳片間に
溶融スラグを供給し、鋳型鋳片間を潤渭することにより
、鋳片表面割れ疵を防止する機能を有している。

第１図はスラグベアの発生状況を模式的に示す図である
。

同図において、１はスラグベア、２は凝固スラグ、３は
溶融スラグ、４は未溶融パウダ、５は凝固シェル、６は
溶鋼、７は鋳型、８はノズルである。

スラグベアが発達すると溶融スラグの流入を阻害し、鋳
型鋳片間の溶融パウダーフィルム厚が局所的に不均一と
なり、鋳片に凝固ムラが生じ、鋳片表面に縦割れ等が発
生する。

また、溶鋼面水準の変動によりスラグベアの一部が欠落
し、鋳型鋳片間に巻き込まれ、フレークアウト等が発生
する場合がある。

第２図に顆粒パウダーを使用してスラグを連続鋳造した
際発生するスラグベアの一例の断面図を示す。

同図において、９は未溶融のまま粘結した顆粒型パウダ
ー、２は凝固スラグである。

この図に示すようにスラグベアは未溶融の顆粒の粉体流
動性が低下し、顆粒同志が溶融前に粘結し発達してゆく
と考えられる。

したがってスラグ生成基材の溶融温度以下における顆粒
の粘結を防止する必要がある。

本発明者等は、かかる知見に基すき、前記顆粒型パウダ
ーの凡慮を改善すべく種々検討を行い、スラグベア発生
に起因する諸障害を避け、鋳片表面欠陥を低減する特性
を有する顆粒型パウダーの製造法を見出したものである
。

即ち、その要旨とするところはスラグ生成基材および骨
材を含む造粒原料を、高温度まで軟化しないアルミン酸
アルカリ金属塩の水溶液および常温において粘結力を発
揮する粘結剤の１種又は２種以上な造粒用液として使用
し、造粒することを特徴とする鋼の連続鋳造用顆粒型パ
ウダーの製造法である。

ここでスラグ生成基材とは溶融してスラグを生成する物
質であり、ポルトランドセメント、フライアッシュ′ア
ルカリ金属の炭酸塩および弗化物、アルカリ土類金属の
炭酸塩および弗化物、その他の天然鉱物等を適宜選択混
合したもの、またはそれらの物質を焼結もしくは溶融処
理後粉砕したものである。

また骨材とはコークス、カーボンブラック、人造黒鉛な
どの炭素質物質等である。

さらに常温において粘結力を発揮する粘結剤とは、デン
プン、デキストリン、ＣＭＣ１糖類などの炭水化物およ
び水溶性樹脂等の有機粘結剤およびソーダ水ガラス カ
リ水ガラス等の無機粘結剤である。

以下、本発明の詳細な説明する。

従来の顆粒型パウダーは高温下において顆粒形状を維持
し、空隙を確保して湯面上パウダ一層の断熱保温性を保
障するため、無機粘結剤を使用して造粒するか、或いは
粉塵対策のみを考慮し、イ了☆☆機粘結剤を使用して造
粒されている。

しかし通常は１種類の粘結剤が使用されている。

第３図は無機粘結剤の固形分の軟化温度と、それらの水
溶液を１種類のみ使用し第１表に示す使用量で造粒粘結
剤として用い、第１表に示す条件にて押出し造粒で製造
した顆粒型パウダーを使用し、スラブサイズ２５０ｍｍ
×１．５５０ｍｍのＣ：０１９％、Ｓｉ：０．１４％、
Ｍｎ ： ０．３７％のＡｌ −Ｓｉギルド鋼を彎曲
型連鋳機にて鋳造速度１．５ｍ７分で鋳造を行なった場
合のスラグベア評点との関係を示すが、スラグベア評点
の高いほどスラグベアは発生しない。

ここで軟化温度とはＤＩＮ５１７３０で規定された側法
により測定し、試料−の角が丸１未を帯る況塵である。

第３図より明らかなことく、アルミン酸アルカリ金属塩
水溶液を使用する場合、スラグベアはほとんど発生しな
い。

一方、他の無機粘結剤を使用する場合、スラグベアが多
発する。

これはアルミン酸アルカリ金属塩以外の無機粘結剤が常
温においては粘結力を有するものの軟化温度が低いため
、スラグベアが発生したものと思われる。

さらに第４図にこれら顆粒型パウダーを使用した際の縦
割れ発生状況を示す。

第４図で明らかなごとく、アルミン酸アルカリ金属塩水
溶液を使用する場合縦割れが激減する。

すなわち高温度まで軟化しないアルミン酸アルカリ金属
塩を含む水溶液な造粒用液として使用し造粒すると鋳型
内、鋳型面近傍のような比較的低温部で粘結剤の溶融が
低減され、顆粒同志が粘結せず、障害を伴うスラグベア
の発生が有効に防止され、溶融スラグが均一 に鋳型鋳
片間に流入し、良好な鋳片表面性状を確保することが可
能となる。

しかし、造粒用液としてアルミン酸アルカリ金属塩水溶
液のみを使用する造粒は問題がある。

すなわち、顆粒型パウダーは、原料の配合、湿式混練、
造粒、乾燥、分級の各工程を経て製造されるが、アルミ
ン酸アルカリ金属塩水溶液の粘結力は弱く、アルミン酸
アルカリ金属塩水溶液のみで造粒する場合、造粒後の顆
粒強度が不足し、著るしく歩留りが低下する。

また、成品パウダー輸送中粉化が起り、鋳型に投入する
前に再度分級工程が必要となり、実用上非常に不利とな
る。

これらの問題点を解決すべく、種々検討を行なった結果
、本発明者等はアルミン酸アルカリ金属塩水溶液と常温
において粘結力を発揮する粘結前の１種又は２種以上を
併用し、造粒することにより、常温における顆粒強度を
確保し、安定した造粒を行ない歩留りを向上せしめるこ
とが可能であることを見出した。

第５図はアルミン酸ソーダ、アルミン酸カリ等のアルミ
ン酸アルカリ金属塩水溶液及び常温において粘結力を発
揮する粘結剤の一例としてデンプン、デキストリン、Ｃ
ＭＣ１遮糖、水溶性樹脂等の有機粘結剤、又は同有機粘
結剤の混合物の溶液を鮮用した場合の顆粒型パウダーの
造粒性、粉体特性を示す図である。

なお、造粒は押出造粒で行ない、アルミン酸アルカリ金
属塩水溶液量は造粒原料１ ｋｇ当り固形分に換算して
１．５〜８５グ、また有機粘結剤溶液は造粒原料１ｋｇ
当り固形分に換算して４〜１１０１を鮮用した。

第５図において、有機粘結剤を造粒原料１ｋｇ当り固形
分に換算して９Ｃ１を超えて使用する場合、常温におけ
る顆粒強度は十分であるが、造粒工程において顆粒径が
過度に増加し、安定な造粒が不可能となると同時に歩留
りが低下し、又５１未満であると造粒工程および成品の
顆粒強度が不足し、歩留りの低下、成品の粉化が生じる
。

これと同様な結果が常温において粘結力を発揮する無機
粘結剤についても得られた。

したがって、常温において粘結力を発揮する粘結剤は、
造粒原料１ｋｇ当り固形分に換算して５〜９０１を使用
することが必要である。

一方、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液を造粒原料１．
ｋｇ当り固形分に換算して８０グを超えて使用すると
造粒工程において、顆粒径が過度プ☆に発達する結果、
安定した造粒が不可能となり、３グ未満であると鋳型内
の高温下で顆粒形状が維持できず、湯面における断熱保
温性が劣化する。

したがって、アルミン酸アルカリ金属塩水溶液は、造粒
原料１ ｋｇ当り３〜８Ｍ’を使用することが必要であ
る。

又顆粒型パウダー造粒に際し、造粒用として使用する粘
結剤溶液全量は５０〜２００ｍ１／ｋｇであり、本発明
において使用するアルミン酸アルカリ金属塩水溶液の濃
度（ｗｔ％）は８〜４０％、常温において粘結力を発揮
する粘結剤溶液の濃度（ｗｔ％）は５〜６０％であり、
望ましい条件は２０〜３７％のアルミン酸アルカリ金属
塩水溶液を１４〜５０ｍ１／ｋｇ、１０〜４０％の常温
において粘結力を発揮する粘結剤溶液を８０〜１２０ｍ
１／ｋｇ使用することであり、その添加方法としては、
スラグ生成基剤と骨材混合物に対しアルミン酸アルカリ
金属水溶液及び常温において粘結力を発揮する粘結剤溶
液を分別して添加する方法、あるいは予め両液を配合し
た溶液を添加する方法、何れも使用し得る。

造粒して得られた粒は乾燥、分級して製品パウダーとす
るが乾燥工程を経た粒の残存水分は略０２％以下であり
、使用直前の状態でも水分は３％以下である。

以下、実施例および比較例により、本発明の作用、効果
を具体的に説明する。

第２表は、造粒原料中のスラグ生成基材の化学成分であ
る。

第３表は、造粒原料としてスラグ生成基材および骨材並
びに粘結剤の種類、量を例示したものである。

これらを常法に従い造粒した。

粘結剤の添加は各水溶液を分別して夫々造粒所要水量範
囲で添加した。

造粒による顆粒の粒径は１ ２〜１００ｍｅｓｈ の 範囲におさめた。

第４表は、第３表に示した顆粒型パウダーの造粒性、顆
粒強度およびスラブサイズ２５０ｍｍＸ１９００ｍｍ、
Ｃ：０．２％、Ｓｉ：０．１２％、Ｍｎ：０．３８％の
Ａｌ−８ｉキルド鋼を彎曲型連鋳機により、鋳造速度１
．２ｍ／分で鋳造した場合の鋳造結果を示す。

なお、顆粒強度は顆粒粉化率で表し、ｒ粉化率の小なる
ほど強度は強い。

その測定法は２５關φＸ２５０ｍ１の両端を閉じたパイ
プ中に試料５（ｌと６ｍｍφの鋼球９個を入れ、パイプ
長手方向の中心を軸として３０ＲＰＭで３０分間回転し
たときの１００メツシユ以下の粒子の増加率である。

第３表で／Ｉ６１〜４７および廃１６、篤１７は本発明
の実施例であり、４８〜Ａ１５が比較例である。

／１６１〜／１６７および／Ｉ６．１６、廃１７の本発
明実施例の場合、造粒が安定して作業が容易であり、歩
留りも高（、顆粒強度も十分で粉化も少ない。

さらに得られたパウダーを使用したところ、鋳造結果は
スラグベアの発生がほとんどな（、縦割れ発生も少なく
、またパウダーの断熱保温性も十分でノロかみも少ない
好結果が得られた。

比較例中／１６．８は軟化温度の低いソーダ水ガラスを
使用した場合であるが、スラグベアが発達し、縦割れが
多発した。

／／６９は／１６８と同様に軟化温度の低いカリ水ガラ
スを使用した場合であるが、これもスラグベアが発達し
縦割れが多発した。

／ｌ６１０はアルミン酸アルカリ金属塩の量を本発明範
囲より少なく使用した場合であるが、パウダーの断熱保
温性が劣化し、ノロかみが多発する。

４１１はアルミン酸アルカリ金属塩を本発明の範囲より
過多に使用した場合であるが、造粒が安定してできない
。

／１６１２は有機粘合剤を本発明範囲より少なく使用し
た場合であるが、顆粒強度が不足し、歩留りも低い。

／７６１３は有機結合剤を本発明範囲より過多に使用し
た場合であるが、造粒が安定せず、歩留りモ低イ。

／１６１４ハ／１６１０と同様にアルミン酸アルカリ金
属塩を本発明範囲より少なく使用した場合であるが、！
Ｊ！０粒強度が低く、歩留りも低い。

１６１５は／ｆ６．１２と同様有機結合剤を本発明範囲
より少なく使用した場合であるが、安定造粒ができず、
歩留りも低い。

以−に述べたごとく、本発明は粉塵発生の少ない顆粒型
パウダーの製造に当り、断熱伴流性に優れ、連鋳の障害
となるスラグベアの発生がほとんどなく、鋳片表面欠陥
特に縦割れを低減する特性を有する連続鋳造用顆粒型パ
ウダーの製造法であり産業ヒ極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラグベア発生状況を示す図、紀２図はスラグ
ベア発生を示す図、第３図は無機粘結剤を便用したＪ見
合のスラグベア発生の程咲を示す図、第４図は無機粘結
剤を使用した場合の縦割れ発生状況を示す図、第５図は
６機粘結剤およびアルミン酸アルカリ金属塩の［重用限
界を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スラグ生成基材および骨材を含む造粒原料を、高温
   度まで軟化しないアルミン酸アルカリ金属塩の水溶液お
   よび常温において粘結力を発揮する粘結剤の１種又は２
   種以上を造粒用液として使用し、造粒することを特徴と
   する鋼の連造鋳造用顆粒型パウダーの製造法。