JPS595058B2 - 鋼の連続鋳造用顆粒型パウダ− - 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、鋳型内に添加する顆粒
型パウダー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）が多発する。

パウダーは鋳型内情鋼面上で溶融した後、鋳型鋳片間に
溶融スラグを供給し、鋳型鋳片間を潤滑することにより
、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は未溶融パウダー、５は凝固シェル、６は溶
鋼、７／ｌｉ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ブ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ブを連続鋳造した
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
ーの欠点を改善すべく種々検討を行なった。

その結果スラグ生成基材の溶融温度以下において顆粒が
粘結するのは、顆粒化するための結合剤として低融点結
合剤が用いられているのがその原因であることが判明し
た。

そこで、スラグ生成基材の溶融温度以下での顆粒同志の
粘結防止のための高融点結合剤としてアルミン酸アルカ
リ金属塩を含有し、更に顆粒の強度低下による微粉の発
生を防止するため有機粘結剤を併せて含有せしめ、また
、鋳型投入時に顆粒型パウダーが具備すべき特性として
空隙率と粒度分布を適正範囲とすることによってスラグ
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を見出したものである
。

即ち本発明は、スラグ発生基材、骨材よりなる造粒原料
及び結合剤として造粒原料１ｋｇ当りアルミン酸アルカ
リ金属塩を３ｇ〜８０ｇと、有機粘結剤を５ｇ〜９［９
を含有し、空隙率が０．４〜０．８５、顆粒粒度が１０
０〜２０００μである鋼の連続鋳造用顆粒型パウダーで
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撰択混
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り、ロジンラムラー分布平均粒
径４０〜４００μのものを使用し、その化学成分例を第
１表に示す。

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り、平均粒度２０ｍμ〜１５０μ
のものを使用する。

さらに有機結合剤とは、デンプン、デキストリン、ＣＭ
（、糖類などの炭水化物および水溶性樹脂等である。

なお、空隙率とは単位体積当りに充填された顆粒型パウ
ダーの顆粒内空隙体積と顆粒間空隙体積の和を単位体積
で除した値であり、Ｊ Ｉｓ Ｋ６７２１で測定される
嵩密度ρａおよび造粒原料の真密度ρより次式により求
められる。

空隙率−１−（ρａ÷δ） 以下、本発明の詳細な説明する。

一般に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、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されている。

第３図は第２表に示す条件にて押出し造粒で襲１造した
顆粒型パウダーを使用し、スラブサイズ２５０ｍｍＸ１
５５０ｍｍ、Ｃ：０．１９％、Ｓｉ：０．１４％Ｍｎ：
０．３７％のＡｌ−８ｉキルド鋼を湾曲型連鋳機にて鋳
造速度１．５ｍ／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。

ここで第２表の軟化温度とはＤＩＮ５１７３０で規定さ
れた測定法により測定し、試料の角が丸味を帯る温度で
ある。

第３図より明らかなごとく、結合剤としてアルミン酸ア
ルカリ金属塩を含有する場合、スラグベアはほとんど発
生しない。

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結合
剤として含有する場合、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
塩を含有すると、鋳型内、鋳型面近傍のような比較的低
温部で結合剤の溶融がなく、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、アルミン酸アルカリ金属塩のみを結合剤とする
顆粒型パウダーは問題がある。

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の粘結力は弱く、顆粒強度が不足し
、成品パウダーの輸送等により粉化が起り、更に使用に
当り鋳型に投入する前に、再度、分級工程が必要となり
、実用上に非常に不利となる。

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と、有機粘
結剤を併用含有せしめることにより、常温における顆粒
強度を確保し、安定した鋳造効果を得ることが可能であ
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、デンプン、デキストリン、ＣＭＣ
，蔗糖、水溶性樹脂等の有機粘結剤を併用した場合の顆
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
属塩量は造粒原料１ｋｇ当り１．５ｇ〜８５ｇ、また有
機粘結剤は、造粒原料１ｋｇ当り４ｇ〜１１０ｙを含有
する。

第５図において有機粘結剤を造粒原料１にｇ当り９０ｇ
を超えて含有すると、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、所定
の粒度分布のものとすることが困難となり、又５Ｉ未満
であると、造粒工程および成品の顆粒強度が不足し、成
品の粉化が生じる。

したがって、有機粘結剤は造粒原料１ｋｇ当り、５ｇ〜
９０ｇを含有せしめることが必要である。

一方アルミン酸アルカリ金属塩を造粒原料１ｋｇ当り、
８０ｇを超えて含有せしめると、造粒工程において顆粒
径が過度に発達する結果、安定した所要の粒度分布とす
ることが困難であり、３ｇ未満であると使用に描り鋳型
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は、造粒原料１
ｋｇ当り３ｇ〜８０ｇを含有することが必要である− また、空隙率が０．４未満であると、顆粒内空隙が不足
し、保温性が不足し、ノロカミなどの欠陥が発生する。

一方空隙率が０．８５を超すと、顆粒のしまりが不足し
、顆粒強度が低下し粉化を生じ、また連鋳に使用すると
、パウダーの溶融速度が過小となり、鋳型鋳片間に供給
される溶融スラグが不足し縦割れなどの表面欠陥が発生
する。

したがって空隙率は０．４〜０．８５であることが必要
である。

さらに顆粒粒度が１０゛０μを切ると、顆粒のメリット
の一つである粉塵防止機能が発揮されず、使用時に粉塵
が発生する。

顆粒粒度が２０００μを超すように造粒するき、押出造
粒の場合、押出圧力を高くせねばならず、また転動造粒
では造粒時間が長くなり、粒がよくしまるようになる。

したがって顆粒内の造粒原料粒子同志がよく接触するよ
うになり、その結果類粒内空隙が減少し、溶融速度が過
度に速くなり、保温性が劣化する。

したがって顆粒粒度は１００μ〜２０００μであること
が必要である。

以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

第３表に示す成分のスラグ生成基材を用い、造粒原料と
して第４表に示す原料を用い、造粒を行なった。

第５表は使用した粘結剤を示す。

第５表中Ａ４゜５．６，９，１０，１１，１４，１５．
１６は押出し造粒法、４７，８，１２．１３は転勤造粒
法を用いて造粒を行なった。

第６表は造粒性、第７表は鋳造結果（スラブサイズ２５
０龍Ｘ１９００ｍ１中炭Ａｌ−８ｉキルド鋼、鋳造速度
１．５ｍ／分、彎曲型マシーン使用）を示す。

第５表乃至第７表中／１６４〜８は本発明の実施例及び
使用結果例であり、／１６９〜１６は比較例である。

本発明の場合いずれも安定した造粒が可能であり、歩留
りも高く、粒強度も高く粉化の問題もない。

さらに鋳造結果もスラグベアがほとんど生成せず、スラ
グベアに起因する縦割れは発生せず、保温性も確保され
ており、ノロカミも軽微である。

／１６９は無機結合剤として水ガラスを使用した例であ
るが、スラグベアが発生し、それに起因する縦割れが多
発する。

／１６．１０は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、保温性に劣り、ノロ
カミが多発する。

Ａ６１１はアルミン酸アルカリ金属塩を本発明範囲より
過多に使用した場合であるが、造粒が安定せず歩留りも
低い。

、４６１２は有機粘結剤を本発明範囲より過少に使用し
た場合であるが、顆粒強度が弱く粉化が激しい。

腐１３は有機粘結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してできず、歩留りも低い。

Ａ１４は、空隙率が本発明範囲より過少な場合であるが
、ノロカミが多発する。

４１５は空隙率が過大な場合であるが、溶融スラグ不足
による縦割れが発生する。

４１６は顆粒粒度が本発明の範囲より過大な場合である
が、ノロカミが多発する。

以上述べたごとく、本発明の顆粒型パウダーは粉塵の発
生が少なく、その断熱、保温性も良好であり、顆粒型パ
ウダーの欠点であるスラグベア発生を有効に防止し、使
用結果、鋳片表面欠陥、特に縦割れを低減する特性を有
する優れた特性をもつ顆粒型パウダーであり産業上極め
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、第２図はスラグ
ベア断面を示す図、第３図は無機結合剤を使用した場合
のスラグベア発生の程度を示す図、第４図は無機結合剤
を使用した場合の縦割れ発生状況を示す図、第５図は有
機粘結剤およびアルミン酸アルカリ金属塩の使用限界を
示す図である。 １・・・・・・スラグベア、２・・・・・・凝固スラグ
、３・・・・・・溶融スラグ、４・・・・・・未溶融パ
ウダー、５・・・・・・凝固シェル、６・・・・・・溶
鋼、７・・・・・・鋳型、８・・・・・・ノズノペ９・
・・・・・溶融のまま粘結した顆粒パウダー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スラグ生成基材、骨材よりなる造粒原料及び結合剤
   として造粒原料１ｋｇ当りアルミン酸アルカリ金属塩を
   ３ｇ〜８０ｇと、造粒原料１ｋｇ当り有機粘結剤を５ｇ
   〜９（ｌを含有し、空隙率０．４〜０．８５、顆粒粒度
   １００〜２０００μである鋼の連続鋳造用顆粒型パウダ
   ー。