JPS60234751A - 鋼の連続鋳造用フラツクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鋼の連続鋳造において連鋳鋳型内に添加し使用
するフラックスに関するものである。

（従来技術および問題点） 鋼の連続鋳造は省工程、省エネルギーの面から近年急速
に発達した。現在は主として鋳型内にフラックスを添加
して鋳造する、いわゆるパウダーキャスティングが実施
されている。このフラックスは溶鋼の酸化防止、鋳型と
鋳片との間の潤滑材また伝熱媒体として作用する。

このフラックスの性能が不充分であると鋼の酸化による
ピンホ−ルの発生、鋳型と鋳片のスティッキングによる
ブレークアウトの発生、また抜熱不均一による鋳片表面
割れの発生などが生じる。

このため、従来から、これら欠陥の発生を防止する多く
の発明がされている。例えば特公昭４４−５２４号、特
公昭４Ｂ−２５８６５号、特公昭５２−２９６８２５号
などにおいて、溶鋼上に適正量の未溶融フラックス層厚
および適正量の溶融フラックス層厚の確保あるいは浴融
フラックスの適正な流動性を確保することが提案されて
いる。

しかしこれら従来技術には溶融フラックスが鋳型と鋳片
の間に流入した後の良好な潤滑の確保あるいは均一な伝
熱媒体としての性能の確保などに関しての提案は少なく
、現在もなお鋳型と鋳片の間の温情不良によるブレーク
アウトの発生また抜熱不均一による鋳片表面割れの発生
などがある。

そしてこれが連続鋳造の生産性向上の阻害要因になって
おり、連続鋳造から圧延への一貫連続した合理的な鋼の
製造技術やさらに高品質の鋳片を製造するためには、な
おすぐれた連続鋳造用フラックスが必要である。

（発明の目的） 本発明は鋳型と鋳片の間に凝固フラックス層を確実に確
保し、鋳型と鋳片の直接接触によって発生するスティッ
キングを防止し、スティッキングによって生じるブレー
クアウトなどの鋼の連続鋳造操業時の生産の阻害要因を
改善した鋼の連続鋳造用フラックスの提供を目的とする
。

（発明の技術的背景） 鋼の連続鋳造において、鋳型表面温度は２５０℃〜４０
０℃、鋳片表面温度は１．２５０　℃−１，４５０℃で
、鋳型と鋳片との間には大きな温度勾配があり、この間
にあるフラックス層は凝固層と溶融層の２層構造になっ
ていることは従来から推定されている。しかしこの２層
構造を有するフラックス層がどのような挙動を示すかは
まだ明らかにはなっていない。そこで鋳励と鋳片の間の
フラックスの挙動を明らかにするため、トレーサー人り
フラックスを使用して調査した結果、鋳型下端すなわち
鋳片表面温度の低いところでは鋳造開始時形成された凝
固フラックス層が鋳造終了時まで鋳型に固着し残存する
ことが明らかになった。鋳型上部では鋳片表面温度が高
いため凝固フラックス層がないか、牟るいは極薄く、溶
融フラックスの瞬間的流入不良などによって容易に消失
し鋳型内に残存しないと考えられる。

スティッキングによって生じるブレークアウトは鋳型上
部のメニスカスよ、ｊｌ）１５ｃｒｎ以内の鋳型と鋳片
とのスティッキングによって生じる場合が多く、鋳型下
部でのスティッキングによるブレークアウトはほとんど
認められない。このことは鋳型下部においては鋳片表面
温度が低く、鋳型と鋳片の間に凝固フラックス層がある
だめと考えられる。

よって鋳型上部においても、その位置においての鋳片表
面温度に対応する溶融温度を有するフラックスを使用す
れば凝固フラックス層を長期間残存させることができる
可能性がある。

そこでこの点に着目して凝固温度を種々変えたフラック
スを用いて研究・実験をおこなった。その結果従来から
使用されている溶融温度９００℃〜１２００℃のフラッ
クスでは前述したように鋳型上部の特に鋳型と鋳片との
スティッキングが生じやすい場所においては凝固フラッ
クス層が形成されないが、フラックス溶融温度を１，２
５０℃以上にすることによって鋳型上部においても凝固
フラックス層が形成される。すなわちフラックスの溶融
温度を高めることによって溶融したフラックスが鋳型と
鋳片の間に流入した後鋳型上部においても凝固フラック
ス層を形成して、鋳型と鋳片との直接接触を防止し、こ
れによって鋳型と鋳片との焼付で生じるスティッキング
ブレークアウトの発生を防止するものである。

このように鋳型上部に凝固フラックス層を形成させるた
めにはフラックスの溶融温度を高めることが有効である
。しかし単に溶融温度を高めると先願によるような流入
に必要な適正溶融フラックス量を確保することができず
鋳片表面割れの発生などを生じ好ましくない。この点を
改善すべく検討の結果、溶融温度は９００℃〜１，２０
０℃と低いフラックスでも溶融径強制的に成分変化をさ
せ凝固後の再溶融温度を１，２５０℃以上に高める手段
を見出した。そしてこの手段を用いて鋳型と鋳片との間
に凝固フラックス層を確保すれば何らかの理由により、
例えば溶融フラックス量の不足で、フラックスの流入が
一時的にとぎれたときでも鋳型と鋳片が直接接触するこ
とがないためスティッキングによるブレークの防止につ
ながるものと考えられる。

°８″′°”５゛１゜ 本発明の要旨とするところはスラグ生成基材として粒径
０．０１＋ｕ以上、１闘以下の溶融マグネジ　ゝア、溶
融アルミナ、溶融フォルステライト、溶融ムライト、溶
融スピネル、溶融ジルコニア、溶融ジルコン、溶融硅灰
石、溶融シリカの内１種または２種以上をｓｗｔ％以上
、３５　ｉｔ％　以下含有することを特徴とする連鋳用
フラックスである。

以下に本発明の詳細な説明する。

スラグ生成基材として使用する溶融マグネシア、溶融ア
ルミナ、溶融フォルステライト、溶融ムライト、溶融ス
ピネル、溶融ジルコニア、溶融ジルコン、溶融硅灰石、
溶融シリカとは一般に耐火物の分野で使用されていると
ころの、一度電気炉などで溶融しその耐火性を高め反応
性を低下せしめたものである。以下に溶融型酸化物と記
す。例えばマグネシアはその製造過程の焼成条件によっ
て特性が異なり、焼成温度が高くなるほど緻密になり、
他の酸化物などとの反応性が小さくなって耐火性などが
大きくなる。特に一度溶融したマグネシアすなわち溶融
マグネシアは焼成マグネシアより他の酸化物との反応性
が著るしく小さくなる。

アルミナもまたダイアスポア（α−ＡＥ２０３・Ｈ２Ｃ
）、ベーマイト（γ−ＡＰ、２０３・Ｈ２Ｃ）、　ある
いはこれらの混合物であるボーキサイトなどを焼成して
作られるが、電気炉で溶解した電融アルミナはこれら焼
成アルミナに比較し、著しく他の酸化物との反応性が低
下する。その他酸化物についても一度溶融することによ
ってその反応性は著しく低下する。

本発明はこのように溶融することによって他の酸化物と
の反応性が著しく小さくなる特性を積極的に利用するこ
とを目的としだものである。

又９００℃〜１２００℃の溶融温度で溶融後適正な粘性
を有するフラックスに前記したような溶融型酸化物の１
種または２種以上を加える。この溶融型酸化物を加えて
も反応性が小さいだめ溶融温度には大きな影響をおよぼ
さず適正な溶融速度を確保できる。溶融の際、溶融型酸
化物は徐々にすでに溶融したフラックスと反応し溶は込
んでいき、その溶融フラックスは鋳型と鋳片との間に流
入し、そのとき溶融フラックス中に溶は込んだ溶融酸化
物は凝固温度すなわち再溶融温度を高める作用を発揮す
る。

溶融型酸化物の粒径を０．０１　ｍ、以上、１間以下と
したのは次の理由による。Ｏ，Ｏｌｍａより小さい粒径
では溶融型酸化物でも他の酸化物との反応が速く適正な
溶融速度を確保することが困難であるからである。溶融
型酸化物が１關より大きい場合には溶融フラックス中に
容易に溶は込まず溶融フラックスの鋳型と鋳片との間へ
の流入を阻害する原因とカリ好ましくない。また溶融型
酸化物の添加量を３ｖｒｔ、４以上、３５ｗｔ、％以下
としたのは３　ｗｔチより少なくてはその効果が認めら
れず、３５ｗｔチを越えるとその影響が大きくなりすぎ
適正な溶融速度の確保が困難になるとともに、鋳型と鋳
片との間への溶融フラックスの流入が不均一になって好
ましくないからである。

このように本発明においては溶融型酸化物についての限
定を設けているが、その他のスラグ生成基材、溶融速度
調整材あるいはフラックスの形態。

について特に限定をするものではない。その他のスラグ
生成基材としては石灰石、硅灰石、砕砂、セメント、ソ
ーダ灰、螢石、弗化ソーダ、アルミナ、マグネシア、酸
化バリウムなどを適正な組成になるよう組合せ使用する
。溶融速度調整材としては通常カーボン微粉末を０５〜
６　ｗｔ％　添加する。

フラックスの形能は原材料を混合しただけのもの、ある
いはこれに造粒剤を加え造粒したものなどを採用するこ
とが可能である。さらにまたこのフラックスの使用方法
であるが鋳造の全期間を通して使用してもよいが、鋳造
開始初期のみいわゆるフロントフラックスとして使用し
ても充分この効果を発揮するので取り扱いやすさの面か
ら好ましい。これは鋳型と鋳片の間に一担強固な凝固フ
ラックス層が形成されるとその後溶融温度が９００℃〜
１２００℃の通常の２ラツクスを使用して鋳造を行なっ
ても凝固フラックス層は容易に剥離しないためである。

このことは鋳造終了時の鋳片引抜後の鋳型壁に付着残存
している凝固フランクスフ１ルムを調査することで確認
した。

（実施例） 以下実施例により本発明の効果をさらに具体的に示す。

供試フラックスは次のように製造した。

スラグ生成基材原料には石灰石、砕砂、ソーダ灰、螢石
、アルミナを使用し、その組成が５ｉ０２３５ｗｔ係、
０．０３６　Ｗｔチ、Ｍ２Ｏ３６ｗｔ係、Ｎａ２Ｏ９ｗ
ｔ係、Ｆ９ｗｔ％になるように調整した。そしてこの混
合物を溶解し、冷却後平均粒径１００μに粉砕し、それ
に各種溶融型酸化物と溶融速度調整剤としてカーボンの
微粉を３　ｗｔ％になるように添加し造粒・乾燥して製
造したものである。

第１表に実施例を示す。溶融型酸イし物の添加量は上記
スラグ生成原料とカーボン微粉末そして溶融型酸化物の
和に対して夫々のｗｔ％　を添加した。

溶融温度はフラックスを５藺立方に成型し、これをｌＯ
℃／ｍｉｎ　で加熱し、溶融して試料高さがｌ／２、す
なわち２５闘の高さになったときの温度を溶融温度とし
た。なお使用後のフラックスの溶融温度ｌ″ｉ鋳造終了
時に鋳片抜取シ直後の鋳型壁に付着した凝固フラックス
をサンプリングして画定した。そしてこの結果と鋳造結
果とを対比させ本発明の効果を確認した。

鋳造状況は低炭アルミキルド鋼スラブを鋳片引抜速度１
２〜１．５ｍ／ｍｉｎ　で鋳造して測定した。

溶融状況はスラグベアの発生が小さく、鋳型内溶融フラ
ックスプールの厚さが５ｖＲ以上あるもの、を良好とし
○印で示し、その他は不良としＸ印で示した。流入状況
は鋳型の長辺１／４部、上端から２０　Ｑ　ｍａ、鋳型
表面から１０勲の所に熱電対を埋込み２秒間隔で鋳型温
度を測定し、１分間での最高温度と最低温度の温度差が
１２℃以内のものを流入状況良好として○印、１２℃よ
り大きい場合を不良としてＸ印で示した。まだブレーク
アウトはその発生頻度が月間数回以下と非常に少ないた
め、ブレークアウト警報の有無で判定し、警報発生あシ
は不良としてｘ印、警報発生なしは良好とし○印で示し
た。なおプレークアウ）を報システムは鋳型の温度分布
パターンの変化を測定する方法である。

第１表のＮＩＬ　１〜５は比較例を、Ｎα６〜１ｏは本
発明実施例を示す。Ｎｆｉｌは溶融型酸化物の添加なし
、随２は溶融型酸化物として溶融マグネシアを２　ｗｔ
％添加したものである。鋳造の結果溶融状況および流入
状況は良好であったがブレークアウト警凝の発生が認め
られた。これは使用後のフラックスの溶融温度が１０４
０℃、１０５０℃と低いことが示しているように鋳型と
鋳片の間に凝固フラックス層が形成されなかっただめと
考えられる。

Ｎ［１３は溶融マグネシアを３８　ｗｔ％　加えたもの
であるが、溶融状況、流入状況とも不良でブレークアウ
ト警報の発生も認められた。これは溶融型酸化物が過剰
のため溶融不良をおこしたためと考えられる。Ｎｎ４お
よびＮ［Ｌ　５は溶融マグネシアの粒度を変えたものを
１５ｗｔ％　加えたものであるが、Ｎα４は溶融マグネ
シアの粒が小さく、これが早く溶けすぎて溶融温度を高
めたため溶融状況が不良になったものと考えられる。ま
たＮｌ　５は溶融マグネシアの粒度が大きく充分な溶融
が行なわれず流入不良が発生しブレークアウト警報も発
生したものと考えられる。

Ｎα６は溶融マグネシアを、Ｎα７は溶融シリカをＮｕ
　Ｂは溶融ジルコンと溶融ジルコニアを２：１の比で、
Ｎα９は溶融フォルステライトと溶融硅灰石をｌ：１の
比で、階１０は溶融ムライトをそれぞれ溶融型酸化物と
して添加したものであるが、いずれの場合も溶融状況、
流入状況とも良好でブレークアウト警報の発生も認めら
れなかった。これは使用後のフラックスの溶融温度をみ
てみると１゜２７０℃〜１４１０℃といずれの場合も使
用前浴融温度より高くなっており鋳型と鋳片との間に良
好な凝固フラックス層が形成されただめである。

（発明の効果） 第１表に示したように本発明による鋼の連続鋳造用フラ
ックスはブレークアウト発生防止に大きな効果があり、
鋼の安定した連続鋳造の操業を可能にし、その経済的効
果は非常に大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スラグ生成基材として、粒径０．０１Ｖ１１以上、ｌ藺
   以下の溶融マグネシア、溶融アルミナ、溶融フォルステ
   ライト、溶融ムライト、溶融スピネル、溶融ジルコニア
   、溶融ジルコン、溶融硅灰石、溶融シリカの内１種また
   は２種以上を３　ｗｔ％以上、３５ｗｔ％以下含有する
   ことを特徴とする鋼の連続鋳造用フラックス。