JPS61195744A - 鋼の連続鋳造法 - 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 本発明は製鉄における連続鋳造法に関するものである。

従来の技術 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、銅製鋳型を使用し、鋳型
内の溶鋼上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。この鋳型内で
溶鋼を凝固させ引き抜く工程において、溶鋼の酸化防止
、溶鋼から鋳型への均一な熱伝達および凝固した鋼（鋳
片）と鋳型との間での良好な潤滑の確保が必要である。

これらが不十分であると、鋼の酸化によるピンホール、
ノロカミ、不拘−Ｓ固による鋳片表面割れ、また鋳片と
鋳型とのスティッキングによるブレークアウトなどが発
生する。

このため従来から、これらの欠陥発生を防止する多くの
発明がなされている。例えば特公昭４４−５２４号、特
公昭４８−２５８ｆ１１５号、特公昭５２−２８８８２
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。

あるいは溶融フラックスの適正な流動性の確保などが提
案されている。

さらに鋳型についてもたんに銅を用いるだけでなく、特
開昭５４−１２３８号、特開昭５４−５８２５号などに
おいて、銅鋳型の内側表面に耐摩もう材料、低熱伝導材
料などを取りつけ、鋳型の摩もう防止。

緩冷却均一抜熱の確保などを目的とする提案がされてい
る。

しかしこれらの提案には鋳片と鋳型との間の均一な伝熱
性能の確保とともに良好な潤滑性能の確保に関しての提
案は少なく、現在もなお鋳片と鋳型との間の抜熱不均一
による鋳片表面割れ、また潤滑不良によるブレークアウ
トの発生などがある。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と一貫
連続した合理的な鋼の製造技術や、さらに高品質の鋳片
を製造するにはなおすぐれた連続鋳造法が必要である。

発明が解決しようとする問題点 本発明は鋼の連続鋳造において、鋳片と鋳型との間に均
一な熱伝達と良好な潤滑を有するフラツクス層を形成さ
せ、均一な伝熱と、良好な潤滑を確保する鋼の連続鋳造
法の提供を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の要旨とするところは、鋼の連続鋳造において、
鋳型の内側表面にあらかじめ溶融温度が７００℃以上、
１４００℃以下のフラックスを膜状に固着せしめた鋳型
を用いることを特徴とする鋼の連続鋳造法にある。

鋼の連続鋳造における鋳片表面割れ発生原因について研
究の結果、鋳片と鋳型との間に流入したフラックス中に
気泡が不均一に形成されると、この部分は伝熱抵抗が大
きくなり鋼の凝固が遅れる。鋼の凝固遅れが局所的に生
じると鋳片表面割れ発生の原因になることが判明した。

このため鋳片と鋳型との間に流入したフラックス中の気
泡の不均一な形成を防止することが非常に重要である。

鋳片と鋳型との間に流入したフラー７クスは、鋳片表面
温度１１００〜１５１０℃、鋳型内側表面温度２５０〜
５００°Ｃに起因する温度勾配によって、鋳片側では溶
融状態でも、鋳型側では凝固し固体状態になる。この凝
固するときに溶融状態で含有していたガスを放出しきれ
ない場合、これが気泡を形成する。

一方フラックスにトレーサーを使用しての研究で、この
鋳型側では凝固したフラツクス層は鋳型に固着し、ｐＩ
造中長期間安定して存在することが明らかになった。こ
のため気泡がないか、あるいは気泡が少なく均一に分布
している固着フラックス層を鋳造開始時あらかじめ確保
しておくことにより、均一な熱伝達が可能となる。また
固着フラックス層が存在すれば湯面変動などにより鋳片
と鋳型との間へフラックスの流入が一時的に途切れたと
きでも、この固着フラックス層が溶融し潤滑層を形成し
鋳片とのスティッキングを防止できるとの知見を得て本
発明をなしえたるのである。

以下に本発明の詳細な説明する。

鋳型の内側表面にあらかじめ膜状に固着せしめるフラッ
クスとは５ｉ０２．　ＣａＯ、Ｍ、２０３　、　ＭｇＯ
１日ａＯ１ＴｉＯ２、８２０３、ＦｅＯ、Ｍｎ０１　Ｎ
ａｎｏ、　ＮａＦ　　、ＣａＦ２などの金属酸化物、金
属フッ化物を主成分とする。そして原材料をたんに混合
したままで、あるいは焼結または溶解したものを使用す
る。−ｔ−して原材料を混合したあと溶解して使用する
場合には石灰石、ソーダ灰などの炭酸塩の使用も可能で
ある。さらに鋳型との固着力を高める目的でＮｉあるい
はＣｕなどの金属粉、またけい酸ソーダ水溶液なとの粘
結剤を適量加えることも可能である。

その組成は溶融温度７００°Ｃ以上、　１４００℃以下
の範囲とする。

フラックスの溶融温度を７００℃以上、　１４００℃以
下の範囲とした理由を以下に述べる。前述したように通
常鋳型と鋳片との間に温度勾配がある。このため鋳型側
では通常フラックスは凝固する。この凝固した固着スラ
ックス層の厚さは鋳造条件による熱の収支で適正厚みに
制御される。すなわち鋳造速度が速く多くの熱がフラッ
クス層に供給されると、フラックスは溶けて薄くなり、
鋳型への伝熱が多くなり溶鋼の凝固を促進する。一方鋳
造速度が遅いと鋳片からの熱は減少し、固着フラックス
層は厚くなり溶鋼の凝固を遅らせる方向に作用する。

したがってフラックスの溶融温度が１４００℃を超える
と、固着フラックス層厚が過剰の場合にも固着フラック
スが溶融しにくく溶鋼の凝固遅れが生じ、鋳片表面品質
の低下、ブレークアウト発生の原因となる。さらに溶融
フラックスの流入が湯面変動などのため一時的にとぎれ
たとき、固着フラックスの溶融がスムーズにおこなわれ
ず、固着フラックスと鋳片との直接接触が生じ、ブレー
クアウト発生の原因となる。

フラックスの溶融温度が７００℃未満の場合は、鋳片か
らの多量の熱によって固着フラックスは容易に溶融し、
十分な厚みが確保できない。固着フラックス層が薄いと
、鋳片の緩冷却がおこなわれず不均一凝固による鋳片表
面割れの原因となる。

また湯面変動などにより溶融フラックスの流入不良が生
じたとき、固着フラックス層は容易に溶融流失し鋳片と
鋳型との直接接触によるブレークアウトの原因となる。

溶融温度７００℃以上、１４００℃以下の範囲とするフ
ラックスの組成例は次のようなものである。前述したよ
うにフラックスの組成は金属酸化物、金属フッ化物を主
成分とする。そして酸性成分としてＳ　ｉ　０２、Ｍ２
Ｏ３、８２０３の１種または２種以上の合計を２７〜７
０ｗｔ％、塩基性成分としてＣａＯ、ＭｇＯ１ＢａＯ、
Ｎａ２Ｏの１種または２種以上の合計を２５〜６０ｗｔ
ｏ！ｃ、　　ＣａＦ２　、　ＮａＦなどをＦ成分量テ０
．０２〜＋８ｖｔ％、その他Ｎ型とのぬれをよくする目
的でＴｉＯ２゜ＭｎＯ、ＦｅＯなとの合計を０．１−２
０ｗｔ％、さらにこれの成分原材料に含まれる不純物な
ど０．５〜５％でつくられる。

固着フラックス層を鋳型内側表面に膜状に形成する方法
として、無機バインダーを併用しての塗布、焼きつけ、
フラックスを膜状にしてのはり付け、埋め込みあるいは
フラックスを溶融しての流し込み、溶射、）ＩＩＰ　（
熱間静水圧）法などがある。

固着フラックス層厚は前述したように鋳造条件によって
制御されるため厳密に規定する必要はないが、取りつけ
の容易さ、また通常の鋳造条件での固着フラックス層厚
を考慮すると４■を超える厚さは好ましくない。かつ鋳
型下端はど厚くすることも好ましい。

さらにこの固着フラックス層の構造としては、従来の鋳
造での溶鋼表面から溶融流入して、凝固したフラックス
には気泡が不均一に存在し、これを改良することを目的
とするものであるから、気泡がないかあるいは気泡が均
一に分布し、熱伝達が均一におこなわれるものでなけれ
ばならない。

またこの固着フラー、クス層は湯面変動などにより溶融
フラックスの流入がとぎれたときも、潤滑作用をさせる
ものである。このためには高融点物質の偏在などがなく
、流入不良が生じたとき、容易に均一に溶融するもので
なければならない。

固着フラックス層は鋳型の鋳片との接触の可能性のある
ところに存在させる。効果がもっともあるのは溶鋼表面
（メニスカス部）から２００ｍｍ下までの凝固の十分進
行していない範囲である。これより下の鋳片の凝固が十
分進行した所では、凝固収縮などが生じ効果は小さい、
取りつけの費用、湯面変動などを考慮すると鋳型上端か
ら３００■の範囲でこの効果は十分発揮できる。

Ｍ型の内側表面に固着せしめるフラックスの溶融温度測
定はＤＩＮ　５１３７０に準じておこなった。測定試料
は３２５メツシユ以下に粉砕し、これを３１φＸ３ｍｍ
ｈの円柱に成型した後、ＩＱ’Ｃ／ｗｉｎの速度で加熱
し、試料の変形を観測する。試料の高さが半分１．５■
のときの温度を溶融温度とした。

実施例 以下に本発明の効果を実施例をもとにさらに具体的に説
明する。

鋳造は実生産用連続鋳造機を使用し、厚さ２５０１１１
１１１、幅１０５０〜１５０ｈａ、のスラブ材を鋳片引
抜速度１．２〜１．６ｍ／ｗｉｎでおこなった。鋳型内
側表面の添加フラックスはＣａＯ−５ｉ０２−　Ｎａ２
Ｏ−Ｆを主成分とし、溶融速度調整剤としてカーボン２
．７ｗｔ％含有のか粒状フラックスで、１３００℃にお
ける粘度２．１ｐｏｉｓｅ　、溶融温度！０８０℃であ
る。鋳造した鋼はＣ＝　０．１２〜０．１５ｗｔ％の中
度ＡＱ　　Ｓｉキルド鋼であ払。

鋳片表面品質は鋳片表面積１ｍｌあだ復の表面割れ個数
と、オシレーションマーク乱れを観測した。表面割れ個
数は鋳造後の鋳片表面を目視観察して測定した。オシレ
ーションマーク乱れはブリードと称するシェルが破れ溶
鋼のしみだしの反跳の有無を目視観察して測定した。ブ
レークアウトにたいする効果はブレークアウト発生頻度
が非常に小さく、直接効果を把握するのは困難である。

このため鋳型温度と鋳片と鋳型との摩擦力からブレーク
アウトを予知するシステムのブレークアウト信号有無を
観測した。そして総合評価として鋳片表面品質が良好で
ブレークアウト信号のないものを良好、鋳片表面品質欠
陥とブレークアウト信号のいずれかの発生があるものは
不適とした。

第１表Ｎｏ、１．２、３に比較例、Ｎｏ、４．５、　Ｓ
、７に本発明例を示す。

Ｎｏ、１は通常おこなわれている製造方法で、鋳型の内
側表面にあらかじめ固着フラックス層を存在させないで
鋳造した。鋳片表面割れの発生、ブレークアウト信号の
発生が認められた。　Ｎｏ、２はＣａＯ−５ｉ０２−　
Ｎａ２Ｏｃ７）他にＡＱ２０３、Ｂ２Ｏ３、Ｆを含有す
る溶融温度６２０℃のフラックスを鋳型上端から３００
層鵬までの範囲に流し込み３６５層謹厚の固着フラック
ス層を形成させ鋳造した。結果は固着フラックス層の溶
融温度が゛低く溶融流失したため、鋳片表面割れの発生
、ブレークアウト信号の発生が認められた。Ｎ００３は
溶融温度１４５０℃のフラックスを焼きつけして鋳型上
端から３００ｍｍまでの範囲で３．２ｍｍ厚の固着フラ
ックス層を形成させ鋳造した。固着フラックス層の溶融
温度が高く潤滑不良と鋳片凝固遅れが生じたためオシレ
ーションマークの乱れがあり、鋳片表面割れ、ブレーク
アウト信号が発生した。

Ｎｏ、４は溶融温度７２０℃のフラックスを鋳型上端か
ら３００＋ｓｍまでの範囲に流し込み３．８ｍｍ厚の固
着フラックス層を形成させ鋳造した。　Ｎｏ、５は溶融
温度１２５０°Ｃの４ｍ１１１厚の膜状フラックスを鋳
型上端から３００ｍｍまでの範囲にはり付は鋳造した。

　Ｎｏ、８は溶融温度１３８０℃の７ラツクスを鋳型上
端から３００１１ｆｆｉまでの範囲で、　Ｎｏ、７は溶
融温度１３８０℃の２ラツクスを鋳型全面に、　　３．
１ａｍ厚の固着フラックス層を焼きつけて鋳造した。　
Ｎｏ、４．５．６．７いずれとも鋳片表面品質は良好で
、ブレークアウト信号発明の効果 実施例Ｎｏ、４．　５．６．７に示したように本発明に
よる連続鋳造法で鋳片表面欠陥の発生防止、ブレークア
ウトの発生防止ができる。この連続鋳造法を用いれば鋳
造後の鋳片手入れの必要がなく鋳片を冷却せずに直接圧
延することが可能になる。

また良好な潤滑確保による鋳造速度のアップが可能にな
り鋼の製造において非常に大きな効果が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼の連続鋳造において、鋳型の内側表面にあらかじめ溶
   融温度が７００℃以上、１４００℃以下のフラックスを
   膜状に固着せしめた鋳型を用いることを特徴とする鋼の
   連続鋳造法。