JPS6344463B2

JPS6344463B2 -

Info

Publication number: JPS6344463B2
Application number: JP3533584A
Authority: JP
Inventors: Norio Sato; Akihiko Kusano; Masahiro Sato; Hidehisa Taniguchi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1988-09-05
Also published as: JPS60180655A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、鋼の連続鋳造用鋳型添加剤に関する
ものである。すなわち、本発明は、鋼の連続鋳造
において、添加剤の粉末又は、顆粒品を鋳型内溶
鋼表面に添加して、鋳型内溶鋼表面を保温しなが
ら、溶鋼表面の凝固を防ぎ、かつ溶鋼表面に浮上
した非金属介在物を溶解吸収しながら、鋳型と凝
固シエル間に流入したスラグフイルムによつて潤
滑作用を果たし、清浄で良好なる鋳片を得るため
の連続鋳造用湯面保護剤に関する。（従来技術）通常鋼の連続鋳造においては、鋳型内溶鋼表面
上に金属酸化物とフツ化物及び炭素質成分よりな
る粉末又は、顆粒品を鋳型添加剤（湯面保護剤）
として添加することによつて、溶鋼の空気酸化防
止、保温を図ると共に、溶鋼表面上に浮上してき
た非金属介在物の溶解吸収と、鋳型と凝固かくと
の間隙に流れ込んだスラグフイルムにより潤滑作
用を行つている。このような機能を有する添加剤は、溶鋼面を完全に被覆することにより、溶鋼の
空気による酸化を防止し、溶鋼面を保温するこ
とにより、凝固浮遊塊の発生を防止するととも
に、メニスカス部の凝固かくの保温効果を向上
し、均一な凝固かくを形成させること。溶融スラグは、鋳型と鋳片との間に入つて、
潤滑消費されていくため、常に適当量を供給さ
れる必要がある。このため、消費速度に合つた
適切なる溶融速度を有すること。溶融したスラグ層が鋼中より浮上した非金属
介在物（特にAl₂O₃）を迅速に溶解吸収し、か
つそのスラグの溶融特性を大きく変化させない
こと。溶鋼メニスカスの凝固温度で均一に溶解し、
溶融スラグは、鋳型と凝固シエル間隙に流れ込
み、均一なスラグフイルムを形成するために、
適切なる融点、粘性であること。流れ込みスラグフイルムは、鋳型と凝固シエ
ルの潤滑作用を完全に行なわせしめるために連
続していること。以上〜の性質を備える必要がある。鋼の連続鋳造に使用される従来の湯面保護剤
は、その溶融時の化学組成で、SiO₂25〜40wt％、
CaO25〜40wt％、Al₂O₃1〜10wt％、Na⁺＋K⁺3
〜30wt％F^-2〜20wt％からなつており、その原
料としては、主原料として、ポルトランドセメン
ト、石灰石、硅カル、珪操土、硅石粉等、物性調
整剤として螢石、アルカリ金属の炭酸塩又は弗化
物、又は、他の金属酸化物との溶融状態での酸化
物（例えばガラス粉末等）等が使用されている。
実際の湯面保護剤は上記原料に溶融速度調整剤と
して、炭素粉末１〜10wt％が添加混合されるの
が普通である。しかしながらこの様な湯面保護剤は、鋳造速度
0.8〜２ｍ／minにおいて、Al−Ｋ鋼を鋳造した
場合、消費原単位が0.3〜0.6Kg／Ｔ・Steelであ
り、通常溶鋼中のAl₂O₃浮上吸収が３〜10％とな
る。この様なスラグ組成であれば、Al₂O₃を吸収
することにより、粘性は著しく上昇する。その上
昇程度は、１ｍ／min鋳造速度に適する湯面保護
剤の粘性約3poise at 1300℃であり、この場合の
鋳造中における粘性上昇は、Al₂O₃5％吸収した
点で、5poiseと上昇する溶鋼の再酸化等により、
溶鋼中のAlが酸化されAl₂O₃の浮上が多量に発生
した場合は、溶融スラグ中に吸収されるAl₂O₃は
10％を超える。このような操業の場合は、粘性が
上昇し、潤滑性を失い、ブレークアウトを発生す
る原因となる。この様に、鋳造操業の変動によ
り、溶融スラグの物性が安定せず、その結果とし
て、鋳片表面品位（たとえば、ピンホール、ノロ
カミ、表面キズ、縦割れ、横割れ）が安定せず、
品質確保が困難である。（発明の目的）本発明者らは、かかる湯面保護剤の課題を解決
すべく種々の検討を行い、湯面保護剤の鋳造中に
おける溶融スラグの安定化に関し次の知見を得
た。即ち湯面保護剤の金属酸化物及び弗化物等の
組成に大きく関与していることを見いだしたので
ある。つまり、金属酸化物及び弗化物等の合成ス
ラグに、溶鋼浮上介在物としての代表として、
Al₂O₃を選定し、添加時の物性例えば粘性、溶融
温度の変化を調査した。本発明は、上記のごとく種々の合成スラグの調
査結果にもとずき、湯面保護剤の鋳造中における
溶融スラグの物性の安定化つまり、介在物として
のAl₂O₃を溶解しても物性変動の少い成分系を見
い出したものである。（発明の構成、作用）鋼の連続鋳造において、鋳造速度は一般に0.5
〜２ｍ／minであり、その時用いられる湯面保護
剤の要求される物性は粘度0.5〜15poise、溶融温
度900〜1250℃である。鋳造速度差によるその物
性の大まかな区分は、低速側では、高粘度、高溶
融温度であり、高速側では、低粘度、低溶融温度
である。更に、介在物としてのAl₂O₃の発生浮上
の大きいAlK鋼においては、溶融スラグにAl₂O₃
が吸収されることにより、粘性が大きく上昇し、
上記0.5〜15poiseの粘性は上昇し、通常、潤滑さ
れる時点での粘性は、１〜20poiseとなる。従来、鋳造速度に適合されているといわれてい
る粘性、溶融温度の物性値（特に粘性）は、鋳造
速度0.5ｍ／minでは、10〜15poise at 1300℃、
１ｍ／minでは２〜5poise at 1300℃、1.5ｍ／
minでは、1.0〜2.0poise at 1300℃、２ｍ／min
では0.5〜1.8poise at 1300℃であるといわれてい
る。上記のごとく、一般の成分系であれば、Al
−Ｋ鋼における潤滑するスラグの粘性は、これ等
適合されているといわれている粘性より高くなる
のが通常である。更に、鋳造作業により、Al₂O₃
の上昇度は、一定せず、これにより溶融スラグの
物性特に粘性変動が大となる。本発明は、従来の成分系SiO₂、CaO、F^-、
Na⁺、K⁺、Li⁺、MnO、MgO、Al₂O₃の配合成
分系の中より、成分を限定することにより、
Al₂O₃を吸収しても粘性変動が少い湯面保護剤に
関するものである。母材成分の塩基度（CaO／SiO₂）は、0.6〜1.1
の範囲が必要である。1.1を超えると、ガラス性
がなくなると共に、溶融スラグ（潤滑フイルム）
の凝固時再結晶を起こし、フイルム組成が不均一
となつて、鋳片の抜熱が不均一となり、鋳片に表
面欠陥を生ずる。又、0.6以下になると、物性特
に、粘度の調整が困難となり、上限必粘度
15poise以下が得られない。従つて塩基度
（CaO／SiO₂）は、0.6〜1.1の範囲が必要である。
したがつて、塩基度0.6〜1.1を満足し、他の成分
との関係を考慮すると、CaO25〜40wt％、
SiO₂25〜40wt％となる。 Al₂O₃は、酸化物あるいは、弗化物の形で物性
調整用（特に溶融温度であり、少量添加すること
により溶融温度の低下が大きい）として添加さ
れ、Al₂O₃換算で２％を超えると、溶鋼中よりの
浮上したAl₂O₃を吸収する速度及び吸収能が低下
すると共に、粘性変動が大きくなる。このため鋳
造時のトラブルたとえば、前述したごとくピンホ
ール、ノロカミ等を起しやすくなる。このため
Al₂O₃は２％未満が望ましい。 F^-は従来から湯面保護剤の必須成分として使
用されており、各種弗化物の形で添加されてい
る。F^-が３％以下であれば必要物性15poise以下
及び、1250℃は確保できず、F^-が15％を超える
と、母材成分との反応により弗化物のガス化が起
り鋳片にピンホール等の欠陥を発生させるため
F^-の含有量は３〜15wt％が望ましい。 MgOの含有量は、５％以下であれば、粘性、
溶融温度の低下の効果が薄く、意味がない。6wt
％以上であれば、粘性、溶融温度の降下の度合が
大きく、かつMgOを添加することにより、Al₂O₃
吸収した場合の粘性変化は非常に少く、一例とし
て、MgO10％添加されて、上記請求範囲を満足
する条件内でAl₂O₃を５％添加しても、粘性
3.0poise at 1300℃が3.1poise at 1300℃とほと
んど上昇は認められなかつた。しかしながら
20wt％を超えると、母材成分と高融点の化合物
を生成し、流入が不均一となり、鋳片表面欠陥が
増大する。このためMgOの範囲は、６〜20％で
あることが望ましい。 Na₂Oは、物性調整剤として用いられるが、必
要とされる物性、0.5〜15poise at 1300℃、900
〜1250℃を確保するためであるが、この範囲を満
足するためには、0.1〜20％必要であるが、高粘
性、高融点の場合は、あえて配合する必要はな
く、他の原料中から必然的に混入するのみに限定
するが、低粘性、低融点の場合は、その配合量
は、20％で充分であつた。これにより、Na₂Oの
範囲は、0.1〜20％である。なお本発明が上述した化学成分による換算値の
化学組成を得るための原料は、その範囲を満足す
れば、金属イオンの酸化物あるいは弗化物を自由
に使用することができる。例えば、Ca⁺、Mg²⁺
源としてCaO、CaF₂、及びMgO、MgF₂等夫々
目的に応じて使用できる。また吸湿性の防止及び
均一溶融の点から原料はその一部又は全部を焼成
あるいは、溶融処理を施したほうが望ましい。以下実施例により本発明の効果を更に具体的に
説明する。（実施例、効果）表−１に原料の溶融処理を施した従来品(a)、
(b)、と同じく溶融処理を施した本発明品(A)〜(C)の
化学組成及び物性、更にAl₂O₃を添加した場合の
物性値を示し、これ等の湯面保護剤を使用したと
きの鋳造条件及び鋳造中の溶融スラグ物性と鋳片
の品質評価を示す。従来品(a)は、塩基度CaO／SiO₂＝１で
Al₂O₃6wt％、Na₂O10wt％、F^-10wt％組成のも
ので鋳造結果粘性、溶融温度の上昇が大きく、鋳
片表面疵発生指数が高かつた。従来品(b)は塩基度
CaO／SiO₂＝1.0で、Al₂O₃2wt％、MgO5wt％、
Na₂O9wt％、F^-5wt％の組成のもので、鋳造結
果粘性はやや上昇し、溶融温度は低下した。この
結果鋳片表面疵発生指数は改善されたが満足すべ
きものではなかつた。本発明品は、(A)、(b)、(c)は
共に、鋳造結果、溶融スラグは、Al₂O₃を吸収す
ることにより溶融温度は低下し、かつ粘性の変動
はみられず、鋳片表面疵発生指数が著しく小さく
なつた。以上述べたように本発明品は、品質の良
好な鋳片を得るための極めて有用な鋼の連続鋳造
用湯面保護剤である。

【表】

【表】 △ やや良好 ○ 良好
以上述べた如く、本発明の湯面保護剤を用いる
ことによつて、該保護剤の物性を良好に保持して
鋳片表面欠陥であるピンホール、ノロカミ、割れ
および不均一冷却によるブレークアウト等の鋳造
事故をも効果的に防止できる優れた湯面保護剤で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

１塩基度（CaO／SiO₂）0.6〜1.1で、CaO25〜
40wt％、SiO₂25〜40wt％、F^-3〜15wt％、
Al₂O₃2wt％未満、MgO6〜20wt％、Na₂O0.1〜
20wt％でかつ溶融速度調整剤としての炭素粉
20wt％以下からなり鋳造中にAl₂O₃等鋼中介在物
を吸収しても物性変動の少ないことを特徴とする
鋼の連続鋳造用湯面保護剤。