【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（従来技術及び問題点）
鋼の連続鋳造に使用される従来の湯面保護剤
は、化学分析の換算値で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、珪藻土、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。必要に応じて湯面保護剤は上記組成に溶融速
度調整剤として炭素粉末２〜8wt％が添加されビ
ニール袋、紙袋等に入れて吸湿を防止しているの
が現状である。
しかしながらこのように袋詰めされた湯面保護
剤は運搬時の破損や、自動投入機での使用時ある
いは開袋時の時間経過等により大気中に接すると
大気中より吸湿し、湯面保護剤中の水分量が増加
する。この吸湿した湯面保護剤を使用すると、鋳
片表面にピンホール、ブローホールを多発させ、
更に鋳片に付着又は巻込まれた溶融あるいは未溶
融の湯面保護剤が、圧延後製品の表面欠陥を発生
させる。
本発明者等は、かかる湯面保護剤の課題を解決
すべく種々検討を行ない、湯面保護剤の吸湿性に
関し、次の知見を得た。即ち湯面保護剤中のアル
カリ金属の酸化物、アルカリ金属の弗化物等の金
属イオンが吸湿に大きく関与していることを見出
したものである。一方、アルカリ金属イオンは、
従来の湯面保護剤では必須の成分であり、炭酸塩
や弗化物の形で原料として使用され、湯面保護剤
の物性調整剤として大きな役割をはたしている。
従つてアルカリ金属イオンを除くには、これに代
る物性調整剤をさがさねばならない。
本発明は、上記知見にもとづき、アルカリ金属
イオンを含まない湯面保護剤を、従来と異なる成
分系において見出したものである。
（発明の構成）
本発明は、従来必須成分とされていたアルカリ
金属イオンを配合せず、他の原料中から必然的に
混入してくる量を１％以下におさえて、湯面保護
剤の吸湿性を大巾に低減させ、アルカリ金属イオ
ンの替りに、湯面保護剤の物性調整剤として
MgO、TiO2、MnOを配合した湯面保護剤に関す
るものである。
鋼の連続鋳造において、鋳造速度は一般に0.3
〜4m／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0.5〜10poise、溶融
温度900〜1250℃である。鋳造速度の差によるそ
の物性の大まかな区分は、低速度側では高粘度、
高溶融温度であり、高速度側では、低粘度、低溶
融温度である。この為母材成分の塩基度（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、凝固時再結晶
を起こし、溶融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じ
る。又0.6以下になると物性、特に粘度の調整が
困難になり、必要粘度10poise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
形で母材成分として添加され、Al2O3換算で10wt
％を超えると粘度及び溶融温度が極端に高くなり
鋳造条件に合致しなくなるとともに、使用時ゲー
レナイトの析出が起り、鋳造時トラブルを起しや
すくなる。又、1wt％以下になると湯面保護剤の
ガラス性がなくなるため、１〜10wt％の範囲で
使用することが望ましい。
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、CaF2、MgF2等の各種弗化物の
形で添加されている。F-が15wt％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こ
り、鋳片にピンホール等の欠陥を発生させるた
め、F-は15wt％以下でなければならない。又
5wt％未満では必要とする物性が得られず、F-と
しては５〜15wt％が必要である。
MgO、TiO2及びMnOは、アルカリ金属イオン
の代りに物性調整用として添加される。まずベー
ス組成であるMgOは酸化物、炭酸塩または弗化
物の形で添加されMgO換算で16wt％を超えると
ガラス性がなくなり、湯面保護剤としての機能が
劣化するため16wt％以下が望ましく、又5wt％以
下になると物性調整効果がなくなるため５〜
16wt％の範囲で使用する。
又TiO2とMnOは共に10wt％以上になると母材
成分と高融点の化合物を生成し、溶融フイルムが
不均一となり、鋳片表面欠陥が増大する。又1wt
％以下では、物性調整効果がなく、各々１〜
10wt％配合することが必要である。又TiO2、
MnOは２種の組み合せで用いれば、上記物性の
調整は更に行い易い。なお本発明が上述した化学
分析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、
弗化物及び炭酸塩等を自由に使用することができ
る。例えばCa2+、Mg2+源としてCaO、CaF2及び
MgO、MgF2、MgCO3等を夫々目的に応じて使
用できる。また吸湿性の点及び均一溶融の点から
原料は、焼成あるいは溶融処理を施こしたほうが
望ましい。
また、必要に応じて溶融速度調整剤として炭素
粉末２〜8wt％を添加する。
以下実施例により本発明の効果をさらに具体的
に説明する。
（実施例）
第１表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(B)〜(C)の化
学組成および物性と吸湿計による吸湿指数及び鋳
造条件とその評価を示す。
(Prior art and problems) Conventional surface protectants used in continuous steel casting contain SiO 2 25 to 40 wt%, calculated by chemical analysis.
CaO25~40wt%, Al2O3 1 ~10wt%, Na ++ K + 3
~30wt%, F - 2~20wt%, and its raw materials include Portland cement, limestone, silica, diatomaceous earth, silica powder, etc. as the main raw materials, and fluorite and alkali metal carbonates as physical property modifiers. Salts or fluorides, or oxides in a molten state with other metal oxides (eg glass powder, etc.) are used. At present, 2 to 8 wt % of carbon powder is added as a melting rate regulator to the above-mentioned composition of the hot water surface protective agent as needed, and the mixture is placed in a plastic bag, paper bag, etc. to prevent moisture absorption. However, the hot water surface protectant packaged in this way may be damaged during transportation, or if it comes into contact with the atmosphere when used in an automatic dosing machine or when the bag is opened, it will absorb moisture from the atmosphere, causing the hot water surface protectant to deteriorate. The amount of water inside increases. When this moisture-absorbed surface protection agent is used, it causes many pinholes and blowholes on the surface of the cast slab.
Furthermore, the molten or unmelted surface protective agent attached to or entangled in the slab causes surface defects in the product after rolling. The present inventors conducted various studies in order to solve the problems with such hot water surface protective agents, and obtained the following knowledge regarding the hygroscopicity of hot water surface protective agents. That is, it has been found that metal ions such as alkali metal oxides and alkali metal fluorides in the hot water surface protective agent are significantly involved in moisture absorption. On the other hand, alkali metal ions
It is an essential component in conventional hot water surface protection agents, and is used as a raw material in the form of carbonate or fluoride, and plays a major role as a physical property modifier for hot water surface protection agents.
Therefore, in order to remove alkali metal ions, it is necessary to search for an alternative physical property modifier. Based on the above findings, the present invention has discovered a hot water surface protective agent that does not contain alkali metal ions and has a component system different from conventional ones. (Structure of the Invention) The present invention does not contain alkali metal ions, which were conventionally regarded as essential components, and suppresses the amount inevitably mixed in from other raw materials to 1% or less, making it possible to create a hot water surface protective agent. Greatly reduces hygroscopicity and can be used as a physical property modifier for hot water surface protection agents instead of alkali metal ions.
This relates to a hot water surface protectant containing MgO, TiO 2 and MnO. In continuous casting of steel, the casting speed is generally 0.3
~4 m/min, and the required physical properties of the hot water surface protective agent used at that time are a viscosity of 0.5 to 10 poise and a melting temperature of 900 to 1250°C. The rough classification of physical properties based on the difference in casting speed is that on the low speed side, high viscosity,
It has a high melting temperature, and on the high speed side, it has a low viscosity and a low melting temperature. For this reason, the basicity of the base material component (CaO/
SiO 2 ) needs to be in the range of 0.6 to 1.1. If it exceeds 1.1, the glassiness will be lost, recrystallization will occur during solidification, and the composition of the molten film will become non-uniform.
Heat removal from the slab becomes uneven, causing surface defects on the slab. Furthermore, if it is less than 0.6, it becomes difficult to adjust the physical properties, especially the viscosity, and the required viscosity of 10 poise or less cannot be obtained.
Therefore, the basicity (CaO/SiO 2 ) needs to be in the range of 0.6 to 1.1. Therefore, if basicity is satisfied from 0.6 to 1.1 and considering the relationship with other components, CaO25 to 40wt%, SiO2 25 to
It becomes 40wt%. Al 2 O 3 is added as a base material component in the form of oxide or fluoride, and the amount is 10wt in terms of Al 2 O 3 .
If it exceeds %, the viscosity and melting temperature will become extremely high, which will not meet the casting conditions, and precipitation of gehlenite will occur during use, making it easy to cause trouble during casting. Furthermore, if the amount is less than 1 wt%, the glassiness of the hot water surface protective agent will be lost, so it is desirable to use it within the range of 1 to 10 wt%. F - has traditionally been used as an essential component of hot water surface protectants, and is added in the form of various fluorides such as CaF 2 and MgF 2 . When F- exceeds 15wt%,
Fluoride gasification occurs due to reaction with base material components, causing defects such as pinholes in slabs, so F - must be 15wt% or less. or
If it is less than 5 wt%, the required physical properties cannot be obtained, and 5 to 15 wt% of F - is required. MgO, TiO 2 and MnO are added to adjust physical properties instead of alkali metal ions. First, MgO, which is the base composition, is added in the form of oxide, carbonate, or fluoride. Also, if it becomes less than 5wt%, the effect of adjusting physical properties disappears, so 5~
Use within the range of 16wt%. Furthermore, when both TiO 2 and MnO exceed 10 wt%, they form a compound with a high melting point with the base metal components, resulting in a non-uniform molten film and an increase in surface defects of the slab. Also 1wt
% or less, there is no physical property adjustment effect, and each
It is necessary to mix 10wt%. Also TiO 2 ,
If two types of MnO are used in combination, the above-mentioned physical properties can be adjusted more easily. In addition, the raw materials for obtaining the chemical composition of the converted value by the chemical analysis described above in the present invention can be metal ion oxides,
Fluorides and carbonates etc. can be used freely. For example, CaO , CaF 2 and
MgO, MgF 2 , MgCO 3 and the like can be used depending on the purpose. Further, from the viewpoint of hygroscopicity and uniform melting, it is preferable that the raw material is subjected to firing or melting treatment. Further, 2 to 8 wt % of carbon powder is added as a melting rate regulator, if necessary. The effects of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. (Example) Conventional products (a) and (b) in which the raw materials were melted as shown in Table 1
The chemical composition and physical properties of the products (B) to (C) of the present invention, which were similarly melt-treated, as well as the moisture absorption index determined by a moisture absorption meter, the casting conditions, and their evaluation are shown.
【表】
従来品(a)はアルカリ金属イオン（Na+）を
8.9wt％含むもので、その吸湿性は高く、その評
価はピンホールを多発し製品表面疵発生指数も高
かつた。従来品(b)は、アルカリ金属イオン
（Na+）を、3wt％に低下させたもので、吸湿性
は大巾に改善され、又評価も大巾に上つたが、製
品表面疵発生指数は満足すべきものではなかつ
た。それに対して本発明品は、(B)、(C)共に吸湿性
も小さく、ピンホールの発生が少なく、製品表面
疵発生指数が著るしく小さくなつた。
以上述べたように本発明品は品質の良好な鋳片
を得るため極めて有用な鋼の連続鋳造用湯面保護
剤である。[Table] Conventional product (a) contains alkali metal ions (Na + ).
Containing 8.9wt%, its hygroscopicity was high, and its evaluation showed that there were many pinholes and the product surface flaw occurrence index was high. Conventional product (b) has alkali metal ions (Na + ) reduced to 3wt%, and its hygroscopicity has been greatly improved and the evaluation has also been greatly improved, but the product surface flaw occurrence index is It wasn't something to be satisfied with. In contrast, in the products of the present invention, both (B) and (C) had low hygroscopicity, fewer pinholes, and a significantly lower product surface flaw occurrence index. As described above, the product of the present invention is a surface protectant for continuous steel casting that is extremely useful for obtaining slabs of good quality.