JPH0227063B2 - - Google Patents

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。 ［従来の技術］ 鋼の連続鋳造用鋳型添加剤（以下、パウダーと
略称する）はポルトランドセメント、黄リンスラ
グ、ウオラストナイトなどを主原料とし、必要に
応じてSiO₂質原料を加え、更にソーダ灰、硼砂、
氷晶石、フツ化ソーダ、ホタル石などのフラツク
ス原料、溶融速度調整剤としての炭素質原料より
なつている。 パウダーは鋳型内へ注入された溶鋼表面上へ添
加され、種々の役割を果たしながら消費される。
特に、鋳型と凝固シエルの潤滑、溶鋼中から
浮上する介在物の溶解、吸収、溶鋼の保温が重
要な役割である。 我国における連続鋳造技術の進展は目覚まし
く、HCR（ホツトチヤージ）、HDR（ホツトダイ
レクトローリング）比率の向上、高速鋳造化など
が積極的に進められている。従つて、鋳片品質や
操業安定に影響するパウダーに対する要求も一段
と厳しいものがあり、求められるパウダーは多種
多様となり、従来と大きく異なつた具備特性が必
要となつている。そのため、パウダーの軟化点、
融点、粘度、表面張力、結晶化温度などの特性を
支配する化学組成はより広範囲となり、特に、こ
れらの特性に重大な影響を与えるCaO／SiO₂重
量比（以下、CaO／SiO₂と略称する）の調整は
極めて重要である。 前述したパウダーの役割のうち、及びは軟
化点、粘度などの特性を調整することが最重要で
あり、化学組成の選定が重要である。一方、の
溶鋼保温については、炭素質原料によつて調整さ
れる溶融速度や嵩比重、拡がり性などの紛体特性
が重要である。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来、パウダーの基材原料としてポルトランド
セメント、黄リンスラグ、合成スラグ、ウオラス
トナイトなどが使用されているが、それぞれ一長
一短を有しており、パウダーの基材として完全と
は言い難い。例えば、ポルトランドセメントは比
較的化学成分が安定している特徴があり、更に、
CaO／SiO₂が他の基材原料よりも高いため、パ
ーライト紛などの軽量SiO₂質原料との組み合わ
せにより低嵩比重で、保温性が良く且つCaO／
SiO₂を広範囲に設定することが可能である。し
かし、ポルトランドセメントは９〜15重量％の
4CaO・Al₂O₃・Fe₂O₃を含むため、パウダーも通
常２％重量％前後のFe₂O₃を含有する。パウダー
中のFe₂O₃は鋼成分（例えばAl）と反応し、鋼を
汚染する原因となると同時にパウダーの特性を変
化させるため、安定した潤滑性が得られない。更
に、ポルトランドセメントを基材とするパウダー
は水和反応があるため、通常採用されている加水
−混練−押出造粒法などによる顆粒化が困難であ
る。 一方、黄リンスラグ、黄リンスラグ類以組成の
合成スラグは溶融−水砕物であるため、成分均一
性に優れた非晶質原料であり、顆粒化も容易であ
る。しかし、比較的低CaO／SiO₂（0.9〜1.15）で
あるため、比較的高CaO／SiO₂のパウダーを製
造する場合、軽量のSiO₂質原料の添加量が少な
くなり、パウダーの嵩比重が大きくなる欠点があ
る。また、CaO／SiO₂1.15以上のパウダー組成が
得られないこともこの原料の欠点である。また、
ウオラストナイトは更にCaO／SiO₂が低く、そ
の使用範囲は非常に狭く、また、成分の安定度に
も問題がある。 黄リンスラグやウオラストナイトなどの比較的
低CaO／SiO₂の基材に石灰石やホタル石などを
加え、高CaO／SiO₂のパウダーを得る方法も考
えられるが、いずれの方法も品質の安定性に問題
があり、好ましいパウダーは得られない。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明者らはこのような従来のパウダー基材原
料が有する欠点を解決すべく種々検討し、CaOと
SiO₂の合計量が70重量％以上、Al₂O₃8重量％以
下、Fe₂O₃1重量％以下、F1〜10重量％で且つ
CaO／SiO₂重量比が1.2〜2.3の合成珪酸カルシウ
ムがパウダー基材原料として好ましいことを見出
した。 すなわち、必須成分としてCaO及びSiO₂を含
有してなり、CaO＋SiO₂含量が70重量％以上で
且つCaO／SiO₂重量比が1.2〜2.3である合成珪酸
カルシウムであつて、不可避不純物のうちＦが１
〜10重量％、Al₂O₃が８重量％以下及びFe₂O₃が
１重量％以下である合成珪酸カルシウムを基材原
料として少なくとも50重量％以上含むことを特徴
とする鋼の連続鋳造用鋳型添加剤を提供するにあ
る。 ［作用］ 本発明のパウダーの基材原料として使用する合
成珪酸カルシウムは比較的高CaO／SiO₂である
ため、パウダーを製造する場合に、軽量のSiO₂
質原料を多量に使用できる。従つて、低嵩比重
で、保温性の優れたパウダーを得ることができ、
また、SiO₂質原料の増減によりCaO／SiO₂を広
範囲に選定することが可能である。更に、該合成
珪酸カルシウムはFe₂O₃の含有量が少ないため、
鋼中のAlとの反応によるAl₂O₃の生成が少なく、
鋼の汚染を防止することができる。また、Al₂O₃
生成によるパウダー特性の変化が少なく、安定し
た潤滑性が得られるため、特に厳しさを要求され
るパウダーの基材原料として好ましい特徴を有し
ている。 本発明に使用する合成珪酸カルシウムは
CaCO₃、Ca（OH）₂、ドロマイト、珪砂、珪石、
粘土、ボーキサイト、シヤツモツト、ガラス屑、
ソーダ灰、炭酸リチウム、氷晶石、フツ化ソー
ダ、ホタル石及びコークス紛などを所定の化学組
成になるように混合し、電気炉などの加熱炉で
1400℃以上の高温下で溶融した後、水砕急冷し、
100℃以上で乾燥し、ボールミルなどの慣用の微
紛砕機で100メツシユ以下に紛砕することにより
容易に得られる。 なお、コークス紛は溶融物中のFe₂O₃を還元、
除去し、ガラス紛は溶融時間の短縮を目的として
添加するものである。 このようにして得られる合成珪酸カルシウムは
非晶質の溶融水砕物であるため、成分が均一で、
遊離のCaOや3CaO・SiO₂の如き水和性鉱物を含
まないため、加水−混練−押出造粒やスラリーの
スプレー乾燥による造粒が可能である。 次に、合成珪酸カルシウム基材原料の組成につ
いて記載する。CaO／SiO₂は1.2以上とする。こ
れはCaO／SiO₂が1.2以上であると、パウダーの
CaO／SiO₂組成範囲をより広くすることができ、
また、軽重のSiO₂を多量に使用すれば、低嵩比
重で保温性の良いパウダーを得ることができるた
めである。このような観点からすると、合成珪酸
カルシウムのCaO／SiO₂はできるだけ高い方が
良いが、CaO／SiO₂の上昇に伴い、溶融物の凝
固点、結晶化温度が上がり、溶融物製造時の作業
性が著しく悪化し、目的とする非晶質原料を安定
に得ることは困難である。 従つて、本発明に使用する合成珪酸カルシウム
のCaO／SiO₂は1.2〜2.3、好ましくは1.2〜1.9が
良い。 パウダーは溶鋼中から浮上してくるAl₂O₃を多
量に吸収することがあり、パウダースラグは
Al₂O₃が15重量％以上になると、ゲーレナイト
（2CaO・Al₂O₃・SiO₂）などの高融点鉱物を析出
し、潤滑性が低下する。従つて、本発明に使用す
る合成珪酸カルシウム中の不可避不純物Al₂O₃含
量は８重量％以下、好ましくは５重量％以下であ
る。 Fe₂O₃は鋼中成分と反応し、鋼の汚染原因とな
り、また、スラグの特性変化の原因となるため、
合成珪酸カルシウム中の不可避不純物Fe₂O₃含量
は１重量％以下、好ましくは0.3重量％以下に制
限する必要がある。 Ｆは溶融物製造時の粘度を調整し、作業性を改
善する目的で添加するが、過剰に添加すると、溶
融容器の損傷が大きく、また、蒸発による組成変
化が認められる。また、Ｆの添加量が過少の場合
には、粘度低下の効果が少ない。従つて、合成珪
酸カルシウム中のＦ含量は１〜10重量％、好まし
くは２〜７重量％が良い。 更に、Ｆと同様の目的でNa₂O、Li₂O、B₂O₃な
どのフラツクス成分を添加し、合成珪酸カルシウ
ムを製造する際の溶融物の融点、粘度を調整する
こともできるが、容器の損傷や蒸発を考慮し、そ
の合計量は15重量％以下とすることが好ましい。 なお、上述の合成珪酸カルシウムにおいては、
上記条件を満足していれば、原料鉱物等に由来す
る他の不可避不純物や合成珪酸カルシウム製造の
際の不可避不純物等は許容できる。 本発明のパウダーは下に示すような基材原料、
SiO₂質原料、フラツクス原料及び炭素質原料よ
り構成されている。 基材原料：合成珪酸カルシウム。 SiO₂質原料：パーライト、フライアツシユ、
珪砂、ガラス紛、珪藻土など。 フラツクス原料：ソーダ灰、Li₂CO₃、NaF、
Na₃AlF₆、ホタル石、BaCO₃、MgCO₃、MgF₂、
硼砂など。 炭素質原料：コークス紛、カーボンブラツク、
天然黒鉛など。 また、パウダーは鋳造温度、鋳型サイズ、鋼
種、鋳造温度などの鋳造条件に応じて軟化点、融
点、粘度、表面張力、結晶化温度、溶融速度など
の溶融特性を調整する必要がある。これらの特性
はパウダーの化学組成によつて支配されており、
上述のような各原料を所定の化学組成になるよう
に配合する必要がある。 本発明の鋼の連続鋳造用鋳型添加剤（パウダ
ー）の化学組成は以下の通りである。 CaO＝20〜45重量％、SiO₂＝20〜50重量％、
CaO／SiO₂重量比＝0.7〜1.5、Al₂O₃＝０〜10重
量％、Fe₂O₃＝0.1〜2.0重量％、MgO＝０〜10重
量％、Na₂O＋K₂O＋Li₂O＝３〜25重量％、Ｆ＝
２〜15重量％、B₂O₃＝０〜10重量％、MnO＝０
〜５重量％、BaO＝０〜15重量％、Ｃ＝0.5〜10
重量％。 上述の化学組成をもつ本発明によるパウダーは
合成珪酸カルシウム基材原料50重量％以上、
SiO₂質原料２〜30重量％、フラツクス原料３〜
30重量％及び炭素質原料0.5〜８重量％を配合す
ることにより構成することができる。 合成珪酸カルシウムの添加配合量が50重量％未
満であると、合成珪酸カルシウムの特徴である成
分の均一性、安定性が損なわれるために好ましく
ない。 SiO₂質原料はパウダーの嵩比重、CaO／SiO₂
を調整するために使用するものであり、SiO₂質
原料の添加配合量が２重量％未満であるとパーラ
イトなどの軽量SiO₂質原料でも嵩比重を充分に
低下させることができず、更に保温性が悪化する
ために好ましくなく、また、SiO₂質原料の添加
配合量が30重量％を超えると嵩比重が小さくなり
すぎ、紛塵発生量が多くなり好ましくない。 フラツクス原料は溶融特性を調整するために３
重量％以上を添加配合する必要があるが、過剰に
添加すると溶融時の蒸発による組成変化があり、
更に、溶鋼を鋳型内へ注入する浸漬ノズルを激し
く損傷するために、添加配合量の上限は30重量％
程度が好ましい。 炭素質原料はパウダーの溶融速度を調整するた
めに添加するが、添加配合量が0.5重量％未満で
は実質的に添加効果がなく、８重量％を超えると
溶融速度が遅くなり過ぎるために好ましくない。 本発明によるパウダーは上述のような化学組成
になるように各原料を配合した後、Ｖ型ミキサー
やナウタミキサーで均一に混合することにより得
られる（紛末パウダー）。また、原料混合物を加
水混練し、押出式造粒機によつて柱状体の顆粒を
得たり、混合物をスラリー化したのち、スプレー
造粒法により球状のパウダーを得ることもでき
る。 ［実施例］ 実施例 合成珪酸カルシウム基材原料の製造 以下の第１表に記載する配合をもつ原料混合物
を電気炉中で連続鋳造により1650〜1700℃に加熱
することにより溶融し、得られた溶融物を水砕急
冷し、紛砕品を190℃で乾燥し、最後にボールミ
ルで100メツシユ以下に紛砕して合成珪酸カルシ
ウム基材原料を得た。 得られた合成珪酸カルシウムの組成を第２表に
記載する。 なお、第２表には比較品パウダーを製造するた
めに使用する黄リンスラグ、合成スラグ、ポルト
ランドセメントの組成も併記する。

【表】

【表】 上述のようにして得られた合成珪酸カルシウム
を基材原料とし、以下の第３表に記載する配合を
もつ原料混合物をＶ型ミキサーで配合することに
より本発明品のパウダー及び比較品のパウダーを
製造した。 なお、得られたパウダーの組成及び諸特性を第
３表に併記する。

【表】

【表】 ［発明の効果］ 本発明のパウダーに使用する合成珪酸カルシウ
ム基材原料はポルトランドセメントの長所と黄リ
ンスラグの長所を同時に有しているため、該基材
原料を少なくとも50重量％含む本発明のパウダー
は以下のような特徴を有する： 軽量のSiO₂質原料の添加により低嵩比重で
且つ保温性が良好である； SiO₂質原料の添加量を増減することにより
低CaO／SiO₂〜高CaO／SiO₂の組成を有する
パウダーを製造することができる； Fe₂O₃量が少なく、安定した潤滑性を有す
る； 遊離のCaO、3CaO・SiO₂を含まないため
に、加水造粒が可能である； 成分を均一にすることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 必須成分としてCaO及びSiO₂を含有してな
   り、CaO＋SiO₂含量が70重量％以上で且つ
   CaO／SiO₂重量比が1.2〜2.3である合成珪酸カル
   シウムであつて、不可避不純物のうちＦが１〜10
   重量％、Al₂O₃が８重量％以下及びFe₂O₃が１重
   量％以下である合成珪酸カルシウムを基材原料と
   して少なくとも50重量％以上含むことを特徴とす
   る鋼の連続鋳造用鋳型添加剤。