JPH03193248A - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー - 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） この発明は、連続鋳造用モールドパウダー、特に炭素含
有量が０．０９〜０．１５％（以下、特に断らない限り
ｒ％」は「重量％」を意味する）の中炭素鋼を高速度で
連続鋳造する場合に使用するのに好適なモールドパウダ
ーに関する。

（従来の技術） 鋼の連続鋳造においては、モールド内溶鋼の酸化防止、
モールドと鋳片の潤滑等の目的でモールド内の場面にパ
ウダーを添加する。従来の連続鋳造用モールドパウダー
においては、ＣＣａＯ−３ｉｎ　−＾ｊ！　！０３を基
材として、これにＮａ、０、Ｌｉ、０なとのアルカリ金
属酸化物を炭酸塩やぶつ化物の状態で添加したりホタル
石を添加することで凝固点や粘度を調整している。炭素
含有量が０．０９％未満というように比較的低い鋼種に
ついては、鋳造速度の増加にともない、凝固点ならびに
粘度を逐次下げることによって、パウダースラグをシェ
ルと鋳型の間へ流入させ、シェルと鋳型間の潤滑を十分
に行わせることで安定な鋳造ができる。

一方、本発明が特に目的としているような炭素含有量が
０．０９〜０．１５％程度のいわゆる中炭素鋼は凝固過
程において包晶反応領域を経るために割れ感受性が強く
、前述したような低凝固点、低融点のパウダーでは高速
鋳造が困難である。従って、このような鋼種の鋳造にお
いては鋳造速度を下げて対処しなくてはならなかった。

市川らはＳｉｎａｇａｗａ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅ
ｐｏｒｔ＋ＮＩｋ３２゜１９８９、　Ｐ　１４７に次の
ような報告をしている。即ち、上記のような中炭素鋼の
高速連続鋳造に際しては、パウダーの粘度は１３００℃
において１ボイズ以下に減少させるが凝固点は上昇させ
、かつ凝固の際に結晶化を促進させることによって凝固
時に凝固パウダーの間に空隙を生じさせ、見掛けの熱伝
導率を低下させ、溶鋼を緩冷却化することによってシェ
ルの割れを防止できる。そして、市川らは、パウダーの
塩基度（Ｃａｂ／５ｉｆｔ）を上昇させ、Ｆ（フッ素）
の濃度を上昇させるなどして上記の物性を得ている。

（発明が解決しようとする課題） 従来、中炭素鋼の連続鋳造では、鋳造速度はたかだか１
．６−分収下であって、２ｍ／分の速度の鋳造が試験的
に行われている程度である。前記の市川らの報告でも、
テストされた最高鋳造速度は２ｍ１分までである。一方
、低炭素鋼の鋳造は１．９〜２．０ｍ／分において行う
ことが工業的に可能となりてきており、試験的には３−
／分程度の鋳造も行われている。つまり、低炭素鋼の鋳
造速度に較べれば、中炭素鋼の鋳造速度ははるかに遅く
、実操業において２ｍ／分を越えるような高速鋳造を行
うための対策は未だ提案されていない。

本発明は、中炭素鋼を高速で鋳造してもブレークアウト
などの鋳造事故を起こすことなく鋳造でき、しかも表面
性状の優れた鋳片を鋳造することが可能なモールドパウ
ダーを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前述したように、高速鋳造用のパウダーは凝固点が高く
、かつ溶融スラグがガラス化せずに結晶化するものであ
ることが必要である。しかも、凝固点は溶鋼上で容易に
融解する程度に抑えておかなくてはならないし、粘度も
１３００℃において１ボイズ以下にすることが望ましい
、このような条件を満たすためのパウダーの組成を探究
した結果、本発明者は、パウダーの１成分としてＩＩＩ
Ａ族およびＩＶＡ族の元素の酸化物を少なくとも１種添
加することにより凝固点を上昇させ、かつ結晶化を促進
することができることを知った。この知見に基づいてな
された本発明は、下記のモールドパウダーをその要旨と
する。

１［ＩＡ族およびＩＶＡ族の元素の酸化物の１種または
２種以上を合計で０．０１〜１５％含有することを特徴
とする鋼の連続鋳造用モールドパウダー上記のｍＡ族お
よびＩＶＡ族の元素の酸化物としては、Ｓｃ、Ｏ，、Ｙ
２Ｏ２、ＮｄｘＯｓ、Ｔｉ０１、ＺｒＯ＊、Ｈｆ０ｇ、
Ｌａ、Ｏ，、またはＣｏｏ、が適当であり、これらの１
種または２種以上を選んで添加すればよい。

１種または２種以上の合計含有量が０．０１％未満では
添加の効果が殆ど現れない、しかし、０．０１％以上で
あれば、添加の効果が明らかに見られる。

上記の酸化物の中には価格の高いものもあるが、パウダ
ーの使用目的によっては、０．０１〜０．ｌＯ％程度の
微量添加て済ますこともできる。一方、上記の酸化物は
いずれも凝固点を上昇させる成分であり、１５％を超え
る含有量になると凝固点が上り過ぎて連続鋳造用パウダ
ーとしては使用し難くなる。

上記のＩ［ｌＡ族およびＩＶＡ族の元素の酸化物の少な
くとも１種類を添加するベースとなるパウダーの組成は
、例えば下記のような組成であるのが望ましい。

ＣａＯ：　　２０〜４０％、　　Ａ　ｌ　ｚ（ｈ　：　
　０〜１０％５ｉｆｔ：　　　２０〜４０％、　　　　
　　Ｎａｎｏ　　：　　　０〜１５％（Ｃａｂ／Ｓｉｎ
ｇ　　：　１．６〜０．８）ＭｇＯ：　　０〜１５％、
　　Ｆ：　０〜ｌＯ％このような組成範囲で、凝固温度
が１１００℃以上、１３００℃における粘度が１ポアズ
以下であるようなパウダーであれば、中炭素鋼の高速鋳
造用として好適である。

（作用） パウダーの凝固点を高めるためには、比較的凝固点の高
い酸化物を添加すればよい、ｌｌ１Ａ族酸化物の凝固点
はＳｃ＊０ｚ−２４００℃％Ｙ＊０ｓ＝２４１０℃、Ｌ
ａ＊０ｓ−２３０５℃、ＣｅＯｇ＝２６００℃であり、
ｆＶＡ族酸化物の場合は、ＴｉＯｘ−１８３５℃、Ｚｒ
０ｘ−２６１１℃、１１ｆＯｉ−２７７７℃である。こ
れらの族の他の酸化物ではその凝固点が未知のものもあ
るが、同族元素としての物性値の類似性を考慮すればお
おむね通常のパウダーの凝固点９００〜１２００℃より
も高いものと推測できる。

次に、パウダーが溶融したスラグの結晶化の促進に関し
て、Ｓｃ、Ｏ，、Ｙ、０３、Ｌａｍｂｓ、Ｔｉ１ｔ、　
ＺｒＯ，、ＩＩ　ｆ　Ｏ！、Ｃａｄｉ、ＮｄｔＯｓを下
記第１表のパウダーＡ（従来のパウダー）に各０．０１
％、１％、１５％添加して熱分析テスト（微分計を用い
る冷却曲線法）を行った。第１図は、その結果の一例で
ある。第１図（ａ）は第１表のパウダーＡであり、第１
図Φ）は、ＡにＺｒＯ□を１５％添加したパウダーであ
る。第１図ら）に現れる発熱ピークは結晶化が起きてい
ることを示している。このような極めて大きな発熱ピー
クが、前記のどの酸化物を添加した場合にも観察され、
前記酸化物に結晶化促進の効果があることが確認された
。

（実施例） 湾曲半径１０ｍの１点矯正連続鋳造機において、スラブ
サイズ１８００ｍｍＸ１５０ｍｍの鋳型で第２表に示す
鋼を鋳造速度２醜／分で鋳造した。

パウダーは先に第１表に示した従来のパウダーＡとＡを
ベースとしてＳｃｇＯｓ、Ｙ２Ｏ１、Ｌａ、Ｏ，、Ｔｉ
ｅ冨、ＺｒＯ，、ｏｒｏｎ、ＣａＯ意、ＮｄｔＯｓをそ
れぞれ３％添加したもの、合計８種類をテストした。

第　２　表　　溶鋼成分　（％） 上記のパウダーの物性値は第３表に示すとおりであった
。

鋳造作業は、いずれのパウダーを用いた場合でもブレー
クアウトなどの事故なしに順調であった。

第２図は、鋳片の表面性状の調査結果である。

鋳片の長さ１ｍ当たりの割れの長さの和で評価している
０図示のとおり、パウダーＡに比べて本発明のパウダー
を使用した場合は、表面性状が大幅に改善されている。

添加する酸化物の種類についての大きな相違は認められ
なかった。

第　３　表　パウダーの物性値 第４表 次に、酸化物としてＴｉｅ、とＺｒ０ｔを使用して、添
加量によるパウダー物性値の変化を調べた。その結果を
第４表に示す。

第４表に見られるように、０．０１％の僅かな含有量で
も、結晶化温度はベースのパウダーＡ（第３表参照）よ
りいくらか高くなっている。　１７％の含有量になると
、Ｔｉｅ！でもＺｒＯｘでも結晶化温度が１５００℃に
近くなり、溶鋼上における滓化性が悪くなることが懸念
される。

これらのパウダーを使用して前記の鋼を連続鋳造し、鋳
片の表面性状を調査した。その結果を第３図に示す、な
お、酸化物を１７％含有するパウダーは、上記の理由で
使用しなかった０図示のとおり、特に酸化物を１％以上
含有する場合に割れ防止の効果が顕著である。

（発明の効果） 本発明のモールドパウダーを使用することによってＣが
０．０９〜０．１５％程度の中炭素鋼の高速連続鋳造が
可能となり、得られる鋳片の表面性状も極めて優れたも
のとなる０本発明のパウダーは、低炭素鋼その他の＃ｉ
Ｊ種の通常の連続鋳造にも使用できることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のパウダー（ａ）と本発明のパウダー（
ｂ）の熱分析結果を示す図、第２図は、従来のパウダー
と本発明のパウダーを使用して連続鋳造を行った場合の
鋳片の割れ発生傾向を示す図、第３図は、パウダーのＴ
＋ＯｔおよびＺｒＯ□の含有量と鋳片の割れ発生との関
係を示す図、である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）IIIＡ族およびIVＡ族の元素の酸化物の１種また
   は２種以上を合計で０．０１〜１５重量％含有すること
   を特徴とする鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
2. （２）IIIＡ族およびIVＡ族の元素の酸化物が、Ｓｃ＿
   ３Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２
   、ＺｒＯ＿２、ＨｆＯ＿２、Ｌａ＿２Ｏ＿３、およびＣ
   ｅＯ＿２のうちの１種以上であり、凝固温度が１１００
   ℃以上、１３００℃における粘度が１ポアズ以下である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の連続鋳造用モール
   ドパウダー。