JPH03226342A

JPH03226342A - 連続鋳造用発熱型モールドパウダー

Info

Publication number: JPH03226342A
Application number: JP2044790A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ichikawa; 健治市川; Osamu Nomura; 修野村; Akihiro Morita; 明宏森田
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1991-10-07
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0673729B2

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］本発明は鋼の連続鋳造用モールドパウダーに発熱性を付
与した発熱型モールドパウダーに関する。

［従来の技術］鋼の連続鋳造用モールドパウダーには、ポルトランドセ
メント、黄リンスラグ、ウオラストナイト、合成穂酸カ
ルシウムなどを主原料基材として、必要に応じて塩基度
や電比・重等の粉体特性調整のためシリカ質原料を加え
、更に、炭酸ナトリウム、硼砂、氷晶石、ホタル石等軟
化点、粘度等の溶融特性調整材としてのフラックス原料
、溶融速度調整材としての炭素質原料からなる混合タイ
プや、＃　！！　￥１　ｒｒｒ　Ｆｌ　ｔ、−ｈ　　＜
’　　ｍ　４＋　ｔｙ＞　　仝さＫ　卆　子）ｔｓ　　
；宛価’ｌ　ｙ４ｅ　’Ｉ’）　　ｌ　　ｆ・プリメル
トタイプ、一部を予め溶解水砕したセミブリメルトタイ
プ等がある。また、形状的には、粉末原料を混合した粉
末タイプと、更に種々の方法で造粒した顆粒タイプがあ
る。

モールドパウダーはモールド内へ注入された溶ｗ４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、■モールドと凝固シェルとの潤滑作用、■溶鋼中
から浮上する介在物の溶解、吸収作用、■溶鋼の保温作
用か重要な役割である。

近年、鋼の連続鋳造技術の進歩は目覚ましく、鋳片品質
や操業安定度に影響するモールドパウダーに対する要求
も一段と厳しいものがあり、モールドパウダーは各種釧
成分、各種鋳造条件に適合するように品質設計がなされ
ている。

上述の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てあり、化学組成の
選定が重要である。一方、■の溶鋼の保温については、
炭素質原料によって調整される溶融速度やかさ比重、拡
がり性などの粉体特性が重要である。

更に最近、■を一歩進めて鋳造初期の溶鋼の温度ドロッ
プの低減による鋳片品質の改善等を目的に、Ｃａ−８ｉ
、Ａ１等の金属発熱材をパウダー中に含有させ、モール
ド内で酸化による発熱反応を生じさせて溶鋼に熱を供給
し、反応後は溶融し、溶融後は通常のパウダーと同じ挙
動を示す発熱型フロント用パウダー１．更には発熱型本
体用パウダーが望まれている。

しかしながら、発熱型パウダーは単に発熱反応による熱
か得られるだけでなく、発熱反応後は上述のパウダー本
来の役割を果たす必要があるため、品譬設計上種々の問
題が残っており、実用的な完成品はないのが現状である
。

［発明が解決しようとする課題］実用的な連続鋳造用発熱型モールドパウダーの品質設計
に際しては、下記の３項目を全て満足させる・ピ・要か
ある：（ｉ）製造時、保管時並びに使用時の安全性を考慮して
活性な添加物を含まないこと：（ｉｉ）充分な発熱量を供給てきる発熱反応が未反応物
を残さず、しかも速やかに且つ均一に得られ、使用され
る鋳造条件に応じて発熱量、火炎発生量等を調整するこ
とができること；及び（ｉｉｉ）発熱反応生成物が速やかに溶融ガラス層を形
成し、順次モールドと凝固シェル間に流れ込んで消費さ
れるこ、と。

発熱型パウダーは現在まで種々提案されているか、上記
３項目を全て満足するものはない。

例えば、特開昭４８−９７７３５号公報には、発熱作物
口として、シリコン、フェロシリコン、カルシウム−シ
リコンを添加したモールドパウダーが開示されている。

該公報によれば、これらの発熱性物質が滓化調整剤とし
て作用する一方で、大気中の酸素と反応することにより
燃焼熱を得られる旨め開示がなされている。

しかしながら、発熱性物質として添加している金属粉末
が固体もしくは溶融後の液体状態で大気中の酸素と反応
して初めて酸化物となり、溶融パー′７ダースラグ中に
吸収されるため、種々のトラブのガス吹きが常識化した
現在では、Ａｒ等の吹き込みカスがモールド内へ侵入し
、パウダー中へ浮上するため、金属の酸化速度が安定せ
ず、未反応の金属が残存して溶融パウダースラグ中や溶
領中へ巻き込まれ易く、パウダースラグフィルムの潤滑
性を阻害する一方、未反応金属の鋼中へのピックアップ
、介在物の起、源となる等、鋳片品質劣化の原因となる
ため実用的でない。

また、特開昭５３−７００３９号公報及び特開昭５８−
１５４４４５号公報には、アルミニウム、アルミニウム
合金、カルシウム、カルシウム合金の添加が開示されて
いるが、これらの添加物は上述の（ｉ）の点で実用的な
ものではない。

更に、特公昭５Ｌ−７２１１号公報には、Ｃａ−３ｉ合
金を配合したパウダーが提案されており、特にその発熱
反応については記載はないが、その実施例から判断して
金属の大気中の酸素との反応による燃焼熱を得る方法に
よるものであり、上述の特開昭４８−９７７３５号公報
と同様の欠点を有し、上記（ｉｉ）ｘｂｙｒ：ｔ：：：
’＋／７′１占″′ｒ７田白１月＋　：ｌ’％　Ｌ）ま
た、特開昭８４−６６０５６号公報には、Ｃａ−３ｉ、
ＡＮ、Ｆｅ−Ｍｎの添加が開示されているが、ＡＩの添
加では＜ｉ）の問題が存在し、更に、特開昭４８９７７
３５号公報と同様の欠点かあり、実用的ではない。

し課題を解決するための手段］本発明−ｈらは、」二足課題を解消するために種々検討
を重ねた結果、上述の如き従来の発熱型パウダーの欠点
を全て克服できることを見出した。

すなわち、本発明は基材原料２０〜９０重量？６、シリ
カ質原料０〜３０重量％、フラックス原ＦＪ　Ｏ〜２０
重量？１１、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム及び硝酸
カリウムよりなる群からｉ８択された１種または２種以
上の発熱材３〜３０重量？６、炭素、シリコン及びシリ
コン合金よりなる群から選択された１種または２種以上
の還元材３〜３０重量％、及び酸化鉄よりなる火炎抑制
材０〜３０重量り≦を古有してなり且つ酸化物換算の化
学組成てＣａＯ−’　Ｓ　ｉ　Ｏ、重景比がＱ、７〜２
５であることを特徴とする連続鋳造用発熱型モールドパ
ウダーに係る。

才な、本発明は基材原料２０〜９０重量％、シリカ質原
料０〜３０重量％、フラックス原料０〜２０重量％、炭
酸カリウム、炭酸水素カリウム及び硝酸カリウムよりな
る群から選択された１種または２種以上の発熱材３〜３
０重量％、シリコン及び／またはシリコン合金よりなる
還元材３〜３０重量％、及び酸化鉄よりなる火炎抑制材
０〜３０重量？６を含有してなり、不可避的遊離炭素が
０５重量％以下であり且つ酸化物換算の化学組成てＣａ
Ｏ，／ＳｉＯ２重量比が０．７〜２．５であることを特
徴とする連続鋳造用発熱型モールドパウダーにｆ系る。

［作　　用］従来の発熱型パウダーの多くが有する欠点は、発熱源の
ほとんどが発熱材である金属そのものの大気中酸素ある
いは他の酸化材との反応熱に依存していることにある。

この欠点を克服するため本発明の連続鋳造用発熱型モー
ルドパウダーでは、発熱材として炭酸カリウム、炭酸水
素カリウム及び硝酸カリウムからなる群から選択された
１種または２種以上を、還元材として炭素、シリコン及
びシリコン合金からなる群から選択された１種または２
種以上を代用するものである。

すなわち、連続鋳造用発熱型モールドバラタ−をモール
ド内に投入した時に、上記発熱材は上記還元材と速やか
に反応して還元材の酸化による発熱反応熱か得られるの
に加え、発熱材の還元によりカリウムカスを生成させ、
更に、このカリウムカスを大気中の酸素と反応させて速
やかに大きな燃焼熱を得ることができる。例えば、発熱
材である炭酸カリウムと還元材であるシリコンの組み合
わせては次の反応を生ずる： ■に、ＣＯユ＋Ｓｉ→２Ｋｉ＋５ｉＯ＝４−ＣＯ（発熱
反応）、：ｚ、ｓＫ７　＋　ｏ２−２に２０　　　　　
　　　（発熱反応）すなわち、本発明の連続鋳造用モー
ルドパウダーでは、発熱材と還元材との反応が著しく速
く、また、力１１ウムガスの酸化反応が気体対気体反応
で、Ｆ）るため反応速度が速く且つ安定して得られ、上
りの入りを克張することができる。

発熱材及び還元材の添加量はそれぞれ３〜３０重量％が
望ましい。添加量が３１景％未満では反応熱が小さく効
果がない。また、３０重量％を超えると、発熱量が大き
くなり過ぎ、火炎発生が大きく、モールド内が見難くな
る等作業性が悪くなるために好ましくない。

また、使用される鋼６種、鋳造条件によって、力ｌラム
ガスの燃焼に伴う火炎を抑制しない場合には、酸素供給
源として酸化鉄を添加することにより発熱量を低下させ
ることなく、カリウムガスを速やかに酸化燃焼させ、火
炎を抑制することができる。

この際、カリウムガスにより還元生成したＦｅは、一部
溶融パウダースラグ中に酸化物として吸収されるが、は
とんどは溶鋼中に溶は込む。すなわち、火炎抑制材とし
て酸化鉄を３０重量％以下の範囲内で添加することもで
きる。酸化鉄の添加量が３０重量％を超えるとカリウム
ガスにより還元されて生成した鉄が速やかに溶鋼中に溶
は込まず、溶融パウダースラグ中に残存し、潤滑性等モ
−ルドパウダー本来の特性を阻害するために好ましくな
い。

また、極低炭素鋼、ステンレス鋼等、鋼中への炭素のピ
ックアップが危惧される場合には、還元材として炭素質
原料を使用せず、他の原料がら不可避的に侵入する炭素
を０．５重量％以下に抑えれば炭素のピックアップを防
止することがてきる。

本発明のパウダーは鋳造条（’Ｆ等の使用条件に応して
上述の発熱材、還元材、火炎抑制材としての酸化鉄の他
に基材原料、シリカ原料フラックス原料、その他の組み
合わせにより構成される。

基材原「■としては、ポルトランドセメント、つ１ラス
トナイト、黄リンスラグ、高炉スラグ、合成珪酸カルシ
ウム、石灰石、苦灰石、マクネシアアルミナ、ヂタニア
等が使用可能であり、特に石灰石、苦灰石の如きＣｏ２
ガスを含むために分解時の吸熱反応により従来余り使用
されなかった原￥１も使用可能である。

基材原１１の添加量は２０〜９０重量％の範囲内である
。この添加量が２０重量０６未満であると、相対的に他
の原料の添加量が多くなり過ぎ、潤滑作用、介在物の吸
収作用等モールドパウダー本来の役割を果たすことがで
きないために好ましくない。また、９０重量％を超える
と相対的に池の原料の添加量が少なくなり、発熱性が小
さくなる他、嵩比重、拡かり性等の粉体特性が調整し難
くなるために好ましくない。

シリカ原料はモールドパウダーの嵩比重、酸化物換算で
のパウダーのＣａ　Ｏ／　Ｓ　ｉ　０２重量比を調整す
るために使用するものであり、パーライト、フライアッ
シュ、珪砂、長石、珪石粉、珪藻土、珪酸ソーダ、珪酸
カリウム、ガラス粉、シリカフラワー等が使用できる。

　なお、シリカ原料の添加量は通常０〜３０重量％の範
囲内である。

フラックス原料はモールドパウダーの溶融特性を調整す
るために使用するものであり、炭酸ソーダ、炭酸リチウ
ム、フッ化すｌ・リウム、氷晶石、ホタル石、炭酸バリ
ウム、硼酸、硼砂、コレマナイＩ・、フッ化マグネシウ
ム、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム、マンガン酸
化物等通常のモールドパウダーに使用されるフラックス
原料が使用可能である。

−ラックス原料の添加量は０〜２０重量％の範囲内であ
る。この添加量が２０重壁量を超えると、＋；ｔ　ＦＩ
Ｇ、時に蒸発による組成変化を生したり、溶鋼をモール
ド内に注入する浸漬ノズルを激しく損傷するために好ま
しくない。

また、本発明の連続鈷遣用発熱型モールドパウゲ−は前
述の粉末原料を混合し、た粉末状または押出造粒、撹拌
造粒、流動造粒、転勤造粒、噴霧造粒等の方法て造粒し
た顆粒状にて使用することができる。

上述の原Ｌ１て構成される本発明のモールドパウダーは
、潤滑作用、介在物の吸収作用等モールドパウダー本来
の特性を阻害させないために、モールドパウダーの化学
組成の中で酸化物換算でのＣａと８１の重量比すなわち
Ｃａ　Ｏ／　Ｓ　ｉ　０２重量比を０．７〜２．５の範
囲に限定する必要がある。すなわち、該重量比が０．７
未満の場３には、溶融′、→グ状πとなった時の粘度が
高くなり過ぎ、モールドと凝固シェル間へ円滑に流れ込
まず、潤滑不良を起こし易いために好ましくない。また
、２．５を超える場合には、溶融スラグの初晶析出温度
が高くなり過ぎるため結晶し易くなり、潤滑不良を生じ
、ブレークアウト等の操作トラブルを起こし易くなるた
めに好ましくない。

［実　施　例］以下に実施例を挙げて本発明の連続鋳造用発熱型モール
ドパウダーを更に説明する。

実施例以下の第１表に本発明品及び比較品の配合及び実機ての
使用結果を記載する。第１表中、本発明品Ｎｏ、４は粉
末原料混合物を加水混練し、押出造粒機によって柱状に
造粒した顆粒品であり、その他は粉末配合物をＶ型ミキ
サーにて混合した粉末品である。

［発明の効果］本発明の連続鋳造用発熱型モールドパウダーは各種鋼種
において、フロント用及び本体用として非常に帰れた作
業性及び発熱性を示し、且つ介在物、ピンホール等の欠
陥の極めて少ない鋳片を供給することかできる。

Claims

【特許請求の範囲】１、基材原料２０〜９０重量％、シリカ質原料０〜３０
重量％、フラックス原料０〜２０重量％、炭酸カリウム
、炭酸水素カリウム及び硝酸カリウムよりなる群から選
択された１種または２種以上の発熱材３〜３０重量％、
炭素、シリコン及びシリコン合金よりなる群から選択さ
れた１種または２種以上の還元材３〜３０重量％、及び
酸化鉄よりなる火炎抑制材０〜３０重量％を含有してな
り且つ酸化物換算の化学組成でＣａＯ／ＳｉＯ＿２重量
比が０．７〜２．５であることを特徴とする連続鋳造用
発熱型モールドパウダー。２、基材原料２０〜９０重量％、シリカ質原料０〜３０
重量％、フラックス原料０〜２０重量％、炭酸カリウム
、炭酸水素カリウム及び硝酸カリウムよりなる群から選
択された１種または２種以上の発熱材３〜３０重量％、
シリコン及び、／またはシリコン合金よりなる還元材３
〜３０重量％、及び酸化鉄よりなる火炎抑制材０〜３０
重量％を含有してなり、不可避的遊離炭素が０．５重量
％以下であり且つ酸化物換算の化学組成でＣａＯ／Ｓｉ
Ｏ＿２重量比が０．７〜２．５であることを特徴とする
連続鋳造用発熱型モールドパウダー。