JPH0741385B2 - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼の連続鋳造用モール
ドパウダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鋼の連続鋳造の進歩は目覚まし
く、高温鋳片の無手入れ化(ＨＣＲ、ＨＤＲ)、高速鋳造
化、モールド断面形状の多様化、多連鋳化が進んでお
り、高温鋳片の無欠陥化と共にトラブル低減による連鋳
機稼働率の向上、安定化がＣＣプロセスにおける最大の
課題となっている。こういった状況下において、モール
ドパウダーの果たす役割は大きい。

【０００３】モールドパウダーは各種鋼成分、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が、特
に、品質設計が不適切な場合や品質設計は適切であって
も品質にバラツキがある場合には、高速鋳造ではブレー
クアウト等のトラブルによる連鋳機の停止を生じたり、
また、鋳片欠陥の原因となることが多い。モールドパウ
ダーの品質設計レベルの向上に伴って、鋼種によっては
品質の安定度が重要となっている。

【０００４】鋼の連続鋳造においては、モールド内にお
いてモールドパウダーが添加される。浸漬ノズルを介し
てモールド内に注入された溶鋼表面上に添加されたモー
ルドパウダーは、溶鋼からの受熱により溶鋼表面より溶
融スラグ層、未溶融の原パウダー層の層状構造を形成
し、種々の役割を果たしながら鋼の凝固シェルとモール
ド間に流れ込み消費される。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、溶鋼の酸化防止、保温作用、凝固シェルとモ
ールド間の熱媒体としての作用が重要な役割である。す
なわち、一定厚みの溶融スラグ層厚みを確保しながら一
定量流れ込むことにより〜の役割が果たせ、健全な
鋳片を得ることができるのである。

【０００５】特に、溶融スラグ層厚みが重要で、薄過ぎ
ると未溶融の原パウダー層と溶鋼湯面とが近付き、ちょ
っとした湯面変動で接触し易い状態となるため、ピンホ
ールや介在物といった鋳片欠陥が問題となり易い。厚過
ぎるとスラグベアを生成するなどの問題がある。また、
薄過ぎても、厚過ぎてもパウダースラグの不均一流入や
流入不足を生じ易く、割れやブレークアウトの原因とな
る。また、片流れなどの非定常が生じた時にトラブルと
なる確率が大きい。

【０００６】従って、溶融スラグ層厚みを決定する滓化
速度の設定が極めて重要であり、また、滓化速度を安定
化させることが必要である。

【０００７】一般的な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、ウォラストナイト、高炉
スラグ、ダイカルシウムシリケート(２ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ₂)、合成珪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嵩比重などの粉体特性調整のためシ
リカ原料を加え、更に、蛍石、氷晶石、硼砂、フッ化マ
グネシウムなどのフッ化物、炭酸ナトリウム、炭酸バリ
ウムなどの炭酸塩といった軟化点、粘度等の溶融特性調
整材としてのフラックス原料、溶融滓化速度調整材とし
ての炭素質原料などを混合した混合タイプや、炭素質原
料を除く成分の全部を予め溶融水砕したプリメルトタイ
プ、一部を予め溶融水砕したセミメルトタイプがある。
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。

【０００８】溶融パウダー層厚みを決定する溶融滓化速
度は、一部金属やその他の原料によってなされる場合も
あるが、基本的に炭素質原料によってなされており、炭
素質原料の粒度や使用量によって調整されているのが実
情である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、溶融パウ
ダースラグ層厚みを決定する溶融滓化速度の制御は炭素
質原料によってなされており、炭素質原料の粒度や使用
量によって調整されているのが実情である。

【００１０】しかしながら、各種原料を混合あるいは混
合後造粒してなるいわゆる混合タイプの場合、モールド
内に添加された際に低融点原料から順次溶融するため、
場合によっては炭素質原料が溶融したガラス状物質で覆
われ、酸化燃焼できずに残るために溶融滓化速度のバラ
ツキにつながり、スラグベアーの巨大化や溶融パウダー
スラグ層厚みのバラツキ、そして最終的には鋳片品質の
劣化、場合によっては潤滑性不良によるブレークアウト
等の操業トラブルにつながる。特に、押出造粒、撹拌造
粒、噴霧造粒等の方法で製造された顆粒状パウダーにお
いてその傾向が著しい。

【００１１】一方、高速鋳造への対応のためにはパウダ
ー消費速度を確保することが必要であり、パウダースラ
グの低粘度化のために炭酸リチウムなどのアルカリ金属
あるいはアルカリ土類金属の炭酸塩が使用される場合が
多い。しかしながら、これらの炭酸塩は分解反応が吸熱
反応であり、使用量が多くなり過ぎると、滓化溶融速度
の阻害やバランスの崩壊を引き起こす問題がある。更
に、上ノズル、スライドプレート、浸漬ノズルからＡｒ
などの不活性ガスを吹き込む場合には、これらのガスが
モールド内を浮上し、パウダー層中に入ってくるため、
そのガス量によってもパウダー中の炭素質原料の酸化は
不安定になり易い。こうした問題は、従来の鋳造速度の
遅い操業ではなかなか明確にならなかったが、高速鋳造
など操業条件の苛酷化とモールドパウダーの品質設計技
術の著しい向上により明らかとなった。

【００１２】従って、本発明の目的は、滓化、溶融特性
に優れ、また、操業安定度、鋼品質の安定性向上に寄与
できる鋼の連続鋳造用モールドパウダーを提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解消するために種々検討を重ねた結果、炭素質原料の
酸化燃焼メカニズムを明らかにし、上述の如き欠点をす
べて克服できることを見出した。

【００１４】即ち、本発明に係る連続鋳造用モールドパ
ウダーは、αスポジュメン及び／またはαユークリプタ
イトを３〜４０重量％含有し、かつ(αスポジュメン及
び／またはαユークリプタイト)／炭素質原料の重量比
が１.５〜８.０であることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明者らは種々の研究、検討を重ねた結果、
以下の知見を得た。 溶融滓化速度は炭素質原料が各種原料の周囲に存在す
ることにより、受熱時に各原料間の接触、焼結を防げ、
各原料は溶融後、周囲の炭素質原料の酸化に伴って溶融
スラグ層中に入る。故に、炭素質原料の種類、粒度、添
加量を調整することにより溶融滓化速度の制御が可能と
なる。 しかしながら、各種原料を混合あるいは混合後造粒し
てなるいわゆる混合タイプの場合、モールド内に添加さ
れた際に低融点原料から順次溶融するため、場合によっ
ては炭素質原料が溶融したガラス状物質で覆われ、酸化
燃焼できずに残るために溶融滓化速度のバラツキなどの
原因となる。特に、低融点の炭酸塩使用量の多い場合に
著しい。よって、フラックス成分を炭酸塩以外の形で使
用することが望ましいが、αスポジュメン、αユークリ
プタイトはフラックス成分であるＬｉ₂Ｏの含有量が多
く、炭酸塩等の低融点フラックス原料の使用量低減にも
有効である。 本発明者らが拘わる特願平３−57222号では、炭素質
原料を円滑に酸化させる方法として、炭酸塩を酸化促進
剤として活用する方法が提案されている。しかしなが
ら、シリカ質原料の添加量が限定されるなどの欠点を有
する。 炭素質原料を円滑に酸化させる方法として、モールド
内に添加され、溶鋼から受熱した時に溶融する前に相変
態を起こし、体積変化を起こす原料を活用する方法があ
ることを見出した。即ち、４００〜１０００℃で相変態
を起こすαスポジュメン及び／またはαユークリプタイ
トを活用することにより、炭素質原料が溶融したガラス
状物質で覆われるのを防ぎ、円滑な酸化燃焼が可能とな
ることが判明した。

【００１６】本発明の連続鋳造用モールドパウダーは上
記の知見を基になされたものである。即ち、αスポジュ
メン及び／またはαユークリプタイトを３〜４０重量％
含有し、かつ(αスポジュメン及び／またはαユークリ
プタイト)／炭素質原料との重量比を１.５〜８.０に限
定することにより溶融滓化速度安定性を高め、その使用
に際しては溶融パウダースラグ層厚みのバラツキをなく
し、最終的には鋳片品質の劣化、ブレークアウト等の操
業トラブルを防止できるものである。

【００１７】αスポジュメン及び／またはαユークリプ
タイトの添加量は３〜４０重量％が望ましい。３重量％
未満では効果は少ない。また、４０重量％を超えるとＳ
ｉＯ₂量が多くなり、パウダーとしての溶融後パウダー
組成、塩基度の調整が困難になり好ましくない。また、
αスポジュメン及び／またはαユークリプタイトは完全
に結晶化した結晶度の高いものが望ましいが、一部非晶
質や他の結晶を含むものでも、純度８５％以上のもので
あれば良い。

【００１８】(αスポジュメン及び／またはαユークリ
プタイト)／炭素質原料の重量比が１.５未満では効果が
少なく好ましくない。また、８.０を超えると炭素質原
料の酸化速度が大きくなり過ぎ、滓化速度が調整困難と
なり好ましくない。

【００１９】なお、本発明の連続鋳造用モールドパウダ
ーにおいて、上記αスポジュメン及びαユークリプタイ
トを除く他の原料例えば基材原料、シリカ質原料、フラ
ックス原料、カーボン原料、金属、合金原料等は特に限
定されるものではなく、慣用の種々のものを使用するこ
とができる。

【００２０】また、本発明の極低炭素鋼用モールドパウ
ダー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、転動造粒、噴霧造粒などの方
法で造粒した顆粒状にて使用することができる。造粒に
際しては、必要に応じて有機質、無機質のバインダーを
使用することができる。

【００２１】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の極低炭素鋼用
モールドパウダーを更に説明する。 実施例 以下の表１に本発明品及び比較品の配合及び実機での使
用結果を記載する。表１中、本発明品Ｎｏ.２及び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。

【００２２】

【表１】

【００２３】なお、表１中の合成珪酸カルシウムは電気
炉で溶解後、冷却、粉砕した原料であり、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏ、ＭｎＯ、ＴｉＯ₂、
ＢａＯ、Ｂ₂Ｏ₃、Ｆ等を含み、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂
Ｏ＋Ｆｅ₂Ｏ₃＋Ｌｉ₂Ｏ＋ＭｎＯ＋ＴｉＯ₂＋ＢａＯ＋Ｂ
₂Ｏ₃量が２０％未満である。また、主成分であるＣａＯ
とＳｉＯ₂の比率がＡ、Ｂ、Ｃでは異なり、Ａが低Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ₂品、Ｂが高ＣａＯ／ＳｉＯ₂品、Ｃが中間品
である。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る鋼の連続鋳造用モールドパ
ウダーは、αスポジュメン及び／またはαユークリプタ
イトを３〜４０重量％含有し、かつ(αスポジュメン及
び／またはαユークリプタイト)／炭素質原料重量比が
１.５〜８.０である構成としたので、滓化、溶融特性に
優れ、また、操業安定度、鋼品質の安定性向上に寄与で
きる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼の連続鋳造用モールドパウダーにおい
   て、αスポジュメン及び／またはαユークリプタイトを
   ３〜４０重量％含有し、かつ(αスポジュメン及び／ま
   たはαユークリプタイト)／炭素質原料重量比が１.５〜
   ８.０であることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールド
   パウダー。