JPH11277201A

JPH11277201A - 鋼の連続鋳造用モールドパウダー

Info

Publication number: JPH11277201A
Application number: JP8440098A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Morita; 明宏森田; Hideaki Fujiwara; 秀明藤原; Yukimasa Iwamoto; 行正岩本
Original assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Current assignee: Shinagawa Refractories Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JP3300274B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、溶融滓化性状を改善し、自
動供給機へ適用可能で、且つ保温性を改善することがで
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。【解決手段】本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダ
ーは、ＣａＯ−ＳｉＯ₂系主原料を４０重量％以上、Ｓ
ｉＯ₂質原料を０〜３０重量％、炭素質原料を０.２〜８
重量％、フラックス原料を３〜３０重量％含有してなる
鋼の連続鋳造用モールドパウダーにおいて、膨潤性粘土
鉱物を０.５〜１５重量％含有し、粒径が１.５ｍｍ以下
の造粒物であり、且つ嵩比重が１.０〜１.５の範囲内に
あることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造用モ
ールドパウダーに関し、更に詳細には、作業環境、自動
供給機対応性、操業安定度、鋼品質の向上に著しく寄与
できる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・課題】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。このような状況下において、モールド
パウダーの果たす役割は大きい。

【０００３】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
ドの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。
即ち、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。

【０００４】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、
種々の方法で造粒した顆粒タイプがある。

【０００５】モールドパウダーがこれらの役割を十分に
果たせない場合には、鋳片品質の劣化、操業の不安定化
(ＢＯなど)に繋がるため、高品質、且つ安定した品質の
モールドパウダーの開発が進められている。近年では、
更に作業環境に優れ、自動供給への適用性に優れた顆粒
モールドパウダーの要望が強い。

【０００６】(１)溶融滓化性状改善近年では、上ノズル、スライドプレート、浸漬ノズルな
どからＡｒなどの不活性ガスを吹き込む操業が盛んに行
われるようになり、こうした操業下においては、これら
のガスがモールド内を浮上し、モールドパウダー層中を
通過するため、モールドパウダーの溶融が不安定になり
易い状況にある。すなわち、浮上ガスの溶融スラグ層の
通過に伴い、スラグの泡立ち現象を生じ易く、未溶融
層、焼結層が溶融スラグで覆われる場合があり、溶融滓
化の不均一、溶融不良、保温性の劣化、スラグベアーの
巨大化、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場合
がある。

【０００７】(２)自動供給機への適用性作業環境改善、省力化の見地から、顆粒パウダーの自動
供給による使用が進められているが、気送(例えばパウ
ダー投入ホッパーから供給機本体への気送)や自動供給
機内での切り出し(スクリューフィダーなど)で粒が崩壊
し、粉化する問題がある。押出造粒による円柱状の顆粒
は、形状的にも壊れやすく、粉化しながら使用されてい
る。また、スプレー造粒による球状顆粒は、中空状にな
り易く、粒強度が著しく弱いため、特に粉化し易い。

【０００８】(３)保温性改善顆粒パウダーは、粉末品に比較すると保温性に劣り、保
温性に優れる顆粒パウダーが望まれ、中空球状の顆粒な
どが提案されているが、上記の滓化性状や自動供給機へ
の適用性なとで問題が多い。

【０００９】これまで種々の顆粒パウダーが提案されて
いるが、上記の３点を同時に克服できる実用的なパウダ
ーはないのが実情である。例えば、特公昭57−20069号
公報には、少なくとも１種の鋳造用パウダー成分よりな
り、閉じた球状中空体の形であり、この場合原料として
鋳造用パウダー成分及び場合により融剤の極微粒状混合
物が用いられ、原料がスラリー化され、発泡剤と混合さ
れ、原料と発泡剤とよりなる混合物が膨張させられる、
鋳造用パウダーの製法において、中空体が発泡後に仮焼
されることを特徴とする、鋳造用パウダーの製法が開示
されている。しかしながら、該公報に従って製造された
鋳造用パウダーは、中に空気層を含むため溶融性状に劣
る他、中空であるため、粒強度が弱く、自動供給機によ
る供給は、粉化が激しく採用できない。

【００１０】また、特公平４−22663号公報には、Ａｌ₂
Ｏ₃２〜２０重量％、アルカリ及びアルカリ土類金属の
弗化物３〜３０重量％、ＣａＯは計算外としてアルカリ
及びアルカリ土類金属の酸化物２〜３０重量％、炭素粉
末０.２〜７重量％、残部がＣａＯとＳｉＯ₂であって、
しかもＣａＯ／ＳｉＯ₂０.６５〜１.５の組成からな
り、粒径０.２〜０.６ｍｍが９０重量％以上の球形顆粒
状をなし、安息角が２７度以下、崩壊角が１７度以下で
あることを特徴とする断熱性に優れた連続鋳造用フラッ
クスが開示されている。しかしながら、このフラックス
も粒強度等の点で問題があり、自動供給機への適用など
の点で問題がある。

【００１１】更に、特開昭61−108463号公報には、Ａｌ
₂Ｏ₃を２〜２０重量％、アルカリ及びアルカリ土類金属
の弗化物を３〜３０重量％、アルカリ及びアルカリ土類
金属の酸化物を、ＣａＯは算入しないこととして２〜３
０重量％、そして炭素粉末を０.２〜７重量％含むほ
か、残部がＣａＯ／ＳｉＯ₂比の値で０.６５〜１.５の
割合となる、ＣａＯ及びＳｉＯ₂を含有する組成よりな
り、粒径３.０ｍｍ以下に造粒した粒子であって、粒径
０.１〜２０ｍｍ：９０重量％以上、粒径０.１ｍｍ：５
重量％以下、粒径２.０〜３.０ｍｍ：５重量％以下の粒
度分布になることを特徴とする保温性の良い鋳造用球形
顆粒状フラックスが開示されている。しかしながら、こ
の公報に開示されているフラックスは、撹拌造粒法によ
って造粒されたものであり、粒強度が弱く、自動供給機
への適用などの点で問題がある。

【００１２】また、特公平１−20944号公報には、Ａｌ₂
Ｏ₃２〜２０重量％と、アルカリ及びアルカリ土類金属
の弗化物３〜３０重量％と、アルカリ及びアルカリ土類
金属の酸化物ただしＣａＯは計算外で２〜３０重量％及
び炭素０.２〜７重量％で残部は、ＣａＯ／ＳｉＯ₂(重
量％比)が０.６５〜１.５の範囲内のＣａＯとＳｉＯ₂の
ほか、不可避的不純物を含む成分組成になり、撹拌造粒
法にて造粒をした粒子の粒度構成は、粒径０.１ｍｍ以
上２.０ｍｍ未満が９０重量％以上でかつ粒径０.３ｍｍ
以上１.２ｍｍ未満は８０重量％以上、粒径０.１ｍｍ未
満が５重量％以下そして、粒径２.０ｍｍ以上３.０ｍｍ
未満も５重量％以下の分布をなす、球形顆粒であって、
しかも上記炭素はその全量若しくは一部を粉末状で球形
顆粒の粒表面ないし粒間に存在させたものであることを
特徴とする、溶融特性に優れた鋳造用フラックスが開示
されている。しかしながら、この公報に開示されたフラ
ックスもまた撹拌造粒法によって造粒されたものであ
り、上述と同様の問題点を有する。

【００１３】従って、本発明の目的は、溶融滓化性状を
改善し、自動供給機へ適用可能で、且つ保温性を改善す
ることが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。

【００１４】

【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、上述の如き欠
点をすべて克服できることを見出した。即ち、本発明
は、ＣａＯ−ＳｉＯ₂系主原料を４０重量％以上、Ｓｉ
Ｏ₂質原料を０〜３０重量％、炭素質原料を０.２〜８重
量％、フラックス原料を３〜３０重量％含有してなる鋼
の連続鋳造用モールドパウダーにおいて、膨潤性粘土鉱
物を０.５〜１５重量％含有し、粒径が１.５ｍｍ以下の
造粒物であり、且つ嵩比重が１.０〜１.５の範囲内にあ
ることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドパウダーに
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のモールドパウダーは、粒
を充実、球状、高密度、小径とすることにより、溶融滓
化性状を改善でき、自動供給機へ適用でき、且つ保温性
を改善することができるものである。

【００１６】本発明において、モールドパウダーを高密
度で、小径の造粒物とすることにより、モールドパウダ
ーの粒内まで熱が伝わり易いため、従来の顆粒とは異な
り、粉末状モールドパウダーに近い優れた溶融滓化性状
を示す。造粒物の粒径に関して、１.５ｍｍ以下が好ま
しく、１.２ｍｍ以下が９０重量％以上であることがよ
り好ましい。ここで、粒径１.２ｍｍ以下の造粒物が９
０重量％以上であれば、粉末に近い優れた溶融滓化性状
を示す。また、１.２ｍｍ以下の造粒物が９０重量％以
上の粒度分布に設定することにより未溶融層の通気性が
著しく低減でき、熱の通過を抑えて保温性に優れた特性
を確保できる。なお、造粒物の粒径が１.５ｍｍを超え
る大きな粒では、良好な滓化性を付与できないために好
ましくない。

【００１７】更に、造粒物を小径として且つ高強度を得
るためには、造粒物を高密度化することが必須であり、
単に撹拌造粒法などの造粒方法で造粒しても高密度化す
ることはできない。そこで、本発明においては、膨潤性
粘土鉱物を配合することにより、造粒物の高密度化を図
った。ここで、膨潤性粘土鉱物は、造粒の際にバインダ
ーとして添加される水分により膨潤する特性を有し、一
般の粘土より造粒性を著しく向上できる。本発明に使用
可能な膨潤性粘土鉱物は、モンモリロナイト系鉱物であ
り、ベントナイトなどを用いることができる。膨潤性粘
土鉱物の配合量は０.５〜１５重量％、好ましくは０.５
〜１０重量％の範囲内である。ここで、膨潤性粘土鉱物
の配合量が０.５重量％未満では、添加効果がないため
に好ましくなく、また、該配合量が１５重量％を超える
と、造粒により得られる造粒物の粒径が大きくなり過ぎ
る傾向にあり、また、粒強度が高くなり過ぎ、更に、充
填過剰となり、嵩比重が大きくなり過ぎ、溶融性状が悪
化するために好ましくない。

【００１８】ここで、本発明の鋼の連続鋳造用モールド
パウダーの基本組成は、ＣａＯ−ＳｉＯ₂系主原料を４
０重量％以上、ＳｉＯ₂質原料を０〜３０重量％、炭素
質原料を０.２〜８重量％、フラックス原料を３〜３０
重量％である。

【００１９】本発明に使用可能なＣａＯ−ＳｉＯ₂系主
原料は、特に限定されるものではなく、モールドパウダ
ーの原料として通常使用されている任意のものを使用す
ることができ、例えばウォラストナイト、黄リンスラ
グ、合成珪酸カルシウム、ダイカルシウムシリケート、
高炉スラグ、ポルトランドセメント等である。なお、Ｃ
ａＯ−ＳｉＯ₂系主原料の配合量が４０重量％未満であ
ると、相対的に他の原料の添加量が多くなり、粘度等の
溶融特性の調整が難しくなるために好ましくない。

【００２０】また、本発明に使用可能なＳｉＯ₂質原料
もまた、特に限定されるものではなく、モールドパウダ
ーの原料として通常使用されている任意のものを使用す
ることができ、例えば珪酸ソーダ、ガラス粉、珪石粉、
珪藻土、粘土、シリカフラワー、スポジュメン等であ
る。なお、ＳｉＯ₂質原料の配合量が３０重量％を超え
ると、低ＣａＯ／ＳｉＯ₂組成となり、粘度が高くなり
過ぎ、溶融特性などの調整が難しくなるために好ましく
ない。

【００２１】更に、本発明に使用可能な炭素質原料もま
た、特に限定されるものではなく、モールドパウダーの
原料として通常使用されている任意のものを使用するこ
とができ、例えば黒鉛、コークス、カーボンブラック、
木炭等である。なお、炭素質原料の配合量が０.２重量
％未満であると、滓化が早くなり過ぎ、滓化速度の調整
が困難になるために好ましくなく、また、該配合量が８
重量％を超えると、滓化が遅くなり過ぎ、滓化速度の調
整が困難になるために好ましくない。

【００２２】なお、本発明のモールドパウダーにおいて
は、炭素質原料の一部または全部に膨張性黒鉛を使用す
ることができる。炭素質原料として膨張性黒鉛を使用す
ることにより、粒強度と滓化性状をバランスさせること
ができる。なお、膨張性黒鉛と膨潤性粘土鉱物の配合量
は、膨潤性粘土鉱物／膨張性黒鉛の重量比が５／１以下
の範囲内であることが好ましい。該重量比が５／１を超
えると、粒強度が高すぎるため、滓化が遅れ易くなる傾
向にあるために好ましくない。

【００２３】また、本発明に使用可能なフラックス原料
もまた、特に限定されるものではなく、モールドパウダ
ーの原料として通常使用されている任意のものを使用す
ることができ、例えば炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、
炭酸マンガン、炭酸ストロンチウム、炭酸カリウム、炭
酸バリウム、炭酸マグネシウム、フッ化ナトリウム、フ
ッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化アルミニ
ウム、フッ化リチウム、氷晶石、蛍石、硼酸、硼砂等で
ある。なお、フラックス原料の配合量が３重量％未満で
あると、粘度、融点が高くなり過ぎるために好ましくな
く、また、該配合量が３０重量％を超えると、粘度、融
点が低くなり過ぎるために好ましくない。

【００２４】なお、造粒方法は特に限定されるものでは
なく、撹拌造粒等の慣用の任意の方法を用いることがで
きる。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。

【００２５】また、得られた造粒物は、流動層などで流
動を加えながら熱風を当てて乾燥することが好ましい。
すなわち、熱風と流動により乾燥収縮するため、造粒物
はより緻密となり、高密度な粒となる。なお、熱風の温
度は、１５０℃以上が好ましく、特に２００℃以上がよ
り好適である。なお、熱風の温度が１５０℃未満の場合
には、乾燥収縮が小さく、緻密化効果が余り期待できな
い。

【００２６】本発明のモールドパウダーの嵩比重は、
１.０〜１.５の範囲内にある。嵩比重が１.０未満であ
れば、未溶融層の充填度合いが不十分で、保温性に劣る
ために好ましくない。また、嵩比重が１.５を超えると
充填過剰となって滓化溶融性状が劣化するために好まし
くない。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明のモールドパウダ
ーを更に説明する。実施例以下の表１に記載する配合割合及び製造条件にて本発明
品１〜９並びに比較品１〜３のモールドパウダーを作成
した。得られたモールドパウダーの化学組成並びに使用
結果を表１に併記する。

【００２８】

【表１】

【００２９】なお、表１中、作業性はモールドパウダー
使用時の溶融滓化の均一性、溶融性状、スラグベアーの
有無、保温性、溶融パウダースラグ層厚みの均一性など
を総合的に評価したものであり、ここで、◎は良好を表
し、〇は適を表し、△は一部不良を表し、×は不良を表
す。また、自動供給機通過時の粉化指数は比較品１の粉
化量を１として指数で表示したものである。更に、鋳片
欠陥発生指数は比較品１の鋳片欠陥発生量を１として指
数で表示したものである。また、保温性は溶融スラグ層
温度の測定等により評価した。更に、滓化性は実機鋳造
での目視観察の結果を示すものである。また、粒強度
は、モールドパウダーと玉石を同時にＶ型ミキサーに装
入し、混合後の微粉発生量で評価し、発生量の少ないも
のを◎、以降○、△とし発生量の最も多いものを×とし
て表示した。

【００３０】次に、表１に示す本発明品４の原料配合物
を用いて撹拌造粒にて、種々の嵩比重並びに粒度を有す
る試料１〜７のモールドパウダーを得た。得られた試料
の粒強度、自動供給機適用性、保温性並びに滓化性を以
下の表２に記載する。なお、比較のため、比較品１の原
料配合物を用いて撹拌造粒したモールドパウダー(試料
８〜１０)、比較品２の原料配合物を用いてスプレー造
粒したモールドパウダー(試料１１及び１２)として、比
較品３の原料配合物を用いて押出造粒したモールドパウ
ダー(試料１３及び１４)を得た。得られたモールドパウ
ダーの諸特性を表２に併記する。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２中、自動供給機適用性は自動供給機通
過時の粉化率を測定した結果を示すものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、溶融滓化性状に優れ、
自動供給機へ適用する際に粉化せず、且つ保温性に優れ
た鋼の連続鋳造用モールドパウダーを提供することがで
きるという効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣａＯ−ＳｉＯ₂系主原料を４０重量％
以上、ＳｉＯ₂質原料を０〜３０重量％、炭素質原料を
０.２〜８重量％、フラックス原料を３〜３０重量％含
有してなる鋼の連続鋳造用モールドパウダーにおいて、
膨潤性粘土鉱物を０.５〜１５重量％含有し、粒径が１.
５ｍｍ以下の造粒物であり、且つ嵩比重が１.０〜１.５
の範囲内に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。
【請求項２】炭素質原料の一部または全てが膨張性黒
鉛であり、膨潤性粘土鉱物／膨張性黒鉛の重量比が５／
１以下である、請求項１記載の連続鋳造用モールドパウ
ダー。