JP2003181607A - 高Al含有鋼連続鋳造用モールドフラックス - Google Patents
高Al含有鋼連続鋳造用モールドフラックスInfo
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Abstract
する高Al含有鋼を連続鋳造する際に、溶融スラグの変
質に起因する操業異常および鋳片品質劣化の防止に効果
的な高Al含有鋼連続鋳造用モールドフラックスを提供
する。 【解決手段】 SiO2 :25〜45mass%、Ca
O:25〜45mass%を主成分として塩基度(Ca
O/SiO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、
SrO+BaO:2〜15mass%、F:2〜15m
ass%、Al2O3 :10mass%以下、Na2
O:5mass%以下、炭素:0.5〜5.0mass
%含有し、必要に応じてMgO:10mass%以下、
Li2 O:10mass%以下を1種以上加えた連続鋳
造用モールドフラックス。
Description
mass%含有する高Al含有鋼を連続鋳造する際に、
溶融スラグの変質に起因する操業異常および鋳片品質劣
化の防止に効果的な高Al含有鋼連続鋳造用モールドフ
ラックス(以下、単にモールドフラックスと称す)に関
する。
型の焼付き防止のため鋳型内溶鋼上にモールドフラック
スを投入し、これを溶融スラグとして鋳型と凝固シェル
間に流入させることにより潤滑剤として機能させてい
る。モールドフラックスは一般にCaO、SiO2 を主
成分とし、Al2 O3 、Na2 O、F、MgO他の成分
を複数添加して所定の物性を付与し、溶融速度調整や未
溶融モールドフラックス焼結防止、溶鋼表面保温のため
炭素を適量加えたものが一般的に用いられる。
ルドフラックスを用いると、(1)式のようにモールド
フラックス成分SiO2 が還元性の強いAlと反応し、
溶融スラグ組成が変動する。なお、(1)式中の[ ]
内は鋼中成分、( )内はスラグ中成分を示す。 4[Al]+3(SiO2 )→2(Al2 O3 )+3[Si]・・・・(1)
合は、モールドフラックスの基本物性である粘度や融点
が大きく上昇する。これは、主に溶融スラグが高融点結
晶2CaO・Al2 O3 ・SiO2 (Gehlenit
e)やAl2 O3 ・MgO(Spinel)を生成し易
い組成に変化するためである。これらの結晶が多量に生
成すると、溶融スラグは鋳型と凝固シェル間へ流入し難
くなり潤滑不良傾向となる。
なると、溶融スラグの消費に対して供給量が過多とな
る。消費と供給のバランスが崩れると、溶融スラグ層は
使用中に次第に厚くなり、メニスカス近傍にスラグベア
と呼ばれる凝固塊が成長して凝固シェル形成が阻害され
る。その結果、不均一流入警報やブレークアウト等の重
大な操業異常が発生し易く危険な状態となる。
題を解決するために、特開昭61−186155や特開
平3−77753、特開平11−226712、特開2
000−42697において、スラグ成分変化にともな
う変質を低減する技術が開示されている。
0mass%含有する高Al含有鋼の多連続鋳造に特開
昭61−186155記載のモールドフラックスを使用
したところ、SiO2 含有量が高いため、スラグ中のS
iO2 が溶鋼Alにより還元されてスラグ成分が大きく
変化した。また、特開平3−77753、特開平11−
226712、特開2000−42697記載のモール
ドフラックスを使用したところ、Na2 O含有量が高い
ため、スラグ中Na2 Oの大部分が溶鋼Alにより還元
されてスラグ成分変化が助長されるとともに、白煙や炎
を生じて操業は著しく悪化した。
は成分変化による溶融スラグ物性の変質を抑えることは
できず、潤滑機能は著しく低下するため使用困難である
と判断された。
べき課題は、Alを0.5〜3.0mass%含有する
高Al含有鋼の連続鋳造に際してのスラグ変質に起因す
る問題を解消し、安定操業を可能とするモールドフラッ
クスを提供することにある。
法における問題点を解決するためになされたものであっ
て、その要旨するところは、下記手段にある。 (1) SiO2 :25〜45mass%、CaO:2
5〜45mass%を主成分として塩基度(CaO/S
iO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、SrO
+BaO:2〜15mass%、F:2〜15mass
%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2 O:5m
ass%以下、炭素:0.5〜5.0mass%含有し
た連続鋳造用モールドフラックス。 (2) SiO2 :25〜45mass%、CaO:2
5〜45mass%を主成分として塩基度(CaO/S
iO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、SrO
+BaO:2〜15mass%、F:2〜15mass
%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2 O:5m
ass%以下、MgO:10mass%以下、炭素:
0.5〜5.0mass%含有した連続鋳造用モールド
フラックス。
%、CaO:25〜45mass%を主成分として塩基
度(CaO/SiO2 ):0.8〜1.2となるように
調整し、SrO+BaO:2〜15mass%、F:2
〜15mass%、Al2 O3 :10mass%以下、
Na2 O:5mass%以下、Li2 O:10mass
%以下、炭素:0.5〜5.0mass%含有した連続
鋳造用モールドフラックス。 (4) SiO2 :25〜45mass%、CaO:2
5〜45mass%を主成分として塩基度(CaO/S
iO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、SrO
+BaO:2〜15mass%、F:2〜15mass
%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2 O:5m
ass%以下、MgO:10mass%以下、Li2
O:10mass%以下、炭素:0.5〜5.0mas
s%含有した連続鋳造用モールドフラックス。
0mass%含有する高Al含有鋼鋳造用モールドフラ
ックスについて種々の研究検討を行った結果、操業異常
の発生を抑制するためにはNa2 Oを出来るだけ低減し
て、かつSrOやBaOを適量含む上記解決手段に示し
たモールドフラックスは、SiO2 を多く含むものであ
っても鋳造中のスラグ粘度や融点の変化が小さいことを
見出すことができた。
て、各成分範囲を作用効果の面から限定した理由につい
ってその詳細を述べる。SiO2 、CaOはモールドフ
ラックスの主成分であり、安定した初期溶融スラグを形
成するため、それぞれ25〜45mass%必要とす
る。ここで、塩基度(CaO/SiO2 )が0.8未満
では鋼との反応が激しくなり、Al2 O3濃化が大きく
なる可能性があり、1.2を超えると融点が高くなるの
で、(CaO/SiO2 ):0.8〜1.2の範囲に調
整する。
添加することにより、前記(1)式の反応によってAl
2 O3 が濃化したスラグの物性変化を抑えることがで
き、その効果はSrO>BaOの順に高い。但し、15
mass%を超えて添加してもその効果は殆ど変わらな
いため、2〜15mass%で十分である。 なお、B
aOを含むBaO化合物のほとんどは毒性を有するた
め、なるべくSrOを用いる方が望ましい。
%以上添加するが、過剰であると設備腐食や浸漬ノズル
の溶損を促進するため、15mass%以下とする。A
l2 O3 は初期スラグの物性調整剤として添加してもよ
いが、使用中にAl 2 O3 が濃化することを考慮して1
0mass%以下で調整する。
が、上述の通り使用中に還元されてスラグ中に安定して
存在できないため、多量に添加すると逆効果である。し
たがって、原料等から不可避的に混入しても5mass
%以下となるようにする。炭素は主にモールドフラック
スの溶融速度調整や焼結防止のために0.5mass%
以上を必要とする。5.0mass%を超えると溶融が
極端に遅れて、溶融スラグ切れにともなう潤滑不良や浸
炭などの問題を生ずる惧れがある。
あるが、過剰に存在するとAl2 O 3 濃化時にSpin
el結晶を生成して高融点化するため、10mass%
以下となるよう制限する。Li2 Oは粘度と融点を下げ
るため必要に応じて添加してもよい。但し、添加量が多
すぎると還元され易くなり効果が半減するため、10m
ass%以下が望ましい。
ドフラックスを用いて250×1200mmサイズのA
lを0.5〜3.0mass%含有する高Al含有鋼を
鋳造した。モールドフラックスの組成と鋳造結果を表1
に示す。
ールドフラックスを使用すると不均一流入警報やブレー
クアウト等の操業異常もなく、鋳片品質も極めて良好で
あった。一方、従来モールドフラックスを使用した場合
は、Al2 O3 濃化による融点上昇が大きく、潤滑不足
に起因するブレークアウトが発生した。また、巨大なス
ラグベアが発達して流入が阻害され、操業は非常に不安
定であった。
により、不均一流入警報やブレークアウトの発生が皆無
となり、これまで高速鋳造が困難とされたAlを0.5
〜3.0mass%含有する高Al含有鋼であっても、
安定操業が可能となった。
Claims (4)
- 【請求項1】 SiO2 :25〜45mass%、Ca
O:25〜45mass%を主成分として塩基度(Ca
O/SiO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、
SrO+BaO:2〜15mass%、F:2〜15m
ass%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2
O:5mass%以下、炭素:0.5〜5.0mass
%含有したことを特徴とする連続鋳造用モールドフラッ
クス。 - 【請求項2】 SiO2 :25〜45mass%、Ca
O:25〜45mass%を主成分として塩基度(Ca
O/SiO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、
SrO+BaO:2〜15mass%、F:2〜15m
ass%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2
O:5mass%以下、MgO:10mass%以下、
炭素:0.5〜5.0mass%含有したことを特徴と
する連続鋳造用モールドフラックス。 - 【請求項3】 SiO2 :25〜45mass%、Ca
O:25〜45mass%を主成分として塩基度(Ca
O/SiO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、
SrO+BaO:2〜15mass%、F:2〜15m
ass%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2
O:5mass%以下、Li2 O:10mass%以
下、炭素:0.5〜5.0mass%含有したことを特
徴とする連続鋳造用モールドフラックス。 - 【請求項4】 SiO2 :25〜45mass%、Ca
O:25〜45mass%を主成分として塩基度(Ca
O/SiO2 ):0.8〜1.2となるように調整し、
SrO+BaO:2〜15mass%、F:2〜15m
ass%、Al2 O3 :10mass%以下、Na2
O:5mass%以下、MgO:10mass%以下、
Li2 O:10mass%以下、炭素:0.5〜5.0
mass%含有したことを特徴とする連続鋳造用モール
ドフラックス。
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