JP2003181607A

JP2003181607A - 高Ａｌ含有鋼連続鋳造用モールドフラックス

Info

Publication number: JP2003181607A
Application number: JP2001378253A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Tanaka; 和久田中; Yasuo Yamazaki; 泰生山崎; Yoshihiro Inami; 義浩稲波; Koji Harada; 浩次原田; Akira Matsuo; 晶松尾; Yasuyuki Fukuda; 安之福田
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Metal Products Co Ltd
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-07-02
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: JP4014001B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はＡｌを０．５〜３０ｍａｓｓ％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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡｌを０．５〜３０
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。

【０００２】

【従来の技術】通常、鋼の連続鋳造では、主に鋳片と鋳
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。

【０００３】しかし、高Ａｌ含有鋼の鋳造に一般のモー
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）

【０００４】鋼中Ａｌ含有量が多く上記反応が激しい場
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。

【０００５】さらに、多連続鋳造により鋳造時間が長く
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。

【０００６】これら高Ａｌ含有鋼の連続鋳造における問
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。

【０００７】しかし、本発明者らがＡｌを０．５〜３．
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。

【０００８】したがって、これらのモールドフラックス
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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明において解決す
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来方
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。

【００１１】（３）ＳｉＯ₂ ：２５〜４５ｍａｓｓ
％、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。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者らがＡｌを０．５〜３．
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。

【００１３】以下、本発明のモールドフラックスにおい
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。

【００１４】ＳｒＯとＢａＯを合計で２ｍａｓｓ％以上
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。

【００１５】Ｆは粘度と融点を下げる目的で２ｍａｓｓ
％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。

【００１６】Ｎａ₂ Ｏは粘度と融点を下げる作用がある
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。

【００１７】ＭｇＯは若干の低粘度化、低融点化効果が
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。

【００１８】

【実施例】本発明モールドフラックスおよび従来モール
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。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１の結果から明らかなように、本発明モ
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。

【００２１】

【発明の効果】本発明モールドフラックスを用いること
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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎泰生福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鉄所内 (72)発明者稲波義浩福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鉄所内 (72)発明者原田浩次福岡県築上郡吉富町直江198番地 (72)発明者松尾晶福岡県北九州市八幡西区町上津役西３−４ −20 (72)発明者福田安之福岡県豊前市吉木778−３

Claims

【特許請求の範囲】

【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。