JP3279184B2 - 連続鋳造用モールドパウダー - Google Patents
連続鋳造用モールドパウダーInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の連続鋳造に用
いられるモールドパウダー、特に炭素含有量が０．０８
〜０．１８ｗｔ％の中炭素鋼を高速度で連続鋳造するに
好適なモールドパウダーに関するものである。
いられるモールドパウダー、特に炭素含有量が０．０８
〜０．１８ｗｔ％の中炭素鋼を高速度で連続鋳造するに
好適なモールドパウダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼の連続鋳造において、モールド内溶鋼
上に添加されたモールドパウダーは、溶融して溶鋼を覆
い、溶鋼の酸化防止や保温、溶鋼中脱酸生成物の吸収、
又、モールドと凝固シェルとの間に流入し、モールドと
凝固シェルとの潤滑、及び凝固シェルの抜熱制御を行っ
ている。
上に添加されたモールドパウダーは、溶融して溶鋼を覆
い、溶鋼の酸化防止や保温、溶鋼中脱酸生成物の吸収、
又、モールドと凝固シェルとの間に流入し、モールドと
凝固シェルとの潤滑、及び凝固シェルの抜熱制御を行っ
ている。
【０００３】通常、モールドパウダーは、ＣａＯ、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯ等の酸化物を基材と
し、これら基材に、基材の物性を調整する（以下、
「物性調整材」と記す）ための、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｃ
ａＦ2 、ＭｇＦ2 、Ｌｉ2 ＣＯ3 、氷晶石、等のアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属の酸化物や弗化物又は炭酸
化物と、基材の主成分であるＣａＯ、ＳｉＯ2 の成分
調整材である炭酸カルシウムや珪藻土と、溶融速度調
整材であるカーボンブラック、人造黒鉛等の炭素物質
と、が添加され構成されている。そして基材としては、
高炉滓、ガラス粉末、ポルトランドセメントや、天然の
玄武岩やシラス、又、電気炉、キュポラ等で溶解されて
製造される珪酸カルシウム等が使用される。
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＭｎＯ等の酸化物を基材と
し、これら基材に、基材の物性を調整する（以下、
「物性調整材」と記す）ための、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｃ
ａＦ2 、ＭｇＦ2 、Ｌｉ2 ＣＯ3 、氷晶石、等のアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属の酸化物や弗化物又は炭酸
化物と、基材の主成分であるＣａＯ、ＳｉＯ2 の成分
調整材である炭酸カルシウムや珪藻土と、溶融速度調
整材であるカーボンブラック、人造黒鉛等の炭素物質
と、が添加され構成されている。そして基材としては、
高炉滓、ガラス粉末、ポルトランドセメントや、天然の
玄武岩やシラス、又、電気炉、キュポラ等で溶解されて
製造される珪酸カルシウム等が使用される。
【０００４】炭素含有量が０．０８〜０．１８ｗｔ％の
亜包晶から包晶領域の中炭素鋼と呼ばれる鋼において
は、凝固時のδ→γ変態による体積収縮が大きく、モー
ルド内で不均一凝固するため、鋳片に縦割れが多発す
る。そして、縦割れは鋳片引抜き速度が高速になるに従
い発生頻度が高くなる。
亜包晶から包晶領域の中炭素鋼と呼ばれる鋼において
は、凝固時のδ→γ変態による体積収縮が大きく、モー
ルド内で不均一凝固するため、鋳片に縦割れが多発す
る。そして、縦割れは鋳片引抜き速度が高速になるに従
い発生頻度が高くなる。
【０００５】中炭素鋼におけるモールド内不均一凝固を
改善し、縦割れを防止するには、モールド内冷却を緩冷
却化する方法が有効であり、そのため、中炭素鋼の連続
鋳造に使用するモールドパウダーとして、凝固シェルと
モールド間の抜熱制御ができ、緩冷却化が可能な特性を
有するものが開発されている。
改善し、縦割れを防止するには、モールド内冷却を緩冷
却化する方法が有効であり、そのため、中炭素鋼の連続
鋳造に使用するモールドパウダーとして、凝固シェルと
モールド間の抜熱制御ができ、緩冷却化が可能な特性を
有するものが開発されている。
【０００６】市川らは、品川技報「Ｎo.３２（１９８
９），１４７〜１５２頁」（以下、「先行技術１」と記
す）において、中炭素鋼の高速鋳造用モールドパウダー
は低粘性で且つ緩冷却型であることが必要とし、そのた
め、モールドパウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を
上げて結晶化温度を上昇させ、モールドと凝固シェルと
の間に存在するパウダー結晶層を厚くし、更に、この結
晶層中に多数のマイクロポアーを存在させて、パウダー
結晶層の熱伝導率を大幅に低下させ、モールド内で緩冷
却を図り、鋳片縦割れが防止できたとしている。
９），１４７〜１５２頁」（以下、「先行技術１」と記
す）において、中炭素鋼の高速鋳造用モールドパウダー
は低粘性で且つ緩冷却型であることが必要とし、そのた
め、モールドパウダーの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を
上げて結晶化温度を上昇させ、モールドと凝固シェルと
の間に存在するパウダー結晶層を厚くし、更に、この結
晶層中に多数のマイクロポアーを存在させて、パウダー
結晶層の熱伝導率を大幅に低下させ、モールド内で緩冷
却を図り、鋳片縦割れが防止できたとしている。
【０００７】又、特開平３−１９３２４８号公報（以
下、「先行技術２」と記す）では、鋳片引抜き速度が先
行技術１より更に高速である２．０ｍ／ｍｉｎ以上にお
ける中炭素鋼用モールドパウダーとして、先行技術１よ
り更に結晶化を促進し低粘性とするため、モールドパウ
ダーの凝固点を高くし、凝固時にガラス化を妨げて結晶
化させ、且つ粘性を低下する物質である、IIIA族及びIV
A 族の元素の酸化物の１種又は２種以上を合計で０．０
１〜１５ｗｔ％、モールドパウダーに含有させることを
提案している。
下、「先行技術２」と記す）では、鋳片引抜き速度が先
行技術１より更に高速である２．０ｍ／ｍｉｎ以上にお
ける中炭素鋼用モールドパウダーとして、先行技術１よ
り更に結晶化を促進し低粘性とするため、モールドパウ
ダーの凝固点を高くし、凝固時にガラス化を妨げて結晶
化させ、且つ粘性を低下する物質である、IIIA族及びIV
A 族の元素の酸化物の１種又は２種以上を合計で０．０
１〜１５ｗｔ％、モールドパウダーに含有させることを
提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】鋼の連続鋳造におい
て、メニスカス付近の冷却が鋳片縦割れに最も影響する
ので、メニスカス付近の緩冷却を図る必要がある。しか
し、メニスカス付近は、モールドと凝固シェルとの間の
モールドパウダー厚みが最も薄い部分であり、この部分
のモールドパウダー厚みは、鋳片引抜き速度によっても
異なるが、約８００μｍである。この８００μｍのう
ち、凝固シェル側の約６００μｍが溶融状態の液相（以
下、この液相を「フィルム層」と記す）で、モールド側
の約２００μｍが、モールドパウダーが凝固してモール
ドに固着した固相である。この固相は「固着層」と呼ば
れ、結晶化又はガラス化している。
て、メニスカス付近の冷却が鋳片縦割れに最も影響する
ので、メニスカス付近の緩冷却を図る必要がある。しか
し、メニスカス付近は、モールドと凝固シェルとの間の
モールドパウダー厚みが最も薄い部分であり、この部分
のモールドパウダー厚みは、鋳片引抜き速度によっても
異なるが、約８００μｍである。この８００μｍのう
ち、凝固シェル側の約６００μｍが溶融状態の液相（以
下、この液相を「フィルム層」と記す）で、モールド側
の約２００μｍが、モールドパウダーが凝固してモール
ドに固着した固相である。この固相は「固着層」と呼ば
れ、結晶化又はガラス化している。
【０００９】先行技術１及び２において、結晶化温度又
は凝固点を高くして、固着層を厚く且つ結晶化させる方
法は、溶鋼からモールドへの熱伝達の制御を、モールド
と凝固シェルとの間に存在するモールドパウダーの厚み
の１／４程度に相当する約２００μｍの固着層における
熱伝導のみで、制御するものであり、残りのモールドパ
ウダー厚みの３／４に相当する約６００μｍを占めるフ
ィルム層については何ら対策が施されておらず、従っ
て、先行技術１及び２ではモールド内を緩冷却とするの
に限度があった。
は凝固点を高くして、固着層を厚く且つ結晶化させる方
法は、溶鋼からモールドへの熱伝達の制御を、モールド
と凝固シェルとの間に存在するモールドパウダーの厚み
の１／４程度に相当する約２００μｍの固着層における
熱伝導のみで、制御するものであり、残りのモールドパ
ウダー厚みの３／４に相当する約６００μｍを占めるフ
ィルム層については何ら対策が施されておらず、従っ
て、先行技術１及び２ではモールド内を緩冷却とするの
に限度があった。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、フィルム層での熱伝達制
御を可能とし、鋼、特に中炭素鋼の連続鋳造において、
表面性状の優れた鋳片を得ることが可能なモールドパウ
ダーを提供するものである。
で、その目的とするところは、フィルム層での熱伝達制
御を可能とし、鋼、特に中炭素鋼の連続鋳造において、
表面性状の優れた鋳片を得ることが可能なモールドパウ
ダーを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１の発明による鋼の連
続鋳造用モールドパウダーは、珪酸カルシウムを主成分
とした基材から成るモールドパウダーであって、基材中
に分散して、粒径５μ ｍ以下の共有結合物質の粉体の１
種又は２種以上を合計で０．００１ｗｔ％から１０ｗｔ
％含有することを特徴とするものである。
続鋳造用モールドパウダーは、珪酸カルシウムを主成分
とした基材から成るモールドパウダーであって、基材中
に分散して、粒径５μ ｍ以下の共有結合物質の粉体の１
種又は２種以上を合計で０．００１ｗｔ％から１０ｗｔ
％含有することを特徴とするものである。
【００１２】第２の発明による鋼の連続鋳造用モールド
パウダーは、珪酸カルシウムを主成分とした基材を粉砕
し、粉砕した基材に共有結合物質又は金属結合物質の粉
体の１種又は２種以上を添加し、次いで、混合して顆粒
とし、この顆粒を粉砕して得られる基材から成るモール
ドパウダーであって、基材中に分散して、粒径５μｍ以
下の共有結合物質又は金属結合物質の粉体の１種又は２
種以上を合計で０．００１ｗｔ％から１０ｗｔ％含有す
ることを特徴とするものである。
パウダーは、珪酸カルシウムを主成分とした基材を粉砕
し、粉砕した基材に共有結合物質又は金属結合物質の粉
体の１種又は２種以上を添加し、次いで、混合して顆粒
とし、この顆粒を粉砕して得られる基材から成るモール
ドパウダーであって、基材中に分散して、粒径５μｍ以
下の共有結合物質又は金属結合物質の粉体の１種又は２
種以上を合計で０．００１ｗｔ％から１０ｗｔ％含有す
ることを特徴とするものである。
【００１３】本発明のモールドパウダーでは、珪酸カル
シウムを主成分とする基材（珪酸カルシウム基材とも記
す）を用いる。珪酸カルシウム基材は、石灰、珪石等の
原料を電気炉等で溶解して製造されるので、その他の基
材に比較し、塩基度の調整のみならずＡｌ 2 Ｏ 3 、Ｍｇ
Ｏ等の他成分の制御が可能で、成分のバラツキがなく、
且つ、均一に溶解した化合物となっているので、均一な
溶融特性を有している。従って、珪酸カルシウム基材を
用いたモールドパウダーは、厳しい溶融特性が要求され
る高速鋳造用として最適であるからである。
シウムを主成分とする基材（珪酸カルシウム基材とも記
す）を用いる。珪酸カルシウム基材は、石灰、珪石等の
原料を電気炉等で溶解して製造されるので、その他の基
材に比較し、塩基度の調整のみならずＡｌ 2 Ｏ 3 、Ｍｇ
Ｏ等の他成分の制御が可能で、成分のバラツキがなく、
且つ、均一に溶解した化合物となっているので、均一な
溶融特性を有している。従って、珪酸カルシウム基材を
用いたモールドパウダーは、厳しい溶融特性が要求され
る高速鋳造用として最適であるからである。
【００１４】物体中の熱伝達を大別すると、熱伝導、放
射伝熱、対流伝熱となり、これらが組合わさり熱伝達に
関与する。
射伝熱、対流伝熱となり、これらが組合わさり熱伝達に
関与する。
【００１５】熱伝導を左右する物質の熱伝導率は、一般
に、固体、液体、気体の順に低下するので、モールドパ
ウダーもフィルム層の方が固着層より熱伝導率は低い。
しかしフィルム層温度は８００℃以上の高温であり、８
００℃以上の高温においては、放射伝熱による熱伝達が
無視できなくなる。何故なら、放射伝熱は絶対温度の４
乗に比例して大きくなるからである。そして、特に溶融
状態のモールドパウダーのような透明な物体において、
放射伝熱の影響が大きくなる。
に、固体、液体、気体の順に低下するので、モールドパ
ウダーもフィルム層の方が固着層より熱伝導率は低い。
しかしフィルム層温度は８００℃以上の高温であり、８
００℃以上の高温においては、放射伝熱による熱伝達が
無視できなくなる。何故なら、放射伝熱は絶対温度の４
乗に比例して大きくなるからである。そして、特に溶融
状態のモールドパウダーのような透明な物体において、
放射伝熱の影響が大きくなる。
【００１６】フィルム層の有する液体本来の低熱伝導率
を生かすには、フィルム層における放射伝熱を遮断すれ
ばよく、そのためにはフィルム層における電磁波の透過
率を低下させればよい。これによりフィルム層を通過す
る熱を、フィルム層の熱伝導率のみによって制御するこ
とができる。
を生かすには、フィルム層における放射伝熱を遮断すれ
ばよく、そのためにはフィルム層における電磁波の透過
率を低下させればよい。これによりフィルム層を通過す
る熱を、フィルム層の熱伝導率のみによって制御するこ
とができる。
【００１７】尚、対流伝熱は、モールドパウダーのおか
れている状態から起こりにくい環境下にあるので、本発
明では考慮していない。
れている状態から起こりにくい環境下にあるので、本発
明では考慮していない。
【００１８】溶融状態のモールドパウダーに入射した可
視光線（波長０．３６〜０．８３μｍ）のうち、一部の
波長が選択的に吸収されると、モールドパウダーは着色
し、その色は吸収した波長の色の補色を帯びる。又、可
視光線以外では、電磁波が吸収されても直接視覚に訴え
ないが、熱伝達は吸収された波長領域の分だけ低下す
る。８００℃を越える放射伝熱においては、可視光線領
域より波長の長い０．７〜３μｍの近赤外線及び赤外線
領域の吸収が重要となる。
視光線（波長０．３６〜０．８３μｍ）のうち、一部の
波長が選択的に吸収されると、モールドパウダーは着色
し、その色は吸収した波長の色の補色を帯びる。又、可
視光線以外では、電磁波が吸収されても直接視覚に訴え
ないが、熱伝達は吸収された波長領域の分だけ低下す
る。８００℃を越える放射伝熱においては、可視光線領
域より波長の長い０．７〜３μｍの近赤外線及び赤外線
領域の吸収が重要となる。
【００１９】図１に、液体状態をシミュレートするた
め、従来の中炭素鋼用モールドパウダーを溶融後、急冷
してガラス化し、このガラス化したもので各波長での電
磁波吸収率を測定した結果を示す。放射伝熱に重要な
１．０〜２．５μｍの波長域にかけて、吸収率が低くな
っている。これは、中炭素鋼用に限らず、調査したどの
モールドパウダーにおいても同じ傾向を示した。従っ
て、フィルム層での放射伝熱を低減させるには、この波
長領域の電磁波を吸収させることが必要となる。
め、従来の中炭素鋼用モールドパウダーを溶融後、急冷
してガラス化し、このガラス化したもので各波長での電
磁波吸収率を測定した結果を示す。放射伝熱に重要な
１．０〜２．５μｍの波長域にかけて、吸収率が低くな
っている。これは、中炭素鋼用に限らず、調査したどの
モールドパウダーにおいても同じ傾向を示した。従っ
て、フィルム層での放射伝熱を低減させるには、この波
長領域の電磁波を吸収させることが必要となる。
【００２０】この領域での電磁波を吸収させるには以下
の方法がある。
の方法がある。
【００２１】即ち、５μｍ以下の共有結合の物質、たと
えばＢＮ、Ｓｉ 3 Ｎ 4 、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｂ 4 Ｃ、Ａｌ
4 Ｃ 3 等の粉末やその混合物、又は、５μｍ以下の金属
結合の物質、たとえばＦｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｉ等の粉末やその混合物を、モー
ルドパウダー基材中に分散、添加し、溶融状態のモール
ドパウダー中に電磁波の障害物を設ける方法である。
えばＢＮ、Ｓｉ 3 Ｎ 4 、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｂ 4 Ｃ、Ａｌ
4 Ｃ 3 等の粉末やその混合物、又は、５μｍ以下の金属
結合の物質、たとえばＦｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｉ等の粉末やその混合物を、モー
ルドパウダー基材中に分散、添加し、溶融状態のモール
ドパウダー中に電磁波の障害物を設ける方法である。
【００２２】溶融状態のモールドパウダーはイオン結合
が主体の物質である。
が主体の物質である。
【００２３】従って、共有結合の物質や金属結合の物質
と、パウダー基材とを単純に混合したモールドパウダー
を溶融すると、共有結合の物質や金属結合の物質とは溶
け合わず、その比重差によって分離することとなり、共
有結合の物質や金属結合の物質は、電磁波の障害物とな
り得ない。
と、パウダー基材とを単純に混合したモールドパウダー
を溶融すると、共有結合の物質や金属結合の物質とは溶
け合わず、その比重差によって分離することとなり、共
有結合の物質や金属結合の物質は、電磁波の障害物とな
り得ない。
【００２４】しかしながら、５μｍ以下の共有結合物質
や金属結合物質を、スプレードライヤー等の手法でパウ
ダー基材中に添加・分散させたものを溶融すると、イオ
ン結合体の融体中に、微細な共有結合物質や金属結合物
質が均一に分散された固体−液体混合物又は液体−液体
混合物が生じる。これは、波長０．７〜３μｍ域を含
む、全領域の電磁波の吸収を増加させ、モールド内を緩
冷却とし、鋳片縦割れ低減に寄与する。
や金属結合物質を、スプレードライヤー等の手法でパウ
ダー基材中に添加・分散させたものを溶融すると、イオ
ン結合体の融体中に、微細な共有結合物質や金属結合物
質が均一に分散された固体−液体混合物又は液体−液体
混合物が生じる。これは、波長０．７〜３μｍ域を含
む、全領域の電磁波の吸収を増加させ、モールド内を緩
冷却とし、鋳片縦割れ低減に寄与する。
【００２５】パウダー基材中の共有結合物質又は金属結
合物の添加量は、０．００１〜１０ｗｔ％が最適であ
る。０．００１ｗｔ％未満では、電磁波の吸収効果が発
揮できず、１０ｗｔ％を越えると、パウダーの潤滑性や
溶融特性に悪影響を及ぼす。又、共有結合物質及び金属
結合物の粒径が５μｍを越えると、浮力が無視できなく
なり、溶融状態のパウダーから浮上分離するので、不適
当である。
合物の添加量は、０．００１〜１０ｗｔ％が最適であ
る。０．００１ｗｔ％未満では、電磁波の吸収効果が発
揮できず、１０ｗｔ％を越えると、パウダーの潤滑性や
溶融特性に悪影響を及ぼす。又、共有結合物質及び金属
結合物の粒径が５μｍを越えると、浮力が無視できなく
なり、溶融状態のパウダーから浮上分離するので、不適
当である。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明のモールドパウダーは、珪
酸カルシウムを主成分とする基材を用いる。珪酸カルシ
ウム基材は電気炉、キュポラ等にて石灰、珪石等の原料
を溶解し、十分に脱ガスさせた後、水砕し、乾燥して製
造する。
酸カルシウムを主成分とする基材を用いる。珪酸カルシ
ウム基材は電気炉、キュポラ等にて石灰、珪石等の原料
を溶解し、十分に脱ガスさせた後、水砕し、乾燥して製
造する。
【００２７】本発明に係るモールドパウダーの基本組成
は、ＣａＯ；２０〜５０ｗｔ％、ＳｉＯ2 ；２０〜４５
ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ；０．５〜１０ｗｔ％、ＭｇＯ；０
〜２０ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ；１〜２０ｗｔ％、Ｆ；２〜２
０ｗｔ％の範囲とすることが望ましい。
は、ＣａＯ；２０〜５０ｗｔ％、ＳｉＯ2 ；２０〜４５
ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 ；０．５〜１０ｗｔ％、ＭｇＯ；０
〜２０ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏ；１〜２０ｗｔ％、Ｆ；２〜２
０ｗｔ％の範囲とすることが望ましい。
【００２８】従って珪酸カルシウム基材は、この成分範
囲に近い程望ましく、石灰、珪石の他に、必要に応じて
ボーキサイト、マグネシア、蛍石を原料として用い、溶
解する。
囲に近い程望ましく、石灰、珪石の他に、必要に応じて
ボーキサイト、マグネシア、蛍石を原料として用い、溶
解する。
【００２９】本発明に係るモールドパウダーは、珪酸カ
ルシウム基材に、物性調整材、主成分（ＣａＯとＳｉＯ
2 ）の成分調整材、及び溶融速度調整材を添加・混合し
て製造されるが、基材の溶融特性を発揮させるために、
基材の量はモールドパウダー重量に対し６０ｗｔ％以上
が望ましい。
ルシウム基材に、物性調整材、主成分（ＣａＯとＳｉＯ
2 ）の成分調整材、及び溶融速度調整材を添加・混合し
て製造されるが、基材の溶融特性を発揮させるために、
基材の量はモールドパウダー重量に対し６０ｗｔ％以上
が望ましい。
【００３０】物性調整材はＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、ＣａＦ
2 、ＭｇＦ2 、Ｌｉ2 ＣＯ3 等のアルカリ金属又はアル
カリ土類金属の酸化物、弗化物、炭酸化物を、又、主成
分の成分調整用としては、ＣａＯ源として炭酸カルシウ
ム、蛍石等、ＳｉＯ2 源としてガラス粉、珪藻土等を、
モールドパウダーの目標とする組成となるように使用す
る。又、溶融速度調整材であるカーボンブラック、人造
黒鉛等の炭素物質は、モールドパウダー重量に対し０．
５〜７ｗｔ％とすることが望ましい。
2 、ＭｇＦ2 、Ｌｉ2 ＣＯ3 等のアルカリ金属又はアル
カリ土類金属の酸化物、弗化物、炭酸化物を、又、主成
分の成分調整用としては、ＣａＯ源として炭酸カルシウ
ム、蛍石等、ＳｉＯ2 源としてガラス粉、珪藻土等を、
モールドパウダーの目標とする組成となるように使用す
る。又、溶融速度調整材であるカーボンブラック、人造
黒鉛等の炭素物質は、モールドパウダー重量に対し０．
５〜７ｗｔ％とすることが望ましい。
【００３１】フィルム層の電磁波進行の障害物として添
加する５μｍ以下の共有結合の物質、たとえばＢＮ、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｂ4 Ｃ、Ａｌ4 Ｃ3 等の粉
末やその混合物、又は、５μｍ以下の金属結合の物質、
たとえばＦｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｍｏ、Ｔｉ等の粉末やその混合物は、モールドパウダー
基材中に分散し、添加する必要がある。
加する５μｍ以下の共有結合の物質、たとえばＢＮ、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｂ4 Ｃ、Ａｌ4 Ｃ3 等の粉
末やその混合物、又は、５μｍ以下の金属結合の物質、
たとえばＦｅ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｍｏ、Ｔｉ等の粉末やその混合物は、モールドパウダー
基材中に分散し、添加する必要がある。
【００３２】モールドパウダー基材中に分散し添加する
方法は、例えば、溶解し、水砕して製造した珪酸カルシ
ウム基材を、１０μｍ以下に微粉砕し、これに５μｍ以
下の微細な共有結合物質や金属結合物質を添加し、湿式
混合し、スプレードライヤーにより平均外径１００μｍ
の顆粒とし、更にこの顆粒を再度粉砕する工程から製造
することが可能で、微細な共有結合物質や金属結合物質
の物質が均一に分散した珪酸カルシウム基材を製造する
ことができる。
方法は、例えば、溶解し、水砕して製造した珪酸カルシ
ウム基材を、１０μｍ以下に微粉砕し、これに５μｍ以
下の微細な共有結合物質や金属結合物質を添加し、湿式
混合し、スプレードライヤーにより平均外径１００μｍ
の顆粒とし、更にこの顆粒を再度粉砕する工程から製造
することが可能で、微細な共有結合物質や金属結合物質
の物質が均一に分散した珪酸カルシウム基材を製造する
ことができる。
【００３３】モールドパウダー基材中の共有結合物質又
は金属結合物の含有量は、基材重量に対し０．００１〜
１０ｗｔ％が最適である。０．００１ｗｔ％未満では、
光吸収効果が発揮できず、１０ｗｔ％を越えるとモール
ドパウダーの潤滑性や溶融特性に悪影響を及ぼす。
は金属結合物の含有量は、基材重量に対し０．００１〜
１０ｗｔ％が最適である。０．００１ｗｔ％未満では、
光吸収効果が発揮できず、１０ｗｔ％を越えるとモール
ドパウダーの潤滑性や溶融特性に悪影響を及ぼす。
【００３４】５μｍ以下の共有結合の物質や金属結合の
物質を基材中に分散・添加する方法は、上記の方法に限
るものではなく、その他の方法であっても、均一に分
散、添加する方法であれば、本発明の効果を十分に発揮
できる。
物質を基材中に分散・添加する方法は、上記の方法に限
るものではなく、その他の方法であっても、均一に分
散、添加する方法であれば、本発明の効果を十分に発揮
できる。
【００３５】
【実施例】本発明による４種類のモールドパウダーを作
製し、モールドサイズが厚み２２０ｍｍ、幅２０００ｍ
ｍのスラブ連続鋳造機にて、鋳片引抜き速度が１．４ｍ
／ｍｉｎの実機試験を行い、鋳片の縦割れ発生状況を調
査した。又、モールドに熱電対を埋め込み、モールド内
の熱流束を測定した。比較として、従来パウダーでの鋳
造も行い、鋳片縦割れ、モールド内熱流束を測定した。
製し、モールドサイズが厚み２２０ｍｍ、幅２０００ｍ
ｍのスラブ連続鋳造機にて、鋳片引抜き速度が１．４ｍ
／ｍｉｎの実機試験を行い、鋳片の縦割れ発生状況を調
査した。又、モールドに熱電対を埋め込み、モールド内
の熱流束を測定した。比較として、従来パウダーでの鋳
造も行い、鋳片縦割れ、モールド内熱流束を測定した。
【００３６】試験鋼種は、表１にその溶鋼成分を示すよ
うに、炭素含有量が０．１０ｗｔ％である縦割れ感受性
の強い中炭素鋼とした。
うに、炭素含有量が０．１０ｗｔ％である縦割れ感受性
の強い中炭素鋼とした。
【００３７】
【表１】
【００３８】開発品１〜４のモールドパウダーは、以下
の工程で作製した。先ず、塩基度が１．３になるように
所定量の石灰、珪石、ボーキサイト、マグネシア、蛍石
を電気炉にて溶解し、十分に脱ガスさせた後、水砕し、
乾燥して珪酸カルシウムが主成分の基材を製造した。
の工程で作製した。先ず、塩基度が１．３になるように
所定量の石灰、珪石、ボーキサイト、マグネシア、蛍石
を電気炉にて溶解し、十分に脱ガスさせた後、水砕し、
乾燥して珪酸カルシウムが主成分の基材を製造した。
【００３９】その後、製造した珪酸カルシウム基材を１
０μｍ以下に微粉砕した。共有結合物質として、開発品
１では５μｍ以下のＳｉ 3 Ｎ 4 を基材重量に対して０．
６ｗｔ％、開発品２では５μｍ以下のＢＮを２．４ｗｔ
％、開発品３では５μｍ以下のＳｉＣを０．００１２ｗ
ｔ％、又、開発品４では金属結合物質として５μｍ以下
の金属鉄を１．２ｗｔ％、１０μｍ以下に微粉砕した基
材に添加し、湿式混合し、スプレードライヤーにより平
均外径１００μｍの顆粒とした。この顆粒を再度粉砕
し、微細な共有結合物質や金属結合物質の物質が均一に
分散した珪酸カルシウム基材を作製した。そして、この
珪酸カルシウム基材と、物性調整材及び主成分調整材で
ある炭酸ソーダ、炭酸カルシウム、珪藻土、及び弗化ナ
トリウムと、溶融速度調整材であるカーボンブラック、
人造黒鉛粉の炭素質粉との配合率を、８５：１２：３の
比率で配合し、これらを混合して、開発品１〜４を製造
した。
０μｍ以下に微粉砕した。共有結合物質として、開発品
１では５μｍ以下のＳｉ 3 Ｎ 4 を基材重量に対して０．
６ｗｔ％、開発品２では５μｍ以下のＢＮを２．４ｗｔ
％、開発品３では５μｍ以下のＳｉＣを０．００１２ｗ
ｔ％、又、開発品４では金属結合物質として５μｍ以下
の金属鉄を１．２ｗｔ％、１０μｍ以下に微粉砕した基
材に添加し、湿式混合し、スプレードライヤーにより平
均外径１００μｍの顆粒とした。この顆粒を再度粉砕
し、微細な共有結合物質や金属結合物質の物質が均一に
分散した珪酸カルシウム基材を作製した。そして、この
珪酸カルシウム基材と、物性調整材及び主成分調整材で
ある炭酸ソーダ、炭酸カルシウム、珪藻土、及び弗化ナ
トリウムと、溶融速度調整材であるカーボンブラック、
人造黒鉛粉の炭素質粉との配合率を、８５：１２：３の
比率で配合し、これらを混合して、開発品１〜４を製造
した。
【００４０】開発品１〜４のモールドパウダー中におけ
る共有結合物質又は金属結合物質の最終的な含有量は、
開発品１ではＳｉ 3 Ｎ 4 が０．５ｗｔ％、開発品２では
ＢＮが２．０ｗｔ％、開発品３ではＳｉＣが０．００１
ｗｔ％、又、開発品４では金属鉄が１．０ｗｔ％とな
る。
る共有結合物質又は金属結合物質の最終的な含有量は、
開発品１ではＳｉ 3 Ｎ 4 が０．５ｗｔ％、開発品２では
ＢＮが２．０ｗｔ％、開発品３ではＳｉＣが０．００１
ｗｔ％、又、開発品４では金属鉄が１．０ｗｔ％とな
る。
【００４１】従来品は、開発品で添加した共有結合物質
又は金属結合物質を添加しないもので、その他は開発品
と全く同じ原料を用い、同じ製造工程で作製したもので
ある。表２に開発品１〜４と、従来品の組成を示す。
又は金属結合物質を添加しないもので、その他は開発品
と全く同じ原料を用い、同じ製造工程で作製したもので
ある。表２に開発品１〜４と、従来品の組成を示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】本発明によるモールドパウダーの電磁波吸
収率を、液体状態をシミュレートするため、モールドパ
ウダーを溶融後、急冷してガラス化し、このガラス化し
たもので測定した。図２は開発品１における結果を示す
図である。
収率を、液体状態をシミュレートするため、モールドパ
ウダーを溶融後、急冷してガラス化し、このガラス化し
たもので測定した。図２は開発品１における結果を示す
図である。
【００４４】図２より、共有結合物質として５μｍ以下
のＳｉ3 Ｎ4 を基材中に０．６ｗｔ％添加することで、
波長０．７〜３μｍ域を含む、全領域の電磁波の吸収を
増加させることが判る。
のＳｉ3 Ｎ4 を基材中に０．６ｗｔ％添加することで、
波長０．７〜３μｍ域を含む、全領域の電磁波の吸収を
増加させることが判る。
【００４５】このように、本発明により、放射伝熱に重
要な、０．７〜３μｍ域の電磁波の吸収率を高くするこ
とができる。
要な、０．７〜３μｍ域の電磁波の吸収率を高くするこ
とができる。
【００４６】表２には、鋳片の縦割れ発生状況を、カラ
ーチェックにより調査し、鋳片単位長さ当たりの縦割れ
長さを求め、従来品における縦割れ発生率を１００とし
て指数化して評価した縦割れ発生状況と、モールド銅板
の２点を測温し、測温結果から求めたモールド内の熱流
束の調査結果とを併記した。
ーチェックにより調査し、鋳片単位長さ当たりの縦割れ
長さを求め、従来品における縦割れ発生率を１００とし
て指数化して評価した縦割れ発生状況と、モールド銅板
の２点を測温し、測温結果から求めたモールド内の熱流
束の調査結果とを併記した。
【００４７】本発明のモールドパウダーを使用すること
により、モールド内の熱流束を従来品に比較して５〜１
０％低減することができ、又、鋳片の縦割れ指数を６０
％低減し、４０以下とすることができた。
により、モールド内の熱流束を従来品に比較して５〜１
０％低減することができ、又、鋳片の縦割れ指数を６０
％低減し、４０以下とすることができた。
【００４８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、モールド
パウダーのフィルム層において０．７〜３μｍ域の電磁
波を吸収して、モールド内の熱流束を低減し、鋳片の縦
割れを減少させることが可能となる。
パウダーのフィルム層において０．７〜３μｍ域の電磁
波を吸収して、モールド内の熱流束を低減し、鋳片の縦
割れを減少させることが可能となる。
【図１】従来の中炭素鋼用モールドパウダーにおける各
波長での電磁波吸収率を測定した結果を示す図である。
波長での電磁波吸収率を測定した結果を示す図である。
【図２】本発明による、開発品１のモールドパウダーに
おける各波長での電磁波吸収率を測定した結果を示す図
である。
おける各波長での電磁波吸収率を測定した結果を示す図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−52550（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−33962（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81251（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−269559（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−200962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−147432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−57030（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−164120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−30427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−128526（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−90179（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22D 11/108 B22D 11/07 C21C 7/076
Claims (2)
- 【請求項１】 珪酸カルシウムを主成分とした基材から
成るモールドパウダーであって、基材中に分散して、粒
径５μｍ以下の共有結合物質の粉体の１種又は２種以上
を合計で０．００１ｗｔ％から１０ｗｔ％含有すること
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】 珪酸カルシウムを主成分とした基材を粉
砕し、粉砕した基材に共有結合物質又は金属結合物質の
粉体の１種又は２種以上を添加し、次いで、混合して顆
粒とし、この顆粒を粉砕して得られる基材から成るモー
ルドパウダーであって、基材中に分散して、粒径５μｍ
以下の共有結合物質又は金属結合物質の粉体の１種又は
２種以上を合計で０．００１ｗｔ％から１０ｗｔ％含有
することを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドパウダ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17780996A JP3279184B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 連続鋳造用モールドパウダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17780996A JP3279184B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 連続鋳造用モールドパウダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1024352A JPH1024352A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3279184B2 true JP3279184B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=16037474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17780996A Expired - Fee Related JP3279184B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 連続鋳造用モールドパウダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3279184B2 (ja) |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP17780996A patent/JP3279184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1024352A (ja) | 1998-01-27 |
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