JP7469615B2 - モールドパウダー及び焼結原料の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、鋼の連続鋳造に好適なモールドパウダー、それに含まれる焼結原料及び焼結原料の製造方法に関する。
鋼の連続鋳造プロセスでは、モールド内の溶鋼の表面にモールドパウダーが投入される。モールドパウダーは溶鋼からの熱を受けて溶融して（以下、溶融状態のモールドパウダーを「パウダースラグ」という）溶鋼の表面を覆い、パウダースラグはモールドと凝固シェルの間隙に流れ込んでスラグフィルムとなり、モールド下端から排出されて消費される。このプロセスにおけるモールドパウダーの主な役割は以下のとおりである。
・溶鋼表面の保温
・大気の遮断による溶鋼の酸化防止
・溶鋼から浮上する介在物の溶解及び吸収による溶鋼の浄化
・モールドと凝固シェルの間の潤滑
・凝固シェルの冷却速度のコントロール
・溶鋼表面の保温
・大気の遮断による溶鋼の酸化防止
・溶鋼から浮上する介在物の溶解及び吸収による溶鋼の浄化
・モールドと凝固シェルの間の潤滑
・凝固シェルの冷却速度のコントロール
モールドパウダーは、主成分としてＳｉＯ２とＣａＯを含み、パウダースラグの特性や溶融速度の調整等のための副成分としてＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、フッ素（Ｆ）、Ｂ２Ｏ３、炭素（Ｃ）等を含む。
主成分の原料としては、一般にモールドパウダーに使用されているものであれば特に制限はなく、ＳｉＯ２－ＣａＯ原料、ＳｉＯ２原料、ＣａＯ原料が使用される。ＳｉＯ２－ＣａＯ原料としては合成珪酸カルシウム、ウォラストナイト、燐スラグ、高炉スラグ、ポルトランドセメント等が使用され、ＳｉＯ２原料としては珪砂、珪石、珪藻土、長石等が使用され、ＣａＯ原料としては石灰石（炭酸カルシウム）、生石灰（酸化カルシウム）等が使用される。
副成分の原料としては、アルミナ（酸化アルミニウム）、ＭｇＯ原料（マグネシア）、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、氷晶石、ホウ酸、ホウ砂、コレマナイト、炭素原料（カーボンブラック、黒鉛、木炭、コークス）等が使用される。
主成分の原料である合成珪酸カルシウムは、主成分としてＳｉＯ２とＣａＯを含み、必要に応じてＮａ２ＯやＦが添加される。合成珪酸カルシウムの製造方法としては、電気炉やシャフト炉で原料混合物を高温で溶融した後、水中急冷却によりガラス化し、乾燥、粉砕するプリメルトタイプが知られている（特許文献１）。
ほぼ全てのモールドパウダーにＦが添加されている。Ｆはモールドパウダーの融点と粘度を低下させ、結晶化挙動を向上させる重要な役割を果たす。Ｆを供給する原料（Ｆ源）としてはフッ化ナトリウム（ＮａＦ）が使用されることが多い。その理由は、Ｎａもモールドパウダーの融点や粘度を下げる等、モールドパウダーの機能を向上させるからである。ＮａＦは工業的に合成されるため、高純度で組成が安定していることも理由である。
しかし、ＮａＦは健康や環境への有害性が指摘されている。そのため、ＮａＦを使用しないモールドパウダーが設計されている。
ＮａＦに代わるＦ源としてはフッ化カルシウム（ＣａＦ２）が使用される。また、ＮａＦに代わるＮａ源としては、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、ソーダ長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、珪酸ナトリウム（Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２）等が使用される。しかし、これらのＮａ源の含有量が多すぎると、以下のような問題が発生する。
・炭酸ナトリウムが多すぎる場合
炭酸ナトリウムが低融点であることからモールドパウダーの溶融性が悪化し、モールド壁面に大きなスラグベアが形成され、連続鋳造の操業トラブルの原因になる。また、炭酸ナトリウムが分解する際、ＣＯ２ガスを放出する。この反応は吸熱反応であるため、溶鋼表面を冷やす。さらに、顆粒タイプのモールドパウダーを造粒するために水を添加すると発熱し、造粒性が悪化する。
炭酸ナトリウムが低融点であることからモールドパウダーの溶融性が悪化し、モールド壁面に大きなスラグベアが形成され、連続鋳造の操業トラブルの原因になる。また、炭酸ナトリウムが分解する際、ＣＯ２ガスを放出する。この反応は吸熱反応であるため、溶鋼表面を冷やす。さらに、顆粒タイプのモールドパウダーを造粒するために水を添加すると発熱し、造粒性が悪化する。
・氷晶石やソーダ長石が多すぎる場合
Ａｌ２Ｏ３の含有量が多くなり、パウダースラグの結晶の生成を阻害してしまう。モールドパウダーの結晶の生成は、凝固シェルの冷却速度の抑制（緩冷却効果）に重要な役割を果たすため、中炭素鋼や珪素鋼等の連続鋳造には強く求められる。したがって、鋼の種類によっては、低Ａｌ２Ｏ３のモールドパウダーが設計しにくい。
Ａｌ２Ｏ３の含有量が多くなり、パウダースラグの結晶の生成を阻害してしまう。モールドパウダーの結晶の生成は、凝固シェルの冷却速度の抑制（緩冷却効果）に重要な役割を果たすため、中炭素鋼や珪素鋼等の連続鋳造には強く求められる。したがって、鋼の種類によっては、低Ａｌ２Ｏ３のモールドパウダーが設計しにくい。
・珪酸ナトリウムが多すぎる場合
他の原料より低融点であることからモールドパウダーの溶融性が悪化し、モールド壁面に大きなスラグベアが形成され、連続鋳造の操業トラブルの原因になる。
他の原料より低融点であることからモールドパウダーの溶融性が悪化し、モールド壁面に大きなスラグベアが形成され、連続鋳造の操業トラブルの原因になる。
さらに、Ｆの含有量が少ない又は含まないモールドパウダーは、Ｆの代わりに粘度や融点を調整するため、通常のＦを含むモールドパウダーより多量のＮａを含有することがある。氷晶石はＦを含むため、Ｎａ源は実質的に炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムに限られる。それらはより多くの含有量が必要とされるが、多すぎる場合の問題は上記のとおりであるから、モールドパウダーの設計はより一層困難になる。
Ｎａ源として、Ｎａ化合物を添加した合成珪酸カルシウムのプリメルトを使用することがある（例えば、特許文献２）。プリメルトは溶融性が良好でＣＯ２ガスを放出せず、造粒性も良好である。しかし、プリメルトの製造過程で溶融が必要であり、融液からＮａ化合物が揮発し、歩留まりや周囲の環境を悪化させることがある。
本開示は上記実状を鑑みてなされたものであり、本開示のいくつかの態様は、溶鋼の表面に投入される際に溶融性が良好でＣＯ２ガスを放出せず、造粒性が良好で、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減しやすく、Ｆの含有量が少ない又は含まない場合でも炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムが多すぎる場合の問題を生じず、さらに、Ｎａ源を製造する際にＮａ化合物を揮発させないモールドパウダー、それに含まれる焼結原料及び焼結原料の製造方法を提供することを目的とする。
（１）本開示の第１の態様は、酸化物換算の組成として１０～４０質量％のＮａ２Ｏ、２５～６０質量％のＣａＯ、２０～４５質量％のＳｉＯ２及び６％以下（０％を含む）のＡｌ２Ｏ３を含み、かつ、主たる結晶はａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）であることを特徴とする焼結原料に関する。
Ｎａ源としてこの焼結原料を使用すると、溶融性が良好でＣＯ２ガスを放出せず、また、造粒性が良好で、ＮａＦ原料を必要としないモールドパウダーや、高Ｎａ、低Ｆ、低Ａｌ２Ｏ３組成のモールドパウダーを提供することができる。
（２）本開示の第２の態様は、第１の態様の焼結原料と、合計含有量が２０質量％以下（０質量％を含む）の炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムとを含むことを特徴とするモールドパウダーに関する。
Ｎａ源の焼結原料はＮａの含有量（１０～４０質量％）は多いが、主たる結晶はａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）であるため、融点が１２００℃以上であり、炭酸ナトリウムや珪酸ナトリウムほど低くない。したがって、Ｎａ源としてこの焼結原料を含み、他のＮａ源である炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムが少ない（合計含有量が２０質量％以下）モールドパウダーは、溶鋼の表面に投入される際の溶融性が良好である。また、炭酸成分を含まないためＣＯ２ガスを放出しない。さらに、高Ｎａ組成の焼結原料を使用すると炭酸ナトリウムを過剰に添加する必要がないことからモールドパウダーの造粒性を悪化させない。
（３）本開示の第２の態様のモールドパウダーは、Ｆを含まなくてもよい。第１の態様の焼結原料をＮａ源として使用すると、炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムが少量でよい、又は、必要ないため、それらが多すぎる場合の問題を回避することができる。したがって、ＮａＦやＦを含まないモールドパウダーの設計が可能になる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が比較的少ない（酸化物換算の組成として５質量％以下）モールドパウダーを設計することもできる。このようにモールドパウダーの設計自由度を高めることができる。
（４）本開示の第２の態様のモールドパウダーは、酸化物換算の組成として４質量％以下（０質量％を含む）のＡｌ２Ｏ３を含むことが好ましい。パウダースラグの結晶の生成が阻害されないため、幅広い種類の鋼に使用することができる。
（５）本開示の第３の態様は、本開示の第１の態様の焼結原料の製造方法であって、ウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウムから選ばれる２種以上と、炭酸ナトリウムと、３質量％以下（０質量％を含む）の酸化アルミニウムとを含む原料混合物を８００～１２００℃で焼成する工程を含むことを特徴とする焼結原料の製造方法に関する。
原料混合物を８００～１２００℃で焼成し、Ｎａ源の炭酸ナトリウムを高温で溶融しないので、Ｎａ化合物が揮発せず、歩留まりや周囲の環境を悪化させることなく焼結原料を製造することができる。
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本開示の解決手段として必須であるとは限らない。
＜焼結原料＞
本実施形態の焼結原料は、酸化物換算の組成として１０～４０質量％のＮａ２Ｏ、２５～６０質量％のＣａＯ、２０～４５質量％のＳｉＯ２及び６質量％以下（０質量％を含む）のＡｌ２Ｏ３を含み、かつ、焼結原料の主たる結晶はａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）である。
本実施形態の焼結原料は、酸化物換算の組成として１０～４０質量％のＮａ２Ｏ、２５～６０質量％のＣａＯ、２０～４５質量％のＳｉＯ２及び６質量％以下（０質量％を含む）のＡｌ２Ｏ３を含み、かつ、焼結原料の主たる結晶はａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）である。
焼結原料は酸化物換算の組成として、Ｎａ２Ｏの含有量は１０～４０質量％が好ましく、１２～３５質量％がより好ましく、１５～３０質量％がさらに好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量がこの範囲を満たすと、モールドパウダーの溶融性が良好である。Ｎａ２Ｏの含有量が多すぎると目的のＮａ２Ｏ－ＣａＯ－ＳｉＯ２複合酸化物の融点が低くなりすぎ、この焼結原料を含むモールドパウダーは溶融性が悪化し、操業トラブルの原因になる。
焼結原料は酸化物換算の組成として、ＣａＯの含有量は２５～６０質量％が好ましく、３０～５０質量％がより好ましく、３５～４７質量％がさらに好ましい。ＳｉＯ２の含有量は２０～４５質量％が好ましく、２５～４０質量％がより好ましく、２８～３８質量％がさらに好ましい。ＣａＯ及びＳｉＯ２の含有量がこの範囲を満たすと目的のＮａ２Ｏ－ＣａＯ－ＳｉＯ２複合酸化物の合成が進み、未反応の原料が残りにくい。
焼結原料は酸化物換算の組成として、Ａｌ２Ｏ３の含有量は６％以下（０％を含む）が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量がこの範囲であれば、焼結原料の原料として安価なソーダ長石等を使用することもできる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると目的の低Ａｌ２Ｏ３、高Ｎａ２Ｏの焼結原料が得られない。
焼結原料の主たる結晶はａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）である。この結晶は融点が１２００℃以上であり、炭酸ナトリウムや珪酸ナトリウムほど低くない。したがって、Ｎａ源としてこの焼結原料を含み、他のＮａ源である炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムが少ない（合計含有量が２０質量％以下）モールドパウダーは造粒性に優れ、溶鋼の表面に投入される際の溶融性も良好である。また、炭酸成分を含まないためＣＯ２ガスを放出しない。
焼結原料の強熱減量（Ｌｏｓｓ ｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ：ＬＯＩ）は５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましい。ＬＯＩは脱ＣＯ２反応に起因し、ＣＯ２反応は吸熱反応であるため、ＬＯＩが少ないほど、溶鋼の表面に投入する際、吸熱反応に伴う溶鋼表面の冷却を抑制することができる。
＜モールドパウダー＞
本実施形態のモールドパウダーは、本実施形態の焼結原料と、合計含有量が２０質量％以下（０質量％を含む）の炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムとを含む。
本実施形態のモールドパウダーは、本実施形態の焼結原料と、合計含有量が２０質量％以下（０質量％を含む）の炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムとを含む。
モールドパウダーの原料の割合としては、焼結原料の含有量は０質量％超が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、２０質量％以上がさらに好ましく、２５質量％以上が特に好ましい。一方、炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムの合計含有量は２０質量％以下（０質量％を含む）が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。また、炭酸ナトリウム及び珪酸ナトリウムの合計含有量は１５質量％以下（０質量％を含む）が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、７質量％以下がさらに好ましい。モールドパウダーは、融点が１２００℃以上の焼結原料をＮａ源として含むことによって融点が過度に低いＮａ源の含有量を抑えられるため、溶融性が良好である。また、ＣＯ２ガスを放出するＮａ源の含有量を抑えられるため、溶鋼の表面に投入すると、溶鋼表面の冷却を抑制し、綱の品質を維持することができる。さらに、Ｎａ含有量が多い焼結原料を含むことによって炭酸ナトリウムを過剰に添加する必要がないため、造粒性を悪化させない。
モールドパウダーの原料は、既述のものを含め、一般にモールドパウダーに用いられ、かつ、上記の組成や特性を満足するものであれば特に制限はなない。
モールドパウダーはＦを含まなくてもよい。本実施形態の焼結原料をＮａ源として使用すると、炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムが少量でよい、又は、必要ないため、それらが多すぎる場合の問題を回避することができる。したがって、ＮａＦやＦを含まないモールドパウダーの設計が可能になる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が比較的少ない（酸化物換算の組成として５質量％以下）モールドパウダーを設計することもできる。このようにモールドパウダーの設計自由度を高めることができる。
モールドパウダーは酸化物換算の組成としてＡｌ２Ｏ３の含有量が６質量％以下（０質量％を含む）であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましい。パウダースラグの結晶の生成が阻害されないため、幅広い種類の鋼に使用することができる。
モールドパウダーの形態は、一般にモールドパウダーに用いられる形態であれば特に制限はなく、例えば、粉末、押し出し成形顆粒、中空スプレー顆粒、撹拌造粒等を用いることができる。
＜焼結原料の製造方法＞
本実施形態の焼結原料の製造方法は、ウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウムから選ばれる２種以上と、炭酸ナトリウムと、３質量％以下（０質量％を含む）の酸化アルミニウムとを含む原料混合物を、８００～１２００℃で焼成する工程を含む。
本実施形態の焼結原料の製造方法は、ウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウムから選ばれる２種以上と、炭酸ナトリウムと、３質量％以下（０質量％を含む）の酸化アルミニウムとを含む原料混合物を、８００～１２００℃で焼成する工程を含む。
原料混合物は、ＣａＯやＳｉＯ２の供給原料としてウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウム（石灰石）から選ばれる２種以上を含むことが好ましいが、これらに限定されることはなく、他に高炉スラグ、燐スラグ等を含んでもよい。Ｎａ源としては炭酸ナトリウムが好ましいが、珪酸ナトリウム等他のＮａ源を含んでもよい。原料混合物は酸化アルミニウムの含有量が３質量％以下であることが好ましく、１質量％以下がより好ましく、０質量％がさらに好ましい。焼結原料の主たる結晶として融点が適度に低いａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）を得ることができるため、モールドパウダーの溶融性を良好にすることができる。
焼成温度は８００～１２００℃が好ましく、９００～１１００℃がより好ましく、９５０～１０５０℃がさらに好ましい。８００℃以上で焼成することによりＮａ２Ｏ－ＣａＯ－ＳｉＯ２複合酸化物の合成、即ち、焼結が進むとともに、ＣＯ２ガスが放出され、炭酸成分が残りにくい。また、複合酸化物は融点が１２００℃以上のため、１２００℃以下の焼成では溶融しない。したがって、Ｎａ化合物が揮発せず、歩留まりや周囲の環境を悪化させないとともに、焼成設備を痛めない。さらに、燃料コストを抑制することができる。焼成時間はＮａ２Ｏ－ＣａＯ－ＳｉＯ２複合酸化物の合成が進行すればよく、合成完了以降まで長くする必要はない。後述の実施例では１時間に設定した。加熱方法は一般に焼成を行うことができれば特に限定されず、例えば、内燃式ロータリーキルン、外熱式ロータリーキルン、トンネルキルン、バッチ式焼成炉等を用いることができる。
以下、本開示の実施例について詳細に説明する。
（１）焼結原料
ウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウムから選ばれる２種以上と、炭酸ナトリウムとを含む原料混合物に焼結助剤として珪酸ソーダを添加し、１０００℃で１時間焼成、粉砕し、焼結原料を得た。実験に用いた原料の配合と、酸化物換算の組成（焼結原料の組成）を表１に示す。
ウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウムから選ばれる２種以上と、炭酸ナトリウムとを含む原料混合物に焼結助剤として珪酸ソーダを添加し、１０００℃で１時間焼成、粉砕し、焼結原料を得た。実験に用いた原料の配合と、酸化物換算の組成（焼結原料の組成）を表１に示す。
実施例１～３は本開示の実施例である。比較例は６質量％の酸化アルミニウムを含む。
得られた焼結原料について、生成した結晶をＸ線回折法により同定した。同定結果を表１に示す。結晶の「＋」記号の数が多いほど生成量が多いことを意味する。
実施例１～３で得られた焼結原料の主たる結晶はいずれもａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）であった。一方、比較例はＮａＡｌＳｉ２Ｏ６、Ａｌ２Ｃａ２Ｏ１５Ｓｉ５が晶出した。これらはパウダースラグの緩冷却効果を阻害するおそれがある。
本開示では原料混合物を溶融することなく、主たる結晶がａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）の焼結原料を得ることができる。即ち、Ｎａ化合物が揮発せず、歩留まりや周囲の環境を悪化させることがなく、Ｎａ源の焼結原料を製造することができる。
（２）モールドパウダー
表２に示す原料の配合に基づき、焼結原料を含むモールドパウダーを得た。焼結原料は表１の実施例２を用いた。各モールドパウダーの酸化物換算の組成を表２に示す。組成の単位は質量％だが、「質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）」はＣａＯのＳｉＯ２に対する質量比であり、他成分の質量％表示と単位が異なるためカッコ書きとした。
表２に示す原料の配合に基づき、焼結原料を含むモールドパウダーを得た。焼結原料は表１の実施例２を用いた。各モールドパウダーの酸化物換算の組成を表２に示す。組成の単位は質量％だが、「質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）」はＣａＯのＳｉＯ２に対する質量比であり、他成分の質量％表示と単位が異なるためカッコ書きとした。
実施例１～６は本開示の実施例であって焼結原料を含み、比較例１～３は焼結原料を含まない。モールドパウダーの組成として実施例１～４はＦを含み、実施例５～６はＦを含まない（フッ素レス）。また、実施例１～５はＡｌ２Ｏ３の含有量が少なく、実施例６はＡｌ２Ｏ３の含有量が多い。
得られたモールドパウダーについて、以下の評価を行った。
＜造粒性＞
モールドパウダーの造粒性について、粒強度が高く、粉塵がほとんど発生しないものを優（◎）、許容できる粒強度を持ち、粉塵を若干発生するものの作業上問題のないレベルのものを良（○）、粒強度がほとんどなく、粉塵を多く発生するものを不可（×）と評価した。
モールドパウダーの造粒性について、粒強度が高く、粉塵がほとんど発生しないものを優（◎）、許容できる粒強度を持ち、粉塵を若干発生するものの作業上問題のないレベルのものを良（○）、粒強度がほとんどなく、粉塵を多く発生するものを不可（×）と評価した。
＜溶融性＞
高周波誘導炉で１５００℃に加熱した溶鉄の表面にモールドパウダーを投入し、その溶融性を以下のように評価した。溶融からパウダースラグの生成が円滑に進むものを優（◎）、多少焼結や溶融遅れが見られるものの問題のないレベルのものを良（○）、焼結やパウダースラグの粘り等が発生し溶融性状が悪いものを不良（△）、焼結やパウダースラグの粘り等が発生し溶融性状が著しく悪いものを不可（×）とした。
高周波誘導炉で１５００℃に加熱した溶鉄の表面にモールドパウダーを投入し、その溶融性を以下のように評価した。溶融からパウダースラグの生成が円滑に進むものを優（◎）、多少焼結や溶融遅れが見られるものの問題のないレベルのものを良（○）、焼結やパウダースラグの粘り等が発生し溶融性状が悪いものを不良（△）、焼結やパウダースラグの粘り等が発生し溶融性状が著しく悪いものを不可（×）とした。
実施例及び比較例の評価結果を表２に示す。
実施例１～６は造粒性が良好であった。これは造粒時に水と反応して発熱する炭酸ナトリウムが少ないためと考えられる。また、実施例１～６は溶融性が良好であった。実施例１～６の焼結原料はＮａの含有量は多いが、主たる結晶はａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）であるため、融点が１２００℃以上であり、比較的融点が低い炭酸ナトリウムやソーダ長石、珪酸ナトリウムが少ないためと考えられる。一方、比較例１～３は炭酸ナトリウムやソーダ長石、珪酸ナトリウムの含有量が過剰であるため造粒性、溶融性が実施例より劣る結果となった。
本開示の焼結原料を用いると、モールドパウダーの組成として、Ｆの有無やＡｌ２Ｏ３の多少によらず、造粒性、溶融性が良好なモールドパウダーを得ることができる。即ち、モールドパウダーの設計自由度が高く、多様なモールドパウダーを製造することができる。さらに、本開示のモールドパウダーは、焼結原料が炭酸成分を含まないため、溶鋼の表面に投入される際にＣＯ２ガスを放出しない。ＣＯ２反応は吸熱反応であるため、吸熱反応に伴う溶鋼表面の冷却を抑制することができる。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれる。例えば、明細書において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。
Claims (3)
- 酸化物換算の組成として１０～４０質量％のＮａ２Ｏ、２５～６０質量％のＣａＯ、２０～４５質量％のＳｉＯ２及び６％以下（０％を含む）のＡｌ２Ｏ３を含み、かつ、主たる結晶がａＮａ２Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ２（ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）の焼結原料と、
合計含有量が２０質量％以下（０質量％を含む）の炭酸ナトリウム、ソーダ長石及び珪酸ナトリウムと、を含み、
Ｆを含まないことを特徴とするモールドパウダー。 - 請求項１に記載のモールドパウダーであって、
酸化物換算の組成として４質量％以下（０質量％を含む）のＡｌ２Ｏ３を含むことを特徴とするモールドパウダー。 - 酸化物換算の組成として１０～４０質量％のＮａ ２ Ｏ、２５～６０質量％のＣａＯ、２０～４５質量％のＳｉＯ ２ 及び６％以下（０％を含む）のＡｌ ２ Ｏ ３ を含み、かつ、主たる結晶がａＮａ ２ Ｏ・ｂＣａＯ・ｃＳｉＯ ２ （ａ，ｂ，ｃは１～８の任意の整数）の焼結原料の製造方法であって、
ウォラストナイト、ポルトランドセメント、珪石及び炭酸カルシウムから選ばれる２種以上と、炭酸ナトリウムと、３質量％以下（０質量％を含む）の酸化アルミニウムとを含む原料混合物を８００～１２００℃で焼成する工程を含むことを特徴とする焼結原料の製造方法。
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