JPH06179059A - 溶鋼表面保温剤 - Google Patents

溶鋼表面保温剤

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JPH06179059A
JPH06179059A JP4352195A JP35219592A JPH06179059A JP H06179059 A JPH06179059 A JP H06179059A JP 4352195 A JP4352195 A JP 4352195A JP 35219592 A JP35219592 A JP 35219592A JP H06179059 A JPH06179059 A JP H06179059A
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JP
Japan
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molten steel
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heat retaining
content
heat
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JP4352195A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Sasai
勝浩 笹井
Yoshimasa Mizukami
義正 水上
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、空気酸化と保温剤の反応に起因す
る溶鋼汚染を確実に防止し、その上で耐火物の損傷や溶
損がない保温剤を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 CaOとAl23の含有率をCaO/Al2
3で0.5〜2.0とし、且つMgO含有率を30〜
60重量%、SiO2 含有率を10重量%以下にした粉
体混合物に、MgO含有率が60重量%を超える中空の
焼結体を外掛で5〜70重量%含有させたことを特徴と
する溶鋼表面保温剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造用タンディッシ
ュや取鍋などにより溶鋼を移送、又は精錬処理を行なう
際に、断熱・保温あるいは空気酸化防止を目的として溶
鋼表面を被覆する溶鋼表面保温剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造用タンディッシュや取鍋などに
より溶鋼を移送、又は精錬処理を行なう際、保温剤を用
いて溶鋼表面を被覆し溶鋼からの熱放散と外気の侵入を
防止している。従来から保温剤としては、籾殻を蒸し焼
きにした焼籾が主に用いられ、その主成分とSiO2
Cである。SiO2は熱伝導率が低く保温効果に、Cは
酸素をCOガスに変えるため酸素の遮断効果に優れてい
る。このため、焼籾は保温効果及び空気遮断効果を有
し、しかも安価であることを特徴とする保温剤である。
しかしながら、加工性向上の目的から鋼板中のC濃度を
極力低下させた、例えばC濃度が50ppm以下の極低
炭素鋼において、保温剤中のC成分が溶鋼中にピックア
ップし鋼材の特性を低下させる欠点が知られている。ま
た、保温剤中のSiO2 成分は溶鋼中のAlと反応しA
23系の介在物を生成するため、表面欠陥を増大させ
るといった問題も生じる。従来、焼籾のこれらの欠点を
解決するため、C及びSiO2 成分の少ない保温剤とし
て、例えば特公平3−48152号公報に記載されてい
るように、MgO系の保温剤が使用されている。また、
MgO自体は熱伝導率が高いため、これに断熱性を付与
した発泡MgOの製造方法についても種々検討され、特
公昭48−7485号公報等に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MgO
を主成分とする保温剤は融点が高く、使用温度では主に
固相であるため、溶鋼表面の均一な被覆状態が得られ
ず、外気と溶鋼との反応によりAl23系介在物を生成
する。また、タンディッシュではモールド内への溶鋼供
給を制御するためにストッパーを使用しているが、Mg
O系保温剤は粒子間で焼結が進み強固なスラグ層を形成
するためストッパー制御が困難となり、激しい場合には
ストッパーの折損に到る。これに対し、MgOの一部を
SiO2 に置き換え融点を下げる方法が考えられるが、
この場合溶鋼中AlによりSiO2 の還元が起こる。こ
れらの問題を鑑み、本発明は、空気酸化と保温剤の反応
に起因する溶鋼汚染を確実に防止し、その上で耐火物の
損傷や溶損がない保温剤を提供することを目的とするも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、CaOとAl
23の含有率をCaO/Al23で0.5〜2.0と
し、且つMgO含有率を30〜60重量%、SiO2
有率を10重量%以下にした粉体混合物に、MgO含有
率が60重量%を超える中空の焼結体を外掛で5〜70
重量%含有させたことを特徴とする溶鋼表面保温剤に関
するものである。
【0005】
【作用】溶鋼表面を被覆する保温剤として満足すべき条
件は、空気酸化と保温剤の反応に起因する溶鋼汚染を確
実に防止し、その上で耐火物の損傷や溶損がないことで
ある。発明者等はこれら基本条件を満足すべく保温剤の
検討を進めてきた結果、空気酸化を抑制するためには保
温剤の液相化が、保温剤と溶鋼の反応を防止するために
は低SiO2 化が有効であることを見いだした。すなわ
ち、保温剤の融点を下げ液相を生成することは溶鋼表面
の被覆状態を均一化し、保温剤自体の空気酸化防止能を
高める。また、保温剤中のSiO2 は(1)式により溶
鋼中のAlと反応するため、保温剤の低SiO2 化はA
23系介在物の生成防止に効果を有する。 3SiO2+4Al=2Al23+3Si (1)
【0006】これらの点を考慮して、液相化と低SiO
2 化を満足する保温剤について検討を重ねた結果、Ca
OとAl23の含有率をCaO/Al23で0.5〜
2.0の範囲とし、SiO2 含有率を10重量%以下に
することが最適であることを見出した。なお、CaO/
Al23を0.5〜2.0の範囲にしたのは、図1に示
すように保温剤の軟化点がタンディッシュにおける溶鋼
温度以下となり、液相化するためである。
【0007】また、SiO2 含有率を10重量%以下に
したのは、図2に示すように保温剤中SiO2 と溶鋼中
Alの反応速度が急激に遅くなり、工業的に問題となる
レベル以下に反応を抑えることができるためである。し
かし、CaO/Al23が0.5〜2.0、SiO2
有率が10重量%以下の粉体混合物をタンディッシュ保
温剤として使用した場合、ストッパー耐火物の溶損が急
激に進行し、長時間の使用に耐えない。この点に関して
は、前述した成分の粉体混合物にMgOを添加し、使用
時に固相化しない範囲で融点を上げ、ストッパー耐火物
の溶損防止を図った。
【0008】その結果を図3に示す。図から明らかなよ
うに、ストッパー耐火物の溶損はMgOを30重量%以
上添加することにより工業的に使用可能なまでに抑制で
きる。しかし、溶鋼温度でMgO含有率が60重量%を
超えると、保温剤中の液相は極めて少なくなる。その結
果、保温剤は溶鋼表面を均一に覆わず、外気の侵入によ
りAl23系の介在物を生成する。したがって、粉体混
合物中への最適MgO含有率は30〜60重量%であ
る。
【0009】以上に示した粉体混合物を保温剤として使
用することにより空気酸化と保温剤の反応に起因する溶
鋼汚染及び耐火物の溶損を確実に抑制できるが、保温剤
の液相化に伴い保温機能が低下する。このため、上記成
分の粉体混合物を保温剤として使用する場合、転炉やR
Hの処理温度を高めタンディッシュ内の温度低下を補償
する必要がある。しかし、処理温度を高めると転炉、R
H及び鍋の耐火物寿命が短くなることが予想される。そ
こで、本発明者らは溶鋼温度低下の問題をも同時に解消
できる保温剤の研究を重ねた結果、前述した粉体混合物
に中空のマグネシア焼結体を含有させることが有効であ
ることを見いだした。
【0010】前述の粉体混合物に中空のマグネシア焼結
体を含有させた場合、図4に示したように粉体混合物は
液相化し下部へ、見掛け比重が小さい中空のマグネシア
焼結体1は液相2の上部に集まる。その結果、タンディ
ッシュ5内の保温剤4は2層構造となり、溶鋼3と接す
る下部の液相2は溶鋼3表面を均一に被覆し空気酸化防
止機能を高め、さらに上部の中空マグネシア焼結体1は
保温効果を高める。ここで、中空のマグネシア焼結体が
液相化すれば保温機能を高める効果を失うため、液相率
が極めて小さいことが必要となる。このためには、液相
の生成を図った粉体混合物とは逆に中空マグネシア焼結
体のMgO含有率を60重量%より多くすれば良い。
【0011】しかし、中空マグネシア焼結体のMgO含
有率が90重量%を超えると保温剤の価格が上昇するた
め、コスト面から好ましい上限のMgO含有率は90重
量%程度である。また、中空マグネシア焼結体の外掛含
有率が5重量%未満では中空体が保温剤表面を覆わない
ため保温機能は向上せず、70重量%を超えると中空マ
グネシア焼結体同士の焼結が急速に進み強固な固相を形
成するためストッパー制御が困難となる。したがって、
最適な中空マグネシア焼結体の外掛含有率は5〜70重
量%である。保温剤の基本的成分は以上に述べた通りで
あるが、本発明品の機能を低下させない範囲で、CaC
2、CaF2等の他成分の添加も可能である。
【0012】以上に示したように、本発明の保温剤を用
いることにより空気酸化と保温剤の反応に起因する溶鋼
汚染を確実に防止でき、その上で耐火物の損傷や溶損が
なく、十分な保温機能を有する溶鋼保温剤を提供でき
る。
【0013】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
について説明する。表1に示す成分の保温剤400kg
を容量60tonのタンディッシュに添加し、低炭アル
ミキルド鋼を400分間鋳造した。本発明の実施例及び
比較例とも、鋳造寸法は厚み245mm×幅1500m
mで、8500mm長さに切断して1コイル単位とし
た。このスラブを常法により熱間圧延、冷間圧延し、最
終的に厚み0.7mm×幅1500mmコイルの冷延鋼
板とした。保温剤の空気遮断効果及び反応防止効果はタ
ンディッシュ入側と出側の全酸素量の上昇量及び冷延鋼
板に発生した表面欠陥の発生個数により評価した。ま
た、耐火物の溶損については使用後ストッパーの溶損量
を測定し、鋳造時間から溶損速度を算出した。なお、鋳
造において使用したストッパー耐火物の材質はロウセキ
であった。保温機能については、タンディッシュ入側と
出側の温度低下により評価した。ここで、中空マグネシ
ア保温剤を添加しない液相保温剤では、タンディッシュ
入側・出側間で通常25℃程度の温度低下が生じてい
た。
【0014】
【表1】
【0015】表2に示す如く、実施例ではCaOとAl
23の含有率をCaO/Al23で0.5〜2.0と
し、且つMgO含有率を30〜60重量%、SiO2
有率を10重量%以下にした粉体混合物に、MgO含有
率が60重量%を超える中空の焼結体を外掛で5〜70
重量%含有させた保温剤を使用したことで、空気酸化と
保温剤の反応に起因する溶鋼汚染を防止できたため、タ
ンディッシュ入側・出側間の溶鋼全酸素量の上昇及び表
面欠陥の発生は全くなかった。また、ストッパー耐火物
の溶損速度も低下するため、連々鋳回数が増加する場合
にも十分使用に耐えうることが確認された。さらに、タ
ンディッシュ入側・出側の温度低下も抑制された。
【0016】これに対し、比較例1はMgO含有率が低
かったため、ストッパー耐火物の溶損を抑えることがで
きず、保温剤投入後350分で鋳造を停止した。比較例
2はMgO含有率が60重量%を超えたため、比較例3
と比較例4は CaO/Al23 が0.5〜2.0の範
囲外であったため、保温剤が固相となり十分な断気効果
が得られず、タンディッシュ入側・出側間の溶鋼全酸素
量が上昇し表面欠陥が発生した。比較例5は、中空マグ
ネシア焼結体の含有率が70重量%を超えたため、中空
マグネシア焼結体同士の焼結が進行し強固なスラグ層を
形成したため、ストッパー制御が困難となり鋳造開始後
250分で鋳造を停止した。さらに、SiO2含有率も
10重量%を超えていたため、溶鋼中Alとの反応によ
りAl23 系介在物が生成した。その結果、タンディ
ッシュ入側・出側間の溶鋼全酸素量が増大し、表面欠陥
が発生した。比較例6は中空マグネシア焼結体のMgO
含有率が60%未満であったため中空状態を保てず、比
較例7は保温剤中のマグネシア焼結体の含有率が5%未
満であったため中空焼結体が保温剤表面を覆わず保温機
能が低下し、その結果タンディッシュ入側・出側間の温
度低下は液相保温剤の場合と同様25℃であった。
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶鋼保温
剤によれば溶鋼の汚染は全くなく、鋳片品質は極めて向
上する。また、耐火物の損傷や溶損もなく、且つ保温機
能も極めて高いため、操業面でも有効な保温剤を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】保温剤のCaO/Al23と融点の関係を示す
図である。
【図2】保温剤中のSiO2含有率とSiO2の活量の関
係を示す図である。
【図3】保温剤中のMgO添加量と溶損速度の関係を示
す図である。
【図4】本発明保温剤の使用時の状態を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 中空マグネシア焼結体 2 液相 3 溶鋼 4 保温剤 5 タンディッシュ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CaOとAl23の含有率をCaO/A
    23で0.5〜2.0とし、且つMgO含有率を30
    〜60重量%、SiO2 含有率を10重量%以下にした
    粉体混合物に、MgO含有率が60重量%を超える中空
    の焼結体を外掛で5〜70重量%含有させたことを特徴
    とする溶鋼表面保温剤。
JP4352195A 1992-12-10 1992-12-10 溶鋼表面保温剤 Pending JPH06179059A (ja)

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