【発明の詳細な説明】
本発明は鋼の連続鋳造を行う際に使用する、ジ
ルコニアを含有した浸漬ノズルの溶損を防止する
ことを目的とする連続鋳造用鋳型添加剤に関する
ものである。
鉄鋼製造時の連続鋳造においては鋳型内溶鋼面
は酸化防止、保温、非金属介在物の吸収および鋳
型と鋳片の間の潤滑の目的で鋳型添加剤が使用さ
れている。
鋳型添加剤は通常、フラツクス基材として
SiO2，CaO，Al2O3，MgO，MnO等の金属酸化
物からなつており、溶融性状調整材はNa2O，
K2O，Li2O，B2O3等の金属酸化物およびCaF2，
AlF3，NaF，LiF等の金属弗化物を融点、粘性調
整用に、炭素質粉末を溶融速度調整用に選択的に
加えたものからなつている。
上述のアルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化
物は炭酸塩、硝酸塩の中から選択的に加える事も
ある。鋳型添加剤は鋳型内溶鋼面に添加されると
溶鋼面に接している部分は溶融して溶融スラグ層
を形成し、溶融スラグ層の上にはまだ溶融してい
ない未溶融層を形成し溶鋼面を覆つている。
この溶融スラグは鋳型と鋳片間に流入し潤滑剤
として消費されていくが常に追加投入され一定の
溶融スラグ層厚さを維持している。
鋳型添加剤が蓉融して形成される溶融スラグ層
中の主成分は一例としてSiO225〜45wt％，
CaO25〜45wt％，Al2O31〜20wt％，Na2O5〜
20wt％，F5〜20wt％，CaO／SiO20.5〜1.8、特
理特性は1300℃における粘性0.5〜20Poise、融点
900〜1200℃のものが一般的に使用されている。
またタンデイツシユから鋳型に溶鋼を注入する
際溶鋼の酸化防止、浮上してくる非金属介在物の
巻き込み防止および溶鋼注入流調整のため浸漬ノ
ズルが使用されている。
浸漬ノズルの材質は主として溶融石英、アルミ
ナ―グラフアイト、マグネシア、ジルコニア、ジ
ルコニア―グラフアイト、ジルコン、クロム―マ
グネシア等が使用されており、浸漬ノズルは材質
により優劣の差はあるが、前述の溶融スラグ中に
溶解する性質のものである。連続鋳造を長時間続
ける際には溶融スラグによる浸漬ノズルの溶損が
問題になり、溶損量が大きくなると、そこから折
損し操業が続けられなくなる。そこで浸漬ノズル
の材質も種々改良が重ねられ、最近ではアルミナ
―グラフアイト質の浸漬ノズルのスラグラインに
非常に高価ではあるが比較的耐溶損性にすぐれた
ジルコニア―グラフアイト質のリングを用いる事
が多くなつているがまだ十分とはいえない。
本発明はジルコニアまたはジルコンの単体もし
くはこれらのグラフアイトとの複合体からなる材
質の浸漬ノズルもしくはスラグラインにこれらの
材質のリングを使用する連続鋳造において浸漬ノ
ズルもしくはリングの溶損量を抑制する効果のあ
る鋳型添加剤を提供するものである。
第１図はジルコニアを主成分とした材質を溶融
スラグ中に浸漬し、50r.p.m.で回転させた時の溶
損量と溶融スラグ中のジルコニア含有量との関係
を示すテーブルテストの結果を示すが、この結果
によるとジルコニアを含まない溶融スラグ中にジ
ルコニアを主成分とした浸漬ノズルの材質を浸漬
するとこの材料は溶損される。
ところがジルコニアが5wt％以上含まれた溶融
スラグ中に同材料を浸漬するとジルコニアを主成
分とした材料の表面にはスラグ成分とジルコニア
による反応生成物の層が形成され溶融スラグ中へ
の溶解が抑制される。抑制効果は溶融スラグ中の
ジルコニアの含有量が多くなるほど強固な反応生
成物の層が形成され耐溶損性がでてくる。
一方鋳型添加剤中にジルコニアを添加した場合
のジルコニア添加量と鋳型添加剤の粘性、融点の
関係及びガラス性との関係結果を第２図に示す
が、ジルコニア含有量が上ると徐々に融点、粘性
が上昇して行き15wt％以上ジルコニアが含まれ
ると溶融スラグ中にジルコニアが析出してくる。
融点、粘性についてはSiO2，CaO，Al2O3，
Na2O，Ｆの含有量を変更する事により、操業に
合致した物性に調整する事ができるが、高融点物
質であるジルコニアが溶融スラグ中に析出してく
ると、スラグベアの発達が大きくなりスラグベア
が鋳片に巻き込まれたりし、ブレークアウトの原
因となる。従つてジルコニアは鋳型添加剤中へ
15wt％以上は配合できない。5wt％以下では浸漬
ノズルの耐溶損性の効果があまり認められない。
この事から鋳型添加剤中へのジルコニア配合量は
５〜15wt％が適切である。
通常の鋳型添加剤ではジルコニアを10wt％配
合すると溶融スラグ中にジルコニアが析出してく
るが、溶融スラグのガラス性を改善する効果があ
り、かつ粘性、融点を下げる事のできるB2O3を
配合すると、15wt％迄ジルコニアを含有させる
事ができる。
第３図は鋳型添加剤中にB2O3を添加した場合
のB2O3添加量とジルコニア添加量による結晶析
出量との関係を示し、B2O3の配合量は第３図の
結果から0.5〜10wt％が適当である。
次に本発明の実施例を示す。
サイズ220×1500の低炭アルミキルド鋼の連続
鋳造において、アルミナグラフアイト質浸漬ノズ
ルのスラグラインにジルコニア質リングを使用す
る操業で第１表に示す従来鋳型添加剤を使用した
場合、同一浸漬ノズルでの操業は溶損のため240
分で操業継続不能となつたが、本発明による添加
剤第１表Ａを使用する事により、320分迄操業が
継続できた。又第１表Ｂを使用する事により360
分迄継続可能となつた。第４図は従来の鋳型添加
剤と本発明による鋳型添加剤Ａ，Ｂ，を使用した
時の鋳片表面品質結果を示す。
この時の鋳片表面疵は第４図の通り従来の鋳型
添加剤と同等であつた。
さらにサイズ250×1800低炭アルミキルド鋼の
連続鋳造において溶融石英質浸漬ノズルのスラグ
ラインにジルコン質リングを使用する操業で第１
表に示す従来鋳型添加剤を使用した場合、同一浸
漬ノズルでの操業は溶損のため200分で操業継続
不能となつたが、本発明による添加剤第１表Ｃを
使用する事により300分迄操業が継続できた。第
５図は本発明による鋳型添加剤Ｃを使用した時の
結果を示す。この時の鋳片表面疵は第５図の通り
従来の鋳型添加剤と同等であつた。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a mold additive for continuous casting, which is used for continuous casting of steel and is intended to prevent erosion of a zirconia-containing immersion nozzle. In continuous casting during steel manufacturing, mold additives are used on the molten steel surface in the mold for the purposes of preventing oxidation, heat retention, absorbing nonmetallic inclusions, and lubrication between the mold and slab. Mold additives are typically used as a flux base material.
It is made of metal oxides such as SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , MgO, MnO, etc., and the melting property adjusting agent is Na 2 O,
Metal oxides such as K 2 O, Li 2 O, B 2 O 3 and CaF 2 ,
It consists of metal fluorides such as AlF 3 , NaF, LiF, etc., to adjust the melting point and viscosity, and carbonaceous powder, selectively added to adjust the melting rate. The above-mentioned alkali metal and alkaline earth metal oxides may be added selectively from among carbonates and nitrates. When mold additives are added to the molten steel surface in the mold, the portion in contact with the molten steel surface melts to form a molten slag layer, and an unmolten layer is formed on top of the molten slag layer, causing the molten steel to melt. covering the face. This molten slag flows between the mold and the slab and is consumed as a lubricant, but additional slag is constantly added to maintain a constant molten slag layer thickness. The main components in the molten slag layer formed by melting the mold additive are, for example, SiO 2 25 to 45 wt%;
CaO25~45wt%, Al2O31 ~ 20wt%, Na2O5 ~
20wt%, F5~20wt%, CaO/SiO 2 0.5~1.8, special characteristics are viscosity 0.5~20Poise at 1300℃, melting point
Temperatures between 900 and 1200°C are commonly used. Furthermore, when pouring molten steel into a mold from a tundish, a submerged nozzle is used to prevent oxidation of the molten steel, to prevent floating non-metallic inclusions from getting involved, and to adjust the flow of molten steel. The materials used for immersion nozzles are mainly fused quartz, alumina-graphite, magnesia, zirconia, zirconia-graphite, zircon, and chromium-magnesia. It has the property of dissolving in slag. When continuous casting is continued for a long period of time, erosion of the immersion nozzle due to molten slag becomes a problem, and if the amount of erosion becomes large, the nozzle will break and the operation cannot be continued. Therefore, various improvements have been made to the material of the immersion nozzle, and recently a zirconia-graphite ring, which is very expensive but has relatively excellent erosion resistance, has been used for the slag line of the alumina-graphite immersion nozzle. are increasing, but it is still not enough. The present invention has the effect of suppressing the amount of erosion of immersed nozzles or rings in continuous casting in which rings made of these materials are used for immersed nozzles or slag lines made of materials made of zirconia or zircon alone or their composites with graphite. The present invention provides a mold additive with a Figure 1 shows the results of a table test showing the relationship between the amount of erosion and the zirconia content in the molten slag when a material containing zirconia as the main component was immersed in molten slag and rotated at 50 rpm. However, according to these results, if the material of the immersion nozzle, which is mainly composed of zirconia, is immersed in molten slag that does not contain zirconia, this material will be destroyed by erosion. However, when the same material is immersed in molten slag containing 5wt% or more of zirconia, a layer of reaction products of slag components and zirconia is formed on the surface of the material whose main component is zirconia, suppressing its dissolution into the molten slag. be done. As for the suppressing effect, the higher the zirconia content in the molten slag, the stronger the layer of reaction products is formed and the more resistant it is to erosion. On the other hand, when zirconia is added to the mold additive, the relationship between the amount of zirconia added, the viscosity of the mold additive, the melting point, and the glass property is shown in Figure 2. As the zirconia content increases, the melting point gradually increases. As the viscosity increases and zirconia is contained in the molten slag at 15 wt% or more, zirconia begins to precipitate in the molten slag.
Regarding melting point and viscosity, SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 ,
By changing the contents of Na 2 O and F, it is possible to adjust the physical properties to match the operation, but if zirconia, a high melting point substance, precipitates in the molten slag, the development of slag bears will increase. The slag bear gets caught up in the slab, causing a breakout. Therefore, zirconia is included in mold additives.
It is not possible to mix more than 15wt%. Below 5wt%, the effect of erosion resistance of the immersed nozzle is not very noticeable.
From this, it is appropriate that the amount of zirconia mixed in the mold additive is 5 to 15 wt%. If 10wt% zirconia is added to a normal mold additive, zirconia will precipitate into the molten slag, but B 2 O 3 , which has the effect of improving the glassiness of the molten slag and lowering its viscosity and melting point, When blended, zirconia can be contained up to 15wt%. Figure 3 shows the relationship between the amount of B 2 O 3 added and the amount of crystal precipitation depending on the amount of zirconia added when B 2 O 3 is added to the mold additive. From the results, 0.5 to 10 wt% is appropriate. Next, examples of the present invention will be shown. In continuous casting of low carbon aluminum killed steel of size 220 operation is 240% due to erosion.
However, by using the additive Table 1 A according to the present invention, operation could be continued for up to 320 minutes. Also, by using Table 1 B, 360
It became possible to continue for up to 30 minutes. FIG. 4 shows the slab surface quality results when using conventional mold additives and mold additives A and B according to the present invention. As shown in Fig. 4, the surface defects on the cast slab at this time were the same as those with conventional mold additives. Furthermore, we achieved the first success in the operation of using a zirconium ring in the slag line of a fused silica immersion nozzle in the continuous casting of 250 x 1800 low carbon aluminum killed steel.
When using the conventional mold additive shown in the table, operation with the same submerged nozzle could not continue after 200 minutes due to erosion, but by using the additive of the present invention, Table 1 C, the operation could not be continued after 200 minutes. Operations were able to continue until then. FIG. 5 shows the results when using mold additive C according to the invention. As shown in Fig. 5, the surface defects on the cast slab at this time were the same as those with conventional mold additives. 【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図はジルコニアを主成分とした材質を溶融
スラグ中に浸漬し50r.p.mで回転させた時の溶損
量と溶融スラグ中のジルコニア含有量との関係を
示す。第２図は鋳型添加剤中にジルコニアを添加
した場合のジルコニア添加量と鋳型添加剤の粘
性、融点の関係及びガラス性との関係を示す。第
３図は鋳型添加剤中にB2O3を添加した場合の
B2O3添加量とジルコニアの添加量による結晶析
出量との関係を示す。第４図は従来の鋳型添加剤
と本発明による鋳型添加剤Ａ，Ｂを使用した時の
鋳片表面品質結果を示す。第５図は第４図と同様
に本発明による鋳型添加剤Ｃを使用した時の結果
を示す。
Figure 1 shows the relationship between the amount of erosion loss and the zirconia content in the molten slag when a material containing zirconia as a main component is immersed in molten slag and rotated at 50 rpm. FIG. 2 shows the relationship between the amount of zirconia added and the viscosity, melting point, and glassiness of the mold additive when zirconia is added to the mold additive. Figure 3 shows the case where B 2 O 3 is added to the mold additive.
The relationship between the amount of B 2 O 3 added and the amount of crystal precipitation depending on the amount of zirconia added is shown. FIG. 4 shows the slab surface quality results when using conventional mold additives and mold additives A and B according to the present invention. FIG. 5, like FIG. 4, shows the results when mold additive C according to the invention was used.