(57)【要約】【課題】  目開きａと目開きｂの各篩でモールドパウダーを篩分けする際、モールドパウダーの基材パウダーの滓化特性および溶融性を評価する。【解決手段】  目開きａと目開きｂの各篩でモールドパウダーを篩分けし、これらのモールドパウダーの各篩上をスラグ化率（％）としてＲSL,aとＲSL,bとし、ＲSL,aとＲSL,bの差をΔＲSLとする時、このΔＲSLとＲSL,aからモールドパウダーの基材パウダーの滓化特性および溶融性を評価する。この場合、ＲSL,a、ＲSL,b、ΔＲSLは、モールドパウダーの粒径の分布範囲を粒径ａ未満の大きさのαと、粒径ａ〜粒径ｂ間の大きさのβと、粒径ｂを超える大きさのγとする時、下記の式で表示される。  ＲSL,a＝１００（ｍβ＋ｍγ）／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（１）  ＲSL,b＝１００ｍγ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（２）  ΔＲSL＝ＲSL,a−ＲSL,b＝１００ｍβ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（３）【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目開きａの篩と目開きｂの篩を使用してモールドパウダーを分別し、これらの篩の上に残った粉末状のモールドパウダーについてそのスラグ化率（％）ＲSLをそれぞれＲSL,aとＲSL,bとし、ＲSL,aとＲSL,bとの差をΔＲSLとするとき、このΔＲSLとＲSL,aから該モールドパウダーの基材パウダーの滓化特性および溶融性を評価することを特徴とするモールドパウダーの滓化特性および溶融性の評価方法。
【請求項２】
スラグ化率のＲSL,a、ＲSL,b、ΔＲSLは、モールドパウダーの粒径ａ未満の大きさであるモールドパウダーの粒径の分布範囲をα、同じく粒径粒径ａ〜粒径ｂ間の粒径の分布範囲β、同じく粒径ｂを超える粒径の分布範囲γとし、各粒径の分布範囲に占める質量をそれぞれｍα、ｍβ、ｍγとするとき、下記の式（１）、式（２）、式（３）で表示されることを特徴とする請求項１に記載のモールドパウダーの滓化特性および溶融性の評価方法。
ＲSL,a＝１００（ｍβ＋ｍγ）／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（１）
ＲSL,b＝１００ｍγ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（２）
ΔＲSL＝ＲSL,a−ＲSL,b＝１００ｍβ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の技術は、鋼の連続鋳造法あるいは造塊法に用いるモールドパウダーに関し、モールドパウダーの滓化特性および溶融性の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼の連続鋳造方法では、鋳型に溶鋼の流入を均一にし、鋳型との間に良好な潤滑性を与え、引抜く鋳片に縦割れの発生を防止するためにモールドパウダーが使用されている。
【０００３】
さらに、鋼の連続鋳造用のモールドパウダーとして顆粒のパウダーがあり、その顆粒の粒径は０．３〜３ｍｍの大きさからなる粗粒とされている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このものは、加熱によって滓化したパウダー粒子の大きさよりも、既に大きい粒子であるために、篩分けすることが困難である。
【０００４】
一方、発明者らは、モールドパウダーの消費速度に適した滓化速度のバランスの評価方法を既に発明して提案している。この方法は、モールドパウダーを実機で使用するときと同様に、原料鉱物の種類、嵩比重、粒度などの基材パウダーの特性や、種類、量などの添加パウダーの特性などについて、パウダーに起因する全ての滓化特性についてスラグ化率（％）で評価する方法である。なお、このスラグ化率（％）は加熱前のモールドパウダーの全質量に対する加熱後のスラグ化したモールドパウダーの質量の比を％で表示したものをスラグ化質量率とし、このスラグ化質量率をスラグ化率（％）と以下において称する。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−６１５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、モールドパウダーのうち主に基材パウダーの特性に起因する滓化特性および溶融特性を評価し、滓化特性および溶融特性に優れたモールドパウダーを選出することを目的とする。ところで、モールドパウダーでは、原料の平均組成が仮に同じであっても、基材パウダーの特性が異なると滓化特性および溶融特性は変化する。このために、例えば、あるモールドパウダーの原料系を変更する際には、基材パウダーの滓化特性および溶融特性を評価した上で、さらに含有のカーボンを含んだトータルの滓化特性および溶融特性を、基材パウダーの特性と添加パウダーの特性などのモールドパウダーに起因する全ての滓化特性および溶融特性で評価することができれば、より確度の高いモールドパウダーの設計が可能となり、より一層に優れたモールドパウダーを得ることができる。
【０００７】
すなわち、本発明が解決しようとする課題は、モールドパウダーの基材パウダーの特性を評価した上でカーボンを含んだトータルの滓化特性および溶融特性を評価することで、最適のモールドパウダーを設計して選出する評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
先ず、発明者らが開発したスラグ化率（％）の試験と同じ方法で、加熱後の滓化スラグと未滓化のモールドパウダーとの混合物（これらをまとめて「加熱後パウダー」と呼称する。）を目開きの異なる２種類の篩で篩分けし、それぞれの篩の篩上をスラグ化率（ＲSL：％）として測定する。例えば、仮に、目開き５００μｍと６００μｍの篩とするとき、これらの篩による篩上を各スラグ化率（％）としてＲSL,500とＲSL,600とする。この場合、ＲSL,500とＲSL,600との差をΔＲSLとすると、このΔＲSLとＲSL,500との関係から、基材パウダーの滓化特性および溶融特性を評価する方法である。ここで本発明におけるモールドパウダーとは、粒径が０．３ｍｍ未満の粒子からなる粉末状のモールドパウダーである。
【０００９】
この０．３ｍｍ以上の大きさの粒径は顆粒パウダーであり、この顆粒パウダーの粒径は例えば０．３〜３ｍｍ（特許文献１参照。）と大きいものである。しかも、この顆粒パウダーの０．３ｍｍ以上の大きさの粒径は、加熱試験によって滓化したパウダー粒子の大きさよりも大きいため、目開き５００μｍと６００μｍの篩等による篩分けが困難である。そこで、本発明では、このような粒径の大きな顆粒パウダーは対象外としている。
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、目開きａの篩と目開きｂの篩を使用して加熱後パウダーを分別し、これらの篩の上に残った滓化スラグについてそのスラグ化率（％）ＲSLをそれぞれＲSL,aとＲSL,bとし、ＲSL,aとＲSL,bとの差をΔＲSLとするとき、このΔＲSLとＲSL,aから該モールドパウダーの基材パウダーの滓化特性および溶融性を評価する粉末状のモールドパウダーの滓化特性および溶融性の評価方法である。
【００１１】
請求項２の発明では、スラグ化率のＲSL,a、ＲSL,b、ΔＲSLは、モールドパウダーの粒径ａ未満の大きさであるモールドパウダーの粒径の分布範囲をα、同じく粒径ａ〜粒径ｂ間の粒径の分布範囲β、同じく粒径ｂを超える粒径の分布範囲γとし、各粒径の分布範囲に占める質量をそれぞれｍα、ｍβ、ｍγとするとき、下記の式（１）、式（２）、式（３）で表示されることを特徴とする請求項１の手段の粉末状のモールドパウダーの滓化特性および溶融性の評価方法である。
ＲSL,a＝１００（ｍβ＋ｍγ）／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（１）
ＲSL,b＝１００ｍγ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（２）
ΔＲSL＝ＲSL,a−ＲSL,b＝１００ｍβ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（３）
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法でモールドパウダーの滓化特性および溶融特性を評価することで、原料系に起因する滓化特性および溶融特性の評価が可能となった。この結果、モールドパウダーの検査へ本評価方法を適用することでモールドパウダーの原料系の変化のチェックができ、最適のモールドパウダーを選択して使用できるなど、本発明は優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図を参照して以下に説明する。
【００１４】
本発明におけるモールドパウダーを加熱して滓化したモールドパウダーの試験方法は、先の発明者らによる出願における方法と同様であり、それは、鉄製の容器に秤量したモールドパウダーを入れる。この秤量するモールドパウダーの量は、例えば５０〜２００ｇとする。このモールドパウダーを入れた鉄製の容器をラボ実験用のマッフル炉中に装入して、１３００℃の温度でモールドパウダーを加熱焼成する。加熱時間は例えば４〜２０分の範囲で４分、５分、６分、８分、１０分、１２分、１５分、２０分の８条件とする。
【００１５】
加熱により滓化したモールドパウダーと未滓化のモールドパウダーを例えばボールミルで粉砕し、この粉砕物を目開きａの篩と目開きｂの篩で、例えばＪＩＳ  Ｚ  ８８０１に規定する、呼び寸法が５００μｍの目開きａの篩で粒径ａを篩分けし、呼び寸法が６００μｍの目開きｂの篩で粒径ｂを篩分けすることで、滓化したモールドパウダーと未滓化のモールドパウダーの混合物を粒度別に分離する。次いで、篩上に残ったスラグの質量（ｇ）を測定する。なお、上記のボールミルによる粉砕時間は例えば１０分間とする。また、このボールミルの粉砕は、滓化スラグを粉々に粉砕することが目的ではなく、滓化スラグに付着もしくは焼結した未滓化のモールドパウダーを分離することが目的であり、ほぐす程度でとどめることが重要である。
【００１６】
これらの加熱前のモールドパウダーと加熱後のモールドパウダーの粒径の分布は、それぞれ図１の（ａ）および（ｂ）のグラフに示すものである。図１のグラフにおいて、縦軸はその粒径の質量の割合を示し、横軸は粒径（μｍ）を示す。図１の（ａ）のグラフは加熱前のモールドパウダーの粒径の分布で、そのモールドパウダーの粒径は２００μｍよりも全て小さいことを示しているが、図１の（ｂ）のグラフは加熱後のモールドパウダーの粒径の分布で、スラグ化されて粒径ａはすなわち５００μｍの目開きよりも大きな部分に分布の頂点を有し、さらに粒径ｂすなわち６００μｍの目開きよりも大きな部分に分布の頂点を有していることを示している。
【００１７】
すなわち、目開きａの篩とｂの篩で上記のそれぞれのモールドパウダーを篩分けすると、α、β、γの３領域に分けられる。目開きａの篩で篩った場合のモールドパウダーのスラグ化率（篩上の割合：％）をＲSL,aとし、目開きｂの篩で篩った場合のスラグ化率（％）をＲSL,bとし、さらに、スラグ化率（％）のＲSL,aとＲSL,bの差をΔＲSLとするとき、それぞれ次の（３）式で表すことができる。
ＲSL,a＝１００（ｍβ＋ｍγ）／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（１）
ＲSL,b＝１００ｍγ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（２）
ΔＲSL＝ＲSL,a−ＲSL,b＝１００ｍβ／（ｍα＋ｍβ＋ｍγ）……（３）
【００１８】
このΔＲSLは、粒度ａ〜粒度ｂ間、すなわち上記の図１の（ｂ）のグラフの粒径ａ〜粒径ｂ間のβの領域に分布して存在するスラグ化されたモールドパウダーの質量を示す。同一銘柄のモールドパウダーであれば、ロット間でＲSLの値が異なっても、ＲSLとΔＲSLとの関係は略１本の曲線上に分布する。これよりＲSLにはロット間の添加カーボンの種類や、混練具合のバラツキに起因した滓化特性の違いは反映されるが、スラグ化率ＲSL,a（目開きａの篩で篩分けした篩上：％）と、ＲSL,aとＲSL,bの差であるΔＲSLとの関係には、モールドパウダーの銘柄ごとの基材パウダーの原料に起因する滓化特性および溶融特性が表われると考えられる。例えば、滓化直後に大きな液滴となるモールドパウダーは、ＲSL,aに対するΔＲSLの値が小さい関係が見られる。
【００１９】
すなわち、５種類のモールドパウダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとするとき、これらの中の２種類のモールドパウダーＡおよびＢのロットＮｏ．１〜７のロット間のバラツキを見る例として、モールドパウダーＡのＲSL,aの篩すなわち目開きａ＝５００μｍとしたときの篩による篩分けと、モールドパウダーＢのＲSL,aの篩、すなわち同じく目開きａ＝５００μｍとしたときの篩で篩分けした篩上のそれぞれの実施例を、図２の（ａ）および（ｂ）のグラフに示す。なお、図２のグラフの縦軸のΔＲSLは目開きｂ＝６００μｍとしたときの篩で篩分けした篩上を、目開きａ＝５００μｍとしたときの篩で篩分けした篩上から差し引いた値である。これらの図２の（ａ）および（ｂ）の各グラフより、モールドパウダーＡはモールドパウダーＢに比較してロット間のバラツキが小さいことがわかる。また、モールドパウダーＢでは、ロットＮｏ．１〜４とロットＮｏ．５〜７とで分布が明らかに異なっている。これはモールドパウダーＢのロットＮｏ．５〜７は、ロットＮｏ．１〜４とモールドパウダーの成分は同じものであるが、基材パウダーの原料系が変更されており、その結果がこれらの分布の違いになって表れているからである。
【００２０】
次いで、５種類のモールドパウダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの間の滓化特性の違いの例を、縦軸をΔＲSLとし横軸をＲSL、500とし、目開き５００μｍの篩で篩分けした篩上の結果を、図３のグラフにより示す。なお、ΔＲSLはＲSL、500とＲSL、600の差である。この図３のグラフからモールドパウダーＥは他のモールドパウダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに比較してΔＲSLが最も小さく、滓化後に速やかに液滴が大きくなったことが判る。
【００２１】
これらのモールドパウダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの粒径分布の傾向は図４のグラフに示すようになった。すなわち、図４から粒径ａ〜粒径ｂ間であるβの領域の割合では、滓化特性であるスラグ化率が最も少ないのはモールドパウダーＥで、次いで少ないのはモールドパウダーＣ、Ｄで、最も多いのはモールドパウダーＡ、Ｂである。しかし、逆にモールドパウダーＥは滓化後に速やかに液滴が大きくなって粒径が最も大きいところに分布割合の最大値があり、モールドパウダーＣ、Ｄは次いで粒径の大きいところに分布割合の最大値があり、ボールドパウダーＡ、Ｂはより粒径の小さいところに分布割合の最大値があることが判る。このように、本発明の方法により、各種のモールドパウダーの原料系に起因する滓化特性および溶融特性の評価することで、最適のモールドパウダーのチェックをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】加熱前のモールドパウダーと加熱後のモールドパウダーの粒径の分布を示すグラフ。
【図２】２種類のモールドパウダーＡ、Ｂのロット間のバラツキを示すグラフ。
【図３】５種類のモールドパウダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの間の滓化特性の違いを示すグラフ。
【図４】モールドパウダーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの粒径分布を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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