(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材原料、ＳｉＯ２原料、溶融調整剤及び溶融速度調整剤を必須の構成成分とする粉末モールドパウダーまたは顆粒状モールドパウダーに、流動パラフィン及びエチレングリコールからなる群から選択された１種または２種以上を０．００１〜１０重量％の範囲で配合してなることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼の連続鋳造において、モールド内に添加して使用される、鋼の連続鋳造用モールドパウダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、ポルトランドセメント、合成ケイ酸カルシウム、ウォラストナイト、黄リンスラグなどを主原料とし、必要に応じシリカ質原料を加え、更にはソーダ灰、蛍石、フッ素化合物、アルカリ金属化合物や溶融速度調整剤として炭素質原料を添加したものが一般的である。
【０００３】
モールドパウダーは、モールド内の溶鋼表面に添加され、種々の役割を果たしながら消費される。主な役割としては、（１）モールドと凝固シェルの潤滑、（２）溶鋼から浮上する介在物の溶解及び吸収、（３）溶鋼の保温、（４）抜熱速度のコントロールなどが主要な役割である。
【０００４】
（１）及び（２）は、軟化点、粘度などを調整することが重要であり、化学組成の選定が肝要である。（３）については主に炭素質原料によって調整される溶融速度やかさ比重、拡がり性などの粉体特性が重要とされている。（４）については、凝固温度などを調整することが必要で、化学組成の選定が肝要である。
【０００５】
我が国における連続鋳造技術の進歩は目覚ましく発展し続けている。更には、ＨＣＲ、ＨＤＲ比率の向上、高速鋳造などが積極的に進められている。従って、鋳片品質や操業安定性に多大な影響を与えるモールドパウダーに対する要求も一段と厳しくなっており、必要とされるモールドパウダーも多種多様になっているのが現状である。
【０００６】
従来使用されているモールドパウダーは、基材原料として、ポルトランドセメント、リンスラグ、ウォラストナイトなどが使用され、粉体特性を調整する目的で、一部ＳｉＯ２原料を使用し、溶融調整剤としてＮａ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｎＣＯ３、ＢａＣＯ３などの炭酸塩や、更には、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、硼砂、スポジュメンなどを使用し、溶融速度調整剤として炭素質原料を添加しているのが一般的である。
【０００７】
一方、基材原料に合成ケイ酸カルシウムを使用したタイプ（セミプリメルトタイプ）や炭素原料を除いたモールドパウダーを予め溶解し、適切な粒度に粉砕し、その後に炭素原料を添加する完全溶融型モールドパウダー（プリメルトタイプ）も使用されている。
【０００８】
また、近年作業環境の改善が推進されている。そのため、粉末のモールドパウダーを使用すると粉塵が多く発生するため、モールドパウダーにバインダーを添加して、押出造粒、撹拌造粒、流動造粒、スプレー造粒などの方法で、粒径１ｍｍ以下の顆粒状に造粒したものも使用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
粉末モールドパウダーの長所は、顆粒のモールドパウダーに比べて、保温性に優れ、種々のモールド、例えばブルーム、ビレット、ビームブランク、丸ブルーム、丸ビレットに使用してもスラグベアーの生成が少なく、ディッケルと呼ばれる溶鋼表面が凝固するといった現象も発生しにくい点が挙げられる。
【００１０】
また、滓化溶融特性の点でも良好で、滓化溶融がスムースで、１．８ｍ／分を越える高速鋳造にも安定して使用される。
【００１１】
一方、現在の粉末モールドパウダーは、前述の通り、粉塵の発生量が多く、作業環境を悪化させる。更には、モールド内に添加された場合、拡がり性が悪く、モールド内全体をカバーするようにモールドパウダーを添加する必要がある。特に、浸漬ノズルとモールド側面の間は死角となり、モールドパウダーが行き渡らず、場合によっては、ブレークアウトの発生や鋳片品質の劣化に繋がる。
【００１２】
また、モールドパウダーは粉末、顆粒を問わず、長期に保管すると、空気中の水分を吸着または吸収し、鋳造に適さなくなる。そのため、モールドパウダーの使用期限は６カ月位とされている。
【００１３】
更に、顆粒モールドパウダーの長所は、粉塵の発生が少なく、作業環境が大幅に改善されるところにある。しかし、近年、作業環境改善と省力化を主目的に、モールドパウダーを自動的にモールド内に添加する装置が開発され、使用されている。ところが、この自動供給機から顆粒モールドパウダーを供給すると、自動供給機通過時に、顆粒の大半が壊れ、粉塵が発生し、顆粒モールドパウダーの十分な効果が発現されない。
【００１４】
また、最近、極低炭素鋼鋳造時の浸炭抑制を目的に、炭素質原料を含有しないモールドパウダーが開発されている。このモールドパウダーを自動供給機から供給すると、炭素質原料を含有していないため、スクリューフィーダーと呼ばれる切り出し装置のモーターに付加が掛かったり、スクリューフィーダーとモールドパウダーの摩擦熱によって、かなりの高熱が発生し、モールドパウダーの一部が溶融するといった問題点が発生する。
【００１５】
更に、モールドパウダー中に炭素質原料が配合されていないために、モールドパウダーの滑りが悪く、拡がり性が著しく劣化するため、モールドパウダーを均等に添加してやったり、通常より多めに投入したりする必要がある。
【００１６】
従って、本発明の目的は、粉末モールドパウダーの欠点である粉塵の発生抑制と拡がり性向上、及び保管時の空気中水分の吸湿を抑制し、更には自動供給機を容易に通過できるモールドパウダーを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために種々検討を重ねた結果、粉末モールドパウダーの欠点である粉塵の発生抑制と拡がり性向上、及び保管時の空気中水分の吸湿を抑制し、更には自動供給機を容易に通過できるモールドパウダーを見いだした。
【００１８】
即ち、本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、基材原料、ＳｉＯ２原料、溶融調整剤及び溶融速度調整剤を必須の構成成分とする粉末モールドパウダーまたは顆粒状モールドパウダーに、流動パラフィン及びエチレングリコールからなる群から選択された１種または２種以上を０．００１〜１０重量％の範囲で配合してなることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、種々の研究及び検討を重ねた結果、以下の知見を得た。基材原料、ＳｉＯ２原料、溶融調整剤及び溶融速度調整剤の均一混合物よりなる粉末モールドパウダーの欠点である粉塵の発生を抑制し、拡がり性を改善するには、流動パラフィン及び／またはエチレングリコールを配合することにより、モールドパウダー粒子表面が疎水性化され、水分の吸着も著しく低減し、長期保存が可能になる。
【００２１】
更に、溶融速度調整材、即ち、炭素質原料を含有しない粉末モールドパウダーを自動供給機に通す際に、スクリューフィーダーとモールドパウダーの摩擦力が顕著に緩和され、スムースに通過する。また、顆粒モールドパウダーを自動供給機に通す際にも、摩擦力が軽減され、顆粒が破壊されにくくなり、粉化が著しく改善される。
【００２２】
なお、本発明のモールドパウダーは、慣用のモールドパウダーであればその構成原料は特に限定されるものではなく、例えば基材原料、ＳｉＯ２原料、溶融調整剤及び溶融速度調整剤を必須の構成成分とするものである。
【００２３】
本発明のモールドパウダーに使用する基材原料としては、例えば合成ケイ酸カルシウム、ポルトランドセメント、リンスラグ等を挙げることができる。ここで、基材原料の配合量は、５０〜８０重量％の範囲内である。基材原料の配合量が８０重量％を超えると粉体特性劣化のために好ましくなく、また、５０重量％未満であると溶融特性劣化のために好ましくない。なお、本明細書にいう合成ケイ酸カルシウムとは、原料として例えばウォラストナイトを用い、溶解、粉砕することにより得られたものであり、例えば主成分としてＳｉＯ２：３０〜６０重量％、ＣａＯ：４５〜６０重量％の組成を有する合成品である。
【００２４】
次に、ＳｉＯ２原料としては、例えば珪藻土等を挙げることができる。ここで、ＳｉＯ２原料の配合量は、１〜３０重量％の範囲内である。ＳｉＯ２原料の配合量が３０重量％を超えると粉体特性劣化のために好ましくなく、また、１重量％未満であると保温性低下のために好ましくない。
【００２５】
更に、溶融調整剤としては、例えばＮａ２ＣＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＭｎＣＯ３、ＢａＣＯ３などの炭酸塩や、更には、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、硼砂、スポジュメン、蛍石などを挙げることができる。ここで、溶融調整剤の配合量は、５〜３０重量％の範囲内である。ここで、溶融調整剤の配合量が３０重量％を超えると粘性、軟化点が著しく低くなるために好ましくなく、また、５重量％未満であると粘度、軟化点の設定が困難なために好ましくない。
【００２６】
また、本発明のモールドパウダーには、溶融速度調整剤を配合する。溶融速度調整剤としては、通常炭素質原料が用いられる。ここで、溶融速度調整剤を添加する場合、その配合量は、０．５〜１０重量％の範囲内である。ここで、溶融速度調整剤の配合量が１０重量％を超えると溶融速度が著しく遅くなるために好ましくなく、また、０．５重量％未満であると配合効果がないために好ましくない。
【００２７】
次に、流動パラフィン、エチレングリコールについて説明する。流動パラフィン、エチレングリコールは一般的には高沸点であり、夏場の温度の高い時期でも蒸発することはなく、安定しており、長期にわたり、効果を持続できる点で有効である。これらは一般的には液状であり、一部固体状のものもあるが、モールドパウダーへの分散性、コーティング性から液状のものを使用した方が好ましい。添加・配合量は、０．００１〜１０重量％、好ましくは０．００５〜９質量％の範囲内である。該添加・配合量が０．００１重量％未満では、モールドパウダー中に均一に分散させ、且つコーティングすることができないために好ましくない。一方、該添加・配合量が１０重量％を超えると、粒子の凝集が著しく進行し、逆に拡がり性が悪くなるために好ましくない。
【００２８】
流動パラフィン、エチレングリコールは、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用することもできる。この場合、予め２種以上の液体をスターラーなどを用いて混合したものを使用することができ、また、別個に添加することもできる。
【００２９】
本発明の粉末モールドパウダーの製造履歴は特に限定されるものではなく、慣用の任意の方法によることができ、例えば各構成原料を配合した後、ミキサーで均一に混合し、その後に流動パラフィン及び／またはエチレングリコールを添加し、均一混合することにより得られる。
【００３０】
なお、溶融速度調整剤、即ち、炭素質原料を除いた構成原料に流動パラフィン及び／またはエチレングリコールを添加し均一混合した後、炭素質原料を加え、更に混合する方法によって本発明のモールドパウダーを得ることもできる。
【００３１】
一方、顆粒状モールドパウダーの製造履歴もまた特に限定されるものではなく、慣用の任意の方法によることができ、例えば各構成原料を配合した後、ミキサーで均一に混合し、得られた混合物に更にバインダーを添加し、押出造粒、撹拌造粒、転動造粒、スプレー造粒などの方法で顆粒状に造粒し、乾燥した後、流動パラフィン及び／またはエチレングリコールを添加し、均一混合することにより本発明のモールドパウダーを得ることができる。また、各構成原料を配合した後、ミキサーで均一に混合し、得られた混合物に更にバインダーを添加し、押出造粒、撹拌造粒、転動造粒、スプレー造粒などの方法で顆粒状に造粒し、次に、流動パラフィン及び／またはエチレングリコールを添加し、均一混合し、乾燥させることもできるが、この時は乾燥温度を考慮する必要があり、３５０℃以下が好ましい。
【００３２】
なお、造粒する際に使用するバインダーは特に限定されるものではなく、慣用の任意のものを使用することができ、例えばセルロース、珪酸ソーダ等を例示することができる。なお、造粒時のバインダーの添加配合量もまた特に限定されるものではないが、例えば構成原料１００重量部当たり外掛で５〜３５重量部、好ましくは１０〜３０重量部の範囲内である。ここで、バインダーの添加配合量が３０重量部を超えると粒度分布が不安定になり易いために好ましくなく、また、５重量部未満であると、歩留まりが低下するために好ましくない。
【００３３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明のモールドパウダーを更に説明する。
実施例
表１に記載する配合割合にて、原料を配合し、本発明品及び比較品のモールドパウダーを得た。なお、原料として使用した合成ケイ酸カルシウムは、ＳｉＯ２：４３重量％、ＣａＯ：４９重量％の組成を有するものである。
本発明品５及び６は、バインダーとしてセルロースを外掛で２５重量部使用して撹拌造粒機により造粒した顆粒品であり、本発明品７は、バインダーとしてセルロースを外掛で１５重量部使用して押出造粒機により造粒した顆粒品であり、すべて粒径１ｍｍ以下のものである。
比較品１は、本発明品と同様の方法により押出造粒した顆粒品であり、比較品２は、バインダーとして珪酸ソーダを外掛で７重量部使用してスプレー造粒機により造粒した顆粒品であり、比較品３は、本発明品と同様の方法により撹拌造粒した顆粒品であり、すべて１ｍｍ以下の粒径のものである。
【００３４】
【表１】
0003633156.tif 000002
【００３５】
【表２】
0003633156.tif 000003
【００３６】
上記表１に示す本発明品及び比較品のモールドパウダーの諸特性を以下の表２に記載する。なお、諸特性は、下記のようにして測定したものである：
流体流動性は、安息角及び流動速度により評価した。ここで、流動速度は、粉体１００ｇをガラスロート（開口部７５ｍｍφ、高さ６０ｍｍ、先端口部６ｍｍφ、長さ３０ｍｍ）に充填し、一定振動を与えて粉体落下時間を測定し、得られた測定値から算出した比較品１〜６を１００とした時の相対値である。
吸湿性評価方法は、４０℃８０％の恒温恒湿槽に３６時間入れて、その重量増加を比較品１〜６を１００とした時の相対値である。
粉塵発生の評価方法は、ガラス密閉容器（４５ｃｍ×３５ｃｍ×４０ｃｍ）上部からモールドパウダーを落下させ、粉塵の発生を目視により観察したものである。
【００３７】
また、表２中の実機使用例は、本発明品１０及び１５は、極低炭素アルミキルド鋼に、自動供給機を用いて各２０チャージ使用した結果であり、その他は低炭素アルミキルド鋼に各３０チャージ使用した結果である。粉末品の場合は、モールド内の拡がり性と粉塵発生状況を目視観察し、顆粒品の場合は、自動供給機に通過させて使用し、粉塵の発生状況を目視観察した結果である。なお、表２中、○は極めて良好、△は良好、×は不良、−は測定せずをそれぞれ表す。
【００３８】
【表３】
0003633156.tif 000004
【００３９】
【表４】
0003633156.tif 000005
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、粉塵の発生抑制と拡がり性向上、及び保管時の空気中水分の吸湿を抑制し、更には自動供給機を容易に通過させることができるモールドパウダーを提供することができる。