(57)【要約】【課題】確実に鋳型の溶鋼を保温するとともに、アルミナ系介在物の凝集合体を抑制して微細分散させて、優れた疲労特性を有した鋼塊を得ることができる保温ボードを提供する。【解決手段】溶鋼１１を下方から鋳型１４に装入して鋼塊４を製造するに際して、鋳型１４の鋼塊押湯部５を保温するために用いられる保温ボード１において、保温ボード１は、上層部３と下層部２とを有する二層構造を備え、下層部２は、ＣａＳｉ、ＦｅＯ及びＭｎＯ２を含有すると共に、残部にＳｉＯ２、Ｃ及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一種類以上を有し、下層部２に含有されるＣａＳｉの中、Ｍｔ．ＣａＳｉ（メタルＣａＳｉ）は４０％（質量％、以下同様）以上６５％以下とされており、下層部２に含有されるＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、４％以上１３％以下とされ、ＣａＳｉに関し、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の粒度を有するものが３０％以上９５％以下とされる。【選択図】図１
2014195824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気雰囲気下で溶鋼を注入管を介して下方から鋳型に装入して鋼塊を製造するに際して、前記鋳型の鋼塊押湯部を保温するために用いられる保温ボードにおいて、
前記保温ボードは、上層部と下層部とを有する二層構造を備えており、
前記下層部は、ＣａＳｉ、ＦｅＯ及びＭｎＯ２を含有すると共に、残部にＳｉＯ２、Ｃ及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一種類以上を有していて、
前記下層部に含有されるＣａＳｉの中、Ｍｔ．ＣａＳｉ（メタルＣａＳｉ）は４０％（質量％、以下同様）以上６５％以下とされており、
前記下層部に含有されるＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、４％以上１３％以下とされ、
前記ＣａＳｉに関し、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の粒度を有するものが３０％以上９５％以下とされている
ことを特徴とする保温ボード。
【請求項２】
前記下層部は、ＳｉＯ２が５％以下、ＦｅＯが１５％以上５０％以下、ＭｎＯ２が３％以上１０％以下、Ｔ．Ｃ（トータルカーボン）が１０％以下で組成されていることを特徴とする請求項１に記載の保温ボード。
【請求項３】
前記上層部は、Ｍｔ．Ａｌ（メタルアルミニウム）が２０％以上３０％以下、Ａｌ２Ｏ３が２０％以上４０％以下、ＳｉＯ２が５％以上１５％以下、Ｔ．Ｃ（トータルカーボン）が１１％以上２１％以下で組成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保温ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下注ぎ造塊に用いる鋳型の鋼塊押湯部を保温するために用いられる保温ボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鋼を注入管を介して鋳型に装入することにより鋼塊を製造する方法として、鋳型の下方から鋳型内に溶鋼を注入することにより鋼塊を製造する下注ぎ造塊方法がある。
下注ぎ造塊方法においては、鋳型上部の押湯部における溶鋼の温度を高温に保ちつつ、当該押湯部への介在物の浮上を促進させるために、溶鋼の浴面が鋳型の上部付近に達したときに作業者が保温材（ＣａＳｉ系保温パウダ）を投入することが行われている。また、保温材として、予め鋳型上部に保温ボード（Ａｌ系）を配備し、鋼塊押湯部の溶鋼の温度を保つことも行われている。
【０００３】
このような保温ボードの技術として特許文献１〜特許文献３に示すものがある。
特許文献１は、易酸化性金属および酸化剤を含有する発熱量２，０００ｃａｌ／ｇ以上の発熱性内層と発熟量２，０００ｃａｌ／ｇ未満の外層とから成る２層の板状塑造物で鋳型に注入された溶鋼頂面を加熱保温し、沈降して鋼底部に沈澱晶部を形成する該溶鋼上部の自由晶の生成開始時期を遅延せしめるキルド鋼の造塊方法を開示する。
【０００４】
また、特許文献２は、鉄または鋼の鋳造に当り、溶湯が押湯部に注入されている途中乃至は注入終了直後に押湯溶湯ｋｇ当り２０ｋｃａｌ以上になる量の保温板、ただし添加してから最高温度に達する迄の時間が３分以内で自身の含有易酸化性金属による発熟量が２，０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上、１７００℃以下で旧の体積の２．５倍以上に膨張するものを以て押湯頂面を被覆することを特徴とする押湯保温方法を開示する。
【０００５】
また、特許文献３は、球状あるいは粒状の珪酸塩、珪酸アルカリを主成分とする加熱膨張組成物を上層とし、溶鋼の熱によって発熱する易酸化金属等の発熱材料、酸化剤、耐火性材料、有機充填材、無機あるいは有機繊維、燃焼助剤、有機結合剤、等の組成物の下層を設けてなる二層の鉄鋼造塊用押湯頂面保温板を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４９−９３２２０号公報
【特許文献２】特開昭５４−１２４８２５号公報
【特許文献３】特開昭５５−９４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した保温材は、溶鋼の温度を高温に保つだけではなく、溶鋼中の介在物を微細化する働きも有している。
例えば、作業者が保温材（ＣａＳｉ系パウダ）を溶鋼中へ投入した場合、溶鋼中の介在物（Ａｌ２Ｏ３）に対して保温材に含まれるＣａが供給される。そして、介在物であるＡｌ２Ｏ３にＣａが供給されると、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３となり、介在物は微細分散される。介在物を微細分散することで、疲労破壊の起点となる粗大介在物を抑制することができる。
【０００８】
とはいえ、作業者がＣａＳｉ系の保温パウダを鋳型の上部に直接投入する際に、投入された保温パウダによって溶鋼の浴面に衝撃が加わり、鋼塊の品質に影響を与える虞がある。具体的には、作業者が押湯部に保温パウダを投入するときに、作業者の経験等により生じる作業のばらつき（保温パウダの厚みが不均一になるなど）や溶鋼の浴面に保温パウダの衝撃が加わることで、保温パウダのＣａＳｉが溶鋼中に巻き込まれてＣａＳｉが鋼塊内の介在物となったり、介在物発生の起点となったりする。また、作業者が押湯部に保温パウダを投入すると、保温パウダの粉塵が発生する虞もある。発生した粉塵は、作業環境への影響が大である。
【０００９】
そこで、 特許文献１〜特許文献３に開示されたような保温ボード（Ａｌ系）を採用す
ることが考えられる。保温ボードの場合、作業者による保温材投入のばらつき（投入速度、厚みの不均一など）が発生し難くなり、突発的に発生する粗大な沈降性介在物（Ａｌ２Ｏ３）の発生を防ぐことができる。
しかしながら、特許文献１の保温ボードは、上層部と下層部の比率、及び下層部を構成する保温材（例えば、ＣａＳｉ系保温材など）の粒度が規定されていないため、保温作用は実現できても、介在物の微細化を実現できるか疑問が残る。
【００１０】
また、特許文献２は、発熱層である下層部を構成する保温材の組成、及び粒度が規定されていない。また、特許文献３は、保温作用を有するＣａＳｉ粒の使用を少量に留めている。それ故、保温作用の実現、介在物の微細化の両面において、その有効性に疑問が残る。
このようなことにより、特許文献１〜特許文献３の技術を用いたとしても下注ぎ造塊方法にて鋼塊を製造するに際して、鋼塊の疲労強度に影響を与える粗大な介在物を微細分散させることができず、粗大な介在物による欠陥の発生を防ぐことができない虞がある。ゆえに、鋼塊の疲労強度の低下を防ぐに至っていないのが実情である。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑み、確実に鋳型の溶鋼を保温するとともに、アルミナ系介在物の凝集合体を抑制して微細分散させて、優れた疲労特性を有した鋼塊を得ることができる保温ボードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る保温ボードは、大気雰囲気下で溶鋼を注入管を介して下方から鋳型に装入して鋼塊を製造するに際して、前記鋳型の鋼塊押湯部を保温するために用いられる保温ボードにおいて、前記保温ボードは、上層部と下層部とを有する二層構造を備えており、前記下層部は、ＣａＳｉ、ＦｅＯ及びＭｎＯ２を含有すると共に、残部にＳｉＯ２、Ｃ及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一種類以上を有していて、前記下層部に含有されるＣａＳｉの中、Ｍｔ．ＣａＳｉ（メタルＣａＳｉ）は４０％（質量％、以下同様）以上６５％以下とされており、前記下層部に含有されるＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、４％以上１３％以下、望ましくは４％以上１０％以下とされ、前記ＣａＳｉに関し、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の粒度を有するものが３０％以上９５％以下とされていることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記下層部は、ＳｉＯ２が５％以下、ＦｅＯが１５％以上５０％以下、ＭｎＯ２が３％以上１０％以下、Ｔ．Ｃ（トータルカーボン）が１０％以下で組成されているとよい。
好ましくは、前記上層部は、Ｍｔ．Ａｌ（メタルアルミニウム）が２０％以上３０％以下、Ａｌ２Ｏ３が２０％以上４０％以下、ＳｉＯ２が５％以上１５％以下、Ｔ．Ｃ（トータルカーボン）が１１％以上２１％以下で組成されているとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の保温ボードによれば、確実に鋳型の溶鋼を保温するとともに、アルミナ系介在物の凝集合体を抑制して微細分散させて、優れた疲労特性を有した鋼塊が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の保温ボードを用いて、鋳型内の溶鋼を保温している様子を示した図である。
【図２】本発明の保温ボードを鋳型上部に配備した状況を示した図である。
【図３】溶鋼中に生じる介在物が鋼塊押湯部に浮上する様子を示した図である。
【図４】（ａ）は、従来の保温ボードを用いて溶鋼を保温した場合に生じる介在物の顕微鏡写真であり、（ｂ）は、本発明の保温ボードを用いて溶鋼を保温した場合に生じる介在物の顕微鏡写真である。
【図５】従来技術を示したものであり、保温パウダを鋳型に投入して、溶鋼を保温している様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照しながら、本発明の保温ボード１について説明する。
その前に、図１を参照して、下注ぎ造塊装置１０及びその装置を用いた下注ぎ造塊方法について説明する。
図１に示すように、下注ぎ造塊装置１０は、下注ぎ造塊法により溶鋼１１を鋳造するものであって、取鍋１２内の溶鋼１１を注入する注入管１３と、この注入管１３に注入された溶鋼１１が装入される鋳型１４と、この鋳型１４が載置される定盤１５とを備えている。
【００１７】
注入管１３は、定盤１５から上方に向けて立設され、注入管１３の内部には溶鋼１１が通る湯道１６が形成されている。湯道１６は、定盤１５の内部にも形成されていて、注入管１３から鋳型１４まで連通するようになっている。
鋳型１４は、定盤１５上の注入管１３の近傍に設置されており、その下部には下注入口１８が形成されている。鋳型１４は、溶鋼１１が定盤１５の湯道１６から下注入口１８を経て下方から装入される構造となっている。鋳型１４の上部には、鋼塊押湯部５を形成するための押湯枠１７が装着されている。
【００１８】
図２に示すように、このような下注ぎ造塊装置１０において、造塊を行う際には、鋳型１４の押湯枠１７の内壁面側には、後述する保温ボード１が予め配備されている。この保温ボード１は、鋼塊押湯部５を最後に凝固させるために保温するとともに、溶鋼１１内に存在する介在物９（例えば、Ａｌ２Ｏ３）を鋼塊押湯部５に浮上させて鋼塊４本体から分離するものである。
【００１９】
保温ボード１は、押湯枠１７の上端部に掛け渡されている棒状の吊具１９によって略水平となるように吊下され、鋳型１４の上部であって押湯枠１７の下端部に配備されている。本実施形態では、押湯枠１７の下端部付近に配置しているが、溶鋼が届く範囲であれば押湯枠１７内のいずれの位置に配置しても良い。鋳型１４内に溶鋼１１が注入され、溶鋼１１の湯面が吊下された保温ボード１に達した際には、保温ボード１が溶融状態となり発熱することで、押湯部分に対応する溶鋼１１を加熱・保温することとなる。そのため、鋼塊押湯部５は、最後に凝固するようになっている。なお、溶鋼１１の酸化を防止したり、鋳型１４との焼き付きを防止するための被覆材７（型内材）を、押湯枠１７の上端部に掛け渡されている棒状の吊具１９で保温ボード１より下方（鋳型１４の上下方向、略中央）に吊下するようにしている。本実施形態では、保温ボード１は吊下しているが、鋳型１４内に配置しても良い。
【００２０】
このような下注ぎ造塊装置１０を用いて下注ぎ造塊を行うにあたっては、まず、取鍋１２を注入管１３上に配置して、取鍋１２内の溶鋼１１を注入管１３に注入する。溶鋼１１は、注入管１３及び定盤１５に形成された湯道１６を通り、下注入口１８を経て鋳型１４の底部へ到達する。このまま、溶鋼１１が一般的な速度で鋳型１４内へ注入され続けると、溶鋼１１の浴面は徐々に上昇してゆき、鋳型１４上部の押湯枠１７に到達するようになる。
【００２１】
図３に示すように、溶鋼１１が鋳型１４上部の押湯枠１７（鋼塊押湯部５）に到達するようになると、溶鋼１１は鋳型１４の内壁面との境界面から徐々に凝固し始める。そして、溶鋼１１は鋳型１４の内壁面との境界面から内部に向かって冷却されて凝固してゆき、冷却された溶鋼１１の凝固部は、徐々に鋼塊押湯部５に向かって上昇してゆくようになる。このとき、溶鋼１１内の介在物９は、凝固部と同様に、鋼塊押湯部５に向かって浮上するようになる。また、鋼塊押湯部５は、介在物９が浮上するために保温ボード１で保温され、溶融状態となっている。つまり、鋼塊押湯部５は、最後に凝固するようになっている。
【００２２】
このようにして、本体部６と鋼塊押湯部５とが一体となって形成されたインゴット等の鋼塊４が製造される。この鋼塊４は、鋳型１４から離形され、鋼塊押湯部５と本体部６とに分離され、後工程で分離された鋼塊押湯部５は廃却される。
この下注ぎ造塊方法においては、例えば船舶用部品などに用いられる大型鍛造品（例えば、船舶用のクランク軸）等の素材となる鋼塊４を製造することができる。
【００２３】
さて、溶鋼１１が鋳型１４底部から注入されて、溶鋼１１が押湯枠１７に向かって上昇していく過程において、溶鋼１１が押湯枠１７に達するまでに、様々な要因によって、溶
鋼１１内にアルミナ系介在物９（Ａｌ２Ｏ３）が生成される。例えば、キルド処理のために投入されたＡｌが酸化してアルミナ系介在物９を生成し、アルミナ系介在物９はＭｇを取り込んでＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３となる。このアルミナ系介在物９は、凝集合体して粗大な介在物９となり、鋼塊４にクラックや疵等の欠陥を生じさせる原因となっていた。
【００２４】
そこで、本願発明者らは、確実に鋳型１４の溶鋼１１を保温するとともに、Ｃａを適度に供給してアルミナ系介在物９（Ａｌ２Ｏ３）を微細分散させて凝集合体を抑制し、優れた疲労特性を有した鋼塊４を得ることができる保温ボード１を発明するに至った。
本発明の保温ボード１は、上層部３と下層部２とを有する二層構造を備えた板材であって、下層部２は急峻に発熱するように構成されており、上層部３は下層部２で生じた熱を長時間保温するようになっている。下層部２が急峻に発熱することにより、従来の保温パウダ８投入による凝固殻発生を抑制し、沈降性介在物９を防止することができる。また、上層部３は、鋼塊押湯部５を最終凝固部とするため、本体部６の引けを防止や介在物９を鋼塊押湯部５に浮上するまで鋼塊押湯部５を保温し続ける。
【００２５】
保温ボード１は、鋼塊押湯部５を覆うことができる大きさの円板状に形成されている。この保温ボード１は、製造される鋼塊４の大きさに応じて、一体型に成形されたものや、周方向に沿って２分割、３分割されたものがある。一体型の保温ボード１は、比較的小型の鋼塊４に対応し、分割型の保温ボード１は、大型の鋼塊４（７０ｔ以上）に対応するようになっている。なお、保温ボード１は、後述する組成の酸化物をバインダで円板状に固めて、乾燥炉で乾燥することで製造される。そのため、乾燥炉の制約、例えば乾燥炉の規模、挿入口の大きさなどによって、保温ボード１が一体型に成形できないことがあり、前述のように複数に分割して成形されることがある。
【００２６】
次に、本発明の保温ボード１の下層部２及び上層部３の組成について、説明する。
本発明の保温ボード１の下層部２は、ＣａＳｉ、ＦｅＯ及びＭｎＯ２を含有する。それ以外の組成としてＳｉＯ２、Ｃ及びＡｌ２Ｏ３の少なくとも一種類以上を有している。これらＳｉＯ２、Ｃ、Ａｌ２Ｏ３は、保温ボード１の体積を保持するためのものである。
保温ボード１の下層部２に含有されるＣａＳｉは、ＣａＳｉ合金が用いられていて、このＣａＳｉのうち、Ｍｔ．ＣａＳｉ（メタルＣａＳｉ）は、４０％（質量％、以下同様）以上６５％以下とされている。なお、ＣａＳｉ合金に替えて、Ｍｔ．Ｃａ（メタルＣａ）や、Ｍｔ，Ｓｉ（メタルＳｉ）を用いて保温ボード１の下層部２を組成してもよい。
【００２７】
上述のＣａＳｉに含有されるＭｔ．ＣａＳｉの組成の比率は、溶鋼１１にＣａを供給するために必要な濃度の範囲である。なぜならば、保温ボード１の下層部２にＭｔ．ＣａＳｉ濃度が４０％未満であると、Ｃａが溶鋼１１中へ供給される前に滅失してしまい、ＣａＳｉ濃度が６５％より大きいと、Ｃａ自体が粗大な介在物９に変化するようになる。
上述のＣａＳｉに関し、本実施形態の保温ボード１は、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の粒度を有するものを３０％以上９５％以下とされている。
【００２８】
ＣａＳｉの粒度の範囲は、ＣａＳｉの燃焼速度（酸化速度）に必要な範囲である。なぜならば、ＣａＳｉの粒度が３．０ｍｍより大きいと、ＣａＳｉの燃焼速度が遅くなり、発熱が遅くなってしまう虞がある。さらに、ＣａＳｉの粒度が３．０ｍｍより大きいと、初期の発熱が遅れて、凝固殻発生による沈降性介在物９が発生してしまう。一方、ＣａＳｉの粒度が０．６ｍｍ未満であると、ＣａＳｉ粒が燃焼しやすくなり、溶鋼１１に供給される前に滅失してしまう。ゆえに、ＣａＳｉの粒度の範囲を上述のように規定する。
【００２９】
また、保温ボード１の下層部２には、ＳｉＯ２、ＦｅＯ、ＭｎＯ２、及びＴ．Ｃなどが含有されるものとされ、これらの組成は、以下のように規定される。
すなわち、下層部２は、ＳｉＯ２が５％以下（ＳｉＯ２≦５％）、ＦｅＯが１５％以上５０％以下、ＭｎＯ２が３％以上１０％以下、Ｔ．Ｃ（トータルカーボン）が１０％以下（Ｔ．Ｃ≦１０％）で組成されている。ここで、ＦｅＯ及びＭｎＯ２は、Ａｌなどの金属を反応させるために存在し、発熱のための酸素源とされている。また、ＦｅＯ及びＭｎＯ２は、保温ボード１の下層部２に含有されるＣａにも反応する。
【００３０】
なお、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、４％以上１３％以下とされている。なぜならば、保温ボード１の下層部２におけるＦｅＯ、ＭｎＯ２の含有量が高いと、Ｆｅ
Ｏ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分が１３％より多くなり、Ｃａが酸化して溶鋼１１に供給されなくなる。また、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分が４％より少ないと、早期発熱が行われず、保温材投入により凝固殻が生じ、沈降性介在物９の発生原因となる。
【００３１】
上述したＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分の範囲を規定する実験の結果を表１を用いて、詳しく説明する。
表１に示すように、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分が異なる保温ボード１を５つ用意し、実験を行った。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
まず、表１の最上段に行に示されている酸化材比が１００％の保温ボード１は、下層部２のＣａＳｉ層中のＦｅＯを３５．０％とし、ＭｎＯ２を７．２％としている。このとき、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、１０．４％とされ、燃焼特性が良好であると確認できる。
表１の酸化材比が８５％の保温ボード１（後述する表３の実験番号（５）に該当）は、下層部２のＣａＳｉ層中のＦｅＯを２９．５％とし、ＭｎＯ２を５．６％としている。このとき、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、８．６％とされ、燃焼特性が良好であると確認できる。
【００３４】
表１の酸化材比が７５％の保温ボード１（後述する表３の実験番号（２）に該当）は、下層部２のＣａＳｉ層中のＦｅＯを２７．３％とし、ＭｎＯ２を４．９％としている。このとき、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、７．９％とされ、燃焼特性が良好であると確認できる。
表１の酸化材比が５０％の保温ボード１は、下層部２のＣａＳｉ層中のＦｅＯを１８．０％とし、ＭｎＯ２を３．５％としている。このとき、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、５．２％とされ、燃焼特性が良好であると確認できる。
【００３５】
なお、表１の酸化材比が０％の保温ボード１は、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分が０％とされ、燃焼特性が不良であると確認できる。
ゆえに、上述したようにＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、４％以上１３％以下とされている。望ましくは、ＦｅＯ及びＭｎＯ２中に含まれる酸素分は、４％以上１０％以下とされているとよい。
【００３６】
なお、酸化剤５０％＝酸素分５．２％未満であると燃焼特性が悪化する（最高温度に達する時間が遅すぎる）。
一方、保温ボード１の上層部３は、本体部６の引けや介在物９を鋼塊押湯部５に浮上するまで、下層部２で生じた熱を長時間保持し続ける層である。係る目的を達成するため、上層部３は、Ｍｔ．Ａｌ（メタルアルミニウム）が２０％以上３０％以下、Ａｌ２Ｏ３が２０％以上４０％以下、ＳｉＯ２が５％以上１５％以下、Ｔ．Ｃ（トータルカーボン）が１１％以上２１％以下で組成されている。
【００３７】
以上述べた保温ボード１を用いることで、確実に鋳型１４の溶鋼１１を保温することができ、さらには、アルミナ系介在物９の凝集合体を抑制して微細分散させて、優れた疲労特性を有した鋼塊４を得ることが可能となる。
【実施例】
【００３８】
本願発明者らは、以上述べた保温ボード１を用いた数々の実験を行っている。以下、それら実験について述べる。
まず、表２は、保温ボード１の実験条件をまとめたものである。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２に示すように、本実験では、るつぼを有する加圧炉において、３ｋｇの一般鋼を原料として用いて、溶解を行う。この原料（一般鋼）を溶解した後、この溶鋼１１に、溶鋼１１に対して０．３％分のＭｔ．Ｓｉと、溶鋼１１に対して０．１％分のＭｔ．Ａｌとを添加し、溶鋼１１処理をする。このとき、溶鋼１１の温度を１５５０℃に保持する。そして、Ａｒ雰囲気下で造塊を行い、鋳込み中の溶鋼１１に被覆材７（型内材）を添加する。添加から約２５分後に二層構造の保温ボード１を鋳込み中の溶鋼１１に覆うように配備する。保温ボード１を配備した後、るつぼを有する加圧炉を冷却する。
【００４１】
冷却された鋼塊４の成分の分析、保温ボード１の下層部２から鋼塊４にＣａが供給されているか否かを確認する。また、鋼塊４内の介在物９の形態、介在物９が凝集されているか否かを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察する。
観察の結果、鋼塊４中のＣａは０．００１％より大であり、従来の保温パウダ８を適切に使用した場合とほぼ同程度であった。Ｃａ＞０．００１％であれば、アルミナ系介在物９はＣａを取り込んでＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３系の介在物９となり、鋼塊４中の介在物９は、凝集（鎖状）合体せずに、微細なもの（５０μｍ以下）となった。なお、従来からの一層構造の保温ボードを用いた場合、鋼塊４中の介在物９は、凝集（鎖状）合体し、１００μｍ以上の大きなものとなる。また、鋼塊４中の介在物９の組成は、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３系の介在物９であり、Ａｌ２Ｏ３は改質されていた。なお、従来からの一層構造の保温ボード、又はＡｌ系の二層構造の保温ボードを用いた場合、鋼塊４中の介在物９は、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３系の介在物９となり、介在物９が凝集しやすい状態となっている。
【００４２】
次に、上述した実験の結果を表３及び図４を用いて、詳しく説明する。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
表３に示すように、下層部２（ＣａＳｉ層）の組成、及びＣａＳｉの粒度が異なる保温ボード１を５つ用意し、るつぼ内（加圧炉）の溶鋼１１の保温を行い、鋼塊４を製造した。
まず、実験番号（６）は比較実験例であり、従来から用いられているＣａＳｉ系の保温パウダ８を示している。この保温パウダ８に含有されるＣａＳｉの粒度は、０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒が２８．３％であり、０．６ｍｍ未満のＣａＳｉの粒が７１．７％であ
る。ＣａＳｉ系の保温パウダ８を用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、下層部２から鋼塊４中に供給されたＣａは０．００２％となり、評価基準とされる鋼塊４中のＣａの含有濃度０．００１％より高く、鋼塊４中の介在物９が分散されていることが確認された（比較例）。
【００４５】
次に、表３の実験番号１の保温ボードは、下層部２の組成をＣａＳｉ層中のＴ．Ｃ（トータルカーボン）を３．９％とし、ＣａＳｉ層中のＳｉＯ２を２．０％とし、ＣａＳｉ層中のＭｎＯ２を６．３％とし、ＣａＳｉ層中のＦｅＯを３５．５％とし、ＣａＳｉ層中のＭｔ．ＣａＳｉを４８．６％としている。なお、上層部３の組成は、上述したものとする。
【００４６】
また、ＣａＳｉの粒度に関しては、０．２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１６．３％とし、０．２ｍｍ未満０．０７５ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を５６．８％とし、０．０７５ｍｍ以下のＣａＳｉの粒を２７．０％としている。ゆえに、下層部２に含有されるＣａＳｉの粒は、０．６ｍｍ以上のものが含まれていない。
このような、下層部２の組成、及びＣａＳｉの粒度で構成される実験番号１の保温ボードを用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、下層部２から鋼塊４中に供給されたＣａは０％となり、評価基準とされる鋼塊４中のＣａの含有濃度０．００１％より低く、鋼塊４中の介在物９が微細分散されていない。すなわち、図４（ａ）に示すように、鋼塊４中の介在物９が凝集され、粗大な介在物９が発生するようになる（比較例）。
【００４７】
表３の実験番号２の保温ボード１は、下層部２の組成をＣａＳｉ層中のＴ．Ｃを３．９％とし、ＣａＳｉ層中のＳｉＯ２を３．１％とし、ＣａＳｉ層中のＭｎＯ２を４．９％とし、ＣａＳｉ層中のＦｅＯを２７．３％とし、ＣａＳｉ層中のＭｔ．ＣａＳｉを５５．８％としている。なお、上層部３の組成は、上述したものとする。
また、ＣａＳｉの粒度に関しては、１ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を２７．４％とし、１ｍｍ未満０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１１．９％とし、０．６ｍｍ未満０．２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１３．８％とし、０．２ｍｍ未満０．０７５ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を２０．８％とし、０．０７５ｍｍ以下のＣａＳｉの粒を２６．１％としている。ゆえに、下層部２に含有されるＣａＳｉの粒度は、０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒が３９．３％であり、０．６ｍｍ未満のＣａＳｉの粒が６０．７％である。
【００４８】
このような、下層部２の組成、及びＣａＳｉの粒度で構成される実験番号２の保温ボード１を用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、下層部２から鋼塊４中に供給されたＣａは０．００４％となり、評価基準とされる鋼塊４中のＣａの含有濃度０．００１％より高く、鋼塊４中の介在物９が微細分散されていることが確認された（発明例）。
表３の実験番号３の保温ボード１は、下層部２の組成をＣａＳｉ層中のＴ．Ｃを３．８％とし、ＣａＳｉ層中のＳｉＯ２を２．１％とし、ＣａＳｉ層中のＭｎＯ２を６．２％とし、ＣａＳｉ層中のＦｅＯを３５．０％とし、ＣａＳｉ層中のＭｔ．ＣａＳｉを４８．６％としている。なお、上層部３の組成は、上述したものとする。
【００４９】
また、ＣａＳｉの粒度に関しては、２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を５．４％とし、２ｍｍ未満１ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を４５．５％とし、１ｍｍ未満０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を２１．７％とし、０．６ｍｍ未満０．２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１６．５％とし、０．２ｍｍ未満０．０７５ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を８．１％とし、０．０７５ｍｍ以下のＣａＳｉの粒を２．９％としている。ゆえに、下層部２に含有されるＣａＳｉの粒度は、０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒が７２．６％であり、０．６ｍｍ未満のＣａＳｉの粒が２７．４％である。
【００５０】
このような、下層部２の組成、及びＣａＳｉの粒度で構成される実験番号３の保温ボード１を用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、下層部２から鋼塊４中に供給されたＣａは０．００３％となり、評価基準とされる鋼塊４中のＣａの含有濃度０．００１％より高く、鋼塊４中の介在物９が微細分散されていることが確認された（発明例）。
表３の実験番号４の保温ボード１は、下層部２の組成をＣａＳｉ層中のＴ．Ｃを３．９％とし、ＣａＳｉ層中のＳｉＯ２を２．１％とし、ＣａＳｉ層中のＭｎＯ２を６．２％とし、ＣａＳｉ層中のＦｅＯを３５．２％とし、ＣａＳｉ層中のＭｔ．ＣａＳｉを４８．４
％としている。なお、上層部３の組成は、上述したものとする。
【００５１】
また、ＣａＳｉの粒度に関しては、２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１１．０％とし、２ｍｍ未満１ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を８１．３％とし、１ｍｍ未満０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１．４％とし、０．６ｍｍ未満０．２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１．６％とし、０．２ｍｍ未満０．０７５ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１．６％とし、０．０７５ｍｍ以下のＣａＳｉの粒を３．１％としている。ゆえに、下層部２に含有されるＣａＳｉの粒度は、０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒が９３．７％であり、０．６ｍｍ未満のＣａＳｉの粒が６．３％である。
【００５２】
このような、下層部２の組成、及びＣａＳｉの粒度で構成される実験番号３の保温ボード１を用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、下層部２から鋼塊４中に供給されたＣａは０．００２％となり、評価基準とされる鋼塊４中のＣａの含有濃度０．００１％より高く、鋼塊４中の介在物９が微細分散されていることが確認された（発明例）。
表３の実験番号５の保温ボード１は、下層部２の組成をＣａＳｉ層中のＴ．Ｃを３．９％とし、ＣａＳｉ層中のＳｉＯ２を２．５％とし、ＣａＳｉ層中のＭｎＯ２を５．６％とし、ＣａＳｉ層中のＦｅＯを２９．５％とし、ＣａＳｉ層中のＭｔ．ＣａＳｉを５２．８％としている。なお、上層部３の組成は、上述したものとする。
【００５３】
また、ＣａＳｉの粒度に関しては、１ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を２７．４％とし、１ｍｍ未満０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１１．９％とし、０．６ｍｍ未満０．２ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を１３．８％とし、０．２ｍｍ未満０．０７５ｍｍ以上のＣａＳｉの粒を２０．８％とし、０．０７５ｍｍ以下のＣａＳｉの粒を２６．１％としている。ゆえに、下層部２に含有されるＣａＳｉの粒度は、０．６ｍｍ以上のＣａＳｉの粒が３９．３％であり、０．６ｍｍ未満のＣａＳｉの粒が６０．７％である。
【００５４】
このような、下層部２の組成、及びＣａＳｉの粒度で構成される実験番号５の保温ボード１を用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、下層部２から鋼塊４中に供給されたＣａは０．００２％となり、評価基準とされる鋼塊４中のＣａの含有濃度０．００１％より高く、鋼塊４中の介在物９が微細分散されていることが確認された（発明例）。
図４（ｂ）に示すように、実験番号２〜５の保温ボード１を用いて溶鋼１１を保温しながら造塊すると、鋼塊４中の介在物９が微細分散され、粗大な介在物９の発生を防ぐことができる。
【００５５】
以上述べたように、本発明の保温ボード１は、下層部２に含有されるＣａＳｉのうち、Ｍｔ．ＣａＳｉが４０％以上６５％以下で組成され、且つＣａＳｉに関し、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の粒度を有するものを３０％以上９５％以下とされている。このような構成の保温ボード１であれば、確実に鋳型１４の溶鋼１１を保温するとともに、溶鋼１１中へ規定されたＣａを供給してアルミナ系介在物９の凝集合体を抑制して微細分散させて、優れた疲労特性を有した鋼塊４が得ることができる。
【００５６】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００５７】
１    保温ボード
２    下層部
３    上層部
４    鋼塊
５    鋼塊押湯部
６    本体部
７    被覆材（型内材）
８    保温パウダ
９    介在物
１０    下注ぎ造塊装置
１１    溶鋼
１２    取鍋
１３    注入管
１４    鋳型
１５    定盤
１６    湯道
１７    押湯枠
１８    下注入口
１９    吊具
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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