(57)【要約】      （修正有）【課題】鋳片凝固及び冷却のため鋳片に直接散水される冷却水にフッ素成分の溶出を防止し廃水のフッ素濃度をゼロ化することによって、水処理設備において別途のフッ素処理する必要がない炭素鋼の連続鋳造に適したモールドフラックスを提供する。【解決手段】フッ素成分の役割を代行することの出来るスラグ系(Slag System)としてB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系及びMnO2を含有するスラグ系を連続鋳造条件に適合するように単独または組合的に用いてフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスを製造することによって均一な溶融特性と流動性及び粘度が改善または向上されることになり、連続鋳造工程における円滑な作業性によって操業安定性と表面品質の向上に寄与することが出来る。【選択図】  図３ｂ
2006007316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低炭素鋼、低炭素鋼、中・高炭素鋼及び高炭素鋼用モールドフラックスであって、Ａの組成を備えており、物性範囲がＢであることを特徴とするフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス。
Ａ．(1)23〜40wt%のSiO2
(2)20〜45wt%のCaO
(3)0.5〜10wt%のMgO
(4)0.5〜10wt%のAl2O3
(5)0.5〜10wt%のMnO2
(6)2〜15wt%のNa2O
(7)5〜15wt%のB2O3
(8)0.5〜10.0wt%のC
Ｂ．(1)0.8〜2.0の塩基度
(2)800〜1200℃の鎔融点
(3)0.2〜5poiseの粘度
(4)0.1〜30%の結晶質率
【請求項２】
極低炭素鋼、低炭素鋼、中・高炭素鋼、及び高炭素鋼用モールドフラックスであって、Ａの組成を備えており、物性範囲がＢであることを特徴とするフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス。
Ａ．(1)23〜40wt%のSiO2
(2)20〜45wt%のCaO
(3)0.5〜10wt%のMgO
(4)0.5〜10wt%のAl2O3
(5)0.5〜10wt%のMnO2
(6)2〜15wt%のNa2O
(7)5〜15wt%のB2O3
(8)1〜10wt%のLi2O
(9)0.5〜10.0wt%のC
Ａ．(1)0.8〜2.0の塩基度
(2)800〜1200℃の鎔融点
(3)0.2〜5poiseの粘度
(4)0.1〜30%の結晶質率
【請求項３】
B2O3系原料で5〜60%の前融ホウ素スラグ組成物、5〜55%のフリット、5〜60%の灰硼石のうち、一つ以上を含んでなるフッ素成分を含有しない、請求項１または２に記載の連続鋳造用モールドフラックス。
【請求項４】
B2O3及びNa2O系原料で無水ボラックスを1〜20%含んでなるフッ素成分を含有しない、請求項１または２に記載の連続鋳造用モールドフラックス。
【請求項５】
Na2O系原料で5〜60%の合成ソーダカルシウムシリケート、1〜15%のソーダ灰、1〜20%のソジウムカルシウムシリケートのうち、一つ以上を含んでなるフッ素成分を含有しない、請求項１または２に記載の連続鋳造用モールドフラックス。
【請求項６】
MnO2系原料で5〜60%の前融マンカンスラグ組成物を含んでなるフッ素成分を含有しない、請求項１または２に記載の連続鋳造用モールドフラックス。
【請求項７】
Li2O系原料で1〜35%のリチウムカ−ボネイト、1〜20%のリチア輝石のうち、一つ以上を含んでなるフッ素成分を含有しない、請求項２に記載の連続鋳造用モールドフラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に、常用される連続鋳造用モールドフラックスは一般的にフッ素成分を0.5%〜15%含有しており、鋳造された鋳片の表面にはスケール(Scale、酸化鉄)と共にモールドフラックススラグ(Slag、鎔滓)が残留され、この残留物中のフッ素成分は一部揮発するが大部分が残存する。さらに鋳片凝固及び冷却のため鋳片に直接散水される冷却水にフッ素成分が溶出され廃水のフッ素濃度が増加され、水処理設備において別途のフッ素処理をしなければならない。従って、本発明は常用される連続鋳造用モールドフラックスとは異なり、フッ素成分を含有しない新概念の連続鋳造用モールドフラックスを提供するためのものである。
【０００３】
通常、モールドフラックスとは、鋼の連続鋳造工程において鋳型内添加剤として用いる重要な消耗性副資材であり、これを鋳型内溶鋼の上に投入すると溶鋼熱により未溶融層、焼結層、溶融スラグ層の３ヶ層を示すが、このようなモールドフラックスの主な機能は、炭素含有量と密接に関係し溶鋼の凝固を防止する保温機能、大気との接触を遮断することによって大気による溶鋼の再酸化を防止する機能、溶鋼表面から浮上される介在物を吸収する機能、凝固セルと鋳型間の潤滑機能及び、凝固セルと鋳型間の熱伝逹媒体の機能を遂行する。特に、モールドフラックスは溶鋼と接触し液状スラグ(Slag)に変化されながら鋳型と凝固セル間に流入され潤滑作用することによって、連続鋳造工程の操業安定性と鋳片表面の品質を向上させる機能を果たす。
【０００４】
一般的に、モールドフラックスはSiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、Fe2O3、F、Cなどからなる多様な化合物の混合物質である。鋼の連続鋳造条件、即ち、鋼種及び鋳造速度によってモールドフラックスの化学及び物理的性質(鎔融点、粘度、結晶質率、凝固温度など)は適切に調節されならなければならない。鋼種の区分は、大体鋼中の炭素含有量により区分し、極低炭素鋼(0.08wt%C未満)、低炭素鋼(0.08〜0.15または0.18wt%C)、中・高炭素鋼(0.16または0.19〜0.7wt%C)、高炭素鋼(0.7wt%C以上)に分け、鋳造速度は約1.2〜1.5m/minを基準に低い方を低速、高い方を高速に区分される。従って、鋼種によって要求されるモールドフラックスの化学及び物理的性質は、低炭素鋼であるほどモールドフラックスの決定化傾向が大きく、高炭素鋼に比べ塩基度、鎔融点及び粘度が高い。また低速用よりは高速用モールドフラックスの粘度が低い。
【０００５】
またモールドフラックス中の各種酸化物の種類によるモールドフラックスの化学及び物理的性質変化は以下のように要約される。モールドフラックスの粘度はSiO2、Al2O3の増加により増加するが、CaO、MgO、Na2O、Fe2O3、Fの増加により減少する。凝固温度はCaOの増加により増加するが、SiO2、Al2O3、MgO、Na2O、Fe2O3、Fの増加により減少する。また決定化傾向はCaO、MgO、Na2O、Fの増加により増加するが、SiO2、Al2O3の増加により減少する。
【０００６】
従来に常用されるモールドフラックスはフッ素成分を含有しており、これは蛍石(Fluospar、CaF2)、弗化ナトリウム(Sodium Fluorite、NaF)、氷晶石(Cryolite、Na3AlF6)、ケイ素弗化ソーダ(Sodium Silicofluoride、Na2SiF6)、フッ素成分を含む前融原料(Premelted Material)などの形態に含まれる。またフッ素成分は粘度を下げ、凝固温度を下げ、決定化傾向を増加させる役割を果たす。
【０００７】
本願発明において注目に値する部分は、フッ素成分の役割及び機能を代行することの出来るスラグ系を確保することにある。即ち、B2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系を前記連続鋳造条件(鋼種、鋳造速度など)に適合するように他の酸化物(SiO2、CaO、MgO、Al2O3など)と単独または組合的に用いてフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスを製造することによって均一な溶融特性と流動性及び粘度が改善または向上されることになり、連続鋳造工程における円滑な作業性により操業安定性と表面品質の向上に寄与することが出来る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、鋳片凝固及び冷却のため鋳片に直接散水される冷却水にフッ素成分の溶出を防止し廃水のフッ素濃度をゼロ(Zero)化することによって、水処理設備において別途のフッ素処理をする必要がない極低炭素鋼、低炭素鋼、中・高炭素鋼、及び高炭素鋼の低速及び高速連続鋳造に適合したフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、フッ素成分の役割を代行することの出来るB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系を前記連続鋳造条件に適合するように他の酸化物(SiO2、CaO、MgO、Al2O3など)と単独または組合的に用いて均一な溶融特性と流動性及び粘度が改善または向上されることになり、連続鋳造工程における円滑な作業性によって操業安定性と表面品質の向上に寄与するフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記本発明の目的を達成するために、本発明はフッ素成分の役割を代行することの出来る以下のようなB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系を前記連続鋳造条件に適合するように他の酸化物(SiO2、CaO、MgO、Al2O3など)と単独または組合的に用いた。
【００１１】
B2O3を含有するスラグ系は、前融ホウ素スラグ組成物[特許出願2003-14770号参照、CaO-SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3スラグ系]、フリット(Frit、SiO2-CaO-B2O3スラグ系)、灰硼石(特許第0079378号参照、CaO-SiO2-B2O3-Al2O3-MgOスラグ系)、無水ボラックス(Borax Anhydrate、Na2B4O7)を用いるが、望ましくは前融ホウ素スラグ組成物及びフリットを用いることがモールドフラックスの結晶水分の含有量を減少させ、水分から起因する水素性ブレーキアウト(Break Out、溶鋼流出事故)を最小化することが出来る。
【００１２】
また、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系は、リチウムカ−ボネイト(Lithium Carbonate、Li2CO3)、リチア輝石(Spodumene、SiO2-Al2O3-Li2O系)及び前記前融ホウ素スラグ組成物(CaO-SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3スラグ系)、合成ソーダカルシウムシリケート組成物[特許出願2002-3978号参照、CaO-SiO2-Na2O-Al2O3スラグ系]、ソーダ灰(Sodium carbonate、Na2CO3)、ソジウムカルシウムシリケート(Sodium Calcium Silicate、CaO-SiO2-Na2Oスラグ系)、前融マンガンスラグ組成物(特許出願2002-59050号参照、MnO2-SiO2-CaO-Al2O3スラグ系)を用いた。
【００１３】
前記B2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系は、前記連続鋳造条件に適合するように他の酸化物(SiO2、CaO、MgO、Al2O3など)と単独または組み合わせて用いることが出来、本発明の効果を達成するため各々図１、図２のような条件を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるフッ素成分を含有しない環境に優しい連続鋳造用モールドフラックスによれば、フッ素成分の役割を代行することの出来るB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系を連続鋳造条件(鋼種、鋳造速度など)に適合するように単独または組み合わせて用いることによって均一な溶融特性と流動性及び粘度が改善または向上されることになり、連続鋳造工程における円滑な作業性達成によって操業安定性と表面品質の向上に寄与することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
【表１】
2006007316.tif 000003
【００１６】
【表２】
2006007316.tif 000004
【００１７】
表１、２は、フッ素成分の役割を代行することの出来るB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系のための原料の化学組成であり、括弧内の数字は望ましい化学組成の範囲を示す(単位は重量%)。
以下、本発明の望ましい実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス粉末型製品の製造工程の概略図であって、示した通りに、粉末混合機(1)にフッ素成分の役割を代行することの出来るB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系の原料を単独または組み合わせてその他原料と共に混合した後、包装機ホッパー(2)へ移送し混合されたモールドフラックスを包装する。
【００１９】
図２は、本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス中空顆粒型製品の製造工程の概略図であって、示した通りに、スクリューブランジャー（screw blunger）(3)タンクの工業用水にフッ素成分の役割を代行することの出来るB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系の原料を単独または組み合わせてその他原料と共に投入しスラリーを製造し顆粒乾燥機(4)で噴射して冷却した後、中空顆粒型モールドフラックスを包装する。
【００２０】
図３ａ、３ｂは、本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス粉末及び中空顆粒型製品の製造方法を示す流れ図であって、本発明の製造方法によってフッ素成分の役割を代行することの出来るB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系の原料を用いてフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスを製造し、POSCO光陽製鉄所のスラブ(Slab)極低炭素鋼、低炭素鋼、中・高炭素鋼及び高炭素鋼連続鋳造工程に適用した。連続鋳造工程に適用した結果ブレーキアウト発生がなく、鋳片品質も向上された。
【実施例】
【００２１】
(1)フッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス製造
実施例２はフッ素成分の役割を代行することの出来る前融ホウ素スラグ組成物を50%、ソーダ灰を7.5％にその他原料と共に混合し、実施例３はフッ素成分の役割を代行することの出来る合成ソーダカルシウムシリケートを45%、前融ホウ素スラグ組成物を15%、ソーダ灰を11%、リチア輝石を2%、リチウムカ−ボネイトを5％にその他原料と共に混合し、図２の顆粒製品工程を通じて製造した。残った実施例である１、４〜１４も前記実施例２、３のように定められた化学成分規格に沿ってB2O3を含有するスラグ系、Li2Oを含有するスラグ系、Na2Oを含有するスラグ系、及びMnO2を含有するスラグ系の原料を単独または組合しその他原料と共に混合し、図２の顆粒製品工程を通じて製造した。
【００２２】
前記フッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスを表３、４、５、６のように製造し、POSCO光陽製鉄所のスラブ(Slab)極低炭素鋼、低炭素鋼、中・高炭素鋼及び高炭素鋼連続鋳造工程に適用した。連続鋳造工程に適用した結果ブレーキアウト発生がなく、連続鋳造操業安定性及び鋳片品質が向上されたことを分かった。
【００２３】
【表３】
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【００２４】
【表４】
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【００２５】
【表５】
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【００２６】
【表６】
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【００２７】
表３は極低炭素鋼低速及び高速用、表４は低炭素鋼低速及び高速用、表５は中・高炭素鋼用、表６は高炭素鋼用に用いられるフッ素成分を含有した既存のモールドフラックスと本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックスの化学及び物理的特性を示した表である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス粉末型製品の製造工程の概略図、
【図２】本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス中空顆粒型製品の製造工程の概略図、
【図３ａ】本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス粉末型製品の製造方法を示す流れ図
【図３ｂ】本発明によるフッ素成分を含有しない連続鋳造用モールドフラックス中空顆粒型製品の製造方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００２９】
１:粉末混合機        
２:包装機ホッパー
３:スクリュ−ブランジャ−
４:顆粒乾燥機
【図１】
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【図２】
2006007316.tif 000010
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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