(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールドフラックスの成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ４〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３  ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２が０．８〜１．３であり；
Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ及びＳｉＯ２の原料を目的組成に基づいて混合した後に、予備溶融処理を行い、予備溶融後のモールドフラックスは、成分偏差によって微調整する必要があり、かつ予備溶融料が占める割合が７０％以上とし、そして、モールドフラックスの総重量の１〜３％を占める炭質材料Ｃを配合し、混合して、製品モールドフラックスを得る、
ことを特徴とする超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス。
【請求項２】
前記モールドフラックスの融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである、ことを特徴とする請求項１に記載の超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス。
【請求項３】
基体、及び基体の総重量に対して１〜３％の炭質材料を混合してなり、
前記基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ４〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３    ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２重量比が０．８〜１．３であり；
前記基体は、予備溶融部分が占める割合が７０％以上である、
ことを特徴とする超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
【請求項４】
前記基体の融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである、ことを特徴とする請求項３に記載の超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
【請求項５】
基体、及び基体の総重量に対して１〜３％の炭質材料からなり、
前記基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ４〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３    ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２重量比が０．８〜１．３である、
ことを特徴とする超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
【請求項６】
前記基体の融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである、ことを特徴とする請求項５に記載の超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
【請求項７】
基体が最終に所要の組成で、基体に用いる全ての原料を混合し、予備溶融して、予備溶融物料を得て、続いて当該予備溶融物料に原料を追加して、所要組成の基体を得て、次に当該基体に炭質材料を追加して混合し、次に噴霧乾燥して、前記超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス製品を得る、ことを含む請求項３〜６のいずれか１項に記載の超低炭素鋼用フッ素フリーかつホウ素フリー連鋳モールドフラックス製品を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼連鋳用補助材に関するものであり、特に超低炭素鋼用連鋳モールドフラックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連鋳モールドフラックスは、連続鋳造機械の晶析装置における鋼湯の表面に被覆するための粉末状または小顆粒状の製鋼用補助材である。鋼湯の高温の作用で、モールドフラックスが固体と液体の２層となり、溶融層は鋼湯側にあり、溶融層の上方ではモールドフラックスが本来の顆粒または粉末のままであることで、優れた断熱保温作用を発揮し、鋼湯表面の凝固を防止することができる。溶融層は、晶析装置の周期振動の作用で、連続に晶析装置の銅板と鋼湯の初期シェルの隙間に流れ、シェルと銅板の相対運動を潤滑することで、スラブの優れた表面の品質が保証される。また、溶融層は、鋼湯に浮いた非金属不純物を吸収し、鋼湯を浄化する作用も有するが、晶析装置の銅板とシェルの隙間に流れるモールドフラックス膜は、通常、僅か１〜２ｍｍであり、銅板側は固相となり、シェル側は液相のままで、液相は潤滑作用を発揮し、固相は好適に晶析装置の銅板のシェルに対する冷却能力を制御することで、鋼湯の冷却速度を調節し、熱伝導制御の作用を達成できる。モールドフラックスは、製鋼プロセスでスラブの表面の品質を制御する最後のプロセス技術であり、機能が不適切なモールドフラックスは、スラブにフラックスの巻き込み、クラックなどの表面欠陥が生じ、ひいてはシェルが破壊することになってしまい、鋼湯漏出の事故につながる。そのため、モールドフラックスは、連鋳プロセスの順調な進行およびスラブの表面品質を保証する重要な手段である。
【０００３】
連鋳モールドフラックスは、通常、ＣａＯ、ＳｉＯ２二元系を主として、ＣａＯ、ＳｉＯ２二元系の融点と粘度を低下させるために、ＣａＦ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏなどの溶融助剤を配合し、また、適切な冶金機能を実現するために、少量のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３などの成分を配合するものである。モールドフラックスは、融点が鋼湯の温度より４００℃程度低いため、融点が比較的に低いモールドフラックスが鋼湯の表面でゆっくり溶融するように制御するために、さらに一定量の炭素質材料を配合する必要がある。炭素質材料は、高い融点を有するため、モールドフラックスの液滴の凝集を効果的に阻止し、モールドフラックスの溶融を遅延させる。これらのモールドフラックスの成分のうち、ＣａＯとＳｉＯ２の比（すなわち、ＣａＯ／ＳｉＯ２。以下、塩基度と呼ぶ。）とＦの配合量を調整することによって、カスピディン（３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・ＣａＦ２）の析出量を効果的に制御することができ、モールドフラックスの結晶化挙動を合理的に調節する目的を達成できる。結晶化挙動の強弱は、モールドフラックスの熱伝導制御に対する一番有効な手段である。結晶化挙動が強いほど、モールドフラックスの熱抵抗が大きくなり、熱伝導強度が低くなる。完全にガラス化したモールドフラックスの熱抵抗が最も小さく、熱伝導強度も一番大きい。低炭素鋼、極低炭素鋼および熱伝導性が低い鋼（例えばケイ素鋼など）では、スラブの冷却を強化するために、モールドフラックスが晶析しないように、Ｆの配合量を通常３〜５％程度に低くとする。しかし、包晶鋼及びクラックに敏感な元素を含む鋼の場合、鋼湯は晶析装置内で冷却が不均一で、または速すぎると、初期シェルは各種の応力の作用によって弱いところで破裂し、縦のクラックが発生しやすい。これらの鋼の場合、モールドフラックスは、ゆっくり冷却し、クラックを抑制するために、強い結晶化挙動を有する必要がある。このとき、モールドフラックスに配合するＦ含有量は、通常、８〜１０％と高い。このように、モールドフラックスにおけるＦは、融点、粘度を低下させる作用だけでなく、結晶化挙動を向上させる重要な役目を果たすため、モールドフラックスにおける重要な成分である。
【０００４】
周知のように、Ｆは有毒な元素であり、人体および動植物への危害が二酸化硫黄の２０倍以上である。モールドフラックスの運転温度は、通常、約１５００℃と高いため、溶融の過程で大量の環境に有害なフッ化物のガス（ＳｉＦ４、ＨＦ、ＮａＦ、ＡｌＦ３などを含む）が生じるが、空気中のフッ化物、特にＨＦは、よく見られる大気汚染物の一つである。また、高温下で溶融モールドフラックスは晶析装置から出て、高速でスラブに噴射された二次冷却水と接触し、両者が相互作用して以下のような反応が発生する。
２Ｆ−  ＋  Ｈ２Ｏ  ＝  Ｏ２−  ＋  ２ＨＦ
【０００５】
ＨＦは水に溶解した後、二次冷却水におけるフッ素イオン濃度とｐＨ値が高くなり、二次冷却水の循環使用につれて、フッ素イオン濃度とｐＨ値がいずれもさらに蓄積して高くなる。二次冷却水におけるフッ素イオン濃度とｐＨ値の上昇は、大幅に連鋳設備の侵食を加速させ、設備のメンテナンス費用を増加させる。同時に、循環水処理の難度および中和剤のコストを増加させる。また、汚染水放出の負担を増やす。
【０００６】
Ｆ含有フラックスの以上の問題に鑑み、国内外の冶金の従業者は、Ｆフリー環境保護型モールドフラックスの開発に積極的に取り組んている。現在、比較的に実行可能な方案は、Ｆの代わりにＢ２Ｏ３を使用し、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏなどの成分との適切な組合わせによってモールドフラックスの溶融機能を調節する目標を実現することである。例えば、特許ＣＮ２０１０１０１１０２７５．２、ＣＮ２００５１００６５３８２、ＣＮ２０１１１００３７７１０．８、ＪＰ２００１２０５４０２等がある。しかし、Ｂ２Ｏ３の融点は４５０℃程度だけで、モールドフラックスの他の成分よりも遥かに低いため、ホウ素含有モールドフラックスは、固相軟化点が顕著に低い。従って、晶析装置の銅板とシェルの隙間におけるフラックス膜は、固相の比率が低くなってしまい、フラックス膜の熱抵抗が低く、晶析装置の熱流が高くなる。また、Ｂ２Ｏ３は溶けフラックスにおいてネットワーク構造になりやすく、これはまた晶析を抑制し、固相がガラス状の構造になってしまい、ガラス状の固相は、結晶の固相よりも低い熱抵抗を有する。これによって、ホウ素含有フラックスは、従来のフッ素含有フラックスよりも低い熱抵抗を有する。熱流が高すぎ、鋳造機械の設計範囲を超えると、晶析装置の使用寿命を損なうとともに、固着漏鋼のリスクを増やす。超低炭素鋼では、スラブにとって最も重要な問題が、モールドフラックスの溶解後に、溶鋼に巻き込まれてフラックス巻込み欠陥が生じることである。溶けフラックスの巻き込み確率をできるだけ低減させるために、モールドフラックスの表面張力を向上してフラックスと鋼の分離を促進することが最も有効な手段の一つである。Ｂ２Ｏ３は、溶けフラックスの表面張力を低減する成分であるので、超低炭素鋼用モールドフラックスにとって、Ｂ２Ｏ３が制御すべき成分である。特許ＣＮ２００８１０２３３０７２．５、ＣＮ０３１１７８２４．３で設計されたモールドフラックスは、結晶化挙動が強すぎて、包晶鋼等のクラック感受性鋼種に適するものである。特許ＪＰ２０００１５８１０７、ＪＰ２０００１６９１３６で提出したモールドフラックスは、高融点、高粘度を特徴とし、主にビレット連鋳に用いられる。特許ＪＰ２００２０９６１４６では、ＭｇＯ含有量が高すぎて、溶けフラックスが所定量のＡｌ２Ｏ３を吸着した場合、融点が２０００℃を超えるＡｌ−Ｍｇ尖晶石を形成しやすく、潤滑を酷く悪化させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックスを提供することにあり、当該モールドフラックスは、ホウ素及びフッ素がないフラックスであり、スラブのフラックス巻込み欠陥を効果的に低減でき、ひいては、スラブの歩留りを向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記技術目的を実現するために、本発明の第１形態において、本発明は下記技術方案を採用した。
【０００９】
超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックスであって、当該モールドフラックスの成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３  ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２が０．８〜１．３である。
【００１０】
好ましい成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ５〜９％、Ｌｉ２Ｏ  １〜３％、ＭｇＯ  ３〜６％、ＭｎＯ  ５〜１０％、ＢａＯ  ０〜６％、Ａｌ２Ｏ３  ６〜１１％、及び含有量が２％以下である不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２が０．９〜１．３である。
【００１１】
上記原料を混合した後、予備溶融処理を行い、予備溶融後のモールドフラックスは、成分偏差によって微調整する必要があり、かつ予備溶融料が占める割合が７０％以上とし、そして、モールドフラックスの総重量の１〜３％を占める炭質材料Ｃを配合し、混合して、製品モールドフラックスを得る。上記予備溶融処理の過程において、各種の原料は、溶融すると同時に、昇華、蒸発などの原因で異なる程度の損失が発生して、当該予備溶融処理によって得られた材料（本発明で予備溶融料と称する）の実際組成及び総重量は、所要のモールドフラックスの目的組成及び目的重量（即ち、化学量論的で最初に添加した当該予備溶融処理プロセスの各種原料の総重量）と比べて、上記損失による偏差が存在する。よって、その後に、当該予備溶融料の実際組成及び重量によって、相応する原料を追加することを必要とし、目的組成及び目的重量を有する本発明の超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックスを得る。本願に記載の「予備溶融料が占める割合が７０％以上」とは、当該予備溶融料の総重量と目的重量の重量比が７０％以上であり、つまり、前記予備溶融処理過程において損失した各原料の総重量が当該目的重量の３０％より小さい。
【００１２】
前記モールドフラックスは、融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである。
【００１３】
好ましくは、モールドフラックスは、融点が１１００〜１１７０℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．５Ｐａ・ｓである。
【００１４】
本発明の第２形態において、超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品を提供し、当該製品は、基体及び基体の総重量に対して１〜３％の炭質材料が混合してなる。
【００１５】
前記基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３  ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２重量比が０．８〜１．３である。
【００１６】
好ましい基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ５〜９％、Ｌｉ２Ｏ  １〜３％、ＭｇＯ  ３〜６％、ＭｎＯ  ５〜１０％、ＢａＯ  ０〜６％、Ａｌ２Ｏ３  ６〜１１％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２が０．９〜１．３である。
【００１７】
前記基体は、予備溶融部分の割合が７０％以上であることを満足する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態において、前記基体の融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである。
【００１９】
本発明の第３形態において、超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品を提供し、当該製品は、基体及び基体の総重量に対して１〜３％の炭質材料が混合してなる。
【００２０】
前記基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３  ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２重量比が０．８〜１．３である。
【００２１】
好ましい基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ５〜９％、Ｌｉ２Ｏ  １〜３％、ＭｇＯ  ３〜６％、ＭｎＯ  ５〜１０％、ＢａＯ  ０〜６％、Ａｌ２Ｏ３  ６〜１１％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２が０．９〜１．３である。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態において、前記基体の融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである。
【００２３】
本発明の第４形態は、本発明の超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品を製造するための方法を提供し、当該方法は、基体が最終に所要の組成で、基体に用いる全ての原料を混合し、予備溶融して、予備溶融物料を得て、続いて当該予備溶融物料に原料を追加して、所要組成の基体を得て、次に当該基体に炭質材料を追加して混合し、次に噴霧乾燥して、前記超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品を得る、ことを含む。
【００２４】
上記予備溶融処理の過程において、各種原料は、熔融すると同時に、昇華、蒸発などの原因で異なる程度の損失が発生して、当該予備溶融処理によって得られた物料（本発明で予備溶融物料又は予備溶融部分と称する）の実際組成及び総重量は、所要の基体の目的組成及び目的重量（即ち、化学量論的で最初に添加した当該予備溶融処理プロセスの各種原料の総重量）と比べて、上記損失による偏差が存在する。よって、その後に、当該予備溶融料の実際組成及び重量によって、相応する原料を追加することを必要とし、目的組成及び目的重量を有する本発明の基体を得る。本願に記載の「予備溶融料が占める割合が７０％以上」とは、当該予備溶融部分（予備溶融物料）の総重量と目的重量の重量比が７０％以上であり、つまり、前記予備溶融処理過程において損失した各原料の総重量が当該目的重量の３０％より小さい。
【００２５】
本発明において、別に説明しない限り、全ての百分率が重量百分率であり、全ての比例が重量比である。用語「フッ素フリー連鋳モールドフラックス」は、「基体」と互いに置き換えられ、炭質材料以外の所有原料が比例的に混合し、予備溶融して、原料を追加して得られた所要の組成を有する物料混合物を指す。用語「成品モールドフラックス」は、「フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品」と互いに置き換えられ、上記「フッ素フリー連鋳モールドフラックス」又は「基体」に炭質成分を添加して混合し、及び任意に噴霧乾燥して得られた最終的に使用できる混合物料製品を指す。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態において、本発明のフッ素フリー連鋳モールドフラックス又は基体は、下記組成を有しており、即ち、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３  ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２の重量比が０．８〜１．３である。上記各成分の含有量は、いずれも前記フッ素フリー連鋳モールドフラックス又は基体の総重量を基準として、各成分の含有量の合計が１００％である。前記１〜３％の炭質材料は、付加的に添加された成分である。
【００２７】
本発明は、超低炭素鋼用フッ素フリーの環境に優しい連鋳モールドフラックスであり、その組成が、ＣａＯ、ＳｉＯ２二元系の基に、所定量のＮａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏフラックス及びＭｇＯ、ＭｎＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３等のその他の成分を付加的に添加する。モールドフラックスの急速溶解及び溶解の均一性を保証するために、適切なモールドフラックス原料を目的成分になるように混合した後に、予備溶融処理を行う必要があり、そうすると、各物質の間に複雑な固熔体を形成し、各物質の融点が一致するようにして、モールドフラックスの溶解温度領域、即ち、溶解終了温度と溶解開始温度との差を、狭い範囲に制御することができる。予備溶融後のモールドフラックスは、成分の偏差によって微調整する必要があり、かつ、予備溶融料が占める割合が７０％以上とし、同時に適量のカーボンブラック、黒鉛などの炭質材料を配合する。予備溶融操作及びその後の成分追加／微調整操作は、当分野の公知操作プロセスであり、所要の最終目的組成が得られ、かつ予備溶融料の割合が７０％以上であることを満足できれば、当分野で既知の任意の方式で行ってもよい。
【００２８】
本モールドフラックスが要求する塩基度、即ちＣａＯ／ＳｉＯ２は、０．８〜１．３に制御し、そうすると、一定の結晶量を保証できる。０．８未満であると、モールドフラックスが晶析し難い；１．３超であると、モールドフラックス融点が高すぎて、結晶装置の銅板とシェルの間で潤滑作用の発揮に不利である。
【００２９】
Ｎａ２Ｏは、モールドフラックスにおいてよく見られるフラックスであり、モールドフラックスの融点と粘度を効果的に低下させ、通常に含有量が３％以上である。また、Ｎａ２Ｏの存在は、ナトリウム・ゾノトライト（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）、霞石（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）等の結晶の析出を促進できる。その含有量が１０％を超えると、結晶の析出量が大きすぎ、融点及び粘度が逆に上昇する傾向があり、液体フラックスがスラブに対する潤滑作用に不利である。また、結晶析出性が強すぎると、フラックスフィルムの熱抵抗が高すぎることになって、溶鋼シェルの成長が遅すぎ、鋳造機の引出し速度の向上にも不利であるので、製鋼所の生産量を影響する。
【００３０】
Ｌｉ２Ｏは、モールドフラックスの融点及び粘度を顕著に低下させるが、その価格が高く、蛍石（フラックスにＦの添加形態）の２０倍以上であり、過剰に添加すると、モールドフラックスの原料コストを顕著に増加させ、Ｆフリーモールドフラックスの産業的利用に不利である。よって、Ｌｉ２Ｏは、通常に補助のフラックスとして用いられ、融点、粘度が高い場合に適当に添加し、コストの点から、３％を超えないことが望ましい。
【００３１】
モールドフラックスに適当なＭｇＯを添加して、溶けフラックスの粘度を下げる役割を果たせ、従って、ＦフリーフラックスでのＦが粘度を下げる機能を補う。フラックスにおけるＭｇＯ含有量の向上につれて、溶けフラックスの晶析傾向性もだんだん増加し、メルウィナイト（３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２）、ブリジガイト（７ＣａＯ・ＭｇＯ・４ＳｉＯ２）、オケルマナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２）は、よく見られる結晶形態である。その含有量が８％を超えると、結晶の析出強度も大きくなり、同様に低炭素鋼の連鋳生産に不利である。
【００３２】
ＭｎＯの存在もある程度で融点及び粘度を下げられ、また、Ｍｎは、黒色金属であり、その酸化物がガラスの透明度を向上でき、溶鋼が放射によって放熱する比率を大幅に低減することができ、これも、モールドフラックスのフラックスフイルム熱抵抗を増加する効果を達成できる。ＭｎＯは、遷移元素の酸化物として、結晶構造においてＭｇＯを容易に置換し、或いは、ＭｇＯと共存して複合結晶を形成するので、添加量が高すぎないようにするほうがよい。ＭｎＯとＳｉＯ２は、モールドフラックスにおいて同様に酸素ポテンシャルが高い成分であり、使用の過程で超低炭素鋼におけるＡｌと酸化還元反応を発生し、ひいては溶けフラックスにおける実際の含有量を低減するので、その配合量を１５％以内に制御するほうがよい。
【００３３】
ＢａＯとＣａＯは、いずれもアルカリ土類金属酸化物であり、ＢａＯを添加すれば、同様に溶けフラックスの塩基性を向上させる効果がある。かつ、ＢａＯは、結晶析出性に対する作用が、ＣａＯより弱く、適切な量で添加すれば、融点、粘度を下げる効果もある。よって、多成分のモールドフラックスは、よく見られる組成である。密度が比較的に高いので、多量に添加すると、溶解不均一のリスクが発生しやすく、８％を超えないほうがよい。
【００３４】
Ａｌ２Ｏ３は、モールドフラックス熔体におけるネットワーク構造の形成体であり、その存在が、モールドフラックスの粘度を向上でき、結晶の析出量を低減できるので、溶けフラックスの当該２種類性能を調整する要因であり、４％未満であると、結晶の析出量を制御できなく、１２％を超えると、粘度に対する影響が大きすぎるので、当該範囲にすれば望ましい。
【００３５】
モールドフラックスの融点は、溶鋼より４００℃ほど低く、モールドフラックスが溶鋼表面での安定溶解を制御し、かつ所定の粉末フラックス層厚さを保持するために（断熱保温の効果を奏する）、炭質材料が不可欠である。炭素は、高融点物質であるので、溶解したモールドフラックスの小液滴が集まることを防止でき；また、炭素は燃焼した後に気体になり、モールドフラックスを汚染することがない。超低炭素鋼ビレット連鋳用モールドフラックスにとって、炭質材料の添加量は１〜３％であることが適当である。
【００３６】
本発明の超低炭素鋼用フッ素フリーモールドフラックスの物理性能は、さらに融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓであり、使用過程において、超低炭素鋼の連鋳生産要求を完全に満足でき、伝統のＦ含有フラックス以上の使用効果がある点に体現する。
【００３７】
当該モールドフラックスは、人体及び環境に害するフッ素を含有しないので、環境に優しい製品である。生産現場での使用によって検証して、フッ素フリーモールドフラックスを使用することは、人体に対する危害及び大気に対する汚染を消去できるだけではなく、二次水冷ｐＨ値を低下させることもなく、設備に対する腐食程度を大幅に低減する。また、二次水冷には、フッ化物の富化が発生しなく、循環水の処理コスト及び排水圧力を顕著に低減した。超低炭素鋼スラブの品質にとって、本発明で設計されたモールドフラックスを使用して、表面のフラックス巻込み欠陥の発生率が伝統のＦ含有フラックスより低くなる。
【００３８】
本発明が開示したホウ素及びフッ素を含まないフラックスは、モールドフラックスによるスラブのフラックス巻込み欠陥を効果的に低減でき、ひいてはスラブの歩留りを向上できる。当該モールドフラックスは、既に超低炭素鋼ビレット連鋳機に成功的に適用した。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面及び具体的な実施例に基づいてさらに説明する。
【実施例】
【００４０】
モールドフラックス原料(これらに限定しない)：石灰石、石英、ガラス、セメントクリンカ、珪灰石、ボーキサイト、マグネシアクリンカー、ソーダ、炭酸バリウム、顔料マンガン、炭酸マンガン、炭酸リチウム、リチウム精鉱等。
【００４１】
上記原料を細粉に磨き、モールドフラックス基体の成分（即ち目的成分）で均一に混合した後、まず、予備溶融処理を行い、各物質の間で複雑な固熔体を形成し、同時に炭酸塩及び水分などの揮発物を放出して、溶解速度がより早く、より均一な予備溶融料を得て、冷却して破砕した後に再度粒子径が0.075mmより小さい細粉に磨く。各原料は、当該予備溶融処理の過程において異なる程度の損失が発生するので、上記工程で得られた細粉状の予備溶融料の組成及び総重量は、目的組成及び目的重量と偏差が存在し、具体的な偏差によって、上記原料を追加して微調整することで、目的組成及び目的重量を有する基体を得る。そのうち、予備溶融料と目的重量との割合が70%以上である。その後に、適量なカーボンブラック、黒鉛などの炭質材料を配合して、機械的に混合し、或いは、噴霧乾燥設備で粒状製品モールドフラックスを得る。各比較例及び実施例の製品モールドフラックスの組成及び性質は、下表のように示す。
【００４２】
【表１】
0006467351.tif 000002
【００４３】
本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。
態様１：
モールドフラックスの成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３  ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２が０．８〜１．３であり；
前記原料を混合した後に、予備溶融処理を行い、予備溶融後のモールドフラックスは、成分偏差によって微調整する必要があり、かつ予備溶融料が占める割合が７０％以上とし、そして、モールドフラックスの総重量の１〜３％を占める炭質材料Ｃを配合し、混合して、製品モールドフラックスを得る、
ことを特徴とする超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス。
態様２：
前記モールドフラックスの融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである、ことを特徴とする態様１に記載の超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス。
態様３：
基体、及び基体の総重量に対して１〜３％の炭質材料を混合してなり、
前記基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３    ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２重量比が０．８〜１．３であり；
前記基体は、予備溶融部分が占める割合が７０％以上である、
ことを特徴とする超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
態様４：
前記基体の融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである、ことを特徴とする態様３に記載の超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
態様５：
基体、及び基体の総重量に対して１〜３％の炭質材料からなり、
前記基体の成分は、重量百分率で、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３％、ＭｇＯ  ３〜８％、ＭｎＯ  ５〜１５％、ＢａＯ  ０〜８％、Ａｌ２Ｏ３    ４〜１２％、及び含有量が２％以下の不純物であり、残部がＣａＯとＳｉＯ２であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２重量比が０．８〜１．３である、
ことを特徴とする超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
態様６：
前記基体の融点が１１００〜１２００℃であり、１３００℃の粘度が０．２〜０．６Ｐａ・ｓである、ことを特徴とする態様５に記載の超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品。
態様７：
基体が最終に所要の組成で、基体に用いる全ての原料を混合し、予備溶融して、予備溶融物料を得て、続いて当該予備溶融物料に原料を追加して、所要組成の基体を得て、次に当該基体に炭質材料を追加して混合し、次に任意に噴霧乾燥して、前記超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品を得る、ことを含む態様３〜６のいずれかに記載の超低炭素鋼用フッ素フリー連鋳モールドフラックス製品を製造するための方法。