(57)【要約】【課題】  高粘度と高塩基度（低ＳｉＯ2 ）を満たしつつ、パウダーフィルム中への安定な結晶析出をも同時に実現する。【解決手段】  アケルマナイト（Akermanite）、ゲーレナイト（Gehlenite ）、或いは、両者の全率固溶体であるメリライト（Melilite）を、溶融スラグ凝固時に主な結晶組成として析出し、ＣａＯ濃度とＳｉＯ2 濃度との比（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が１．０〜１．５、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が１５〜２７質量％、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計が１〜１３質量％、Ｆ濃度が１〜５質量％、ＦｅＯとＭｎＯとの濃度合計が３質量％以下、Ｓ濃度が０．５質量％以下、凝固温度が１１００℃〜１２６０℃、１３００℃における粘度が０．２〜１．３Ｐａ・ｓであるモールドパウダーである。【効果】  高粘度、高塩基度、パウダーフィルムの結晶化の安定という、モールドパウダーが具備すべき特性を併せ持つことが可能になる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アケルマナイト（Akermanite：２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、ゲーレナイト（Gehlenite ：２ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 ）、或いは、両者の全率固溶体であるメリライト（Melilite）を、溶融スラグ凝固時に主な結晶組成として析出し、ＣａＯ濃度とＳｉＯ2 濃度との比（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が１．０〜１．５、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が１５〜２７質量％、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計が１〜１３質量％、Ｆ濃度が１〜５質量％、ＦｅＯとＭｎＯとの濃度合計が３質量％以下、Ｓ濃度が０．５質量％以下、凝固温度が１１００℃〜１２６０℃、１３００℃における粘度が０．２〜１．３Ｐａ・ｓであることを特徴とする鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
【請求項２】
更にＴｉＯ2 を１〜８質量％含有することを特徴とする請求項１記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
【請求項３】
骨材として膨張性黒鉛を１〜５質量％添加したことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼の連続鋳造用モールドパウダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼を連続鋳造する際に使用するモールドパウダーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼の清浄化に対する要求が強まる中で、連続鋳造用パウダーには、溶鋼中へ巻き込まれ難く、溶鋼を汚染（酸素供給）しない、という特性が求められるようになった。これら特性を満たすために具備すべき物性は、ａ）Ａｌ等の溶鋼中脱酸成分に還元されやすいＳｉＯ2 等の低級酸化物が少ない、すなわち高塩基度（高ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）である、及び、ｂ）高粘度である、ことである。
【０００３】
従来は、上記特性の中でも高粘度化が重要とされ、パウダー塩基度を低下させることにより高い粘度のパウダーを得ていた。例えば１３００℃における粘度が３〜１５ポアズの極低炭素鋼用モールドパウダーで、粘度を３ポアズ以上とすることで、モールドパウダーの巻き込みを防止するものである。なお、パウダーの粘度を上昇させるには、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を低下させ、ＳｉＯ2 のネットワークを強化することが一般に行われる。
【特許文献１】特開平１０−２６３７６７号公報
【０００４】
しかしながら、パウダーの塩基度低下は、他方の具備すべき物性を犠牲にする。すなわち、低塩基度パウダーは、多く含まれるＳｉＯ2 がＡｌ等の溶鋼中脱酸元素により還元され、鋼に酸素供給（溶鋼を汚染）しやすいという問題がある。
【０００５】
上記問題は、高粘度の高塩基度パウダーを開発することにより解消される。例えば１３００℃における粘度が３〜８ポアズ、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が１．３以上３．０未満である連続鋳造用パウダーが提案されているが、高粘度かつ高塩基度パウダーの設計ノウハウに関する具体的な記述は無い。
【特許文献２】特許第２９９１０５７号公報
【０００６】
また、高塩基度パウダーに結晶化調整剤としてＡｌ2 Ｏ3 を添加する方法が提案されているが、主たる結晶カスピダイン（Cuspidine ：３ＣａＯ・２ＳｉＯ2 ・ＣａＦ2 ）の析出安定性がＡｌ2 Ｏ3 添加の影響を受けることに関する記述は無い。
【特許文献３】特許第３３３９４３６号公報
【０００７】
高塩基度パウダーの粘度上昇には両性酸化物であるＡｌ2 Ｏ3 等の添加が有効であるが、高塩基度パウダーに単にＡｌ2 Ｏ3 等の両性酸化物を添加すると、溶融パウダーが鋳型・凝固シェル間に流入し、形成するパウダーフィルム中への結晶析出が不安定となる。
【０００８】
パウダーフィルム中に析出する結晶は、鋳型への抜熱を抑制し、凝固シェルを緩冷却化することにより凝固の均一性を高めるという重要な役割を果たしている。ゆえに、不安定な結晶析出は、シェルの不均一凝固を引き起こし、鋳片に縦割れ等の欠陥が生じる原因となる。或いは、鋳型温度が大きく変動しブレークアウト予知システムが誤作動するなど、操業性が悪化する。
【０００９】
このように、従来技術においては、清浄鋼用の連続鋳造用パウダーに求められる高粘度と高塩基度（低ＳｉＯ2 ）という条件を同時に満たすパウダーが、実用に耐える結晶析出の安定性を併せ持つということができなかった。
【００１０】
かかる問題を解消するべく、本発明者らは、特願２００２−０２８２１１において、溶融スラグの凝固時にゲーレナイト（Gehlenite ：２ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・ＳｉＯ2 ）、アケルマナイト（Akermanite：２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2 ）、或いは、両者の全率固溶体であるメリライト（Melilite）を主な結晶組成として析出させる連続鋳造用パウダーを提案している。本発明者はその後の研究開発結果を反映し、上記提案したパウダーに対しＣａＯ／ＳｉＯ2 や凝固温度、粘度、ＴｉＯ2 農度、アルカリ金属酸化物（Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ）の範囲を調整すると共に、Ｆ濃度の下限値、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度和、ＦｅＯとＭｎＯとの濃度和、Ｓ濃度や膨張性黒鉛添加について新たに具体的に規定した本発明を成立するに到った。
【００１１】
本発明者は他に、上述の先に提案したパウダーから派生したものとして、特願２００２−０７０２７６を提案している。このパウダーは、一旦溶融した後、凝固したパウダーフィルム中に析出する結晶の内、１種類の「主な結晶」の析出量が他種結晶の析出量の２倍以上であることを（請求項１）、また、一旦溶融した後凝固したパウダーフィルム中に析出する結晶の内、少なくとも２種類の結晶組が全率固溶体を形成し実質的に１種類の「主な結晶」をなすこと（請求項３）を、また、Ｆ濃度が４質量％以下であること（請求項６）を、また、「主な結晶」がアケルマナイト、ゲーレナイト、メリライト等のうちのいずれか１種であること（請求項７）を、それぞれ特徴とする連続鋳造用パウダーである。しかしながら、これらのパウダーは、結晶析出或いは晶出が安定化する、より一般的な条件について規定したパウダーの一部を成すものであり、本発明とは異なる発明である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、高粘度および高塩基度（低ＳｉＯ2 ）、という鋼を清浄に連続鋳造するためのパウダーに求められる特性を同時に満たしつつ、パウダーフィルム中への安定な結晶析出をも同時に実現できない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、アケルマナイト、ゲーレナイト、或いは、両者の全率固溶体であるメリライトを、溶融スラグ凝固時に主な結晶組成として析出し、ＣａＯ濃度とＳｉＯ2 濃度の比、ＣａＯ／ＳｉＯ2 が１．０〜１．５、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯの濃度合計が１５〜２７質量％、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏの濃度合計が１〜１３質量％、Ｆ濃度が１〜５質量％、ＦｅＯとＭｎＯの濃度合計が３質量％以下、Ｓ濃度が０．５質量％以下、凝固温度が１１００℃〜１２６０℃、１３００℃における粘度が０．２〜１．３Ｐａ・ｓであることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粘度が高く、塩基度が高く、パウダーフィルムの結晶化が安定しているという、鋼を清浄に連続鋳造することができるモールドパウダーが具備すべき特性を併せ持つことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
高塩基度パウダーの粘度を上げようとして両性酸化物であるＡｌ2 Ｏ3 等を添加すると、鋳型内で溶融スラグとなったモールドパウダーが鋳型・凝固シェル間に流入し、形成するパウダーフィルム中における結晶析出が不安定となる。この問題は、多量に含まれるＡｌ2 Ｏ3 等の両性酸化物がパウダーフィルム中に析出する代表的結晶であるカスピダインの析出を阻害していることに起因していると考えた。
【００１６】
本発明者は、Ａｌ2 Ｏ3 を多く含有するモールドパウダーのフィルム中結晶析出を安定させるには、Ａｌ2 Ｏ3 を構成成分に持つ結晶を析出させる他にないと考え、Ａｌ2 Ｏ3 を含む適当な結晶を探した。適当な結晶とは、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）が１．０以上であり、融点が鋼の融点より２００℃程度の低い範囲、すなわち１３００℃〜１５５０℃程度であり、構成成分が工業的に安く入手できる結晶である。その結果、発明者はゲーレナイトとアケルマナイトとの全率固溶体であるメリライト（表１参照）を見出した。
【００１７】
【表１】
2005040835.tif 000002
【００１８】
次に、メリライトを安定して析出させることができるモールドパウダー組成に調整した。結晶は、その純組成に近い溶融スラグからは安定して析出するので、例えば、ゲーレナイトとアケルマナイトとが５０：５０の割合で固溶したメリライト、すなわち、表１中のゲーレナイトとアケルマナイトとの中間組成であるＣａＯ／ＳｉＯ2 が１．２４、Ａｌ2 Ｏ3 が１８．６質量％、ＭｇＯが７．３５質量％を主成分とし、それに物性調整上必要なアルカリ金属酸化物（Ｎａ2 Ｏ等）やＦなどを加えた組成を基材とする手法で以下の本発明の組成を決定した。
【００１９】
すなわち、第１の本発明の鋼の連続鋳造用モールドパウダーは、アケルマナイト、ゲーレナイト、或いは、両者の全率固溶体であるメリライトを、溶融スラグ凝固時に主な結晶組成として析出し、ＣａＯ濃度とＳｉＯ2 濃度の比、ＣａＯ／ＳｉＯ2 を１．０〜１．５、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯの濃度合計を１５〜２７質量％、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏの濃度合計を１〜１３質量％、Ｆ濃度を１〜５質量％、ＦｅＯとＭｎＯの濃度合計を３質量％以下、Ｓ濃度を０．５質量％以下、凝固温度を１１００℃〜１２６０℃、１３００℃における粘度を０．２〜１．３Ｐａ・ｓとしたものである。
【００２０】
本発明において、ＣａＯ／ＳｉＯ2 を１．０〜１．５としたのは、１．０未満ではＳｉＯ2 活量が高くなり、低級酸化物であるＳｉＯ2 による溶鋼汚染が大きくなるためである。一方、ＣａＯ／ＳｉＯ2 が１．５を超えると、凝固温度が高くなり過ぎて操業に適さないためである。
【００２１】
また、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計を１５〜２７質量％としたのは、メリライトがＡｌ2 Ｏ3 あるいはＭｇＯを主な組成のひとつとして含む結晶であることから、メリライトの安定析出にはＡｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が１５質量％必要であるためである。しかしながら、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が２７質量％を超えると、凝固温度が高くなり過ぎて適当でないので、２７質量％以下とした。
【００２２】
また、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計を１〜１３質量％としたのは、これが１質量％以下では、パウダーフィルム中の液相が不足しやすくなり、鋳型内潤滑性が悪化するためである。逆に１３質量％を超えると、凝固温度が低下しすぎたり、アルカリ金属酸化物を含む他の結晶が析出したり、これらアルカリ金属酸化物がＳｉＯ2 と反応して約８００℃で生成する液相がバインダとなって鋳型内のパウダーの焼結が進行し、流動性が悪化するなど、操業に悪影響を及ぼすからである。
【００２３】
さらには、肥大化したスラグベアが、鋳型のオシレーション（上下振動）に伴い凝固シェル先端を押し込むことで局部的なメニスカスの乱れを引き起こし、パウダー巻込欠陥が発生する。Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計は２〜１０質量％であればさらに好ましい。さらに、鋳型断面の小さいビレットの連続鋳造では、鋳型壁から庇状に成長したパウダー焼結体であるスラグべアが鋳型表面を覆って操業を阻害しやすいので、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計は４質量％に上限値を抑えることが望ましい。
【００２４】
Ｆ濃度を１〜５質量％としたのは、これが１質量％未満では凝固温度が高くなり過ぎ、鋳型内潤滑性が悪化するためである。但し、５質量％を超えると、パウダーフィルム中において主たる結晶であるメリライトと競合してＦを含むカスピダインが多く析出するようになり、互いの結晶界面の不整合性に起因する融点低下を引き起こし、結晶析出が不安定になるので好ましくないからである。Ｆ濃度は１．５〜４質量％の範囲内であればさらに望ましい。
【００２５】
これらアルカリ金属酸化物とＦ濃度との比は、カスピダイン析出を抑制するという観点からは、溶融スラグ中においてアルカリ金属がＦと優先的に結合し（例えばＮａＦとなり）、カスピダインの析出を抑制するという現象を活用するべく、含有するＦと等モル濃度以上のアルカリ金属を含有するよう調整することがより好ましい。
【００２６】
ＦｅＯとＭｎＯとの濃度合計を３質量％以下にするのは、ＳｉＯ2 よりもさらに低級、すなわち酸素を放出しやすいＦｅＯ或いはＭｎＯの濃度が高いと、高塩基度（高ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）化し、溶鋼汚染を低減する効果が損なわれてしまうからである。ＦｅＯとＭｎＯとの濃度合計は２質量％以下であればさらに好ましい。
【００２７】
Ｓ濃度を０．５質量％以下とするのは、パウダー中のＳ濃度が高い場合には、界面活性元素であるＳがパウダー溶融スラグ層と溶鋼との界面に集まって界面張力を低下させ、パウダーが溶鋼中に巻き込まれ易くなるからである。Ｓ濃度は０．３質量％以下であればさらに好ましい。
【００２８】
凝固温度を１１００℃〜１２６０℃とするのは、凝固温度が１１００℃未満であると、凝固シェルと鋳型との間隙に位置するパウダーフィルムが凝固しにくくなり、パウダーフィルム中の結晶析出が不足して、パウダーフィルムを介した凝固シェルから鋳型への輻射熱伝導が増加し、凝固シェルを急激に冷却しすぎて縦割れ等の割れ性欠陥が鋳片表面に生じ易くなるからである。逆に凝固温度が１２６０℃を超えると、パウダーフィルムの凝固が進行しすぎて液相が不足し、潤滑性が悪化する結果、凝固シェルの破断等のトラブルを生じるので好ましくないからである。
【００２９】
一般に凝固初期の収縮が大きな鋼種ほど縦割れ等の割れ性欠陥を鋳片表面に生じ易く、逆に凝固初期の収縮が小さな鋼種ほど凝固シェルと鋳型との間隙が小さくなるので、パウダーフィルムが薄くなり、潤滑性が悪化し易い。ゆえに凝固温度は１１００℃〜１２６０℃の間で、凝固初期の収縮が大きな鋼種では高めに、凝固初期の収縮が小さな鋼種では低めに調整するとさらに良い結果が得られる。
【００３０】
１３００℃における粘度を０．２〜１．３Ｐａ・ｓとするのは、粘度が０．２Ｐａ・ｓ未満の場合には粘度が低すぎるので、パウダー溶融スラグが溶鋼中へ巻き込まれ易くなり、一方、粘度が１．３Ｐａ・ｓを超えると粘度が高すぎて潤滑性が悪化するからである。粘度は０．３〜１．０Ｐａ・ｓであればさらに好ましい。
【００３１】
上記に加え、凝固温度を低下させる成分調整としてＴｉＯ2 を１〜８質量％含有させることも有効である。ＴｉＯ2 濃度が１質量％未満では、凝固温度の調整効果が小さく、一方、８質量％を超えると、単体で１９８０℃と高い融点を持つペロブスカイト（Perovskite：ＣａＯ・ＴｉＯ2 ）が多く析出して凝固温度が上昇に転じるので好ましくないからである。さらに望ましいＴｉＯ2 含有量は２〜６質量％である。これが、第２の本発明である。
【００３２】
モールドパウダーは、上述のように成分調整した基材に、滓化速度調整用の骨材としてカーボンブラックやコークス粉などのカーボンを加えたものが一般に用いられる。この骨材として膨張性黒鉛を１〜５質量％添加すると、鋳型内におけるパウダーの焼結が進行せず、特に小断面鋳型を使用したビレット製造の連続鋳造で問題となるスラグベアの成長が抑制されることが判明した。あるいは、肥大化したスラグベアが、鋳型のオシレーション（上下振動）に伴い凝固シェル先端を押し込むことで、局部的なメニスカスの乱れを引き起こし、パウダー巻込欠陥を発生させることも防止できる。
【００３３】
膨張性黒鉛とは、黒鉛の積層構造の間に、加熱時にガスを発生する硫酸等の物質を含侵させたもので、加熱すると数十倍から数百倍に体積が膨張する。膨張性黒鉛は、１質量％未満では添加効果が無く、５質量％を超えて添加すると鋳型内で膨張した黒鉛が体積の多くを占めるようになり、パウダーの流動性が悪化する。これが、第３の発明である。膨張性黒鉛は、鋳型断面が小さくスラグベアの成長が問題となる場合や、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計が大きくパウダーが焼結し易い場合には、添加量を２乃至３質量％以上に調整することが望ましい。
【００３４】
なお、パウダー組成は上述のように金属酸化物、Ｆ、及びカーボン濃度として表している。このうち、金属酸化物で表した組成は、パウダー原料における該当金属の総濃度を酸化物濃度に換算して表したものである。例えば、ＣａＯとは、ＣａＯやＣａＦ2 に含まれる総Ｃａ濃度のＣａＯ濃度換算値であり、Ｎａ2 Ｏとは、Ｎａ2 Ｏ、ＮａＦ、Ｎａ2 ＣＯ3 に含まれる総Ｎａ濃度のＮａ2 Ｏ濃度換算値と言った具合である。また、Ｆはパウダー原料におけるＦ化合物、例えばＣａＦ2 、ＮａＦ、ＡＩＦ3 に含まれる総Ｆ濃度である。カーボンは、骨材として基材に添加される固体のカーボンを指し、Ｎａ2 ＣＯ3 等の炭酸塩中のカーボンは含まない。
【００３５】
溶融スラグ凝固時に主に析出する結晶組成とは、鋳型から回収したパウダーフィルムや、同組成の溶融スラグを徐冷した固形物を、Ｘ線回折試験に供し、回折ピークが最も高い結晶組成を調査することにより明らかとなる。本発明においては、同組成の溶融スラグを１００〜４００℃／ｈｒで徐冷した固形物を用いて調査した。
【００３６】
アケルマナイトとゲーレナイトの結晶構造が酷似している結果、両者がメリライトという全率固溶体を形成するということから、析出結晶がアケルマナイトかゲーレナイトかメリライトか厳密に区別することは難しい。ゆえに本発明においてアケルマナイト、ゲーレナイト、またはメリライトが析出する場合、パウダー中のＭｇＯ含有量がＡｌ2 Ｏ3 含有量に対して３倍以上の場合にアケルマナイト、パウダー中のＡｌ2 Ｏ3 含有量がＭｇＯ含有量の３倍以上の場合にゲーレナイト、その他の場合にはメリライトが析出していると便宜的に定義し、以下の実施例を説明している。
【実施例】
【００３７】
下記表２及び表３のＡ〜Ｆは本発明による実施例である。
【００３８】
【表２】
2005040835.tif 000003
【００３９】
【表３】
2005040835.tif 000004
【００４０】
実施例Ａは、第１の本発明を満たすモールドパウダーである。塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）及び粘度が十分に高くＳ濃度も低いので、パウダー巻込欠陥発生指数が良好であり、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が適正でＦ濃度が低くＮａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計が上限値を超えていないことに加え、凝固温度が下限値（１１００℃）以上であるので、アケルマナイトを溶融スラグ凝固時の主な結晶組成として安定して析出する。また、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計が下限値以上であり、凝固温度が上限値（１２６０℃）を超えていないので、潤滑性も良好である。このように、実施例Ａは、第１の本発明が必要な要件を満たしているので、良好な鋳片品質及び操業性を実現できる。
【００４１】
実施例Ｅ及びＧは、第１及び第２の本発明が必要な要件を満たすモールドパウダーである。これらは第１の本発明が必要な要件を満たすので、実施例Ａと同様に優れた鋳片品質及び操業性を実現できた。さらに第２の本発明が必要な要件をも満たす、すなわちＴｉＯ2 を適正量含有するので、凝固温度を下げることもできた。
【００４２】
一般に塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）を高めると凝固温度が高くなるので、ＴｉＯ2 添加により凝固温度を下げることができれば、ＴｉＯ2 を添加しない場合に比べて高塩基度化（高ＣａＯ／ＳｉＯ2 化）し易くなる。ＴｉＯ2 添加の効果により実施例Ｅ及びＧは実施例Ａよりも容易に高塩基度化することができた。高塩基度化の結果、パウダー巻込欠陥発生指数は実施例Ａに比べさらに優良となる。
【００４３】
実施例Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆは、第１〜第３の本発明が必要な要件満たすモールドパウダーである。これらは第１及び第２の本発明が必要な要件を満たすので、実施例Ｅ及びＧ同様に、優良な鋳片品質及び操業性を実現する。さらに、第３の本発明が必要な要件をも満たす、すなわち膨張性黒鉛を適正量添加したので、小断面の連続鋳造機でのスラグベア肥大による操業阻害や、肥大化したスラグベアが鋳型のオシレーション（上下振動）に伴って、凝固シェル先端を押し込むことで局部的なメニスカスの乱れを引き起こし発生するパウダー巻込欠陥を効果的に防止できる。
【００４４】
一方、表２及び表３のＨ〜Ｎは、表２に＊印を付したものが、本発明の範囲を外れた比較例を示したものである。
比較例Ｈは、凝固温度が本発明の上限値より高いため潤滑性が悪く実操業に耐えない例である。
【００４５】
また、比較例Ｉ及びＪは、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が本発明の下限値よりも小さいので、カスピダインが主な結晶として析出した例である。比較例ＩではＦ濃度が本発明の上限値より高いこともカスピダインが析出する要因である。上記のＡｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が小さいことに加えて、比較例Ｉのように更にＡｌ2 Ｏ3 濃度が１０質量％と高い場合や、比較例ＪのようにＦ濃度が２質量％と低い場合には、たとえ主な結晶としてカスピダインが析出しても、析出が不安定になり易い。
【００４６】
すなわち、凝固シェルと鋳型との間隙に位置するパウダーフィルム中の結晶析出の不安定さに起因して、パウダーフィルムを介した凝固シェルから鋳型への輻射熱伝導の変動が増大するので、凝固シェルの成長が不均等になり、鋳片表面に割れ性欠陥が発生し易くなるという問題が生じる。
【００４７】
また、比較例Ｋは、Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯとの濃度合計が本発明の下限値よりも小さく、ＴｉＯ2 濃度が２０．０質量％と過度に高いので、チタナイト（Titanite：ＣａＯ・ＳｉＯ2 ・ＴｉＯ2 ）が主な結晶として析出した例である。この場合、チタナイトの他にカスピダインやペロブスカイトが競合して析出し、異種結晶界面における大幅な融点低下に起因して結晶析出が不安定となり、比較例Ｉ及びＪと同様に鋳片表面に割れ性欠陥が発生し易くなるという問題が生じる。
【００４８】
比較例Ｌは、主な結晶としてメリライトが析出するものの、Ｎａ2 ＯとＬｉ2 ＯとＫ2 Ｏとの濃度合計が１質量％未満と本発明の下限値よりも小さいので、鋳型内における潤滑性が悪化する例である。加えて、ＦｅＯ＋ＭｎＯ濃度が高いので、溶鋼汚染が大きい例である。
【００４９】
比較例Ｍ及びＮは、塩基度すなわちＣａＯ濃度とＳｉＯ2 濃度との比ＣａＯ／ＳｉＯ2 が１．０未満と本発明の下限値よりも小さいので、溶鋼汚染が大きいという問題を有する。加えて比較例Ｍはパウダー中のＳ濃度が本発明の上限値よりも高いので溶鋼中への巻き込みが発生しやすい。
【００５０】
本発明の効果を実証するべく、以下のように実機において比較実験を行った。
まず、実施例Ｂと比較例Ｎとを用い、鋳型径がφ３１０ｍｍの丸ビレツト連続鋳造機において０．２質量％Ｃ−１．３質量％Ｍｎのアルミ脱酸普通鋼を、鋳型内を電磁攪拌しつつ引抜速度１．４ｍ／ｍｉｎで鋳造し、鋳造したビレットをシームレス製管に供し、製品パイプにおけるパウダー巻込欠陥発生率を比較した。
【００５１】
その結果、パウダー巻込欠陥発生率は、比較例Ｎを用いた鋳片から製造したパイプに対し実施例Ｂを用いたものでは、１／６に軽減する効果が確認された。また、実施例Ｂと比較例Ｉとを用い、鋳型径がφ２２５ｍｍの丸ビレット連続鋳造において０．２質量％Ｃ−０．６質量％Ｍｎのアルミ脱酸普通鋼を、鋳型内を電磁攪拌しつつ引抜速度２．４ｍ／ｍｉｎで鋳造した結果、鋳型銅チューブ温度の変動が、比較例Ｉを用いた鋳型においては３０℃以上あり操業に支障をきたしたのに対し、実施例Ｂを用いた鋳型においては１０℃以下に抑制され、安定した鋳造が可能であった。鋳型銅チューブ温度はメニスカス下１５０ｍｍ、鋳型表面から５ｍｍの点において測定した。
【００５２】
あるいは、実施例Ｆと比較例Ｍとを用い、鋳型断面が２３０ｍｍ厚×１２５０ｍｍ幅のスラブ連続鋳造機において、低炭素アルミ脱酸普通鋼を引抜速度１．４ｍ／ｍｉｎで鋳造し、鋳造したスラブの表層から１０ｍｍの範囲におけるパウダー性介在物の量を比較した結果、比較例Ｍを用いたスラブに比べ実施例Ｆを用いたスラブでは、介在物が１／５に減少していることが確認された。
【００５３】
また、実施例Ｅと比較例Ｊを用いて鋳型断面が２３０ｍｍ厚×１１５０ｍｍ幅のスラブ連続鋳造機において、低炭素アルミ脱酸普通鋼を引抜速度１．６ｍ／ｍｉｎで鋳造した結果、鋳型銅板温度の変動が、比較例Ｊを用いた鋳型においては１５℃以上あり、ブレークアウト予知システムの誤作動を引き起こしたのに対し、実施例Ｅを用いた鋳型においては５℃以下に抑制され、安定した鋳造が可能であった。鋳型銅チューブ温度はメニスカス下１００ｍｍ、鋳型表面から１５ｍｍの点において測定した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係るモールドパウダーは、ビレットやスラブを連続鋳造する際に使用するモールドパウダーとして有用であり、特に清浄な鋼を連続鋳造するためのパウダーとして適している。