專利名稱：鋼的連續(xù)鑄造用鑄模粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在連續(xù)鑄造鋼時(shí)、添加在結(jié)晶器(casting mold)內(nèi)使用的連續(xù)鑄造用鑄模粉末。
背景技術(shù)：
在連續(xù)鑄造鋼水時(shí)，在結(jié)晶器內(nèi)的鋼水液面上添加鑄模粉末(以下有時(shí)記為“粉末”)。粉末要求以下的特性。I)通過粉末在鋼水液面上熔融所形成的熔融粉末層以及在其上的未熔融粉末層覆蓋鋼水液面，與空氣的接觸被隔絕，從而要具有防止鋼水的再氧化、并進(jìn)行保溫的效果。
2)熔融的粉末由于必須流入結(jié)晶器和凝固殼之間而作為潤滑劑發(fā)揮作用，因而要具有經(jīng)常供給適當(dāng)量的粉末以適應(yīng)粉末的消耗速度，從而達(dá)到適當(dāng)量的熔融粉末池厚度的熔融速度。3)熔融粉末層吸收在鋼水中浮上來的非金屬夾雜物，其物性(粘度、熔融溫度、凝固溫度等)的變化要小。4)熔融的粉末流入結(jié)晶器和凝固殼之間，形成均勻的粉末薄膜，從而粉末薄膜在結(jié)晶器和凝固殼之間要具有潤滑作用。5)熔融的粉末具有適當(dāng)?shù)恼扯取⒔缑鎻埩?，熔融的粉末不?huì)被卷入鋼水中。在連續(xù)鑄造作業(yè)中，局部的液面變動(dòng)和因注入到結(jié)晶器內(nèi)的鋼水的注入流所形成的鋼水流動(dòng)擾亂粉末和鋼水的界面，因而熔融的粉末有時(shí)被卷入鋼水中。另外，在對(duì)含有Al或Ti的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造時(shí)，由于熔融的粉末和鋼水接觸，因而鋼水中的Al或Ti與作為粉末中的主要成分的SiO2之間發(fā)生以下的反應(yīng)。4〔Al〕+3 (SiO2) ^ 2 (Al2O3) + 3〔Si〕(I)〔Ti〕+ (SiO2) —(TiO2) +〔Si〕 (2)在此，〔〕是鋼水中的成分，()是熔融粉末中的成分。在鋼水和熔融粉末界面之間產(chǎn)生如上述那樣的反應(yīng)時(shí)，鋼水和熔融粉末間的界面張力大大降低，從而鋼水中的粉末卷入變得更容易發(fā)生。被卷入鋼水中的熔融粉末的大部分再浮上來，但它的一部分往往被凝固殼捕獲而殘留在鑄還上。殘留在鋼中表層的粉末成為廣品表面的條痕缺陷。另外，在內(nèi)部殘留的粉末成為壓力加工裂紋的發(fā)生原因。這些現(xiàn)象特別在快速鑄造時(shí)容易發(fā)生。在中、低速鑄造時(shí)，對(duì)于馬口鐵材、汽車用鋼板等質(zhì)量要求嚴(yán)格的鋼，這些現(xiàn)象常常成為問題。為此，作為防止粉末卷入鋼水中的對(duì)策，開發(fā)了如下的粉末等如專利文獻(xiàn)I所示的具有聞?wù)承院吐劚砻鎻埩Φ碾y卷入的粉末；專利文獻(xiàn)2所不的具有聞界面張力的難卷入的粉末；專利文獻(xiàn)3所示的通過抑制鋼水中的Al和Ti與粉末中的SiO2的反應(yīng)來防止鋼水和熔融粉末間的界面張力的大幅度的降低，從而抑制粉末在鋼水中的卷入。另一方面，在熔融的粉末向熔融粉末的結(jié)晶器和凝固殼間的流入受到阻礙而損害潤滑作用的情況下，在結(jié)晶器內(nèi)，凝固殼和結(jié)晶器之間的排熱(heat extraction)變得不穩(wěn)定。其結(jié)果是，鑄坯的凝固變得不均勻，導(dǎo)致鑄坯裂紋的發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生拉漏(breakout)。拉漏不僅引起作業(yè)停止、生產(chǎn)量的降低，而且對(duì)連續(xù)鑄造設(shè)備造成極大的損害。因此，為了在結(jié)晶器內(nèi)提高鑄坯的凝固均勻性，從而防止裂紋和拉漏的發(fā)生，穩(wěn)定地控制結(jié)晶器內(nèi)的排熱是非常重要的。于是，人們開發(fā)了既滿足在專利文獻(xiàn)4所示的高粘度和高堿度，又在粉末薄膜中析出穩(wěn)定的結(jié)晶從而穩(wěn)定地控制排熱的粉末。另外，在含Al鋼中，也存在因?yàn)樵诜勰┲形龀龈呷埸c(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石，從而產(chǎn)生潤滑不良或者結(jié)晶器內(nèi)的排熱變得不穩(wěn)定的課題。于是，正如專利文獻(xiàn)5所示的那樣，開發(fā)了防止因鋼水和粉末的反應(yīng)所引起的鋼水污染，同時(shí)通過Li2O和F的添加而防止高熔點(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石的析出的粉末。 專利文獻(xiàn)6提出了一種粉末，其通過提高處于熔融狀態(tài)的粉末的粘度，使粉末向結(jié)晶器和凝固殼之間的流入為少量而且均勻，同時(shí)減弱粉末的結(jié)晶化傾向，使?fàn)t渣薄膜的狀態(tài)變得均勻，從而謀求在結(jié)晶器內(nèi)的排熱的均勻化。再者，專利文獻(xiàn)7提出了一種粉末，其使粉末含有ZrO2、TiO2和Cr2O3之中的一種以上的氧化物，從而謀求在結(jié)晶器內(nèi)的排熱的均勻化。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平2-25254號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2000-071051號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2008-264791號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2005-040835號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開2006-110578號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 :國際公開第W000/33992號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)7 日本特開平8-33962號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，為了適應(yīng)進(jìn)一步的快速鑄造化和質(zhì)量提高的要求，如專利文獻(xiàn)I中記載的粉末那樣，如果只是為了防止卷入而變更粉末組成并使之高粘度化，則不能確保結(jié)晶器和凝固殼之間的適當(dāng)?shù)姆勰┝魅肓?，從而不能維持潤滑性。另外，導(dǎo)致拉漏的可能性也不能完全排除。在專利文獻(xiàn)2所記載的粉末中，由于Ca0/Si02非常高，達(dá)7以上，因而凝固溫度升高，不能確保適當(dāng)?shù)姆勰┑牧魅肓?，從而不能維持結(jié)晶器和凝固殼之間的潤滑性。因此，不能完全排除導(dǎo)致拉漏的可能性。另外，由于粉末中的SiO2量少，Al2O3量多，因而析出高熔點(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石，從而有可能妨礙潤滑，同時(shí)使結(jié)晶器內(nèi)的排熱變得不穩(wěn)定。在專利文獻(xiàn)3所記載的粉末中，由于粘度大，因而損害向結(jié)晶器和凝固殼之間的均勻的流入性，不能維持充分的潤滑性。因此，不能完全排除導(dǎo)致拉漏的可能性。另外，由于為了確保粘度而含有大量的Al2O3，因而析出高熔點(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石，從而有可能使排熱變得不穩(wěn)定。在專利文獻(xiàn)4所記載的粉末中，由于使高熔點(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石等積極地析出，因而有可能妨礙粉末的流入性和潤滑性，同時(shí)使高熔點(diǎn)晶體在結(jié)晶器內(nèi)的排熱變得不穩(wěn)定。在專利文獻(xiàn)5所記載的粉末中，高熔點(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石的析出受到抑制，但粉末中含有的Li2O與鋼水中的Al和Ti發(fā)生反應(yīng)而使界面張力降低，從而存在粉末容易卷入鋼水中的可能性。這樣，在專利文獻(xiàn)I 5所記載的粉末中，兼顧防止粉末卷入鋼水中和穩(wěn)定控制結(jié)晶器內(nèi)的排熱是非常困難的。另外，在專利文獻(xiàn)6所記載的粉末中，降低F成分而提高粘度。因此，熔融的粉末流入量也可以較少，存在的問題是只能適用于大方坯和鋼坯的鑄造。而且專利文獻(xiàn)7中記載的粉末含有Zr02、TiO2和Cr2O3,妨礙熔融粉末在液相中的輻射熱傳遞，從而在液相中散射或吸收熱的輻射。因此，存在結(jié)晶器內(nèi)的排熱不穩(wěn)定的問 題。本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種鋼的連續(xù)鑄造用粉末，其通過抑制鋼水和粉末的反應(yīng)，抑制了粉末向鋼水中的卷入，從而可以得到?jīng)]有起因于粉末的缺陷的高品質(zhì)的產(chǎn)品，而且使結(jié)晶器內(nèi)的排熱穩(wěn)定，從而不會(huì)妨礙生產(chǎn)率。用于解決課題的手段用于解決上述課題的本發(fā)明的要點(diǎn)如下(I) 一種鋼的連續(xù)鑄造用鑄模粉末，其用于含有Al或Ti中的至少一種的鋼的連續(xù)鑄造，其特征在于Ca0/Si02以質(zhì)量比計(jì)為I. O I. 5，含有SiO2S 15質(zhì)量％ 30質(zhì)量％，CaO為30質(zhì)量％ 40質(zhì)量％，Al2O3為3質(zhì)量％ 25質(zhì)量％，Na2O為2質(zhì)量％ 6質(zhì)量％，以CaF2或NaF添加的F成分大于2質(zhì)量％但小于等于10質(zhì)量％, B2O3為I質(zhì)量％ 4質(zhì)量％，SiO2^Na2O和B2O3的質(zhì)量％之和為20質(zhì)量％ 40質(zhì)量％，剩余部分包括不可避免的雜質(zhì)；1300°C下的粘度為 O. 5poise 8poise。其中，CaO是將粉末中含有的Ca全部換算為CaO而得到的值。(2)根據(jù)上述(I)所述的鋼的連續(xù)鑄造用鑄模粉末，其特征在于進(jìn)一步含有ZrO2 2質(zhì)量％ 10質(zhì)量％、SrO :2. 5質(zhì)量％ 10質(zhì)量％之中的I種以上。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種鋼的連續(xù)鑄造用粉末，其即使在用含有Al或Ti的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造的情況下，通過抑制鋼水和粉末的反應(yīng)，也抑制了粉末向鋼水中的卷入，從而可以得到?jīng)]有起因于粉末的缺陷的高品質(zhì)的產(chǎn)品，而且使結(jié)晶器內(nèi)的排熱穩(wěn)定，從而不會(huì)妨礙生產(chǎn)率。
具體實(shí)施例方式隨著鑄造速度的加快，鋼水中的粉末卷入增加，從而產(chǎn)生條痕缺陷和壓力加工裂紋這樣的起因于粉末的缺陷，所以優(yōu)選使用更難以產(chǎn)生粉末卷入的粉末。但是，在上述以難卷入為目標(biāo)的粉末中，存在的問題是由于析出高熔點(diǎn)晶體，因而不能維持結(jié)晶器和凝固殼之間的充分的潤滑性，從而排熱變得不穩(wěn)定。于是，本發(fā)明人在使用含有Al或Ti的鋼水進(jìn)行連續(xù)鑄造時(shí)，為了防止鋼水中的粉末卷入，同時(shí)可以進(jìn)行結(jié)晶器內(nèi)的排熱的穩(wěn)定控制，對(duì)其反復(fù)進(jìn)行了潛心的研究。
其結(jié)果是，本發(fā)明人新近發(fā)現(xiàn)如果使粉末中有意地含有規(guī)定量的F成分，則粉末的熔點(diǎn)下降，而且SiO2的活度降低。另外，本發(fā)明人還新發(fā)現(xiàn)通過降低SiO2的活度，上述的(I)式、(2)式所表示的鋼水和SiO2的反應(yīng)就不會(huì)發(fā)生，從而粉末的卷入變得難以發(fā)生。另外，本發(fā)明人還新發(fā)現(xiàn)，如果在粉末中含有規(guī)定量的B2O3，則也能抑制高熔點(diǎn)晶體的生成，不會(huì)出現(xiàn)起因于高熔點(diǎn)晶體的排熱不穩(wěn)定，從而使排熱穩(wěn)定化。特別地，本發(fā)明人還新發(fā)現(xiàn)，作為在粉末的主要成分即Ca0、Si02、Na20中添加的成分，對(duì)MnO、B203、SrO、BaO、TiO2, Fe2O3等進(jìn)行了研究，結(jié)果只是B2O3具有抑制高熔點(diǎn)晶體的生成的效果。以下，就發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的說明。在本發(fā)明中，CaO是指將粉末中含有的Ca全部換算為CaO所得到的值。本發(fā)明的鑄模粉末在1300°C下的粘度被設(shè)定為O. 5poise 8poise。在粘度低于
0.5poise的情況下,不能充分地降低鋼水中的粉末卷入。優(yōu)選粘度為2poise以上。另一方面，在粘度大于Spoise的情況下，結(jié)晶器和凝固殼之間的均勻流入性并不充分。優(yōu)選粘度為4poise以下。作為鑄模粉末的粘度測(cè)量方法，優(yōu)選使用旋轉(zhuǎn)圓筒法。將測(cè)量對(duì)象的鑄模粉末插入坩堝中，在1400°C下預(yù)熔化10 15分鐘后，放入立式管狀爐(硅碳棒電阻爐)，并將E型粘度計(jì)的轉(zhuǎn)子浸潰在熔融粉末中，在1300°C下穩(wěn)定30分鐘后，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，測(cè)量因粘性阻抗引起的扭矩，求出粘度。此外，重要的是E型粘度計(jì)事前要用標(biāo)準(zhǔn)粘度液進(jìn)行校正。本發(fā)明的鑄模粉末以質(zhì)量為基準(zhǔn)，將Ca0/Si02 (以下有時(shí)記為“堿度”)設(shè)定為
1.O I. 5。在堿度低于I. O時(shí)，SiO2量增多，不能得到因反應(yīng)抑制引起的防止卷入的效果。關(guān)于SiO2對(duì)卷入的影響，后面還將進(jìn)行說明。另一方面，在堿度大于I. 5的情況下，粉末的熔點(diǎn)過于升高，在粉末中生成高熔點(diǎn)晶體即鈣鋁黃長石，熔融粉末的流動(dòng)性顯著惡化，從而流入性和潤滑性的確保變得困難，同時(shí)在結(jié)晶器內(nèi)的排熱變得不穩(wěn)定。其次，就粉末成分進(jìn)行說明。作為粉末的主要成分，有CaO、Si02。如上所述，將粉末中的堿度Ca0/Si02維持在I. O I. 5是很重要的。作為本發(fā)明的粉末組成，重要的是設(shè)定粉末中的SiO2為15質(zhì)量％ 30質(zhì)量％、Na2O為2%質(zhì)量 6質(zhì)量％、B2O3為I質(zhì)量% 4質(zhì)量％，而且Si02、Na2O和B2O3的含量的總和為20質(zhì)量％ 40質(zhì)量％。在此，SiO2是構(gòu)成粉末的主要成分，是用于熔融溫度和粘度等的物性調(diào)整所必要的成分。而且新近發(fā)現(xiàn)Na20、B203具有提高玻璃性、抑制含有Al2O3的高熔點(diǎn)晶體的生成的功能，以及通過并用Na2CKB2O3，其效果明顯地得到發(fā)揮。其中，已經(jīng)判明在Si02、Na2O, B2O3中，都是在含量過多時(shí)，由于與鋼水的反應(yīng)變得容易發(fā)生，因而存在的問題是發(fā)生粉末向鋼水中的卷入。因此，可知除了 Si02、Na20、B203的各成分的含量以外，還需要規(guī)定Si02、Na20和B2O3的含量的總和。于是，關(guān)于Si02、Na2CKB2O3的各成分的含量以及Si02、Na20和B2O3的含量的總和，本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)獲得了對(duì)最合適范圍的見解。以下詳細(xì)地進(jìn)行說明。當(dāng)SiO2含量低于15質(zhì)量％時(shí)，由于熔融溫度和粘度等的物性調(diào)整很困難，因而必須在15質(zhì)量％以上。但是，當(dāng)超過30質(zhì)量％時(shí)，由于難以得到粉末和鋼水的反應(yīng)抑制效果，因而卷入性發(fā)生惡化。本發(fā)明的粉末如上所述，由于在粉末中有意地含有規(guī)定量以上的F成分，因而SiO2的活度較低。因此，SiO2的上限即使為30質(zhì)量％，也能抑制粉末和鋼水的反應(yīng)。與此相對(duì)照，在粉末中不是有意地含有規(guī)定量以上的F成分的以往的粉末由于SiO2的活度較高，因而即便使SiO2的上限為30質(zhì)量％，也不能抑制粉末和鋼水的反應(yīng)。Na2O是為了調(diào)整熔點(diǎn)、提高玻璃性、抑制含有Al2O3的高熔點(diǎn)晶體的生成而添加的，但在Na2O含量低于2質(zhì)量％時(shí)，不能得到其效果。另外，Na2O由于容易與鋼水中的Al或Ti反應(yīng)，因而在Na2O含量超過6質(zhì)量％時(shí)，不能得到因反應(yīng)抑制而引起的卷入防止效果。Na2O含量更優(yōu)選的范圍是3質(zhì)量％ 4質(zhì)量％。
B2O3是為了調(diào)整熔點(diǎn)、提高玻璃性、抑制含有Al2O3的高熔點(diǎn)晶體的生成、使結(jié)晶器內(nèi)的排熱穩(wěn)定化而添加的，但當(dāng)B2O3含量低于I質(zhì)量％時(shí)，不能得到其效果。另外，B2O3由于容易與鋼水中的Al或Ti反應(yīng)，因而當(dāng)B2O3含量超過4質(zhì)量％時(shí)，不能得到因反應(yīng)抑制而引起的卷入防止效果。B2O3含量優(yōu)選的范圍是2質(zhì)量％ 4質(zhì)量％。更優(yōu)選的B2O3的下限是2. 5質(zhì)量％。除此以外，當(dāng)粉末中的Si02、Na20和B2O3的含量的總和低于20質(zhì)量％時(shí)，熔融溫度和粘度等的物性調(diào)整變得困難，不能滿足作為上述的粉末本來應(yīng)該具備的特性。另一方面，當(dāng)粉末中的Si02、Na20和B2O3的含量的總和超過40質(zhì)量％時(shí)，抑制粉末和鋼水的反應(yīng)變得困難，不能得到因反應(yīng)抑制而引起的卷入防止效果。Si02、Na20和B2O3的含量的總和更優(yōu)選的范圍是30質(zhì)量％ 40質(zhì)量％。順便說一下，如上所述，本發(fā)明人通過試驗(yàn)新近發(fā)現(xiàn)通過并用Na20、B2O3，具有提高玻璃性、從而抑制含有Al2O3的高熔點(diǎn)晶體的生成這一功能的效果可以明顯地發(fā)揮出來，由此良好的排熱可以穩(wěn)定地實(shí)施，因而不會(huì)發(fā)生拉漏等作業(yè)異常，可以實(shí)施穩(wěn)定的作業(yè)。其機(jī)理尚不清楚，但可以認(rèn)為是起因于通過并用Na2CKB2O3而產(chǎn)生的某些協(xié)同效應(yīng)。作為本發(fā)明的粉末組成，CaO含量設(shè)定為40質(zhì)量％以下。當(dāng)CaO含量超過40質(zhì)量％時(shí)，凝固溫度升高，流入性和潤滑性容易受到損害。另一方面，如果CaO過少，則粘度上升，潤滑性降低，因而不是優(yōu)選的。另外，熔點(diǎn)的調(diào)整也變得困難。因此，CaO優(yōu)選設(shè)定為30質(zhì)量％以上。作為本發(fā)明的粉末組成，Al2O3含量設(shè)定為3質(zhì)量％ 25質(zhì)量％。Al2O3是為了調(diào)整凝固溫度和粘度而添加的，但當(dāng)粉末中的Al2O3的含量低于3質(zhì)量％時(shí)，凝固溫度等的調(diào)整效果較小，而且在超過25質(zhì)量％時(shí)，由于粘度過于增大，因而流入性和潤滑性受到損害，排熱行為變得不穩(wěn)定。本發(fā)明的粉末組成需要通過有意地添加CaF2或NaF而使F成分的含量設(shè)定為10質(zhì)量％以下。F成分使粉末的凝固溫度降低，并使SiO2的活度減少。另外，粉末的粘度也降低。粉末中的F成分在超過10質(zhì)量％時(shí)，粘度過于降低而使粉末流入過多，從而鑄坯品質(zhì)發(fā)生惡化。另外，CaF2等結(jié)晶析出，使排熱行為變得不穩(wěn)定。優(yōu)選的F成分的含量為9質(zhì)
量％以下。另一方面，如果粉末中的F成分的含量過少，即粉末中的F成分的含量為2質(zhì)量％以下，則SiO2的活度不會(huì)降低。另外，發(fā)生以上述(I)式、(2)式所示的鋼水中的Al和Ti與SiO2的反應(yīng)。其結(jié)果是，鋼水和熔融粉末間的表面張力大幅度降低，從而粉末向鋼水中的卷入變得容易發(fā)生。另外，如果粉末中的F成分的含量為2質(zhì)量％以下，則粘度調(diào)整變得困難，粘度上升，從而變得潤滑不良。優(yōu)選的F成分的含量是2. 4質(zhì)量％以下。更優(yōu)選的是3質(zhì)量％以下。此外，F(xiàn)作為化合物，不論是采取何種形態(tài)的情況均可，上述F含量表示總F含量。通過使粉末成為到目前為止所述的成分，在用于鑄造速度快的鑄坯的鑄造時(shí)，本發(fā)明的粉末是特別合適的。這是因?yàn)槿廴诘姆勰┳兊萌菀琢魅虢Y(jié)晶器和凝固殼之間。 以上是本發(fā)明的粉末所必需的成分和含量，但也可以進(jìn)一步含有以下的成分。作為本發(fā)明的粉末組成,ZrO2含量優(yōu)選設(shè)定為2質(zhì)量％ 10質(zhì)量％。ZrO2是為了確保粘度而添加2質(zhì)量％以上的。另一方面，當(dāng)粉末中的ZrO2含量超過10質(zhì)量％時(shí)，粘度過于上升，潤滑性變差。ZrO2含量更優(yōu)選的范圍是4質(zhì)量％以下。作為本發(fā)明的粉末組成，SrO含量優(yōu)選設(shè)定為2. 5質(zhì)量％ 10質(zhì)量％。通過將SrO設(shè)定為2. 5質(zhì)量％以上，可以抑制凝固溫度和粘度等物性值相對(duì)于粉末組成的變化而變化。另一方面，當(dāng)SrO含量超過10質(zhì)量％時(shí),制造成本升高。SrO含量更優(yōu)選的范圍是4質(zhì)量％以下。再者，優(yōu)選在本發(fā)明的粉末中，適當(dāng)含有碳黑、焦炭粉、石墨等碳質(zhì)、或纖維和樹脂等有機(jī)質(zhì)。這是因?yàn)檫@些碳質(zhì)或有機(jī)質(zhì)可以調(diào)整熔融速度，具有對(duì)鋼水表面保溫的效果。另夕卜，還因?yàn)榫哂凶鳛橛糜诔尚蔚慕雍蟿┑鹊墓δ?。上述粉末的各個(gè)成分可以采用熒光X射線和化學(xué)分析進(jìn)行分析所得到的值。本發(fā)明的粉末優(yōu)選由預(yù)熔化基材形成它的50質(zhì)量％以上。所謂預(yù)熔化基材，是指預(yù)先在高溫下對(duì)作為粉末原料的一部分成分進(jìn)行熔融處理而得到的。通常將粉末原料加熱到1000 1400°C而使其熔融。預(yù)熔化基材是在上述溫度下使以CaO-Al2O3-SiO2為基、且混合了 Na20、B203、F等的材料熔融并凝固而成的。之所以將50質(zhì)量％以上設(shè)定為預(yù)熔化基材，是為了在結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面上使粉末均勻地熔融。本發(fā)明的粉末形態(tài)既可以是粉末，也可以是顆粒狀。另外，更優(yōu)選是環(huán)境保護(hù)優(yōu)良、且鋼水的保溫性和遮蓋性優(yōu)良的中空顆粒狀。另外，抑制粉末和鋼水的反應(yīng)同時(shí)具有降低Al2O3或TiO2在粉末中的濃化、防止粘度變化從而可以確保流入性和潤滑性的效果。在此，作為抑制粉末和鋼水的反應(yīng)的參考值，也能夠以粉末的界面張力作為指標(biāo)。鋼水和粉末間的界面張力的上限值并沒有特別的限定，但優(yōu)選的是較高者。作為在實(shí)際作業(yè)中可以調(diào)整的數(shù)值，在1550°C下作為目標(biāo)是1.7N/m左右。在此，之所以將界面張力設(shè)定為1550°C下的數(shù)值，是因?yàn)樗幱谂c實(shí)際供給連續(xù)鑄造的鋼水溫度接近的溫度。在此，界面張力的測(cè)量可以采用與“大井浩、野崎努、吉井裕鉄i鋼，58 (1972)，P. 890”中記載的同樣的方法來進(jìn)行。即，可以在坩堝內(nèi)熔融的1550°C的熔融粉末中，緩慢地添加鋼試樣并使鋼熔融，從橫向?qū)θ廴诜勰┲械匿撍螤钸M(jìn)行X射線透視攝影，并從該X線透視照片測(cè)量鋼的形狀，從而求出界面張力?？梢杂行У厥褂帽景l(fā)明的粉末的對(duì)象鋼種只要是在鋼水中含有Al或Ti中的至少一種者，就并沒有特別的限定。碳濃度低的鋼種、例如碳濃度為O. 0005 O. 05質(zhì)量％的鋼種在鋼板中，容易發(fā)生起因于粉末的缺陷。因此，在這樣的鋼種中，本發(fā)明的粉末是合適的。另外，在本發(fā)明中，鋼水中的Al或Ti的含量并不是受限定的。也就是說，即使在AUTi的至少一種的含量為O. I質(zhì)量％以下而Al或Ti的含量比較低的鋼水使用本發(fā)明的粉末的情況下，也可以充分地得到本發(fā)明的效果。本發(fā)明的粉末如果適用于鋼水中的Ti濃度為O. 01 O. 07質(zhì)量％的極低碳鋼的連續(xù)鑄造，則是特別優(yōu)選的。這是因?yàn)樵撲摲N由于被實(shí)施強(qiáng)加工，因而優(yōu)選盡可能減少鋼材中的夾雜物。另外，本發(fā)明的粉末如果適用于鋼水中的Al濃度為O. 01 O. 07質(zhì)量％的極低碳鋼的連續(xù)鑄造，則是特別優(yōu)選的。這是因?yàn)樵撲摲N由于被實(shí)施強(qiáng)加工，因而優(yōu)選盡可能減少鋼材中的夾雜物。而且本發(fā)明的粉末如果適用于鋼水中的Al濃度超過O. I質(zhì)量％的高Al鋼的連續(xù) 鑄造，則是特別優(yōu)選的。這是因?yàn)樵撲摲N在鋼材中容易殘留夾雜物。實(shí)施例以下舉出實(shí)施例，就本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。在真空精煉爐(RH)中將用轉(zhuǎn)爐熔煉的鋼水300ton調(diào)整為規(guī)定的成分濃度，使這樣得到的極低碳鋼的鋼水經(jīng)過中間包、浸入式水口而用垂直彎曲型連續(xù)鑄造機(jī)將其鑄造成厚度為250_、寬度為1600_的鑄還。鑄造速度設(shè)定為I. 8m/min。表I、表2 (續(xù)表I)表示了粉末的組成、物性值以及鑄造的鋼水中的Al、Ti濃度。粉末No. I 21,50是本發(fā)明例。No. 22 41,51是比較例。此外，粉末的粘度是1300°C下的數(shù)值，用上述的方法進(jìn)行測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種鋼的連續(xù)鑄造用鑄模粉末，其用于含有Al或Ti中的至少一種的鋼的連續(xù)鑄造，其特征在于Ca0/Si02以質(zhì)量比計(jì)為I. O I. 5，含有SiO2S 15質(zhì)量％ 30質(zhì)量％，CaO為30質(zhì)量％ 40質(zhì)量％，Al2O3為3質(zhì)量％ 25質(zhì)量％，Na2O為2質(zhì)量％ 6質(zhì)量％，以CaF2或NaF添加的F成分大于2質(zhì)量％但小于等于10質(zhì)量％, B2O3為I質(zhì)量％ 4質(zhì)量％, Si02、Na2O和B2O3的質(zhì)量％之和為20質(zhì)量％ 40質(zhì)量％，剩余部分包括不可避免的雜質(zhì)；1300°C下的粘度為0. 5poise 8poise ； 其中，CaO是將粉末中含有的Ca全部換算為CaO而得到的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼的連續(xù)鑄造用鑄模粉末，其特征在于進(jìn)一步含有ZrO22質(zhì)量％ 10質(zhì)量％、SrO :2. 5質(zhì)量％ 10質(zhì)量％之中的I種以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼的連續(xù)鑄造用鑄模粉末，其用于含有Al或Ti中的至少一種的鋼的連續(xù)鑄造，其特征在于CaO/SiO2以質(zhì)量比計(jì)為1.0～1.5，含有SiO2為15質(zhì)量%～30質(zhì)量%，CaO為30質(zhì)量%～40質(zhì)量%，Al2O3為3質(zhì)量%～25質(zhì)量%，Na2O為2質(zhì)量%～6質(zhì)量%，以CaF2或NaF添加的F成分大于2質(zhì)量%但小于等于10質(zhì)量%，B2O3為1質(zhì)量%～4質(zhì)量%，SiO2、Na2O和B2O3的質(zhì)量%之和為20質(zhì)量%～40質(zhì)量%，剩余部分包括不可避免的雜質(zhì)；1300℃下的粘度為0.5poise～8poise。
文檔編號(hào)B22D11/00GK102712036SQ201180006352
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者山村英明, 峰田曉, 梶谷敏之 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社