[发明专利]钢的连续铸造用铸模粉末

说明书

技术领域

本发明涉及一种在连续铸造钢时、添加在结晶器（casting mold）内使用的连续铸造用铸模粉末。

背景技术

在连续铸造钢水时，在结晶器内的钢水液面上添加铸模粉末（以下有时记为“粉末”）。粉末要求以下的特性。

1）通过粉末在钢水液面上熔融所形成的熔融粉末层以及在其上的未熔融粉末层覆盖钢水液面，与空气的接触被隔绝，从而要具有防止钢水的再氧化、并进行保温的效果。

2）熔融的粉末由于必须流入结晶器和凝固壳之间而作为润滑剂发挥作用，因而要具有经常供给适当量的粉末以适应粉末的消耗速度，从而达到适当量的熔融粉末池厚度的熔融速度。

3）熔融粉末层吸收在钢水中浮上来的非金属夹杂物，其物性（粘度、熔融温度、凝固温度等）的变化要小。

4）熔融的粉末流入结晶器和凝固壳之间，形成均匀的粉末薄膜，从而粉末薄膜在结晶器和凝固壳之间要具有润滑作用。

5）熔融的粉末具有适当的粘度、界面张力，熔融的粉末不会被卷入钢水中。

在连续铸造作业中，局部的液面变动和因注入到结晶器内的钢水的注入流所形成的钢水流动扰乱粉末和钢水的界面，因而熔融的粉末有时被卷入钢水中。

另外，在对含有Al或Ti的钢水进行连续铸造时，由于熔融的粉末和钢水接触，因而钢水中的Al或Ti与作为粉末中的主要成分的SiO₂之间发生以下的反应。

4〔Al〕＋3（SiO₂）→2（Al₂O₃）＋3〔Si〕（1）

〔Ti〕＋（SiO₂）→（TiO₂）＋〔Si〕     （2）

在此，〔〕是钢水中的成分，（）是熔融粉末中的成分。在钢水和熔融粉末界面之间产生如上述那样的反应时，钢水和熔融粉末间的界面张力大大降低，从而钢水中的粉末卷入变得更容易发生。

被卷入钢水中的熔融粉末的大部分再浮上来，但它的一部分往往被凝固壳捕获而残留在铸坯上。残留在钢中表层的粉末成为产品表面的条痕缺陷。另外，在内部残留的粉末成为压力加工裂纹的发生原因。这些现象特别在快速铸造时容易发生。在中、低速铸造时，对于马口铁材、汽车用钢板等质量要求严格的钢，这些现象常常成为问题。

为此，作为防止粉末卷入钢水中的对策，开发了如下的粉末等：如专利文献1所示的具有高粘性和高表面张力的难卷入的粉末；专利文献2所示的具有高界面张力的难卷入的粉末；专利文献3所示的通过抑制钢水中的Al和Ti与粉末中的SiO₂的反应来防止钢水和熔融粉末间的界面张力的大幅度的降低，从而抑制粉末在钢水中的卷入。

另一方面，在熔融的粉末向熔融粉末的结晶器和凝固壳间的流入受到阻碍而损害润滑作用的情况下，在结晶器内，凝固壳和结晶器之间的排热（heat extraction）变得不稳定。其结果是，铸坯的凝固变得不均匀，导致铸坯裂纹的发生，进而产生拉漏（breakout）。拉漏不仅引起作业停止、生产量的降低，而且对连续铸造设备造成极大的损害。因此，为了在结晶器内提高铸坯的凝固均匀性，从而防止裂纹和拉漏的发生，稳定地控制结晶器内的排热是非常重要的。于是，人们开发了既满足在专利文献4所示的高粘度和高碱度，又在粉末薄膜中析出稳定的结晶从而稳定地控制排热的粉末。

另外，在含Al钢中，也存在因为在粉末中析出高熔点晶体即钙铝黄长石，从而产生润滑不良或者结晶器内的排热变得不稳定的课题。于是，正如专利文献5所示的那样，开发了防止因钢水和粉末的反应所引起的钢水污染，同时通过Li₂O和F的添加而防止高熔点晶体即钙铝黄长石的析出的粉末。

专利文献6提出了一种粉末，其通过提高处于熔融状态的粉末的粘度，使粉末向结晶器和凝固壳之间的流入为少量而且均匀，同时减弱粉末的结晶化倾向，使炉渣薄膜的状态变得均匀，从而谋求在结晶器内的排热的均匀化。

再者，专利文献7提出了一种粉末，其使粉末含有ZrO₂、TiO₂和Cr₂O₃之中的一种以上的氧化物，从而谋求在结晶器内的排热的均匀化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-25254号公报

专利文献2：日本特开2000-071051号公报

专利文献3：日本特开2008-264791号公报