鋼連鑄結晶器助熔劑制造技術

本發明專利技術提供在中碳鋼、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ的連續鑄造中，能得到表面無裂紋的表面性狀好、無缺陷鑄片的結晶器助熔劑、其評價方法及評價用鑄模、連續鑄造方法。本發明專利技術的結晶器助熔劑，能再現流入鑄模與鑄片之間的結晶器助熔劑凝固時的微細結晶和高結晶率。本發明專利技術的方法能實現結晶器助熔劑在鑄模內緩冷卻化并減少局部的熱流束的變動。本發明專利技術的評價方法和評價用鑄模，能準確觀察結晶器助熔劑的熔融狀態，找出觀察結果與鑄片表面性狀良否的相互關系。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及結晶器助熔劑及連續鑄造方法，用本專利技術，在連續鑄造時的鑄片凝固過程中收縮量大的〔C〕:0.06～0.20重量％的中碳鋼、SUS420(即馬氏體系不銹鋼、例如13％Cr不銹鋼)和SUS304(即奧氏體系不銹鋼、例如13％Cr8％Ni不銹鋼)的連續鑄造中，能得到表面無裂紋(橫裂紋、縱裂紋)的表面性狀好、無缺陷的鑄片。本專利技術還涉及對在上述鋼的連續鑄造時添加到鑄模內的結晶器助熔劑預先進行評價的方法及用于該評價的觀察試驗用鑄模?，F有技術中，在鋼的連續鑄造時，添加到鑄模內的結晶器助熔劑具有各種作用。即，①對被鑄造的鋼水表面保溫。②防止鑄模內鋼水表面氧化及迅速溶解浮起的雜物。③有助于鑄模與鑄片間的潤滑。④控制鑄片最適當的散熱量等。由于助熔劑的這些作用，可以使鑄片的表面無缺陷，形成美麗的鑄件表面，尤其是為了確保連續鑄造操作中澆鑄作業的穩定性和提高鑄片的成品率，結晶器助熔劑是不可缺少的。結晶器助熔劑通常是粉狀或顆粒狀，其成分一般以CaO、SiO2為主，其它還包括Al2O3、堿土類金屬和堿金屬的化合物(氧化物、碳酸鹽、氟化物等)。為了調節熔融溫度、粘度等，還添加用于調節熔融速度的碳。顆粒狀的助熔劑，用有機、無機質的粘接劑等保持一定的形狀。最近，在上述④的作用中，在鋼的碳含量約為0.1重量％(一般是0.06～0.20％)的中碳鋼的連續鑄造時，在凝固過程中，隨著包含包晶反應的δ→γ變態而產生急劇的凝固收縮，鑄片離開鑄模而產生局部凝固，這是表面出現裂紋的原因。為了防止這一現象，應控制鑄模的散熱量，降低熱流束，使其緩冷卻。作為緩冷卻的方法，在日本專利公報特開平7-214263號中，是添加ZrO、TiO2、CeO2，將CaO/SiO2設定得低，控制結晶化度不要過高。在特開平7-164120號中，是添加Cr金屬或其化合物粉末，這樣，可提高結晶器助熔劑的凝固時的結晶析出開始溫度，并且可以使結晶析出開始溫度不拘于冷卻速度地保持一定(如果固體助熔劑的厚度一定，則具有一定的散熱)，使其緩冷卻并能均勻冷卻，可防止表面裂紋。但是，在中碳鋼(C:0.06～0.20重量％)中，即使采用上述公知的方法，在特開平7-214263號中，由于冷卻速度不一定，所以要得到一定的結晶化率是很困難的。例如，由于鑄模內的鋼水面高度、鑄造速度等的變動而不能完全防止表面裂紋。另外，在特開平7-164120號中，雖然具有結晶程度高且均勻冷卻速度的功能，但是由于結晶開始溫度變高，整個鑄模內面的潤滑性減低，完整殼體的形成延遲，產生約束，有斷裂的危險，所以上述現有技術不能完全解決問題。另外，由于不能固定結晶器助熔劑中的S，所以，需要象特開昭63-61108號中那樣對S的限制，由此提高成本。下面說明現有的結晶器助熔劑的熔融試驗方法。結晶器助熔劑的粒度分布、松裝比重等的粉末或顆粒狀態的特性、粘度、熔融狀態、尤其是鑄造時鑄片與鑄模之間的膜狀結晶器助熔劑的凝固特性的如何，即，結晶器助熔劑在凝固狀態是結晶質還是非結晶質、以及結晶是柱狀晶體還是等軸晶體、是粗大還是微小等，對鑄片表面性狀的好壞有很大影響。因此，在實際使用時，必須測定上述各特性、正確掌握它們。上述各特性中，粉末或顆粒狀態時的粒度分布、松裝比重等可以容易地測定，熔融狀態時的重要物性即粘度的測定也比較容易進行。如何準確掌握熔融過程中的狀況，至今還沒有很好的方法?，F有技術中采用的方法是，把結晶器助熔劑的粉末成型為三角錐形或圓柱形，在加熱爐內將其加熱并觀察其熔融狀況。但是，該方法即使能測定熔融速度及熔融量等，也很難掌握結晶器助熔劑的熔融狀態。在實際操作時向鑄模內添加后的狀況與該方法中的狀況大不相同，因此，不能觀察到結晶器助熔劑的微妙的熔融狀態。另外，由于試料是三角錐形或圓柱形的立體形狀，不能進行平面的廣泛視野的觀察。特開昭53-70040號揭示的方法，是把結晶器助熔劑放入坩堝內，從一個方向加熱預定時間后使其冷卻，將坩堝縱向切斷，觀察添加劑的熔融狀態。但是，這種方法，在結晶器助熔劑的表面層完全熔融后，熱能從表面層傳遞到位于表面層內層的、熱能的供給量少于表面層(在同一時間內)的內層的結晶器助熔劑上，即使能測定該層結晶器助熔劑是否依次熔融，但是，在同一熱能均勻供給的表面層中，在該表面層的熔融初期階段，在表面層上的熔融部分與未熔融部分以怎樣的比例和分布模式存在、這些是結晶質還是非結晶質、表面層以怎樣的過程進行熔融等熔融過程中的狀況不能得知。另外，在特開平7-204810號中，揭示了熔融結晶器助熔劑的結晶化率測定方法，但這是在特定條件下用簡單的測定式對結晶化的結晶器助熔劑進行結晶化率的測定，不能對所有的結晶器助熔劑進行正確地評價。例如，沒有觀察結晶構造、結晶粒徑等的結晶狀態。本專利技術者從結晶器助熔劑的融渣中，對產生結晶凝固時的結晶的發生及其生長的各種要素進行了調查，例如對多種添加物的影響、特別是結晶析出開始溫度及結晶核發生量及其大小、以及成為矩陣的玻璃相的殘量進行了調查，同時也進行了鑄造評價。其結果，現有的結晶器助熔劑(例如特開平7-164120、特開平7-214263)中，確實能防止鑄片的縱裂紋產生，但是，根據來自設置在鑄模內的熱電耦的溫度信息，在鋼水面有些變動或融渣結塊(即，熔融結晶器助熔劑的一部分因鑄模的冷卻能而附著凝固堆積在熔融結晶器助熔劑的薄膜形成開始部的上部、鑄模壁面上的結塊)多時，會產生溫度混亂，不能在鑄片上形成均勻的凝固殼，由此會發出斷裂的警報，甚至因鑄片表面凝固殼的破斷而引起斷裂。如前所述，在現有技術的方法中，由于不能正確觀察結晶器助熔劑的熔融狀態，所以，不能得到熔融狀態的觀察結果與鑄片表面性狀良否之間的關系。通常，結晶器助熔劑的特性不同，對鑄片表面性狀良否的影響也不相同。這起因于結晶器助熔劑的熔融狀態。因此，為了并清楚究竟怎樣的狀況才是最合適的，需要從如何掌握結晶器助熔劑的熔融狀態，如何進行熔融試驗方法的觀點確立合適的熔融試驗方法。這是因為，如果確立了結晶器助熔劑的熔融試驗方法，能確認與實際的鑄模和鑄片間的熔融狀態近似的狀況，則可以選擇使用最適合于所鑄造鋼種的助熔劑。另外，即使采用特定的結晶器助熔劑，只要在粘度與連續鑄造速度之間保持恰當關系的狀態下進行鑄造，就能解決上述問題。本專利技術對上述問題進行了研究，其目的在于提供一種連續鑄造用的結晶器助熔劑，用該助熔劑能穩定地進行較容易產生縱裂紋的包晶域的中碳鋼、SUS420、SUS304的鑄造，并且能防止鑄片表面的裂紋缺陷。本專利技術的另一目的是提供一種能簡便而正確地觀察結晶器助熔劑的熔融狀態的、結晶器助熔劑的熔融試驗方法及用于該熔融試驗的鑄模。為了解決上述問題，本專利技術采用以下解決方案。(1)鋼的連續鑄造用結晶器助熔劑，其特征在于，用特定的結晶器助熔劑評價方法得到的試料縱斷面內的結晶粒子直徑為0.1～9.0mm，該直徑的粒子占試料全斷面的比例為70％以上。(2)為了達到(1)項所述的試料斷面狀態，適當配制具有使結晶粒微細化作用的金屬或者其化合物粉末。(3)如(2)項所述的鋼的連續鑄造用結晶器助熔劑，其特征在于，配制于結晶器助熔劑中的、用于使結晶粒微細化的金屬或其化合物粉末的配合比例是0.2～5.0重量％。(4)如(2)項所述的鋼的連續鑄造用結晶器助熔劑，其特征本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鋼的連續鑄造用結晶器助熔劑，其特征在于，用特定的結晶器助熔劑評價方法得到的試料縱斷面內的結晶粒子直徑為０．１～９．０ｍｍ，該直徑的粒子占試料全斷面的比例為７０％以上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：松尾晶，松山利雄，益尾典良，谷口秀久，
申請(專利權)人：日鐵建材工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]