钢连铸用粉末状结晶器保护渣制造技术

本发明专利技术的钢连铸用粉末状结晶器保护渣的特征在于，其中含有作为碳质原料的炭黑０．５质量％以下（包括零）、炭黑以外的炭粉０．５～２０质量％以及碳水化合物粉末０．１～７．０质量％。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在钢连铸中供给到结晶器内钢液表面上的钢连铸用粉末状结晶器保护渣。
技术介绍
在钢连铸中，将结晶器保护渣添加到结晶器内的钢液表面上，该保护渣接受来自钢液的热而熔融成为熔渣，形成熔渣层，顺次流入结晶器与铸坯之间的缝隙而被消耗。此时，结晶器保护渣的主要作用如下(1)在结晶器与铸坯之间起润滑作用；(2)吸收从钢液中浮上来的夹杂物；(3)防止钢液的二次氧化和起保温作用；(4)控制从凝固坯壳向结晶器的传热速度等。结晶器保护渣的化学组成通常以SiO2、CaO为主成分并含有Al2O3、MgO、BaO、SrO、Li2O、Na2O、F、MnO、B2O3、C等各种成分构成。而其原料则由主原料、二氧化硅原料、熔剂(flux)原料、碳质原料等构成。此处，作为主原料，可以使用例如硅酸盐水泥，合成硅酸钙、硅灰石、高炉渣、黄磷渣、硅酸二钙(2CaO·SiO2)等。二氧化硅原料有例如玻璃、硅石、硅藻土等，其加入是为了调节碱度(CaO/SiO2质量比)或堆比重等的粉体特性。熔剂原料具有作为软化点、粘度等地熔融特性的调节剂的作用，可以使用例如萤石、冰晶石、硼砂、氟化钠、氟化镁等氟化物；碳酸钠、碳酸锂、碳酸锰、碳酸钡等碳酸盐等。碳质原料具有熔速控制剂、发热剂的作用，例如可以使用炭黑、焦炭、石墨、酸处理石墨等。另外，连铸用结晶器保护渣的形态可分为粉末和颗粒。颗粒状结晶器保护渣的优点是飞尘少。另一方面，为了获得连铸的操作稳定性和使所获钢材高品质化，以粉末状的结晶器保护渣较为合适，因为它具有优良的钢液保温性，而且其熔融性状也优良。为了防止烧结和调节熔速，通常向粉末状结晶器保护渣中添加1质量％以上的炭黑。但是，另一方面，如下文所述，炭黑的添加对生产操作和作业环境有不利的方面，因此，人们正在开发一类尽可能减少炭黑添加量的结晶器保护渣。例如，在专利文献1中公开了一种连铸用着色保护渣，其特征在于，在基料中配入0.7质量％以下的炭黑并同时配入0.5质量％以上炭黑以外的颜料，而且这些粉末颗粒是中空的并且尽可能地形成球状(权利要求1)；以及一种连铸用着色保护渣，其特征在于，在基料中配入0.7质量％以下的炭黑，同时配入0.5质量％以上炭黑以外的颜料，并且基料中的氟化钠(NaF)、冰晶石(3NaF-AlF3)、苏打灰(Na2CO3)的合计量在5质量％以下(权利要求2)。另外，专利文献2公开了一种铁系金属的铸造用粉末熔剂，其特征在于，其中含有(1)含有耐火性的金属氧化物和溶剂的烧结组合物或熔融组合物；(2)纤维素类材料。另外，专利文献3公开了一种钢连铸用结晶器添加剂，其特征在于，在以金属氧化物作为主成分，此外还含有碱金属和碱土类金属的氟化物、碱金属的氧化物和碳酸盐之中的一种以上的钢连铸用结晶器添加剂的基料中，配合有0.5～5质量％作为熔速控制剂的100目以下的碳质粉末和0.1～4质量％100目以下的有机质纤维质物质。另外，非专利文献1中报导了一种结晶器保护渣，其中，通过添加纤维素而提高了熔速，以使结晶器内熔融层的厚度均一化。专利文献1特开平8-25007号公报；权利要求书；专利文献2特开昭56-89372号公报；权利要求书；专利文献3特开昭59-27759号公报；权利要求书；非专利文献1新日铁技报第377号(2002)55～58页“304奥氏体不锈钢连铸铸坯的表层品质提高技术的开发”。
技术实现思路
专利技术要解决的课题为了控制熔速和维持熔融特性，以往通常向粉末状结晶器保护渣中添加1.0质量％以上的炭黑。炭黑能够很有效地防止结晶器保护渣的烧结并调节其熔速，其理由如下。炭黑具有强力的附着性和分散性，因此可以将构成粉末状结晶器保护渣的全部原料粒子的表面完全覆盖。而且，炭黑具有难以被熔渣浸润的特性，因此，在粉末状结晶器保护渣受热时，直至其达到软化熔融的温度，炭黑都能防止原料粒子相互间的直接接触，因此对原料粒子相互间的融着起到抑制的作用，从而可以减慢烧结和熔融的进行。如果在粉末状结晶器保护渣中有过剩的炭黑存在，则当钢液表面处于静止状态时，结晶器保护渣由下方开始顺次而顺畅地熔融，但是当钢液内的气体大量地浮上来时等钢液表面处于紊乱的情况，未熔融的粉末状结晶器保护渣由于受热而变红流动。这种现象称为赤热现象(red heat phenomenon)。赤热现象的起因是由于炭黑过剩地覆盖结晶器保护渣原料粒子的表面，因此，原料粒子即使被加热到软化熔融的温度，也根本不会引起原料粒子间的融着，因此使得原料粒子容易流动。一旦引起了赤热现象，流动的结晶器保护渣就成为传热介质，使得由钢液表面向外的热扩散变大，这就使得本来保温很重要的钢液表面变冷，从而引起铸坯品质恶化的问题，并且有时还会成为铸坯断裂(break out)的原因。另外，一旦引起了赤热现象，粉末状的结晶器保护渣也会变冷，因此减缓了熔融渣化的速度，从而难以确保适宜的熔融层厚度。这样一来，流入到结晶器与凝固坯壳之间的熔渣就被阻断，也容易引起断裂的问题。因此，当炭黑量过剩时，由于钢液表面的活跃状态，导致了渣化熔融性状发生大幅度的变化，成为制品缺陷的原因，存在损害操作稳定性的缺点。反之，如果在粉末状结晶器保护渣中的炭黑过少，则会导致原料粒子相互间的直接接触，因此在熔点以下的较低的温度下就会发生融着，容易引起烧结、发生熔融过快的问题。结晶器保护渣一旦烧结，就会在结晶器的周边产生称为熔渣块(渣圈，slag bear)的烧结物的疙瘩，阻碍了保护渣的熔渣流入到结晶器与凝固坯壳之间，发生凝固坯壳的润滑不良，并且有时会引起断裂。另外，当结晶器保护渣的熔融过快时，熔融的结晶器保护渣流入到结晶器与凝固坯壳之间的速度的平衡被破坏，存在熔渣层变得过厚的问题。当熔渣层过厚时，由于熔融性状的恶化和保温性的恶化以及结晶器保护渣组成的变化均会增大等，因此对作业稳定性和制品品质的不良影响很大。这样，由于炭黑的添加量对粉末状结晶器保护渣的熔融性状产生很大影响，因此，以往的粉末状结晶器保护渣存在难以提高对操作条件变化的依从性的情况。进而，即便炭黑为同一添加量的情况下，由于制造时混合状态的不同，也会使熔融性状发生大幅度的变化。即，当混合状态差时，炭黑不能均匀地覆盖结晶器保护渣原料的粒子表面，因此引起了熔融的不一致，使得熔速快于期望速度。另一方面，当混合状态过于优良时，容易引起赤热现象。这样就会使得添加炭黑的粉末状结晶器保护渣存在难以设定制造时的条件的问题。尽管如此，为了控制熔速和维持熔融性状，在以往几乎所有的粉末状结晶器保护渣中通常都添加1.0质量％以上的炭黑，这样，粉末状结晶器保护渣的色调当然是黑色的。由黑色的粉末状结晶器保护渣产生的飞尘引起的污染十分显眼，一旦附着在装置、衣服、皮肤等上时就存在难以去污的问题。另外，由于几乎所有的粉末状结晶器保护渣都是黑色的，因此每个产品(品质)都没有颜色的差别，还存在目测难以判别产品(品质)的问题。因此，即使作业者存在粉末状结晶器保护渣的投入错误，也不会引起注意，这就可能成为发生麻烦的原因。因此可以认为，如果每个粉末状结晶器的制品(品质)的颜色存在差异，则不易引起结晶器保护渣的投入错误。其次，在专利文献1中记载的连铸用着色保护渣通过将其形态限定为空心颗粒，或在粉末状结晶器保护渣的场合，通过对作为低熔点原料的氟化钠、冰晶石、碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢连铸用粉末状结晶器保护渣，其特征在于，在该钢连铸用结晶器保护渣中含有作为碳质原料的炭黑０．５质量％以下（包括零）、炭黑以外的炭粉０．５～２０质量％以及碳水化合物粉末０．１～７．０质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾本智昭，岩本行正，
申请(专利权)人：品川白炼瓦株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]