钢的连铸用保护渣及使用该保护渣的钢的连铸方法技术

本发明专利技术提供钢的连铸用保护渣以及采用该保护渣的钢的连铸方法。该连铸用保护渣以ＳｉＯ２、Ｔ．ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３及ＭｇＯ为主要成分，含有１种或２种以上碱金属氧化物以及成分Ｆ，Ｔ．ＣａＯ含有率与ＳｉＯ２含有率之比为０．７～２．０，Ａｌ２Ｏ３含有率为３５％以下，ＭｇＯ含有率为２０％以下，碱金属氧化物的合计含有率为８％以下，Ｆ含有率为７％以下，由下述（ｂ）～（ｅ）式表示的各含有率分数满足下述（ａ）式，０．６３＋２．５１×ＹＡｌ２Ｏ３≤ＹＣａＯ／ＹＳｉＯ２≤１．２３＋２．５１×ＹＡｌ２Ｏ３．．．（ａ），ＹＳｉＯ２＝ＸＳｉＯ２／（ＸＳｉＯ２＋ＸＣａＯ＋ＸＡｌ２Ｏ３＋ＸＭｇＯ）．．．（ｂ），ＹＣａＯ＝ＸＣａＯ／（ＸＳｉＯ２＋ＸＣａＯ＋ＸＡｌ２Ｏ３＋ＸＭｇＯ）．．．（ｃ），ＹＡｌ２Ｏ３＝ＸＡｌ２Ｏ３／（ＸＳｉＯ２＋ＸＣａＯ＋ＸＡｌ２Ｏ３＋ＸＭｇＯ）．．．（ｄ），ＹＭｇＯ＝ＸＭｇＯ／（ＸＳｉＯ２＋ＸＣａＯ＋ＸＡｌ２Ｏ３＋ＸＭｇＯ）．．．（ｅ），通过使用该构造的保护渣对圆钢坯进行连铸，能够有效地防止产生气泡性缺陷及纵向裂纹。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于连铸具有圆形截面的钢的钢坯的保护渣(mold flux)以及使用该 保护渣的连铸方法。
技术介绍
在连铸具有圆形截面的钢坯(以下记作“圆钢坯”)时，铸型内的凝固壳捕捉气泡， 在圆钢坯的表面经常产生由该气泡引起的缺陷(以下称作“气泡性缺陷”)。另外，由于圆 钢坯的凝固壳的厚度不均勻地生长，在圆钢坯的表面经常产生纵向裂纹。作为防止产生气泡性缺陷的方法之一，有使保护渣的碱度为规定值以上的方法。 出于防止连铸机的铸型内的钢液氧化或者良好地保持铸型与铸坯之间的润滑性等目的，在 铸型内的钢液液面添加保护渣。通常，通过使保护渣的碱度为1.0以上，将其组成保持为碱 性，能够防止钢液成分氧化以及生成CO气泡。作为防止产生纵向裂纹的方法，有这样的方法使保护渣沿着铸型表面流入到铸 型与圆钢坯的凝固壳的间隙中，使由此形成的薄膜结晶化。通过使薄膜结晶化来增大导热 阻力，从而能够使凝固壳缓慢地冷却而均勻地生长。在连铸圆钢坯时用于防止产生气泡性缺陷或者纵向裂纹的保护渣例如专利文献 1 7所述。在专利文献1中公开有用于抑制钢液中的Mn氧化的方法。该方法是将保护渣中 的T. CaO相对于Si02的质量浓度比的值(以下也称作“碱度”)提高到1. 0以上的方法。 T. CaO的浓度是将保护渣中的全部Ca量换算为氧化物的、保护渣中的CaO浓度。在专利文 献1中还公开有将保护渣的凝固点调整为规定范围的方法、通过使MgO浓度为5 15%、 Na20浓度为4 15%、F浓度为5%以下而将保护渣的粘性调整为规定范围的方法。在专利文献2中公开有这样的方法在向碱度为0. 9 1. 3的保护渣中混合规定 浓度的碳酸盐，以2m/min以上的高速进行铸造的情况下，为了维持铸型内的润滑性，也调 整保护渣的熔融速度。在专利文献3中公开有这样的方法为了防止形成铸型内的渣圈(rim)(铸型与凝 固壳之间的气隙)，使保护渣的碱度为0. 6 0. 9。还公开有这样的方法在使保护渣中的 Na20浓度为5%以下、F浓度为1. 0 7. 0%的基础之上，将保护渣的熔点提高到1423K以 上，谋求凝固壳的缓慢冷却，从而防止纵向裂纹。在专利文献4中公开有这样的方法通过在存在于铸型与凝固壳之间的薄膜中促 进镁黄长石(akermanite)结晶，来增大缓慢冷却所需的导热阻力。在专利文献5中公开有这样的方法通过使钙铝黄长石(gehlenite)在镁黄长石 中固溶，使结晶相的组成为黄长石(melilite)，能不降低粘性而将碱度提高到1. 1以上，能 防止钢液中成分氧化以及保护渣卷入到钢液中。黄长石是镁黄长石(Ca2MgSi207)与钙铝黄 长石(Ca2Al2Si07)的连续固溶体。在专利文献6中公开有这样的方法通过在碱度为1. 0 1. 5的范围内调整A1203及MgO的合计浓度、碱金属氧化物的合计浓度、F浓度、FeO及MnO的合计浓度以及S浓度，使黄长石的结晶化稳定。在专利文献7中公开有这样的方法通过在碱度为1. 1 1. 6的范围内调整A1203 及MgO的合计浓度以及Ti02浓度，在促进黄长石的结晶化的基础之上，调整F、Na20及Li20 的浓度关系，同时析出枪晶石(Ca4Si207F2)。利用该方法，能够使黄长石的结晶化稳定，并 且，能够消除粘性的不稳定变化。专利文献1 日本特开平4-224063号公报专利文献2 日本特许2671644号公报专利文献3 日本特许2985671号公报专利文献4 日本特许3656615号公报专利文献5 日本特许3637895号公报专利文献6 日本特许3997963号公报专利文献7 日本特开2007-185671号公报在铸型与凝固壳之间形成的保护渣的薄膜中，黄长石稳定地结晶化是为了谋求铸 型与圆钢坯之间的润滑性及缓慢冷却凝固壳的效果的稳定性所必需的。但是，黄长石的结 晶化稳定性及冷却凝固壳的效果稳定性根据圆钢坯的钢种、铸造速度、钢液的清洁性等铸 造条件而变化。上述专利文献中公开的方法并不一定会充分地维持这些稳定性，还有待进 一步的改良。
技术实现思路
本专利技术即是鉴于上述课题而做成的，其目的在于提供一种有效地防止产生气泡性 缺陷及纵向裂纹的圆钢坯的连铸用保护渣。其目的还在于提供一种使黄长石的结晶化更加 稳定而利用凝固壳的缓慢冷却及熔体物性的稳定性发挥更优良的效果的保护渣。其目的还 在于提供一种使用该保护渣的连铸方法。碱度是用于调整保护渣的结晶化程度的重要参数。但是，根据作为促进结晶化的 对象的结晶相不同，碱度的适当的范围有所不同。另外，根据保护渣中的除CaO及Si022 外的成分的浓度不同，碱度的适当的范围发生各种变化。特别是，在作为促进结晶化的对象的结晶相为黄长石的情况下，根据作为黄长石 的构成成分的A1203及MgO的浓度、以及作为溶剂成分的Na20、Li20及F的浓度，碱度的适 当的范围复杂地变化。但是，在上述以往的方法中，无论保护渣中的各成分的浓度如何，用于促进黄长石 结晶化的碱度范围都处于规定1. 0 1. 5或者1. 1 1. 6等这样的恒定范围，并未考虑各 成分浓度的影响。因此，本专利技术人认为，只要能够将保护渣中的各成分浓度考虑在内地、正确地预测 适合复杂变化的黄长石结晶化的碱度范围，在连铸时就能获得更稳定的缓慢冷却效果。对于铸造圆钢坯时的保护渣，公知A1203是浓度变化很大的成分。并且，A1203是黄 长石的构成成分，对黄长石的结晶化有直接影响。因此，着眼于由A1203浓度引起的黄长石 的组成的变化。如上所述，黄长石是镁黄长石(Ca2MgSi207)与钙铝黄长石(Ca2Al2Si07)的连续固溶体。一般认为，在黄长石中，以镁黄长石为起点朝向钙铝黄长石的组成的变化是通过镁黄 长石中的MgSi03被A1203置换来进行的。而且，一般认为，该组成的变化是由A1203的浓度 上升以及随之产生的MgO的浓度降低、碱度上升引起的。S卩，一般认为，在欲使黄长石在保护渣中稳定地存在的情况下，期望碱度与保护渣 中的ai203浓度的上升相应地提高。由此，本专利技术人想到通过明确保护渣的碱度与A1203浓 度的定量关系来使黄长石稳定。在此，在设定保护渣的碱度的情况下，需要考虑保护渣中的F(氟)的存在形态。F通常作为CaF2或NaF混合在保护渣中。一般认为，在混合CaF2及NaF中的任一 个的情况下，在保护渣在高温下熔融的状态下，保护渣中的F与碱金属的亲合性均强于Ca 与碱金属的亲合性，显然会发生下述(A)式的反应。(CaF2) + (Na20) — (Ca0)+2(NaF) . . . (A)在这样考虑的情况下，一般认为F优先与碱金属结合，剩余的F与Ca结合。较为 妥当的是，认为Ca除了与F结合的部分之外作为氧化物存在。本专利技术人根据上述考察发现，考虑F的存在地评价的保护渣的碱度不仅在使例如 含有F的枪晶石(cuspidine) (Ca4Si207F2)这样的结晶相稳定存在的情况下有效，在正确地 预测黄长石稳定存在的保护渣组成时也很有效。本专利技术即是根据上述见解而做成的，其主旨在于下述(1)的钢的连铸用保护渣及 ⑵的钢的连铸方法。(1) 一种钢的连铸用保护渣，该保护渣以Si02、T. Ca0、Al203及MgO为主要成分，含 有成分F以及1种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢的连铸用保护渣，该保护渣以ＳｉＯ↓［２］、Ｔ．ＣａＯ、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］及ＭｇＯ为主要成分，含有成分Ｆ以及１种或２种以上碱金属氧化物，按照以质量％表示的含有率，Ｔ．ＣａＯ含有率与ＳｉＯ↓［２］含有率之比“Ｔ．ＣａＯ／ＳｉＯ↓［２］”为０．７～２．０，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含有率为３５％以下，ＭｇＯ含有率为２０％以下，碱金属氧化物的合计含有率为８％以下，Ｆ含有率为７％以下，其特征在于，　　由下述（ｂ）～（ｅ）式表示的各含有率分数满足下述（ａ）式，　　０．６３＋２．５１×Ｙ↓［Ａｌ２Ｏ３］≤Ｙ↓［ＣａＯ］／Ｙ↓［ＳｉＯ↓［２］］≤１．２３＋２．５１×Ｙ↓［Ａｌ２Ｏ３］．．．（ａ）　　在此，　　Ｙ↓［ＳｉＯ↓［２］］＝Ｘ↓［ＳｉＯ↓［２］］／（Ｘ↓［ＳｉＯ↓［２］］＋Ｘ↓［ＣａＯ］＋Ｘ↓［Ａｌ２Ｏ３］＋Ｘ↓［ＭｇＯ］）．．．（ｂ）　　Ｙ↓［ＣａＯ］＝Ｘ↓［ＣａＯ］／（Ｘ↓［ＳｉＯ↓［２］］＋Ｘ↓［ＣａＯ］＋Ｘ↓［Ａｌ２Ｏ３］＋Ｘ↓［ＭｇＯ］）．．．（ｃ）　　Ｙ↓［Ａｌ２Ｏ３］＝Ｘ↓［Ａｌ２Ｏ３］／（Ｘ↓［ＳｉＯ↓［２］］＋Ｘ↓［ＣａＯ］＋Ｘ↓［Ａｌ２Ｏ３］＋Ｘ↓［ＭｇＯ］）．．．（ｄ）　　Ｙ↓［ＭｇＯ］＝Ｘ↓［ＭｇＯ］／（Ｘ↓［ＳｉＯ↓［２］］＋Ｘ↓［ＣａＯ］＋Ｘ↓［Ａｌ２Ｏ３］＋Ｘ↓［ＭｇＯ］）．．．（ｅ）　　而且，　　Ｘ↓［ＣａＦ２］＝（Ｗ↓［Ｆ］－１．２７×Ｗ↓［Ｌｉ２Ｏ］－０．６１３×Ｗ↓［Ｎａ２Ｏ］－０．４０３×Ｗ↓［Ｋ２Ｏ］）×２．０５．．．（ｆ）　　Ｘ↓［ＣａＯ］＝Ｗ↓［Ｔ．ＣａＯ］－Ｘ↓［ＣａＦ２］×０．７１８．．．（ｇ）　　Ｘ↓［ＳｉＯ↓［２］］＝Ｗ↓［ＳｉＯ↓［２］］．．．（ｈ）　　Ｘ↓［Ａｌ２Ｏ３］＝Ｗ↓［Ａｌ２Ｏ３］．．．（ｉ）　　Ｘ↓［ＭｇＯ］＝Ｗ↓［ＭｇＯ］．．．（ｊ）　　在此，以质量％表示，Ｗ↓［Ｔ．ＣａＯ］表示Ｔ．ＣａＯ含有率，ＷＦ表示Ｆ含有率，Ｗ↓［Ｌｉ２Ｏ］、Ｗ↓［Ｎａ２Ｏ］、Ｗ↓［Ｋ２Ｏ］分别表示作为碱金属氧化物的Ｌｉ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］Ｏ及Ｋ↓［２］Ｏ的含有率，Ｗ↓［ＳｉＯ↓［２］］表示ＳｉＯ↓［２］含有率，Ｗ↓［Ａｌ２Ｏ３］表示Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含有率，Ｗ↓［ＭｇＯ］表示ＭｇＯ含有率。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2009-7-7 2009-1605991.一种钢的连铸用保护渣，该保护渣以Si02、T. CaO、A1A及MgO为主要成分，含有成 分F以及1种或2种以上碱金属氧化物，按照以质量％表示的含有率，T. CaO含有率与Si02 含有率之比“T. Ca0/Si02，，为0. 7 2. 0，A1203含有率为35%以下，MgO含有率为20%以下， 碱金属氧化物的合计含有率为8%以下，F含有率为7%以下，其特征在于，由下述(b) (e)式表示的各含有率分数满足下述(a)式， 0- 63+2. 51 X Y腳3 彡 YCa0/YSi02 彡 1. 23+2. 51XYA1203. (a) 在此，Ysi02 — XSi02/ (XSi02+XCa0+XA1203+XMg0) (b) YcaO — XCa0/ (Xsi02 +XCa0+XA1203+XMg0) (c) Ya1203 — XA1203/ (XSi02+XCa0+XA1203+XMg0) (d) ^MgO — XMg0/ (Xsi02 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：花尾方史，川本正幸，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]