钢的连铸方法技术

本发明专利技术提供在中碳钢、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ的连续铸造中，能得到表面无裂纹的表面性状好、无缺陷铸片的结晶器助熔剂、其评价方法及评价用铸模、连续铸造方法。本发明专利技术的结晶器助熔剂，能再现流入铸模与铸片之间的结晶器助熔剂凝固时的微细结晶和高结晶率。本发明专利技术的方法能实现结晶器助熔剂在铸模内缓冷却化并减少局部的热流束的变动。本发明专利技术的评价方法和评价用铸模，能准确观察结晶器助熔剂的熔融状态，找出观察结果与铸片表面性状良否的相互关系。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为97125394.3、申请日为1997年12月12日、专利技术名称为“钢连铸结晶器助熔剂、评价方法及试验用铸模、连续方法”之申请的分案申请。本专利技术涉及结晶器助熔剂及连续铸造方法，用本专利技术，在连续铸造时的铸片凝固过程中收缩量大的〔C〕0.06～0.20重量％的中碳钢、SUS420(即马氏体系不锈钢、例如13％Cr不锈钢)和SUS304(即奥氏体系不锈钢、例如13％Cr 8％Ni不锈钢)的连续铸造中，能得到表面无裂纹(横裂纹、纵裂纹)的表面性状好、无缺陷的铸片。本专利技术还涉及对在上述钢的连续铸造时添加到铸模内的结晶器助熔剂预先进行评价的方法及用于该评价的观察试验用铸模。现有技术中，在钢的连续铸造时，添加到铸模内的结晶器助熔剂具有各种作用。即，①对被铸造的钢水表面保温。②防止铸模内钢水表面氧化及迅速溶解浮起的杂物。③有助于铸模与铸片间的润滑。④控制铸片最适当的散热量等。由于助熔剂的这些作用，可以使铸片的表面无缺陷，形成美丽的铸件表面，尤其是为了确保连续铸造操作中浇铸作业的稳定性和提高铸片的成品率，结晶器助熔剂是不可缺少的。结晶器助熔剂通常是粉状或颗粒状，其成分一般以CaO、SiO2为主，其它还包括Al2O3、碱土类金属和碱金属的化合物(氧化物、碳酸盐、氟化物等)。为了调节熔融温度、粘度等，还添加用于调节熔融速度的碳。颗粒状的助熔剂，用有机、无机质的粘接剂等保持一定的形状。最近，在上述④的作用中，在钢的碳含量约为0.1重量％(一般是0.06～0.20％)的中碳钢的连续铸造时，在凝固过程中，随着包含包晶反应的δ→γ变态而产生急剧的凝固收缩，铸片离开铸模而产生局部凝固，这是表面出现裂纹的原因。为了防止这一现象，应控制铸模的散热量，降低热流束，使其缓冷却。作为缓冷却的方法，在日本专利公报特开平7-214263号中，是添加ZrO、TiO2、CeO2，将CaO/SiO2设定得低，控制结晶化度不要过高。在特开平7-164120号中，是添加Cr金属或其化合物粉末，这样，可提高结晶器助熔剂的凝固时的结晶析出开始温度，并且可以使结晶析出开始温度不拘于冷却速度地保持一定(如果固体助熔剂的厚度一定，则具有一定的散热)，使其缓冷却并能均匀冷却，可防止表面裂纹。但是，在中碳钢(C0.06～0.20重量％)中，即使采用上述公知的方法，在特开平7-214263号中，由于冷却速度不一定，所以要得到一定的结晶化率是很困难的。例如，由于铸模内的钢水面高度、铸造速度等的变动而不能完全防止表面裂纹。另外，在特开平7-164120号中，虽然具有结晶程度高且均匀冷却速度的功能，但是由于结晶开始温度变高，整个铸模内面的润滑性减低，完整壳体的形成延迟，产生约束，有断裂的危险，所以上述现有技术不能完全解决问题。另外，由于不能固定结晶器助熔剂中的S，所以，需要象特开昭63-61108号中那样对S的限制，由此提高成本。下面说明现有的结晶器助熔剂的熔融试验方法。结晶器助熔剂的粒度分布、松装比重等的粉末或颗粒状态的特性、粘度、熔融状态、尤其是铸造时铸片与铸模之间的膜状结晶器助熔剂的凝固特性的如何，即，结晶器助熔剂在凝固状态是结晶质还是非结晶质、以及结晶是柱状晶体还是等轴晶体、是粗大还是微小等，对铸片表面性状的好坏有很大影响。因此，在实际使用时，必须测定上述各特性、正确掌握它们。上述各特性中，粉末或颗粒状态时的粒度分布、松装比重等可以容易地测定，熔融状态时的重要物性即粘度的测定也比较容易进行。如何准确掌握熔融过程中的状况，至今还没有很好的方法。现有技术中采用的方法是，把结晶器助熔剂的粉末成型为三角锥形或圆柱形，在加热炉内将其加热并观察其熔融状况。但是，该方法即使能测定熔融速度及熔融量等，也很难掌握结晶器助熔剂的熔融状态。在实际操作时向铸模内添加后的状况与该方法中的状况大不相同，因此，不能观察到结晶器助熔剂的微妙的熔融状态。另外，由于试料是三角锥形或圆柱形的立体形状，不能进行平面的广泛视野的观察。特开昭53-70040号揭示的方法，是把结晶器助熔剂放入坩埚内，从一个方向加热预定时间后使其冷却，将坩埚纵向切断，观察添加剂的熔融状态。但是，这种方法，在结晶器助熔剂的表面层完全熔融后，热能从表面层传递到位于表面层内层的、热能的供给量少于表面层(在同一时间内)的内层的结晶器助熔剂上，即使能测定该层结晶器助熔剂是否依次熔融，但是，在同一热能均匀供给的表面层中，在该表面层的熔融初期阶段，在表面层上的熔融部分与未熔融部分以怎样的比例和分布模式存在、这些是结晶质还是非结晶质、表面层以怎样的过程进行熔融等熔融过程中的状况不能得知。另外，在特开平7-204810号中，揭示了熔融结晶器助熔剂的结晶化率测定方法，但这是在特定条件下用简单的测定式对结晶化的结晶器助熔剂进行结晶化率的测定，不能对所有的结晶器助熔剂进行正确地评价。例如，没有观察结晶构造、结晶粒径等的结晶状态。本专利技术者从结晶器助熔剂的融渣中，对产生结晶凝固时的结晶的发生及其生长的各种要素进行了调查，例如对多种添加物的影响、特别是结晶析出开始温度及结晶核发生量及其大小、以及成为矩阵的玻璃相的残量进行了调查，同时也进行了铸造评价。其结果，现有的结晶器助熔剂(例如特开平7-164120、特开平7-214263)中，确实能防止铸片的纵裂纹产生，但是，根据来自设置在铸模内的热电耦的温度信息，在钢水面有些变动或融渣结块(即，熔融结晶器助熔剂的一部分因铸模的冷却能而附着凝固堆积在熔融结晶器助熔剂的薄膜形成开始部的上部、铸模壁面上的结块)多时，会产生温度混乱，不能在铸片上形成均匀的凝固壳，由此会发出断裂的警报，甚至因铸片表面凝固壳的破断而引起断裂。如前所述，在现有技术的方法中，由于不能正确观察结晶器助熔剂的熔融状态，所以，不能得到熔融状态的观察结果与铸片表面性状良否之间的关系。通常，结晶器助熔剂的特性不同，对铸片表面性状良否的影响也不相同。这起因于结晶器助熔剂的熔融状态。因此，为了弄清楚究竟怎样的状况才是最合适的，需要从如何掌握结晶器助熔剂的熔融状态，如何进行熔融试验方法的观点确立合适的熔融试验方法。这是因为，如果确立了结晶器助熔剂的熔融试验方法，能确认与实际的铸模和铸片间的熔融状态近似的状况，则可以选择使用最适合于所铸造钢种的助熔剂。另外，即使采用特定的结晶器助熔剂，只要在粘度与连续铸造速度之间保持恰当关系的状态下进行铸造，就能解决上述问题。本专利技术对上述问题进行了研究，其目的在于提供一种连续铸造用的结晶器助熔剂，用该助熔剂能稳定地进行较容易产生纵裂纹的包晶域的中碳钢、SUS420、SUS304的铸造，并且能防止铸片表面的裂纹缺陷。本专利技术的另一目的是提供一种能简便而正确地观察结晶器助熔剂的熔融状态的、结晶器助熔剂的熔融试验方法及用于该熔融试验的铸模。为了解决上述问题，本专利技术采用以下解决方案。(1)钢的连续铸造用结晶器助熔剂，其特征在于，用特定的结晶器助熔剂评价方法得到的试料纵断面内的结晶粒子直径为0.1～9.0mm，该直径的粒子占试料全断面的比例为70％以上。(2)为了达到(1)项所述的试料断面状态，适当配制具有使结晶粒微细化作用的金属或者其化合物粉末。(3)如(2)项所述的钢的连续铸造用结晶器助熔剂，其特征在于，配制于结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
凝固过程中收缩量大的钢的连续铸造方法，其特征在于，采用权利要求１所述的结晶器助熔剂进行铸造，在铸造速度（Ｖ）为１．２ｍ／ｍｉｎ以上的铸造时，添加到铸模内的结晶器助熔剂的凝固温度在１０５０～１３００℃范围内，其粘度（η）与铸造速度（Ｖ）的关系满足（１） η×Ｖ≤４ （１） 式中，η＝粘度（ｐｏｉｓｅ ａｔ １３００℃） Ｖ＝铸造速度（ｍ／ｍｉｎ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾晶，松山利雄，益尾典良，谷口秀久，
申请(专利权)人：日铁建材工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]