高铝钢的连续铸造方法及结晶器保护渣技术

本发明专利技术提供一种连续铸造方法，即使在通过连续铸造来制造Ａｌ含量为０．１％以上这样的高Ａｌ钢时，也会防止凹陷和铸片的裂纹的发生，能够出制造表面品质优异的铸片。在使用结晶器保护渣对具有规定的化学成分的高Ａｌ钢水进行连续铸造时，作为结晶器保护渣，使用由Ｔ－ＣａＯ：３５～５５％、ＳｉＯ↓［２］：１０～３０％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：４．０％以下（不含０％）、ＭｇＯ：０．２～１．０％、Ｌｉ↓［２］Ｏ：７～１３％、Ｆ：７～１３％、Ｃ：１０．５～１４％和不可避免的杂质构成，满足１．６≤［Ｔ－ＣａＯ］／［ＳｉＯ↓［２］］≤５和０．２≤［Ｌｉ↓［２］Ｏ］／［ＳｉＯ↓［２］］≤１．１的结晶器保护渣，并且边控制铸模内的熔液面水平变动速度、向铸模宽度方向的钢水喷出角度、振幅的冲程以及由规定的关系式确定的负滑脱时间ｔＮ等条件边进行作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由溶存铝(Al)量为0.1质量％以上的钢水通过连续铸造法制造高Al钢的方法，特别是涉及用于制造表面品质良好的铸片的连续铸造方法。
技术介绍
在钢的连续铸造中，结晶器保护渣(mold powder)被添加到铸模内的钢水表面上。其以来自钢水的热进行渣熔融，形成熔融渣层，依次流入铸模和凝固坯壳的间隙而被消耗。结晶器保护渣主要由CaO和SiO2构成，此外为了调整熔融渣的粘度和凝固温度，还会添加Al2O3、MgO、Na2O、F和Li2O等，另外为了调整熔渣的熔融速度还会添加C等。作为该结晶器保护渣的主要作用，可列举(A)确保铸模和凝固坯壳间的润滑性，以及(B)抑制从凝固坯壳向铸模的散热速度以放缓冷却等。 首先，为了确保上述(A)列举的铸模和凝固坯壳间的润滑性，重要的是使铸模和凝固坯壳的间隙以适当量流入由结晶器保护渣得到的熔融渣，如此来适当地设定其粘度及凝固温度。为了确保熔融渣的流入量，一般来说越是高速铸造越要使用低粘度的。 另外，上述(B)的缓冷却因为直接关系到所得到的铸片的表面品质，所以很重要。如亚包晶钢这种容易发生铸片表面裂纹的钢种，特别需要缓冷却。为了缓冷却，有效的是使由结晶器保护渣得到的渣膜(slag film)中，特别是使该铸模侧表面析出结晶。这是由于若在渣膜的铸模侧表面有结晶析出，则在膜和铸模之间形成凹凸，该凹凸所含的空气层作为隔热层发挥作用。作为此结晶，一般利用枪晶石(cuspidine，3CaO2·2SiO2·CaF2)。 但是，由溶存Al量为0.1％以上的这种钢水通过连续铸造法制造铸片时，(A)的润滑性的确保和(B)的缓冷却困难。说到原因是由于在这种高Al钢的连续铸造中，经过由下述的反应式(7) 4Al+3SiO2→2Al2O3+3Si…(7) 所代表的化学反应，导致SiO2被消耗。因此熔融渣中的碱度/上升，凝固温度显著上升。而且还能够在铸模壁面上形成被称为渣层(スラグベア)的硬的烧结物，熔融渣的流入受到阻碍。其结果是，润滑性受损，凝固坯壳和铸模烧粘，漏钢发生。 另外，由于上式(7)的反应导致熔融渣遭受组成变动，因此使枪晶石稳定生成困难。如此在高Al钢的连续铸造中，因为由上式(7)的反应造成的组成变动产生，所以难以稳定制造表面品质优异的铸片。 因此，为了在高Al钢的连续铸造中也制造出表面品质优异的铸片，尤其是为了抑制渣层的生成，专利文献1提出一种结晶器保护渣，其具有在低碱度且高粘度下结晶难以析出的组成和物性(权利要求的范围，段落和)。 另外，为了产生与枪晶石不同的复合结晶而达成缓冷却，专利文献2公开了一种结晶器保护渣，其含有属于元素周期表IA族的元素的氧化物2种以上(权利要求的范围和段落)。还有，在专利文献2的专利技术中，作为设想的复合结晶，公开有LiCa2FSiO4和NaCa2FSiO4等，但是在实施例所使用属于元素周期表IA族的元素的氧化物之中，Na2O量最多，因此认为作为主要的复合结晶设想的是NaCa2FSiO4(段落和)。另外专利文献2的专利技术其目的是使结晶器保护渣的软化温度降低，因此以含有属于元素周期表IA族的元素的氧化物2种以上为特征(段落)。 在高铝钢的连续铸造中，由于Al和SiO2的反应导致Al2O3含有率增加时，为了防止凝固温度和粘度增加，从而防止漏钢的发生和铸片的表面品质的恶化，专利文献3提出了一种结晶器保护渣，其CaO、SiO2、Li2O、F、Na2O、K2O和Al2O3含有率满足规定的公式，在熔融层凝固的膜中，具有枪晶石的结晶析出这样的组成(权利要求的范围，段落和)。 然而，在高Al钢、特别还是包晶反应或δ/γ相变量多的这种组成域的钢中，即使采用上述这样的结晶器保护渣，仍会存在随着相变收缩，在所得到的铸片的表面容易发生凹陷(depression，凹凸)和裂纹这样的问题。这样的钢种被称为亚包晶钢，一般基于Fe-Ca或Fe-Fe2C3二系平衡状态图，根据C含量决定其化学成分组成范围。其范围被认为大约是C0.09～0.18％。 可是，在合金钢的情况下，由于添加元素的影响致使状态图本身发生变化，δ相的最大固溶C浓度与包晶点一起移动，因此存在的情况是，不能只根据C含量一律规定亚包晶钢的组成。因此，关于高Al钢特别还是包晶反应或δ/γ相变量多的这种组成，已知是考虑Si、Mn、Al、Ni、Cr和Mo等的合金元素的影响，基于平衡热力学计算，如下式(1)～(3)规定(非专利文献1)。还有，构成这些公式的对象的亚包晶钢，设定Si、Mn、Al、Ni、Cr和Mo的基本成分的含量分别为4.0％以下(不含0％)，Al的含量为0.1～3.0％。 f1—0.10≤≤f2+0.05　　…(1) f1＝0.0828—0.0195+0.07398—0.04614+0.02447+0.01851+0.090…(2) f2＝0.2187—0.03291+0.2017—0.06715 +0.04776+0.04601+0.173 …(3) (式中、、、、、和分别表示Si、Mn、Ni、Cr和Mo的含量(质量％)。〕 专利文献1特开2003—53496号公报(权利要求的范围，段落和) 专利文献2特开平10—216907号公报(权利要求的范围、段落、、和) 专利文献3特开2002—346708号公报(权利要求的范围，段落和) 非专利文献1“凝固”—373(1985)日本学术振兴会制钢第19委员会第3分科会凝固現象协会10670 如上式(1)～(3)规定的亚包晶钢这样铸片表面裂纹容易发生的钢种，为了抑制裂纹，使散热速度降低而进行缓冷却很重要。因此历来，一般是使由结晶器保护渣得到的渣膜中析出枪晶石(3CaO2·2SiO2·CaF2)，使该铸模表面形成凹凸(空气形成的隔热层)，由此达成缓冷却。但是高Al的情况是，因为组成变动，所以稳定生成枪晶石困难。 另外，为了在良好地维持表面品质的同时制造上述这样的钢种，使用合适的结晶器保护渣虽然很重要，但还需要适当地控制连续铸造中的条件。然而，关于连续铸造Al含量为0.1％以上的高Al钢时的最佳铸造条件，实际情况是还没有确立。
技术实现思路
本专利技术着眼于上述这种情况而做，其目的在于，提供一种连续铸造方法及结晶器保护渣，即使通过连续铸造制造Al含量为0.1％以上这样的高Al钢时，也会防止凹陷和铸片的裂纹的发生，能够出制造表面品质优异的铸片。 本专利技术的第一方面的连续铸造方法，具有如下几点要旨是使用结晶器保护渣，对于如下钢水进行连续铸造，该钢水Al含量为0.1～3.0％(质量％的意思，下同)，并且含有Si，Mn，Ni，Cr和Mo分别为4.0％以下(不含0％)，并且C含量满足下式(1)～(3)， f1—0.10≤≤f2+0.05 …(1) f1＝0.0828—0.0195+0.07398—0.04614+0.02447+0.01851+0.090…(2) f2＝0.2187—0.03291+0.2017—0.06715+0.04776+0.04601+0.173…(3) 〔式中、，，，，和分别表示Si，Mn，Ni，Cr和Mo的含量(质量％)。〕 作为为所述结晶器保护渣，由T—CaO35～55％、SiO21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高Ａｌ钢的连续铸造方法，其特征在于，使用结晶器保护渣，对如下钢水进行连续铸造，该钢水以质量％计Ａｌ含量为０．１～３．０％，并且含有Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ和Ｍｏ分别为４．０％以下（不含０％），并且Ｃ含量［Ｃ］满足下式（１）～（３）的关系，　ｆ１－０．１０≤［Ｃ］≤ｆ２＋０．０５　…（１）　ｆ１＝０．０８２８［Ｓｉ］－０．０１９５［Ｍｎ］＋０．０７３９８［Ａｌ］－０．０４６１４［Ｎｉ］＋０．０２４４７［Ｃｒ］＋０．０１８５１［Ｍｏ］＋０．０９０　…（２）　 　ｆ２＝０．２１８７［Ｓｉ］－０．０３２９１［Ｍｎ］＋０．２０１７［Ａｌ］－０．０６７１５［Ｎｉ］＋０．０４７７６［Ｃｒ］＋０．０４６０１［Ｍｏ］＋０．１７３　…（３）　式中，［Ｓｉ］、［Ｍｎ］、［Ａｌ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］和［Ｍｏ ］分别表示Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ和Ｍｏ的含量（质量％），　作为所述结晶器保护渣以质量％计含有Ｔ－ＣａＯ：３５～５５％、ＳｉＯ↓［２］：１０～３０％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］：４．０％以下（不含０％）、ＭｇＯ：０．２～１．０％、Ｌｉ↓［２ ］Ｏ：７～１３％、Ｆ：７～１３％、Ｃ：１０．５～１４％和不可避免的杂质，并且，满足下式（４）和（５），　１．６≤［Ｔ－ＣａＯ］／［ＳｉＯ↓［２］］≤５　…（４）　０．２≤［Ｌｉ↓［２］Ｏ］／［ＳｉＯ↓［２］］≤１．１　…（５ ）　式中，［Ｔ－ＣａＯ］、［ＳｉＯ↓［２］］和［Ｌｉ↓［２］Ｏ］分别表示Ｔ－ＣａＯ、ＳｉＯ↓［２］和Ｌｉ↓［２］Ｏ在结晶器保护渣中的含量（质量％），　并且，将铸模内的熔液面水平变动速度定为１４ｍｍ／秒以下，使用在铸模宽度方向喷出 钢水且喷出角度相对于水平朝下０°以上５５°以下的浸渍喷嘴，再将振幅的冲程定为超过２ｍｍ在８ｍｍ以下，并且，将由下式（６）规定的负滑脱时间ｔＮ定为０．２８秒以下，如此一边施加铸模振动一边进行作业，　ｔＮ＝（１／π.ｆ）ｃｏｓ↑［－１］（ Ｖｃ／π.ｆ.ｓ）　…（６）　在此，ｆ表示铸模频率（Ｈｚ），ｓ表示铸模振动时的铸模的上止点和下止点间的距离（ｍｍ），Ｖｃ表示铸片拔出速度（ｍｍ／秒）。...

【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：三村毅，三宅孝司，尾本智昭，岩本行正，中田等，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]