CN102652043A - 钢水表面保温剂和钢水表面保温方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢水表面保温剂，其配置在具有规定的钢水表面温度的钢水表面，其中，所述钢水表面保温剂含有2种以上熔点比所述钢水表面温度高的高熔点原料，以合计为70质量%以上的量含有10～70质量%的CaO、10～60质量%的Al₂O₃、5～30质量%的MgO以及0～10质量%的SiO₂，所述CaO和所述Al₂O₃之比CaO/Al₂O₃为0.5～2.0；所述钢水表面保温剂的熔点比所述钢水表面温度低，且70质量%以上是粒径为30～100μm的粉末。

Description

钢水表面保温剂和钢水表面保温方法

技术领域

本发明涉及在通过浇包或连续铸造用中间包等移送钢水、或进行精炼处理时，以绝热和保温或防止空气氧化为目的而覆盖钢水表面的钢水表面保温剂。

本申请基于2009年12月10日提出的日本专利申请特愿2009-280206号并主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

一直以来，在通过连续铸造用中间包或浇包等移送钢水、或进行精炼处理时，用钢水表面保温剂覆盖钢水表面，以防止钢水的热耗散和外界空气的侵入。作为钢水表面保温剂，广泛使用以SiO₂和C为主要成分的焙烧谷壳（baked chaff）。在使用焙烧谷壳作为钢水表面保温剂的情况下，由于SiO₂与钢水中的Al反应而生成Al₂O₃系夹杂物，因而存在产品的表面缺陷增大的问题。

于是，作为SiO₂较少的保温剂，正如专利文献1所示的那样，开发了MgO系钢水表面保温剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平3-48152号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，以MgO为主要成分的钢水表面保温剂由于熔点较高，在使用温度下主要为固相，因而不能均匀地覆盖钢水表面，因外界空气和钢水表面的反应而生成Al₂O₃系夹杂物。

本发明的目的在于提供一种钢水表面保温剂，它可以解决上述问题，在来源于钢水表面保温剂的成分的作用下，不会在钢水中生成氧化铝系夹杂物，而且在钢水表面的熔融速度较快，可以均匀地覆盖钢水表面。

用于解决课题的手段

为解决上述课题，本发明采用以下的构成和方法。

（1）本发明的第1方式涉及一种钢水表面保温剂，其配置在具有规定的钢水表面温度的钢水表面，其中，所述钢水表面保温剂含有2种以上熔点比所述钢水表面温度高的高熔点原料，以合计为70质量%以上的量含有10～70质量%的CaO、10～60质量%的Al₂O₃、5～30质量%的MgO以及0～10质量%的SiO₂，所述CaO和所述Al₂O₃之比CaO/Al₂O₃为0.5～2.0；所述钢水表面保温剂的熔点比所述钢水表面温度低，且70质量%以上是粒径为30～100μm的粉末。

（2）本发明的第2方式涉及一种钢水表面保温方法，其中，将上述（1）所述的钢水表面保温剂以平均熔融层厚度为5～30mm的范围的方式配置在所述钢水表面。

发明的效果

根据上述（1）所述的构成，在钢水表面保温剂的成分的作用下，不会在钢水中生成氧化铝系夹杂物，钢水表面保温剂迅速地熔融且均匀地覆盖钢水表面，从而可以抑制因钢水和大气的接触而引起的氧化铝系夹杂物的生成。

根据上述（2）所述的方法，由于钢水表面保温剂迅速地熔融而均匀且切实地覆盖钢水表面，可以防止悬料（hanging）的发生，因而可以抑制因钢水和大气的接触而引起的氧化铝系夹杂物的生成。

附图说明

图1是在连续连铸的1～2浇包的中间包出口侧钢水中的总氧量相对于中间包入口侧钢水中的总氧量的变化量。

图2是由在每1卷冷轧钢板卷材中存在的氧化物系夹杂物引起的表面缺陷的平均个数，其中冷轧钢板卷材是从由连续连铸的1～2浇包所制作的钢坯而得到的。

具体实施方式

发明人为了用钢水表面保温剂均匀地覆盖钢水表面，研究了用于加速钢水表面保温剂的熔融速度的方法。结果发现：在为通过混合2种以上熔点比钢水表面温度高的高熔点原料所制造的、且熔点（混合后的熔点）比钢水表面温度低的钢水表面保温剂，而且使用30～100μm的粒径占70质量%以上的粉末即钢水表面保温材料的情况下，由于促进了不同的高熔点原料之间的固体扩散，因而使与钢水表面接触的钢水表面保温剂的迅速熔融成为可能。因此，溶解的钢水表面保温剂均匀地覆盖钢水表面，从而可以防止因钢水表面与外界空气接触而引起的Al₂O₃系夹杂物的生成。下面就基于上述发现的本发明的实施方式的钢水表面保温剂进行详细的说明。此外，所谓钢水表面保温材料的熔点，是指在使物质的温度上升时开始熔融的温度，在多元系物质的情况下，是指相当于固相线温度的平均组成的熔点。此外，连续铸造用中间包和浇包等中的钢水表面温度为1550℃～1650℃。

本实施方式的钢水表面保温剂的特征在于：其70质量%以上是粒径为30～100μm的粉末。这里的粒径是筛子的网眼的尺寸，是可以通过上述规定的网眼尺寸的筛子的尺寸。如果钢水表面保温剂的70质量%以上是粒径大于100μm的粉末，则由于钢水表面保温剂不会迅速地熔化，因而钢水表面与外界空气接触，从而生成Al₂O₃系夹杂物。另一方面，如果钢水表面保温剂的70质量%以上设定成粒径为30μm以下的粉末，则细化原料的成本变得巨大。更优选的是钢水表面保温剂的70质量%以上是粒径为40～90μm的粉末，进一步优选的是钢水表面保温剂的70质量%以上是粒径为50～80μm的粉末。另外，在粒径为30～100μm的粉末只占少于钢水表面保温剂的70质量%的比率的情况下，由于溶解速度较快的钢水表面保温剂也较少，因而不能迅速地以溶液覆盖钢水表面，从而钢水表面与外界空气接触。

钢水表面保温剂能够以不同的高熔点原料被均匀混合的状态放入到袋子中。可以将处于被放入到该袋子中的状态的钢水表面保温剂连同袋子投入钢水表面。在原料的粒径大为不同的情况下，例如在混合本实施方式的钢水表面保温剂的30～100μm的高熔点原料和低于30μm、或者超过100μm的不同种类的高熔点原料的情况下，由于原料不均匀地分布于袋内，不同的原料难以接触而使反应变慢，因而在钢水表面不会迅速地生成融液，以致钢水表面与外界空气接触。

在钢水表面保温剂的熔点（平均组成的熔点）比钢水表面温度高的情况下，钢水表面保温剂不会达到完全的熔融状态，在钢水表面的铺展性恶化，从而钢水表面与外界空气接触。为此，本实施方式的钢水表面保温剂的熔点设定为比钢水表面温度低。

在使用完全熔融的钢水表面保温剂的情况下，浇包和中间包等耐火材料的溶损成为问题。于是，在本实施方式的钢水表面保温剂中，通过使用含有在浇包和中间包的涂层材料中采用的氧化镁（MgO）的原料，防止了中间包的溶损。在含有的氧化镁的量少于5质量%的情况下，浇包和中间包的涂层材料的溶损速度加快，从而给操作上带来障碍。另一方面，在含有的氧化镁的量高于30质量%的情况下，由于熔点上升，因而变得不能均匀覆盖钢水。于是，在本实施方式的钢水表面保温剂中，将氧化镁的含有率规定为5～30质量%。氧化镁的含有率如果为7～25质量%，则是更为优选的。

在本实施方式的钢水表面保温剂中，混合后组成（平均组成）以10～70质量%、优选为15～65质量%、更优选为20～60质量%的CaO，10～60质量%、优选15～55质量%、更优选20～50质量%的Al₂O₃，5～30质量%的MgO，0～10质量%的SiO₂作为主要成分。其中，设定CaO/Al₂O₃=0.5～2.0。这是因为在CaO/Al₂O₃=0.5～2.0的范围内，钢水表面保温剂的熔点（平均组成的熔点）达到极小。另外，SiO₂在钢水表面保温剂中所占的质量如果超过10质量%，则通过与钢水中的Al的反应而生成Al₂O₃系夹杂物，从而产品表面缺陷增大。关于MgO的含量，则如上述那样。此外，所谓“作为主要成分”，是指相应的成分占整体的70质量%以上的情况。在本实施方式的钢水表面保温剂中，上述的成分的合计也可以是整体的80质量%或90质量%以上。

作为上述的高熔点原料，可以使用烧结菱镁矿而制造的MgO、电熔制品MgO、或者CaO、Al₂O₃、SiO₂、SrO、ZrO₂、Al₂O₃-MgO、CaO-MgO。

作为钢水表面保温方法，优选将上述说明过的钢水表面保温剂以平均熔融厚度为5～30mm的范围的方式配置在钢水的表面。这是因为在平均熔融厚度低于5mm的情况下，与钢水表面的外界空气的隔绝变得不充分。另外，还因为在平均熔融厚度超过30mm的情况下，通过使处于远离作为热源的钢水的位置的钢水表面保温剂的上层冷却，钢水表面保温剂凝固并附着在温度比钢水更低的浇包和中间包的耐火材料表面，从而在钢水和钢水表面保温剂之间形成间隙。这叫做悬料。如果发生悬料，则由于在钢水和钢水表面保温剂之间形成间隙，因而钢水表面与外界空气接触。也可以将钢水表面保温剂以平均熔融厚度为7～25mm或9～20mm的范围的方式配置在钢水表面。

实施例

下面基于实施例就本发明进行说明，但实施例的条件是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的一个条件例，本发明并不局限于这些条件例。

本发明只要不脱离本发明的宗旨，可以实现本发明的目的，就可以采用各种条件乃至条件的组合。

对1次装填量为280t的钢水进行铁液预处理、转炉脱炭、采用RH的真空脱气处理，以熔炼极低碳钢。使用容量为60t的中间包，通过连续铸造法将其制作铸坯。对15次装填量的钢水进行连续铸造。钢水表面温度设定为1560～1580℃。本发明或比较例的钢水表面保温剂从铸造初期开始便用于中间包内的钢水的保温。钢水表面保温剂在实施例、比较例的情况下相对于中间包都是连同袋子添加500kg。一块铸坯的厚度为250mm、长度为7000mm、宽度为1500mm。铸坯经过通常使用的热轧、冷轧工序而成为厚度0.7mm、宽度1500mm的冷轧钢板。此外，在表1～表4中表示了实施例和比较例的数据。为了布局的方便，分为4个表，但表2是表1的续表，表3是表2的续表，表4是表3的续表。

表1中的*1在CaO-Al₂O₃中，CaO为50质量%，Al₂O₃为50质量%。

表1中的*2在CaO-SiO₂中，CaO为55质量%，CaO-SiO₂为45质量%。

表1中的*3在SrO-SiO₂中，SrO为50质量%，SiO₂为50质量%。

表1中的*4在Al₂O₃-CaO-MgO中，Al₂O₃为50质量%，CaO为45质量%，MgO为5质量%。

表1中的*5在Al₂O₃-CaO-SiO₂中，Al₂O₃为50质量%，CaO为45质量%，SiO₂为5质量%。

表1中的*6在Al₂O₃-CaO-ZrO₂中，Al₂O₃为50质量%，CaO为45质量%，ZrO₂为5质量%。

表1中的*7在Al₂O₃-MgO-SiO₂中，Al₂O₃为25质量%，MgO为25质量%，SiO₂为50质量%。

表2中的*8在Al₂O₃-MgO中，Al₂O₃为75质量%，MgO为25质量%。

表2中的*9在CaO-MgO中，CaO为70质量%，MgOs为30质量%。

表4中的*10熔融层厚度是使铁棒浸渍于钢水中，以附着的钢水表面保温剂的厚度为熔融层厚度。

表4中的*11ΔT.O是在连续连铸的1～2浇包的中间包钢水中的总氧量相对于RH处理后（真空脱气处理后）的钢水中的总氧量的变化量。

表4中的*12缺陷发生个数是由在每1卷冷轧钢板卷材中存在的氧化物系夹杂物引起的表面缺陷的平均个数，其中冷轧钢板卷材是从由连续连铸的1～2浇包所制作的钢坯而得到的。

如图1所示，在实施例中，在连续连铸的1～2浇包的中间包钢水中的总氧量相对于RH处理后（真空脱气处理后）的钢水中的总氧量减少。这是因为：钢水表面保温剂迅速地熔融而均匀地覆盖中间包表面，因而可以抑制因钢水和大气的接触所引起的氧化铝系夹杂物的生成，同时钢水中的氧化铝系夹杂物上浮，从而可以从钢水中除去。

另外，如图2所示，在实施例中，由在每1卷冷轧钢板卷材中存在的氧化物系夹杂物引起的表面缺陷的平均个数与以往的比较例相比大幅度地减少，其中冷轧钢板卷材是从由连续连铸的1～2浇包所制作的钢坯而得到的。这也是因为钢水表面保温剂迅速地熔融而均匀地覆盖中间包表面，因而可以抑制因钢水和大气的接触所引起的氧化铝系夹杂物的生成。

产业上的可利用性

根据本发明，可以提供一种钢水表面保温剂，其在来源于钢水表面保温剂的成分的作用下，不会在钢水中生成氧化铝系夹杂物，而且在钢水表面的熔融速度快，可以均匀地覆盖钢水表面。

Claims (2)

1.一种钢水表面保温剂，其配置在具有规定的钢水表面温度的钢水表面，其特征在于：

所述钢水表面保温剂含有2种以上熔点比所述钢水表面温度高的高熔点原料，

以合计为70质量%以上的量含有10～70质量%的CaO、10～60质量%的Al₂O₃、5～30质量%的MgO以及0～10质量%的SiO₂，

所述CaO和所述Al₂O₃之比CaO/Al₂O₃为0.5～2.0；

所述钢水表面保温剂的熔点比所述钢水表面温度低，且70质量%以上是粒径为30～100μm的粉末。

2.一种钢水表面保温方法，其特征在于：将权利要求1所述的钢水表面保温剂以平均熔融层厚度为5～30mm的范围的方式配置在所述钢水表面。

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