连续铸造钢的方法

专利名称：连续铸造钢的方法
技术领域：
本发明涉及连续铸造钢的方法。更特别地，本发明涉及连续铸造钢的方法，该方法的特征在于，联合使用特定铸模粉末与由含有氧化铝作为主要组分的耐火材料(例如氧化铝耐火材料和/或氧化铝-碳耐火材料)构成的浸渍喷嘴。
背景技术：
在钢的连续铸造中，使用含有和/或不含熔凝硅石的氧化铝/石墨材料作为主体材料以及还使用氧化锆/石墨材料和/或氧化锆/氧化钙/石墨材料作为粉末线材料的浸渍喷嘴通常与含有氟成分的铸模粉末联合使用。
由于耐火材料和/或由于铸模粉末材料的原因，使得联合使用浸渍喷嘴和铸模粉末材料的技术(在下文称做“相关领域技术1”)伴随有把杂质夹杂到钢中的缺陷。为了避免这种夹杂，已公开了下列技术。
就浸渍喷嘴来说，一种防止碳卷入或铸模粉末吸引的技术是已知的，该技术包括通过浸渍喷嘴向熔化的钢中吹入惰性气体来防止熔化的钢与喷嘴接触(见JP-A-8-57613和JP-A-62-130754)(在下文称做“相关领域技术2-1”)。
此外，已知这样一种浸渍喷嘴，其中将含有尖晶石的耐火材料或含有尖晶石和方镁石的耐火材料置放于与熔化的钢例如低碳脱铝钢、高氧钢、高锰钢、不锈钢或钙处理钢接触的部分，以便既不容易发生熔化损失也不容易发生堵塞，由此减少了由于耐火材料所致的夹杂(见JP-A-10-305355)(在下文称做“相关领域技术2-2”)。
另一方面，就铸模粉末来说，能够形成枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF2)晶体的“含氟成分材料”例如萤石，通常被用做增强流动性的助熔剂和/或有助于热吸取控制的材料(在下文称做“相关领域技术3”)。
然而，氟成分会加重浸渍喷嘴的熔化损失，并间接导致难于生产出纯净的钢铸件。因此，使用无氟的或将氟成分的含量降至最小的铸模粉末是很有必要的。
在铸模粉末当中，关于没有氟的铸模粉末的已知技术包括·以延长金属结构，包括铸造机器主体内的管道系统，和具体设备的寿命为目的，将用于冷却铸件的喷雾冷却水、冷却后使用的二次冷却水以及机器冷却水的pH值保持中性的技术(JP-A-58-125349)；·以使铸造机器主体、管道系统等免于腐蚀以及保持流动性和转变成炉渣为目的，将用于冷却铸件的喷雾冷却水、冷却后使用的二次冷却水以及机器冷却水的pH值同样保持中性的技术(JP-A-51-93728)；·防止产生对人和牲畜有害的氟的技术(JP-A-50-86423)；·防止环境污染、防止连续铸造机器周围的设备腐蚀和防止浸渍喷嘴损坏的技术(JP-A-5-208250)；和·防止通过与硅酸盐反应而形成的四氟化硅损害工作环境或污染二次冷却水的技术(JP-A-51-67227)(在下文这些技术被称做“相关领域技术3-1”)。
关于具有最小化的氟成分含量的铸模粉末的已知技术包括·防止浸渍喷嘴损害的技术(JP-A-51-269560)；和·防止环境污染的技术(JP-A-51-132113)(在下文这些技术被称做“相关领域技术3-2”)。
在用现有浸渍喷嘴(见相关领域技术1)铸造的情况下，浸渍喷嘴的内部管道和粉末线部分会遭受归因于熔化的钢、熔化的钢中的夹杂物、铸模粉末和炉渣的熔化损失。这种熔化损失改变浸渍喷嘴的形状并妨碍铸模内的熔化的钢的流动，结果导致铸造缺陷。
除了这种“浸渍喷嘴的形状改变”外，由于浸渍喷嘴材料与溶解于熔化的钢中的元素和/或与铸模粉末和炉渣反应形成的低熔点和高熔点化合物的原因，产生了铸造过程中浸渍喷嘴热传导性的改变。由于这种热传导性的变化，通过浸渍喷嘴从熔化的钢引入的热量不能够保持恒定。这就导致形成不均匀的凝固外壳并造成铸造缺陷。
已经进行了通过铸模粉末来克服这些问题的尝试。特别是，如上所述，“作为氟化无机物的形成枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF2)晶体的铸模粉末”已被用于控制引入的热量(见相关领域技术3)。然而，由于铸模粉末中的氟成分，粉末线部分中的熔化损失增加而不是减少了，迄今为止还没有获得满意的效果。
为了减少粉末线部分中的熔化损失，尝试过使用不含氟成分或具有低氟成分含量的铸模粉末(见相关领域技术3-1和3-2)。然而，这种铸模粉末的应用，不能控制热量引入，引起铸造缺陷。因此，迄今还没有完善的解决措施。
虽然为了生产出纯净的钢铸件已经在钢的连续铸造中采取了上面所述的备种措施，但这些措施如下所述，还是未能达到的足够满意的效果。
在相关领域技术2-1，即“包括通过喷嘴向熔化的钢中吹入惰性气体以防止熔化的钢与喷嘴接触的技术”中，必须高度精确地控制惰性气体吹入的速率、吹入角度、气泡大小等。如果这些因素没有受到控制，熔化的钢流就会偏转并冲撞部分喷嘴，而不是被阻止与喷嘴接触，从而导致局部的熔化损失或氧化铝沉积。
此外，由于冒泡所引起的熔化表面水平的波动，已经被吸到充满铸模的熔化的钢中的铸模粉末和炉渣被吹入熔化的钢中的惰性气体截获。然而，如果惰性气体流没有处于适当的控制状态，喷嘴就会遭受相当大的熔化损失，而不是防止遭受损失。在这种情况下，因为粉末线部分并不总是与铸模粉末接触，所以普通的喷嘴材料部分，包括喷嘴的孔口部分和内部的管道部分就将遭受熔化损失。
一旦喷嘴遭受熔化损失，通过喷嘴吹入的惰性气体流就进一步发生偏转，这就会加重喷嘴的熔化损失和/或氧化铝沉积。喷嘴的熔化损失导致钢不纯净。
按照相关领域技术2-2的喷嘴，即“将含有尖晶石的耐火材料或含有尖晶石和方镁石的耐火材料置放于与熔化的钢接触的部分的浸渍喷嘴”，与普通使用的氧化铝/石墨喷嘴相比，在熔化的钢中更不易于发生熔化损失。下面将给出这方面的详细说明。
本发明者们揭示，普通使用的作为浸渍喷嘴材料的氧化铝/石墨材料一般会与熔化的钢进行下面的反应，因此对于在生产纯净的钢铸件中使用来说是不合乎需要的材料。也就是说，因为熔化的钢具有极其低的碳浓度，氧化铝/石墨喷嘴材料中的石墨(C(s)固体石墨)通过下面的反应迅速溶解在熔化的钢中。
反应式(1)
此外，(FeO)通过下面的反应浸透到氧化铝/石墨材料内的氧化铝(Al2O3)中。
反应式(2)溶入熔化的钢中的元素同样可以浸透。例如，在Mn作为一种溶解的元素的情况下，(MnO)通过下面的反应进入到氧化铝中。
反应式(3)(在反应式(2)和(3)中，O和Mn代表溶入熔化的钢中的氧和锰，Fe(1)代表熔化的钢中的铁成分)。
作为这些物质的浸透结果而产生的“Al2O3-FeO”和“Al2O3-MnO”与熔化的钢中的夹杂物例如“FeO-MnO”反应，生成含有“Al2O3-FeO-MnO”的液体炉渣。也就是说，由于这两种因素联合起作用的缘故，氧化铝遭受熔化损失。
为了提高抗散裂强度，通常使用包括把熔凝硅石掺到氧化铝/石墨喷嘴材料中的技术。然而，由于熔凝硅石也遭受熔化损失，并且其损失的程度等于或高于氧化铝，所以这种技术是不合乎需要的。
另一方面，对于尖晶石，掺入其中的(FeO)、(MnO)等的量很小，即使有夹杂物例如FeO-MnO沉积于其上时，尖晶石仍然保持其固相而没有形成液相。也就是说，其中尖晶石沉积在与熔化的钢接触的部分上的喷嘴遭受的熔化损失降低了，从而就减少了熔化的钢的污染。
然而，其中与熔化的钢接触的部分、主体部分以及粉末线部分是通过使用不同材料构成的，导致生产成本增加。而且，对于减少由粉末炉渣引起的浸渍喷嘴的熔化损失，使用尖晶石材料是无效的。这归因于粉末炉渣中的氟成分。
一种被认为能够有效消除这些问题的技术，是使用没有任何氟成分或具有低氟成分含量的铸模粉末(见上面所述关于现有技术3-1和3-2的文献，即，JP-A-58-125349、JP-A-51-93728、JP-A-50-86423、JP-A-5-208250、JP-A-51-67227、JP-A-5-269560和JP-A-51-132113)。
然而，因为这些铸模粉末不合氟成分或者是具有低氟成分含量的铸模粉末，所以它们具有不良的粘度调节和结晶温度调节适应性，并且经常出现诸如钢断裂和铸件裂缝之类的问题，从而使稳定铸造成为不可能。目前这些铸模粉末还没有被付诸实际使用。
从上面所述可以看出，除非浸渍喷嘴的粉末线材料的熔化损失被消除，否则将难以获得纯净的钢。
鉴于上述现有技术的问题，本发明者们提出“特定的铸模粉末(具有低于3重量％的氟含量和在1300℃粘度为4P-100,000P的铸模粉末)”，并开发出“连续铸造钢的方法，包括联合使用特定铸模粉末与特定浸渍喷嘴(浸渍喷嘴包括尖晶石和/或尖晶石/碳，其构成与熔化的钢接触的浸渍喷嘴部分的一部分或全部；粉末线材料，其构成与铸模粉末和/或炉渣接触的部分；和构成其他部分的主体材料)”的发明(见JP-A-2001-113345)。
在开发了该发明以后，本发明者们还进行了进一步悉心研究。结果，他们惊奇地发现，即使使用由含有氧化铝作为主要成分的耐火材料构成的、并且其中粉末线部分也由该耐火材料构成的浸渍喷嘴时，上述特定铸模粉末的使用能够使喷嘴遭受很少的熔化损失并且不产生氧化铝沉积，从而无需将该铸模粉末与上述特定浸渍喷嘴联合使用，就能够稳定地生产纯净的钢铸件。于是，本发明得以完成。
因此，本发明的一个目的是提供连续铸造钢的方法，该方法能够防止由耐火材料造成的钢污染，能够稳定生产高度纯净的钢铸件，并且从浸渍喷嘴生产的角度来说，该方法还具有这样的效果，即由于使用相同的“含有氧化铝作为主要组分的耐火材料”，因而喷嘴的生产将会极其容易。
发明公开为了克服上述问题并实现该目的，本发明者们进行了深入的研究。结果，以此发现为基础，本发明者们发明了“连续铸造钢的方法，该方法包括在连续铸造钢的同时将熔化的钢通过浸渍喷嘴进料到铸模内，并向铸模内提供铸模粉末，其特征在于，联合使用具有低于3重量％的氟含量和在1,300℃粘度为4P-100,000P的铸模粉末和由含有氧化铝作为主要成分的耐火材料构成的浸渍喷嘴”。
迄今为止，氟成分的使用对于降低铸模粉末的粘度和控制热量引入是必不可少的。然而，本发明者们发现，当在性质和/或厚度方面具有均匀性的炉渣膜在铸模与固化壳之间形成时，就没有依赖氟成分的必要了。也就是说，已经发现，增加铸模粉末的粘度能够形成均匀的炉渣膜，而这种炉渣膜担当起了枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF2)的功能(热量引入控制)。
而且还发现，当铸模粉末在1,300℃具有3.7g/cm2或更高的抗裂强度时，就能够形成连续的炉渣膜，使得可能连续铸造。用于本发明的铸模粉末优选是具有包含5-25重量％的Al2O3、25-70重量％的SiO2、10-50重量％的CaO、最高达20重量％的MgO和0-2重量％的F(不可避免的杂质)的化学组成的铸模粉末。
与该铸模粉末联合使用的浸渍喷嘴是由含有氧化铝作为主要成分的耐火材料构成的浸渍喷嘴。例如，该耐火材料含有氧化铝耐火材料和/或氧化铝-碳耐火材料。而且还发现，该浸渍喷嘴可以是这样的浸渍喷嘴，其中的耐火材料“含有一种或多种选自下列的成分氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、硼化锆(ZrB2)、硼化镁(Mg3B2)、硫酸锆(ZrSO4)、硅(Si)和铝(Al)”。
欲铸造的熔化的钢可以是各种类型的钢，例如脱铝钢、脱硅钢、高氧钢、不锈钢、用于电磁钢板的钢、钙处理钢、高锰钢、自由切削钢、硼钢、钢带、表面硬化钢或高钛钢。


图1是说明用于本发明实施例(和比较实施例)中的，具有孔口部分型式的浸渍喷嘴结构实例的视图。
图2是说明用于本发明实施例(和比较实施例)中的，具有孔口部分型式的浸渍喷嘴结构另一个实例的视图。
图3是说明用于本发明实施例(和比较实施例)中的，没有孔口部分的直线型浸渍喷嘴实例的视图。
在附图中，数字1表示浸渍喷嘴的内部管道部分，其与熔化的钢接触；2表示浸渍喷嘴的孔口部分，其与熔化的钢接触；3表示浸渍喷嘴的粉末线部分，其与铸模粉末接触；4表示浸渍喷嘴的主体部分；5表示直线型浸渍喷嘴的顶端部分，其与熔化的钢接触。
实施本发明的最佳方式下面对实施本发明的方式进行说明。如上所述，用于本发明的铸模粉末具有低于3重量％的氟含量，并且在1,300℃具有4P-100,000P的粘度。
在铸模粉末中的氟含量为3重量％或更高的情况下，浸渍喷嘴，特别是在粉末线部分遭受增高的熔化损失，进入钢的耐火材料将熔化的钢污染，结果不能获得纯净的钢。
铸模粉末的粘度(在1,300℃的粘度)低于4P是不合乎需要的，因为在此情况下将产生不均匀的铸模粉末流，并在熔化的铸模粉末中生成硅酸二钙、硅酸三钙等的晶体，导致铸模铜板的温度波动增加和热量引入不稳定。另一方面，铸模粉末的粘度超过100,000P也是不合乎需要的，因为该粉末显示不良的熔融度和产生炉渣结块，使得不能稳定铸造。
在本发明中，该粘度可用例如Al2O3、CaO/SiO2等进行调节。当Al2O3含量高或CaO/SiO2含量低时，就可以将粘度调高。
用于本发明的铸模粉末还优选在1,300℃具有3.7g/cm2或更高的抗裂强度，条件是“熔化的铸模粉末的抗裂强度”被定义为，在当将直径7mm的圆柱铂棒以恒定速率从熔化物中抽出以与液面分开，并且液化的铸模粉末成为液滴时测量的最高负载。低于3.7g/cm2的抗裂强度是不合乎要求的，因为炉渣膜中的液体层易于破裂。
用于本发明的铸模粉末可以用下列材料制得基础原料例如卜特兰水泥、硅灰石或合成硅酸钙，SiO2原料例如珍珠岩或飞灰，Na2O、K2O或Li2O原料例如碳酸盐、玻璃粉末或釉料粉末，MgO原料例如碳酸镁、得自海水的MgO粉末或白云石粉末，B2O3原料例如硼砂、硬硼酸钙石、玻璃粉末或釉料粉末，以及含碳的原料例如焦碳粉末、片状石墨或碳黑。但氟化物，例如NaF和CaF2不包括在内。
特别是，通过向基础原料中适当地加入SiO2、Na2O、K2O、Li2O、MgO和B2O3原料和含碳的原料，并如上所述用Al2O3、CaO/SiO2等调节粘度，就可以制得铸模粉末。例如，将原料以产生下述化学组成的比例混合，所述化学组成包含5-25重量％的Al2O3，25-70重量％的SiO2，10-50重量％的CaO，3-20重量％的一种或多种选自Na2O、Li2O、和K2O的物质，最高达20重量％的MgO，最高达3重量％的作为不可避免的杂质的氟成分，以及0.5-8重量％的碳，其中CaO/SiO2的重量比为0.2-1.5。之后，将该混合物用混合器混合均匀以获得铸模粉末。
也可以使用颗粒形式的铸模粉末，颗粒是这样制得的将液体(例如水)，任选与有机粘合剂或无机粘合剂一起加到粉末中，然后用例如挤出制粒、搅拌制粒、滚动制粒、流动制粒或喷雾制粒技术将该混合物制成颗粒。
下面说明与上述铸模粉末联合使用的浸渍喷嘴的材料的实施方案。
在本发明中构成浸渍喷嘴的材料是含有氧化铝作为主要成分的耐火材料。其优选实施方案是氧化铝耐火材料和/或氧化铝-碳耐火材料。
所述氧化铝耐火材料和氧化铝-碳耐火材料可以是含有一种或多种选自下列的物质的材料二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、硼化锆(ZrB2)、硼化镁(Mg3B2)和硫酸锆(ZrSO4)。可使用这样宽范围的材料。
在另一个优选的实施方案中，耐火材料含有一种或多种硅(Si)和铝(Al)。作为掺入这样金属的结果，在高温下使用的过程中，该金属与特别是在浸渍喷嘴的粉末线部分的耐火材料和/或与空气组分反应，生成金属反应产物。这种金属反应产物强化了粉末线部分并有助于延长使用寿命。在粉末线部分含有碳的情况下，该金属还起碳的抗氧化剂的作用。因此，通过掺加该金属，可以提供优良的浸渍喷嘴。硅(Si)和铝(Al)的含量优选为01-15重量％，更优选1-8重量％。含量低于0.1重量％是不合乎要求的，因为不能获得金属的那些效果。其含量超过15重量％也是不合乎要求的，因为在此情况下，大量生成金属反应产物，由于产物体积增加而导致耐火材料结构被破坏，并导致耐火材料主要组分的效果丧失。
在本发明中，浸渍喷嘴的粉末线部分和主体部分可以用相同的材料制成。这样做的原因是使用本发明特定的铸模粉末(具有低于3重量％的氟含量和在1,300℃具有4P-100,000P的粘度的铸模粉末)。
迄今为止，氧化锆/碳材料主要用作高度不易于发生由含有氟成分的铸模粉末产生熔化损失的材料。与一般的耐火材料相比，这种材料价格昂贵。另外，即使使用这种材料，粉末线部分还是遭受相当的熔化损失，并且有时熔化损失是决定浸渍喷嘴寿命的一个因素。
然而，按照本发明，使用几乎不含氟成分或不合氟成分的高粘度铸模粉末已经几乎完全或完全消除了由氟成分造成的熔化损失。由于这个原因，就没有必要使用氧化锆/碳材料来构成粉末线部分，并且上述材料(含有氧化铝作为主要组分的耐火材料)可自由地用于粉末线部分。结果，使用与构成主体部分同样的材料就变得可能。
实施例下面，通过参考实施例和比较实施例来详细地描述本发明，但是本发明不应当被理解为限于下面的实施例。
通过参考附图1-3来说明适用于下面实施例和比较实施例的浸渍喷嘴的结构。附图1是说明具有孔口部分型式的浸渍喷嘴结构的实例的视图，附图2是说明也具有孔口部分的浸渍喷嘴结构的另一实例的视图。附图3是说明没有孔口部分的直线型浸渍喷嘴结构的实例的视图。
附图1所示的浸渍喷嘴是具有孔口部分型式的浸渍喷嘴。在附图1中，1表示浸渍喷嘴的内部管道部分，其与熔化的钢接触；2表示浸渍喷嘴的孔口部分，其也与熔化的钢接触；3表示粉末线部分，其与铸模粉末和/或炉渣接触；4表示浸渍喷嘴的主体部分。
如附图1所示，该浸渍喷嘴具有这样的结构，其中孔口部分2与主体部分4结合在一起构成与熔化的钢接触的浸渍喷嘴孔口部分的区域2a。
附图2所示的浸渍喷嘴是与附图1所示的浸渍喷嘴相同的具有孔口部分型式的浸渍喷嘴。然而，该喷嘴没有如附图1所示的联接结构(见附图1中的“区域2a”)，而是一个具有这样结构的浸渍喷嘴，在该结构中，与熔化的钢接触的浸渍喷嘴孔口部分2的区域2b是由相同的材料制成的。在附图2中，数字1-4具有如上所示的相同含义，即1表示内部管道部分，2表示孔口部分，3表示粉末线部分，4表示主体部分。
附图3所示的浸渍喷嘴是与附图1和2所示浸渍喷嘴不相同的没有孔口部分的直线型浸渍喷嘴。在附图3中，数字5表示喷嘴的末端部分，其与熔化的钢接触，其它数字具有如上所示的相同含义，即，1表示内部管道部分，3表示粉末线部分，4表示主体部分。
在下面实施例中使用的铸模粉末(1-7号样本)的化学组成显示于表1，比较铸模粉末(8-21号样本)的化学组成显示于表2。表1和2还显示了每一种铸模粉末的“氟成分”、“粘度(在1,300℃)”、和“抗裂强度(在1,300℃)”。
顺便说一下，表1和2所显示的1-7号、8-10号和13-17号样本的铸模粉末是“粉末产物”，它们是通过用混合器进行混合，产生所给定的化学组成而获得的。其它铸模粉末，即11号、12号和18-21号样本是“颗粒状产物”。这些“颗粒状产物”是这样获得的，将原料粉末混合，随后以20-30重量％的量加入由90重量％的水和10重量％的硅酸钠组成的溶液以产生浆液，然后将浆液喷雾制粒并干燥。调节这些颗粒状产物以最终具有给定的化学组成。
表1.在实施例中使用的铸模粉末的化学组成

表2(1).比较铸模粉末的化学组成

表2(2).比较铸模粉末的化学组成

(实施例1-17和比较实施例1-6)实施例1-17显示于表3和4，比较实施例1-6显示于表5。
在每一下面的实施例1-17和比较实施例1-6中，在进行连续铸造的同时把熔化的钢(钢的种类列在表中)通过喷嘴进料到铸模内，同时将铸模粉末补充到铸模内。在每一个实施例或比较实施例中使用的喷嘴的结构以附图编号在表中显示。在实施例和比较实施例使用的铸模粉末具有表1和2所示的1-21号样本的化学组成，各个样本号显示于表3-5中。只有所使用的每一铸模粉末的“氟成分”、“粘度(在1,300℃)”和“抗裂强度(在1,300℃)”显示于其中。在表中，每一喷嘴部分的材料的“％”是指“重量％”。
在每一实施例和比较实施例中，“稳定铸造”、“喷嘴熔化损失或氧化铝沉积量(每一内部管道、孔口部分内部和粉末线的熔化损失)”、“钢的纯净度”和“钢的缺陷百分率”用下面的方法评定，并且评估的结果显示于表3-5中。
稳定铸造的评估“稳定铸造”表示稳定铸造是可能的还是不可能的。如果在铸造过程中没有给出BO警告[评估方法使用在连续测量铸模表面温度的基础上预告B.O.(断裂)发生的系统]，并且浸渍喷嘴没有发生熔化破裂事故[在铸造过程中由于粉末线和/或与熔化的钢接触的部分的熔化损失而导致的浸渍喷嘴破裂的事故]，这样的情况就表示为“可能”，其它情况则表示为“不可能”。
喷嘴熔化损失的评估“喷嘴熔化损失[mm/(吨钢)]”是按照每吨铸钢的喷嘴熔化损失的尺寸给出的。当喷嘴熔化损失增加时，不仅喷嘴寿命缩短了，而且作为熔化损失结果的进入钢中的杂质的量也增加，从而钢受到更多杂质的污染。
氧化铝的沉积量显示的是当铸造脱铝钢时所沉积的氧化铝的量。氧化铝的沉积发生在喷嘴的内部管道上和/或孔口的内部。大量氧化铝的沉积使得不能稳定铸造。在某些情况下，这种沉积阻碍熔化的钢从喷嘴通过，结果导致铸造停止。因此，氧化铝的沉积越少，喷嘴就越好。
钢的纯净度的评估
“钢的纯净度”用裂缝伤的程度进行评估。指数“100”表示钢没有任何裂缝缺陷的情况，而指数“0”表示的情况是，由于裂缝缺陷，致使钢不能成为市售产品。两者之间的指数是评估的统计等级。
钢的缺陷百分率的评估“钢的缺陷百分率”是在表面裂纹的基础上进行评估。钢具有可忽略的表面裂纹的情况用“○”表示，由于表面裂纹致使钢不能成为市售产品的情况用“×”表示，通过将钢的表面进行处理而使其可以是市售产品的情况用“△”表示。
表3(1).实施例1-5
表3(2).表6-10
表4.实施例11-17
表5.比较实施例1-6
表3-5说明了下面的事实。当使用本发明特定的铸模粉末时，“稳定铸造的评估”是“可能的”，即稳定铸造是可能的，甚至对于其中内部管道部分、孔口部分、粉末线部分和主体部分都由氧化铝/碳耐火材料构成的每一浸渍喷嘴(实施例1-11)，以及这些部分都由氧化铝耐火材料构成的浸渍喷嘴(实施例12)，即相同的耐火材料构成的浸渍喷嘴来说也是如此。而且，甚至当粉末线部分和主体部分由如同实施例1-17那样的材料构成时，稳定铸造也是可能的。
此外，在每一情况下，“喷嘴熔化损失或氧化铝沉积”是“0”，“钢的纯净度”是“100”。在每一情况下，“钢的缺陷百分率”也是“○”，并且表面裂纹均是可忽略的。
相反，在没有使用本发明特定铸模粉末的比较实施例1-6中，“稳定铸造”是“不可能的”，即，如表5清楚显示的，不能稳定地进行钢的铸造。比较实施例在“喷嘴熔化损失”、“钢的纯净度”和“钢的缺陷百分率”方面也是较差的。而且，即使喷嘴的内部管道部分是由与实施例相同的材料构成，喷嘴亦是较差的。这是因为在铸造过程中，同时发生了与熔化的钢的流动方向相反的流动。因为这一情况的发生，铸模粉末被相反的流动携带而与内部管道部分接触，结果引起熔化损失等等，产生了表5所示的不良结果。
比较实施例1-6的评估结果与本发明实施例1-17的评估结果之间的比较说明以下事实。只有在使用本发明特定铸模粉末时稳定铸造才是可能的。因为喷嘴遭受极低的熔化损失，喷嘴的寿命提高了。而且，几乎没有观察到裂缝，钢的表面裂纹也是可忽略的。
上面给出的在实施例1-17中使用的附图1和2的浸渍喷嘴(附图3的浸渍喷嘴当然也是可用的)以及表1所示的铸模粉末仅仅是本发明的实例。本发明并不限于这样的结构，在确定发明的范围内的各种各样的组合都是可以使用的。
工业实用性如上面所详细描述，本发明的特征在于连续铸造钢的方法，在该方法中，联合使用基本上不含加重熔化损失的氟成分的铸模粉末与由含有氧化铝作为主要成分的耐火材料构成的浸渍喷嘴。
由于这种结构，产生了下面的显著效果。阻止了基于耐火成分的杂质进入熔化的钢中，喷嘴内的氧化铝沉积被抑制。因此，稳定铸造是可能的，可以获得超纯净的钢。而且，由于基于耐火材料的铸造缺陷显著减少，因此铸钢的产率提高了。
本发明使用的浸渍喷嘴几乎不遭受熔化损失，所以喷嘴的寿命提高了。由于降低了壁厚和重量，喷嘴具有高性能和低成本的特点。这种浸渍喷嘴与本发明说明的铸模粉末的联合使用产生了极高的工业价值，可以将这种联合使用应用于各种钢，例如脱铝钢、脱硅钢、高氧钢、不锈钢、用于电磁钢板的钢、钙处理钢、高锰钢、自由切削钢、硼钢、钢带、表面硬化钢或高钛钢。
此外，从浸渍喷嘴生产的观点看，因为使用相同的“含有氧化铝作为主要组分的耐火材料”，因此该喷嘴具有非常容易生产的特点。
权利要求
1.连续铸造钢的方法，所述方法包括在连续铸造钢的同时，将熔化的钢通过浸渍喷嘴进料到铸模内，并向铸模内提供铸模粉末，其中联合使用具有低于3重量％的氟含量和在1,300℃粘度为4P-100,000P的铸模粉末和含有具有氧化铝作为主要成分的耐火材料的浸渍喷嘴。
2.权利要求1的连续铸造钢的方法，其中所述铸模粉末在1,300℃具有3.7g/cm2或更高的抗裂强度。
3.权利要求1或2的连续铸造钢的方法，其中所述铸模粉末具有包含下列组分的化学组成5-25重量％的Al2O3、25-70重量％的SiO2、10-50重量％的CaO、最高达20重量％的MgO和0-2重量％的F(不可避免的杂质)。
4.权利要求1的连续铸造钢的方法，其中所述耐火材料包含氧化铝耐火材料和/或氧化铝-碳耐火材料。
5.权利要求4的连续铸造钢的方法，其中所述氧化铝耐火材料和/或氧化铝-碳耐火材料含有一种或多种选自下列的物质二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、硼化锆(ZrB2)、硼化镁(Mg3B2)、硫酸锆(ZrSO4)、硅(Si)和铝(Al)。
6.权利要求1-5任一项的连续铸造钢的方法，其中使用脱铝钢、脱硅钢、高氧钢、不锈钢、用于电磁钢板的钢、钙处理钢、高锰钢、自由切削钢、硼钢、钢带、表面硬化钢或高钛钢作为熔化的钢。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种连续铸造钢的方法，即使将“由含有氧化铝作为主要成分的耐火材料构成的浸渍喷嘴”用于连续铸造钢，该喷嘴也遭受很小的熔化损失，并且在其上没有氧化铝沉积，能够稳定地得到纯净的铸钢产品。本发明连续铸造钢的方法联合使用具有低于3重量％的氟含量和在1,300℃粘度为4P－100,000P的铸模粉末和由含有氧化铝作为主要成分的耐火材料(如氧化铝耐火材料和/或氧化铝－碳耐火材料)构成的浸渍喷嘴。
文档编号B22D11/10GK1589187SQ0182384
公开日2005年3月2日 申请日期2001年11月29日 优先权日2001年11月29日
发明者野村修, 森田明宏, 内田茂树, 尾本智昭, 林炜 申请人:品川白炼瓦株式会社