引抜き式電気スラグ再溶解プロセスは、生産効率の高さと鋳造立棒率の高さという顕著な利点を持っています。しかし、引抜き過程では、結晶器と鋳造立棒の間に相対移動があるため、強いせん断力が発生します。そのため、スラグ皮膜の強度が不十分であることに起因する鋼の漏れやスラグの漏れ事故が頻繁に発生しています。実験では、従来の電気スラグ再溶解で使用されるスラグ系を基礎とし、異なる含有量のSiO₂を添加し、スラグの粘度と融点を測定しました。異なるSiO₂含有量がスラグ析出相および高温構造に及ぼす影響を分析し、1% w［SiO₂］を含むスラグの異なるせん断力下での析出相と高温構造を測定しました。研究結果は、スラグの融点はw［SiO₂］に比例関係にあり、粘度およびその転折温度は逆比例関係にあることを示しています。w［SiO₂］が増加すると、スラグの粘流動活性化エネルギーは26.4 kJ/molから148.56 kJ/molに増加し、3% w［SiO₂］で最大値の153.8 kJ/molに達しました。高温析晶相はCaF₂およびMg₂AlO₄を主とし、w［SiO₂］が5%のときにシリコン含有相が析出し始めます。スラグの網目構造の安定性の向上は［Si-O］の四面体構造に起因し、［Si-O］構造は逐次Q⁰およびQ³からQ⁰、Q¹、Q²に変化します。スラグに一定のせん断力を加えるとシリコン含有相の析出が促進されますが、せん断力が増大するとシリコン含有相は消失し、析出相の種類は変わりません。同時にせん断力の増加はスラグ中の［Si-O］構造のQ³への変換を促進し、Q⁰、Q¹がより複雑なQ²、Q³の構造に変わり、スラグの重合度が安定し、安定した冶金特性を持つことが示されました。

引抜き式電気スラグ再溶解;SiO₂;粘度;せん断力;析出相