CN101535508A - 超低硫高清净钢的熔炼方法 - Google Patents

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CN101535508A CN200680056233A CN200680056233A CN101535508A CN 101535508 A CN101535508 A CN 101535508A CN 200680056233 A CN200680056233 A CN 200680056233A CN 200680056233 A CN200680056233 A CN 200680056233A CN 101535508 A CN101535508 A CN 101535508A
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樋口善彦
沼田光裕
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Abstract

不向浇包内钢液中添加CaF2、不提高转炉的出钢温度而利用简单的方法制造[S]为10ppm以下且T.[O]为40ppm以下的超低硫高清净钢。在依次进行下述工序1～工序3的处理时，使工序2的氧化性气体的供给时间t0与工序3的搅拌时间t之比(t/t0)为0.6以上。工序1：向大气压下的浇包内钢液中添加CaO系熔剂；工序2：通过由浸渍于该大气压下的浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体来搅拌浇包内钢液及CaO系熔剂，并且向浇包内钢液中供给氧化性气体，将由氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物与CaO系熔剂混合；工序3：停止供给氧化性气体，且通过由浸渍于大气压下的浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体来进行脱硫及除去夹杂物。

Description

超低硫高清净钢的熔炼方法
技术领域
本发明涉及一种超低硫高清净钢的熔炼方法。
背景技术
钢液中S浓度(以下记载为[S])为10ppm以下的超低硫钢用以下所示的步骤进行熔炼。首先，利用喷射脱硫法或使用了机械式搅拌的KR脱硫法将从高炉中出铁的[S]为300ppm左右的铁液脱硫至20ppm左右。接着，将该铁液直接在转炉中进行脱碳吹炼。接着，将转炉内钢液取出投入到浇包中。然后，对浇包内钢液进行脱硫。另外，铁液的脱磷通常在铁液的脱硫之前或之后进行。
由于从以前一直使用的该钢液的脱硫处理时作为脱硫剂使用的CaO系熔剂为高熔点，因此，在脱硫处理时的钢液温度下难以进行熔融。因此，CaO系熔剂也如专利文献1中公开的那样配合CaF2等熔点抑制剂来使用。
另外，脱硫处理中的钢液的温度降低量较大。作为用于补偿该温度降低量的一个对策，也采用提高转炉的出钢温度的对策。
专利文献1：日本特开平10—212514号公报
作为钢液的脱硫处理的熔点抑制剂一直使用的CaF2，近年来由于资源的枯竭而难以得到，并且考虑到环境方面存在抑制使用CaF2的倾向。因此，开发出能不使用CaF2或大幅度削减CaF2的使用量的钢液的脱硫方法是紧急且重要的技术课题。
另外，若如上所述地提高转炉的出钢温度，则会降低转炉的耐火物的寿命，因此，钢液的制造成本上升。因此，也期望开发出不需要提高转炉的出钢温度的钢液的脱硫方法。
发明内容
本发明的目的在于提供不需要使用CaF2、且不提高转炉的出钢温度、利用简单的方法制造超低硫高清净钢的方法。
本发明为一种超低硫高清净钢的制造方法，其特征在于，在依次进行下述工序1～工序3的处理时，使工序2的氧化性气体的供给时间t0与工序3的停止供给氧化性气体后的搅拌时间t之比(t/t0)为0.6以上。工序1：向大气压下的浇包内钢液中添加CaO系熔剂；工序2：通过由浸渍于该大气压下的浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体来搅拌浇包内钢液及CaO系熔剂，并且向浇包内钢液中供给氧化性气体，将由该氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物与CaO系熔剂混合；工序3：停止供给氧化性气体，且通过由浸渍于大气压下的浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体来进行脱硫及除去夹杂物。
在本发明中，“超低硫高清净钢”是指例如[S]为10ppm以下且T.[O]为40ppm以下的钢。
在本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望在工序3之后还进行使用RH真空脱气装置除去钢液中的夹杂物的工序4。
在上述本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望氧化性气体为氧气或氧气与惰性气体的混合气体。
在上述本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望氧化性气体通过借助顶吹喷枪向钢液或熔渣的表面吹附来供给，且顶吹喷枪具有水冷结构。
在上述本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望工序1～工序3在不将真空脱气装置的浸渍管浸渍于浇包内钢液中的状态下进行。
在上述本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望在将转炉吹炼后的钢液向浇包内出钢时，抑制转炉熔渣向该浇包内流出。
在上述本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望至少在工序2及工序3中，在浇包上部设置罩，且将该罩与集尘装置连接起来。
另外，在上述本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法中，期望不向浇包内钢液中添加CaF2。
采用本发明，能不向浇包内钢液中添加CaF2、不提高转炉的出钢温度而利用简单的方法熔炼[S]为10ppm以下且T.[O]为40ppm以下的超低硫高清净钢。
附图说明
图1是表示比(t/t0)与脱硫率(％)之间的关系的曲线图。
图2是表示比(t/t0)与工序3结束后的T.[O](ppm)之间的关系的曲线图。
图3是表示通过用光学显微镜统计工序3结束后的钢液的抽样而求出的100μm以上大小的夹杂物的个数N0与通过用光学显微镜统计工序4的RH环流处理中的钢液抽样而求出的100μm以上大小的夹杂物的个数N的比值、即夹杂物个数(N/N0)的经时变化的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施本发明所述的超低硫高清净钢的制造方法的最佳方式。
在本实施方式中，依次进行以下说明的工序1～工序4。因此，对这些工序1～工序4进行说明。
(工序1)
在工序1中，在大气压下向浇包内钢液中添加CaO系熔剂。
在本实施方式中，在工序1中，向转炉吹炼结束后从转炉向浇包内出钢过程中的钢液中或从转炉出钢后的浇包内钢液的上部，添加钢液脱硫处理所使用的CaO系熔剂中的一部分或全部。在添加CaO系熔剂中的一部分的情况下，其余的CaO系熔剂在后续的工序2中的氧化性气体供给结束之前添加即可。如上所述，由于CaO系熔剂熔点较高，因此，利用由后续工序2的供给氧化性气体生成的高温区域来使已添加了的CaO系熔剂迅速渣化。在停止供给氧化性气体之后即使添加CaO系熔剂，由于停止供给氧化性气体之后不存在高温区域，因此，无法利用高温区域促进CaO系熔剂的渣化。
作为CaO系熔剂，可以使用生石灰熔剂或以生石灰为主体混合有Al2O3、MgO等的熔剂。
本实施方式的浇包内钢液的组成为：C：0.03％～0.2％(在本说明书中无特别说明的“％”是指“质量％”)、Si：0.001％～1.0％、Mn：0.05％～2.5％、P：0.005％～0.05％、S：15ppm～60ppm、sol.Al：0.005％～2.0％、T.[O]：50ppm～100ppm，并且其温度为1600～1700℃左右。
CaO系熔剂可以通过下述方法中的任一方法添加，即，借助喷枪向浇包内钢液中喷射(injection)粉体的方法，向浇包内钢液的表面吹附粉体的方法，置于浇包内钢液上的方法，还有在出钢时向浇包内添加CaO系熔剂的方法等方法。
另外，在将转炉吹炼后的钢液向浇包内出钢时，期望抑制转炉熔渣向浇包内流出。大量地包含于转炉熔渣中的FeO、MgO如后所述地会使熔渣的氧化能力增大而降低脱硫效率。FeO、MgO在出钢时不可避免地会向浇包内流出。因此，为了抑制转炉熔渣向浇包内流出，期望进行：(a)降低转炉熔渣的自身生成量；(b)在转炉出钢时在出钢孔的正上方投入及配置本申请人在日本特开2005—113192号公报中公开的叶片型的熔渣流出防止器具(以下在本说明书称作“标枪”)以抑制在出钢孔上部形成漩涡；还有(c)利用电气方法、光学方法或机械方法检测熔渣从转炉的流出，与熔渣流出时刻相应地停止出钢流等。
不仅是工序1，后述的工序2～4也都在大气压下进行。这是由于若在减压下进行工序1～4的处理，会使设备成本及运行成本上升。
(工序2)
在工序2中，通过由浸渍于经由工序1添加了CaO系熔剂的大气压下的浇包内钢液中的喷枪向经由工序1添加了CaO系熔剂的大气压下的浇包内钢液中吹入搅拌气体来搅拌浇包内钢液及CaO系熔剂。并且，在工序2中，向浇包内钢液中供给氧化性气体，将氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物与CaO系熔剂混合。
在工序2中向浇包内钢液中供给氧化性气体是为了：利用浇包内钢液的成分与氧化性气体发生反应而生成的氧化发热反应来谋求加热浇包内钢液或抑制温度降低。因此，供给的氧化性气体为与浇包内钢液的成分发生反应而发热的气体，例如能使用纯氧、二氧化碳、还有它们与氩气等惰性气体的混合气体等。另外，混合气体可以在气体喷附的上游侧预先混合而成，也可以在双重管结构喷嘴的出侧混合而成。在使用双重管结构的喷嘴的情况下，通过向内管内流入氧化性气体且向外管内流入惰性气体，不仅能利用氧化性气体对CaO系熔剂进行加热，而且能保护喷嘴自身。
氧化性气体可以通过向浇包内钢液内部喷射氧化性气体的方法、从配置于浇包内钢液上方的喷枪或喷嘴吹附氧化性气体的方法等方法供给。在采用前者的方法时，由氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的热量首先向浇包内钢液中传递，然后间接地传递到CaO系熔剂。与此相对，在采用后者的方法时，在氧化性气体与浇包内钢液发生反应的燃点(fire point)，存在于浇包内钢液上的CaO系熔剂能容易地通过该燃点。因此，能利用存在于该燃点的高温区域直接加热CaO系熔剂而促进渣化。因此，氧化性气体优选通过从配置于浇包内钢液上方的喷枪或喷嘴向钢液吹附来供给。
这样，在工序2中，在向大气压下的浇包内钢液中添加CaO系熔剂来进行钢液的脱硫时，期望从配置于该浇包内钢液上方的喷枪或喷嘴向浇包内钢液中吹附氧化性气体，利用在氧化性气体与浇包内钢液发生反应的燃点形成的高温区域来直接加热CaO系熔剂，从而促进CaO系熔剂的渣化。
例如，在由配置于钢液上方的喷枪或喷嘴向浇包钢液吹附来氧化性气体的情况下，为了有效地将热传导到熔渣上，需要在某种程度上确保氧化性气体的吹附强度。为了确保该吹附强度，在某种程度上降低喷枪高度使其与浇包内钢液相接近是很有效的，但由此会使喷枪受到来自浇包内钢液的辐射热量而寿命降低，增加了喷枪的更换作业，因此，难以维持高生产率。因此，用于从上方向浇包内钢液吹附供给氧化性气体的喷枪或喷嘴，期望做成其内部能水冷的结构。
工序2中的氧化性气体的供给时间t0期望为3～18分钟左右。若供给时间t0不满3分钟，则可能无法将钢液加热到期望的程度。另一方面，若供给时间t0超过18分钟，则FeO、MnO的生成量过多而增加熔渣的氧化能力，因此可能无法制造超低硫高清净钢。
希望工序2中的氧化性气体的供给速度为向浇包内每1t钢液中每1分钟供给75～24NL范围内的纯氧。若氧化性气体的供给速度小于75NL/min，则可能供氧速度过低而无法充分加热CaO系熔剂、脱硫能力降低，且由于升温时间长而使生产率降低。从同样的观点出发，更期望氧化性气体的供给速度为100NL/min以上。另一方面，若工序2中的氧化性气体的供给速度超过240NL/min，则虽然能充分地对CaO系熔剂进行加热，但熔渣的氧化能力变得过高，可能对后续进行的工序3的脱硫产生恶劣影响，且可能降低喷枪、浇包的耐火物的寿命。
从浇包内钢液的液面到喷枪或喷嘴的前端部的距离期望为0.1～5m左右。若该距离小于0.1m，则可能导致钢液的喷溅变激烈，并且喷枪或喷嘴的寿命降低。另一方面，若该距离超过5m，则可能导致氧化性气体喷射难以到达浇包内钢液的表面、氧效率明显降低。
在工序2中，通过这样向浇包内钢液中供给氧化性气体，利用存在于燃点的高温区域促进CaO系熔剂的渣化。另外，在工序2中，通过从浸渍于浇包内钢液中的喷枪向浇包内钢液中吹入搅拌气体来搅拌浇包内钢液及CaO系熔剂，并且将由氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物与CaO熔剂混合。
氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物为Al2O3、FeO、MnO还有SiO2等。这些氧化物都是使CaO的熔点降低的氧化物，因此这些氧化物通过与CaO混合而发挥熔点降低作用，由此，进一步促进CaO系熔剂的渣化。在这些氧化物中，FeO及MnO都具有使熔渣的氧化能力增大的作用，在热力学方面不利于钢液脱硫。
由浸渍于浇包内钢液中的喷枪导入搅拌气体来进行浇包内钢液的搅拌的理由是：若由设置于浇包底部的多孔塞导入搅拌气体，不能确保足够的流量，因此用于阻碍脱硫的FeO及MnO的生成量增大，由此无法制造超低硫高清净钢。
工序2中的搅拌气体的吹入流量期望为向浇包内每1t钢液中为3.5～20NL/min。若搅拌气体的吹入流量小于3.5NL/min，则可能导致搅拌力不够，工序2结束时刻的熔渣的氧化能力增加，工序3的熔渣的氧化能力的降低变得不充分。另一方面，若搅拌气体的吹入流量超过20NL/min，则可能极多地发生飞溅，导致生产率降低。
(工序3)
在工序3中，停止从顶吹喷枪等供给氧化性气体，并且在大气压下从浸渍于浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体，利用搅拌气体的吹入连续进行搅拌，从而进行浇包内钢液的脱硫及除去夹杂物。此时，停止供给氧化性气体之后的搅拌气体的吹入进行的搅拌时间t与工序2的氧化性气体供给时间t0之比(t/t0)为0.6以上，通过在停止供给氧化性气体之后也连续进行浇包内钢液的搅拌，从而能制造超低硫高清净钢。说明其理由。
在工序2中，为了在供给氧化性气体时不增大熔渣的氧化能力，考虑极度降低氧化性气体的供给速度或一边向大气压下的浇包内钢液中吹入极度大量的搅拌气体一边供给氧化性气体。
但是，若使氧化性气体的供给速度极度降低，则钢液的升温速度降低，生产率降低。另外，若向大气压下的钢液中吹入极度大量的搅拌气体，则会导致铁液的飞散增加，由铁质损失引起的制造成本上升、由除去飞散而附着于装置上的生铁块引起的生产率降低等。
在本实施方式中，为了不产生上述问题地、防止由于氧化性气体的供给而增大熔渣的氧化能力，将浇包内钢液和熔渣的搅拌在氧化性气体供给期(工序2)与之后的不供给氧化性气体时期(工序3)分开进行。换言之，即使在停止了由顶吹喷枪进行的氧化性气体的供给之后，仍通过浸渍于浇包内钢液中的喷枪继续吹入搅拌气体。
如上所述，在工序2中，通过容许由氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物使熔渣的氧化能力上升，从而不需要添加CaF2而能促进CaO系熔剂的渣化。但是，由于容许熔渣的氧化能力上升，会使工序2中的脱硫效率在某种程度上降低。
在本实施方式中，在接着工序2进行的工序3中，在停止供给氧化性气体之后仍进行氧化能力上升了的熔渣与浇包内钢液的搅拌，因此，能降低熔渣的氧化能力而提高脱硫效率，由此，能将浇包内钢液脱硫到例如[S]为10ppm以下的超低硫区域。
在工序3中，该脱硫与在工序2中由于供给氧化性气体而生成的氧化物系夹杂物的分离同时进行。
并且，决定工序3中的搅拌时间，以使工序2中的氧化性气体的供给时间t0与工序3中的搅拌时间t之比(t/t0)为0.6以上。若比(t/t0)小于0.6，则因工序2中的氧化性气体的供给而上升了的熔渣的氧化能力在工序3中不能充分地降低，因此充分地提高脱硫率且充分地抑制作为夹杂物浓度的指标的T.[O]都无法实现。
使浇包内每1t钢液中的氧化性气体的供给速度(纯氧换算)X(Nm3/min·ton)在0.15～0.3的范围内变更，调查比(t/t0)对脱硫率及工序3结束后的T.[O]的影响。
将关于比(t/t0)与脱硫率(％)之间的关系的结果以曲线图示于图1中，并且将关于比(t/t0)与工序3结束后的T.[O](ppm)之间的关系的结果以曲线图示于图2中。
通常来说，在通过将利用铁液的脱硫降低到了[S]＝20ppm的铁液在转炉中脱碳吹炼后进行钢液脱硫来制造[S]为10ppm以下的超低硫钢时，需要将钢液的脱硫率确保为大致50％以上。由图1所示的曲线图可知，为了将钢液的脱硫率确保为大致50％以上，需要比(t/t0)为0.6以上。
另外，从图2所示的曲线图可知，在制造T.[O]为40ppm以下的高清净钢时，仍需要使比(t/t0)为0.6以上。另外，为了进一步提高脱硫率及清净度，更期望使比(t/t0)为0.8以上。
在工序3中进行的搅拌通过由浸渍于浇包内钢液中的喷枪导入搅拌气体来进行是由于：若由设置于浇包底部的多孔塞导入搅拌气体，则难以确保足够的流量，工序3中的FeO及MnO的还原能力不充分，无法制造超低硫钢。
工序3中的搅拌气体的吹入流量期望为每1t钢液中为3.5～20NL/min。若小于3.5NL/min，则可能搅拌力不足，工序3中的熔渣氧化能力的降低变得不充分。另外，若超过20NL/min，则可能极度多地产生飞溅，导致生产率降低。
工序3中的、由停止供给氧化性气体之后的搅拌气体的吹入进行的搅拌时间t越长，越进行脱硫而降低夹杂物浓度。若工序3的时间过短，则熔渣的氧化能力不充分降低，不能脱硫到超低硫区域，且也难以除去在工序2中生成的夹杂物。搅拌时间t由氧化性气体的供给时间决定，期望为例如1.8～20分钟。
这样，通过结束工序3，能制造出钢液中[S]为10ppm以下且T.[O]为40ppm以下的超低硫高清净钢，制造一种例如具有C：0.03～0.2％、Si：0.001～0.05％、Mn：0.05～2.5％、P：0.005～0.05％、S：10ppm以下、sol.Al：0.005～2.0％、T.[O]：40ppm以下的钢成分组成的超低硫高清净钢。工序3结束时的温度为1580～1630℃左右。
另外，当将真空脱气装置的浸渍管浸渍在浇包内钢液中时，熔渣被以该浸渍管内外隔离。因此，虽然促进存在于供给有氧化性气体的区域的熔渣的渣化，但可能导致存在于除此以外的区域的熔渣的渣化变慢，且存在于浸渍管外侧的熔渣的搅拌也不充分，对脱硫有效地发挥作用的熔渣量减少。因此，在上述的工序1～工序3中，期望不在浇包内钢液中浸渍真空脱气装置的浸渍管地进行处理。
另外，期望至少在工序2及工序3中，在浇包的上部设置罩，且将该罩与集尘装置连接起来(以下，将连接了集尘装置的罩称作“集尘罩”)。当浇包上部开放时，大气容易与浇包内钢液接触，大气中的氧与钢液中Al发生反应而生成的Al2O3会污染浇包内钢液，使浇包内钢液的品质降低。另外，因大气中的氮与浇包内钢液相接触而使钢液中的氮浓度上升，导致钢的特性恶化。从该观点出发也期望在浇包的上部设置集尘罩。通过尽可能地减小该集尘罩与浇包之间的间隙，期望抑制大气进入到集尘罩内。另外，由于同样的理由，也期望通过向集尘罩内部导入Ar等惰性气体来抑制大气进入到集尘罩的内部。
在制造特别要求防止抗氢致裂纹性的钢种的情况下，或者特别要求防止连续铸造机的喷嘴堵塞的情况下，在工序3结束之后，期望添加含Ca物质(例如CaSi、CaAl、FeCa、FeNiCa等)来使夹杂物球状化。作为该情况下的CaSi的单位消费资源优选为0.2～1.2kg/t。
经过以上说明的工序1～3，通过使用CaO系熔剂在超低硫区域的脱硫及钢的净化都能实现，由此，能不向浇包内钢液中添加CaF2地廉价地制造[S]为10ppm以下且T.[O]为40ppm以下的超低硫高清净钢。
采用本实施方式，即使不向浇包内钢液中添加CaF2，通过使用CaO系熔剂在超低硫区域的脱硫及钢的净化也都能实现，因此，期望不向浇包内钢液中添加CaF2地进行。这是由于：如上所述，近年来由于资源的枯竭化而难以得到CaF2且为高价，并且考虑环境问题而有抑制使用CaF2的倾向。
(工序4)
工序4是在制造比由工序3得到的超低硫高清净钢更高清净化的超低硫高清净钢时，接着工序3追加进行。
在上述的工序3中，在熔渣—钢液的搅拌时熔渣卷入到钢液中，有时会残留熔渣系夹杂物。因此，为了降低这样的熔渣系夹杂物的残留量进一步谋求高清净化，期望在工序3之后设置一边抑制熔渣—钢液的搅拌而抑制熔渣的卷入一边分离夹杂物的工序。
因此，期望使用RH真空脱气装置进行RH环流处理。RH真空脱气装置将设于下部槽底部的2根浸渍管浸渍于搅拌内钢液中，通过这些浸渍管使钢液环流。因此，在熔渣的搅拌较弱、熔渣的卷入较少的状态下能分离夹杂物，因此能更进一步谋求高清净化。
图3是使每1t钢液中的氧化性气体的供给速度(纯氧换算)X(Nm3/min·ton)在0.15～0.3的范围内变更，表示通过用光学显微镜统计工序3结束后的钢液的样品而求出的100μm以上大小的夹杂物的个数N0与通过用光学显微镜统计工序4的RH环流处理中的钢液抽样而求出的100μm以上大小的夹杂物的个数N的比值、即夹杂物个数(N/N0)的经时变化的曲线图。另外，在本例中，比(t/t0)均为1.5以上。
从图3所示的曲线图可知，与工序2中的氧化性气体的供给速度无关，通过RH环流处理能更有效地降低100μm以上的大型夹杂物。
工序4的RH环流处理时间优选为8分钟以上，更有效为10分钟以上，进一步优选为15分钟以上。该RH环流处理时间根据所要求的夹杂物量水平或氢水平适当决定即可。
另外，在要求低氢水平的情况下，使用RH真空脱气装置进行夹杂物的分离处理，且通过脱氢来降低钢液中氢浓度也是很有效的。
实施例1
另外，参照实施例具体说明本发明。
预先将根据需要进行了脱硫及脱磷处理的铁液装入到250吨规模的顶底复吹转炉内。接着，进行粗脱碳吹炼一直到铁液中[C]为0.03～0.2％，使终点温度为1630～1690℃，将粗脱碳钢液向浇包出钢，在该出钢时添加各种脱氧剂及合金使浇包内钢液成分为C：0.03～0.2％、Si：0.001～1.0％、Mn：0.05～2.5％、P：0.005～0.05％、S：27～28ppm、sol.Al：0.005～2.0％、T.[O]：50～100ppm。
将该钢液出钢时不可避免地流出的转炉熔渣的量，不进行调整直接流出或通过使用上述标枪抑制其向浇包内流出来调整。另外，在出钢时为脱氧用，并且在工序2中添加与顶吹的氧化性气体反应所需要的Al而对钢液进行脱氧，且利用出钢时的搅拌也进行熔渣的脱氧。并且，将该浇包内钢液作为对象，进行了上述的本发明的工序1～3的处理。
首先，作为本发明的工序1，向大气压下的浇包内钢液上、向浇包内每1t钢液中添加10kg作为CaO熔剂的生石灰。
接着，作为本发明的工序2，在该浇包内钢液中浸渍能升降的浸渍喷枪，从该浸渍喷枪向浇包内每1t钢液中以8NL/min的吹入流量吹入作为搅拌气体的Ar气，从而搅拌钢液及生石灰。另外，如表1所示，使用能升降的顶吹喷枪从距离液面的高度为1.5m～2m的位置以150、200或300NL/min的供给速度、供给时间t0(8分钟)顶吹作为氧化性气体的纯氧气体，将由纯氧气体与钢液发生反应而生成的氧化物与生石灰混合。另外，从预先进行的预备试验的结果可知，该顶吹喷枪若为非水冷喷枪则会熔损，因此寿命短，因此，使用具有水冷结构的喷枪。
另外，作为工序3，停止供给纯氧气体且由浸渍于浇包内钢液中的喷枪以每1t钢液8NL/min的吹入流量、1.2～20分钟的吹入时间连续吹入搅拌气体，从而进行脱硫及除去夹杂物。工序3结束时的钢液的温度为1580℃～1630℃。
本实施例的工序1～工序3在不将RH真空脱气装置的浸渍管浸渍于浇包内钢液中的状态下进行。另外，在工序2及工序3中，在浇包的上部设置集尘罩。另外，不向浇包内添加CaF2，钢液的脱硫处理结束后的浇包熔渣的CaF2的浓度为0.1％以下。
在本实施例中，将工序2的氧化性气体的供给时间t0与工序3的氧化性气体的供给停止后的搅拌时间t之间(t/t0)在表1所示的范围内变更，制造了No.1～18的钢。结果一并示于表1中。
表1
 
No. 顶吹氧气流量X(NL/min·ton) 搅拌气体流量(NL/min·ton) t/to(-)  T.[O](ppm) 脱硫率(％)   备注
1 150 8 0.2 67 9 比较例
2 150 8 0.45 55 14 比较例
3 150 8 0.7 18 72 发明例
4 150 8 1.1 13 90 发明例
5 150 8 2 12 94 发明例
6 150 8 2.5 12 94 发明例
7 200 8 0.2 72 8 比较例
8 200 8 0.45 62 11 比较例
9 200 8 0.7 20 70 发明例
10 200 8 1.1 15 86 发明例
11 200 8 2 13 93 发明例
12 200 8 2.5 12 94 发明例
13 300 8 0.2 78 6 比较例
14 300 8 0.45 66 9 比较例
15 300 8 0.7 23 66 发明例
16 300 8 1.1 17 83 发明例
17 300 8 2 13 92 发明例
18 300 8 2.5 12 94 发明例
在表1所示的No.3～6、9～12、15～18的钢的比(t/t0)值为0.7、1.1、2或2.5时，是满足本发明范围的发明例。这些均将脱硫率维持在高至66～94％、将[S]维持在2～10ppm且将T.[O]维持在低至12～23ppm，可知能制造出期望的超低硫高清净钢。
与此相对，在表1所示的No.1、2、7、8、13、14的钢的比(t/t0)值为0.2或0.45时，是本发明范围之外的比较例。这些均是脱硫率低至6～14％、[S]为24～26ppm且将T.[O]高至55～78ppm，可知不能制造出期望的超低硫高清净钢。
实施例2
本实施例在上述的实施例1的表1的No.12的钢的制造工序1～3结束后，还进行通过使用RH真空脱气装置进行RH环流处理来处理钢液中夹杂物的工序4，从而熔炼出表2所示的No.12—1～12—8的超低硫高清净钢。
RH环流处理条件为：处理时间14分钟、浸渍管直径0.66m、环流气体流量2000NL/min、极限真空度133Pa。
在本实施例中，通过RH环流处理时间和RH环流处理后的钢液抽样中的每单位被检面积的100μm以上的大型夹杂物的个数N、与工序3结束后的钢液抽样中的每单位被检面积的100μm以上的大型夹杂物的个数N0之比(N/N0)进行评价。
另外，在RH环流处理之后进行连续铸造，也调查了轧制后进行的内部超声波探伤试验的不良率(以下称作“UST不良率”)。并且，将(进行RH环流处理的No.12—2～12—8的UST不良率)/(不进行RH环流处理的No.12—1的UST不良率)作为UST不良率指数，根据该UST不良率指数进行评价。
将结果汇总示于表2中。
表2
 
No. time N/No UST不良率指数
(min)
12-1 0 1 1
12-2 3 0.92 0.81
12-3 6 0.71 0.62
12-4 8 0.52 0.26
12-5 11 0.32 0.14
12-6 15 0.21 0.1
12-7 20 0.16 0.04
12-8 25 0.13 0.02
由表2可知，通过在工序4中进行RH环流处理，夹杂物个数及UST不良率显著降低。这样的效果在RH处理时间为8分钟以上时显著，若为10分钟以上则进一步清净化，若为15分钟以上则极清净化及UST不良率降低。

Claims (8)

1.一种超低硫高清净钢的制造方法，其特征在于，在依次进行下述工序1～工序3的处理时，使工序2的氧化性气体的供给时间t0与工序3的停止供给氧化性气体后的搅拌时间t之比(t/t0)为0.6以上，
工序1：向大气压下的浇包内钢液中添加CaO系熔剂；
工序2：通过由浸渍于该大气压下的浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体来搅拌该浇包内钢液及上述CaO系熔剂，并且向该浇包内钢液中供给氧化性气体，将由该氧化性气体与浇包内钢液发生反应而生成的氧化物与上述CaO系熔剂混合；
工序3：停止供给上述氧化性气体，且通过由浸渍于大气压下的浇包内钢液中的喷枪吹入搅拌气体来进行脱硫及除去夹杂物。
2.根据权利要求1所述的超低硫高清净钢，其特征在于，在上述工序3之后还进行使用RH真空脱气装置除去钢液中的夹杂物的工序4。
3.根据权利要求1或2所述的超低硫高清净钢，其特征在于，上述氧化性气体为氧气或氧气与惰性气体的混合气体。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的超低硫高清净钢，其特征在于，上述氧化性气体通过借助顶吹喷枪向浇包内钢液或熔渣的表面吹附来供给，且该顶吹喷枪具有水冷结构。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的超低硫高清净钢，其特征在于，上述工序1～工序3在不将真空脱气装置的浸渍管浸渍于上述浇包内钢液中的状态下进行。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的超低硫高清净钢，其特征在于，在将转炉吹炼后的钢液向上述浇包内出钢时，抑制转炉熔渣向该浇包内流出。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的超低硫高清净钢，其特征在于，至少在上述工序2及上述工序3中，在浇包上部设置罩，且将该罩与集尘装置连接起来。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的超低硫高清净钢，其特征在于，不向上述浇包内钢液中添加CaF2。
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