JP2000239729A

JP2000239729A - 清浄性に優れた極低炭素鋼の製造方法

Info

Publication number: JP2000239729A
Application number: JP11037629A
Authority: JP
Inventors: Makoto Fukagawa; 信深川; Takayuki Nishi; 隆之西; Tatsuo Kanai; 達生金井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】真空下での脱炭速度を損なうことなく、簡単で
安価な設備で、短時間でスラグ改質剤とスラグを混合し
てスラグを改質し、清浄性に優れた極低炭素鋼を溶製す
る方法の提供。【解決手段】環流型の真空処理装置を用いて、取鍋１内
の溶鋼２を脱炭処理して、引き続いて脱酸処理し、真空
槽と取鍋とを分離した後、取鍋内のスラグ３中のＦｅＯ
およびＭｎＯを還元する作用を持ち、９０重量％以上の
粒の粒径が０．１〜１０ｍｍの範囲に入るスラグ改質剤
４を取鍋内のスラグ上に散布するとともに、取鍋内の溶
鋼２を攪拌することによって取鍋内のスラグ３とスラグ
改質剤４とを混合し、スラグ３中のＦｅＯおよびＭｎＯ
の含有率の合計を２重量％以下に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置を用
いる脱炭処理および脱酸処理と、それに続く精錬工程で
の鋼の清浄化による清浄性に優れた極低炭素鋼の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面欠陥が少なく、かつ成形性に優れて
いることが要求される自動車の外装用鋼板には、極低炭
素鋼が用いられており、溶製の際には、鋼の極低炭素化
および高清浄化対策が採られている。

【０００３】極低炭素鋼を溶製する際の脱炭方法として
は、転炉製鋼法等で得られた未脱酸溶鋼を真空下で脱炭
する方法が一般的である。すなわち、転炉等の製鋼炉よ
り炭素含有率が０．０２〜０．１重量％の未脱酸溶鋼を
取鍋に出鋼し、その後、真空下で溶鋼中の酸素または取
鍋内のスラグなどの外部から供給される酸素と溶鋼中の
炭素とを反応させ、炭素含有率が０．００１〜０．００
５重量％になるまで脱炭する。

【０００４】上記の脱炭反応の際に、十分な脱炭速度を
得るために必要な溶鋼中の初期の酸素含有率は０．０４
重量％以上であることが知られている。このような酸素
含有率の高い溶鋼を転炉等の製鋼炉で得る場合、スラグ
中の低級酸化物であるＦｅＯとＭｎＯの含有率の合計
は、１５〜２０重量％程度まで高くなる。

【０００５】真空下での脱炭処理後にＡｌによる脱酸処
理を行った極低炭素溶鋼では、その後の連続鋳造が終了
するまでの間に、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＦｅＯやＭ
ｎＯなどの低級酸化物とが反応する。この反応によりＡ
ｌの酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃）が生成する。このＡｌの酸化
物の一部が、連続鋳造中のタンデイッシュ内や鋳型内の
溶鋼から除去されずに鋳片に残存し、非金属介在物とな
って鋼の清浄性を悪化させる。

【０００６】このＡｌ₂Ｏ₃系の非金属介在物は、鋳片
の表面近傍に残存しやすく、そのため自動車の外装用鋼
板の表面欠陥の原因となったり、また、連続鋳造中に浸
漬ノズルが閉塞する原因となったりする。浸漬ノズルが
閉塞すると連々鋳ができなくなり、生産性が阻害される
ばかりでなく、浸漬ノズル内を通過する溶鋼に偏流が生
じて鋳型内の溶鋼の流動状態が変化し、Ａｌの酸化物が
鋳片の表面近傍に集積しやすくなる。さらに、浸漬ノズ
ルの閉塞を防ぐため、浸漬ノズルの上部より吹き込むＡ
ｒ等の不活性ガスの流量を増加する場合がある。しか
し、多量に吹き込まれた不活性ガスは、鋳片の表面近傍
に気泡として捕捉されやすくなる。鋳片の表面近傍に捕
捉された気泡は、外装用鋼板の表面欠陥の原因となる。
上記のような外装用鋼板の表面欠陥の発生を防止するた
めに、鋳片や熱間圧延した鋼板用素材の表面を手入れす
ることは、経済性や生産性の面から大きな問題である。

【０００７】そこで、溶鋼中のＡｌと反応しやすい取鍋
内のスラグ中のＦｅＯやＭｎＯなどの低級酸化物の含有
率を、転炉等の製鋼炉からの出鋼時、または真空下での
脱炭処理前に下げる対策が採られてきた。

【０００８】たとえば、特開平５−２３９５３７号公報
では、転炉からの出鋼中または出鋼後の取鍋内のスラグ
に、スラグ改質剤を添加してスラグ中のＦｅＯおよびＭ
ｎＯの合計の含有率を５重量％以下にする方法が提案さ
れている。ただし、この方法では、真空槽内の溶鋼表面
に上吹きランスから酸素ガスを吹き付けて脱炭を促進す
る必要がある。その理由は、スラグ改質により脱炭処理
前のスラグ中の低級酸化物の含有率を低くするため、脱
炭反応に寄与する低級酸化物からの酸素供給量が低下し
て、脱炭反応に必要な酸素が不足するからである。しか
し、真空槽内の溶鋼表面に吹き付けられる酸素ガスによ
り、溶鋼中のＦｅやＭｎなどが酸化され、ＦｅＯやＭｎ
Ｏなどの低級酸化物が発生し、結局スラグ中の低級酸化
物の含有率が高くなるという問題がある。また、出鋼後
のスラグ中のＦｅＯおよびＭｎＯの合計の含有率を５％
以下にするために、多量のスラグ改質剤および造滓剤を
出鋼中の溶鋼または出鋼後に取鍋内のスラグに添加する
ので、取鍋内の溶鋼の温度降下が大きい。取鍋内の溶鋼
の温度降下が大きい場合には、真空槽内にＡｌを添加し
つつ酸素ガスを供給して、Ａｌの燃焼熱により溶鋼の温
度を昇温することが必要になる。このとき、溶鋼中のＦ
ｅやＭｎなどが同時に酸化され、結局スラグ中の低級酸
化物の含有率が高くなったり、Ａｌが燃焼してＡｌの酸
化物が生成し、結局溶鋼の清浄性が悪化するという問題
がある。

【０００９】一方、特開平６−２５６８３７号公報で
は、転炉等の製鋼炉からの出鋼中の溶鋼または出鋼後の
取鍋内のスラグに、スラグ改質に必要な量のスラグ改質
剤のうちの一部の量のスラグ改質剤を添加し、残りの量
のスラグ改質剤を脱炭処理後の取鍋内のスラグに添加す
る方法が提案されている。また、特開平３−５６６１４
号公報では、取鍋に出鋼された未脱酸溶鋼の真空下での
脱炭処理後に、脱酸処理の開始と同時に、スラグ改質に
必要な全量のスラグ改質剤を取鍋内のスラグに添加する
方法が提案されている。また、これら特開平６−２５６
８３７号公報および特開平３−５６６１４号公報では、
添加されたスラグ改質剤とスラグとを効率的に反応させ
るため、機械的に、または不活性ガスを吹き込むことに
より、スラグ層のみを攪拌する方法が提案されている。

【００１０】上記特開平６−２５６８３７号公報で提案
された方法では、スラグ改質を２回に分けているとは言
え、真空槽内の溶鋼表面に上吹きランスから酸素ガスを
吹き付けることが前提であり、前述と同様に、溶鋼中の
ＦｅやＭｎなどが酸化され、スラグ中の低級酸化物の含
有率が高くなるという問題がある。

【００１１】また、上記特開平６−２５６８３７号公報
および特開平３−５６６１４号公報で提案されているス
ラグ層の攪拌に関しては、ＲＨなどの真空処理装置に効
率的にスラグ層を攪拌するための装置を配置する必要が
ある。取鍋内のスラグ層のみを攪拌するためには、機械
的な攪拌装置、ガス吹き込み装置いずれの場合でも、こ
れらの装置を取鍋内の上部で回転または移動させる必要
がある。しかし、ＲＨなどの真空処理装置では、処理中
の取鍋の上部と真空処理装置の間の空間は狭いので、回
転または移動できるようなスラグ層を攪拌するための装
置を配置することは困難な場合が多い。たとえ、過大な
設備費用をかけてこのような装置を配置しても、スラグ
層のみを攪拌する場合には、溶融スラグや固相のスラグ
の一部が溶鋼中に混ざりやすくなる。溶鋼中にこれらの
スラグが混ざると、スラグは溶鋼中を浮上しにくく、鋳
片に非金属介在物として残存しやすくなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の極低炭素鋼の溶製方法では、溶鋼の清浄性の確保に関
して、次にまとめて示すような問題がある。転炉などからの出鋼時にスラグ改質を行う場合には、
真空下での脱炭処理時の脱炭速度を確保するため、また
は、溶鋼の温度低下を補償するため、真空槽内の溶鋼表
面に酸素ガスを吹き付ける必要がある。しかし、真空槽
内の溶鋼表面に酸素ガスを吹き付けることにより、結局
スラグ中の低級酸化物の含有率が高くなって、溶鋼の清
浄性が悪くなる。転炉などからの出鋼時にはスラグ改質を行なわず、真
空処理装置での脱炭処理後や脱酸処理開始とともに、取
鍋内のスラグ上にスラグ改質剤を添加し、スラグ層のみ
を攪拌してスラグ改質を行う場合には、ＲＨなどの真空
処理装置では、スラグ層を効果的に攪拌できる装置を配
置することは困難である。上記において、たとえ、過大な設備費用をかけてス
ラグ層を攪拌する装置を配置しても、スラグ層を攪拌す
ることにより、スラグが溶鋼中に混ざりやすくなり、溶
鋼の清浄性が悪くなる。

【００１３】本発明は、真空下での脱炭速度を損なうこ
となく、簡単で安価な設備で、短時間でスラグ改質剤と
スラグを混合してスラグを改質し、清浄性に優れた極低
炭素鋼を溶製することができる方法を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、環流型
の真空処理装置を用いて、取鍋内の溶鋼を脱炭処理し
て、引き続いて脱酸処理し、真空槽と取鍋とを分離した
後、取鍋内のスラグ中のＦｅＯおよびＭｎＯを還元する
作用を持ち、９０重量％以上の粒の粒径が０．１〜１０
ｍｍの範囲に入るスラグ改質剤を取鍋内のスラグ上に散
布するとともに、取鍋内の溶鋼を攪拌することによって
取鍋内のスラグとスラグ改質剤とを混合し、スラグ中の
ＦｅＯおよびＭｎＯの含有率の合計を２重量％以下に調
整する清浄性に優れた極低炭素鋼の製造方法にある。

【００１５】本発明で対象とする極低炭素鋼とは、炭素
含有率がおよそ０．００５重量％以下の鋼である。ま
た、本発明でいう環流型の真空処理装置とは、ＲＨやＤ
Ｈなどと称される真空槽と取鍋の間で溶鋼を環流させる
真空処理装置を意味する。

【００１６】本発明者らは、前述したような従来の極低
炭素鋼の清浄性の確保に関する問題点を、次に記すよう
にして解決した。

【００１７】（ａ）転炉などからの出鋼時にスラグ改質
を行なわず、また、真空処理装置での脱炭処理後や脱酸
処理開始時にも、スラグ改質を行なわない。真空処理装
置での溶鋼の脱炭処理および脱酸処理を終了した後に、
真空槽と取鍋とを分離し、その後に取鍋内のスラグの改
質を行う。真空下での脱炭処理前には、スラグ改質を行
わないので、脱炭処理前の取鍋内のスラグ中のＦｅＯお
よびＭｎＯの含有率の合計は１５〜２０重量％程度と高
い。したがって、真空槽内の溶鋼表面に酸素ガスを吹き
付ける必要がなく、また、脱炭速度が損なわれることも
ない。さらに、出鋼時の溶鋼の温度低下が小さいので、
溶鋼の温度を上昇させるための真空槽内の溶鋼表面への
酸素ガスの吹き付けも必要がない。

【００１８】（ｂ）上記のように、真空処理装置での溶
鋼の脱炭処理および脱酸処理を終了し、真空槽と取鍋と
を分離した後に、取鍋内のスラグにスラグ改質剤を散布
し、溶鋼の攪拌を行う。したがって、スラグ改質剤の散
布装置および溶鋼の攪拌装置は、設備配置上、真空処理
装置とは干渉することがなく、簡単で安価な設備とする
ことができる。

【００１９】（ｃ）９０重量％以上の粒が０．１〜１０
ｍｍの範囲の粒径に入るような比較的細かいスラグ改質
剤を用いるので、スラグ上に散布されたスラグ改質剤は
短時間でスラグ中に混合する。

【００２０】（ｄ）取鍋内の溶鋼を攪拌することによ
り、溶鋼に付与された攪拌力が取鍋内のスラグ層の全体
に均一に、短時間で作用するようになる。そのために、
スラグ上に散布されたスラグ改質剤とスラグとが短時間
で均一に混合し、その後、スラグ改質剤によりスラグ中
のＦｅＯおよびＭｎＯが還元される。

【００２１】（ｅ）少なくとも上記（ｃ）および（ｄ）
の条件で処理することにより、スラグ中のＦｅＯおよび
ＭｎＯの含有率の合計を２重量％以下まで低下させるこ
とができる。そのために、連続鋳造中の溶鋼の再酸化が
抑制され、清浄性に優れた鋼が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】真空下での脱炭に際し、酸素不足
や脱炭速度の低下を起こすことなく、かつ、脱酸処理後
の取鍋内のスラグを少量のスラグ改質剤により効果的に
改質するために、まず、転炉などの製鋼炉から溶鋼を取
鍋に出鋼する際、スラグの流出をできるだけ抑制し、か
つ造滓剤として生石灰、天然マグネシア、ドロマイトな
どを添加するのがよい。このとき、生石灰などの造滓剤
の添加量は、出鋼時のスラグ流出量や溶鋼量などで決め
るべきであり、したがって、とくに限定するものではな
い。

【００２３】たとえば、約２５０ｔの溶鋼量の場合に、
スラグ流出量が約１０ｋｇ／溶鋼ｔ、造滓剤としての生
石灰を約２ｋｇ／溶鋼ｔを添加する条件では、真空処理
装置での脱炭前の取鍋内のスラグ中のＦｅＯおよびＭｎ
Ｏの含有率の合計は１５〜２０重量％程度を確保でき、
脱炭処理前や脱炭処理中に真空槽内の溶鋼表面に酸素ガ
スを吹き付ける必要はない。

【００２４】次に、取鍋内に出鋼された溶鋼は、ＲＨな
どの真空処理装置により脱炭処理およびその後に脱酸処
理される。脱酸処理後に、必要があればＴｉ、Ｍｎ等の
成分調整を行って真空処理装置での処理を終了する。

【００２５】真空処理装置での脱炭処理および脱酸処理
の終了後、真空槽と取鍋とを分離する。真空槽と取鍋と
を分離するという意味は、真空槽を取鍋の上部から他の
場所へ移動させるか、または取鍋を真空処理装置が設置
された場所から他の場所へ移動させるかを意味する。こ
のように真空槽と取鍋とを分離した状態で、取鍋内のス
ラグ上にスラグ改質剤を散布し、その後、溶鋼を攪拌す
ることにより、散布されたスラグ改質剤とスラグとを混
合し、スラグ改質剤により、スラグ中のＦｅＯ、ＭｎＯ
などを還元する。

【００２６】取鍋内のスラグ上に、全体に均一にスラグ
改質剤を散布するには、一般的な粒状の添加剤の添加装
置を用いればよいが、たとえば、旋回する改質剤の投入
口を備える散布装置などを用いるのがよい。

【００２７】取鍋内の溶鋼を攪拌して散布されたスラグ
改質剤とスラグとを混合し、ＦｅＯやＭｎＯなどを還元
してスラグを改質するための方法としては、外側が耐火
物で覆われたインペラーを溶鋼中に浸漬して攪拌する機
械的な攪拌方法で構わない。ただし、処理時間の迅速化
および清浄性の確保の観点からは、外側が耐火物で覆わ
れたランスを溶鋼中に浸漬して、不活性ガスを吹き込む
のがよい。この不活性ガスを溶鋼中に吹き込む方法を、
以下に詳しく説明する。

【００２８】図１は、外側が耐火物で覆われたランス５
を取鍋１内の溶鋼２中に浸漬して、不活性ガスを吹き込
む装置によりスラグ改質する方法の例を示す図である。
不活性ガスとしてはＡｒガスを用い、ランス５の先端か
ら溶鋼中に吹き込むのがよい。ランスの先端は、溶鋼中
に深さ約１〜３ｍ浸漬するのがよい。また、不活性ガス
の吹き込み量は、取鍋内の溶鋼量にもよるが、約２５０
ｔの溶鋼量のとき、８００〜１５００Ｎリットル／分程
度がよい。これらランスの浸漬深さと吹き込みガス量と
の組み合わせにより、溶鋼の攪拌を行うことで、散布し
たスラグ改質剤４とスラグ３とが短時間で、全体に均一
に混合される。ランスの浸漬深さが１ｍ未満のように浅
いと、均一な混合ができず、ランス近傍のスラグとスラ
グ改質剤のみ混合される。また、ランス近傍では、吹き
込まれた不活性ガスの気泡６による溶鋼の攪拌が強くな
りすぎ、スラグが溶鋼中に混ざりやすい。したがって、
ランスの浸漬深さは１ｍ以上とするのがよい。

【００２９】スラグ改質剤としては、ＦｅＯおよびＭｎ
Ｏを還元する作用を持つ必要があるので、金属Ａｌまた
はＡｌ合金を含む改質剤がよい。たとえば、金属Ａｌを
５０重量％程度、Ａｌ₂Ｏ₃を３５重量％程度などを含
有するＡｌ灰を造粒し、整粒したものがよい。その他、
ＦｅＯおよびＭｎＯを還元する作用を持つものであれば
他のスラグ改質剤でも構わない。

【００３０】スラグ流出量が約１０ｋｇ／溶鋼ｔ、造滓
剤としての生石灰を約２ｋｇ／溶鋼ｔを添加する条件で
は、スラグ改質のために散布するスラグ改質剤の量は、
１〜２ｋｇ／溶鋼ｔ程度でよい。

【００３１】スラグ改質剤の大きさは、９０重量％以上
の粒が０．１〜１０ｍｍの範囲の粒径に入る粒度とす
る。粒径が０．１ｍｍ未満では、スラグ改質剤がスラグ
改質剤の散布装置や溶鋼の攪拌装置の周辺の排気装置に
引き込まれやすくなる。粒径が１０ｍｍを超えると、短
時間の攪拌では、スラグ改質剤がスラグ中に混合しにく
くなる。９０重量％以上の粒が０．１〜１０ｍｍの範囲
の粒径に入るスラグ改質剤を用いることにより、短時間
の攪拌で、スラグ改質剤とスラグとが混合し、ＦｅＯや
ＭｎＯなどが効果的に還元されることを、以下にさらに
説明する。

【００３２】図３は、Ａｌ有効消費率Ｅ_Al（％）に及ぼ
すスラグ改質剤の粒径の影響を示す図である。それぞれ
の粒径の範囲に９０重量％以上の粒が入るようにスラグ
改質剤の粒径を調整し、脱酸処理を終了した取鍋内のス
ラグ上に、これらスラグ改質剤を散布し、図１に示す装
置構成の不活性ガス吹き込み装置を用いて、ランスの先
端を溶鋼中に深さ約１．５ｍまで浸漬し、１２００Ｎリ
ットル／分の吹き込み量でＡｒガスを１５秒間吹き込
み、溶鋼を攪拌した。Ａｒガスの吹き込みを止めてから
３分間、スラグと溶鋼を静置し、スラグ試料を採取し、
スラグ中のＦｅＯおよびＭｎＯの含有率を分析すること
により、Ａｌ有効消費率Ｅ_Al（％）を求めた。

【００３３】Ａｌ有効消費率Ｅ_Al（％）とは、散布され
た金属Ａｌ相当量（重量％）に対して、実際にＦｅＯ、
ＭｎＯなどの還元に消費された金属Ａｌ相当量（重量
％）の割合のことで、下記の（Ａ）式で定義する割合の
ことである。

【００３４】Ｅ_Al＝１００×Ｗ_S×[{(ＦｅＯ)ｉ−(ＦｅＯ)ｆ} ×１８／７１．８５＋ {(ＭｎＯ) ｉ−(ＭｎＯ)ｆ} ×１８／７０．９５] ／(Ｗ_K×Ｋ_Al) ・・・（Ａ）ここで、Ｗ_S：取鍋内のスラグ量（ｋｇ／溶鋼ｔ） (ＦｅＯ)ｉ、(ＭｎＯ)ｉ：スラグ改質前の取鍋内のスラ
グ中のＦｅＯまたはＭｎＯの含有率（重量％） (ＦｅＯ)ｆ、(ＭｎＯ)ｆ：Ａｒガス吹き込みを終了して
３分後の取鍋内のスラグ中のＦｅＯまたはＭｎＯの含有
率（重量％）Ｗ_K：スラグ改質剤の散布量（ｋｇ／溶鋼ｔ）Ｋ_AL：スラグ改質剤中の金属Ａｌ含有量（重量％）。

【００３５】図３から分かるように、０．１〜１０ｍｍ
の粒径に９０重量％以上が入るスラグ改質剤を用いれ
ば、８５％以上のＡｌ有効消費率Ｅ_Al（％）が得られ
る。したがって、スラグ改質剤の大きさは、９０重量％
以上の粒が０．１〜１０ｍｍの粒径に入る範囲とした。

【００３６】図２は、スラグ改質に有効に消費されたＡ
ｌ有効消費率Ｅ_Al（％）に及ぼすスラグ改質剤散布後の
Ａｒガスの吹き込み時間の影響を示す図である。５２重
量％の金属Ａｌを含むＡｌ灰を造粒した後に、９０重量
％以上の粒が５．０〜１０ｍｍの範囲の粒径に入るよう
に整粒したスラグ改質剤を、脱酸処理終了後の取鍋内の
スラグ上に散布した。引き続いて、図１に示す装置構成
の不活性ガス吹き込み装置を用いて、溶鋼を攪拌するこ
とによりスラグ改質を行った。ランスの先端が溶鋼中の
深さ約１．５ｍに届くように、ランスを浸漬し、１２０
０Ｎリットル／分の吹き込み量でＡｒガスを吹き込ん
だ。Ａｒガスを所定の時間、それぞれ吹き込み、その後
Ａｒガスの吹き込みを止めてから３分間、スラグと溶鋼
を静置し、スラグ試料を採取した。スラグ中のＦｅＯお
よびＭｎＯの含有率を分析することにより、Ａｌ有効消
費率Ｅ_Al（％）を求めた。

【００３７】図２に示すように、１５秒間程度のごく短
時間のＡｒガスの吹き込みを行えば、Ａｌ有効消費率Ｅ
_Al（％）は、ほぼ８５％程度に達して飽和している。し
たがって、Ａｒガス吹き込みを１５秒間程度行えば、ス
ラグ改質剤とスラグとは均一に混合され、その後ＦｅＯ
やＭｎＯなどが還元されていることが分かる。

【００３８】スラグ改質剤の散布後のＡｒガス吹き込み
による溶鋼の攪拌時間は、２分間以下が望ましい。２分
間を超えて溶鋼を攪拌すると、取鍋内のスラグが溶鋼中
に混ざる量が多くなり、溶鋼の清浄性確保する上で、無
視できなくなる。溶鋼中に混ざったスラグは、その後の
連続鋳造中には、浮上しにくく、溶鋼の清浄性が悪くな
る場合がある。

【００３９】脱酸処理後に取鍋内のスラグの改質を行う
際に、取鍋内のスラグ改質後のスラグ中のＦｅＯおよび
ＭｎＯの含有率の合計を２重量％以下とする。このと
き、９０重量％以上の粒が０．１〜１０ｍｍの範囲の粒
径に入るような比較的細かいスラグ改質剤を用い、取鍋
内の溶鋼中に浸漬したランスから不活性ガスを１５秒間
程度の短時間吹き込んで、溶鋼を攪拌することにより、
効果的にスラグ改質剤とスラグとを混合でき、ＦｅＯや
ＭｎＯを還元することができる。スラグ改質後のスラグ
中のＦｅＯおよびＭｎＯの含有率の合計を２重量％以下
とすることにより、清浄性の良好な鋼を得ることができ
る。したがって、スラグ改質後の取鍋内のスラグ中のＦ
ｅＯおよびＭｎＯの含有率の合計は２重量％以下とす
る。

【００４０】

【実施例】転炉およびＲＨ真空処理装置を用いて、２５
０ｔの極低炭素鋼を溶製した。転炉では、Ｃ含有率０．
０２〜０．０６重量％、Ｍｎ含有率０．０１〜０．２重
量％、Ｓｉ含有率０．００５〜０．０３重量％に精錬
し、１６６０〜１６９０℃の溶鋼を取鍋に出鋼した。出
鋼に際し、転炉からのスラグ流出を極力抑制するように
し、流出スラグ量は約１０ｋｇ／溶鋼ｔに抑えた。造滓
剤として生石灰、Ａｌ₂Ｏ₃系フラックス、ＣａＯ系フ
ラックスを合計で約２ｋｇ／溶鋼ｔ、出鋼直後の取鍋内
の溶融スラグに添加した。添加後に取鍋内のスラグを採
取し、スラグの組成を分析した。

【００４１】次に、ＲＨ真空処理装置を用いて、溶鋼中
の炭素含有率が０．００２重量％になるまで真空下で脱
炭した。なお、脱炭処理前に取鍋内のスラグを採取し、
スラグ組成を分析した。脱炭処理後、真空槽内にＡｌを
添加して溶鋼を脱酸し、溶鋼中のＡｌ含有率を０．０３
重量％程度に調整した。調整後に取鍋内のスラグを採取
し、スラグの組成を分析した。

【００４２】その後、図１に示す不活性ガス吹き込み方
法でスラグの改質処理を行った。スラグ改質剤を散布
後、ランス先端が溶鋼中の深さ２．５ｍに届くようにラ
ンスを浸漬し、Ａｒガスを吹き込んで溶鋼を攪拌した。
スラグ改質剤には、重量％で、金属Ａｌが５２％、Ａｌ
₂Ｏ₃が３５％、その他にＳｉＯ₂１０％、ＣａＯ３％
を含有する組成の改質剤を用いた。スラグ改質剤の粒径
は、後述するように種々の粒径の範囲のものを用いた。
散布量は、それぞれ１．２ｋｇ／溶鋼ｔとした。Ａｒガ
ス量は、１２００Ｎリットル／分、Ａｒガスを吹き込む
時間は、１５、１１０および１８０秒間とした。それぞ
れ所定の時間、Ａｒガスを吹き込み溶鋼を攪拌した後、
直ちにランスを取鍋内のスラグよりも上方に上昇し、Ａ
ｒガスの供給を停止した。その後、取鍋内の溶鋼および
スラグを３分間静置した。静置後、取鍋内のスラグを採
取し、スラグの組成を分析した。

【００４３】スラグ改質後の溶鋼を、厚み２５０ｍｍ、
幅１２５０ｍｍの断面形状の鋳片に連続鋳造した。鋳造
中にタンディッシュ内の溶鋼を採取し、溶鋼中の全酸素
量を測定した。また、得られた鋳片から横断面サンプル
を採取し、全酸素量を測定した。鋳片の全酸素量は、横
断面サンプルの表面直下、１／４厚みおよび１／２厚み
の位置から採取した３個の試料の全酸素量を分析し、そ
の平均値とした。これらの全酸素量の値から鋼の清浄性
を評価した。

【００４４】試験条件および試験結果を表１に示す。な
お、各試験条件で各１０ヒートの試験を行い、表１に
は、得られた結果の平均値を表示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】本発明例の試験Ｎｏ．１およびＮｏ．２で
は、０．１〜１０ｍｍの粒径に９０重量％以上が入るス
ラグ改質剤を用い、１．２ｋｇ／溶鋼ｔの量のスラグ改
質剤を取鍋内のスラグ上に散布するとともに、Ａｒガス
により１５秒間および１１０秒間、溶鋼を攪拌した。そ
の後、Ａｒガスの供給を停止し、３分間溶鋼とスラグを
静置した。スラグ改質後のスラグ中のＦｅＯおよびＭｎ
Ｏの含有率の合計は１．０〜１．１重量％にまで低下し
た。その後の連続鋳造中では、タンディッシュ内の溶鋼
の全酸素量は１７〜１８ｐｐｍ、鋳片の全酸素量は１４
〜１５ｐｐｍで、清浄性のよい極低炭素鋼が得られた。

【００４７】本発明例の試験Ｎｏ．３では、０．１〜１
０ｍｍの粒径に９０重量％以上が入るスラグ改質剤を用
いたが、１．２ｋｇ／溶鋼ｔの量のスラグ改質剤の散布
とともに、Ａｒガスにより１８０秒間溶鋼を攪拌した。
スラグ改質後のスラグ中のＦｅＯおよびＭｎＯの含有率
の合計は１．０重量％にまで低下した。しかし、連続鋳
造中のタンディッシュ内の溶鋼の全酸素量は２３ｐｐｍ
で、また、鋳片の全酸素量は１９ｐｐｍであり、試験Ｎ
ｏ．１およびＮｏ．２に比べて、清浄性が若干劣った。
Ａｒガス吹き込みによる溶鋼の攪拌時間が長すぎて、取
鍋内のスラグが溶鋼中に少し混ざったためである。ただ
し、連続鋳造中のタンディッシュ内の溶鋼の全酸素量は
２３ｐｐｍであったので、溶鋼の清浄性は確保されてい
る。

【００４８】比較例の試験Ｎｏ．４およびＮｏ．５で
は、本発明で規定する条件の範囲外の１０ｍｍを超えて
２０ｍｍ以下の粒径、または、２０ｍｍを超えて４０ｍ
ｍ以下の粒径に、それぞれ９０重量％以上が入る大きな
粒径のスラグ改質剤を用いた。１．２ｋｇ／溶鋼ｔの量
のスラグ改質剤の散布とともに、Ａｒガスによる溶鋼の
攪拌時間は１１０秒とした。スラグ改質後のスラグ中の
ＦｅＯおよびＭｎＯの含有率の合計は５．２〜６．０重
量％まで低下したにすぎなかった。また、連続鋳造中の
タンディッシュ内の溶鋼の全酸素量も下がらず３８〜４
２ｐｐｍで、また、鋳片の全酸素量も３０〜３２ｐｐｍ
であり、溶鋼および鋳片の清浄性が悪かった。粒径が大
きいために、１１０秒間の溶鋼の攪拌時間では、スラグ
改質剤とスラグとの混合が不十分であり、かつ、スラグ
改質剤中のＡｌによるスラグ中のＦｅＯやＭｎＯ還元反
応の進行も不十分であった。そのため、スラグが十分改
質されなかった。

【００４９】

【発明の効果】本発明の方法の適用により、真空下での
脱炭速度を損なうことなく、簡単で安価な設備で、短時
間でスラグ改質剤とスラグを混合してスラグを改質し、
清浄性に優れた極低炭素鋼を溶製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】不活性ガスを吹き込む装置によりスラグを改質
する本発明の方法の例を示す図である。

【図２】Ａｌ有効消費率Ｅ_Al（％）に及ぼすＡｒガスの
吹き込み時間の影響を示す図である。

【図３】Ａｌ有効消費率Ｅ_Al（％）に及ぼすスラグ改質
剤の粒径の影響を示す図である。

【符号の説明】

１：取鍋２：溶鋼３：スラグ４：スラグ改質剤５：ランス６：Ａｒガスの気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金井達生茨城県鹿嶋市大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内Ｆターム(参考） 4K013 AA07 BA02 BA08 CA02 CB03 CC04 CE01 EA19 FA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環流型の真空処理装置を用いて、取鍋内の
溶鋼を脱炭処理して、引き続いて脱酸処理し、真空槽と
取鍋とを分離した後、取鍋内のスラグ中のＦｅＯおよび
ＭｎＯを還元する作用を持ち、９０重量％以上の粒の粒
径が０．１〜１０ｍｍの範囲に入るスラグ改質剤を取鍋
内のスラグ上に散布するとともに、取鍋内の溶鋼を攪拌
することによって取鍋内のスラグとスラグ改質剤とを混
合し、スラグ中のＦｅＯおよびＭｎＯの含有率の合計を
２重量％以下に調整することを特徴とする清浄性に優れ
た極低炭素鋼の製造方法。