JP2001098316A - 高清浄極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラグ改質を行い、溶鋼中にガスを吹き込み
時の溶鋼中へのスラグ巻き込みにより介在物が増加しな
い清浄度の極めて高い極低炭素鋼の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 （１）脱酸処理後の取鍋スラグにスラグ
改質剤を添加した後、溶鋼中にガスを吹き込むことでガ
ス攪拌を行い、該ガス攪拌後にＲＨ真空脱ガス装置で溶
鋼を環流する。（２）脱酸処理後の取鍋スラグにスラグ
改質剤を添加した後、溶鋼中にガスを吹き込むことでガ
ス攪拌を行い、該ガス攪拌後に溶鋼中にガス吹き込む際
の攪拌動力で１２０Ｗ／ｔ以下の攪拌をさらに行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極めて清浄性に優
れた極低炭素鋼を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】極低炭素鋼は、主として自動車用の外装
材として使用されるため表面欠陥が少なくかつ成形性に
優れた特性が要求される。これらの要求に対応するた
め、製鋼工程では、極低炭素濃度まで精錬するとともに
高い清浄度を得ることが必要となっている。

【０００３】通常極低炭素鋼を溶製するには、転炉から
Ｃ含有量０．０１〜０．２重量％（以下、％で重量％を
表す）の未脱酸溶鋼として出鋼する。その後二次精錬と
して、真空脱ガス装置を用いて、溶鋼中の溶存酸素（以
下、単に酸素ともいう）〔Ｏ〕と炭素〔Ｃ〕との反応で
あるＣ＋Ｏ→ＣＯを利用して炭素濃度を０．０００１〜
０．００５％に減じる。脱炭後、さらに溶鋼のＡｌ脱酸
および成分調整を経て二次製錬工程を終了し、連続鋳造
に供される。

【０００４】一般に、極低炭素鋼を溶製するための真空
脱ガス処理には、溶鋼を真空槽内に吸い上げてガスリフ
トポンプの原理で環流させる溶鋼環流型真空脱ガス装置
（以下、単にＲＨ装置またはＲＨともいう）が用いられ
る。

【０００５】このＲＨ装置は、２本の浸漬管と真空槽か
らなる。また、取鍋スラグは前記浸漬管と溶鋼上部との
間に存在する。

【０００６】従って、取鍋スラグは、溶鋼の大きな流動
や攪拌の影響を受け難い状況下にある。

【０００７】また、真空脱ガス処理で十分な脱炭速度を
得るためには、溶鋼中の酸素濃度は０．０４％以上必要
である。溶鋼中の酸素濃度が０．０４％以上存在する
と、共存するスラグ中の低級酸化物濃度（一般にＦｅＯ
とＭｎＯの重量％の和で表され、以下、（ＦｅＯ＋Ｍｎ
Ｏ）濃度ともいう）も１５〜２０％程度と高くなる。

【０００８】このように高いスラグ中の低級酸化物濃度
の状態で、真空脱炭処理を行うと、スラグの流動がない
ので、真空脱炭以後もスラグ中の低級酸化物濃度が高い
状態が維持される。

【０００９】その後、溶鋼を脱酸するためにＡｌを添加
しても、スラグ中の低級酸化物の還元速度は遅く、低級
酸化物濃度の低減効果は小さい。従って、低級酸化物を
多量に含む取鍋スラグが残存し、真空脱ガス装置での脱
酸処理以降の連続鋳造時に至るまで、スラグ中にＦｅＯ
またはＭｎＯの形態で存在し、溶鋼中に酸素を供給し続
けることになる。この取鍋スラグからの酸素の供給によ
って、溶鋼中のＡｌは酸化し、Ａｌ₂ Ｏ₃ 系介在物を溶
鋼内に生成する。この結果、極低炭素鋼の清浄度は悪化
する。

【００１０】すなわち、Ａｌ脱酸により初期に生じるＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 系介在物は、ＲＨ装置での環流処理によって除
去されるが、ＲＨ処理以後の取鍋中で生じるＡｌ₂ Ｏ₃
系介在物は、溶鋼中に残存した脱酸用Ａｌが真空脱ガス
処理以後の取鍋スラグ中の低級酸化物中の前記酸素によ
って酸化されたものであって、十分除去されないままタ
ンディシュおよびモールドを経て、鋳造されることにな
る。

【００１１】ＲＨ処理以後のこのようなＡｌ₂ Ｏ₃ 系介
在物は、鋳片表面付近にあっては、疵等の表面欠陥の直
接の原因となる。また連続鋳造にあっては、浸漬ノズル
閉塞の主原因となり多連鋳が困難になるという問題が発
生する。

【００１２】このノズル閉塞を抑制するために、浸漬ノ
ズル上部よりアルゴン（以下、Ａｒともいう）ガス吹き
込みが実施されている。しかし、溶鋼清浄度が不十分で
あれば、吹き込まれるＡｒガスも多量に必要となり、Ａ
ｒガス気泡が鋳片表面付近にとどまると、表面欠陥の原
因にもなるという問題が発生する。このような表面欠陥
を改善するためにスラブや熱延コイル段階で手入れを実
施することも多く、多大なコストがかかり改善が求めら
れていた。

【００１３】この問題を解決するために、極低炭素域ま
での脱炭処理と取鍋スラグのスラグ改質の両立を図る方
法が従来から行われている。

【００１４】例えば、特許第２５７５８２７号公報に
は、転炉から未脱酸出鋼時に取鍋スラグ（以下、単にス
ラグともいう）に対してスラグ改質剤を添加することに
より、スラグ中の全Ｆｅ濃度（以下、Ｔ−Ｆｅ濃度とも
いう）を５％以下にした後、真空脱ガス装置による脱炭
の際に、酸素吹き付けを行うことにより溶鋼中Ｃ濃度を
０．００６％未満にしてＡｌ脱酸を行う方法が開示され
ている。

【００１５】しかし、この方法では、脱炭前にスラグ中
のＴ−Ｆｅ濃度を過剰に下げてしまうために、０．０４
％以上必要とされる溶鋼中の酸素濃度が十分に確保され
ず、酸素吹き付けを行っても脱炭速度の低下を招くとい
う問題がある。

【００１６】また、酸素吹き付けにより、過剰に供給さ
れた酸素は、スラグ中にＦｅＯやＭｎＯといった低級酸
化物を再度形成するので、脱炭処理後のスラグ中の低級
酸化物濃度が増加するという問題も発生する。

【００１７】脱炭後のスラグ中の低級酸化物の低減方法
として、特開平６−２５６８３６号公報には、ＲＨ装置
で脱炭を行った後、スラグ上にスラグ改質剤を添加して
スラグ改質を行う方法が開示されている。

【００１８】同公報で示された方法の第一の方法は、ス
ラグ改質剤添加後に引き続きＡｌ脱酸処理を行い、その
後溶鋼中にガスを吹き込むことによりスラグ攪拌を行う
ものである。

【００１９】この方法では、溶鋼中にガスを吹き込むた
め、溶鋼中へのスラグ巻き込みが起こり易くなり介在物
が増加するという問題がある。

【００２０】同公報で示された方法の第二の方法は、Ｒ
Ｈでの環流処理を中止して溶鋼中にガスを吹き込み、そ
の後ＲＨでの環流処理を再開してＡｌ脱酸処理を行うも
のである。

【００２１】この方法では、溶鋼脱酸前にスラグ改質剤
の投入を行うため結果として多量の改質剤を要するばか
りでなく、溶鋼中へのガス吹き込み攪拌後からＲＨ環流
処理の再開までの間に、未脱酸溶鋼からの酸素供給がス
ラグにされるので、スラグ中の低級酸化物濃度が再上昇
するおそれがある。

【００２２】さらに、特開平６−２５６８３７号公報に
は、出鋼時と脱炭処理後にスラグ改質を行う方法が開示
されている。

【００２３】すなわち、この方法は、出鋼時にスラグ中
のＴ−Ｆｅ濃度を５％未満を目標にスラグ改質剤の添加
を行い、さらに脱炭処理後にスラグ改質剤を投入して溶
鋼中にガスを吹き込む方法である。

【００２４】しかし、この方法では脱炭後のＡｌ脱酸処
理とスラグ改質のあり方には全く言及されておらず、ま
た溶鋼中にガスを吹き込む時の溶鋼中へのスラグ巻き込
みにより介在物が増加するという問題があるにもかかわ
らず、それに対しては静置時間確保による方法で対処し
ているのみである。

【００２５】以上の従来技術は、スラグ改質そのものに
ついては効果があるが、溶鋼中にガスを吹き込むことに
よりスラグの溶鋼中への巻き込みがおこり、その結果、
介在物が増加するという問題がある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スラグ改質
を行い、溶鋼中にガスを吹き込む時の溶鋼中へのスラグ
巻き込みが発生しても介在物を低減できる清浄度の極め
て高い極低炭素鋼の製造方法を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明の完成に
至る着想および技術的考え方を述べる。

【００２８】（Ａ）極低炭素溶鋼の清浄化処理（介在物
の浮上分離処理）を脱酸精錬プロセスの最終段階にする
ことを基本として、スラグ改質方法および真空脱ガス処
理方法を検討した。

【００２９】すなわち、既に改質されたスラグを巻き込
まないように、溶鋼を攪拌することで介在物浮上を促進
し清浄化することを基本技術思想とした。

【００３０】この基本技術思想を実現する手段は、下記
（ａ）〜（ｂ）である。

【００３１】（ａ）ＲＨ環流処理で十分な溶鋼攪拌が可
能であり、しかも溶鋼中の介在物を浮上分離できる。

【００３２】（ｂ）溶鋼中にガスを吹き込む攪拌操作
は、攪拌動力を考慮してスラグ巻き込みにより介在物が
増加しないようにすることが肝要である。

【００３３】（Ｂ）この最終段階に、清浄化処理が有る
ことを前提に、溶鋼をＡｌ脱酸した後に、必要量のスラ
グ改質剤を添加して、短時間で比較的強攪拌の溶鋼中に
ガスの吹き込みを行うことが効果的である。

【００３４】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
もので、その要旨は、下記の通りである。

【００３５】（１）転炉から未脱酸で出鋼した溶鋼をＲ
Ｈ真空脱ガス装置で極低炭素域まで脱炭し、脱酸処理を
行った後、連続鋳造する極低炭素鋼の製造方法におい
て、前記脱酸処理後の取鍋スラグにスラグ改質剤を添加
した後、溶鋼中にガスを吹き込むことでガス攪拌を行
い、該ガス攪拌後にＲＨ真空脱ガス装置で溶鋼を環流す
ることを特徴とする高清浄極低炭素鋼の製造方法。

【００３６】（２）転炉から未脱酸で出鋼した溶鋼をＲ
Ｈ真空脱ガス装置で極低炭素域まで脱炭し、脱酸処理を
行った後、連続鋳造する極低炭素鋼の製造方法におい
て、前記脱酸処理後の取鍋スラグにスラグ改質剤を添加
した後、溶鋼中にガスを吹き込むことでガス攪拌を行
い、該ガス攪拌後に溶鋼中にガス吹き込む際の攪拌動力
で１２０Ｗ／ｔ以下の攪拌をさらに行うことを特徴とす
る高清浄極低炭素鋼の製造方法。

【００３７】

【発明の実施の形態】転炉でＣ濃度：０．０２〜０．１
％にして未脱酸で出鋼する。

【００３８】出鋼の際、転炉からの過剰な量の流出スラ
グを避けるため、常法によるスラグ流出防止を適宜行
い、スラグ量は溶鋼トン（以下、単にｔともいう）当り
１２ｋｇ以下、望ましくは１０ｋｇ以下とする。その理
由は、スラグ改質における改質剤の添加量を少なく、か
つスラグ改質の制御性を向上することができるである。

【００３９】スラグ組成については、スラグ中の（Ｆｅ
Ｏ＋ＭｎＯ）濃度で１０〜２５％が好適である。その理
由は、スラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度が２５％を越
えると後のスラグ改質に改質剤量が多量に要するおそれ
があるからであり、スラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度
が１０％未満であると、脱炭時の酸素供給源としての機
能が低下するおそれがあるからである。

【００４０】ＲＨ装置では真空処理を行うことにより、
溶鋼中の酸素〔Ｏ〕と炭素〔Ｃ〕との反応であるＣ＋Ｏ
→ＣＯを利用して炭素濃度を０．０００１〜０．００５
％に減じることができる。スラグ中の低級酸化物を前記
濃度範囲に確保したスラグが溶鋼上にあると、溶鋼中の
〔Ｏ〕濃度が０．０４％以上になるため迅速な脱炭を行
うことができる。

【００４１】また、溶鋼中の〔Ｏ〕濃度が０．０４％未
満の場合でも、前記濃度範囲のスラグが存在すれば、酸
素を必要量だけ溶鋼に付与することを行えばよく、脱炭
反応に特に問題が発生しない。

【００４２】つまり、転炉出鋼時に過剰なスラグ改質を
行うことによってしばしば生じる脱炭反応速度の低下に
よって処理時間が延長を余儀なくされるという問題をな
くすことができる。また、脱炭時の溶鋼への過剰な酸素
供給を抑制でき、後工程のＡｌ脱酸処理でも過剰な脱酸
剤の添加を抑制できるというメリットも享受できる。

【００４３】また、ＲＨ脱酸処理は、Ａｌ脱酸剤添加後
のＲＨでの溶鋼の環流処理であるが、この処理の機能
は、二つに分けられる。

【００４４】一つの機能は、溶鋼中の酸素と添加したＡ
ｌを反応させてＡｌ₂ Ｏ₃ を形成させることにより溶鋼
中の〔Ｏ〕濃度を減じるために、添加したＡｌを溶鋼中
に分散溶解させる機能である。

【００４５】もう一つの機能は、形成されたＡｌ₂ Ｏ₃
系の介在物を除去する溶鋼清浄化の機能である。

【００４６】すなわち、ＲＨ装置が有する溶鋼のみを攪
拌してＡｌ₂ Ｏ₃ 系介在物の凝集を促進し、かつ環流ガ
ス気泡やＲＨ槽内での自由表面の増大により気液界面に
介在物を補足して浮上除去を促進する機能である。

【００４７】従来は、ＲＨ脱酸処理に、添加Ａｌの分散
溶解機能と、Ａｌ₂ Ｏ₃ 系介在物の凝集・浮上除去機能
の両方を同時に求めたため、設備の規模にもよるが、そ
れぞれ数分以上、併せて８〜１２分程度を必要とした。

【００４８】すなわち、従来は一旦溶鋼中の介在物が著
しく減少するものの、改質の不充分なスラグと溶鋼中の
Ａｌとが反応し、溶鋼中の介在物はむしろ増加すること
になる。

【００４９】本発明では、溶鋼清浄化の機能を分離する
ことにより、ＲＨ脱酸処理でＡｌ添加後に溶鋼中Ａｌを
均一に溶存させる機能のみに集約でき、装置の規模にも
よるが、ＲＨでの脱酸処理時間を半減以下にすることが
可能となる。

【００５０】以下に、本発明の第一の特徴である真空脱
炭処理後にＡｌ脱酸を行いスラグ改質のために溶鋼中へ
のガス吹き込みを行う方法について説明する。

【００５１】Ａｌ脱酸後の溶鋼を入れた取鍋をガス吹き
込み位置に搬送し、スラグ改質剤をスラグ中に添加す
る。スラグ改質剤は、低級酸化物を還元するための金属
Ａｌを含有するものであればよい。スラグ中への均一な
散布をはかるため、例えば直径２〜１０ｍｍ程度の粒度
に造粒した金属Ａｌ分を含有するＡｌ灰や、金属Ａｌ含
有物にＣＯ₂ ガス発生物質であるＣａＣＯ₃ を混合した
もの、融点を下げて速やかに反応させるため金属Ａｌ含
有物にＣａＯやＳｉＯ₂ 等を含むものが望ましい。

【００５２】改質剤を所定量添加した後、溶鋼中に攪拌
ガスを吹き込むことにより、間接的にスラグを攪拌でき
る。攪拌ガスを吹き込む方法は、ランスまたは鍋底ボー
ラスプラグからＡｒ等の不活性ガスを吹き込む方法が望
ましい。

【００５３】ランスを用いる場合、特にランス形状や流
量は限定されないが、スラグを間接的に攪拌するため、
ランスは３ないし４孔ランスで、スラグを広域に攪拌す
ることが望ましい。

【００５４】攪拌用のガス流量Ｑｃ (ｍ³／ｓ) は、溶
鋼量、取鍋形状およびランスの浸漬深さにより、好適な
範囲が異なる。これを一般化して表すためには、下記式
で定義される攪拌動力ε（Ｗ／ｔ）を用いることができ
る。 （数１） ε=371・Ｑ_c・Ｔ_L／Ｗ_L×｛ln(1+9.8・ρ_L・H ／P)+(1-Ｔ_G／Ｔ_L)｝ (1) ここで、Ｑc：ガス流量(ｍ³／ｓ) ＷL：溶鋼重量（ｔ） ρ_L：溶鋼密度（約7000ｋｇ／ｍ³) Ｔ_L：溶鋼温度（Ｋ） Ｔ_G：吹き込み前のガス温度（Ｋ） Ｈ ：吹き込みランス深さ（ｍ） Ｒ ：浴半径（ｍ） Ｐ ：大気圧（1.013×10⁵Ｎ／ｍ³） 図１は、溶鋼中に攪拌ガスを吹き込んだときの溶鋼ｔ当
りの攪拌動力（Ｗ／ｔ）とスラグ改質剤の反応効率ηと
の関係を示すグラフである。

【００５５】反応効率ηとは、改質剤中のＡｌがスラグ
中のＦｅＯおよびＭｎＯと還元反応を行う割合であり、
反応前後のスラグ中（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）の減少量（ｋ
ｇ）を改質剤中のＡｌ量（ｋｇ）で除した値で定義され
る。

【００５６】なお、試験条件は、浴形状が深さ３．２
ｍ、半径１．９５ｍ、ランス浸漬深さ２．４ｍの取鍋条
件で、アルゴンガス流量を変化させ、上記（１）式にし
たがって攪拌動力を計算し、スラグ改質剤の反応効率η
との関係を調査した。

【００５７】攪拌ガスを吹き込む前の初期のスラグ中の
（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度は１５〜２０％であり、スラグ
改質剤としては粒径２〜１０ｍｍに造粒した金属Ａｌを
３８％含有するＡｌ灰を用いた。攪拌ガスの吹き込み時
間は１８０秒一定で比較した。

【００５８】同図に示すように、攪拌動力が４５Ｗ／ｔ
以上では、スラグ改質剤の反応効率ηが０．７〜０．８
の一定値になるが、４５Ｗ／ｔ未満では急激に減少して
おりスラグ改質剤の反応効率が低下する。

【００５９】なお、攪拌動力が４５Ｗ／ｔなるアルゴン
ガス量Ｑは、この試験条件では約０．０１Ｎｍ³ ／ｓで
あった。

【００６０】処理時間は、スラグとスラグ改質剤との反
応によって生じる白煙がなくなる時間が目安となるが、
攪拌動力が４５Ｗ／ｔ以上の条件下であれば、６０〜１
８０秒程度で十分である。

【００６１】また、スラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度
は、少なくとも１０％以下にすることが望ましい。さら
に、望ましくは、（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度を５％以下に
するとよい。

【００６２】以下に、本発明の第二の特徴である溶鋼の
清浄化処理について説明する。

【００６３】本発明の要点は、脱炭・脱酸を目的とした
１回目のＲＨ環流処理およびスラグ改質を目的としたガ
ス吹き込みによる溶鋼の攪拌を行った後に、溶鋼清浄化
処理を行う点にある。

【００６４】この溶鋼清浄化処理を行う方法として、Ｒ
Ｈ装置で環流処理を行っても良いし、弱攪拌動力でガス
吹き込みによる溶鋼の攪拌を行ってもよいことを新たに
見出した。

【００６５】なお、従来溶鋼の清浄化処理を行う方法と
して、スラグ改質を実施した後にＲＨ装置での環流処理
や弱攪拌動力でガス吹き込みによる溶鋼の攪拌がなされ
なかったのは、下記の理由があるからである。

【００６６】その理由の一つは、従来スラグ改質を行え
ば溶鋼の清浄化処理が可能であるという考えが一般的で
あったため、既に溶鋼に懸濁した多量の介在物の存在が
見過ごされたからである。

【００６７】その理由のもう一つは、溶鋼清浄化のため
にＲＨ装置で環流処理を行うと、環流時間の延長による
生産性の低下という問題があり、スラグ改質後にさらに
ＲＨ処理を行うことが困難であると判断されたからであ
る。

【００６８】本発明者らは、取鍋からタンディシュ（以
下、単にＴＤともいう）に至る溶鋼中の介在物量の挙動
を調査した結果、ＴＤへ溶鋼を注入前あるいは注入中の
静置状態の状態では多量に残存したＡｌ₂ Ｏ₃ 系介在物
が実質的にほとんど減少しないことを知見した。

【００６９】このＡｌ₂ Ｏ₃ 系介在物がほとんど減少し
ない点に着目し、スラグ改質後の溶鋼清浄化処理こそが
清浄鋼製造の要であるという視点に立って本発明を完成
するに至ったのである。

【００７０】また、ＲＨでのＡｌ脱酸処理を脱酸剤の均
一分散・溶解という機能にとどめ、短時間で脱酸処理を
行い、その余剰時間で脱酸処理後のスラグ改質処理およ
びＲＨ環流処理を行うことにより生産性が低下しないと
いう知見を新たに見出した。この溶鋼清浄化処理を目的
とした環流処理は、脱炭精錬に必要な高真空（一般には
約１３００Ｐａ以下）を必要とせず、約７０００Ｐａ前
後の真空度で十分であり、真空排気に要する蒸気等のエ
ネルギーコストは大きな増加にはならない。

【００７１】また、清浄化のための環流時間は、目指す
清浄度によって決めればよい。

【００７２】一方、ガス吹き込みによる溶鋼の攪拌を行
うと、スラグ巻き込みにより溶鋼中に介在物が増加する
とされてきたが、攪拌動力の制御で溶鋼の清浄化が可能
との新たな知見を見出した。

【００７３】図２は、溶鋼中に攪拌ガスを吹き込んだと
きの溶鋼ｔ当りの攪拌動力（Ｗ／ｔ）と介在物個数指数
との関係を示すグラフである。

【００７４】なお、横軸の攪拌動力εは、前記（１）式
から求めた。また、縦軸の介在物個数指数とは、所定の
攪拌動力で攪拌ガスの吹き込みを１８０秒間行った後の
溶鋼中の介在物個数ＮをＲＨ脱酸後の溶鋼中の介在物個
数Ｎｏで除した値（Ｎ／Ｎｏ）である。

【００７５】これらＮおよびＮｏの介在物個数は、約２
００ｇの溶鋼を金型ボンブに急冷採取した試料断面積約
６．５ｃｍ² に観察される１０μｍ以上の介在物個数を
検鏡法で測定したものである。

【００７６】図２に示すように、攪拌ガスの吹き込みに
より溶鋼の清浄化を行うには、攪拌動力が１２０Ｗ／ｔ
以下で溶鋼中にガス吹き込みを行うことにより介在物個
数が１未満となり介在物個数の減少が図れることがわか
った。

【００７７】なお、攪拌動力が１０Ｗ／ｔ未満では、同
一処理時間（この試験では１８０秒間）で溶鋼の清浄化
効果が減少するため好ましくはない。

【００７８】より好ましくは、５０〜１００Ｗ／ｔであ
る。

【００７９】上記に示したＲＨ装置で環流処理または弱
攪拌動力でガス吹き込み攪拌処理を行って清浄化処理し
た溶鋼は、タンディシュを経て連続鋳造される。

【００８０】本発明によって、スラグ中の（ＦｅＯ＋Ｍ
ｎＯ）濃度を低減させた後に、取鍋溶鋼中の清浄度を必
要なだけ確実に向上させることができる。

【００８１】

【実施例】２７０ｔの極低炭素鋼スラブをＲＨ脱ガス装
置および連続鋳造機にて製造する際に、本発明を適用し
た例および本発明の効果を確認するために試験的に実施
した従来例について述べる。

【００８２】転炉で〔Ｃ〕：０．０３〜０．０６％、
〔Ｍｎ〕：０．０１〜０．２％、〔Ｓｉ〕：０．０１〜
０．０３％、温度：１６５０℃〜１６８０℃に精錬後、
常法の転炉スラグ流出防止法を適用して取鍋に出鋼し、
流出スラグ量を溶鋼ｔあたり８〜１２ｋｇにした。

【００８３】次に、この取鍋をＲＨ装置まで搬送し、常
法にしたがって高真空度で [Ｃ] ≦０．００５％まで脱
炭を行った。脱炭末期に、固体電解質法により溶鋼中の
酸素測定を行った。所定の濃度まで脱炭した後、真空槽
内にＡｌを添加してＡｌ脱酸を行い、〔Ａｌ〕：０．０
２％〜０．０６％とした。Ａｌ添加後従来より短時間の
２４０秒間で処理を終了し、取鍋をガス吹き込み処理装
置に搬送した。その後、溶鋼中の酸素濃度から計算した
所定量のスラグ改質剤を添加した。スラグ改質剤には、
金属Ａｌを３８％含有し、ＣａＯ：６％、ＳｉＯ₂ ：２
％および残部Ａｌ₂ Ｏ₃ からなるＡｌ灰を粒径２〜１０
ｍｍにしたものを用いた。

【００８４】スラグ改質の反応促進のために溶鋼中への
吹き込みガスとしてＡｒガスを２５Ｎｌ／ｓの流量で溶
鋼中へ１８０秒間吹き込んだ。吹き込みランスには３孔
ランスを用い、浸漬深さは２．４ｍとした。そのときの
攪拌動力は、前記（１）式から計算で求め１１６Ｗ／ｔ
であった。

【００８５】その後、本発明例１では、そのままガス流
量を１０Ｎｌ／ｓまで減少させるとともに、ランス浸漬
深さを１．８ｍとして、約１２０秒間溶鋼中にアルゴン
ガスの吹き込みを実施した。そのときの攪拌動力は、前
記（１）式から計算で求め４２Ｗ／ｔであった。

【００８６】また、本発明例２では、前記攪拌動力：１
１６Ｗ／ｔで溶鋼を攪拌し、スラグ改質の反応促進を行
った後に、ＲＨ装置に戻し、真空度約７０００Ｐａ程度
の圧力で、４８０秒間の環流処理を実施した。

【００８７】その後連続鋳造機で極低炭素鋼スラブを製
造した。その際、タンディッシュで連続鋳造末期（取鍋
残鋼量が約２０〜７０ｔ）に溶鋼サンプルを採取して、
介在物量を前出の検鏡法で調査した。スラブの清浄度の
評価も、鋳片の表面から１０ｍｍまで研削し、被顕面積
１０ｃｍ² で直径１０μｍ以上の介在物個数を計数し
た。介在物個数は、ＲＨ脱酸後の介在物個数を１．０と
して指数で表示した。

【００８８】従来例１は、転炉で同様の粗脱炭を行った
後に、出鋼中にＡｌ灰のスラグ改質剤を添加して、出鋼
後のスラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度を４．８％に
し、その後ＲＨ装置にて脱炭および脱酸を行った場合で
ある。

【００８９】従来例２は、出鋼中に同様のスラグ改質を
行って出鋼後のスラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度を
９．８％にし、ＲＨ脱炭・脱酸後に、さらにスラグ改質
剤を添加して溶鋼中にアルゴンガスを吹き込むことによ
りスラグ改質をした場合である。

【００９０】このとき溶鋼中にアルゴンガスを吹き込み
は流量５０Ｎｌ／ｓ、ランスの浸漬深さ２．４ｍの条件
で１８０秒間実施した。このときの攪拌動力は、前記
（１）式から計算で求め２３２Ｗ／ｔであった。

【００９１】図３は、本発明例１および２と従来例１お
よび２のＲＨ脱酸後から鋳片スラグまでの段階毎の介在
物個数指数の推移をそれぞれ示すグラフである。

【００９２】なお、横軸に示すＢＬ後とはアルゴンガス
を吹き込み後を、ＲＨ後とはＲＨ環流処理後を、弱ＢＬ
後とはアルゴンガスを弱い攪拌動力で吹き込み後を、Ｔ
Ｄ溶鋼中とはタンディシュ内の溶鋼中をそれぞれ意味す
る。

【００９３】図３に示すように、本発明例１および２で
は、溶鋼中にガスを吹き込んだスラグ改質後には、清浄
度が悪化する。しかし、その後の溶鋼清浄化処理（ＲＨ
環流、またはアルゴンガスを弱い攪拌動力で吹き込み）
により、いずれも溶鋼の介在物個数は低下した。

【００９４】図４は、本発明例１および２と従来例１お
よび２の転炉出鋼後からＲＨ精錬終了後までのスラグ中
の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度の推移をそれぞれ示すグラフ
である。なお、横軸の精錬後とはＲＨ精錬後または弱Ｂ
Ｌ後を意味する。

【００９５】図４に示すように、従来例１では、出鋼時
に下がったスラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度は、ＲＨ
脱炭後以降約７％に上昇する。

【００９６】スラグ中の（ＦｅＯ＋ＭｎＯ）濃度がＲＨ
脱炭後以降約７％に上昇した結果、ＲＨ脱酸後にスラグ
からの溶鋼酸化反応により介在物が生じ、介在物個数指
数は前記図３に示すように低下しなかった。

【００９７】また、従来例２では、図４に示すように、
ＲＨ脱炭後に約１０％にまで上昇したスラグ中の（Ｆｅ
Ｏ＋ＭｎＯ）濃度を溶鋼中にガスを吹き込みによって３
％まで減少させている。しかし図３に示すように、この
溶鋼中にガスを吹き込みによってかえって溶鋼中介在物
個数指数は増加し、タンディッシュ内でも下げきること
ができなかった。

【００９８】

【発明の効果】本発明により、清浄度の極めて高い極低
炭素鋼の製造ができる。

【００９９】また、タンディシュ溶鋼中の介在物個数が
減少し、その結果浸漬ノズル閉塞が改善されて、鋳片の
表面欠陥も減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶鋼中に攪拌ガスを吹き込んだときの溶鋼ｔ当
りの攪拌動力（Ｗ／ｔ）とスラグ改質剤の反応効率ηと
の関係を示すグラフである。

【図２】溶鋼中に攪拌ガスを吹き込んだときの溶鋼ｔ当
りの攪拌動力（Ｗ／ｔ）と介在物個数指数との関係を示
すグラフである。

【図３】本発明例１および２と従来例１および２のＲＨ
脱酸後から鋳片スラグまでの段階毎の介在物個数指数の
推移をそれぞれ示すグラフである。

【図４】本発明例１および２と従来例１および２の転炉
出鋼後からＲＨ精錬終了後までのスラグ中の（ＦｅＯ＋
ＭｎＯ）濃度の推移をそれぞれ示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂 健司 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 BA14 CC01 CE01 CF03 DA08 EA19

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転炉から未脱酸で出鋼した溶鋼をＲＨ真
   空脱ガス装置で極低炭素域まで脱炭し、脱酸処理を行っ
   た後、連続鋳造する極低炭素鋼の製造方法において、前
   記脱酸処理後の取鍋スラグにスラグ改質剤を添加した
   後、溶鋼中にガスを吹き込むことでガス攪拌を行い、該
   ガス攪拌後にＲＨ真空脱ガス装置で溶鋼を環流すること
   を特徴とする高清浄極低炭素鋼の製造方法。
2. 【請求項２】 転炉から未脱酸で出鋼した溶鋼をＲＨ真
   空脱ガス装置で極低炭素域まで脱炭し、脱酸処理を行っ
   た後、連続鋳造する極低炭素鋼の製造方法において、前
   記脱酸処理後の取鍋スラグにスラグ改質剤を添加した
   後、溶鋼中にガスを吹き込むことでガス攪拌を行い、該
   ガス攪拌後に溶鋼中にガス吹き込む際の攪拌動力で１２
   ０Ｗ／ｔ以下の攪拌をさらに行うことを特徴とする高清
   浄極低炭素鋼の製造方法。