JP2001342514A

JP2001342514A - 高清浄度鋼およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001342514A
Application number: JP2000167087A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sato; 佐藤　　一郎; Toshihiro Irie; 敏弘入江; Kaichiro Ishido; 嘉一郎石堂; Shuhei Kitano; 修平北野
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】機械部品使用環境の過酷化の要求特性に応え
得る清浄度の高い鋼材を高コストな再溶解法によること
なく提供することである。【解決手段】アーク溶解炉または転炉にて製造された
溶鋼を取鍋に移注して精錬し、環流式真空脱ガス装置に
て脱ガスを行った後、鋳造した鋳塊を製造する鋼の製造
工程において、溶鋼を取鍋に移注する際にＡｌ、Ｓｉ等
の脱酸剤を添加することにより取鍋における精錬の前に
予め脱酸を行う高清浄度鋼の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、疲労強度、疲労寿
命や静粛性が求められる機械部品用鋼、特に転がり軸受
用鋼、等速ジョイント用鋼、ギア用鋼、トロイダル型無
段変速装置用鋼、冷間鍛造用機械構造用鋼、工具鋼、ば
ね鋼等として使用される高清浄度鋼ならびにその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】疲労強度、疲労寿命が求められる機械部
品に使用される鋼は、清浄度の高い（鋼中の非金属介在
物量の少ない）鋼であることが重要である。これらの高
清浄度鋼の製造プロセスは、アーク溶解炉又は転炉に
よる溶鋼の酸化精錬、取鍋精錬炉（ＬＦ）による還元
精錬、環流式真空脱ガス装置（ＲＨ）による環流真空
脱ガス（ＲＨ処理）、連続鋳造又は一般造塊による鋼
塊の鋳造、鋼塊の圧鍛による加工及び熱処理による製
品鋼材の工程で製造されるのが一般的である。このプロ
セスにおいて、はスクラップをアークで加熱溶解しま
たは溶銑を転炉に入れ酸化精錬を行い取鍋精錬炉に移注
する。移注時の温度はその鋼の融点よりも概ね３０℃以
上１００℃未満までの高温度に設定する。は移注した
取鍋精錬炉でＡｌ、Ｍｎ、Ｓｉ等の脱酸剤合金を投入し
て脱酸および脱硫剤による脱硫の還元精錬を行い合金成
分の調整をする。一般には取鍋精錬の処理時間は長いほ
ど効果があるとされ６０分を超す長時間であり、処理温
度も一般に融点よりも５０℃高い温度で処理する。の
ＲＨ処理は環流真空脱ガス槽で環流しながら真空脱ガス
して脱酸素、脱水素を行い、この場合溶湯の環流量は全
溶湯の５〜６倍程度で行われる。はＲＨ処理した溶湯
をタンディシュに移注して連続鋳造してブルーム、ビレ
ット、スラブなどに鋳造するか、または取鍋から溶湯を
直接鋼塊鋳型に注いで鋼塊に鋳造する。はブルーム、
ビレット、スラブなどあるいは鋼塊を、圧延または鍛造
して熱処理して鋼材とし出荷する。

【０００３】また、特に清浄度の高い鋼が要求される場
合は、上記工程において、鋳造された鋼塊を原材料とし
て、さらに真空再溶解法あるいはエレクトロスラグ再溶
解法で製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の機械
部品使用環境の過酷化により、鋼材に対する要求特性は
ますます厳しくなり、より清浄度の高い鋼材が求められ
ている。このような要求に対しては、通常上記の〜
の製造工程による生産では対応が困難となっている。ま
たこのような要求に応えるため、前述の真空再溶解法あ
るいはエレクトロスラグ再溶解法による鋼材が生産され
ているが、製造コストが極端に上昇するという問題があ
る。

【０００５】本発明は上記のような状況に鑑みてなされ
たものであり、極端なコスト上昇を回避するため、再溶
解法によることなく、清浄度の高い鋼材を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的に対し、発明者
らは高清浄度鋼の製造工程に関して鋭意検討を重ねた結
果、以下の工程により、清浄度の大幅向上が可能である
ことを見いだしたものである。

【０００７】そこで上記の課題を解決するための本発明
の手段について以下に説明する。従来アーク溶解炉又は
転炉等の精錬炉を有する工程では、アーク溶解炉又は転
炉等はもっぱら溶解及び酸化精錬が主体であり、還元期
（脱酸）は取鍋精錬炉にて行われているが、請求項１の
発明では、アーク溶解炉または転炉により溶鋼を酸化精
錬し、引き続き出鋼前の同炉中にＭｎ、Ｓｉ、Ａｌ等の
脱酸剤（これらＭｎ、Ｓｉ、Ａｌ等の合金形態は問わな
い）を溶鋼ｔ当たり２ｋｇ以上添加することによる脱酸
処理を行った後、取鍋精錬炉に移注して取鍋精錬を行
い、さらに環流式真空脱ガス装置に環流させて脱ガスを
行うことを特徴とする高清浄度鋼の製造方法である。

【０００８】請求項２の発明では、溶鋼を取鍋精錬炉に
移注する際に、移注する溶鋼の温度を溶鋼の融点より１
００℃以上高い温度、望ましくは１２０℃以上高い温
度、さらに望ましくは１５０℃以上高い温度とすること
を特徴とする請求項１の手段における高清浄度鋼の製造
方法である。

【０００９】請求項３の発明では、取鍋精錬炉における
精錬を６０分以下、望ましくは４５分以下、さらに望ま
しくは２５分以上４５分以下とし、これに続く脱ガスに
おいて通常は環流式真空脱ガス装置で溶鋼の環流量を全
溶鋼の５倍以上として行われているが、本発明では環流
式真空脱ガス装置で溶鋼の環流量を全溶鋼の８倍以上、
望ましくは１０倍以上、さらに望ましくは１５倍以上と
して脱ガスを２５分以上行うことを特徴とする請求項１
又は２記載の高清浄度鋼の製造方法である。

【００１０】請求項４の発明では、請求項１〜３に記載
のいずれか１項の手段における製造方法により製造の高
清浄度鋼である。

【００１１】請求項５の発明では、鋼中の含有酸素量は
１０ｐｐｍ以下、望ましくは鋼成分のＣ含有量がＣ＜
０．６質量％では８ｐｐｍ以下、特に望ましくはＣ≧
０．６質量％では６ｐｐｍ以下であることを特徴とする
請求項４の手段における高清浄度鋼である。

【００１２】請求項６の発明では、鋼材を酸溶解して検
出される２０μｍ以上である酸化物系介在物、例えばＡ
ｌ₂Ｏ₃の含有率が５０％以上である酸化物系介在物、が
鋼材１００ｇあたり４０個以下、望ましくは３０個以
下、さらに望ましくは２０個以下であることを特徴とす
る請求項４の手段における高清浄度鋼である。

【００１３】請求項７の発明では、例えば試験条件とし
て鋼材表面１００ｍｍ²中の最大介在物径の測定を３０
箇所において行い、極値統計により算出される３０００
０ｍｍ²における最大介在物径の予測値が６０μｍ以
下、望ましくは４０μｍ以下、さらに望ましくは２５μ
ｍ以下であることを特徴とする請求項４の手段における
高清浄度鋼である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。請求項１に係る高清浄度鋼の製造方法は次の〜
の工程からなる。

【００１５】アーク溶解炉または転炉により溶鋼を酸
化精錬し、引き続いて同炉においてＭｎ、Ｓｉ、Ａｌ等
の脱酸剤（Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌ等の合金形態は問わない）
を溶鋼ｔ当たり２ｋｇ以上添加、時にＣａＯ等の造滓剤
を同時添加することにより脱酸処理を行った後、取鍋に
移注する。このアーク溶解炉または転炉等の製鋼炉にお
ける脱酸処理が本発明において最も重要な工程であり、
従来不要とされていた取鍋精錬前の脱酸を行うことによ
り、取鍋精錬に先立って酸素量をある程度低減しておく
ことで、最終的に含有酸素量の低い鋼を得ることが可能
となる。取鍋に移注した溶鋼を取鍋精錬炉にて還元精錬及び成
分調整を行う。還元精錬、成分調整したの溶鋼を環流式真空脱ガ
ス装置により環流させて脱ガスを行うとともに、成分の
最終調整を行う。脱ガス及び成分の最終調整を行ったの溶鋼を鋳造
により鋳塊とする。得られた鋳塊に圧鍛を加えて製品形状とした後、必
要な熱処理を加えて製品鋼材とする。

【００１６】請求項２に係る高清浄度鋼の製造方法は、
上記〜の製造工程のうち、の取鍋精錬炉へ移注す
る際に、通常は溶鋼の移注温度を溶鋼の融点より５０℃
程度高くするが、本発明では溶鋼の融点より１００℃以
上、望ましくは１２０℃以上、さらに望ましくは１５０
℃以上高くするものである。これは取鍋の周囲に付着し
た地金を十分に溶鋼に溶解させること及びスラグもまた
十分に浮上させて、取鍋精錬中に地金及びスラグが剥が
れ落ちて、精錬の進んだ溶鋼に混入して含有酸素量が上
昇することを防止する目的である。

【００１７】請求項３に係る高清浄度鋼の製造方法は、
請求項１又は２の上記の工程の取鍋精錬炉での精錬に
おいて、通常６０分より長い方が効果が高いとされる精
錬時間を、６０分以下、望ましくは４５分以下、さらに
望ましくは２５分以上４５分以下とし、かつの通常は
２５分未満でよいとされる脱ガス工程、すなわち溶鋼の
環流量は全溶鋼の５倍程度で十分とされている環流脱ガ
ス装置における溶鋼の環流量を、本発明では全溶鋼の８
倍以上、望ましくは１０倍以上、より望ましくは１５倍
以上として行うことにより、２５分以上の長時間の脱ガ
スを行うものである。これは、加熱を行いながら精錬を
行う取鍋精錬の時間を必要最小限とし、加熱を行わない
脱ガス工程で酸化物系介在物の浮上分離時間を十分確保
することで、取鍋精錬炉内側の耐火物あるいはスラグか
らの汚染による、含有酸素量の上昇を防止するととも
に、２０μｍ程度以上の大型介在物の生成を防止する。
環流式真空脱ガスは特に溶鋼内にノズルを浸漬させ溶鋼
のみを環流させるため溶鋼上面のスラグは充分沈静化さ
れている。このためスラグから溶鋼への酸化物の巻き込
みは、取鍋精錬炉の還元期工程より少ない。従って予め
脱酸した溶鋼は充分な脱ガス時間をかけることにより、
比較的小さな脱酸生成物まで大きく低減させることが可
能となる。本明細書ではこの方法を短時間ＬＦ長時間Ｒ
ＨまたはＬＦ短ＲＨ長という。

【００１８】請求項４に係る鋼は、上記の請求項１〜３
のいずれか１項に記載の手段によって製造したことを特
徴とする高清浄鋼である。

【００１９】請求項５に係る鋼は、請求項４の高清浄度
鋼のうち、含有酸素量は１０ｐｐｍ以下、望ましくは鋼
成分のＣ含有量がＣ＜０．６質量％では８ｐｐｍ以下、
特に望ましくはＣ≧０．６質量％では６ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とする、特に転がり疲労寿命に優れた高清
浄度鋼である。含有酸素量の低減により、転がり疲労寿
命が向上することは一般に知られているが、本発明の方
法で製造した鋼のうち、含有酸素量１０ｐｐｍ以下、望
ましくは鋼成分のＣ含有量がＣ＜０．６質量％では８ｐ
ｐｍ以下、特に望ましくはＣ≧０．６質量％では６ｐｐ
ｍ以下である高清浄度鋼は、特に優れた転がり疲労寿命
が安定して得られる。

【００２０】請求項６に係る鋼は、請求項４の高清浄度
鋼のうち鋼材を酸溶解して検出される２０μｍ以上の大
きさである酸化物系介在物、例えばＡｌ₂Ｏ₃の含有率が
５０％以上である酸化物系介在物が、鋼材１００ｇあた
り４０個以下、望ましくは３０個以下、さらに望ましく
は２０個以下であることを特徴とする転がり疲労寿命、
疲労強度に優れた高清浄度鋼である。この鋼材の評価方
法は含有酸素量、所定体積中の最大介在物径の両方を反
映したものである。そして、疲労強度、疲労寿命、静粛
性に対しては、酸素含有量が同等の鋼においては、ある
程度大きな酸化物系介在物が有害で、特に２０μｍ以上
の大きさの酸化物系介在物が有害である。そこで、本発
明の方法で製造した鋼のうち、鋼材を酸溶解して検出さ
れる２０μｍ以上の大きさである、例えばＡｌ₂Ｏ₃の含
有率が５０％以上である、酸化物系介在物が鋼材１００
ｇあたり４０個以下、望ましくは３０個以下、特に望ま
しくは２０個以下である鋼は、優れた転がり疲労寿命と
疲労強度を兼備し、さらに静粛性に優れた高清浄度鋼で
ある。

【００２１】請求項７に係る鋼は、請求項４の高清浄度
鋼のうち、鋼材断面１００ｍｍ²中の最大介在物径の測
定を３０箇所において行い、極値統計により算出される
３００００ｍｍ²における最大介在物径の予測値が６０
μｍ以下、望ましくは４０μｍ以下、より望ましくは２
５μｍ以下であることを特徴とする、特に回転曲げ疲労
強度、繰返し応力による疲労に強い高清浄度鋼である。
繰返し応力に対する強度あるいは疲労限度は所定体積中
の最大介在物径に大きく依存することは知られており、
本出願人の出願に係る特開平１１−１９４１２１号公報
に開示するところであるが、代表的試験例として鋼材断
面１００ｍｍ²中の最大介在物径の測定を３０箇所にお
いて行い、極値統計により算出される３００００ｍｍ²
における最大介在物径の予測値が６０μｍ以下、望まし
くは４０μｍ以下、より望ましくは２５μｍ以下である
高清浄度鋼は、特に優れた疲労強度が安定して得られ
る。なお、含有酸素量１０ｐｐｍ以下、望ましくは鋼成
分のＣ含有量がＣ＜０．６質量％では８ｐｐｍ以下、特
に望ましくはＣ≧０．６質量％では６ｐｐｍ以下で、か
つ、最大介在物径の予測値が６０μｍ以下、望ましくは
４０μｍ以下、より望ましくは２５μｍ以下である、本
発明により製造される鋼は優れた転がり疲労寿命と疲労
強度を兼備した高清浄度鋼である。ところで酸溶解は非
常に時間、手間のかかる作業である、鋼材を溶かすこと
なく、ある程度の面積を顕微鏡観察し、統計的に介在物
径の最大値を予測できるこの方法は簡便であり、また、
特に引張圧縮の繰り返し応力による疲労では、破壊の危
険性のある部位に存在する介在物の最大径が、強度決定
の大きな因子であることが知られており、これを統計的
に予測できる本方法は有利である。

【００２２】

【実施例】アーク溶解炉にて酸化精錬をした後、続いて
同炉内でＡｌ、Ｓｉ等の脱酸剤を添加することにより脱
酸処理をする。この予備脱酸した溶鋼を取鍋精錬炉に移
注して取鍋精錬し、次いで環流式真空脱ガス装置にて脱
ガスを行った後、鋳造により鋳塊製造工程にて製造され
た鋼のＪＩＳＳＵＪ２鋼、ＳＣＭ４３５の１０チャー
ジの製品に含有される酸素量、極値統計による最大介在
物径予測値、スラスト型転がり寿命試験によるＬ₁₀寿命
を調査した。最大介在物径予測値はφ６５鍛伸材から試
験片を切り出し、１００ｍｍ²の観察を３０個行い、極
値統計により３００００ｍｍ²中の最大介在物径を予測
した。スラスト型転がり寿命試験は浸炭焼入焼戻しを行
ったφ６０×φ２０×８．３Ｔの試験片を使用し、最大
ヘルツ応力Ｐmax:４９００ＭPaの条件で試験を行い、Ｌ
₁₀寿命を算出した。

【００２３】表１にＳＵＪ２鋼の１０チャージの請求項
１のアーク溶解炉または転炉による酸化精錬に続いて、
同炉中において脱酸処理（本明細書では「炉内脱酸」と
称する。）する炉内脱酸のみの発明の操業例を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表２にＳＣＭ４３５鋼の１０チャージの請
求項１の炉内脱酸のみの発明の操業例を示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】表３にＳＵＪ２鋼の１０チャージの請求項
２の炉内脱酸及び高温出鋼の発明の操業例を示す。

【００２８】

【表３】

【００２９】表４にＳＣＭ４３５鋼の１０チャージの請
求項２の炉内脱酸及び高温出鋼の発明の操業例を示す。

【００３０】

【表４】

【００３１】表５にＳＵＪ２鋼の１０チャージの請求項
３の炉内脱酸及び短時間ＬＦ長時間ＲＨの発明の操業例
を示す。

【００３２】

【表５】

【００３３】表６にＳＣＭ４３５鋼の１０チャージの請
求項３の炉内脱酸及び短時間ＬＦ長時間ＲＨの発明の操
業例を示す。

【００３４】

【表６】

【００３５】表７にＳＵＪ２鋼の１０チャージの請求項
３の炉内脱酸、高温出鋼及び短時間ＬＦ長時間ＲＨの発
明の操業例を示す。

【００３６】

【表７】

【００３７】表８にＳＣＭ４３５鋼の１０チャージの請
求項３の炉内脱酸、高温出鋼及び短時間ＬＦ長時間ＲＨ
の発明の操業例を示す。

【００３８】

【表８】

【００３９】本発明と対比する従来例のＳＵＪ２の操業
例を表９に、従来例のＳＣＭ４３５の操業例を表１０に
示す。

【００４０】

【表９】

【００４１】

【表１０】

【００４２】これらの表１〜表８に見られるとおり、本
発明によるアーク溶解炉又は転炉にて製造された溶鋼
を、さらに同炉中で炉内脱酸を行った後、取鍋精錬炉に
移注して精錬を行い、さらに環流式真空脱ガス装置に環
流させて脱ガスを行ったもの、さらに炉内脱酸に組み合
わせて出鋼温度を通常操業より高温である融点＋１００
℃以上の高温出鋼とし、或いは炉内脱酸に組み合わせて
取鍋精錬炉の操業時間を短くかつ環流脱ガスのＲＨ回転
量（即ち、環流量の全溶鋼量に対する倍数）を大きくし
て脱ガスを長時間かけて充分に行うＬＦ短ＲＨ長とし、
さらには以上の全てを組み合わせた炉内脱酸と高温出鋼
とＬＦ短ＲＨ長としたものは、鋼種のＳＵＪ２、ＳＣＭ
４３５共に、製品含有酸素量も少なく、かつ、介在物２
０μｍ以上の個数も大幅に少なくなる。そして清浄度を
示す良否では、表１から表８に示すとおり、本発明の実
施例では、△のやや良い、○の良い、或いは◎の非常に
良いであり、これらは共に優れた高清浄度鋼である。こ
れに比して従来例では、表９および表１０に示すとお
り、全て×の良くない、であり、清浄度鋼といえないも
のである。なお△のやや良いは、○の良い或いは◎の非
常に良いとの比較においてやや良いとしているが、出鋼
脱酸を行わない従来の方法の×の良くないに比べると△
のやや良いは非常に優れた清浄度を有する鋼である。

【００４３】炉内脱酸を実施した各チャージにおいて、
（溶鋼の取鍋精錬炉への移注温度）−（溶鋼の融点）＝
Ｔ_SHとするとき、酸素量、最大介在物径予測値はともに
Ｔ_SHを大きくすることで低減され、清浄度が向上する。
炉内脱酸を実施したチャージについて、取鍋精錬炉にお
ける精錬時間と酸素量、最大介在物径予測値の関係で
は、精錬時間が２５分程度以上であれば酸素量、最大介
在物径予測値は十分低下するが、最大介在物径予測値に
ついては精錬時間が長くなると、むしろ大きくなってく
る。すなわち、時間が経過すると、取鍋精錬炉の耐火物
の溶損が大きくなり、かつ大気との接触による酸化等で
スラグ系の平衡が崩れ、溶存酸素のミニマムレベルを外
れるからと思われる。さらに、環流式真空脱ガス装置に
おける全溶鋼量に対する環流量と、酸素量、最大介在物
径予測値の関係では、環流量は多いほど高清浄度化の効
果が高く、１５倍以上でほぼ飽和する。

【００４４】含有酸素量、最大介在物径予測値を小さく
することで、Ｌ₁₀寿命が向上することが確認された。こ
のことから、含有酸素量、最大介在物径予測値を低減す
ることが可能となる本発明方法により製造された鋼は、
転がり疲労寿命などの疲労強度に優れていることが明ら
かとなった。

【００４５】図１は、ＳＵＪ２鋼の溶鋼の処理におい
て、アーク溶解炉または転炉により溶鋼を酸化精錬し、
引き続き出鋼前の同炉中において脱酸剤を添加して脱酸
処理を行った後、さらに取鍋精錬後に環流式真空脱ガス
を行う本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の方
法の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品中の含有酸素
量を示す。なお、図１、図３、図５においてＡ₁は請求
項１の発明である炉内脱酸のみによるものを示し、Ａ₂
は請求項２の発明である炉内脱酸及び高温出鋼によるも
のを示し、Ａ₃は請求項３の発明である炉内脱酸及び短
時間ＬＦ長時間ＲＨによるものを示し、Ａ₄は請求項３
の発明である炉内脱酸＋高温出鋼＋短時間ＬＦ長時間Ｒ
Ｈ処理によるものを示し、従は従来例によるものを示
す。

【００４６】図２は、ＳＣＭ４３５鋼の溶鋼の処理にお
いて、アーク溶解炉または転炉により溶鋼を酸化精錬
し、引き続き出鋼前の同炉中において脱酸剤を添加して
脱酸処理を行った後、さらに取鍋精錬後に環流式真空脱
ガスを行う本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例
の方法の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品中の含有
酸素量を示す。なお、図２、図４、図６においてＢ₁は
請求項１の発明である炉内脱酸のみによるものを示し、
Ｂ₂は請求項２の発明である炉内脱酸及び高温出鋼によ
るものを示し、Ｂ₃は請求項３の発明である炉内脱酸及
び短時間ＬＦ長時間ＲＨによるものを示し、Ｂ₄は請求
項３の発明である炉内脱酸＋高温出鋼＋短時間ＬＦ長時
間ＲＨ処理によるものを示し、従は炉内脱酸を行わない
従来例によるものを示す。

【００４７】図３は、ＳＵＪ２鋼の溶鋼の処理におい
て、炉内脱酸を行う本発明に係る請求項１〜３の方法
と、炉内脱酸を行わない従来例の方法の場合のそれぞれ
１０チャージ例の製品中の極値統計による最大予測介在
物径を示す。

【００４８】図４は、ＳＣＭ４３５鋼の溶鋼の処理にお
いて、炉内脱酸を行う本発明に係る請求項１〜３の方法
と、炉内脱酸を行わない従来例の方法の場合のそれぞれ
１０チャージ例の製品中の極値統計による最大予測介在
物径を示す。

【００４９】図５は、ＳＵＪ２鋼の溶鋼の処理におい
て、炉内脱酸を行う本発明に係る請求項１〜３の方法
と、炉内脱酸を行わない従来例の方法の場合のそれぞれ
１０チャージ例の製品のスラスト型転がり寿命試験によ
るＬ₁₀寿命を示す。

【００５０】図６は、ＳＣＭ４３５鋼の溶鋼の処理にお
いて、炉内脱酸を行う本発明に係る請求項１〜３の方法
と、炉内脱酸を行わない従来例の方法の場合のそれぞれ
１０チャージ例の製品のスラスト型転がり寿命試験によ
るＬ₁₀寿命を示す。

【００５１】以上の結果、ＳＵＪ２鋼、ＳＣＭ４３５鋼
共に、アーク溶解炉または転炉により溶鋼を酸化精錬
し、引き続き出鋼前の同炉中において脱酸剤を添加して
脱酸処理を行った後、取鍋精錬炉に移注して取鍋精錬を
行い、さらに環流式真空脱ガス装置に環流させて脱ガス
を行う方法により、製品含有酸素量、最大介在物径予測
値とも大幅に低減され、本発明方法により清浄度が大き
く向上し、スラスト型転がり寿命試験によるＬ₁₀寿命が
大幅に改善されていることが確認された。さらに、請求
項１の発明である炉内脱酸のみから、順次に請求項２の
発明である炉内脱酸＋高温出鋼、請求項３の発明である
炉内脱酸＋短時間ＬＦ長時間ＲＨ処理あるいは炉内脱酸
＋高温出鋼＋短時間ＬＦ長時間ＲＨ処理と、それぞれの
処理方法を加重するごとに、製品含有酸素量、最大介在
物径予測値スラスト型転がり寿命試験によるＬ₁₀寿命と
もに、大幅に改善されることが判る。

【００５２】

【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明の実施に
より、コストの非常に高い再溶解法を用いることなく、
清浄度の非常に高い鋼材を大量に提供することが可能と
なり、疲労強度、疲労寿命が求められる機械部品、特に
転がり軸受、等速ジョイント、ギア、トロイダル型無段
変速装置等に使用される高清浄度鋼が提供できるなど、
従来にない優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＵＪ２鋼の溶鋼の処理において、炉内脱酸に
よる本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の方法
の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品中の含有酸素量
を示す。

【図２】ＳＣＭ４３５鋼の溶鋼の処理において、炉内脱
酸による本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の
方法の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品中の含有酸
素量を示す。

【図３】ＳＵＪ２鋼の溶鋼の処理において、炉内脱酸を
行う本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の方法
の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品中の極値統計に
よる最大予測介在物径を示す。

【図４】ＳＣＭ４３５鋼の溶鋼の処理において、炉内脱
酸を行う本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の
方法の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品中の極値統
計による最大予測介在物径を示す。

【図５】ＳＵＪ２鋼の溶鋼の処理において、炉内脱酸を
行う本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の方法
の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品のスラスト型転
がり寿命試験によるＬ₁₀寿命を示す。

【図６】ＳＣＭ４３５鋼の溶鋼の処理において、炉内脱
酸を行う本発明の方法と、炉内脱酸を行わない従来例の
方法の場合のそれぞれ１０チャージ例の製品のスラスト
型転がり寿命試験によるＬ₁₀寿命を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｚ (72)発明者石堂嘉一郎兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地山陽特殊製鋼株式会社内 (72)発明者北野修平兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地山陽特殊製鋼株式会社内Ｆターム(参考） 4K013 AA07 BA07 BA08 BA14 CA03 CD02 CE02 CF12 CF13 DA03 DA05 DA12 EA19 EA28 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アーク溶解炉または転炉により溶鋼を酸
化精錬し、引き続き出鋼前の同炉中において脱酸剤を添
加して脱酸処理を行った後、取鍋精錬炉に移注して取鍋
精錬を行い、さらに環流式真空脱ガス装置に環流させて
脱ガスを行うことを特徴とする高清浄度鋼の製造方法。
【請求項２】溶鋼を取鍋精錬炉に移注する際に、移注
する溶鋼の温度を溶鋼の融点より１００℃以上高い温度
とすることを特徴とする請求項１記載の高清浄度鋼の製
造方法。
【請求項３】取鍋精錬炉における精錬を６０分以下と
し、かつ、環流式真空脱ガス装置による脱ガスを２５分
以上行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の高清
浄度鋼の製造方法。
【請求項４】請求項１〜３に記載のいずれか１項の製
造方法により製造の高清浄度鋼。
【請求項５】鋼中の含有酸素量は１０ｐｐｍ以下であ
ることを特徴とする請求項４記載の高清浄度鋼。
【請求項６】鋼材を酸溶解して検出される２０μｍ以
上の大きさである酸化物系介在物が鋼材１００ｇあたり
４０個以下であることを特徴とする請求項４記載の高清
浄度鋼。
【請求項７】極値統計により算出される３００００ｍ
ｍ²における最大介在物径の予測値が６０μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項４記載の高清浄度鋼。