JP2002097513A - 高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法 - Google Patents
高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法Info
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- JP2002097513A JP2002097513A JP2000282857A JP2000282857A JP2002097513A JP 2002097513 A JP2002097513 A JP 2002097513A JP 2000282857 A JP2000282857 A JP 2000282857A JP 2000282857 A JP2000282857 A JP 2000282857A JP 2002097513 A JP2002097513 A JP 2002097513A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、溶鋼が高Ｓｉであっても、Ａｌ濃度
を非常に狭い範囲に調整可能な高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃
度調整方法を提供することを目的としている。 【解決手段】取鍋に保持した高Ｓｉ含有溶鋼を、ＲＨ真
空脱ガス槽でＡｌ源を添加して処理し、Ａｌ濃度を調整
するに際して、脱ガス処理前に予め取鍋内スラグのＦｅ
Ｏ及びＡｌ2Ｏ3濃度を分析し、その分析値から下記式に
基づきＡｌ源の添加歩留りを予測し、その予測した歩留
りからＡｌ源の添加量を定めると共に、該添加量のＡｌ
源を脱ガス処理で溶鋼中のＳｉＯ2の浮上を図る浮上処
理期間の経過後に前記溶鋼中に添加する。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａ
ｌ2Ｏ3））＋ｂ ここで，（ＦｅＯ）：取鍋内スラグのＦｅＯ濃度（質量
％） （Ａｌ2Ｏ3）：取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度（質量％） ａ，ｂ：鋼種、設備等で決まる定数
を非常に狭い範囲に調整可能な高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃
度調整方法を提供することを目的としている。 【解決手段】取鍋に保持した高Ｓｉ含有溶鋼を、ＲＨ真
空脱ガス槽でＡｌ源を添加して処理し、Ａｌ濃度を調整
するに際して、脱ガス処理前に予め取鍋内スラグのＦｅ
Ｏ及びＡｌ2Ｏ3濃度を分析し、その分析値から下記式に
基づきＡｌ源の添加歩留りを予測し、その予測した歩留
りからＡｌ源の添加量を定めると共に、該添加量のＡｌ
源を脱ガス処理で溶鋼中のＳｉＯ2の浮上を図る浮上処
理期間の経過後に前記溶鋼中に添加する。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａ
ｌ2Ｏ3））＋ｂ ここで，（ＦｅＯ）：取鍋内スラグのＦｅＯ濃度（質量
％） （Ａｌ2Ｏ3）：取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度（質量％） ａ，ｂ：鋼種、設備等で決まる定数
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高Ｓｉ含有溶鋼の
Ａｌ濃度調整方法に係わり、詳しくは、方向性電磁鋼板
の基になる高Ｓｉ含有溶鋼を溶製するに際して、含有さ
せるＡｌを狭い濃度範囲に的中させる技術である。
Ａｌ濃度調整方法に係わり、詳しくは、方向性電磁鋼板
の基になる高Ｓｉ含有溶鋼を溶製するに際して、含有さ
せるＡｌを狭い濃度範囲に的中させる技術である。
【０００２】
【従来の技術】変圧器や発電機の鉄心材料として使用さ
れる高Ｓｉ（通常、１重量％以上）の方向性電磁鋼板
は、最も重要な特性として、高磁束密度、且つ低鉄損で
あることを要求される。そのためには、該方向性電磁鋼
板の製造時に、結晶方位をゴス方位と呼ばれる状態にす
る必要がある。つまり、｛１００｝面を＜００１＞方位
に高度に集積させるのである。
れる高Ｓｉ（通常、１重量％以上）の方向性電磁鋼板
は、最も重要な特性として、高磁束密度、且つ低鉄損で
あることを要求される。そのためには、該方向性電磁鋼
板の製造時に、結晶方位をゴス方位と呼ばれる状態にす
る必要がある。つまり、｛１００｝面を＜００１＞方位
に高度に集積させるのである。
【０００３】このような二次再結晶の集積を促進させる
ためには、一次再結晶の成長を選択的に抑制するインヒ
ビターと呼ばれる析出分散相を、鋼中に均一且つ適正な
サイズで形成させるのが一般的である。このインヒビタ
ーの一つにＡｌＮがある。ＡｌＮを前記インヒビターと
して働かせるには、溶鋼段階で鋼中のＡｌ及びＮ濃度を
ある範囲内に調整する必要がある。その範囲をわずかで
もはずれると、これらの元素は有害元素としてふるま
い、前記特性が劣化することになるからである。
ためには、一次再結晶の成長を選択的に抑制するインヒ
ビターと呼ばれる析出分散相を、鋼中に均一且つ適正な
サイズで形成させるのが一般的である。このインヒビタ
ーの一つにＡｌＮがある。ＡｌＮを前記インヒビターと
して働かせるには、溶鋼段階で鋼中のＡｌ及びＮ濃度を
ある範囲内に調整する必要がある。その範囲をわずかで
もはずれると、これらの元素は有害元素としてふるま
い、前記特性が劣化することになるからである。
【０００４】現在、この高Ｓｉ含有溶鋼は、転炉出鋼後
の該溶鋼をＲＨ真空脱ガス槽を用いて減圧下でＡｌ源を
投入して、Ａｌ濃度の調整を行なっている。
の該溶鋼をＲＨ真空脱ガス槽を用いて減圧下でＡｌ源を
投入して、Ａｌ濃度の調整を行なっている。
【０００５】例えば、特開平８−１２０３２０号公報
は、「二次精錬で溶鋼へキャリア・ガスを用いたインジ
ェクションでＡｌを添加するにあたり、下記式に従いＡ
ｌ添加量を求める」技術を提案している。
は、「二次精錬で溶鋼へキャリア・ガスを用いたインジ
ェクションでＡｌを添加するにあたり、下記式に従いＡ
ｌ添加量を求める」技術を提案している。
【０００６】Ａｌ投入量＝（Ａｌ2−Ａｌ1−ＡｌL1）×
Ｍ／ＣAl Ａｌ2＝Ａｌ3−ＡｌL2 ただし、Ａｌ1：インジェクション前実績値 Ａｌ2：インジェクション処理後ねらい値 Ａｌ3：成品中心値 ＡｌL1：インジェクション処理中Ａｌロス量 ＡｌL2：インジェクション処理から連続鋳造工程でのＡ
ｌロス量 Ｍ：溶鋼量 ＣAl：合金鉄中のＡｌ品位 しかしながら、Ａｌは非常に酸化し易い元素であり、他
の溶製条件の変化で酸化物としてスラグに容易に移行し
てしまい、上記技術を利用しても、溶鋼のＡｌを狭い濃
度範囲に精度良く安定して調整することが非常に難しい
状況にあった。
Ｍ／ＣAl Ａｌ2＝Ａｌ3−ＡｌL2 ただし、Ａｌ1：インジェクション前実績値 Ａｌ2：インジェクション処理後ねらい値 Ａｌ3：成品中心値 ＡｌL1：インジェクション処理中Ａｌロス量 ＡｌL2：インジェクション処理から連続鋳造工程でのＡ
ｌロス量 Ｍ：溶鋼量 ＣAl：合金鉄中のＡｌ品位 しかしながら、Ａｌは非常に酸化し易い元素であり、他
の溶製条件の変化で酸化物としてスラグに容易に移行し
てしまい、上記技術を利用しても、溶鋼のＡｌを狭い濃
度範囲に精度良く安定して調整することが非常に難しい
状況にあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、溶鋼が高Ｓｉであっても、Ａｌ濃度を非常に狭
い範囲に調整可能な高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法
を提供することを目的としている。
に鑑み、溶鋼が高Ｓｉであっても、Ａｌ濃度を非常に狭
い範囲に調整可能な高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
成するため鋭意研究し、その成果を本発明に具現化し
た。
【０００９】すなわち、本発明は、取鍋に保持した高Ｓ
ｉ含有溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス槽でＡｌ源を添加して処
理し、Ａｌ濃度を調整するに際して、脱ガス処理前に予
め取鍋内スラグのＦｅＯ及びＡｌ2Ｏ3濃度を分析し、そ
の分析値から下記式に基づきＡｌ源の添加歩留りを予測
し、その予測した歩留りからＡｌ源の添加量を定めると
共に、該添加量のＡｌ源を脱ガス処理で溶鋼中のＳｉＯ
2の浮上を図る浮上処理期間の経過後に前記溶鋼中に添
加することを特徴とする高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整
方法である。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａ
ｌ2Ｏ3））＋ｂ ここで，（ＦｅＯ）：取鍋内スラグのＦｅＯ濃度（質量
％） （Ａｌ2Ｏ3）：取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度（質量％） ａ，ｂ：鋼種、設備等で決まる定数 その際、前記ＳｉＯ2の浮上処理期間は、脱ガス処理開
始から取鍋内の全溶鋼が脱ガス槽との間で１回環流する
に要する時間の７倍以上であることが好ましい。また、
前記Ａｌ源を、金属アルミニウムとするのが良い。
ｉ含有溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス槽でＡｌ源を添加して処
理し、Ａｌ濃度を調整するに際して、脱ガス処理前に予
め取鍋内スラグのＦｅＯ及びＡｌ2Ｏ3濃度を分析し、そ
の分析値から下記式に基づきＡｌ源の添加歩留りを予測
し、その予測した歩留りからＡｌ源の添加量を定めると
共に、該添加量のＡｌ源を脱ガス処理で溶鋼中のＳｉＯ
2の浮上を図る浮上処理期間の経過後に前記溶鋼中に添
加することを特徴とする高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整
方法である。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａ
ｌ2Ｏ3））＋ｂ ここで，（ＦｅＯ）：取鍋内スラグのＦｅＯ濃度（質量
％） （Ａｌ2Ｏ3）：取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度（質量％） ａ，ｂ：鋼種、設備等で決まる定数 その際、前記ＳｉＯ2の浮上処理期間は、脱ガス処理開
始から取鍋内の全溶鋼が脱ガス槽との間で１回環流する
に要する時間の７倍以上であることが好ましい。また、
前記Ａｌ源を、金属アルミニウムとするのが良い。
【００１０】本発明によれば、Ａｌの添加歩留りを予測
してその添加量を定めると共に、溶鋼中に存在するＳｉ
Ｏ2がほとんどスラグに移行してから、Ａｌ源を溶鋼に
添加するようにしたので、ＳｉＯ2やスラグ中のＦｅＯ
及びＡｌ2Ｏ3に邪魔されることなく溶鋼中へのＡｌが溶
解するようになる。すなわち、これら成分によるＡｌの
酸化を防止した状態で、Ａｌの添加ができるようにな
る。その結果、従来に比べて、溶鋼のＡｌ濃度が目標値
から狭い範囲に歩留まるようになる。
してその添加量を定めると共に、溶鋼中に存在するＳｉ
Ｏ2がほとんどスラグに移行してから、Ａｌ源を溶鋼に
添加するようにしたので、ＳｉＯ2やスラグ中のＦｅＯ
及びＡｌ2Ｏ3に邪魔されることなく溶鋼中へのＡｌが溶
解するようになる。すなわち、これら成分によるＡｌの
酸化を防止した状態で、Ａｌの添加ができるようにな
る。その結果、従来に比べて、溶鋼のＡｌ濃度が目標値
から狭い範囲に歩留まるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、発明をなすに至った経緯を
交え、本発明の実施の形態を説明する。
交え、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】まず、ＲＨ真空脱ガス槽を用いた従来の溶
鋼中Ａｌ濃度の調整方法を説明する。
鋼中Ａｌ濃度の調整方法を説明する。
【００１３】ＲＨ真空脱ガス槽１は、図２に示すよう
に、２本の浸漬管２を介して溶鋼３を吸い上げたり、降
下させて、取鍋４内の溶鋼３を脱ガス槽１と取鍋４間で
環流（循環）し、減圧した雰囲気にある溶鋼３から脱ガ
スする作用をする。その際、溶鋼３の脱炭も行なった
り、あるいは各種成分源５を添加し、溶鋼３の成分調整
も行なわれる。
に、２本の浸漬管２を介して溶鋼３を吸い上げたり、降
下させて、取鍋４内の溶鋼３を脱ガス槽１と取鍋４間で
環流（循環）し、減圧した雰囲気にある溶鋼３から脱ガ
スする作用をする。その際、溶鋼３の脱炭も行なった
り、あるいは各種成分源５を添加し、溶鋼３の成分調整
も行なわれる。
【００１４】高Ｓｉ溶鋼のＡｌ濃度を調整する場合に
も、従来よりこのＲＨ真空脱ガス槽１が用いられてお
り、転炉内及び／又は出鋼中に添加されるＳｉ源、脱ガ
ス処理中に添加されるＡｌ源の順で、溶鋼３に添加され
ている。ところが、前記したように、高Ｓｉ含有鋼の場
合には、Ａｌ濃度の狭幅な（高精度な）調整を難しくす
るという問題が生じていた。つまり、方向性電磁鋼板用
の溶鋼３とするには、目標Ａｌ濃度に対して、±１０ｐ
ｐｍの精度で調整するのが理想であるが、それが達成で
きていなかった。
も、従来よりこのＲＨ真空脱ガス槽１が用いられてお
り、転炉内及び／又は出鋼中に添加されるＳｉ源、脱ガ
ス処理中に添加されるＡｌ源の順で、溶鋼３に添加され
ている。ところが、前記したように、高Ｓｉ含有鋼の場
合には、Ａｌ濃度の狭幅な（高精度な）調整を難しくす
るという問題が生じていた。つまり、方向性電磁鋼板用
の溶鋼３とするには、目標Ａｌ濃度に対して、±１０ｐ
ｐｍの精度で調整するのが理想であるが、それが達成で
きていなかった。
【００１５】そこで、発明者は、その原因について鋭意
研究を行ない、まず、転炉内又は出鋼中に大量に添加さ
れたＳｉがＳｉＯ2として溶鋼３中に存在し、これがＡ
ｌを酸化する酸素源となってＡｌの添加歩留りを不安定
にし、Ａｌ濃度の狭幅な調整を難しくするという結論を
得た。そして、Ａｌ歩留りが不安定になる原因が溶鋼３
中に大量に存在する珪素介在物であるなら、この介在物
を浮上させた後にＡｌを添加すれば、Ａｌ歩留りは安定
すると考え、真空脱ガス処理中におけるＳｉＯ 2浮上の
ための浮上処理期間経過後にＡｌ源を添加するのが良い
と考えた。また、このＳｉＯ2浮上のための浮上処理期
間は、溶鋼中に懸濁しているＳｉＯ2を分析することで
求められる。つまり、脱ガス処理中の溶鋼サンプリング
を行なってＳｉ濃度が一定の値に安定した時、浮上処理
が完了したとみることができ、この間をＳｉＯ2浮上の
ための浮上処理期間とするのである。この浮上処理期間
は、使用している脱ガス装置の大きさや能力別処理溶鋼
量毎に予め調査しておくことでも、設定することができ
る。また、ＳｉＯ2浮上に要する浮上処理の時間から設
定することもできる。発明者らは、このＳｉＯ2浮上に
要する浮上処理の時間を調査した。
研究を行ない、まず、転炉内又は出鋼中に大量に添加さ
れたＳｉがＳｉＯ2として溶鋼３中に存在し、これがＡ
ｌを酸化する酸素源となってＡｌの添加歩留りを不安定
にし、Ａｌ濃度の狭幅な調整を難しくするという結論を
得た。そして、Ａｌ歩留りが不安定になる原因が溶鋼３
中に大量に存在する珪素介在物であるなら、この介在物
を浮上させた後にＡｌを添加すれば、Ａｌ歩留りは安定
すると考え、真空脱ガス処理中におけるＳｉＯ 2浮上の
ための浮上処理期間経過後にＡｌ源を添加するのが良い
と考えた。また、このＳｉＯ2浮上のための浮上処理期
間は、溶鋼中に懸濁しているＳｉＯ2を分析することで
求められる。つまり、脱ガス処理中の溶鋼サンプリング
を行なってＳｉ濃度が一定の値に安定した時、浮上処理
が完了したとみることができ、この間をＳｉＯ2浮上の
ための浮上処理期間とするのである。この浮上処理期間
は、使用している脱ガス装置の大きさや能力別処理溶鋼
量毎に予め調査しておくことでも、設定することができ
る。また、ＳｉＯ2浮上に要する浮上処理の時間から設
定することもできる。発明者らは、このＳｉＯ2浮上に
要する浮上処理の時間を調査した。
【００１６】その調査は、溶鋼３の環流量Ｑを表わす下
記（２）式を用いて、取鍋内の溶鋼３の全量が脱ガス槽
との間で一回の還流をするに要する時間Ｈを（１）式で
求め、環流回数（環流時間の何倍の時間であるか）と溶
鋼中のＳｉ濃度との関係を求めることで行なわれた。得
られた結果を図３に示す。なお、図３で、［Ｓｉ％］は
各時間での溶鋼のＳｉ濃度であり、［Ｓｉ％］fは処理
後の値である。
記（２）式を用いて、取鍋内の溶鋼３の全量が脱ガス槽
との間で一回の還流をするに要する時間Ｈを（１）式で
求め、環流回数（環流時間の何倍の時間であるか）と溶
鋼中のＳｉ濃度との関係を求めることで行なわれた。得
られた結果を図３に示す。なお、図３で、［Ｓｉ％］は
各時間での溶鋼のＳｉ濃度であり、［Ｓｉ％］fは処理
後の値である。
【００１７】 Ｈ＝Ｗ／Ｑ ……（１） Ｑ＝（１１．４Ｇ1/3Ｄ4/3（ｌｎＰ1／Ｐ2）1/3）……（２） ここで、Ｈ：全溶鋼が一回の環流に要する時間（分） Ｑ：環流量（トン／分） Ｗ：処理溶鋼の全量（トン） Ｇ：環流ガス量（リットル（標準状態）／分） Ｄ：浸漬管の内径（メートル） Ｐ1：大気圧力（Ｐａ） Ｐ2：槽内圧力（Ｐａ） ＳｉＯ2介在物もＳｉとして分析されるため、図３よ
り、脱ガス処理の開始から溶鋼を７回還流（（７×Ｈ）
分後）すれば、溶鋼３中のＳｉ濃度に変化がなくなる。
このことは、、溶鋼３中のＳｉＯ2がほぼ全量浮上し、
スラグ７にトラップされたことを意味している。
り、脱ガス処理の開始から溶鋼を７回還流（（７×Ｈ）
分後）すれば、溶鋼３中のＳｉ濃度に変化がなくなる。
このことは、、溶鋼３中のＳｉＯ2がほぼ全量浮上し、
スラグ７にトラップされたことを意味している。
【００１８】従って、発明者は、溶鋼が７回環流した状
態になってからＡｌ源を溶鋼に添加すれば、溶鋼のＡｌ
濃度は目標値から大きく変動することはないと考え、こ
の考えを本発明の１つの要件としたのである。
態になってからＡｌ源を溶鋼に添加すれば、溶鋼のＡｌ
濃度は目標値から大きく変動することはないと考え、こ
の考えを本発明の１つの要件としたのである。
【００１９】一方、従来より、Ａｌ歩留りへ影響を及ぼ
す要因は、スラグの酸化度（酸素含有量の多さ）にある
と考えられていた。スラグが含有するＦｅＯ量（以下、
ＦｅＯ濃度という）と溶鋼へのＡｌ添加歩留りがおおよ
そ比例関係にあったからである。そのため、溶鋼へ添加
するＡｌ源の量は、スラグ中のＦｅＯ濃度と強い相関関
係のある転炉出鋼時の溶鋼中酸素濃度を測定して、スラ
グ中のＦｅＯ濃度を求め、その値からＡｌ添加歩留りを
予測して定められていた。しかしながら、スラグ中のＦ
ｅＯ濃度とＡｌ添加歩留りとの関係は、前記したように
精度が今一歩満足できるものでなく、もっと精度の良い
別の指標が望まれれていた。
す要因は、スラグの酸化度（酸素含有量の多さ）にある
と考えられていた。スラグが含有するＦｅＯ量（以下、
ＦｅＯ濃度という）と溶鋼へのＡｌ添加歩留りがおおよ
そ比例関係にあったからである。そのため、溶鋼へ添加
するＡｌ源の量は、スラグ中のＦｅＯ濃度と強い相関関
係のある転炉出鋼時の溶鋼中酸素濃度を測定して、スラ
グ中のＦｅＯ濃度を求め、その値からＡｌ添加歩留りを
予測して定められていた。しかしながら、スラグ中のＦ
ｅＯ濃度とＡｌ添加歩留りとの関係は、前記したように
精度が今一歩満足できるものでなく、もっと精度の良い
別の指標が望まれれていた。
【００２０】そこで、発明者は、この指標を見出すた
め、過去の操業データを鋭意解析し、Ａｌ添加歩留りに
は、スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度も影響していることを見出
した。つまり、過去の操業データの解析過程で、スラグ
のＦｅＯ濃度及びＡｌ2Ｏ3濃度を用いて、（ＦｅＯ）／
２．１）−（Ａｌ2Ｏ3）なる指標を作成し、Ａｌ歩留り
との関係を整理したところ、下記（３）式で示すよう
に、高精度で負の相関関係が得られたのである。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａｌ2Ｏ3））＋ｂ （ ３） 一般に、添加したＡｌとスラグのＦｅＯ濃度との間に
は、下記反応が成立する。
め、過去の操業データを鋭意解析し、Ａｌ添加歩留りに
は、スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度も影響していることを見出
した。つまり、過去の操業データの解析過程で、スラグ
のＦｅＯ濃度及びＡｌ2Ｏ3濃度を用いて、（ＦｅＯ）／
２．１）−（Ａｌ2Ｏ3）なる指標を作成し、Ａｌ歩留り
との関係を整理したところ、下記（３）式で示すよう
に、高精度で負の相関関係が得られたのである。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａｌ2Ｏ3））＋ｂ （ ３） 一般に、添加したＡｌとスラグのＦｅＯ濃度との間に
は、下記反応が成立する。
【００２１】３ＦｅＯ＋２Ａｌ＝３Ｆｅ＋Ａｌ2Ｏ3 この反応は、ＦｅＯが３ｍｏｌに対してＡｌ2Ｏ3が１ｍ
ｏｌ生成し、質量に換算すると、ＦｅＯが２１６ｇでＡ
ｌ2Ｏ3が１０２ｇなので、反応量の質量比は、ＦｅＯ／
Ａｌ2Ｏ3＝２.１：１となる。従って、この関係から、
Ａｌの上記（３）式による進み易さは、単位に質量％を
用いると、（ＦｅＯ）／２．１−（Ａｌ 2Ｏ3）で表され
ると考えられる。なお、このＡｌの酸化反応は、スラグ
のＦｅＯ濃度が高く、Ａｌ2Ｏ3濃度が低い程進行し易い
ことを示唆している。前記した（ＦｅＯ）／２．１−
（Ａｌ2Ｏ3）なる指標は、ＦｅＯとＡｌ2Ｏ3の正負符号
が反対で、Ａｌの酸化反応をまさに反映しており、妥当
なものである。
ｏｌ生成し、質量に換算すると、ＦｅＯが２１６ｇでＡ
ｌ2Ｏ3が１０２ｇなので、反応量の質量比は、ＦｅＯ／
Ａｌ2Ｏ3＝２.１：１となる。従って、この関係から、
Ａｌの上記（３）式による進み易さは、単位に質量％を
用いると、（ＦｅＯ）／２．１−（Ａｌ 2Ｏ3）で表され
ると考えられる。なお、このＡｌの酸化反応は、スラグ
のＦｅＯ濃度が高く、Ａｌ2Ｏ3濃度が低い程進行し易い
ことを示唆している。前記した（ＦｅＯ）／２．１−
（Ａｌ2Ｏ3）なる指標は、ＦｅＯとＡｌ2Ｏ3の正負符号
が反対で、Ａｌの酸化反応をまさに反映しており、妥当
なものである。
【００２２】発明者は、この（３）式の関係を用いれ
ば、従来より精度の良いＡｌの添加ができると考えた。
しかしながら、スラグのＦｅＯ濃度は、溶鋼中酸素濃度
で迅速に予測できるが、Ａｌ2Ｏ3濃度は転炉で使用され
る石灰等の副原料の種類、使用量によって変化するた
め、予測が難しい。そこで、スラグを実際にＲＨ真空脱
ガス槽１で処理する前に取鍋４から試料を採取し、迅速
にＦｅＯ及びＡｌ2Ｏ3を分析してから、前記（３）式を
用いてＡｌの歩留りを予測することにし、このことを先
の要件（ＳｉＯ2の完全浮上）に加えることで本発明を
完成させたのである。なお、この予測した歩留りを用い
れば、以下のようにしてＡｌの添加量が決定でき
（（４）式参照）、従来より、Ａｌの狭幅調整ができる
ようになる。 Ａｌ投入量（ｋｇ／ｔ）＝（Ａｌ目標（％）／Ａｌ歩留り％）×（１０００００ ／Ａｌ純度（％）） （４） また、前記（３）式の定数であるａ，ｂは、鋼種、設備
等で変化するため、予め実験等により求めておけば良
く、設備とは、使用する取鍋の大きさ、ＲＨ脱ガス槽の
還流能力等をさす。
ば、従来より精度の良いＡｌの添加ができると考えた。
しかしながら、スラグのＦｅＯ濃度は、溶鋼中酸素濃度
で迅速に予測できるが、Ａｌ2Ｏ3濃度は転炉で使用され
る石灰等の副原料の種類、使用量によって変化するた
め、予測が難しい。そこで、スラグを実際にＲＨ真空脱
ガス槽１で処理する前に取鍋４から試料を採取し、迅速
にＦｅＯ及びＡｌ2Ｏ3を分析してから、前記（３）式を
用いてＡｌの歩留りを予測することにし、このことを先
の要件（ＳｉＯ2の完全浮上）に加えることで本発明を
完成させたのである。なお、この予測した歩留りを用い
れば、以下のようにしてＡｌの添加量が決定でき
（（４）式参照）、従来より、Ａｌの狭幅調整ができる
ようになる。 Ａｌ投入量（ｋｇ／ｔ）＝（Ａｌ目標（％）／Ａｌ歩留り％）×（１０００００ ／Ａｌ純度（％）） （４） また、前記（３）式の定数であるａ，ｂは、鋼種、設備
等で変化するため、予め実験等により求めておけば良
く、設備とは、使用する取鍋の大きさ、ＲＨ脱ガス槽の
還流能力等をさす。
【００２３】
【実施例】方向性電磁鋼板を製造するため、Ｃ：０．０
３〜０．１０重量％、Ｓｉ：１．５〜５．０重量％、Ｍ
ｎ：０．０４〜０．１５重量％を含む高Ｓｉ含有溶鋼
を、図２に示したＲＨ真空脱ガス槽１で溶製した。１回
の溶製で処理した溶鋼量は２００トンである。
３〜０．１０重量％、Ｓｉ：１．５〜５．０重量％、Ｍ
ｎ：０．０４〜０．１５重量％を含む高Ｓｉ含有溶鋼
を、図２に示したＲＨ真空脱ガス槽１で溶製した。１回
の溶製で処理した溶鋼量は２００トンである。
【００２４】予め転炉（図示せず）でＳｉ濃度を調整し
てから出鋼した溶鋼を２００トン取鍋に受鋼した。そし
て、スラグ３.０トンを取鍋４に装入し、該取鍋４から
スラグの分析試料を採取して分析する一方で、取鍋４を
ＲＨ真空脱ガス槽１にセットした。直ちに、ＲＨ真空脱
ガス槽１の内部雰囲気を４０ｔｏｒｒに減圧し、環流ガ
ス６を流して溶鋼３を脱ガス槽１に吸引し、環流を開始
した。その後は、作業者がコンピュータにより前記
（１）〜（２）式に基き、環流時間Ｈを求め、脱ガス開
始からの経過時間が７Ｈを超えてから、純度の低い金属
アルミニウムを溶鋼面上に投入した。なお、溶鋼３の目
標Ａｌ濃度は、０．０１０〜０．０３０質量％の範囲
で、処理毎に変更したが、Ａｌの添加量は、前記した本
発明に係る方法により決定した。図１は、当該溶鋼及び
設備を使用して求めたスラグのＦｅＯ濃度及びＡｌ2Ｏ3
濃度と溶鋼へ添加したＡｌの歩留りとの関係を示したも
ので、前記（３）式は、下記のごとき（３）’式となっ
た。 Ａｌ歩留り（％）＝−１．００７７×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａｌ2Ｏ3）） ＋６２．２６７ （３）’ スラグ分析の結果、例えば、スラグのＦｅＯ濃度が４．
５６質量％、Ａｌ2Ｏ3濃度が２．４質量％の場合には、
（３）’式から予測Ａｌ添加歩留りは６２．５％とな
る。添加する金属アルミニウムの純度が９４質量％であ
り、目標Ａｌ濃度を０．０３０質量％とすると、前記
（４）式よりＡｌの添加量は５．１ｋｇ／ｔになる。
てから出鋼した溶鋼を２００トン取鍋に受鋼した。そし
て、スラグ３.０トンを取鍋４に装入し、該取鍋４から
スラグの分析試料を採取して分析する一方で、取鍋４を
ＲＨ真空脱ガス槽１にセットした。直ちに、ＲＨ真空脱
ガス槽１の内部雰囲気を４０ｔｏｒｒに減圧し、環流ガ
ス６を流して溶鋼３を脱ガス槽１に吸引し、環流を開始
した。その後は、作業者がコンピュータにより前記
（１）〜（２）式に基き、環流時間Ｈを求め、脱ガス開
始からの経過時間が７Ｈを超えてから、純度の低い金属
アルミニウムを溶鋼面上に投入した。なお、溶鋼３の目
標Ａｌ濃度は、０．０１０〜０．０３０質量％の範囲
で、処理毎に変更したが、Ａｌの添加量は、前記した本
発明に係る方法により決定した。図１は、当該溶鋼及び
設備を使用して求めたスラグのＦｅＯ濃度及びＡｌ2Ｏ3
濃度と溶鋼へ添加したＡｌの歩留りとの関係を示したも
ので、前記（３）式は、下記のごとき（３）’式となっ
た。 Ａｌ歩留り（％）＝−１．００７７×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａｌ2Ｏ3）） ＋６２．２６７ （３）’ スラグ分析の結果、例えば、スラグのＦｅＯ濃度が４．
５６質量％、Ａｌ2Ｏ3濃度が２．４質量％の場合には、
（３）’式から予測Ａｌ添加歩留りは６２．５％とな
る。添加する金属アルミニウムの純度が９４質量％であ
り、目標Ａｌ濃度を０．０３０質量％とすると、前記
（４）式よりＡｌの添加量は５．１ｋｇ／ｔになる。
【００２５】このようにして、溶鋼の目標Ａｌ濃度を
０．０１０〜０．０３０質量％の範囲で変更し、多数チ
ャージの処理を行なった後、処理結果を、実績Ａｌ濃度
と目標濃度との差の出現頻度で評価して図４に示す。な
お、本発明との効果を比較するため、従来のＡｌ添加方
法（脱ガス処理開始から連続的にＡｌ源を添加する）で
も処理を行い、その結果も図４に示してあた。図４よ
り、本発明によれば、溶鋼３中のＡｌ濃度が目標値に対
して±１０ｐｐｍで調整されたことが明らかである。ま
た、脱ガス処理後の溶鋼中のＮ濃度は、１００ｐｐｍで
あり、ＡｌＮを形成するに十分な量であった。ちなみ
に、得られた溶鋼の組成例を表１に示しておく。
０．０１０〜０．０３０質量％の範囲で変更し、多数チ
ャージの処理を行なった後、処理結果を、実績Ａｌ濃度
と目標濃度との差の出現頻度で評価して図４に示す。な
お、本発明との効果を比較するため、従来のＡｌ添加方
法（脱ガス処理開始から連続的にＡｌ源を添加する）で
も処理を行い、その結果も図４に示してあた。図４よ
り、本発明によれば、溶鋼３中のＡｌ濃度が目標値に対
して±１０ｐｐｍで調整されたことが明らかである。ま
た、脱ガス処理後の溶鋼中のＮ濃度は、１００ｐｐｍで
あり、ＡｌＮを形成するに十分な量であった。ちなみ
に、得られた溶鋼の組成例を表１に示しておく。
【００２６】
【表１】
【００２７】上記実施例では、溶鋼として電磁鋼板用の
ものを使用したが、本発明はそれに限らず、高Ｓｉであ
れば如何なる鋼材の溶鋼にも適用できることは言うまで
もない。
ものを使用したが、本発明はそれに限らず、高Ｓｉであ
れば如何なる鋼材の溶鋼にも適用できることは言うまで
もない。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、高Ｓ
ｉ含有溶鋼のＡｌ濃度が狭い範囲で調整できるようにな
る。その結果、高磁気密度、低鉄損特性に優れた方向性
電磁鋼板が安定して製造できるようになった。
ｉ含有溶鋼のＡｌ濃度が狭い範囲で調整できるようにな
る。その結果、高磁気密度、低鉄損特性に優れた方向性
電磁鋼板が安定して製造できるようになった。
【図１】スラグのＦｅＯ濃度及びＡｌ2Ｏ3濃度と溶鋼へ
添加したＡｌの歩留りとの関係を示す図である。
添加したＡｌの歩留りとの関係を示す図である。
【図２】ＲＨ真空脱ガス槽を示す縦断面図である。
【図３】溶鋼の脱ガス処理期間（溶鋼全量の１回還流時
間の何倍であるか）と溶鋼中Ｓｉ濃度との関係を示す図
である。
間の何倍であるか）と溶鋼中Ｓｉ濃度との関係を示す図
である。
【図４】本発明に係るＡｌ濃度調整方法と従来方法での
Ａｌ濃度の的中精度を示す図である。
Ａｌ濃度の的中精度を示す図である。
１ ＲＨ真空脱ガス槽 ２ 浸漬管 ３ 溶鋼 ４ 取鍋 ５ 各種成分源 ６ 環流ガス ７ スラグ
フロントページの続き (72)発明者 野村 寛 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 4K013 AA04 BA07 BA16 CE01 CF13 DA12 EA19 FA05
Claims (3)
- 【請求項１】 取鍋に保持した高Ｓｉ含有溶鋼を、ＲＨ
真空脱ガス槽でＡｌ源を添加して処理し、Ａｌ濃度を調
整するに際して、 脱ガス処理前に予め取鍋内スラグのＦｅＯ及びＡｌ2Ｏ3
濃度を分析し、その分析値から下記式に基づきＡｌ源の
添加歩留りを予測し、その予測した歩留りからＡｌ源の
添加量を定めると共に、該添加量のＡｌ源を脱ガス処理
で溶鋼中のＳｉＯ2の浮上を図る浮上処理期間の経過後
に前記溶鋼中に添加することを特徴とする高Ｓｉ含有溶
鋼のＡｌ濃度調整方法。 Ａｌ歩留り（％）＝ａ×（（ＦｅＯ）／２．１）−（Ａ
ｌ2Ｏ3））＋ｂ ここで，（ＦｅＯ）：取鍋内スラグのＦｅＯ濃度（質量
％） （Ａｌ2Ｏ3）：取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度（質量％） ａ，ｂ：鋼種、設備等によって決まる定数 - 【請求項２】 前記ＳｉＯ2の浮上処理期間は、脱ガス
処理開始から取鍋内の全溶鋼が脱ガス槽との間で１回環
流するに要する時間の７倍以上であることを特徴とする
請求項１記載の高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法。 - 【請求項３】 前記Ａｌ源を、金属アルミニウムとする
ことを特徴とする請求項１又は２記載の高Ｓｉ含有溶鋼
のＡｌ濃度調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000282857A JP4345213B2 (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | 高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000282857A JP4345213B2 (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | 高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097513A true JP2002097513A (ja) | 2002-04-02 |
| JP4345213B2 JP4345213B2 (ja) | 2009-10-14 |
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ID=18767295
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000282857A Expired - Fee Related JP4345213B2 (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | 高Ｓｉ含有溶鋼のＡｌ濃度調整方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4345213B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040046397A (ko) * | 2002-11-27 | 2004-06-05 | 주식회사 포스코 | 슬래그 채취분석에 의한 용강의 탈가스처리방법 |
| WO2006059740A1 (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-08 | Jfe Steel Corporation | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2006283089A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 電磁鋼製造におけるＡｌ添加方法 |
-
2000
- 2000-09-19 JP JP2000282857A patent/JP4345213B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040046397A (ko) * | 2002-11-27 | 2004-06-05 | 주식회사 포스코 | 슬래그 채취분석에 의한 용강의 탈가스처리방법 |
| WO2006059740A1 (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-08 | Jfe Steel Corporation | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| US8177920B2 (en) | 2004-11-30 | 2012-05-15 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet and process for producing the same |
| JP2006283089A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Jfe Steel Kk | 電磁鋼製造におけるＡｌ添加方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4345213B2 (ja) | 2009-10-14 |
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