JP2002121614A - 高清浄鋼の溶製方法 - Google Patents

高清浄鋼の溶製方法

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JP2002121614A
JP2002121614A JP2000313944A JP2000313944A JP2002121614A JP 2002121614 A JP2002121614 A JP 2002121614A JP 2000313944 A JP2000313944 A JP 2000313944A JP 2000313944 A JP2000313944 A JP 2000313944A JP 2002121614 A JP2002121614 A JP 2002121614A
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ladle
steel
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slag
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JP2000313944A
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Eiju Matsuno
英寿 松野
Takeshi Murai
剛 村井
Yoshiteru Kikuchi
良輝 菊地
Atsushi Watanabe
敦 渡辺
Eiji Sakurai
栄司 櫻井
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶鋼中の介在物を低減し、清浄性の高い鋼を
製造する方法を提供すること。 【解決手段】 転炉出鋼後、取鍋中の溶鋼に、RH脱ガ
ス処理装置で脱ガスおよび成分調整するRH脱ガス処理
を施して鋼を溶製するにあたり、RH脱ガス処理後の取
鍋スラグ中のT.Fe濃度を0.4mass%以上7m
ass%以下、SiO濃度を9mass%以下、Ca
O/Alの比を1以上2以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、清浄性の高い鋼を
製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、製鋼段階での取鍋精錬および鋳造
技術の進歩により介在物が少なく清浄性の高い鋼塊・鋳
片の溶製が可能となっているものの、鉄鋼材料に要求さ
れる材料特性もその使用用途の拡大、過酷化により従来
に増して高性能化している。脱酸時に生成するアルミナ
はガス攪拌等で大部分は系外へ除去されるものの、一部
は溶鋼内に懸濁したまま凝固し、最終製品の欠陥に影響
を及ぼす場合があり、これら介在物の積極的除去が重要
な課題である。
【0003】介在物を除去、無害化する方法としては、
例えば、特開平3−47910号公報に、溶鋼にCaO
系の粉体を添加し、アルミキルド鋼の介在物をAl
からCaO−Al系に変える方法が提案されて
いる。また、CaO−Al系以外への形態制御を
する方法として、特開平3−100233号公報に、金
属Mgを溶鋼中に添加し、一旦生成したAlをA
−MgO系へ変化させて介在物の無害化を図る
方法が提案されている。
【0004】しかし、CaO系を添加する場合は生成し
た大きなCaO−Alが必ずしも鋼中から除去さ
れず、鋼塊・鋳片中に残存して逆に品質を悪化させたり
する等安定して清浄性が得られない。また、金属Mg添
加の場合には、Mgの蒸気圧が高いためMgの歩留まり
が悪く、金属Mg自体も高価なためコストが高くなる
点、さらにAlより高融点になるために制御幅が
狭く、操業の安定性の面から介在物の絶対量を大幅に低
減できるまでは至らないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みてなされたものであり、溶鋼中の介在物を低減し、
清浄性の高い鋼を製造する方法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】本発明者らは、鋼に含ま
れる介在物の実態を調査し、その対策を検討した。その
結果、製品の欠陥発生割合を低減するには、鋼中の介在
物を減らすことが重要であり、介在物の量とRH脱ガス
処理後の取鍋スラグの組成とには相関があることを見出
した。すなわち、Alを添加した後にスラグの組成が悪
いと、溶鋼中のAlが再酸化してアルミナ介在物が生成
し、製品の欠陥発生率が高くなる。
【0007】本発明は上記知見に鑑みてなされたもので
あって、第1発明は、転炉出鋼後、取鍋中の溶鋼に、R
H脱ガス処理装置で脱ガスおよび成分調整するRH脱ガ
ス処理を施して鋼を溶製するにあたり、RH脱ガス処理
後の取鍋スラグ中のT.Fe濃度を0.4mass%以
上7mass%以下、SiO濃度を9mass%以
下、CaO/Alの値を1以上2以下とすること
を特徴とする高清浄鋼の溶製方法を提供する。
【0008】第2発明は、第1発明において、転炉出鋼
時に、石灰、またはCaOをベースとした合成フラック
ス、および金属Alを取鍋に添加することを特徴とする
高清浄鋼の溶製方法を提供する。
【0009】第3発明は、第2発明において、前記石灰
または合成フラックスを添加した後、取鍋を揺動させる
ことを特徴とする高清浄鋼の溶製方法を提供する。
【0010】第4発明は、第1発明から第3発明のいず
れかにおいて、前記RH脱ガス処理の処理前および/ま
たは処理中に、石灰、またはCaOをベースとした合成
フラックス、および金属Alとをスラグに添加すること
を特徴とする高清浄鋼の溶製方法を提供する。
【0011】なお、本発明におけるスラグ中のT.Fe
濃度とは、スラグ中にFeO、Fe 等として含ま
れる酸化鉄中のFeの総和の濃度のことである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明における高清浄鋼の溶製方法は、転炉出
鋼後、取鍋中の溶鋼に、RH脱ガス処理装置で脱ガスお
よび成分調整するRH脱ガス処理を施して鋼を溶製する
にあたり、RH脱ガス処理後の取鍋スラグ中のT.Fe
濃度を0.4mass%以上7mass%以下、SiO
濃度を9mass%以下、CaO/Alの値を
1以上2以下とするものである。
【0013】転炉出鋼後、RH脱ガス処理して鋼を溶製
する方法においては、処理後の取鍋スラグ中のFeおよ
びSiOは、それぞれ下記(1)および(2)式の反
応を示して溶鋼中のAlを再酸化してアルミナを生成
し、鋼中の介在物を増大することから、処理後の取鍋ス
ラグ中のT.Fe濃度およびSiO濃度はいずれも低
く抑えることが重要である。 3FeO+2Al→Al+3Fe …… (1) 3SiO+4Al→2Al+3Si …… (2)
【0014】このことから、本発明では、RH脱ガス処
理後の取鍋スラグ中のT.Fe濃度を0.4mass%
以上7mass%以下、SiO濃度を9mass%以
下と規定した。T.Fe濃度が7mass%超またはS
iO濃度が9mass%超では上記(1)または
(2)式に示した反応により生成したアルミナによる製
品欠陥の発生が顕著となる。一方、T.Fe濃度が0.
4%未満では上記(1)式の反応によるAlの再酸化量
が激減するため、スラグがAlの再酸化量の支配的要因
でなくなり、雰囲気や耐火物の影響が現れ始め、T.F
e濃度をさらに低減しても介在物量をそれ以上低減する
効果が得られない。T.Fe濃度は3mass%以下と
することが望ましく、SiO濃度は5mass%以下
とすることが望ましい。これにより製品欠陥の発生をよ
り有効に防止することができる。
【0015】また、RH脱ガス処理後の取鍋スラグ中の
CaO濃度とAl濃度との比であるCaO/Al
の値を1以上2以下と規定したのは、この値が2
を超えると処理温度でのスラグの溶融性が悪くなり、裸
湯面が露出しやすくなって空気による再酸化が増加する
ためであり、一方、この値が1未満ではスラグ中のAl
濃度が高くなるため、溶鋼中に懸濁していたAl
が浮上してきた際に速やかにスラグに吸収されに
くくなるためである。
【0016】本発明においては、処理後の取鍋スラグ組
成が上記の規定を満たすようにRH脱ガス処理を施すこ
とにより、清浄性の高い鋼を溶製することができる。R
H到着のスラグでは、処理中に脱炭の酸化精錬やAl投
入後の還元精錬などにより組成が変化するためバラツキ
が大きく、鋼の清浄性を示す指標にはなりにくい。これ
に対して、処理後の取鍋スラグ組成はバラツキが少な
く、これを指標とすることで鋼の高清浄性を確保するこ
とができる。
【0017】処理後の取鍋スラグ組成が上記の規定を満
たすようにRH脱ガス処理を施すためには、転炉出鋼
時、RH到着時もしくはRH処理中に、スラグを改質す
る改質剤として石灰、またはCaOをベースとした合成
フラックス、および金属Alを添加することが好まし
い。転炉出鋼時にはT.Fe濃度が高いスラグが不可避
的に取鍋に混入するが、このようにすることでスラグの
T.Fe濃度を低下させることができる。このような改
質剤は、転炉出鋼時に添加する場合には取鍋に直接添加
することができ、RH到着時もしくはRH処理中に添加
する場合にはRH脱ガス処理装置で添加することができ
る。
【0018】また、添加した石灰等とスラグとの反応性
を高めるためには、転炉出鋼時の溶鋼に石灰、またはC
aOをベースとした合成フラックスを添加した後、取鍋
を揺動させることが好ましい。取鍋の揺動は、取鍋を運
搬するクレーンまたは鍋台車等を用いて行うことができ
る。
【0019】
【実施例】高炉から出た溶銑を脱硫、脱燐の溶銑予備処
理を経た後に、転炉で吹錬した約250トンの溶鋼を取
鍋に出鋼した。出鋼した溶鋼の成分は、[C]:0.0
3〜0.05mass%、[Si]:0.05mass
%以下、[Mn]:0.2〜0.4mass%、
[P]:0.01mass%以下、[S]:0.003
mass%以下であった。
【0020】その後、RH脱ガス装置を用いて、環流用
Arガス量が2000〜3000NL/min、槽内真
空度が1torr(133Pa)以下の種々の条件でR
H脱ガス処理を施し、所定の[C]、[Si]、[M
n]、[Al]濃度等に調整した後、連続鋳造機にて溶
鋼をスラブとした。なお、転炉から取鍋への出鋼時、R
H到着時またはRH処理中のいずれかのタイミングで、
CaOをベースとし、50%CaO−45%Al
−5%SiOの組成を有するプリメルトフラックス、
および金属Alを添加して、RH脱ガスは、Al添加後
の環流時間が10〜12分間とほぼ一定となるように調
整して行った。また、一部の条件ではフラックスを添加
した後に取鍋を運搬するクレーンまたは鍋台車を用いて
取鍋を揺動させた。また、RH脱ガス処理を施した後の
取鍋からスラグを採取し、その組成を分析した。一方、
連続鋳造で得られたスラブを圧延機で圧延し、冷延コイ
ルにおける欠陥発生を欠陥発生指数で評価し、欠陥発生
とRH処理後の取鍋スラグ組成との関係を調査した。な
お、欠陥発生指数とは欠陥発生頻度をコイル重量あたり
で標準化した値であり、欠陥発生指数0.3以下が基準
を満足する領域である。
【0021】得られた結果を図1から図3に整理して示
す。図1は、RH脱ガス処理後の取鍋スラグ組成がSi
濃度≦9mass%および1≦CaO/Al
≦2を満足する場合を抽出し、横軸をT.Fe濃度と
し、縦軸を欠陥発生指数として示したグラフである。図
2は、RH脱ガス処理後の取鍋スラグ組成が0.4ma
ss%≦T.Fe濃度≦7mass%および1≦CaO
/Al≦2を満足する場合を抽出し、横軸をSi
濃度とし、縦軸を欠陥発生指数として示したグラフ
である。図3は、RH脱ガス処理後の取鍋スラグ組成が
0.4mass%≦T.Fe濃度≦7mass%および
SiO濃度≦9mass%を満足する場合を抽出し、
横軸をCaO/Alの値とし、縦軸を欠陥発生指
数として示したグラフである。
【0022】図1から図3より、処理後の取鍋中のスラ
グ組成が、T.Fe濃度:0.4mass%以上7ma
ss%以下、SiO濃度:9mass%以下、CaO
/Alの値:1以上2以下となるようにRH脱ガ
ス処理することにより、冷延コイルでの欠陥発生指数を
0.3以下とすることができ、基準を満足する清浄度の
高い鋼を溶製することができることがわかる。また、さ
らに、T.Fe濃度が3mass%以下となるようにし
た場合、および、SiO濃度が5mass%以下とな
るようにした場合には、冷延コイルでの欠陥発生指数を
より低い値に抑えることができることがわかる。
【0023】また、転炉出鋼時、RH到着時もしくはR
H処理中に、スラグを改質する改質剤として合成フラッ
クスと金属Alとを添加することにより、スラグのT.
Feを低下させることができることが確認された。さら
に、合成フラックスを添加した後に取鍋を揺動させるこ
とにより、スラグと合成フラックスとの反応性を高める
効果があることも確認された。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
欠陥起因となる介在物量を激減し、清浄性に優れた鋼を
溶製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】T.Fe濃度と欠陥発生指数との関係を示すグ
ラフ。
【図2】SiO濃度と欠陥発生指数との関係を示すグ
ラフ。
【図3】CaO濃度とAl濃度との比であるCa
O/Alの値と欠陥発生指数との関係を示すグラ
フ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 良輝 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡辺 敦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 櫻井 栄司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K002 BD10 4K013 AA07 AA09 BA14 CA02 CB06 CB09 CE01 CE05 CE07 CF01 CF13 DA03 DA05 DA09 DA10 DA12 EA03 EA04 EA05 EA19 FA05 FA06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉出鋼後、取鍋中の溶鋼に、RH脱ガ
    ス処理装置で脱ガスおよび成分調整するRH脱ガス処理
    を施して鋼を溶製するにあたり、RH脱ガス処理後の取
    鍋スラグ中のT.Fe濃度を0.4mass%以上7m
    ass%以下、SiO濃度を9mass%以下、Ca
    O/Alの値を1以上2以下とすることを特徴と
    する高清浄鋼の溶製方法。
  2. 【請求項2】 転炉出鋼時に、石灰、またはCaOをベ
    ースとした合成フラックス、および金属Alを取鍋に添
    加することを特徴とする請求項1に記載の高清浄鋼の溶
    製方法。
  3. 【請求項3】 前記石灰または合成フラックスを添加し
    た後、取鍋を揺動させることを特徴とする請求項2に記
    載の高清浄鋼の溶製方法。
  4. 【請求項4】 前記RH脱ガス処理の処理前および/ま
    たは処理中に、石灰、またはCaOをベースとした合成
    フラックス、および金属Alとをスラグに添加すること
    を特徴とする請求項1から請求項3に記載の高清浄鋼の
    溶製方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101749001B1 (ko) 2016-08-23 2017-06-19 현대제철 주식회사 용강 슬래그의 염기도 예측 방법

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