JP2002322509A - ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法 - Google Patents
ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法Info
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- JP2002322509A JP2002322509A JP2001127408A JP2001127408A JP2002322509A JP 2002322509 A JP2002322509 A JP 2002322509A JP 2001127408 A JP2001127408 A JP 2001127408A JP 2001127408 A JP2001127408 A JP 2001127408A JP 2002322509 A JP2002322509 A JP 2002322509A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶鋼に有効な接種核を形成するＣａを添加し
て安価に溶鋼の凝固組織を微細にし、内部割れや中心偏
析、センターポロシティ等の内部欠陥を防止することが
できるＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方
法を提供する。 【解決手段】 凝固初晶がγ鉄である溶鋼１１に、トー
タルＡｌ量を０．０３重量％以下にし、Ｃａ材１３を下
式を満たすように溶鋼１１に添加してから鋳造する。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総
Ｏ重量％） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼中に含まれるＣａも濃度、
総Ｏ重量％は溶鋼中に含まれるＯの濃度である。
て安価に溶鋼の凝固組織を微細にし、内部割れや中心偏
析、センターポロシティ等の内部欠陥を防止することが
できるＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方
法を提供する。 【解決手段】 凝固初晶がγ鉄である溶鋼１１に、トー
タルＡｌ量を０．０３重量％以下にし、Ｃａ材１３を下
式を満たすように溶鋼１１に添加してから鋳造する。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総
Ｏ重量％） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼中に含まれるＣａも濃度、
総Ｏ重量％は溶鋼中に含まれるＯの濃度である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、凝固する際、凝固
初晶がγ鉄である溶鋼に接種核を生成させ、この溶鋼が
凝固した鋳片の凝固組織を微細にするＣａＯを利用した
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法に関する。
初晶がγ鉄である溶鋼に接種核を生成させ、この溶鋼が
凝固した鋳片の凝固組織を微細にするＣａＯを利用した
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶鋼を冷却して凝固させた鋳片
は、溶鋼から造塊法や連続鋳造法により、スラブ、ブル
ーム、ビレット、薄鋳片等を鋳造し、これを所定のサイ
ズに切断して製造している。また、鋼材は、前記の鋳片
を加熱炉等を用いて加熱した後に、粗圧延や仕上げ圧延
等を施すことにより、鋼板や形鋼等に加工される。しか
し、この鋳片は、溶鋼を鋳造してから凝固させるため、
凝固するまでの過程において、内部の凝固収縮時の負圧
に起因するセンターポロシティ（ザク）、バルジングや
前記凝固収縮時の負圧に起因する中心偏析、あるいはバ
ルジング等凝固途中に凝固シェル（凝固殻）に加わる歪
みに起因する内部割れ等の内部欠陥が生じる場合があ
る。こうして、鋳片に発生した内部欠陥は、圧延後も鋼
板や形鋼等の鋼材に残存して、鋼材の品質が低下した
り、場合によっては製品として使用できない（屑化）等
の問題が生じる。この対策として、特公平７−８４６１
７号公報に記載されているように、溶鋼を連続鋳造する
際に、過熱温度（実際の溶鋼温度からその溶鋼の液相線
温度を差し引いた温度）を４０℃以下にして鋳型内で冷
却しながら引き抜きを行って、凝固した鋳片の等軸晶の
割合を７０％以上にして、鋳片の凝固組織を微細にする
ことにより、その鋳片を加工して得られるフェライト系
ステンレス鋼板に発生するリジングを防止する方法が行
われている。更に、特開昭５３−９０１２９号公報に記
載されているように、溶鋼が凝固する際、凝固核となる
金属酸化物の添加と電磁攪拌を組合せて、鋳片の厚み方
向における凝固組織を微細な等軸晶にし、鋳片の表面に
発生する表面割れ等の表面欠陥や内部に発生するセンタ
ーポロシティ（ザク）、中心偏析、内部割れ等の内部欠
陥を防止する方法が行われている。
は、溶鋼から造塊法や連続鋳造法により、スラブ、ブル
ーム、ビレット、薄鋳片等を鋳造し、これを所定のサイ
ズに切断して製造している。また、鋼材は、前記の鋳片
を加熱炉等を用いて加熱した後に、粗圧延や仕上げ圧延
等を施すことにより、鋼板や形鋼等に加工される。しか
し、この鋳片は、溶鋼を鋳造してから凝固させるため、
凝固するまでの過程において、内部の凝固収縮時の負圧
に起因するセンターポロシティ（ザク）、バルジングや
前記凝固収縮時の負圧に起因する中心偏析、あるいはバ
ルジング等凝固途中に凝固シェル（凝固殻）に加わる歪
みに起因する内部割れ等の内部欠陥が生じる場合があ
る。こうして、鋳片に発生した内部欠陥は、圧延後も鋼
板や形鋼等の鋼材に残存して、鋼材の品質が低下した
り、場合によっては製品として使用できない（屑化）等
の問題が生じる。この対策として、特公平７−８４６１
７号公報に記載されているように、溶鋼を連続鋳造する
際に、過熱温度（実際の溶鋼温度からその溶鋼の液相線
温度を差し引いた温度）を４０℃以下にして鋳型内で冷
却しながら引き抜きを行って、凝固した鋳片の等軸晶の
割合を７０％以上にして、鋳片の凝固組織を微細にする
ことにより、その鋳片を加工して得られるフェライト系
ステンレス鋼板に発生するリジングを防止する方法が行
われている。更に、特開昭５３−９０１２９号公報に記
載されているように、溶鋼が凝固する際、凝固核となる
金属酸化物の添加と電磁攪拌を組合せて、鋳片の厚み方
向における凝固組織を微細な等軸晶にし、鋳片の表面に
発生する表面割れ等の表面欠陥や内部に発生するセンタ
ーポロシティ（ザク）、中心偏析、内部割れ等の内部欠
陥を防止する方法が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
７−８４６１７号公報では、過熱温度が低いため、鋳造
途中で溶鋼が凝固し、ノズル詰まりや鋳型内湯面の皮張
りを生じて鋳造が困難になる。更に、溶鋼の粘性が増加
するため、介在物の浮上が阻害されて介在物に起因した
欠陥等が発生するなどから十分な等軸晶を備えた鋳片が
できる程の低い過熱温度にすることが困難である。ま
た、特開昭５３−９０１２９号公報では、鋳型内の溶鋼
に、Ｃｏ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｉ等の酸化物を添加してい
る。これ等の酸化物は、低炭素やフェライト系ステンレ
ス等の溶鋼の場合は凝固核として有効に作用するが、凝
固初晶がγ鉄である高炭素の溶鋼が凝固する際に凝固核
として有効に作用しない。その結果、鋳片の内部組織が
粗大化し、内部に割れや中心偏析、センターポロシティ
等が発生する。しかも、電磁攪拌装置を併用しても、電
磁攪拌力が作用する局部的な部位の凝固組織を微細にで
きるものの、鋳片の全断面の凝固組織を均一に微細にす
ることが困難であり、表面及び内部欠陥の発生を安定し
て防止することができず、しかも、電磁攪拌装置を多段
に配置すると、多大の設備費用を伴う問題がある。
７−８４６１７号公報では、過熱温度が低いため、鋳造
途中で溶鋼が凝固し、ノズル詰まりや鋳型内湯面の皮張
りを生じて鋳造が困難になる。更に、溶鋼の粘性が増加
するため、介在物の浮上が阻害されて介在物に起因した
欠陥等が発生するなどから十分な等軸晶を備えた鋳片が
できる程の低い過熱温度にすることが困難である。ま
た、特開昭５３−９０１２９号公報では、鋳型内の溶鋼
に、Ｃｏ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｉ等の酸化物を添加してい
る。これ等の酸化物は、低炭素やフェライト系ステンレ
ス等の溶鋼の場合は凝固核として有効に作用するが、凝
固初晶がγ鉄である高炭素の溶鋼が凝固する際に凝固核
として有効に作用しない。その結果、鋳片の内部組織が
粗大化し、内部に割れや中心偏析、センターポロシティ
等が発生する。しかも、電磁攪拌装置を併用しても、電
磁攪拌力が作用する局部的な部位の凝固組織を微細にで
きるものの、鋳片の全断面の凝固組織を均一に微細にす
ることが困難であり、表面及び内部欠陥の発生を安定し
て防止することができず、しかも、電磁攪拌装置を多段
に配置すると、多大の設備費用を伴う問題がある。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、溶鋼に有効な接種核を形成するＣａを添加して安価
に溶鋼の凝固組織を微細にし、内部割れや中心偏析、セ
ンターポロシティ等の内部欠陥を防止することができる
ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法を提
供することを目的とする。
で、溶鋼に有効な接種核を形成するＣａを添加して安価
に溶鋼の凝固組織を微細にし、内部割れや中心偏析、セ
ンターポロシティ等の内部欠陥を防止することができる
ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法
は 凝固初晶がγ鉄である溶鋼に、トータルＡｌ量を
０．０３重量％以下にし、Ｃａ材を下式を満たすように
前記溶鋼に添加してから鋳造する。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総Ｏ重量％）・・・（１） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼中に含まれるＣａ（カルシ
ウム）の濃度、総Ｏ重量％は溶鋼中に含まれるＯ（酸
素）の濃度である。この方法により、凝固する溶鋼の接
種核として作用するγ−Ｆｅとの格子歪が７％未満であ
るＣａＯを生成することができ、このＣａＯを起点に、
凝固を開始して等軸晶の生成を促進するので、凝固した
鋳片の凝固組織を微細にすることができる。そして、鋳
片の内部に発生する凝固収縮時の負圧に起因するセンタ
ーポロシティや中心偏析、バルジング等凝固途中に凝固
シェル（凝固殻）に加わる歪みに起因する内部割れ等を
抑制する。溶鋼中の総Ｃａ重量％が０．０００５重量％
未満になると、生成する接種核であるＣａＯの絶対量が
少なくなり、溶鋼が凝固した鋳片の凝固組織を微細にす
ることができない。一方、溶鋼中の総Ｃａ重量％が溶鋼
中の総Ｏ重量％の２．５倍を超えて多くしても、接種核
として有効なＣａＯの生成を増すことができず、添加す
るＣａのコストが上昇する。
係るＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法
は 凝固初晶がγ鉄である溶鋼に、トータルＡｌ量を
０．０３重量％以下にし、Ｃａ材を下式を満たすように
前記溶鋼に添加してから鋳造する。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総Ｏ重量％）・・・（１） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼中に含まれるＣａ（カルシ
ウム）の濃度、総Ｏ重量％は溶鋼中に含まれるＯ（酸
素）の濃度である。この方法により、凝固する溶鋼の接
種核として作用するγ−Ｆｅとの格子歪が７％未満であ
るＣａＯを生成することができ、このＣａＯを起点に、
凝固を開始して等軸晶の生成を促進するので、凝固した
鋳片の凝固組織を微細にすることができる。そして、鋳
片の内部に発生する凝固収縮時の負圧に起因するセンタ
ーポロシティや中心偏析、バルジング等凝固途中に凝固
シェル（凝固殻）に加わる歪みに起因する内部割れ等を
抑制する。溶鋼中の総Ｃａ重量％が０．０００５重量％
未満になると、生成する接種核であるＣａＯの絶対量が
少なくなり、溶鋼が凝固した鋳片の凝固組織を微細にす
ることができない。一方、溶鋼中の総Ｃａ重量％が溶鋼
中の総Ｏ重量％の２．５倍を超えて多くしても、接種核
として有効なＣａＯの生成を増すことができず、添加す
るＣａのコストが上昇する。
【０００６】更に、前記Ｃａ材を分割添加すると良い。
これにより、溶鋼へ添加した際のＣａ歩留りが高めら
れ、しかも、溶鋼中に含まれるＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ2 、
ＭｎＯ等の酸化物との還元反応を促進して接種核として
作用するＣａＯの生成も高めることができる。
これにより、溶鋼へ添加した際のＣａ歩留りが高めら
れ、しかも、溶鋼中に含まれるＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ2 、
ＭｎＯ等の酸化物との還元反応を促進して接種核として
作用するＣａＯの生成も高めることができる。
【０００７】また、前記溶鋼に最初に添加した前記Ｃａ
材によって前記Ｃａ濃度を０．００１０重量％以下とす
るのが好ましい。これにより、接種核として作用するＣ
ａＯの生成をより確実に高めることができ、溶鋼が凝固
した鋳片の凝固組織を安定して微細化することができ
る。
材によって前記Ｃａ濃度を０．００１０重量％以下とす
るのが好ましい。これにより、接種核として作用するＣ
ａＯの生成をより確実に高めることができ、溶鋼が凝固
した鋳片の凝固組織を安定して微細化することができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法に適
用する溶鋼の処理装置の全体断面図である。図１に示す
ように、本発明の一実施の形態に係るＣａＯを利用した
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法を適用する溶鋼の処理
装置１０は、軌条や形鋼等の凝固初晶がγ−Ｆｅ（γ
鉄）である溶鋼１１を入れた取鍋１２と、Ｃａ材の一例
である表面を薄鋼板で覆ったＣａワイア１３を巻いた図
示しないドラムを装着したＣａワイア供給手段１４と、
Ｃａワイア１３をスラグ１５を貫通して溶鋼１１中に添
加するガイドパイプ１６とを備えている。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の一実施の形態に係る
ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法に適
用する溶鋼の処理装置の全体断面図である。図１に示す
ように、本発明の一実施の形態に係るＣａＯを利用した
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法を適用する溶鋼の処理
装置１０は、軌条や形鋼等の凝固初晶がγ−Ｆｅ（γ
鉄）である溶鋼１１を入れた取鍋１２と、Ｃａ材の一例
である表面を薄鋼板で覆ったＣａワイア１３を巻いた図
示しないドラムを装着したＣａワイア供給手段１４と、
Ｃａワイア１３をスラグ１５を貫通して溶鋼１１中に添
加するガイドパイプ１６とを備えている。
【０００９】次に、溶鋼の処理装置１０を用いて本発明
の一実施の形態に係るＣａＯを利用した凝固組織に優れ
た溶鋼の処理方法について説明する。軌条や形鋼等の凝
固初晶がγ鉄となる炭素濃度０．５０〜１．５０重量％
を含み、トータルＡｌ（アルミニウム）量を０．０３重
量％以下にした溶鋼１１を取鍋１２に入れ、その溶鋼１
１を厚さＴ８０〜１５０ｍｍのスラグ１５が覆うように
した。更に、溶鋼１１は、Ａｌ脱酸を行う際、Ａｌある
いはＡｌ合金の添加量を少なくし、トータルＡｌ量を
０．０３重量％以下に調整しておき、更に、溶鋼１１を
サンプリングして分析を行い、溶鋼１１中のトータルＡ
ｌ量、総Ｏ（酸素）量を、求める。溶鋼１１中のトータ
ルＡｌ量を０．０３重量％以下にするのは、トータルＡ
ｌ量が０．０３重量％を超えると、Ｃａワイア１３に含
まれるＣａ（カルシウム）と酸化物の反応によって生成
したＣａＯと脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 が結合し、Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 の低融点の化合物を形成し、溶鋼１１
中では、溶融状態で存在して接種核としての作用を発現
できないからである。
の一実施の形態に係るＣａＯを利用した凝固組織に優れ
た溶鋼の処理方法について説明する。軌条や形鋼等の凝
固初晶がγ鉄となる炭素濃度０．５０〜１．５０重量％
を含み、トータルＡｌ（アルミニウム）量を０．０３重
量％以下にした溶鋼１１を取鍋１２に入れ、その溶鋼１
１を厚さＴ８０〜１５０ｍｍのスラグ１５が覆うように
した。更に、溶鋼１１は、Ａｌ脱酸を行う際、Ａｌある
いはＡｌ合金の添加量を少なくし、トータルＡｌ量を
０．０３重量％以下に調整しておき、更に、溶鋼１１を
サンプリングして分析を行い、溶鋼１１中のトータルＡ
ｌ量、総Ｏ（酸素）量を、求める。溶鋼１１中のトータ
ルＡｌ量を０．０３重量％以下にするのは、トータルＡ
ｌ量が０．０３重量％を超えると、Ｃａワイア１３に含
まれるＣａ（カルシウム）と酸化物の反応によって生成
したＣａＯと脱酸生成物であるＡｌ2 Ｏ3 が結合し、Ｃ
ａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 の低融点の化合物を形成し、溶鋼１１
中では、溶融状態で存在して接種核としての作用を発現
できないからである。
【００１０】このように、溶鋼１１のトータルＡｌ量を
０．０３重量％以下に調整した後、前記した測定された
総Ｏ重量％を考慮して、Ｃａワイア供給手段１４のドラ
ムを作動し、Ｃａワイア１３をガイドパイプ１６で案内
しながらスラグ１５を貫通して溶鋼１１中に送給し、溶
鋼１１にＣａワイア１３を添加し、溶鋼１１中のＣａ濃
度が下式（１）を満たすようにする。そして、溶鋼１１
中に多量のＣａＯを生成させる。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総Ｏ重量％）・・・（１） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼１１中に含まれるＣａ（カ
ルシウム）の濃度、総Ｏ重量％は溶鋼１１中に含まれる
Ｏ（酸素）の濃度である。なお、総Ｃａ重量％につい
て、０．０００５重量％以上にしたのは、０．０００５
重量％未満になると、溶鋼１１中に生成するＣａＯの絶
対量が少なくなり、接種核としての作用も不足し、鋳片
の凝固組織の微細化が図れないからである。更に、総Ｏ
重量％は、溶鋼１１中に含まれるＳｉＯ2 、ＭｎＯ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 等の酸化物中の酸素濃度である。この総Ｏ重量
％の２．５倍以下の総Ｃａ重量％としたのは、溶鋼１１
に添加したＣａが化学量論的にＳｉＯ2 、ＭｎＯ、Ａｌ
2 Ｏ3等の酸化物を還元してＣａＯを生成するためであ
る。この値が総Ｏ重量％の２．５倍を超えると、溶鋼１
１中のＣａ濃度が増加し、溶鋼が凝固させて加工した鋼
材の品質を阻害する。
０．０３重量％以下に調整した後、前記した測定された
総Ｏ重量％を考慮して、Ｃａワイア供給手段１４のドラ
ムを作動し、Ｃａワイア１３をガイドパイプ１６で案内
しながらスラグ１５を貫通して溶鋼１１中に送給し、溶
鋼１１にＣａワイア１３を添加し、溶鋼１１中のＣａ濃
度が下式（１）を満たすようにする。そして、溶鋼１１
中に多量のＣａＯを生成させる。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総Ｏ重量％）・・・（１） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼１１中に含まれるＣａ（カ
ルシウム）の濃度、総Ｏ重量％は溶鋼１１中に含まれる
Ｏ（酸素）の濃度である。なお、総Ｃａ重量％につい
て、０．０００５重量％以上にしたのは、０．０００５
重量％未満になると、溶鋼１１中に生成するＣａＯの絶
対量が少なくなり、接種核としての作用も不足し、鋳片
の凝固組織の微細化が図れないからである。更に、総Ｏ
重量％は、溶鋼１１中に含まれるＳｉＯ2 、ＭｎＯ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 等の酸化物中の酸素濃度である。この総Ｏ重量
％の２．５倍以下の総Ｃａ重量％としたのは、溶鋼１１
に添加したＣａが化学量論的にＳｉＯ2 、ＭｎＯ、Ａｌ
2 Ｏ3等の酸化物を還元してＣａＯを生成するためであ
る。この値が総Ｏ重量％の２．５倍を超えると、溶鋼１
１中のＣａ濃度が増加し、溶鋼が凝固させて加工した鋼
材の品質を阻害する。
【００１１】Ｃａワイア１３の添加により生成したＣａ
Ｏは、格子定数が０．４８１ｎｍであり、γ鉄の場合
は、０．５１６ｎｍであるため、γ鉄との格子整合度の
関係は、一般に用いられている下式（２）を用いて求め
ることができる。このＣａＯの格子整合度δ（％）は、
約６．８％となるため、溶鋼１１が凝固を開始する際、
接種核として有効に作用する。 格子整合度δ（％）＝（ＣａＯの格子定数−γ鉄の格子定数）／（γ鉄の格子定 数）×１００ ・・・・・（２） そして、この溶鋼１１を連続鋳造することにより、溶鋼
１１が冷却されて凝固する過程において、溶鋼１１が凝
固を開始する温度より高温でＣａＯが生成し、このＣａ
Ｏが接種核となり、この接種核を起点にそれぞれ凝固が
開始され、凝固組織が等軸晶からなる微細化した鋳片を
製造することができる。凝固組織が微細な鋳片は、表面
に発生する表面欠陥の発生も少なく、特に、内部の凝固
収縮に起因するセンターポロシティ（ザク）や中心偏
析、あるいはバルジング等凝固途中に凝固シェル（凝固
殻）に加わる歪み等に起因する内部割れを抑制でき、こ
れ等の内部欠陥を防止して鋳片の品質を高めることがで
きる。
Ｏは、格子定数が０．４８１ｎｍであり、γ鉄の場合
は、０．５１６ｎｍであるため、γ鉄との格子整合度の
関係は、一般に用いられている下式（２）を用いて求め
ることができる。このＣａＯの格子整合度δ（％）は、
約６．８％となるため、溶鋼１１が凝固を開始する際、
接種核として有効に作用する。 格子整合度δ（％）＝（ＣａＯの格子定数−γ鉄の格子定数）／（γ鉄の格子定 数）×１００ ・・・・・（２） そして、この溶鋼１１を連続鋳造することにより、溶鋼
１１が冷却されて凝固する過程において、溶鋼１１が凝
固を開始する温度より高温でＣａＯが生成し、このＣａ
Ｏが接種核となり、この接種核を起点にそれぞれ凝固が
開始され、凝固組織が等軸晶からなる微細化した鋳片を
製造することができる。凝固組織が微細な鋳片は、表面
に発生する表面欠陥の発生も少なく、特に、内部の凝固
収縮に起因するセンターポロシティ（ザク）や中心偏
析、あるいはバルジング等凝固途中に凝固シェル（凝固
殻）に加わる歪み等に起因する内部割れを抑制でき、こ
れ等の内部欠陥を防止して鋳片の品質を高めることがで
きる。
【００１２】また、溶鋼１１に、Ｃａワイア１３を添加
する場合、複数に分割添加すると、Ｃａ歩留りが向上
し、生成するＣａＯを微細に分散するので好ましい。即
ち、１回目のＣａワイア１３の添加は、溶鋼１１のＣａ
濃度が０．０００５〜０．００１０重量％になるように
添加すると、Ｃａが溶鋼１１中のＳｉＯ2 、ＭｎＯ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 等の酸化物と反応し、生成したＣａＯは、微細
になって溶鋼１１内に分散する。このＣａ濃度が０．０
０１０重量％の範囲を超える濃度では、生成したＣａＯ
の微細化と分散が悪くなる。また、添加するＣａの下限
濃度としては、０．０００５重量％未満になると、２回
目に添加するＣａ量が増加し、生成するＣａＯの分散性
が悪くなる。そして、最初のＣａワイア１３を添加した
後、Ｃａワイア１３を追加添加することにより、１回目
の添加で生成して微細に分散したＣａＯを核として利用
して、追加したＣａワイア１３の添加による新たなＣａ
Ｏを晶出することができると推考でき、溶鋼１１中に微
細なＣａＯを多量に生成することができる。この溶鋼１
１は、溶鋼１１中に、微細で、多量のＣａＯを生成し、
溶鋼１１が凝固を開始する直前にＣａＯが生成され、こ
のＣａＯが接種核となり、この接種核を起点に、それぞ
れ凝固が開始され、凝固組織をより微細にした鋳片を製
造することができる。このように、多量のＣａＯが生成
された溶鋼１１を凝固させた鋳片は、所定の長さに切断
され、後工程の圧延等の加工が施され、軌条、形鋼等の
製品が製造される。
する場合、複数に分割添加すると、Ｃａ歩留りが向上
し、生成するＣａＯを微細に分散するので好ましい。即
ち、１回目のＣａワイア１３の添加は、溶鋼１１のＣａ
濃度が０．０００５〜０．００１０重量％になるように
添加すると、Ｃａが溶鋼１１中のＳｉＯ2 、ＭｎＯ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 等の酸化物と反応し、生成したＣａＯは、微細
になって溶鋼１１内に分散する。このＣａ濃度が０．０
０１０重量％の範囲を超える濃度では、生成したＣａＯ
の微細化と分散が悪くなる。また、添加するＣａの下限
濃度としては、０．０００５重量％未満になると、２回
目に添加するＣａ量が増加し、生成するＣａＯの分散性
が悪くなる。そして、最初のＣａワイア１３を添加した
後、Ｃａワイア１３を追加添加することにより、１回目
の添加で生成して微細に分散したＣａＯを核として利用
して、追加したＣａワイア１３の添加による新たなＣａ
Ｏを晶出することができると推考でき、溶鋼１１中に微
細なＣａＯを多量に生成することができる。この溶鋼１
１は、溶鋼１１中に、微細で、多量のＣａＯを生成し、
溶鋼１１が凝固を開始する直前にＣａＯが生成され、こ
のＣａＯが接種核となり、この接種核を起点に、それぞ
れ凝固が開始され、凝固組織をより微細にした鋳片を製
造することができる。このように、多量のＣａＯが生成
された溶鋼１１を凝固させた鋳片は、所定の長さに切断
され、後工程の圧延等の加工が施され、軌条、形鋼等の
製品が製造される。
【００１３】
【実施例】次に、本発明に係るＣａＯを利用した凝固組
織に優れた溶鋼の処理方法の実施例について説明する。
炭素濃度が０．５重量％の軌条用高炭素鋼の溶鋼１５０
トンを取鍋に入れ、この溶鋼の上を厚みが１００ｍｍの
スラグで覆い、この溶鋼中のＴ−Ａｌ（トータルＡｌ）
を０．０３重量％以下にし、Ｔ−Ｏ重量％（総Ｏ重量
％）と Ｔ−Ｃａ濃度（総Ｃａ重量％）を変化させて溶
鋼の処理を行った。そして、この溶鋼を用い、連続鋳造
を行って鋳片を製造し、その鋳片の断面の等軸晶率
（％）、センターポロシティ評点の良否、中心偏析評点
の良否、形鋼表面疵有無を調査し、総合評価を行った。
その結果を表１に示す。実施例１は、Ｔ−Ｏ重量％を
０．００２０重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を０．０００５
重量％にした場合であり、等軸晶率が３７％の微細な凝
固組織になり、センターポロシティ評点が良く（○）、
中心偏析評点が良く（○）、形鋼表面疵が無く、総合評
価として良い（○）結果が得られた。実施例２は、Ｔ−
Ｏ重量％を０．００２１重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を
０．０００７重量％に、実施例３は、Ｔ−Ｏ重量％を
０．００１９重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を０．００２１
重量％にした場合であり、それぞれに等軸晶率が３５
％、５５％、の微細な凝固組織にでき、いずれとも、セ
ンターポロシティ評点が良く（○）、中心偏析評点が良
く（○）、形鋼表面疵が無く、総合評価として良い
（○）結果が得られた。実施例４は、Ｔ−Ｏ重量％を
０．００１８重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を０．００４５
重量％にした場合であり、等軸晶率が８６％の微細な凝
固組織になり、センターポロシティ評点が良好（◎）で
あり、中心偏析評点が良好（◎）であり、形鋼表面疵が
無く、総合評価として優れた（◎）結果が得られた。
織に優れた溶鋼の処理方法の実施例について説明する。
炭素濃度が０．５重量％の軌条用高炭素鋼の溶鋼１５０
トンを取鍋に入れ、この溶鋼の上を厚みが１００ｍｍの
スラグで覆い、この溶鋼中のＴ−Ａｌ（トータルＡｌ）
を０．０３重量％以下にし、Ｔ−Ｏ重量％（総Ｏ重量
％）と Ｔ−Ｃａ濃度（総Ｃａ重量％）を変化させて溶
鋼の処理を行った。そして、この溶鋼を用い、連続鋳造
を行って鋳片を製造し、その鋳片の断面の等軸晶率
（％）、センターポロシティ評点の良否、中心偏析評点
の良否、形鋼表面疵有無を調査し、総合評価を行った。
その結果を表１に示す。実施例１は、Ｔ−Ｏ重量％を
０．００２０重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を０．０００５
重量％にした場合であり、等軸晶率が３７％の微細な凝
固組織になり、センターポロシティ評点が良く（○）、
中心偏析評点が良く（○）、形鋼表面疵が無く、総合評
価として良い（○）結果が得られた。実施例２は、Ｔ−
Ｏ重量％を０．００２１重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を
０．０００７重量％に、実施例３は、Ｔ−Ｏ重量％を
０．００１９重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を０．００２１
重量％にした場合であり、それぞれに等軸晶率が３５
％、５５％、の微細な凝固組織にでき、いずれとも、セ
ンターポロシティ評点が良く（○）、中心偏析評点が良
く（○）、形鋼表面疵が無く、総合評価として良い
（○）結果が得られた。実施例４は、Ｔ−Ｏ重量％を
０．００１８重量％にし、Ｔ−Ｃａ濃度を０．００４５
重量％にした場合であり、等軸晶率が８６％の微細な凝
固組織になり、センターポロシティ評点が良好（◎）で
あり、中心偏析評点が良好（◎）であり、形鋼表面疵が
無く、総合評価として優れた（◎）結果が得られた。
【００１４】
【表１】
【００１５】更に、炭素濃度が０．５重量％の軌条用高
炭素鋼の溶鋼１５０トンを取鍋に入れ、この溶鋼の上を
１００ｍｍ厚さのスラグが覆う状態で、溶鋼中のＴ−Ａ
ｌ（トータルＡｌ）を０．００５重量％に、Ｔ−Ｏ重量
％（総Ｏ重量％）を０．００２０重量％に、Ｔ−Ｃａ濃
度（総Ｃａ重量％）の量も０．００２０重量％になるよ
うにし、Ｃａワイアを一括添加した場合と、Ｃａワイア
を分割して添加した場合のＣａ添加順序を変えて溶鋼の
処理を行った。そして、この溶鋼を連続鋳造を行って鋳
片を製造し、その鋳片の等軸晶率（％）、Ｃａ添加効果
の効率性（凝固組織の等軸晶化性）について調査した。
その結果を表２に示す。実施例５は、Ｃａワイアを一括
添加してＴ−Ｃａ濃度を０．００２０重量％にした場合
であり、等軸晶率が５４％、実施例６は、Ｃａワイアを
分割して添加したが、１回目に多量に添加したため、等
軸晶率が５８％になり、それぞれＣａ添加効果の効率性
は、若干低くなった。実施例７は、Ｃａワイアを分割し
て添加し、１回目に０．００１０重量％の濃度にし、次
いで、２回目で、０．００２０重量％の濃度にした場合
であり、等軸晶率が６５％になり、Ｃａ添加効果の効率
性が高くできた。実施例８は、Ｃａワイアを分割して添
加し、１回目に０．０００５重量％の濃度にし、次い
で、２回目で、０．０００５重量％の濃度、３回目に
０．００１０重量％の濃度にした場合であり、等軸晶率
が７１％になり、Ｃａ添加効果の効率性が高くできた。
炭素鋼の溶鋼１５０トンを取鍋に入れ、この溶鋼の上を
１００ｍｍ厚さのスラグが覆う状態で、溶鋼中のＴ−Ａ
ｌ（トータルＡｌ）を０．００５重量％に、Ｔ−Ｏ重量
％（総Ｏ重量％）を０．００２０重量％に、Ｔ−Ｃａ濃
度（総Ｃａ重量％）の量も０．００２０重量％になるよ
うにし、Ｃａワイアを一括添加した場合と、Ｃａワイア
を分割して添加した場合のＣａ添加順序を変えて溶鋼の
処理を行った。そして、この溶鋼を連続鋳造を行って鋳
片を製造し、その鋳片の等軸晶率（％）、Ｃａ添加効果
の効率性（凝固組織の等軸晶化性）について調査した。
その結果を表２に示す。実施例５は、Ｃａワイアを一括
添加してＴ−Ｃａ濃度を０．００２０重量％にした場合
であり、等軸晶率が５４％、実施例６は、Ｃａワイアを
分割して添加したが、１回目に多量に添加したため、等
軸晶率が５８％になり、それぞれＣａ添加効果の効率性
は、若干低くなった。実施例７は、Ｃａワイアを分割し
て添加し、１回目に０．００１０重量％の濃度にし、次
いで、２回目で、０．００２０重量％の濃度にした場合
であり、等軸晶率が６５％になり、Ｃａ添加効果の効率
性が高くできた。実施例８は、Ｃａワイアを分割して添
加し、１回目に０．０００５重量％の濃度にし、次い
で、２回目で、０．０００５重量％の濃度、３回目に
０．００１０重量％の濃度にした場合であり、等軸晶率
が７１％になり、Ｃａ添加効果の効率性が高くできた。
【００１６】
【表２】
【００１７】これに対し、比較例１は、Ｃａワイアの添
加を行わないで、溶鋼のＣａ濃度（Ｔ−Ｃａ濃度）を高
めなかった場合であり、等軸晶率が１３％と低くなり、
センターポロシティ評点が悪く（×）なり、中心偏析評
点も悪く（×）、形鋼表面疵が発生し、総合評価として
悪い（×）結果になった。比較例２は、Ｃａワイアの添
加を行ったが、溶鋼のＴ−Ｃａ濃度が０．０００４重量
％になった場合であり、溶鋼中で接種核として作用する
ＣａＯ量が不足し、等軸晶率が１８％と低くなり、セン
ターポロシティ評点が悪く（×）なり、中心偏析評点も
悪く（×）、形鋼表面疵が発生し、総合評価として悪い
（×）結果になった。比較例３は、アルミ脱酸を行った
ため、溶鋼中のＡｌ2 Ｏ3 （Ｔ−Ａｌ）が０．０３２重
量％と高くなり、Ｃａワイアの添加を行った場合であ
り、溶鋼中に生成したＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 が反応して低
融点の酸化物を形成し、接種核として作用しなかったた
め、等軸晶率が１４％と低くなり、センターポロシティ
評点が悪く（×）なり、中心偏析評点も悪く（×）、形
鋼表面疵が発生し、総合評価として悪い（×）結果にな
った。比較例４は、アルミ脱酸を行ったため、溶鋼中の
Ａｌ2 Ｏ3 （Ｔ−Ａｌ）が０．０３３重量％と高くな
り、比較例３より多量のＣａワイアの添加を行った場合
であり、溶鋼中に生成したＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 が反応し
て低融点の酸化物を形成し、接種核として作用しなかっ
たため、等軸晶率が１９％と低くなり、センターポロシ
ティ評点が悪く（×）なり、中心偏析評点も悪く
（×）、形鋼表面疵が発生し、総合評価として悪い
（×）結果になった。
加を行わないで、溶鋼のＣａ濃度（Ｔ−Ｃａ濃度）を高
めなかった場合であり、等軸晶率が１３％と低くなり、
センターポロシティ評点が悪く（×）なり、中心偏析評
点も悪く（×）、形鋼表面疵が発生し、総合評価として
悪い（×）結果になった。比較例２は、Ｃａワイアの添
加を行ったが、溶鋼のＴ−Ｃａ濃度が０．０００４重量
％になった場合であり、溶鋼中で接種核として作用する
ＣａＯ量が不足し、等軸晶率が１８％と低くなり、セン
ターポロシティ評点が悪く（×）なり、中心偏析評点も
悪く（×）、形鋼表面疵が発生し、総合評価として悪い
（×）結果になった。比較例３は、アルミ脱酸を行った
ため、溶鋼中のＡｌ2 Ｏ3 （Ｔ−Ａｌ）が０．０３２重
量％と高くなり、Ｃａワイアの添加を行った場合であ
り、溶鋼中に生成したＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 が反応して低
融点の酸化物を形成し、接種核として作用しなかったた
め、等軸晶率が１４％と低くなり、センターポロシティ
評点が悪く（×）なり、中心偏析評点も悪く（×）、形
鋼表面疵が発生し、総合評価として悪い（×）結果にな
った。比較例４は、アルミ脱酸を行ったため、溶鋼中の
Ａｌ2 Ｏ3 （Ｔ−Ａｌ）が０．０３３重量％と高くな
り、比較例３より多量のＣａワイアの添加を行った場合
であり、溶鋼中に生成したＣａＯとＡｌ2 Ｏ3 が反応し
て低融点の酸化物を形成し、接種核として作用しなかっ
たため、等軸晶率が１９％と低くなり、センターポロシ
ティ評点が悪く（×）なり、中心偏析評点も悪く
（×）、形鋼表面疵が発生し、総合評価として悪い
（×）結果になった。
【００１８】
【表３】
【００１９】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、高炭素鋼用の溶鋼の他に、γ鉄が凝固初晶
となるＮｉ系ステンレス鋼用の溶鋼にも適用することが
できる。更に、溶鋼へのＣａの添加は、Ｃａワイアの他
に、Ｃａ−Ｓｉ合金のワイアを用いることができ、しか
も、Ｃａ−Ｓｉ合金を取鍋の溶鋼に直接添加することも
できる。また、鋳造する際、Ｃａを添加した溶鋼を用
い、低温鋳造したり、電磁攪拌装置による攪拌を行うこ
ともできる。
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、高炭素鋼用の溶鋼の他に、γ鉄が凝固初晶
となるＮｉ系ステンレス鋼用の溶鋼にも適用することが
できる。更に、溶鋼へのＣａの添加は、Ｃａワイアの他
に、Ｃａ−Ｓｉ合金のワイアを用いることができ、しか
も、Ｃａ−Ｓｉ合金を取鍋の溶鋼に直接添加することも
できる。また、鋳造する際、Ｃａを添加した溶鋼を用
い、低温鋳造したり、電磁攪拌装置による攪拌を行うこ
ともできる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１〜３記載のＣａＯを利用した凝
固組織に優れた溶鋼の処理方法においては、凝固初晶が
γ鉄である溶鋼に、トータルＡｌ量を０．０３重量％以
下にし、所定量のＣａ材を溶鋼に添加してから鋳造する
ので、溶鋼中に接種核として有効ＣａＯを生成して、安
価で、しかも、溶鋼が凝固した鋳片の凝固組織を等軸晶
からなる微細な組織にでき、表面欠陥や内部割れや中心
偏析、センターポロシティ等の内部欠陥を防止すること
ができる。
固組織に優れた溶鋼の処理方法においては、凝固初晶が
γ鉄である溶鋼に、トータルＡｌ量を０．０３重量％以
下にし、所定量のＣａ材を溶鋼に添加してから鋳造する
ので、溶鋼中に接種核として有効ＣａＯを生成して、安
価で、しかも、溶鋼が凝固した鋳片の凝固組織を等軸晶
からなる微細な組織にでき、表面欠陥や内部割れや中心
偏析、センターポロシティ等の内部欠陥を防止すること
ができる。
【００２１】特に、請求項２記載のＣａＯを利用した凝
固組織に優れた溶鋼の処理方法においては、Ｃａ材の添
加を分割添加するので、接種核として作用する生成した
ＣａＯを溶鋼中に微細に分散させることができ、溶鋼の
凝固組織をより微細にし、鋳片の品質をより向上するこ
とができる。
固組織に優れた溶鋼の処理方法においては、Ｃａ材の添
加を分割添加するので、接種核として作用する生成した
ＣａＯを溶鋼中に微細に分散させることができ、溶鋼の
凝固組織をより微細にし、鋳片の品質をより向上するこ
とができる。
【００２２】請求項３記載のＣａＯを利用した凝固組織
に優れた溶鋼の処理方法においては、溶鋼に最初に添加
したＣａ材によるＣａ濃度を０．００１０重量％以下と
するので、生成したＣａＯをより微細にし、溶鋼中での
分散性を良好にでき、溶鋼の凝固組織を安定して微細に
し、より確実に鋳片の品質を高めることができる。
に優れた溶鋼の処理方法においては、溶鋼に最初に添加
したＣａ材によるＣａ濃度を０．００１０重量％以下と
するので、生成したＣａＯをより微細にし、溶鋼中での
分散性を良好にでき、溶鋼の凝固組織を安定して微細に
し、より確実に鋳片の品質を高めることができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るＣａＯを利用した
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法を適用する溶鋼の処理
装置の全体断面図である。
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法を適用する溶鋼の処理
装置の全体断面図である。
１０：溶鋼の処理装置、１１：溶鋼、１２：取鍋、１
３：Ｃａワイア（Ｃａ）、１４：Ｃａワイア供給手段、
１５：スラグ、１６：ガイドパイプ
３：Ｃａワイア（Ｃａ）、１４：Ｃａワイア供給手段、
１５：スラグ、１６：ガイドパイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 浩至 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K013 AA09 BA08 BA14 CB01 CB07 EA19 EA25 FA00
Claims (3)
- 【請求項１】 凝固初晶がγ鉄である溶鋼に、トータル
Ａｌ量を０．０３重量％以下にし、Ｃａ材を下式を満た
すように前記溶鋼に添加してから鋳造することを特徴と
するＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方
法。 ０．０００５重量％≦（総Ｃａ重量％）≦２．５×（総
Ｏ重量％） ここで、総Ｃａ重量％は溶鋼中に含まれるＣａの濃度、
総Ｏ重量％は溶鋼中に含まれるＯの濃度である。 - 【請求項２】 請求項１記載のＣａＯを利用した凝固組
織に優れた溶鋼の処理方法において、前記Ｃａ材の添加
を分割添加することを特徴とするＣａＯを利用した凝固
組織に優れた溶鋼の処理方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のＣａＯを利用した凝固組
織に優れた溶鋼の処理方法において、前記溶鋼に最初に
添加した前記Ｃａ材によって前記Ｃａ濃度を０．００１
０重量％以下とすることを特徴とするＣａＯを利用した
凝固組織に優れた溶鋼の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127408A JP2002322509A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127408A JP2002322509A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002322509A true JP2002322509A (ja) | 2002-11-08 |
Family
ID=18976277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001127408A Withdrawn JP2002322509A (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | ＣａＯを利用した凝固組織に優れた溶鋼の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002322509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014012302A1 (zh) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 |
| JP2015515541A (ja) * | 2012-03-08 | 2015-05-28 | バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板及びそのカルシウム処理方法 |
-
2001
- 2001-04-25 JP JP2001127408A patent/JP2002322509A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015515541A (ja) * | 2012-03-08 | 2015-05-28 | バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板及びそのカルシウム処理方法 |
| KR101613502B1 (ko) * | 2012-03-08 | 2016-04-20 | 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 | 우수한 자기 특성을 가지는 무방향성 전기강판 및 그의 칼슘 처리방법 |
| WO2014012302A1 (zh) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 中国科学院金属研究所 | 一种通过钢水纯净化控制钢锭a偏析的方法 |
| JP2014527581A (ja) * | 2012-07-19 | 2014-10-16 | 中国科学院金属研究所 | 溶鋼の清浄化により鋼塊のａ偏析を制御する方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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