JP2003089817A - 溶鋼へのＭｇ添加方法 - Google Patents
溶鋼へのＭｇ添加方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶鋼に添加したＭｇ歩留りを高めて合金コス
トを低減し、溶鋼中に容易にＭｇＯを生成させて溶鋼が
凝固した鋳片の凝固組織を微細にし、その鋳片を加工し
た鋼材を低コストで工業的に生産することができる溶鋼
へのＭｇ添加方法を提供する。 【解決手段】 溶鋼１１の表面を覆うスラグ１３を、ス
ラグ１３中のＭｇＯが飽和濃度以上となるようにした
後、溶鋼１１にＭｇを添加する。
トを低減し、溶鋼中に容易にＭｇＯを生成させて溶鋼が
凝固した鋳片の凝固組織を微細にし、その鋳片を加工し
た鋼材を低コストで工業的に生産することができる溶鋼
へのＭｇ添加方法を提供する。 【解決手段】 溶鋼１１の表面を覆うスラグ１３を、ス
ラグ１３中のＭｇＯが飽和濃度以上となるようにした
後、溶鋼１１にＭｇを添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼に添加するＭ
ｇの歩留りを高め、溶鋼中に安定してＭｇＯを生成さ
せ、溶鋼の凝固組織を微細にすることができる溶鋼への
Ｍｇ添加方法に関する。
ｇの歩留りを高め、溶鋼中に安定してＭｇＯを生成さ
せ、溶鋼の凝固組織を微細にすることができる溶鋼への
Ｍｇ添加方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳片は、溶鋼を造塊法や連続鋳造
により、スラブやブルーム、ビレット、薄肉鋳片等に鋳
造し、これを所定のサイズに切断することにより製造し
ている。また、鋳片を均熱炉等を用いて加熱し、圧延や
鍛造等の加工を施すことにより、鋼板や形鋼等の鋼材が
製造される。しかし、鋳片の凝固組織（以下、組織とも
いう）が粗大な場合、組織の粗大化に起因した表面割れ
等の表面欠陥及び内部割れ、センターポロシティ、中心
偏析等の内部欠陥が発生し、手入れの増加や屑化等によ
る歩留り低下を招き、これを加工した鋼材にも同様の問
題が発生する。従って、鋳造時の溶鋼の温度を低くした
低温鋳造を行ったり、電磁攪拌装置を用いて溶鋼を攪拌
することにより、柱状晶の成長を抑制して等軸晶化を図
ることが行われている。しかし、低温鋳造では、鋳造中
にノズル詰まりや地金付着が生じ易く、等軸晶を備えた
組織にするのに限界がある。一方、電磁攪拌を行うに
は、２〜１７ｍもの長い範囲に存在する未凝固の溶鋼に
攪拌流れを付与するため、多数の電磁攪拌装置が必要に
なり、設備費の増加や電力コストの上昇となり、しか
も、設備制約から取付けそのものが困難である等の問題
がある。この対策として、特開平９−１９４９８６号公
報、特開平９−１１１３９７号公報に記載されているよ
うに、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ等の微量元素の添加とＭｇを添加
して、Ｍｇ酸化物を溶鋼中に分散させ、この溶鋼の凝固
組織を微細にする方法が行われている。
により、スラブやブルーム、ビレット、薄肉鋳片等に鋳
造し、これを所定のサイズに切断することにより製造し
ている。また、鋳片を均熱炉等を用いて加熱し、圧延や
鍛造等の加工を施すことにより、鋼板や形鋼等の鋼材が
製造される。しかし、鋳片の凝固組織（以下、組織とも
いう）が粗大な場合、組織の粗大化に起因した表面割れ
等の表面欠陥及び内部割れ、センターポロシティ、中心
偏析等の内部欠陥が発生し、手入れの増加や屑化等によ
る歩留り低下を招き、これを加工した鋼材にも同様の問
題が発生する。従って、鋳造時の溶鋼の温度を低くした
低温鋳造を行ったり、電磁攪拌装置を用いて溶鋼を攪拌
することにより、柱状晶の成長を抑制して等軸晶化を図
ることが行われている。しかし、低温鋳造では、鋳造中
にノズル詰まりや地金付着が生じ易く、等軸晶を備えた
組織にするのに限界がある。一方、電磁攪拌を行うに
は、２〜１７ｍもの長い範囲に存在する未凝固の溶鋼に
攪拌流れを付与するため、多数の電磁攪拌装置が必要に
なり、設備費の増加や電力コストの上昇となり、しか
も、設備制約から取付けそのものが困難である等の問題
がある。この対策として、特開平９−１９４９８６号公
報、特開平９−１１１３９７号公報に記載されているよ
うに、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ等の微量元素の添加とＭｇを添加
して、Ｍｇ酸化物を溶鋼中に分散させ、この溶鋼の凝固
組織を微細に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、特開平
９−１９４９８６号公報、特開平９−１１１３９７号公
報に記載された方法では、Ｍｇを添加した際のＭｇ溶解
度が小さく、しかも、Ｍｇが蒸発し易いため、溶鋼中へ
のＭｇの歩留りが低くなる。その結果、溶鋼中に、Ｍｇ
酸化物（ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）を安定して形成
することができず、組織を微細にする効果が得られ難い
と言った問題がある。更に、Ｍｇの歩留りが低くなる
と、添加するＭｇの量が増加してＭｇ合金等のコストが
上昇し、鋳片やそれを加工した鋼材の製造コストも高く
なる等の問題がある。
９−１９４９８６号公報、特開平９−１１１３９７号公
報に記載された方法では、Ｍｇを添加した際のＭｇ溶解
度が小さく、しかも、Ｍｇが蒸発し易いため、溶鋼中へ
のＭｇの歩留りが低くなる。その結果、溶鋼中に、Ｍｇ
酸化物（ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）を安定して形成
することができず、組織を微細にする効果が得られ難い
と言った問題がある。更に、Ｍｇの歩留りが低くなる
と、添加するＭｇの量が増加してＭｇ合金等のコストが
上昇し、鋳片やそれを加工した鋼材の製造コストも高く
なる等の問題がある。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、溶鋼に添加したＭｇ歩留りを高めて合金のコストを
低減し、溶鋼中に容易にＭｇＯを生成させて溶鋼が凝固
した鋳片の凝固組織を微細にし、その鋳片を加工した鋼
材を低コストで工業的に生産することができる溶鋼への
Ｍｇ添加方法を提供することを目的とする。
で、溶鋼に添加したＭｇ歩留りを高めて合金のコストを
低減し、溶鋼中に容易にＭｇＯを生成させて溶鋼が凝固
した鋳片の凝固組織を微細にし、その鋳片を加工した鋼
材を低コストで工業的に生産することができる溶鋼への
Ｍｇ添加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の
溶鋼へのＭｇ添加方法においては、溶鋼の表面を覆うス
ラグを、該スラグ中のＭｇＯが飽和濃度以上となるよう
にした後、前記溶鋼にＭｇを添加する。この方法によ
り、溶鋼中に生成したＭｇＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 等か
らなるＭｇ酸化物が、溶鋼を覆うスラグに吸収されるの
を防止でき、溶鋼中のＭｇ濃度を高くでき、しかも、Ｍ
ｇの使用量の節減が可能となる。更に、溶鋼中に、Ｍｇ
ＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 等の接種核として有効なＭｇ酸
化物を効率良く生成して組織を微細にすることができ
る。スラグに含まれるＭｇＯ濃度が不飽和で、（ＭｇＯ
の活量が１未満）では、溶鋼中のＭｇ酸化物のスラグ中
への移行（吸収）が著しくなり、溶鋼中のＭｇ酸化物が
減少する。なお、スラグ中のＭｇＯを飽和濃度以上にす
るには、スラグ中にＭｇＯ粉を添加して攪拌したり、精
錬炉の精錬の終了以前にＭｇＯ含有物を添加してスラグ
中のＭｇＯがこれ以上溶解しない濃度に調整する。更
に、溶鋼に添加するＭｇとは、金属Ｍｇ、Ａｌ−Ｍｇ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｍｇ等の金属あ
るいはＭｇ合金である。
溶鋼へのＭｇ添加方法においては、溶鋼の表面を覆うス
ラグを、該スラグ中のＭｇＯが飽和濃度以上となるよう
にした後、前記溶鋼にＭｇを添加する。この方法によ
り、溶鋼中に生成したＭｇＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 等か
らなるＭｇ酸化物が、溶鋼を覆うスラグに吸収されるの
を防止でき、溶鋼中のＭｇ濃度を高くでき、しかも、Ｍ
ｇの使用量の節減が可能となる。更に、溶鋼中に、Ｍｇ
ＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 等の接種核として有効なＭｇ酸
化物を効率良く生成して組織を微細にすることができ
る。スラグに含まれるＭｇＯ濃度が不飽和で、（ＭｇＯ
の活量が１未満）では、溶鋼中のＭｇ酸化物のスラグ中
への移行（吸収）が著しくなり、溶鋼中のＭｇ酸化物が
減少する。なお、スラグ中のＭｇＯを飽和濃度以上にす
るには、スラグ中にＭｇＯ粉を添加して攪拌したり、精
錬炉の精錬の終了以前にＭｇＯ含有物を添加してスラグ
中のＭｇＯがこれ以上溶解しない濃度に調整する。更
に、溶鋼に添加するＭｇとは、金属Ｍｇ、Ａｌ−Ｍｇ、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｍｇ等の金属あ
るいはＭｇ合金である。
【０００６】ここで、本発明に係る溶鋼へのＭｇ添加方
法において、前記Ｍｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素
濃度を１０ｐｐｍ以下にすると良い。これにより、溶鋼
を予め脱酸してＭｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素を
１０ｐｐｍ以下にするので、フリー酸素とＭｇの酸化反
応が抑制され、溶鋼中のＭｇが酸化されてＭｇ酸化物を
生成してスラグ中に移行するのを抑制することができ、
溶鋼中のＭｇあるいはＭｇ酸化物を安定して増加するこ
とができる。
法において、前記Ｍｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素
濃度を１０ｐｐｍ以下にすると良い。これにより、溶鋼
を予め脱酸してＭｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素を
１０ｐｐｍ以下にするので、フリー酸素とＭｇの酸化反
応が抑制され、溶鋼中のＭｇが酸化されてＭｇ酸化物を
生成してスラグ中に移行するのを抑制することができ、
溶鋼中のＭｇあるいはＭｇ酸化物を安定して増加するこ
とができる。
【０００７】更に、本発明に係る溶鋼へのＭｇ添加方法
において、前記溶鋼にＭｇを添加した後、前記溶鋼の攪
拌を行わないで６０分以内に鋳造を開始することが好ま
しい。溶鋼中のＭｇは、蒸気化し易い元素であり、溶鋼
の攪拌及び時間の経過と共に蒸気化して溶鋼中のＭｇ濃
度が低下する。従って、溶鋼の攪拌を行わず６０分以内
に鋳造を開始することにより、このＭｇの蒸気化を抑制
し、溶鋼中に生成するＭｇ酸化物量を高位に維持し、Ｍ
ｇ酸化物を溶鋼が凝固する時の接種核として作用させる
ことができる。
において、前記溶鋼にＭｇを添加した後、前記溶鋼の攪
拌を行わないで６０分以内に鋳造を開始することが好ま
しい。溶鋼中のＭｇは、蒸気化し易い元素であり、溶鋼
の攪拌及び時間の経過と共に蒸気化して溶鋼中のＭｇ濃
度が低下する。従って、溶鋼の攪拌を行わず６０分以内
に鋳造を開始することにより、このＭｇの蒸気化を抑制
し、溶鋼中に生成するＭｇ酸化物量を高位に維持し、Ｍ
ｇ酸化物を溶鋼が凝固する時の接種核として作用させる
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
溶鋼へのＭｇ添加方法に適用されるＭｇ添加装置の断面
図、図２はスラグのＭｇＯの活量と溶鋼中のトータルマ
グネシウムとの関係を表すグラフ、図３は溶鋼中のＭｇ
濃度と溶鋼中のＭｇ添加後のＯ濃度との関係を表すグラ
フ、図４はＭｇ添加から連続鋳造開始までの経過時間と
初期値に対するＭｇの減少率との関係を表すグラフであ
る。図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る溶
鋼へのＭｇ添加方法に用いるＭｇ添加装置１０は、底部
にポーラスプラグ１９を設け溶鋼１１を入れた取鍋１２
と、取鍋１２の上方に、図示しない昇降装置に保持され
た浸漬ランス１４と、金属Ｍｇ１５を貯蔵し、搬送気体
の圧力源に連通した貯蔵ホッパ１６と、この貯蔵ホッパ
１６の下方に取付けた切り出しバルブ１７と、切り出し
バルブ１７から切り出された金属Ｍｇ１５を浸漬ランス
１４に送るフレキシブルホース２０とを有し、更に、取
鍋１２の上方に、スラグ１３、あるいは溶鋼１１に脱酸
剤を添加するホッパ１８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
溶鋼へのＭｇ添加方法に適用されるＭｇ添加装置の断面
図、図２はスラグのＭｇＯの活量と溶鋼中のトータルマ
グネシウムとの関係を表すグラフ、図３は溶鋼中のＭｇ
濃度と溶鋼中のＭｇ添加後のＯ濃度との関係を表すグラ
フ、図４はＭｇ添加から連続鋳造開始までの経過時間と
初期値に対するＭｇの減少率との関係を表すグラフであ
る。図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る溶
鋼へのＭｇ添加方法に用いるＭｇ添加装置１０は、底部
にポーラスプラグ１９を設け溶鋼１１を入れた取鍋１２
と、取鍋１２の上方に、図示しない昇降装置に保持され
た浸漬ランス１４と、金属Ｍｇ１５を貯蔵し、搬送気体
の圧力源に連通した貯蔵ホッパ１６と、この貯蔵ホッパ
１６の下方に取付けた切り出しバルブ１７と、切り出し
バルブ１７から切り出された金属Ｍｇ１５を浸漬ランス
１４に送るフレキシブルホース２０とを有し、更に、取
鍋１２の上方に、スラグ１３、あるいは溶鋼１１に脱酸
剤を添加するホッパ１８を備えている。
【０００９】次に、本実施の形態に係る溶鋼へのＭｇ添
加方法について説明する。転炉、電気炉等の精錬炉で脱
炭精錬を行った後、取鍋１２に粗溶鋼を精錬炉から出鋼
し、引き続き減圧二次精錬炉を用いて脱炭及び脱酸処理
を行い溶鋼１１を溶製した。この溶鋼１１の表面には、
厚み３０〜１００ｍｍのスラグ１３が覆っている。この
スラグ１３は、減圧二次精錬炉を行う際、フラックスが
溶解したり、脱酸剤の酸化物が溶解して形成され、Ｃａ
Ｏ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等の酸化物を主成分にしたＭ
ｇＯ濃度の低い組成を有する。従って、浸漬ランス１４
から金属Ｍｇ１５を吹き込む前に、ホッパ１８からドロ
マイト、ＭｇＯ屑、Ｍｇを含む脱酸剤等を添加し、ポー
ラスプラグ１９からアルゴンガスを溶鋼１１中に供給し
て攪拌し、ドロマイト、ＭｇＯ屑等を溶鋼１１の熱によ
り溶解してスラグ１３中のＭｇＯ濃度を飽和濃度（Ｍｇ
Ｏの活量１）以上の濃度に改質する。そして、Ｍｇ添加
装置１０の昇降装置を作動し、浸漬ランス１４をスラグ
１３を貫通して溶鋼１１内に浸漬し、同時に、貯蔵ホッ
パ１６の切り出しバルブ１７を開いて貯蔵ホッパ１６に
貯蔵された金属Ｍｇ１５を搬送気体と混合し、フレキシ
ブルホース２０を介して浸漬ランス１４に送給し、金属
Ｍｇ１５を溶鋼１１内に吹き込む。溶鋼１１中に吹き込
まれた金属Ｍｇ１５は、溶鋼熱によって溶解する。この
溶鋼１１中に溶解したＭｇは、図２に示すように、スラ
グ１３中のＭｇＯの活量を１以上にしているので、チタ
ン脱酸を行ってＣｒを１７質量％含む１７Ｃｒ鋼
（■）、Ｓｉ脱酸を行った鋼（△）、Ａｌ脱酸を行った
鋼（○）のいずれもの場合でも、溶鋼１１中に溶解する
ｓｏｌＭｇと、溶鋼中に含まれるＦｅＯ、ＳｉＯ2 、Ｍ
ｎＯ等の酸化物と反応して生成するＭｇ酸化物を生成し
たｉｎｓｏｌＭｇとを合わせた値である溶鋼１１中のＴ
・Ｍｇ（トータルマグネシウム）を高めることができ
る。
加方法について説明する。転炉、電気炉等の精錬炉で脱
炭精錬を行った後、取鍋１２に粗溶鋼を精錬炉から出鋼
し、引き続き減圧二次精錬炉を用いて脱炭及び脱酸処理
を行い溶鋼１１を溶製した。この溶鋼１１の表面には、
厚み３０〜１００ｍｍのスラグ１３が覆っている。この
スラグ１３は、減圧二次精錬炉を行う際、フラックスが
溶解したり、脱酸剤の酸化物が溶解して形成され、Ｃａ
Ｏ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等の酸化物を主成分にしたＭ
ｇＯ濃度の低い組成を有する。従って、浸漬ランス１４
から金属Ｍｇ１５を吹き込む前に、ホッパ１８からドロ
マイト、ＭｇＯ屑、Ｍｇを含む脱酸剤等を添加し、ポー
ラスプラグ１９からアルゴンガスを溶鋼１１中に供給し
て攪拌し、ドロマイト、ＭｇＯ屑等を溶鋼１１の熱によ
り溶解してスラグ１３中のＭｇＯ濃度を飽和濃度（Ｍｇ
Ｏの活量１）以上の濃度に改質する。そして、Ｍｇ添加
装置１０の昇降装置を作動し、浸漬ランス１４をスラグ
１３を貫通して溶鋼１１内に浸漬し、同時に、貯蔵ホッ
パ１６の切り出しバルブ１７を開いて貯蔵ホッパ１６に
貯蔵された金属Ｍｇ１５を搬送気体と混合し、フレキシ
ブルホース２０を介して浸漬ランス１４に送給し、金属
Ｍｇ１５を溶鋼１１内に吹き込む。溶鋼１１中に吹き込
まれた金属Ｍｇ１５は、溶鋼熱によって溶解する。この
溶鋼１１中に溶解したＭｇは、図２に示すように、スラ
グ１３中のＭｇＯの活量を１以上にしているので、チタ
ン脱酸を行ってＣｒを１７質量％含む１７Ｃｒ鋼
（■）、Ｓｉ脱酸を行った鋼（△）、Ａｌ脱酸を行った
鋼（○）のいずれもの場合でも、溶鋼１１中に溶解する
ｓｏｌＭｇと、溶鋼中に含まれるＦｅＯ、ＳｉＯ2 、Ｍ
ｎＯ等の酸化物と反応して生成するＭｇ酸化物を生成し
たｉｎｓｏｌＭｇとを合わせた値である溶鋼１１中のＴ
・Ｍｇ（トータルマグネシウム）を高めることができ
る。
【００１０】即ち、このＴ・Ｍｇ濃度は、スラグ１３中
に含まれるＭｇＯの濃度が飽和濃度未満の場合では、時
間の経過と共に、溶鋼１１中の酸化物やフリー酸素
〔Ｏ〕と反応してＭｇ酸化物を生成する溶鋼１１中のｓ
ｏｌＭｇ、及びｉｎｓｏｌＭｇとして存在するＭｇ酸化
物が、スラグ１３中に移行（吸収）し、溶鋼１１中のＭ
ｇ濃度が低下する。スラグ１３中のＭｇＯを飽和濃度以
上、すなわちＭｇＯの活量を１以上にすることにより、
溶鋼１１中のＭｇ酸化物やｓｏｌＭｇが酸化して新たに
生成したＭｇ酸化物のスラグ１３への移行（吸収）を抑
制することができる。更に、金属Ｍｇ１５を添加した後
は、ポーラスプラグ１９からアルゴンガスの供給を停止
し、溶鋼１１の攪拌を行わない。これにより、Ｍｇ酸化
物のスラグ１３との接触によるスラグ１３への移行やＭ
ｇ酸化物そのものが溶鋼１１内から浮上してスラグ１３
に捕捉されるのを抑制でき、Ｍｇの損失が防止できる。
に含まれるＭｇＯの濃度が飽和濃度未満の場合では、時
間の経過と共に、溶鋼１１中の酸化物やフリー酸素
〔Ｏ〕と反応してＭｇ酸化物を生成する溶鋼１１中のｓ
ｏｌＭｇ、及びｉｎｓｏｌＭｇとして存在するＭｇ酸化
物が、スラグ１３中に移行（吸収）し、溶鋼１１中のＭ
ｇ濃度が低下する。スラグ１３中のＭｇＯを飽和濃度以
上、すなわちＭｇＯの活量を１以上にすることにより、
溶鋼１１中のＭｇ酸化物やｓｏｌＭｇが酸化して新たに
生成したＭｇ酸化物のスラグ１３への移行（吸収）を抑
制することができる。更に、金属Ｍｇ１５を添加した後
は、ポーラスプラグ１９からアルゴンガスの供給を停止
し、溶鋼１１の攪拌を行わない。これにより、Ｍｇ酸化
物のスラグ１３との接触によるスラグ１３への移行やＭ
ｇ酸化物そのものが溶鋼１１内から浮上してスラグ１３
に捕捉されるのを抑制でき、Ｍｇの損失が防止できる。
【００１１】更に、図３に示すように、溶鋼１１に、事
前に脱酸剤として、Ａｌ、Ｓｉ合金あるいはＴｉ、Ｔｉ
合金等を添加して脱酸処理を行なうことによって、Ｍｇ
を添加した後の溶鋼中のフリー酸素〔Ｏ〕の濃度を１０
ｐｐｍ以下にする。このフリー酸素〔Ｏ〕の濃度を低下
することにより、溶鋼中の酸素ポテンシャルを低くで
き、Ｃｒを１１質量％含む１１Ｃｒ鋼（点線）、Ｃｒを
１７質量％含む１７Ｃｒ鋼（実線）のいずれとも溶鋼中
のｓｏｌＭｇの濃度をより高くすることができる。特
に、Ｃｒ含有鋼において、予めＭｇの添加の前に脱酸を
行う場合、金属Ｔｉ、Ｔｉ合金等を用いたＴｉ脱酸処理
を行うことにより、溶鋼中の溶解酸素濃度を安定してよ
り低位に維持することができるので、より好ましい結果
が得られる。そして、取鍋１２内の溶鋼１１に添加した
Ｍｇの歩留りを高めることができ、取鍋１２及びタンデ
ィッシュ内でのＭｇの総合歩留りをより安定して向上す
ることができ、Ｍｇの使用量を減少し、製造コストを低
減することができる。
前に脱酸剤として、Ａｌ、Ｓｉ合金あるいはＴｉ、Ｔｉ
合金等を添加して脱酸処理を行なうことによって、Ｍｇ
を添加した後の溶鋼中のフリー酸素〔Ｏ〕の濃度を１０
ｐｐｍ以下にする。このフリー酸素〔Ｏ〕の濃度を低下
することにより、溶鋼中の酸素ポテンシャルを低くで
き、Ｃｒを１１質量％含む１１Ｃｒ鋼（点線）、Ｃｒを
１７質量％含む１７Ｃｒ鋼（実線）のいずれとも溶鋼中
のｓｏｌＭｇの濃度をより高くすることができる。特
に、Ｃｒ含有鋼において、予めＭｇの添加の前に脱酸を
行う場合、金属Ｔｉ、Ｔｉ合金等を用いたＴｉ脱酸処理
を行うことにより、溶鋼中の溶解酸素濃度を安定してよ
り低位に維持することができるので、より好ましい結果
が得られる。そして、取鍋１２内の溶鋼１１に添加した
Ｍｇの歩留りを高めることができ、取鍋１２及びタンデ
ィッシュ内でのＭｇの総合歩留りをより安定して向上す
ることができ、Ｍｇの使用量を減少し、製造コストを低
減することができる。
【００１２】また、溶鋼１１の温度が低い程、溶鋼１１
中のＴ・Ｍｇの溶解度が低下するので、１１Ｃｒ鋼、１
７Ｃｒ鋼のいずれも、溶鋼１１のＴ・Ｍｇ濃度が低下
し、溶鋼１１が凝固する時の接種核として作用するＭｇ
ＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 等の有効なＭｇ酸化物の絶対量
が減少する。この溶鋼１１の温度低下は、図４に示すよ
うに、溶鋼１１にＭｇを添加した後から連続鋳造ＣＣ
（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ・Ｃａｓｔｉｎｇ）開始までの
経過時間と関連しており、経過時間が６０分を超える
と、Ｍｇの蒸気化によりｓｏｌＭｇ及びｉｎｓｏｌＭ
ｇ、これ等を合わせたＴ・Ｍｇ濃度が急激に低下する。
中のＴ・Ｍｇの溶解度が低下するので、１１Ｃｒ鋼、１
７Ｃｒ鋼のいずれも、溶鋼１１のＴ・Ｍｇ濃度が低下
し、溶鋼１１が凝固する時の接種核として作用するＭｇ
ＯやＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 等の有効なＭｇ酸化物の絶対量
が減少する。この溶鋼１１の温度低下は、図４に示すよ
うに、溶鋼１１にＭｇを添加した後から連続鋳造ＣＣ
（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ・Ｃａｓｔｉｎｇ）開始までの
経過時間と関連しており、経過時間が６０分を超える
と、Ｍｇの蒸気化によりｓｏｌＭｇ及びｉｎｓｏｌＭ
ｇ、これ等を合わせたＴ・Ｍｇ濃度が急激に低下する。
【００１３】従って、溶鋼１１にＭｇを添加した後、６
０分以内の短時間で連続鋳造を行ない、Ｔ・Ｍｇ濃度の
低下を抑制し、溶鋼１１中に生成したｉｎｓｏｌＭｇや
ｓｏｌＭｇの酸化反応によって生成したＭｇ酸化物の濃
度を高く維持した状態で連続鋳造することができ、溶鋼
１１が凝固する時に、Ｍｇ酸化物を接種核として作用さ
せて溶鋼１１が凝固した鋳片の凝固組織を微細にするこ
とができる。この連続鋳造開始までの経過時間を３０分
以内にすると、Ｔ・Ｍｇ濃度の減少を最小に抑制できる
ので、より好ましい結果が得られる。その結果、表面割
れ等の表面欠陥や内部割れ、センターポロシティ、中心
偏析等の内部欠陥等の発生を防止でき、鋳片手入れの減
少や屑化等による歩留り低下が防止できる。この鋳片に
圧延等の加工を施した鋼材の品質も向上することができ
る。
０分以内の短時間で連続鋳造を行ない、Ｔ・Ｍｇ濃度の
低下を抑制し、溶鋼１１中に生成したｉｎｓｏｌＭｇや
ｓｏｌＭｇの酸化反応によって生成したＭｇ酸化物の濃
度を高く維持した状態で連続鋳造することができ、溶鋼
１１が凝固する時に、Ｍｇ酸化物を接種核として作用さ
せて溶鋼１１が凝固した鋳片の凝固組織を微細にするこ
とができる。この連続鋳造開始までの経過時間を３０分
以内にすると、Ｔ・Ｍｇ濃度の減少を最小に抑制できる
ので、より好ましい結果が得られる。その結果、表面割
れ等の表面欠陥や内部割れ、センターポロシティ、中心
偏析等の内部欠陥等の発生を防止でき、鋳片手入れの減
少や屑化等による歩留り低下が防止できる。この鋳片に
圧延等の加工を施した鋼材の品質も向上することができ
る。
【００１４】
【実施例】次に、本発明に係る溶鋼へのＭｇ添加方法の
実施例について説明する。減圧二次精錬を行った後の取
鍋の溶鋼を覆うスラグに、ドロマイト、ＭｇＯ屑等を添
加して攪拌してスラグ中のＭｇＯの活量を１（飽和濃
度）となるように改質処理し、Ｍｇを添加した後の溶鋼
中のフリー酸素（Ｏ）濃度を１０ｐｐｍ以下に調整し
た。Ｍｇの添加は、溶鋼を覆うスラグを貫通して溶鋼内
に浸漬ランスを浸漬し、アルゴンガスを搬送気体に用い
て貯蔵ホッパから金属Ｍｇ０．７ｋｇ／溶鋼トンを搬送
して溶鋼１１内に吹き込みを行ない、その後、所定時間
内に連続鋳造を行った。なお、溶鋼内にＭｇの吹き込み
を行った後の溶鋼内の攪拌は行わないようにした。そし
て、鋳片内のＴ・Ｍｇ、総合評価について調査した。実
施例１及び実施例２は、Ｍｇ添加後の溶鋼中のフリー酸
素（Ｏ）濃度を１０ｐｐｍ以下、Ｍｇ添加から鋳造開始
までの所要時間をそれぞれ２０分、１６分の本発明の範
囲にした場合であり、鋳片内Ｔ・Ｍｇをそれぞれ３２ｐ
ｐｍ、３５ｐｐｍ、にでき、鋳片の凝固組織の微細状況
や内部欠陥等を含めた総合評価も優れた結果（◎）が得
られた。実施例３は、Ｍｇ添加後の溶鋼中のフリー酸素
（Ｏ）濃度が１０ｐｐｍと上限値になった場合であり、
鋳片内Ｔ・Ｍｇを２５ｐｐｍにでき、総合評価も優れた
結果（◎）が得られた。実施例４は、Ｍｇ添加後の溶鋼
中のフリー酸素（Ｏ）濃度を９ｐｐｍ、Ｍｇ添加から鋳
造開始までの所要時間をそれぞれ３０分にした場合であ
り、鋳片内Ｔ・Ｍｇを２８ｐｐｍにでき、総合評価も優
れた結果（◎）が得られた。実施例５は、Ｍｇ添加後の
溶鋼中のフリー酸素（Ｏ）濃度を６ｐｐｍ、Ｍｇ添加か
ら鋳造開始までの所要時間をそれぞれ６０分にした場合
であり、鋳片内Ｔ・Ｍｇが２０ｐｐｍにやや低下したが
総合評価としては、良い（○）結果が得られた。
実施例について説明する。減圧二次精錬を行った後の取
鍋の溶鋼を覆うスラグに、ドロマイト、ＭｇＯ屑等を添
加して攪拌してスラグ中のＭｇＯの活量を１（飽和濃
度）となるように改質処理し、Ｍｇを添加した後の溶鋼
中のフリー酸素（Ｏ）濃度を１０ｐｐｍ以下に調整し
た。Ｍｇの添加は、溶鋼を覆うスラグを貫通して溶鋼内
に浸漬ランスを浸漬し、アルゴンガスを搬送気体に用い
て貯蔵ホッパから金属Ｍｇ０．７ｋｇ／溶鋼トンを搬送
して溶鋼１１内に吹き込みを行ない、その後、所定時間
内に連続鋳造を行った。なお、溶鋼内にＭｇの吹き込み
を行った後の溶鋼内の攪拌は行わないようにした。そし
て、鋳片内のＴ・Ｍｇ、総合評価について調査した。実
施例１及び実施例２は、Ｍｇ添加後の溶鋼中のフリー酸
素（Ｏ）濃度を１０ｐｐｍ以下、Ｍｇ添加から鋳造開始
までの所要時間をそれぞれ２０分、１６分の本発明の範
囲にした場合であり、鋳片内Ｔ・Ｍｇをそれぞれ３２ｐ
ｐｍ、３５ｐｐｍ、にでき、鋳片の凝固組織の微細状況
や内部欠陥等を含めた総合評価も優れた結果（◎）が得
られた。実施例３は、Ｍｇ添加後の溶鋼中のフリー酸素
（Ｏ）濃度が１０ｐｐｍと上限値になった場合であり、
鋳片内Ｔ・Ｍｇを２５ｐｐｍにでき、総合評価も優れた
結果（◎）が得られた。実施例４は、Ｍｇ添加後の溶鋼
中のフリー酸素（Ｏ）濃度を９ｐｐｍ、Ｍｇ添加から鋳
造開始までの所要時間をそれぞれ３０分にした場合であ
り、鋳片内Ｔ・Ｍｇを２８ｐｐｍにでき、総合評価も優
れた結果（◎）が得られた。実施例５は、Ｍｇ添加後の
溶鋼中のフリー酸素（Ｏ）濃度を６ｐｐｍ、Ｍｇ添加か
ら鋳造開始までの所要時間をそれぞれ６０分にした場合
であり、鋳片内Ｔ・Ｍｇが２０ｐｐｍにやや低下したが
総合評価としては、良い（○）結果が得られた。
【００１５】
【表１】
【００１６】これに対し、比較例１及び比較例２は、ス
ラグ中のＭｇＯの活量がそれぞれ０．７５、０．９５と
飽和濃度未満と低くなった場合であり、Ｍｇ添加後の溶
鋼中のフリー酸素（Ｏ）濃度を１０ｐｐｍ以下、Ｍｇ添
加から鋳造開始までの所要時間を３０分以内としたが、
鋳片内のＴ・Ｍｇがそれぞれ６ｐｐｍ、９ｐｐｍと大幅
に低下し、総合評価としては、悪い（×）結果になっ
た。
ラグ中のＭｇＯの活量がそれぞれ０．７５、０．９５と
飽和濃度未満と低くなった場合であり、Ｍｇ添加後の溶
鋼中のフリー酸素（Ｏ）濃度を１０ｐｐｍ以下、Ｍｇ添
加から鋳造開始までの所要時間を３０分以内としたが、
鋳片内のＴ・Ｍｇがそれぞれ６ｐｐｍ、９ｐｐｍと大幅
に低下し、総合評価としては、悪い（×）結果になっ
た。
【００１７】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、Ｍｇは、浸漬ランスを用いたＭｇの吹き込
みの他に、Ｍｇワイアを溶鋼中に供給して、溶鋼熱で溶
解することもできる。更に、溶鋼のフリー酸素は、Ｍｇ
を添加した後のフリー酸素濃度を１０ｐｐｍ以下とした
が、Ｍｇを添加する前に溶鋼のフリー酸素濃度を１０ｐ
ｐｍ以下にすることもできる。
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、Ｍｇは、浸漬ランスを用いたＭｇの吹き込
みの他に、Ｍｇワイアを溶鋼中に供給して、溶鋼熱で溶
解することもできる。更に、溶鋼のフリー酸素は、Ｍｇ
を添加した後のフリー酸素濃度を１０ｐｐｍ以下とした
が、Ｍｇを添加する前に溶鋼のフリー酸素濃度を１０ｐ
ｐｍ以下にすることもできる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１〜３記載の溶鋼へのＭｇ添加方
法においては、溶鋼の表面を覆うスラグを、スラグ中の
ＭｇＯが飽和濃度以上となるようにした後、溶鋼にＭｇ
を添加するので、溶鋼に添加したＭｇ歩留りを高めてＭ
ｇの合金コストを低減して溶鋼中に容易にＭｇ酸化物を
生成させ、溶鋼が凝固した鋳片の凝固組織を微細にし、
その鋳片の品質、鋳片を加工した鋼材の品質を向上で
き、低コストで工業的に生産することができる。
法においては、溶鋼の表面を覆うスラグを、スラグ中の
ＭｇＯが飽和濃度以上となるようにした後、溶鋼にＭｇ
を添加するので、溶鋼に添加したＭｇ歩留りを高めてＭ
ｇの合金コストを低減して溶鋼中に容易にＭｇ酸化物を
生成させ、溶鋼が凝固した鋳片の凝固組織を微細にし、
その鋳片の品質、鋳片を加工した鋼材の品質を向上で
き、低コストで工業的に生産することができる。
【００１９】特に、請求項２記載の溶鋼へのＭｇ添加方
法においては、Ｍｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素濃
度を１０ｐｐｍ以下にするので、溶鋼中に生成したＭｇ
酸化物がスラグへ移行するのを抑制でき、溶鋼中のＭ
ｇ、あるいはＭｇ酸化物をより安定して増加することが
でき、添加に用いるＭｇのコストを低減することができ
る。
法においては、Ｍｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素濃
度を１０ｐｐｍ以下にするので、溶鋼中に生成したＭｇ
酸化物がスラグへ移行するのを抑制でき、溶鋼中のＭ
ｇ、あるいはＭｇ酸化物をより安定して増加することが
でき、添加に用いるＭｇのコストを低減することができ
る。
【００２０】請求項３記載の溶鋼へのＭｇ添加方法にお
いては、溶鋼にＭｇを添加した後、溶鋼の攪拌を行わな
いで６０分以内に鋳造を開始するので、Ｍｇが蒸気化す
るのを抑制して溶鋼中のＭｇ歩留りを高めることがで
き、溶鋼が凝固する時の接種核として作用して鋳片の凝
固組織を微細にして鋳片の品質を安定して高めることが
できる。
いては、溶鋼にＭｇを添加した後、溶鋼の攪拌を行わな
いで６０分以内に鋳造を開始するので、Ｍｇが蒸気化す
るのを抑制して溶鋼中のＭｇ歩留りを高めることがで
き、溶鋼が凝固する時の接種核として作用して鋳片の凝
固組織を微細にして鋳片の品質を安定して高めることが
できる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る溶鋼へのＭｇ添加
方法に適用されるＭｇ添加装置の断面図である。
方法に適用されるＭｇ添加装置の断面図である。
【図２】スラグのＭｇＯの活量と溶鋼中のトータルマグ
ネシウムとの関係を表すグラフである。
ネシウムとの関係を表すグラフである。
【図３】溶鋼中のＭｇ濃度と溶鋼中のＭｇ添加後のＯ濃
度との関係を表すグラフである。
度との関係を表すグラフである。
【図４】Ｍｇ添加から連続鋳造開始までの経過時間と初
期値に対するＭｇの減少率との関係を表すグラフであ
る。
期値に対するＭｇの減少率との関係を表すグラフであ
る。
１０：Ｍｇ添加装置、１１：溶鋼、１２：取鍋、１３：
スラグ、１４：浸漬ランス、１５：金属Ｍｇ、１６：貯
蔵ホッパ、１７：切り出しバルブ、１８：ホッパ、１
９：ポーラスプラグ、２０：フレキシブルホース
スラグ、１４：浸漬ランス、１５：金属Ｍｇ、１６：貯
蔵ホッパ、１７：切り出しバルブ、１８：ホッパ、１
９：ポーラスプラグ、２０：フレキシブルホース
フロントページの続き
(72)発明者 諸星 隆
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
(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 BA08 BA16 CA02 CB04
Claims (3)
- 【請求項１】 溶鋼の表面を覆うスラグを、該スラグ中
のＭｇＯが飽和濃度以上となるようにした後、前記溶鋼
にＭｇを添加することを特徴とする溶鋼へのＭｇ添加方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の溶鋼へのＭｇ添加方法に
おいて、前記Ｍｇを添加した後の溶鋼のフリー酸素濃度
を１０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする溶鋼へのＭｇ
添加方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の溶鋼へのＭｇ添加
方法において、前記溶鋼にＭｇを添加した後、前記溶鋼
の攪拌を行わないで６０分以内に鋳造を開始することを
特徴とする溶鋼へのＭｇ添加方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279407A JP2003089817A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 溶鋼へのＭｇ添加方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279407A JP2003089817A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 溶鋼へのＭｇ添加方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003089817A true JP2003089817A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19103602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001279407A Pending JP2003089817A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 溶鋼へのＭｇ添加方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003089817A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748616A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Nippon Steel Corp | 溶鋼へのＭｇ添加方法 |
| JPH0762417A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-07 | Nippon Steel Corp | 溶鋼への低コストＭｇ添加方法 |
| JPH1068011A (ja) * | 1996-08-26 | 1998-03-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 酸化物分散鋼の製造方法 |
-
2001
- 2001-09-14 JP JP2001279407A patent/JP2003089817A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748616A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Nippon Steel Corp | 溶鋼へのＭｇ添加方法 |
| JPH0762417A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-07 | Nippon Steel Corp | 溶鋼への低コストＭｇ添加方法 |
| JPH1068011A (ja) * | 1996-08-26 | 1998-03-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 酸化物分散鋼の製造方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080306 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100714 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100727 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100910 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101012 |