JP2003342629A - Method for manufacturing aluminum-reduced heat resistant steel - Google Patents
Method for manufacturing aluminum-reduced heat resistant steelInfo
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この出願の発明は高クロムフ
ェライト系耐熱鋼等のアルミニウム低減化耐熱鋼の製造
方法に関し、さらに詳しくは高クロムフェライト系耐熱
鋼中に存在する不純物としてのアルミニウムを低減化す
ることによりクリープ特性に優れた高クロムフェライト
系耐熱鋼等のアルミニウム低減化耐熱鋼等を得ることの
できるアルミニウム低減化耐熱鋼の製造方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention of this application relates to a method for producing heat-resisting steel for reducing aluminum such as high-chromium ferritic heat-resisting steel, and more particularly to reducing aluminum as an impurity present in high-chromium ferritic heat-resisting steel. The present invention relates to a method for producing an aluminum-reduced heat-resistant steel capable of obtaining an aluminum-reduced heat-resistant steel such as a high chromium ferritic heat-resistant steel having excellent creep properties.
【０００２】[0002]
【従来技術とその解決課題】従来から、高クロムフェラ
イト系耐熱鋼中に不純物として存在するアルミニウム
は、６００℃付近で長時間保持すると、窒化アルミニウ
ムを形成しこれが粒界に析出してクリープ強度の低下を
引き起こすことが指摘されている。そのため、でき得る
限りアルミニウムを低減化することが望まれている。し
かしながら、従来の一般的な耐火物を使用した溶解法で
は、耐熱鋼を製造するためのスクラップ原料に初めから
混入しているアルミニウム、又は、耐火物から持ち込ま
れるあるいは出鋼時に酸素量調整のために添加する脱酸
剤に起因するアルミニウムにより、その濃度の下限は、
どんなに注意深く溶製を行っても３０ｐｐｍ程度までが
限界であった。2. Description of the Related Art Conventionally, aluminum which is present as an impurity in high chromium ferritic heat-resisting steel forms aluminum nitride when it is kept at around 600 ° C. for a long time, and this precipitates at grain boundaries to increase creep strength. It has been pointed out that it causes a decline. Therefore, it is desired to reduce aluminum as much as possible. However, in the conventional melting method using a general refractory material, aluminum is mixed in the scrap raw material for producing heat-resistant steel from the beginning, or it is brought in from the refractory material or for adjusting the oxygen content at the time of tapping. Due to aluminum due to the deoxidizer added to, the lower limit of its concentration is
No matter how carefully the melting was carried out, the limit was about 30 ppm.
【０００３】そこで、この出願の発明は、従来技術では
どうしても残留するアルミニウムを更に十分低減化する
ことを可能にして、クリープ特性に優れた高クロムフェ
ライト系耐熱鋼等のアルミニウム低減化耐熱鋼の製造方
法を提供することを課題としている。In view of this, the invention of this application makes it possible to further sufficiently reduce the amount of aluminum remaining in the prior art, and to produce aluminum-reduced heat-resistant steel such as high chromium ferritic heat-resistant steel excellent in creep characteristics. The challenge is to provide a method.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、コールドクルーシブル型
浮揚溶解装置に高クロムフェライト系耐熱鋼を投入して
浮揚溶解する工程と、浮揚溶解した耐熱鋼溶湯に酸化鉄
を投入して、耐熱鋼中のアルミニウムに酸化鉄を作用さ
せ、耐熱鋼中のアルミニウムを酸化物系介在物にする工
程と、非金属介在物と親和性の高い溶融フラックスを投
入して、酸化物系介在物を溶融フラックス中に移行さ
せ、酸化アルミニウムを含む非金属介在物を除去する工
程とを備えることにより、溶湯中のアルミニウム濃度を
低減化することを特徴とするアルミニウム低減化耐熱鋼
の製造方法を提供する。Means for Solving the Problems The invention of the present application is, in order to solve the above-mentioned problems, a step of introducing a high chromium ferritic heat-resistant steel into a cold crucible type levitation melting apparatus for levitation melting, and levitation melting. A process in which iron oxide is added to the molten heat-resistant steel to cause the iron oxide to act on the aluminum in the heat-resistant steel to turn aluminum in the heat-resistant steel into oxide-based inclusions, and a molten flux with a high affinity for non-metallic inclusions. And a step of transferring oxide-based inclusions into the molten flux to remove non-metallic inclusions containing aluminum oxide, thereby reducing the aluminum concentration in the molten metal. Provided is a method for producing heat-resistant steel with reduced aluminum.
【０００５】この出願の発明によれば、耐火物を使用し
ないコールドクルーシブル浮揚溶解の採用により、新た
にアルミニウムを溶湯に取り込むことが避けられること
が一つの特徴である。したがって、アルミニウムは、始
めに用意された耐熱鋼溶湯中の濃度以外には決して増加
しない特徴を持っている。According to the invention of this application, one of the features is that it is possible to avoid taking new aluminum into the molten metal by adopting cold crucible levitation melting without using refractory. Therefore, aluminum has the characteristic that it never increases except for the concentration in the initially prepared molten heat-resistant steel.
【０００６】そしてこの出願の発明によれば、上記のコ
ールドクルーシブル浮揚溶解の特性を活かした溶湯中の
アルミニウム濃度の増加がない状態で、酸化鉄を耐熱鋼
溶湯に反応させることにより、酸化物系の介在物を生成
させ、これを溶湯から除去することにより、溶湯中のア
ルミニウム濃度を低減して、クリープ特性に優れた高ク
ロムフェライト系耐熱鋼等のアルミニウム低減化耐熱鋼
を提供することができる。According to the invention of this application, the iron oxide is reacted with the heat-resistant steel molten metal without increasing the aluminum concentration in the molten metal by taking advantage of the characteristics of the cold crucible flotation melting described above. It is possible to provide an aluminum-reduced heat-resisting steel such as a high chromium ferritic heat-resisting steel having excellent creep properties by reducing the aluminum concentration in the melt by generating the inclusions of and removing it from the melt. .
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】この出願の発明は、上記の通りの
特徴を持つものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention of this application has the characteristics as described above, and the embodiments thereof will be described below.
【０００８】まず、この出願の発明が提供するアルミニ
ウム低減化耐熱鋼の製造方法は、コールドクルーシブル
型浮揚溶解装置を用いての耐熱鋼の溶解において、浮揚
溶解した耐熱鋼溶湯に酸化鉄を作用させて、耐熱鋼に溶
解している不純物としてのアルミニウムを酸化物系介在
物にし、更にこの介在物を溶融フラックス中に移行させ
て溶湯中のアルミニウム濃度を低減化することを特徴と
している。すなわち、この出願の発明は、酸化鉄を加え
ることにより、耐熱鋼溶湯に溶解している不純物元素の
アルミニウムを酸化物系介在物に変換し、これをこの出
願の発明者らが既に提案している溶融金属の精製方法
（特許第２９４９２２２号）に適用し、耐熱鋼中のアル
ミニウムを低減化する工程として、新規に発明したもの
である。First, in the method for producing heat-resistant aluminum with reduced aluminum provided by the invention of this application, in the melting of heat-resistant steel using a cold crucible type levitation melting device, iron oxide is allowed to act on the levitation-melted heat-resistant steel molten metal. Then, aluminum as an impurity dissolved in the heat-resistant steel is made into an oxide-based inclusion, and this inclusion is further transferred into the molten flux to reduce the aluminum concentration in the molten metal. That is, the invention of this application converts the impurity element aluminum dissolved in the heat-resistant steel melt into oxide inclusions by adding iron oxide, and the inventors of this application have already proposed this. The present invention is newly invented as a step for reducing aluminum in heat-resistant steel by applying it to a method for refining molten metal (Japanese Patent No. 2949222).
【０００９】そこで、工程説明の前に、使用する溶解炉
と原料について説明する。この出願の発明において使用
する、コールドクルーシブル（水冷るつぼ）型浮揚溶解
装置としては、材料を電磁気力で浮かせて溶解、精錬で
きる公知のコールドクルーシブル型浮揚溶解装置を挙げ
ることができる。具体的には、例えば、水冷可能なセグ
メントで構成された水冷鋼るつぼの周りに高周波コイル
が配置された構成のものであって、コイルに流された高
周波電流により水冷るつぼと内部の材料にうず電流が生
じ、このうず電流同士の反発力により材料を浮き上がら
せ、また材料自身に流れるうず電流により材料を加熱し
溶融するようにしたコールドクルーシブル型浮揚溶解装
置等を例示することができる。Therefore, before explaining the steps, the melting furnace and raw materials used will be described. Examples of the cold crucible (water-cooled crucible) type levitation melting apparatus used in the invention of this application include known cold crucible type levitation melting apparatuses capable of melting and refining materials by electromagnetic force. Specifically, for example, a high-frequency coil is arranged around a water-cooled steel crucible composed of water-coolable segments, and the high-frequency current passed through the coil causes the high-frequency coil to pass through the water-cooled crucible and the internal material. An example is a cold crucible type levitation melting apparatus in which an electric current is generated, the material is floated by the repulsive force between the eddy currents, and the material is heated and melted by the eddy current flowing in the material itself.
【００１０】また、原料としての耐熱鋼は、高温特性を
強化する目的で、クロム、ニッケル、モリブデン、バナ
ジウム、タングステン等を加えた合金鋼である。そして
例えば、安価に市販されている所望の組成の耐熱鋼等を
用いることができる。その形状についても、特に限定さ
れることはなく、水冷るつぼに投入可能なものであれば
よく、例えば、円柱状や、板状、塊状等の各種の形状の
ものとすることができる。The heat resistant steel as a raw material is an alloy steel to which chromium, nickel, molybdenum, vanadium, tungsten, etc. are added for the purpose of strengthening high temperature characteristics. For example, heat-resistant steel having a desired composition that is commercially available at low cost can be used. The shape is not particularly limited as long as it can be put into a water-cooled crucible, and various shapes such as a columnar shape, a plate shape, and a block shape can be used.
【００１１】以下、この出願の発明の方法におけるアル
ミニウムと酸化鉄を作用させて酸化物系介在物にする工
程について説明する。The step of reacting aluminum and iron oxide to form oxide inclusions in the method of the invention of this application will be described below.
【００１２】原料としての耐熱鋼を水冷るつぼに投入し
て溶解させる。ここで耐熱鋼溶湯は、うず電流によって
水冷るつぼから浮揚した状態となる。耐熱鋼中のアルミ
ニウムの存在状態には、耐熱鋼に溶け込んでいるアルミ
ニウム（以下ｓｏｌ．Ａｌと記す）と、酸化アルミニウ
ムを主成分とした非金属介在物を形成しているアルミニ
ウム（以下ｉｎｓｏｌ．Ａｌと記す）とが存在する。Heat-resistant steel as a raw material is put into a water-cooled crucible and melted. Here, the heat-resistant steel molten metal is floated from the water-cooled crucible by the eddy current. The presence of aluminum in the heat-resistant steel includes aluminum dissolved in the heat-resistant steel (hereinafter referred to as sol.Al) and aluminum forming non-metallic inclusions containing aluminum oxide as a main component (hereinafter referred to as insol.Al). And) exist.
【００１３】ところで酸化アルミニウム等の非金属介在
物は、溶融金属に比較して、電気伝導性が遥かに小さい
ため、電磁気力がほとんど働かない。このため、浮揚溶
湯中の非金属介在物は、溶湯がるつぼの中心に向かった
電磁気力を受けるのに対し、この力を受けないため、見
かけ上、るつぼ壁に向かう力を受けることになる。この
ため、浮揚溶湯中の非金属介在物には、溶湯表面に押し
出される力が働いている。この力によって、溶湯中に懸
濁している非金属介在物の一部、とくに粒径の比較的大
きなものは、溶湯表面に移行する。これにより、耐熱鋼
中のｉｎｓｏｌ．Aｌ濃度を低下することが可能であ
る。By the way, since non-metallic inclusions such as aluminum oxide have much lower electric conductivity than molten metal, almost no electromagnetic force is exerted. Therefore, the non-metallic inclusions in the levitation melt receive an electromagnetic force directed toward the center of the crucible, whereas the non-metal inclusions do not receive this force, and thus apparently receive a force toward the crucible wall. Therefore, the non-metallic inclusions in the levitation melt have a force exerted on the surface of the melt. Due to this force, a part of the non-metallic inclusions suspended in the melt, especially those having a relatively large particle size, migrate to the surface of the melt. As a result, the insol. It is possible to reduce the Al concentration.
【００１４】さらに、浮揚溶液中に溶湯表面に移行して
きた非金属介在物は、非金属介在物と親和性の高い溶融
フラックスを用いると、このフラックス中に移行し、溶
湯に戻ることが避けられるため、特に粒径の小さい介在
物に対しての除去には非常に有効である。また、溶融フ
ラックスとしては、フッ化カルシウム等のフッ化物系の
フラックスを用いることが効果的である。しかしなが
ら、耐熱鋼を浮揚溶解しただけでは化学反応がないた
め、耐熱鋼中のｓｏｌ．Ａｌ濃度は低下することはな
い。Furthermore, the nonmetallic inclusions that have migrated to the surface of the molten metal in the flotation solution can be prevented from migrating into the flux and returning to the molten metal if a molten flux having a high affinity with the nonmetallic inclusions is used. Therefore, it is very effective for removing inclusions having a particularly small particle size. Further, it is effective to use a fluoride-based flux such as calcium fluoride as the molten flux. However, there is no chemical reaction just by levitation melting the heat-resistant steel, so sol. The Al concentration does not decrease.
【００１５】次に、耐熱鋼中のｓｏｌ．Ａｌ濃度を低下
する方法について説明する。Next, the sol. A method for reducing the Al concentration will be described.
【００１６】ｓｏｌ．Ａｌをｉｎｓｏｌ．Ａｌに変換す
れば、上述のように、ｓｏｌ．Ａｌ濃度を低下すること
が可能になる。Sol. Al as insol. If converted to Al, as described above, sol. It is possible to reduce the Al concentration.
【００１７】ｓｏｌ．Ａｌをｉｎｓｏｌ．Ａｌに変換す
るには、ｓｏｌ．Ａｌを酸化すればよいが、その酸化剤
の条件については、アルミニウムよりも酸素との親和力
が弱いこと、添加する酸化剤中の酸素含有量が大きいこ
と、アルミニウムにより還元された酸化剤中の元素によ
り耐熱鋼の成分範囲を逸脱しないこと、耐熱鋼の溶解温
度における溶湯との反応性が良いこと、ハンドリングが
容易である、安価かつ入手が容易なこと等が挙げられ
る。Sol. Al as insol. To convert to Al, sol. Although it is sufficient to oxidize Al, the conditions of the oxidant are that the affinity with oxygen is weaker than that of aluminum, the oxygen content in the oxidant to be added is large, and the element in the oxidant reduced by aluminum Therefore, it does not deviate from the composition range of the heat-resistant steel, has good reactivity with the molten metal at the melting temperature of the heat-resistant steel, is easy to handle, is inexpensive and is easily available.
【００１８】そこで、ｓｏｌ．Ａｌをｉｎｓｏｌ．Ａｌ
に変換する方法として、酸化鉄を添加する方法を発明し
た。その理由としては、酸化鉄（III）（Ｆｅ2Ｏ3）
は、安価かつ入手が容易なこと、アルミニウムよりも酸
素との親和力が弱いこと、３０％もの酸素を含有し、還
元され鉄となったときにも耐熱鋼の最大構成金属が鉄で
あるので、耐熱鋼の成分範囲に大きな影響を及ぼさない
ためである。Therefore, the sol. Al as insol. Al
As a method of converting into iron, a method of adding iron oxide was invented. The reason is iron (III) oxide (Fe 2 O 3 )
Is cheap and easy to obtain, has a weaker affinity for oxygen than aluminum, contains 30% oxygen, and even when reduced to iron, the maximum constituent metal of heat-resistant steel is iron. This is because it does not have a great influence on the composition range of the heat resistant steel.
【００１９】しかしながら、酸化鉄（III）にも欠点が
ある。一般に入手しやすい試薬の酸化鉄（III）は、微
粉末であり、かさ密度が非常に小さく溶湯表面に添加す
ると、溶湯の表面に浮いてしまい溶湯との接触が殆んど
ないため、反応が非常に進みづらいことが予備的な実験
でわかった。このため、溶湯の接触を高めるため、薄肉
の鋼管に試薬の酸化鉄（III）を充填し、この管を浮揚
している耐熱鋼溶湯中に強制的に徐々に浸漬して反応さ
せる方法を採った。この方法により、未反応の酸化鉄を
残すことなく、反応に必要な量を確実に反応させること
ができる。However, iron (III) oxide also has drawbacks. Iron (III) oxide, which is a reagent that is easily available, is a fine powder, and when added to the surface of the molten metal, it has a very low bulk density and floats on the surface of the molten metal, so there is almost no contact with the molten metal. Preliminary experiments have shown that it is very difficult to proceed. For this reason, in order to enhance the contact with the molten metal, a method is used in which a thin-walled steel pipe is filled with the iron (III) oxide reagent, and this pipe is forcibly gradually immersed in the levitating heat-resistant steel molten metal to react. It was By this method, the amount necessary for the reaction can be reliably reacted without leaving unreacted iron oxide.
【００２０】ｓｏｌ．Ａｌをｉｎｓｏｌ．Ａｌに変換す
るのに使用する酸化鉄（III）の量は、耐熱鋼中に含ま
れるｓｏｌ．Ａｌ量に関係するが、耐熱鋼中のｓｏｌ．
Ａｌが０．０１５％程度の場合、歩留まりも考慮して一
般的な目安として、酸化鉄／耐熱鋼（重量比）で、０．
００５〜０．１の範囲で、さらには、０．０１〜０．０
５の範囲とするのが適当な例として示される。Sol. Al as insol. The amount of iron (III) oxide used to convert into Al is sol. Although it is related to the amount of Al, sol.
When Al is about 0.015%, iron oxide / heat-resistant steel (weight ratio) of 0.
In the range of 005 to 0.1, more preferably 0.01 to 0.0
A range of 5 is shown as a suitable example.
【００２１】ｓｏｌ．Ａｌをｉｎｓｏｌ．Ａｌに変換す
る温度範囲については、耐熱鋼の溶融温度以上であれば
よいが、一般的な目安としては、１５００〜１７５０℃
の範囲で、さらには１５５０〜１６５０℃の範囲とする
ことが例示される。Sol. Al as insol. The temperature range for conversion to Al may be higher than the melting temperature of the heat resistant steel, but as a general guideline, it is 1500 to 1750 ° C.
In the range of 1550 to 1650 ° C.
【００２２】次いで、溶融フラックスを使用して酸化ア
ルミニウムを含む非金属介在物を除去する工程について
説明する。ｓｏｌ．Ａｌを所望の濃度に低減した耐熱鋼
を再度前記のフッ化物系フラックスと共に浮揚溶解す
る。この状態に保持することで、耐熱鋼溶湯中の酸化ア
ルミニウムを含む非金属介在物を溶融フラックスに移行
することができる。ここで用いるフッ化物系フラックス
としては、フッ化アルカリ金属、フッ化アルカリ土類金
属、フッ化アルミニウム、及びこれらの混合物が適して
いる。フッ化物系フラックスの使用量については特に制
限はなく、一般的な目安としては、フラックス／耐熱鋼
（重量比で）、０．２〜０．０１の範囲、さらには０．
１〜０．０２の範囲とすることが適切な例として示され
る。耐熱鋼溶湯及び溶融フラックスの温度は、耐熱鋼の
溶融温度以上であればよいが、一般的な目安としては、
１５００〜１７５０℃の範囲で、さらには１５５０〜１
６５０℃の範囲とすることが例示される。非金属介在物
を除去する処理時間については、使用するコールドクル
ーシブル型浮揚溶解装置や、耐熱鋼の溶融量によって異
なるため一概には言えないが、一般的な目安として、耐
熱鋼がこの処理温度に達してから、１０〜６０分保持
で、さらには溶融フラックス作用処理温度で１０〜３０
分保持するのが適当である。また、一度の処理で非金属
介在物が除去しきれない場合には、新しいフラックスを
使用して浮揚溶解して除去することを何度か繰り返す方
法を採ることも可能である。Next, the step of removing the non-metal inclusions containing aluminum oxide by using the molten flux will be described. sol. The heat-resistant steel in which Al is reduced to a desired concentration is again float-melted together with the above-mentioned fluoride-based flux. By maintaining this state, the non-metallic inclusions containing aluminum oxide in the heat-resistant steel melt can be transferred to the molten flux. As the fluoride-based flux used here, alkali metal fluoride, alkaline earth metal fluoride, aluminum fluoride, and a mixture thereof are suitable. There is no particular limitation on the amount of the fluoride-based flux used, and as a general guideline, the flux / heat-resistant steel (by weight ratio) is in the range of 0.2 to 0.01, and further it is 0.
A range of 1 to 0.02 is shown as a suitable example. The temperature of the molten heat-resistant steel and the molten flux may be higher than the melting temperature of the heat-resistant steel, but as a general guideline,
In the range of 1500 to 1750 ° C, further 1550 to 1
It is exemplified that the temperature is in the range of 650 ° C. The treatment time for removing non-metallic inclusions cannot be generally stated because it depends on the cold crucible flotation and melting equipment used and the melting amount of heat-resistant steel, but as a general guideline, heat-resistant steel must be kept at this treatment temperature. Hold for 10 to 60 minutes after reaching, and 10 to 30 at the molten flux action processing temperature.
It is appropriate to hold a minute. Further, when the non-metallic inclusions cannot be completely removed by a single treatment, it is possible to adopt a method in which a new flux is used to float and melt and remove the inclusions several times.
【００２３】[0023]
【実施例】（実施例１）内径８４ｍｍ、深さ１５４ｍ
ｍ、内容積５００ｃｍ3のコールドクルーシブル型浮揚
溶解装置を用い、市販の高クロムフェライト系耐熱鋼(C
r 10.76%,Ni 0.38%,Mo 0.30%,W 1.94%,V 0.19%，Nb 0.0
61%，B 0.0034%，C 0.15%，Si0.24%，Mn 0.63%，solAl
0.016%,insolAl 0.0016%，O 0.0027%) の丸棒（重量２
ｋg）をるつぼに入れて浮揚溶解を行った。耐熱鋼溶湯
が１６３０℃になった時点で、試薬の酸化鉄（III）10
ｇを薄肉鋼管に充填したものを、直接浮揚溶湯に押し込
んで反応させた。反応終了後、高周波電源を切り、コー
ルドクルーシブル型浮揚溶解装置内で固化させた。[Example] (Example 1) Inner diameter 84 mm, depth 154 m
m, an internal volume of 500 cm 3, a cold crucible type levitation melting device, and a commercially available high chromium ferritic heat resistant steel (C
r 10.76%, Ni 0.38%, Mo 0.30%, W 1.94%, V 0.19%, Nb 0.0
61%, B 0.0034%, C 0.15%, Si 0.24%, Mn 0.63%, solAl
0.016%, insolAl 0.0016%, O 0.0027%) round bar (weight 2
(kg) was placed in a crucible to carry out floating dissolution. When the temperature of the heat-resistant steel melt reached 1630 ° C, the reagent iron (III) oxide 10
What was filled with g in a thin-walled steel pipe was directly pushed into the floated molten metal for reaction. After the reaction was completed, the high frequency power was turned off and the reaction was solidified in the cold crucible type flotation / melting apparatus.
【００２４】次に、酸化鉄と反応させたこの耐熱鋼をフ
ッ化カルシウム（重量７５ｇ）と共に浮揚溶解した。溶
解温度は１６３０℃で３０分保持したのち、高周波電源
を切り、コールドクルーシブル型浮揚溶解装置内で固化
させた。これらの処理を行ったときの、耐熱鋼中のｓｏ
ｌ．Ａｌ、ｉｎｓｏｌ．Ａｌ及び酸素の分析値を表１に
示す。Next, this heat-resistant steel reacted with iron oxide was float-dissolved together with calcium fluoride (weight: 75 g). After the melting temperature was kept at 1630 ° C. for 30 minutes, the high frequency power was turned off and the solid was solidified in the cold crucible type floating melting device. So in heat-resistant steel when these treatments are performed
l. Al, insol. Table 1 shows the analytical values of Al and oxygen.
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】表１からわかるように、酸化鉄を作用する
ことにより、ｓｏｌ．Ａｌは０．０１６％から０．００
０５％まで低減され、全アルミニウム量も０．０１８％
から０．００１％以下に低減された。しかし、耐熱鋼中
の酸素濃度は０．００２７％から０．００５３％まで増
加しているが、フラックスを用いて浮揚溶解すると、こ
の値は０．０００７％まで低下する。これは、過剰に入
った酸素がアルミニウム以外の金属元素と反応して介在
物を生成し、これがフラックスに移行したものである。As can be seen from Table 1, the sol. Al is 0.016% to 0.00
Reduced to 05% and the total aluminum content is 0.018%
To 0.001% or less. However, although the oxygen concentration in the heat-resistant steel has increased from 0.0027% to 0.0053%, this value decreases to 0.0007% when the flux is floated and melted. In this, the excess oxygen reacts with metal elements other than aluminum to generate inclusions, which are transferred to the flux.
【００２７】酸化鉄を添加したときに耐熱鋼の他の元素
の変化を比較したのが表２である。Table 2 compares changes in other elements of the heat resistant steel when iron oxide is added.
【００２８】[0028]
【表２】 [Table 2]
【００２９】表２から、酸化鉄を添加して反応させる
と、若干の酸化が起こり、濃度が減少する元素はあるも
の、その値でも耐熱鋼の成分許容値に収まる値で、成分
調整の必要はなかった。It can be seen from Table 2 that when iron oxide is added and reacted, some oxidation will occur and the concentration will decrease, but even if the value is within the allowable range of the heat-resistant steel, it is necessary to adjust the composition. There was no.
【００３０】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
ることは言うまでもない。Of course, the present invention is not limited to the above examples, and it goes without saying that various aspects can be made in details.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上から、この出願の発明によれば、ク
リープ強度に悪影響を及ぼすとされているアルミニウム
を、従来限界とされていた３０ｐｐｍからさらに下の１
０ｐｐｍ以下までに低減してクリープ特性の優れた耐熱
鋼を提供することが可能となった。As described above, according to the invention of this application, aluminum which is considered to have an adverse effect on the creep strength is further reduced from the conventional limit of 30 ppm to 1 below.
It has become possible to provide a heat-resistant steel having excellent creep characteristics by reducing it to 0 ppm or less.
【図１】この出願の発明によるアルミニウム低減化耐熱
鋼の製造工程を示すフロー概要図である。FIG. 1 is a flow schematic diagram showing a manufacturing process of aluminum reduced heat resistant steel according to the invention of this application.
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Claims (8)
高クロムフェライト系耐熱鋼を投入して浮揚溶解する工
程と、浮揚溶解した耐熱鋼溶湯に酸化鉄を投入して、耐
熱鋼中のアルミニウムに酸化鉄を作用させ、耐熱鋼中の
アルミニウムを酸化物系介在物にする工程と、非金属介
在物と親和性の高い溶融フラックスを投入して、酸化物
系介在物を溶融フラックス中に移行させ、酸化アルミニ
ウムを含む非金属介在物を除去する工程とを備えること
により、溶湯中のアルミニウム濃度を低減化することを
特徴とするアルミニウム低減化耐熱鋼の製造方法。1. A step of introducing high chromium ferritic heat-resistant steel into a cold crucible type levitation melting apparatus for levitation melting, and iron oxide is added to the levitation-melted heat-resistant steel molten metal to form aluminum oxide in the heat-resistant steel. To make aluminum in the heat-resistant steel oxide-based inclusions, and a molten flux with a high affinity for non-metallic inclusions is introduced to transfer the oxide-based inclusions into the molten flux and oxidize them. And a step of removing a non-metallic inclusion containing aluminum, thereby reducing the aluminum concentration in the molten metal.
ウムを酸化物系介在物にする工程として、薄肉の鋼管に
試薬の酸化鉄（III）を充填し、この管を浮揚している
耐熱鋼溶湯中に強制的に徐々に浸漬して反応させるよう
にする工程を包含することを特徴とするアルミニウム低
減化耐熱鋼の製造方法。2. The heat-resisting steel according to claim 1, wherein a thin-walled steel pipe is filled with a reagent iron oxide (III) and the pipe is levitated in the step of converting aluminum in the heat-resistant steel to oxide inclusions. A method for producing a heat-resisting steel with reduced aluminum, comprising a step of forcibly gradually dipping in a molten metal to cause a reaction.
化鉄（III）の量を、耐熱鋼中のｓｏｌ．Ａｌが０．０
１５％程度の場合に、酸化鉄／耐熱鋼（重量比）で、
０．００５〜０．１の範囲としたことを特徴とするアル
ミニウム低減化耐熱鋼の製造方法。3. The iron (III) oxide according to claim 1, wherein the amount of iron (III) oxide is sol. Al is 0.0
In the case of about 15%, iron oxide / heat resistant steel (weight ratio),
A method for producing aluminum-reduced heat-resisting steel, which is in the range of 0.005 to 0.1.
温度を、耐熱鋼の溶融温度以上で、１５００〜１７５０
℃の範囲としたことを特徴とするアルミニウム低減化耐
熱鋼の製造方法。4. The processing temperature according to claim 1, wherein the processing temperature is 1500 to 1750 or higher at a melting temperature of heat-resistant steel or higher.
A method for producing heat-resistant steel with reduced aluminum, characterized in that the temperature is in the range of ° C.
フラックスを使用して酸化アルミニウムを含む非金属介
在物を除去する工程での溶融フラックスとしてフッ化ア
ルカリ金属、フッ化アルカリ土類金属、フッ化アルミニ
ウムの少なくとも一つを含んだアルミニウム低減化耐熱
鋼の製造方法。5. The alkali metal fluoride, the alkaline earth metal fluoride, or the like as a molten flux in the step of removing a non-metallic inclusion containing aluminum oxide by using the molten flux according to claim 1. A method for producing heat-resisting steel with reduced aluminum containing at least one of aluminum fluoride.
鉄（III）の量を、耐熱鋼中のｓｏｌ．Ａｌが０．０１
５％程度の場合に、フラックス／耐熱鋼（重量比）で、
０．２〜０．０１の範囲としたことを特徴とするアルミ
ニウム低減化耐熱鋼の製造方法。6. The method according to claim 1, wherein the amount of iron (III) oxide is sol. Al is 0.01
In the case of about 5%, flux / heat resistant steel (weight ratio),
A method for producing an aluminum-reduced heat-resisting steel, characterized in that it is in the range of 0.2 to 0.01.
溶湯及び溶融フラックスの処理温度を、耐熱鋼溶湯の溶
融温度以上で、１５００〜１７５０℃の範囲としたこと
を特徴とするアルミニウム低減化耐熱鋼の製造方法。7. The aluminum reduction according to any one of claims 1 to 6, wherein the processing temperature of the molten heat-resistant steel and the molten flux is not lower than the melting temperature of the molten heat-resistant steel and is in the range of 1500 to 1750 ° C. Method for manufacturing heat resistant steel.
処理で非金属介在物が除去しきれない場合に、新しいフ
ラックスを使用して浮揚溶解して除去することを何度か
繰り返す工程を含むことを特徴とするアルミニウム低減
化耐熱鋼の製造方法。8. The process according to any one of claims 1 to 7, wherein when the non-metallic inclusions cannot be completely removed by a single treatment, a process of repeatedly floating and melting with a new flux to remove the inclusions is repeated. A method for producing an aluminum-reduced heat-resisting steel, comprising:
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| JP2002145376A JP3790818B2 (en) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Manufacturing method of heat-resisting steel with reduced aluminum |
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|---|---|
| JP (1) | JP3790818B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007119806A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Nippon Steel Corporation | Process for production of iron-base amorphous material |
| JP2011021230A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Kobe Steel Ltd | Method for producing ultrahigh purity alloy ingot |
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| US8496046B2 (en) | 2009-07-15 | 2013-07-30 | Kobe Steel. Ltd. | Method for producing alloy ingot |
-
2002
- 2002-05-20 JP JP2002145376A patent/JP3790818B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2011021230A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Kobe Steel Ltd | Method for producing ultrahigh purity alloy ingot |
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