JP2007031790A - 高Ａｌ鋼の二次精錬方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 窒化鋼などの高Ａｌ鋼を連続鋳造にて製造する場合におけるＡｌ2Ｏ3系介在物による連続鋳造におけるタンディッシュのノズルの閉塞を改善し、かつ高Ａｌ鋼の清浄度を改善する方法を提供する。
【解決手段】 高Ａｌ鋼の取鍋精錬による二次精錬の初期の造滓時に、溶鋼中のＡｌによる強脱酸と、強攪拌を行うことにより、スラグ組成のＳｉＯ2濃度を０．３０％以下と低くコントロールすることによって、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＳｉＯ2中の反応を抑制して溶鋼汚染を防止する高Ａｌ鋼の二次精錬方法である。
【選択図】 なし
【解決手段】 高Ａｌ鋼の取鍋精錬による二次精錬の初期の造滓時に、溶鋼中のＡｌによる強脱酸と、強攪拌を行うことにより、スラグ組成のＳｉＯ2濃度を０．３０％以下と低くコントロールすることによって、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＳｉＯ2中の反応を抑制して溶鋼汚染を防止する高Ａｌ鋼の二次精錬方法である。
【選択図】 なし
Description
この発明は、窒化鋼などの高Ａｌ鋼を連続鋳造で製造する際に、Ａｌ2Ｏ3の生成を抑制し、ノズル閉塞を防止する方法に関する。
従来、窒化鋼などの高Ａｌ鋼は、転炉や電気炉などでの精錬中にＡｌを添加合金として加えて溶製していた。この窒化鋼などの高Ａｌ鋼は、得られた溶鋼中のＡｌが高く、一方Ａｌは酸素との親和力が高いので、スラグ中の酸素による汚染や空気酸化による汚染により、溶鋼中に高融点のＡｌ2Ｏ3を生成しやすく、また、Ａｌ2Ｏ3は凝集合体化し大型介在物となり、地疵状の介在物を生成しやすい。このような地疵状の介在物を生成しなくする対策として、窒化鋼の溶鋼中にＣａを添加する方法が開発されている（特許文献１参照。）。Ｃａの添加により、介在物組成をＡｌ2Ｏ3−ＣａＯ系にし介在物の低融点化を行う方法である。
一方、この窒化鋼などの高Ａｌ鋼の溶鋼中に高融点のＡｌ2Ｏ3が生成されると、連続鋳造用のタンディッシュのノズルが閉塞されて操業トラブルとなる問題がある。
この発明が解決しようとする課題は、窒化鋼などの高Ａｌ鋼（Ａｌ含有量０．５０％以上）を連続鋳造にて製造する場合におけるＡｌ2Ｏ3系介在物による連続鋳造におけるタンディッシュのノズルの閉塞を改善し、かつ高Ａｌ鋼の清浄度を改善する方法を提供することである。
発明者らは、窒化鋼などの高Ａｌ鋼の取鍋精錬による二次精錬の開始直後である初期の造滓時に、ＳｉＯ2の濃度を０．３０％以下とする強脱酸と、ガス流量４０Ｎｍ3強攪拌を行うことにより、スラグ中のＳｉＯ2濃度を低くしておけば、成分調整のため投入されるＡｌの添加によって引き起こされる溶鋼中のＡｌとスラグ中のＳｉＯ2の反応を抑えることができ、Ａｌ2Ｏ3の生成が抑制されることを見出し、本発明の手段を開発した。なお、二次精錬での還元精錬は初期に溶鋼を脱酸して精錬を行うので、本発明の手段では脱酸はこの初期に行うものとした。また上記において強脱酸と強攪拌する理由は、迅速な精錬を行うためである。
すなわち、上記の課題を解決するための本発明の手段として、請求項１の発明は、高Ａｌ鋼の取鍋精錬による二次精錬の初期の造滓時に、溶鋼中のＡｌによる強脱酸と、強攪拌を行うことにより、スラグ組成のＳｉＯ2濃度を低くコントロールすることによって、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＳｉＯ2中の反応を抑制して溶鋼汚染を防止することを特徴とする高Ａｌ鋼の二次精錬方法である。
請求項２の発明は、低くコントロールするスラグ中のＳｉＯ2濃度は、０．３０％以下であることを特徴とする請求項１の手段の高Ａｌ鋼の二次精錬方法である。
上記の本手段における高Ａｌ鋼とは、例えば、ＪＩＳ規格のＳＡＣＭ６４５があり、その化学成分を示すと、質量％で、Ｃ：０．４０〜０．５０％、Ｓｉ：０．１５〜０．５０％、Ｍｎ：０．６０％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：１．３０〜１．７０％、Ｍｏ：０．１５〜０．３０％、Ａｌ：０．７０〜１．２０％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなるアルミニウムクロムモリブデン鋼鋼材である。
窒化鋼などの高Ａｌ鋼の取鍋精錬による二次精錬の初期の造滓時に本発明の手段によりスラグ中のＳｉＯ2濃度を０．３０％以下とすることにより、得られた窒化鋼などの高Ａｌ鋼の多連々鋳造化において連続鋳造設備のタンディッシュノズルの閉塞が防止でき連々数を５〜８連とすることができ、かつ得られた鋳片の清浄度を高めることができた。
本発明を実施するための最良の形態を説明する。この窒化鋼の高Ａｌ鋼の鋼種として、例えば、表１に示す化学成分を含有し残部がＦｅと不可避不純物からなる窒化鋼がある。
この表１に示す溶鋼を電気炉で１５０ｔを溶製した。次いで、この溶鋼を取鍋炉で、表２にテスト１〜テスト４に示す４種のテストをした。すなわち、ＣａＯを１６００ｋｇ、ＣａＦ2を６０ｋｇにより造滓し、溶鋼中にＡｌ滓を７００ｋｇ及びＡｌ粒を１８００ｋｇを投入して、鋼中のＡｌ：０．１００％以上とする強脱酸をし、さらにスラグ中のＳｉＯ2が０．３０％以下に低減するまで、ＳｉＯ2をＳｉに還元できる程度にバブリングガスにより攪拌した。表２の４種のテストにおいて、この攪拌ガス量をテスト１では７５Ｎｍ3、テスト２では７０Ｎｍ3、テスト３では６５Ｎｍ3、テスト４では６０Ｎｍ3としてそれぞれ強攪拌し、さらに、取鍋精錬時間（表２において「ＬＦ時間」という。）をテスト１で５０分、テスト２で４５分、テスト３で４０分、テスト４で３５分として取鍋精錬した。以上の取鍋精錬によりスラグ中のＳｉＯ2を溶鋼中のＡｌでＳｉに還元してＳｉＯ2濃度をテスト１〜テスト３では０．３０％以下にして合金調整および温度調整をした。一方、テスト４ではスラグ中のＳｉＯ2濃度は０．３５％であった。
本発明の上記のテスト１〜テスト３の手段の清浄度を高めた窒化鋼（表３で、「窒化鋼」と示す。）のスラグ組成と、通常の機械構造溶鋼（表３で、「一般鋼」と示す。）のスラグ組成を対比して表３に示す。
表３に見られるように、本発明の手段の窒化鋼のスラグ組成はＳｉＯ2が０．３０％以下であり、Ａｌ2Ｏ3が３５〜５０％である。これに対し対比の一般鋼のスラグ組成はＳｉＯ2が３〜１０％で、本発明の手段のそれに比し高いが、その分Ａｌ2Ｏ3が２０〜４０％と、本発明の手段のそれに比しやや低い。その他のスラグ組成は両者に違いはない。
次いで、ＲＨ脱ガス処理を３５分間行って、さらに連々数を４〜８連として連続鋳造し、その引抜き速度Ｖｃ：０．４５ｍ／ｍｉｎで鋳鋼片を得た。
上記の溶製および精錬におけるスラグ中のＳｉＯ2濃度とノズル閉塞状況との関係を表４に示す。なお、表４中のノズル閉塞は溶解精錬した溶鋼を８チャージ連続して鋳込んだときに、連々の途中でノズル閉塞が発生したかどうかで評価したものである。
表４に見られるようにスラグ中のＳｉＯ2濃度が０．０１％、０．０８％、０．２８％ともにノズルの閉塞はなく、ＳｉＯ2濃度が０．３５％で始めてノズル閉塞が見られた。
Claims (2)
- 高Ａｌ鋼の取鍋精錬による二次精錬の初期の造滓時に、溶鋼中のＡｌによる強脱酸と、強攪拌を行うことにより、スラグ組成のＳｉＯ2濃度を低くコントロールすることによって、溶鋼中のＡｌとスラグ中のＳｉＯ2中の反応を抑制して溶鋼汚染を防止することを特徴とする高Ａｌ鋼の二次精錬方法。
- 低くコントロールするスラグ中のＳｉＯ2濃度は、０．３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の高Ａｌ鋼の二次精錬方法。
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