JP2016222953A - 高清浄度鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の高清浄度鋼の製造方法は、転炉から出鋼された溶鋼に対して取鍋精錬設備で取鍋精錬を行い、その後、真空脱ガス設備で真空脱ガス精錬を行って高清浄度鋼を製造する高清浄度鋼の製造方法において、前記取鍋精錬の際のスラグ組成を、(質量%CaO)/(質量%SiO2)が4.0〜6.3の範囲で、(質量%CaO)/(質量%Al2O3)が1.8〜2.3の範囲であり、且つ、(質量%CaO)/(質量%SiO2)及び(質量%CaO)/(質量%Al2O3)が下記の(1)式の関係を満足するように制御する。
0.0059×(質量%CaO)/(質量%SiO2)+0.028×(質量%CaO)/(質量%Al2O3)≦0.088…(1)
【選択図】 図1
Description
[1]転炉から出鋼された溶鋼に対して取鍋精錬設備で取鍋精錬を行い、その後、真空脱ガス設備で真空脱ガス精錬を行って高清浄度鋼を製造する高清浄度鋼の製造方法において、前記取鍋精錬の際のスラグ組成を、(質量%CaO)/(質量%SiO2)が4.0〜6.3の範囲で、(質量%CaO)/(質量%Al2O3)が1.8〜2.3の範囲であり、且つ、(質量%CaO)/(質量%SiO2)及び(質量%CaO)/(質量%Al2O3)が下記の(1)式の関係を満足するように制御することを特徴とする、高清浄度鋼の製造方法。
0.0059×(質量%CaO)/(質量%SiO2)+0.028×(質量%CaO)/(質量%Al2O3)≦0.088・・・(1)
[2]前記高清浄度鋼は、被検面積が3000mm2のときに、当該高清浄度鋼で検出されたMgO−Al2O3系介在物のうちでMgO濃度が5質量%以上のMgO−Al2O3系非金属介在物のMgO濃度の平均値が10質量%未満であることを特徴とする、上記[1]に記載の高清浄度鋼の製造方法。
[3]前記取鍋精錬では、下記の(2)式で算出される溶鋼の攪拌動力εが60〜170W/tの範囲となるように、攪拌用ガスの流量、溶鋼温度、取鍋内溶鋼の浴深さのうちのいずれか一種または2種以上を制御することを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の高清浄度鋼の製造方法。
ε=6.2×Q×T×{1−273/T+ln(1+Z/1.48)}・・・(2)
但し、(2)式において、εは攪拌動力(W/t)、Qは攪拌用ガスの流量(Nm3/(min・t))、Tは溶鋼温度(K)、Zは取鍋内溶鋼の浴深さ(m)である。
[4]前記高清浄度鋼は、炭素濃度が0.60質量%以上1.20質量%以下、珪素濃度が0.15質量%以上0.70質量%以下、マンガン濃度が0.80質量%以下、燐濃度が0.020質量%以下、硫黄濃度が0.0050質量%以下、アルミニウム濃度が0.005質量%以上0.040質量%以下、クロム濃度が0.50質量%以上2.00質量%以下、窒素濃度が0.0080質量%以下、残部が鉄及び不可避的不純物である軸受鋼であることを特徴とする、上記[1]ないし上記[3]のいずれか1項に記載の高清浄度鋼の製造方法。
3[Mg]+4(Al2O3)=3(MgO・Al2O3)+2[Al]・・・(4)
但し、(3)式及び(4)式において、(MgO)、(Al2O3)、(MgO・Al2O3)は、スラグ中或いは介在物中の成分を表し、[Al]、[Mg]は、溶鋼中の成分を表す。
(2)スラグと溶鋼との反応
(3)溶鋼中のスラグ系介在物と溶鋼との反応
(4)Alなどの脱酸用合金材の添加時に生成する溶鋼中の介在物(脱酸生成物)
(5)スラグからの巻込みによる溶鋼中の介在物
(6)溶鋼中の介在物同士の凝集合体
(7)溶鋼中の各介在物の浮上
本発明者らは、熱力学及び速度論に基づいて、上記(1)〜(7)の現象を総括的に考慮し、かくして、取鍋精錬時の介在物の組成変化を計算するためのモデルを構築した。また、その計算結果が実測値と一致するように、種々の試験と計算モデルとのチューニングを行い、介在物組成変化予測モデルを完成させた。尚、本明細書では、構築した介在物組成変化予測モデルの内容の詳細な説明は省略する。
また、更なる試験調査から、取鍋精錬時のスラグの(質量%CaO)/(質量%SiO2)及び(質量%CaO)/(質量%Al2O3)にも適切な範囲があることがわかった。
但し、(2)式において、εは攪拌動力(W/t)、Qは攪拌用ガスの流量(Nm3/(min・t))、Tは溶鋼温度(K)、Zは取鍋内溶鋼の浴深さ(m)である。
2 取鍋
3 上蓋
4 電極
5 鉄皮
6 内張り耐火物
7 永久耐火物
8 底吹きプラグ
9 溶鋼
10 スラグ
Claims (4)
- 転炉から出鋼された溶鋼に対して取鍋精錬設備で取鍋精錬を行い、その後、真空脱ガス設備で真空脱ガス精錬を行って高清浄度鋼を製造する高清浄度鋼の製造方法において、前記取鍋精錬の際のスラグ組成を、(質量%CaO)/(質量%SiO2)が4.0〜6.3の範囲で、(質量%CaO)/(質量%Al2O3)が1.8〜2.3の範囲であり、且つ、(質量%CaO)/(質量%SiO2)及び(質量%CaO)/(質量%Al2O3)が下記の(1)式の関係を満足するように制御することを特徴とする、高清浄度鋼の製造方法。
0.0059×(質量%CaO)/(質量%SiO2)+0.028×(質量%CaO)/(質量%Al2O3)≦0.088・・・(1) - 前記高清浄度鋼は、被検面積が3000mm2のときに、当該高清浄度鋼で検出されたMgO−Al2O3系介在物のうちでMgO濃度が5質量%以上のMgO−Al2O3系非金属介在物のMgO濃度の平均値が10質量%未満であることを特徴とする、請求項1に記載の高清浄度鋼の製造方法。
- 前記取鍋精錬では、下記の(2)式で算出される溶鋼の攪拌動力εが60〜170W/tの範囲となるように、攪拌用ガスの流量、溶鋼温度、取鍋内溶鋼の浴深さのうちのいずれか一種または2種以上を制御することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の高清浄度鋼の製造方法。
ε=6.2×Q×T×{1−273/T+ln(1+Z/1.48)}・・・(2)
但し、(2)式において、εは攪拌動力(W/t)、Qは攪拌用ガスの流量(Nm3/(min・t))、Tは溶鋼温度(K)、Zは取鍋内溶鋼の浴深さ(m)である。 - 前記高清浄度鋼は、炭素濃度が0.60質量%以上1.20質量%以下、珪素濃度が0.15質量%以上0.70質量%以下、マンガン濃度が0.80質量%以下、燐濃度が0.020質量%以下、硫黄濃度が0.0050質量%以下、アルミニウム濃度が0.005質量%以上0.040質量%以下、クロム濃度が0.50質量%以上2.00質量%以下、窒素濃度が0.0080質量%以下、残部が鉄及び不可避的不純物である軸受鋼であることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の高清浄度鋼の製造方法。
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