JP2020002406A - 鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)脱酸後に、アルミナの凝集、合体による溶鋼からの浮上、分離時間をできるだけ長く確保するため、脱酸剤のAlを転炉での出鋼時に投入する方法、
(b)二次精錬法の一つであるCAS法やRH真空脱ガス法処理で溶鋼の強攪拌を行い、アルミナの浮上、分離を促進する方法、
(c)溶鋼中へのCaの添加によってアルミナを低融点介在物であるCaO−Al2O3に形態制御して無害化する方法等が行われていた。
(1)転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、AlまたはAl−Siにより脱酸し、Alキルド鋼またはAl−Siキルド鋼を製造する方法であって、
酸素を含有する成分調整用合金を、前記取鍋への出鋼中または出鋼後であって、前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の前の溶存酸素量が50ppm以上の溶鋼に投入するとともに前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の後の溶鋼に投入し、
前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の前に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量(ppm)と、前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の後に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量(ppm)との比率(脱酸前持込み酸素量/脱酸後持込み酸素量)を2以上とし、
前記脱酸後持込み酸素量を10ppm以下とし、
脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量の合計を15ppm以上とするとともに、
前記Alまたは前記Al−Siにより脱酸され、その後に前記成分調整用合金を投入された溶鋼に、Mgを添加することにより、質量比率でMg/T.Oを0.01以上0.5未満とする、鋼の製造方法。
C:0.0005〜1.5%、
Si:0.005〜1.2%、
Mn:0.05〜3.0%、
P:0.001〜0.2%、
S:0.0001〜0.05%、
T.Al:0.005〜1.5%、
Cu:0〜1.5%、
Ni:0〜10.0%、
Cr:0〜10.0%、
Mo:0〜1.5%、
Nb:0〜0.1%、
V:0〜0.3%、
Ti:0〜0.25%、
B:0〜0.005%、
残部Feおよび不純物である、上記(1)または(2)に記載の鋼の製造方法。
Cu:0.1〜1.5%、
Ni:0.1〜10.0%、
Cr:0.1〜10.0%、および
Mo:0.05〜1.5%、
から選択される1種以上を含有する、上記(3)に記載の鋼の製造方法。
Nb:0.005〜0.1%、
V:0.005〜0.3%、および
Ti:0.001〜0.25%、
から選択される1種以上を含有する、上記(3)または(4)に記載の鋼の製造方法。
B:0.0005〜0.005%、
を含有する、上記(3)〜(5)のいずれかに記載の鋼の製造方法。
MgOの含有量が0.1〜15%である、酸化物系介在物を有する、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の鋼の製造方法。
これにより、アルミナクラスターに起因した介在物欠陥の発生を、現在要求される程度まで十分に低減しながら、溶鋼を製造できるようになる。
本発明では、基本的に、転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、AlまたはAl−Siにより脱酸し、Alキルド鋼またはAl−Siキルド鋼を製造する。
(i)転炉 未脱酸溶鋼(成分調整用合金、Mgともに未投入)
(ii)転炉またはRH真空脱ガス装置(脱酸前成分調整用合金投入)
(iii)RH真空脱ガス装置(AlまたはAl−Si脱酸→脱酸後成分調整用合金投入)
(iv)ワイヤー添加装置(Mg投入)
本発明では、基本的に、転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、例えばRH真空脱ガス装置においてAlまたはAl−Siにより脱酸することによりAlキルド鋼またはAl−Siキルド鋼を溶製する。
本発明では、AlまたはAl−Siにより脱酸し、かつその後に成分調整用合金を投入された溶鋼中に、Mgを添加することにより、質量比率でMg/T.Oを0.01以上0.5未満とする。これにより、クラスターのアルミナ粒子間にバインダーとして存在するFeOおよびFeO・Al2O3の低融点酸化物がMgで還元され、溶鋼中およびAr気泡表面でのアルミナ粒子の凝集・合体が抑制される。
本発明により製造されるAlキルド鋼またはAl−Siキルド鋼の化学組成は、質量%で、C:0.0005〜1.5%、Si:0.005〜1.2%、Mn:0.05〜3.0%、P:0.001〜0.2%、S:0.0001〜0.05%、T.Al:0.005〜1.5%、Cu:0〜1.5%、Ni:0〜10.0%、Cr:0〜10.0%、Mo:0〜1.5%、Nb:0〜0.1%、V:0〜0.3%、Ti:0〜0.25%、B:0〜0.005%、残部がFeおよび不純物である化学組成を有する炭素鋼または合金鋼であることが好ましい。この化学組成を有する鋼材に必要な加工を加えることにより、薄板、厚板、鋼管、形鋼、棒鋼等へ適用できる。この範囲が好ましい理由は以下の通りである。
Cは、鋼の強度を最も安定して向上させる基本的な元素である。C含有量は、強度あるいは硬度の確保のためには好ましくは0.0005%以上である。しかし、C含有量が1.5%を超えると鋼の靭性が損なわれる。このため、C含有量は、所望する材料の強度に応じて好ましくは0.0005〜1.5%の範囲で調整する。
Si含有量が0.005%未満であると溶銑予備処理を行う必要が生じ、精錬に大きな負担をかけ経済性が損なわれる。一方、Si含有量が1.2%を超えるとメッキ不良が発生し、鋼の表面性状や耐食性が劣化する。このため、Si含有量は好ましくは0.005〜1.2%である。
Mn含有量が0.05%未満であると、精錬時間が長くなって経済性が損なわれる。一方、Mn含有量が3.0%を超えると鋼の加工性が大きく劣化する。このため、Mn含有量は、好ましくは0.05〜3.0%である。
P含有量が0.001%未満であると溶銑予備処理の時間およびコストが増加し、経済性が損なわれる。一方、P含有量が0.2%を超えると鋼の加工性が大きく劣化する。このため、P含有量は好ましくは0.001〜0.2%である。
S含有量が0.0001%未満であると、溶銑予備処理の時間およびコストがかかり経済性が損なわれる。一方、S含有量が0.05%を超えると、鋼の加工性および耐食性が大きく劣化する。このため、S含有量は好ましくは0.0001〜0.05%である。
本発明では、Al含有量について材質に影響する固溶Al(sol.Al)量と、介在物であるAl2O3に由来するAl(insol.Al)量の合計量である、Al量をT.Al(Total.Al)として規定する。換言すれば、T.Al=sol.Al+insol.Alを意味する。
Cu、Ni、Cr、Moは、いずれも、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、前記元素から選択される1種以上を必要に応じて含有させてもよい。
Nb、V、Tiは、いずれも、析出強化により鋼の強度を向上させる元素であり、必要に応じて1種以上を含有させてもよい。
Bは、鋼の焼入れ性を向上させ、鋼の強度を高める元素である。このため、必要に応じて含有させてもよい。しかし、0.005%を超えて含有するとBの析出物を増加させ、鋼の靭性を損なうおそれがある。このため、好ましくはB含有量は0.005%以下である。鋼の強度を確実に高めるためには、B含有量は好ましくは0.0005%以上である。
5−1.最大径
鋳片のスライム抽出で得られるアルミナクラスターの最大径は100μm以下であるのが好ましい。上記アルミナクラスターの最大径が100μmより大きいと、鋼の表面欠陥や内部欠陥に繋がるためである。
鋳片のスライム抽出で得られる20μm以上のアルミナクラスターの個数が2個/kg以下であるのが好ましい。上記20μm以上のアルミナクラスターの個数が2個/kgより多いと加工後に鋼の表面欠陥や内部欠陥に繋がるためである。
Claims (9)
- 転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、AlまたはAl−Siにより脱酸し、Alキルド鋼またはAl−Siキルド鋼を製造する方法であって、
酸素を含有する成分調整用合金を、前記取鍋への出鋼中または出鋼後であって、前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の前の溶存酸素量が50ppm以上の溶鋼に投入するとともに前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の後の溶鋼に投入し、
前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の前に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量(ppm)と、前記Alまたは前記Al−Siによる脱酸の後に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量(ppm)との比率(脱酸前持込み酸素量/脱酸後持込み酸素量)を2以上とし、
前記脱酸後持込み酸素量を10ppm以下とし、
脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量の合計を15ppm以上とするとともに、
前記Alまたは前記Al−Siにより脱酸され、その後に前記成分調整用合金を投入された溶鋼に、Mgを添加することにより、質量比率でMg/T.Oを0.01以上0.5未満とする、鋼の製造方法。 - 前記成分調整用合金は、MeMn、MeTi、MeCu、MeNi、FeMn、FeP、FeTi、FeS、FeSi、FeCr、FeMo、FeB、およびFeNbから選択される1種以上である、請求項1に記載の鋼の製造方法。
- 前記Alキルド鋼または前記Al−Siキルド鋼の化学組成が、質量%で、
C:0.0005〜1.5%、
Si:0.005〜1.2%、
Mn:0.05〜3.0%、
P:0.001〜0.2%、
S:0.0001〜0.05%、
T.Al:0.005〜1.5%、
Cu:0〜1.5%、
Ni:0〜10.0%、
Cr:0〜10.0%、
Mo:0〜1.5%、
Nb:0〜0.1%、
V:0〜0.3%、
Ti:0〜0.25%、
B:0〜0.005%、
残部Feおよび不純物である、請求項1または2に記載の鋼の製造方法。 - 前記Alキルド鋼または前記Al−Siキルド鋼の前記化学組成が、質量%で、
Cu:0.1〜1.5%、
Ni:0.1〜10.0%、
Cr:0.1〜10.0%、および
Mo:0.05〜1.5%、
から選択される1種以上を含有する、請求項3に記載の鋼の製造方法。 - 前記Alキルド鋼または前記Al−Siキルド鋼の前記化学組成が、質量%で、
Nb:0.005〜0.1%、
V:0.005〜0.3%、および
Ti:0.001〜0.25%、
から選択される1種以上を含有する、請求項3または4に記載の鋼の製造方法。 - 前記Alキルド鋼または前記Al−Siキルド鋼の前記化学組成が、質量%で、
B:0.0005〜0.005%、
を含有する、請求項3〜5のいずれかに記載の鋼の製造方法。 - 前記鋼は、Al2O3とMgOとを含み、質量%で、
MgOの含有量が0.1〜15%である、酸化物系介在物を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の鋼の製造方法。 - 前記鋼は、鋳片のスライム抽出で得られるアルミナクラスターの最大径が100μm以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の鋼の製造方法。
- 前記鋼は、鋳片のスライム抽出で得られる20μm以上のアルミナクラスターの個数が2個/kg以下である、請求項8に記載の鋼の製造方法。
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CN112458240A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种高牌号硅钢控氧降钛的冶炼方法 |
CN114438397A (zh) * | 2022-02-08 | 2022-05-06 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种高铬耐腐蚀抽油杆的生产工艺 |
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