JP2020002408A - Manufacturing method of steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼の製造方法に関し、具体的には、例えば、自動車用鋼板、構造用・耐摩耗用厚板や油井管用鋼管等の素材に好適なアルミナクラスターが少ない鋼の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing steel, and more specifically, to a method for producing steel having few alumina clusters suitable for materials such as steel plates for automobiles, structural and wear-resistant thick plates, and steel pipes for oil country tubular goods.
鋼板等の鋼材は、通常、転炉等の一次精錬炉により大気圧下で脱炭精錬を行われた未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、脱炭精錬により増加した溶鋼中の酸素を、例えばＲＨ真空脱ガス装置でＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸するＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼として、製造されている。 Steel materials such as steel plates are usually produced in a ladle with undeoxidized molten steel that has been decarburized and refined under atmospheric pressure by a primary refining furnace such as a converter, and then increased in the molten steel by decarburization refining. It is manufactured as Al-killed steel or Al-Si-killed steel in which oxygen is deoxidized by, for example, Al or Al-Si in an RH vacuum degasser.
脱酸時に不可避的に生成するアルミナは、硬質であり、凝集してクラスター化し易く、数１００μｍ以上の大きさの介在物として鋼中に残留する。このため、溶鋼からのアルミナの除去が不十分であると、連続鋳造時にタンディッシュの浸漬ノズルでノズル孔内付着によるノズル詰まりを生じる。 Alumina inevitably generated during deoxidation is hard, easily aggregated and clustered, and remains in the steel as inclusions having a size of several hundred μm or more. For this reason, if alumina is not sufficiently removed from the molten steel, nozzle clogging due to adhesion in the nozzle hole occurs in the tundish immersion nozzle during continuous casting.
また、アルミナが最終製品である鋼材に残存すると、例えば、薄板では熱間圧延または冷間圧延でのスリバー疵（線状疵）、構造用厚板では材質不良、耐摩耗用厚板では低温靭性の低下、油井用鋼管では溶接部のＵＳＴ欠陥といった、アルミナクラスターに起因した介在物欠陥が発生する。 Also, if alumina remains in the steel product as the final product, for example, sliver flaws (linear flaws) in hot rolling or cold rolling for thin sheets, poor material quality for structural thick plates, and low-temperature toughness for wear-resistant thick plates Inclusion defects due to alumina clusters, such as a decrease in the diameter of the steel pipe for oil wells and UST defects in the welded portions, occur.
アルミナを溶鋼から除去する方法として、
（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。
As a method of removing alumina from molten steel,
(A) a method of introducing Al as a deoxidizer at the time of tapping in a converter in order to secure as long as possible agglomeration of alumina, floating from molten steel by coalescence, and separation time after deoxidation,
(B) a method in which the molten steel is vigorously stirred by a CAS method or RH vacuum degassing method, which is one of the secondary refining methods, to promote the floating and separation of alumina;
A method in which harmless by controlling the form of the alumina is CaO-Al 2 O 3 is a low melting point inclusions was done by addition of Ca into (c) the molten steel.
ところが、（ａ）,（ｂ）の方法によるアルミナの浮上分離対策には限界があり、数１００μｍ以上の大きさの介在物を完全に除去できないため、スリバー疵を防止できないという問題があった。 However, there is a limit to measures for flotation separation of alumina by the methods (a) and (b), and there is a problem that sliver flaws cannot be prevented because inclusions having a size of several hundred μm or more cannot be completely removed.
（ｃ）のＣａによる酸化物系介在物の改質は、介在物の低融点化によってアルミナクラスターの生成を防止でき、微細化する。しかし、非特許文献１によれば、アルミナを溶鋼中で液相のカルシウムアルミネートにするためには、［Ｃａ］／［Ｔ．Ｏ］を０．７〜１．２の範囲に制御する必要がある。このためには、例えばＴ．Ｏが４０ｐｐｍで２８〜４８ｐｐｍという多量のＣａを添加する必要がある。 The modification of the oxide-based inclusions by Ca in (c) can prevent the formation of alumina clusters by lowering the melting point of the inclusions, thereby reducing the size. However, according to Non-Patent Document 1, in order to convert alumina into a liquid phase calcium aluminate in molten steel, [Ca] / [T. O] must be controlled in the range of 0.7 to 1.2. For this purpose, for example, T.I. It is necessary to add a large amount of Ca of 28 to 48 ppm at 40 ppm of O.
一方、タイヤ用のスチールコードや弁バネ材では、介在物を圧延加工時に変形し易い低融点のＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３（−ＭｎＯ）系に制御し、無害化することが一般的に広く知られている。 On the other hand, in steel cords and valve spring materials for tires, inclusions are generally controlled to a low melting point CaO—SiO 2 —Al 2 O 3 (—MnO) system, which is easily deformed during rolling, and detoxified. Widely known to.
しかし、これらの方法では、通常、Ｃａを安価なＣａＳｉ合金により添加するため、Ｓｉ含有量の上限の管理が厳しい自動車用鋼板や缶用冷延鋼板では実用化されていないのが現状である。 However, in these methods, since Ca is usually added by an inexpensive CaSi alloy, at present, it is not practically used for a steel sheet for automobiles or a cold-rolled steel sheet for cans in which the upper limit of the Si content is strictly controlled.
ＣｅやＬａ等のＲＥＭ（希土類元素）を利用した溶鋼の脱酸では、（ｉ）Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼を前提とし、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後にＲＥＭをアルミナの改質剤として使用する方法や（ｉｉ）Ａｌを使用せずにＲＥＭを単独で、またはＣａ、Ｍｇ等と組み合わせて脱酸する方法が知られている。 In the deoxidation of molten steel using REM (rare earth element) such as Ce or La, (i) Al-killed steel or Al-Si-killed steel is premised, and after deoxidizing Al or Al-Si, REM is used as a modifier for alumina. And (ii) a method of deoxidizing REM alone without using Al or in combination with Ca, Mg or the like.
特許文献１には、Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼を前提にした方法として、Ａｌ脱酸またはＡｌ−Ｓｉ脱酸後にＳｅ、Ｓｂ、ＬａおよびＣｅの一種以上を０．００１〜０．０５質量％添加することにより、またはこれと溶鋼攪拌と組み合わせることにより、溶鋼／アルミナクラスター間の界面張力を制御して溶鋼中のアルミナクラスターを浮上分離させて除去することによって、非金属介在物が少ない清浄鋼を製造する方法が開示されている。 Patent Literature 1 discloses a method based on Al-killed steel or Al-Si-killed steel, in which one or more of Se, Sb, La, and Ce are subjected to 0.001 to 0.05 after Al deoxidation or Al-Si deoxidation. By adding the mass% or combining this with the molten steel stirring, the interfacial tension between the molten steel / alumina cluster is controlled to remove the alumina clusters in the molten steel by floating separation, thereby reducing nonmetallic inclusions. A method for producing clean steel is disclosed.
特許文献２には、溶鋼をＡｌおよびＴｉにより脱酸した後、Ｃａおよび／またはＲＥＭを添加することにより、酸化物系介在物の大きさを５０μｍ以下とし、組成をＡｌ２Ｏ３：１０〜３０質量％、Ｃａおよび／またはＲＥＭ酸化物：５〜３０質量％、Ｔｉ酸化物：５０〜９０質量％とすることにより、表面性状および内質に優れる冷延鋼板を製造する方法が開示されている。 In Patent Document 2, after deoxidizing molten steel with Al and Ti, the size of oxide-based inclusions is reduced to 50 μm or less by adding Ca and / or REM, and the composition is set to Al 2 O 3 : 10 to 10. A method for producing a cold-rolled steel sheet having excellent surface properties and internal quality by setting 30% by mass, Ca and / or REM oxide: 5 to 30% by mass, and Ti oxide: 50 to 90% by mass is disclosed. I have.
さらに、特許文献３には、Ａｌ、ＲＥＭおよびＺｒの複合脱酸によってアルミナクラスターがなく、欠陥が少ない清浄なＡｌキルド鋼を製造する方法が開示されている。しかし、特許文献１〜３により開示された方法では、アルミナクラスターを確実に浮上分離させることが困難であり、介在物欠陥を要求される品質レベルまで低減することができなかった。 Further, Patent Literature 3 discloses a method for producing a clean Al-killed steel having no alumina clusters and few defects by composite deoxidation of Al, REM and Zr. However, in the methods disclosed in Patent Documents 1 to 3, it is difficult to reliably float and separate the alumina cluster, and it was not possible to reduce inclusion defects to a required quality level.
特許文献４には、Ａｌを使用しない方法として、溶鋼をＣａＯ含有フラックスで脱酸した後、Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭの一種以上を含む合金を例えば１００〜２００ｐｐｍ添加し、介在物を低融点化および軟質化することにより、スチールコード用鋼を製造する方法が開示されている。 In Patent Document 4, as a method not using Al, after deoxidizing molten steel with a CaO-containing flux, an alloy containing one or more of Ca, Mg and REM is added, for example, in an amount of 100 to 200 ppm to reduce the melting point of inclusions and A method for producing steel for steel cord by softening is disclosed.
特許文献５には、Ｍｎ、Ｓｉ等のＡｌ以外の脱酸剤によりＴ．Ｏ≦１００ｐｐｍに調整した後、空気酸化防止を目的にＲＥＭを５０〜５００ｐｐｍ添加することにより極細伸線性が良好な線材を製造する方法が開示されている。
しかし、特許文献４および５により開示された方法では、脱酸により安価なＡｌを使用しないため、脱酸剤のコストが上昇するという問題があった。また、Ｓｉで脱酸する場合には、Ｓｉ含有量の上限値の制限が厳しい薄板材への適用は困難であった。
However, the methods disclosed in
一方、アルミナ粒子のクラスター化に関して幾つかの生成機構が開示されている。例えば、特許文献６には、溶鋼中のＰ２Ｏ５がＡｌ２Ｏ３粒子の凝集合体を促進しているとし、Ｃａを添加してＰ２Ｏ５をｎＣａＯ・ｍＰ２Ｏ５とし、Ａｌ２Ｏ３のバインダーであるＰ２Ｏ５の結合力を低下させることにより、浸漬ノズルへのＡｌ２Ｏ３の付着を防止できることが開示されている。 On the other hand, several formation mechanisms have been disclosed for clustering alumina particles. For example, Patent Document 6, and P 2 O 5 in the molten steel is promoted aggregation coalescence of Al 2 O 3 particles, the P 2 O 5 was added to Ca and nCaO · mP 2 O 5, Al by lowering the bonding force P 2 O 5 is the 2 O 3 binder, it is disclosed that can prevent adhesion of Al 2 O 3 to the immersion nozzle.
非特許文献２には、連続鋳造でタンディッシュの浸漬ノズルの閉塞防止のために用いているＡｒガスに捕捉されたアルミナ粒子が、冷延鋼板に発生するスリバー疵の原因であると推定されることが開示されている。 According to Non-Patent Document 2, it is presumed that alumina particles captured by Ar gas used to prevent clogging of a tundish immersion nozzle in continuous casting are the cause of sliver flaws generated on a cold-rolled steel sheet. It is disclosed.
さらに、非特許文献３には、気泡に捕捉されたアルミナ粒子がキャピラリー効果により気泡表面で凝集合体するという観察結果が開示されている。このように、アルミナクラスターの微視的な生成機構についても解明されつつあるが、クラスター化の防止のための具体的方法は明らかではなかった。このため、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、要求される品質レベルまで低減することは困難であった。 Further, Non-Patent Document 3 discloses an observation result that alumina particles captured by bubbles aggregate and coalesce on the bubble surface by a capillary effect. Thus, although the microscopic formation mechanism of alumina clusters is being elucidated, a specific method for preventing clustering has not been clarified. For this reason, it was difficult to reduce inclusion defects due to alumina clusters to a required quality level.
本発明者らは、特許文献７として、ＲＥＭを微量添加することによりアルミナ中の介在物の組成を０．５〜１５質量％とすることにより、自動車用や家電用の薄板のスリバー疵、構造用厚板の材質不良、耐摩耗用厚板の低温靭性の低下、油井管用鋼管の溶接部ＵＳＴ欠陥等の表面疵や内部欠陥の原因になる粗大なアルミナクラスターの少ない鋼材を開示した。 The inventors of the present invention disclose, as Patent Literature 7, that the composition of inclusions in alumina is adjusted to 0.5 to 15% by mass by adding a small amount of REM, thereby reducing sliver flaws and structures of thin plates for automobiles and home appliances. Disclosed is a steel material having few coarse alumina clusters which causes surface defects and internal defects such as poor material quality of a steel plate for use, deterioration of low-temperature toughness of a wear-resistant steel plate, and UST defects in a welded portion of a steel pipe for oil country tubular goods.
また、本発明者らは、特許文献８により、溶鋼中のＲＥＭ／Ｔ．Ｏを０．０５〜０．５の範囲とし、アルミナクラスターの生成を抑制することにより、製品での表面疵や内部欠陥を低減し、連続鋳造時にタンディッシュの浸漬ノズルの閉塞を防止する方法を開示した。 Further, the present inventors have disclosed that REM / T. O is set in the range of 0.05 to 0.5 to suppress the generation of alumina clusters to reduce surface defects and internal defects in products, and to prevent clogging of the tundish immersion nozzle during continuous casting. Disclosed.
しかし、低Ｔ．Ｏで、かつＲＥＭ添加量が微量の場合、アルミナクラスターの生成は平均的に抑制され、製品欠陥とノズル閉塞は改善されるものの、アルミナ中のＲＥＭ酸化物含有量のばらつきが大きく、粗大なアルミナクラスターの生成を安定して抑制できず、結果として、上記の改善効果を得られない場合があった。 However, low T. When O is added and the amount of REM added is very small, the formation of alumina clusters is suppressed on average and product defects and nozzle clogging are improved, but the dispersion of the REM oxide content in alumina is large and coarse alumina The generation of clusters could not be suppressed stably, and as a result, the above-mentioned improvement effect was not sometimes obtained.
さらに、本発明者らは、さらに実験および検討を重ねた結果、（ｘ）Ｔ．Ｏ≦３０ｐｐｍでは、ＲＥＭ＞０．５・Ｔ．Ｏで歩留りが安定し、介在物の組成のばらつきが小さくなり、粗大なアルミナクラスターの生成が安定して抑制できること、（ｙ）Ｔ．Ｏが低いほど、ＲＥＭ酸化物とＡｌ２Ｏ３の複合酸化物からなる粗大なクラスターが生成する上限ＲＥＭ量が拡大することを見出した。 Furthermore, the present inventors have further conducted experiments and studies, and as a result, (x) T.D. When O ≦ 30 ppm, REM> 0.5 · T. O stabilizes the yield, reduces the variation in the composition of the inclusions, and stably suppresses the formation of coarse alumina clusters. It has been found that the lower the O, the larger the upper limit REM amount at which a coarse cluster composed of a composite oxide of REM oxide and Al 2 O 3 is generated.
そこで、本発明者らは、特許文献９により、Ｔ．Ｏが３０ｐｐｍ以下のＡｌ脱酸またはＡｌ−Ｓｉ脱酸した溶鋼中にＣｅ、Ｌａ、ＰｒおよびＮｄ等の１種類以上の希土類金属（ＲＥＭ）を添加して質量比率で０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ≦５０−１．２・Ｔ．Ｏとすることにより、粗大なアルミナクラスターの生成を溶鋼中およびＡｒ気泡の表面で防止する発明を開示した。 Therefore, the inventors of the present invention disclosed in US Pat. At least one kind of rare earth metal (REM) such as Ce, La, Pr and Nd is added to the molten steel of Al deoxidized or Al-Si deoxidized with O of 30 ppm or less, and a mass ratio of 0.5 · T. O <REM ≦ 50-1.2 · T. The invention has been disclosed in which the use of O prevents formation of coarse alumina clusters in molten steel and on the surface of Ar bubbles.
特許文献９により開示された発明によれば、自動車用や家電用の薄板のスリバー疵、構造用厚板の材質不良、耐摩耗用厚板の低温靭性の低下、油井管用鋼管の溶接部ＵＳＴ欠陥等の表面疵や内部欠陥が少ない鋼材を製造できる。 According to the invention disclosed in Patent Literature 9, sliver flaws in thin plates for automobiles and home appliances, poor material quality of structural plates, low-temperature toughness of wear-resistant plates, and UST defects in welds of steel pipes for oil country tubular goods. A steel material with few surface flaws and internal defects such as the above can be manufactured.
特許文献９により開示された発明は、連続鋳造時の浸漬ノズルの閉塞による操業トラブルの防止により、耐火物コストの低減や浸漬ノズルの交換に伴う生産性の低下を防止することもできる。 The invention disclosed in Patent Literature 9 can also reduce the cost of refractories and prevent a decrease in productivity due to replacement of the immersion nozzle by preventing operation trouble due to blockage of the immersion nozzle during continuous casting.
なお、特許文献９により開示された発明において、Ｔ．Ｏは鋼中の総酸素量で溶存酸素と介在物中酸素の合計を意味し、希土類元素とは、原子番号５７のＬａから原子番号７１のＬｕを意味する。 Note that, in the invention disclosed in Patent Document 9, T.I. O means the total amount of dissolved oxygen and oxygen in inclusions in the total amount of oxygen in the steel, and the rare earth element means La having an atomic number of 57 to Lu having an atomic number of 71.
特許文献９により開示された発明によれば、確かに、アルミナクラスターが少ない鋼材を提供できる。 According to the invention disclosed in Patent Document 9, it is possible to provide a steel material with a small amount of alumina clusters.
近年、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減することへの要請は、鋼材の需要家の生産性向上のための無欠陥指向や加工特性の向上の要求の高まりにより、従来に増して一段と高まっており、アルミナクラスターによる介在物欠陥をより一層低減することが強く求められている。 In recent years, the demand for reducing inclusion defects due to alumina clusters has increased even more than before due to the growing demand for defect-free orientation and improved processing characteristics for steel users to improve productivity. There is a strong demand for further reducing inclusion defects due to alumina clusters.
このため、製鋼工程での溶鋼の徹底的な清浄化や、鋳片の重手入れ化といった様々な対策が行われてはいるものの、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、現在要求される程度まで十分に低減することは、実現できていない。 For this reason, although various measures such as thorough cleaning of molten steel in the steelmaking process and heavy maintenance of cast slabs have been taken, inclusion defects due to alumina clusters have been sufficiently reduced to the extent currently required. Reduction has not been realized.
本発明は、従来の技術が有するこの課題に鑑みてなされたものであり、アルミナクラスターに起因する介在物欠陥を、現在要求される程度まで十分に低減しながら、鋼を製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and provides a method of manufacturing steel while sufficiently reducing inclusion defects caused by alumina clusters to the extent required at present. The purpose is to:
本発明者らが特許文献８により開示したように、低融点酸化物であるＦｅＯは、Ａｌにより脱酸された平衡状態の溶鋼中には本来存在しない。しかし、１６００℃程度の溶鋼（Ｏ濃度：６〜８ｐｐｍ程度）の一部に、Ｏ濃度が０．２質量％程度の溶鋼が非平衡に存在すると、Ａｌ２Ｏ３と液体のＦｅＯとが同時に生成し、液体のＦｅＯがＡｌ２Ｏ３同士の間にバインダーとして介在することにより、アルミナクラスターが発生する。 As disclosed by the present inventors in Patent Document 8, FeO, which is a low-melting oxide, is not originally present in molten steel in an equilibrium state deoxidized by Al. However, when the molten steel having an O concentration of about 0.2% by mass is present in a part of the molten steel at about 1600 ° C. (O concentration: about 6 to 8 ppm) in a non-equilibrium state, Al 2 O 3 and liquid FeO are simultaneously formed. Alumina clusters are generated by the generated and interposed liquid FeO as a binder between Al 2 O 3 .
本発明者らは、アルミナクラスターのこの発生機構に基づき、アルミナクラスターの発生防止手段を鋭意検討した結果、以下に列記の知見（Ａ）〜（Ｆ）が得られた。 The present inventors have intensively studied means for preventing alumina cluster generation based on this alumina cluster generation mechanism, and as a result, the following findings (A) to (F) have been obtained.
（Ａ）製鋼工程でＭｎ濃度の調整のためにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後に投入されるＭｅＭｎ（「金属Ｍｎ」を意味する。なお、本明細書では、以下成分濃度の調整用合金における「金属」を同様に「Ｍｅ」と表現する。）は、例えば０．５質量％程度と極微量ではあるものの、Ｏを含有する。Ｏを含有するＭｅＭｎが溶鋼に持ち込む全Ｏ量は例えば１５ｐｐｍ以上になる。 (A) MeMn (referred to as “metal Mn”) added after deoxidation of Al or Al—Si to adjust the Mn concentration in a steelmaking process. The “metal” is similarly expressed as “Me”), but contains O, for example, in a trace amount of about 0.5% by mass. The total amount of O brought into the molten steel by MeMn containing O is, for example, 15 ppm or more.
このため、従来のようにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後にＭｅＭｎを投入すると、ＭｅＭｎからの持込みＯにより、溶鋼は局所的に酸素汚染され、これにより、液体状態のＦｅＯがＡｌ２Ｏ３と同時に生成し、生成したＦｅＯがＡｌ２Ｏ３同士のバインダーになってアルミナクラスターが発生する。 For this reason, when MeMn is introduced after Al or Al-Si deoxidation as in the prior art, the molten steel is locally oxygen-contaminated by O brought in from MeMn, whereby FeO in a liquid state is simultaneously removed with Al 2 O 3. The generated FeO becomes a binder between Al 2 O 3 and alumina clusters are generated.
（Ｂ）ＭｅＭｎの投入量が多い鋼種、すなわち持込み酸素量が１５ｐｐｍ以上と多い鋼種では、ＭｅＭｎを、従来のようにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後の溶鋼に投入するのではなくて、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸前の溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上である溶鋼に投入するとともにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後の溶鋼に投入することにより、液体状態のＦｅＯがＡｌ２Ｏ３と同時に生成することを阻止してアルミナクラスターの生成を抑制できるため、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減できる。 (B) In a steel type in which the amount of MeMn is large, that is, a steel type in which the amount of oxygen brought in is as large as 15 ppm or more, MeMn is not charged into the molten steel after Al or Al-Si deoxidation as in the related art, but Al or FeO in a liquid state is produced simultaneously with Al 2 O 3 by being introduced into molten steel having a dissolved oxygen content of 50 ppm or more before Al-Si deoxidation and being introduced into molten steel after Al or Al-Si deoxidation. And the formation of alumina clusters can be suppressed, so that inclusion defects due to alumina clusters can be reduced.
（Ｃ）脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下にすることにより、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減できる。 (C) Inclusion defects due to alumina clusters can be reduced by reducing the amount of oxygen brought in after deoxidation to 10 ppm or less.
（Ｄ）ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前に投入されるＭｅＭｎから溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量と、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸後に投入されるＭｅＭｎから溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量との比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）を２以上に高めることにより、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減できる。 (D) Deoxygenation carried into molten steel from MeMn introduced before deoxidation by Al or Al-Si, and deoxidation brought into molten steel from MeMn introduced after deoxidation by Al or Al-Si introduced into molten steel. Inclusion defects due to alumina clusters can be reduced by increasing the ratio to the amount of oxygen carried after (oxygen amount before deoxidation / oxygen amount after deoxidation) to 2 or more.
（Ｅ）ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸前にＭｅＭｎを投入することにより、Ｍｎの投入歩留まりは若干低下するものの、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、現在要求される品質レベルまで十分に低減できる。このため、最終製品である鋼材の生産性や品質を顕著に向上でき、鋼材の製造コストを大幅に抑制することが可能になる。 (E) By introducing MeMn before deoxidation of Al or Al—Si, the yield of Mn is slightly reduced, but inclusion defects due to alumina clusters can be sufficiently reduced to the currently required quality level. For this reason, the productivity and quality of the steel product as the final product can be significantly improved, and the manufacturing cost of the steel material can be significantly reduced.
（Ｆ）溶鋼の成分調整用合金としては、ＭｅＭｎ以外に、ＭｅＴｉ、ＭｅＣｕ、ＭｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＰ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳ、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、ＦｅＢおよびＦｅＮｂ等があり、これらの成分調整用合金もＯを含有する。このため、これらの成分調整用合金を、上記Ｂ項に記載したようにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸の前後に投入することにより、アルミナクラスターの発生を防ぐことができる。 (F) In addition to MeMn, alloys for adjusting the composition of molten steel include MeTi, MeCu, MeNi, FeMn, FeP, FeTi, FeS, FeSi, FeCr, FeMo, FeB, and FeNb. Contains O. Therefore, by introducing these component adjusting alloys before and after Al or Al-Si deoxidation as described in the above section B, the generation of alumina clusters can be prevented.
本発明は、これらの知見（Ａ）〜（Ｆ）に基づくものであり、以下に列記の通りである。
（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、Ｔ．Ｏを３０ｐｐｍ以下にした溶鋼に、１種類以上のＲＥＭを添加することにより、質量比率で０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ含有量≦５０−１．２・Ｔ．Ｏとする、鋼の製造方法。
The present invention is based on these findings (A) to (F), and is as listed below.
(1) After the undeoxidized molten steel produced in the converter is tapped into a ladle, the tapped molten steel is deoxidized with Al or Al-Si, and Al-killed steel or Al-Si-killed steel is produced. A method of manufacturing
The oxygen-containing component adjusting alloy is introduced into molten steel having a dissolved oxygen amount of 50 ppm or more during or after tapping into the ladle and before deoxidation by the Al or the Al-Si. Together with the Al or the Al-Si into the molten steel after deoxidation,
The amount of oxygen (ppm) carried before deoxidation brought into the molten steel from the component adjusting alloy introduced before the deoxidation by Al or the Al-Si, and the oxygen introduced after deoxidation by the Al or Al-Si. The ratio of the amount of oxygen brought in after deoxidation (ppm) brought into the molten steel from the component adjusting alloy to the molten steel (the amount of oxygen brought in before deoxidation / the amount of oxygen brought in after deoxidation) is 2 or more,
The amount of oxygen brought in after the deoxidation is 10 ppm or less,
The total amount of oxygen brought in before and after deoxidation should be 15 ppm or more,
After being deoxidized by the Al or the Al-Si, the alloy for component adjustment is charged. By adding one or more types of REM to molten steel in which O is reduced to 30 ppm or less, a mass ratio of 0.5 · T. O <REM content ≦ 50−1.2 · T. O, a method for producing steel.
（２）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、上記（１）に記載の鋼の製造方法。 (2) The component adjusting alloy is at least one selected from MeMn, MeTi, MeCu, MeNi, FeMn, FeP, FeTi, FeS, FeSi, FeCr, FeMo, FeB, and FeNb. 3. The method for producing steel according to item 1.
（３）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、
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％、
ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ、
Ｔ．Ｏ：５〜３０ｐｐｍ、
残部が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。
(3) The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is represented by mass%,
C: 0.0005 to 1.5%,
Si: 0.005 to 1.2%,
Mn: 0.05-3.0%,
P: 0.001-0.2%,
S: 0.0001-0.05%,
T. Al: 0.005 to 1.5%,
Cu: 0 to 1.5%,
Ni: 0 to 10.0%,
Cr: 0 to 10.0%,
Mo: 0 to 1.5%,
Nb: 0 to 0.1%,
V: 0 to 0.3%,
Ti: 0 to 0.25%,
B: 0 to 0.005%,
REM: 0.1-20 ppm,
T. O: 5 to 30 ppm,
The method for producing steel according to the above (1) or (2), wherein the balance is Fe and impurities.
（４）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、上記（３）に記載の鋼の製造方法。
(4) The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is represented by mass%
Cu: 0.1-1.5%,
Ni: 0.1 to 10.0%,
Cr: 0.1 to 10.0%, and Mo: 0.05 to 1.5%,
The method for producing steel according to the above (3), comprising at least one selected from the group consisting of:
（５）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、上記（３）または（４）に記載の鋼の製造方法。
(5) The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is represented by mass%,
Nb: 0.005 to 0.1%,
V: 0.005 to 0.3%, and Ti: 0.001 to 0.25%,
The method for producing steel according to the above (3) or (4), comprising at least one selected from the group consisting of:
（６）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、上記（３）〜（５）のいずれかに記載の鋼の製造方法。
(6) The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is represented by mass%
B: 0.0005 to 0.005%,
The method for producing steel according to any one of the above (3) to (5), comprising:
（７）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、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の鋼の製造方法。 (7) The method for producing steel according to any one of (1) to (6) above, wherein the maximum diameter of the alumina cluster obtained by slime extraction of the slab is 100 μm or less.
（８）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、上記（７）に記載の鋼の製造方法。 (8) The method for producing steel according to (7), wherein the number of alumina clusters having a size of 20 μm or more obtained by slime extraction of the slab is 2 or less.
本発明によれば、酸素を含有する成分調整用合金をＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後の溶鋼に投入することに起因した、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯの同時発生、およびアルミナクラスターの生成を抑制することができる。 According to the present invention, the component adjustment for alloys containing oxygen due to put into the molten steel after the Al or Al-Si deoxidation, Al 2 O 3 and concurrent liquid FeO, and generation of alumina clusters Can be suppressed.
このため、本発明によれば、Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼からなる最終製品における表面疵や内部欠陥の原因となる粗大なアルミナクラスターの発生を、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。 Therefore, according to the present invention, the generation of coarse alumina clusters that cause surface defects and internal defects in the final product made of Al-killed steel or Al-Si-killed steel is sufficiently reduced to the extent required at present. Meanwhile, molten steel can be manufactured.
さらに、本発明によれば、連続鋳造における溶鋼中アルミナの浸漬ノズルへの付着も防止できる。したがって、浸漬ノズルの閉塞防止効果も大きい。したがって、本発明によれば、Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼からなる鋼材における表面疵や内部欠陥の原因となる粗大アルミナクラスターの生成を防止できるとともに、連続鋳造工程の生産性を高めることもできる。 Further, according to the present invention, it is possible to prevent adhesion of alumina in molten steel to the immersion nozzle in continuous casting. Therefore, the effect of preventing clogging of the immersion nozzle is also large. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the formation of coarse alumina clusters that cause surface defects and internal defects in a steel material made of Al-killed steel or Al-Si-killed steel, and also to increase the productivity of the continuous casting process. it can.
したがって、本発明は、従来のＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼における課題を一掃し、アルミナクラスターが少ない鋼材を確実に製造でき、産業の発展に寄与するところは極めて大きい。 Therefore, the present invention eliminates the problem of the conventional Al-killed steel or Al-Si-killed steel, and can reliably produce a steel material having a small amount of alumina clusters, which greatly contributes to industrial development.
本発明を説明する。以降の説明において化学組成は特段の断りがない限り、質量％を用いる。 The present invention will be described. In the following description, the chemical composition is represented by mass% unless otherwise specified.
１．本発明の概要
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。
1. Outline of the present invention In the present invention, basically, after undeoxidized molten steel melted in a converter is tapped into a ladle, the tapped molten steel is deoxidized with Al or Al-Si, Manufactures Al-killed steel or Al-Si-killed steel.
この際、酸素を含有する成分調整用合金を、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、Ａｌまたは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、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸の後の溶鋼に投入する。なお、溶鋼の溶存酸素量は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。 At this time, the oxygen-containing component adjusting alloy is introduced into molten steel having a dissolved oxygen amount of 50 ppm or more during or after tapping into a ladle and before deoxidation by Al or Al-Si. At the same time, it is charged into molten steel after deoxidation by Al or Al-Si. It is preferable that the amount of dissolved oxygen in the molten steel is 500 ppm or less.
さらに、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してＴ．Ｏを３０ｐｐｍ以下にした溶鋼中に、１種類以上のＲＥＭ（希土類元素）を添加することにより、質量比率で０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ≦５０−１．２・Ｔ．Ｏとする。 Further, deoxidation was carried out with Al or Al-Si, and after that, an alloy for component adjustment was introduced, and T.I. By adding one or more kinds of REM (rare earth elements) to molten steel in which O is reduced to 30 ppm or less, 0.5 · T. O <REM ≦ 50-1.2 · T. O.
ここで、ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称である。これらの１７元素のうちの１種以上を鋼材に含有することができ、ＲＥＭ含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。 Here, REM is a collective term for 17 elements of Y and Sc combined with 15 elements of lanthanoid. One or more of these 17 elements can be contained in the steel material, and the REM content means the total content of these elements.
本発明では、成分調整用合金とＲＥＭは、例えば、以下に示す投入順序で溶鋼に投入される。
（i）転炉 未脱酸溶鋼（成分調整用合金、ＲＥＭのいずれも未投入）
（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→ＲＥＭ投入）
In the present invention, the component adjusting alloy and the REM are charged into molten steel in the following charging order, for example.
(I) Converter Non-deoxidized molten steel (All alloys for component adjustment and REM are not charged)
(Ii) Converter or RH vacuum degassing equipment (injecting alloy for component adjustment before deoxidation)
(Iii) RH vacuum degassing device (Al or Al-Si deoxidation → input of alloy for component adjustment after deoxidation → input of REM)
本発明では、このようにして、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯの同時発生、およびアルミナクラスターの発生を防ぎながら、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て溶鋼を製造できる。 According to the present invention, the occurrence of inclusion defects caused by alumina clusters is sufficiently reduced to the extent required at present while preventing the simultaneous generation of Al 2 O 3 and liquid FeO and the generation of alumina clusters. It can reduce molten steel.
２．成分調整用合金
本発明では、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、かつＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前および脱酸後に、酸素を含有する成分調整用合金を溶鋼に投入する。すなわち、酸素を含有する成分調整用合金の溶鋼への投入タイミングを、従来のＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸後だけではなく、取鍋への出鋼中または出鋼後であってＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前および脱酸後に変更する。
2. In the present invention, during or after tapping into a ladle, and before and after deoxidation by Al or Al-Si, a component-adjusting alloy containing oxygen is added to molten steel. I do. That is, the injection timing of the oxygen-containing component adjusting alloy into molten steel is determined not only after conventional deoxidation with Al or Al-Si but also during or after tapping into a ladle. Change before and after deoxidation by -Si.
本発明では、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前に投入される成分調整用合金から、溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上の溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量（ｐｐｍ）と、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸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以上にする。また、前記比率は、好ましくは、２．５以上、１３０以下である。 In the present invention, from the alloy for component adjustment introduced before deoxidation by Al or Al-Si, the amount of oxygen (ppm) carried before deoxidation brought into the molten steel having a dissolved oxygen amount of 50 ppm or more; The ratio (the amount of oxygen carried before deoxidation / the amount of oxygen carried after deoxidation) with respect to the amount of oxygen carried after deoxidation (ppm) carried into the molten steel from the alloy for component adjustment introduced after the deoxidation is set to 2 or more. Further, the ratio is preferably 2.5 or more and 130 or less.
なお、持込み酸素量（脱酸前持込み酸素量、脱酸後持込み酸素量）は、各成分調整用合金からの持込み酸素量（質量ｐｐｍ）を、成分調整用合金投入量（ｋｇ）×当該成分調整用合金中酸素濃度（％）／１００／溶鋼量（ｋｇ）×１０６により求め、全ての成分調整用合金からの持込み酸素量を合計して求めることができる。さらに、本発明では、脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下とし、好ましくは、０．２ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以下とする。 The amount of oxygen brought in (the amount of oxygen brought in before deoxidation and the amount of oxygen brought in after deoxidation) is calculated by dividing the amount of oxygen brought in from each alloy for component adjustment (mass ppm) by the input amount of alloy for component adjustment (kg) x the relevant component It can be obtained from oxygen concentration (%) in adjustment alloy / 100 / amount of molten steel (kg) × 10 6 , and can be obtained by summing up the amount of oxygen brought in from all the component adjustment alloys. Furthermore, in the present invention, the amount of oxygen brought in after deoxidation is set to 10 ppm or less, preferably 0.2 ppm or more and 5 ppm or less.
これらにより、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯが溶鋼中で同時に発生することを防止でき、アルミナクラスターの発生を防ぐことができる。このため、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、現在要求される品質レベルまで十分に低減しながら、溶鋼を製造することができる。 Thus, it is possible to prevent Al 2 O 3 and liquid FeO from being simultaneously generated in the molten steel, and to prevent generation of alumina clusters. Therefore, molten steel can be produced while sufficiently reducing inclusion defects due to alumina clusters to the currently required quality level.
本発明では、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との合計が１５ｐｐｍ以上とする。脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との合計の持込み酸素量が１５ｐｐｍ未満であると、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯが少量しか発生せず、酸素を含有する成分調整用合金を溶鋼に投入することの弊害が発生しないからである。なお、合計の持込み酸素量は、好ましくは、１７０ｐｐｍ以下である。 In the present invention, the total of the amount of oxygen brought in before deoxidation and the amount of oxygen brought in after deoxidation is 15 ppm or more. When the total amount of oxygen brought in before the deoxidation and the amount of oxygen brought in after the deoxidation is less than 15 ppm, only a small amount of Al 2 O 3 and liquid FeO is generated, and the oxygen-containing component adjusting alloy is used. This is because there is no adverse effect caused by charging the molten steel into the molten steel. The total amount of oxygen carried is preferably 170 ppm or less.
成分調整用合金の溶鋼への投入タイミングは、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、かつＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前および脱酸後であれば、特に制限されない。しかし、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸よりできるだけ前のタイミング、例えば取鍋への出鋼直後に投入すれば、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前に一旦生成した液体ＦｅＯが確実に溶鋼中に溶解することになるために、好ましい。 The timing of charging the component adjusting alloy to molten steel is not particularly limited as long as it is during or after tapping into the ladle and before and after deoxidation with Al or Al-Si. However, if the timing is as early as possible before deoxidation by Al or Al-Si, for example, immediately after tapping into a ladle, liquid FeO once generated before deoxidation by Al or Al-Si is surely introduced into molten steel. It is preferred because it will dissolve.
酸素を含有する成分調整用合金としては、ＭｅＭｎ、ＭｅＴｉ、ＭｅＣｕ、ＭｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＰ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳ、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、ＦｅＢおよびＦｅＮｂから選択される１種以上が例示される。 Examples of the oxygen-containing component adjusting alloy include one or more selected from MeMn, MeTi, MeCu, MeNi, FeMn, FeP, FeTi, FeS, FeSi, FeCr, FeMo, FeB, and FeNb.
各成分調整用合金の酸素濃度としては、ＭｅＭｎ：０．５％程度、ＭｅＴｉ：０．２％程度、ＭｅＣｕ：０．０４％程度、ＭｅＮｉ：０．００２％程度、ＦｅＭｎ：０．４％程度、ＦｅＰ：１．５％程度、ＦｅＴｉ：１．３％程度、ＦｅＳ：６．５％程度、ＦｅＳｉ：０．４％程度、ＦｅＣｒ：０．１％程度、ＦｅＭｏ：０．０１％程度、ＦｅＢ：０．４％程度、ＦｅＮｂ：０．０３％程度が例示される。 As the oxygen concentration of each component adjusting alloy, MeMn: about 0.5%, MeTi: about 0.2%, MeCu: about 0.04%, MeNi: about 0.002%, FeMn: about 0.4% , FeP: about 1.5%, FeTi: about 1.3%, FeS: about 6.5%, FeSi: about 0.4%, FeCr: about 0.1%, FeMo: about 0.01%, FeB : About 0.4% and FeNb: about 0.03%.
３．ＲＥＭ
本発明では、Ａｌ脱酸またはＡｌ−Ｓｉ脱酸し、その後にかつ成分調整用合金を投入してＴ．Ｏを３０ｐｐｍ以下にした溶鋼に、１種類以上のＲＥＭを添加することにより、質量比率で、０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ含有量≦５０−１．２・Ｔ．Ｏとする。これにより、介在物の組成ばらつきが小さくなり、粗大アルミナクラスターの生成を安定して抑制することができる。なお、本式中のＲＥＭおよびＴ．Ｏとは鋼中の含有量を意味する。また、本発明におけるＲＥＭとは、上述したように、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称を意味する。
3. REM
In the present invention, Al deoxidation or Al-Si deoxidation is performed, and after that, an alloy for component adjustment is added to T. By adding one or more types of REM to molten steel in which O has been reduced to 30 ppm or less, 0.5 · T. O <REM content ≦ 50−1.2 · T. O. Thereby, the composition variation of inclusions is reduced, and the generation of coarse alumina clusters can be stably suppressed. Note that REM and T.D. O means the content in steel. As described above, REM in the present invention means a general term for 17 elements in which Y and Sc are added to 15 elements of lanthanoid.
ＲＥＭ含有量を５０−１．２・Ｔ．Ｏ（ｐｐｍ）以下とする理由は、これを超えてＲＥＭを含有させると、ＲＥＭ酸化物とＡｌ２Ｏ３の複合酸化物からなる粗大クラスターが生成するおそれがあること、スラグとの反応によって複合酸化物が多量に生成するため、溶鋼の清浄性が悪化し、タンディッシュの浸漬ノズルを閉塞させること、および、溶鋼中の溶存ＲＥＭ量が多くなり、タンディッシュ内壁やストッパー耐火物を溶損し、操業トラブルを引き起こす可能性があることためである。 The REM content is 50-1.2 · T. The reason for setting the content to O (ppm) or less is that if REM is contained in excess of this, coarse clusters composed of a composite oxide of REM oxide and Al 2 O 3 may be formed, Since a large amount of oxides is generated, the cleanliness of the molten steel deteriorates, the immersion nozzle of the tundish is closed, and the amount of dissolved REM in the molten steel increases, and the tundish inner wall and the stopper refractory are eroded, This is because it may cause operational trouble.
また、ＲＥＭ含有量を０．５・Ｔ．Ｏ（ｐｐｍ）超とする理由は、これを下回るとＲＥＭ添加の効果が不十分であるためである。 Further, the REM content is set to 0.5 · T. The reason for making the content more than O (ppm) is that if the content is less than O (ppm), the effect of REM addition is insufficient.
図１は、本発明におけるＲＥＭ含有量と、Ｔ．Ｏと、アルミナクラスターの最大径の関係を示すグラフである。ＲＥＭ含有量と、Ｔ．Ｏと、アルミナクラスターの最大径の関係は、図１のグラフに示す通りである。 FIG. 1 shows the relationship between the REM content in the present invention and the T.V. 4 is a graph showing the relationship between O and the maximum diameter of an alumina cluster. REM content and T.I. The relationship between O and the maximum diameter of the alumina cluster is as shown in the graph of FIG.
溶鋼中へのＲＥＭの添加は、例えば二次精錬装置のＣＡＳやＲＨ真空脱ガス装置を使って、溶鋼のＡｌ脱酸またはＡｌ−Ｓｉ脱酸し、その後にかつ成分調整用合金を投入した後に、０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ含有量≦５０−１．２・Ｔ．Ｏの範囲になるように行う。 Addition of REM into molten steel, for example, using CAS or RH vacuum degassing equipment of secondary refining equipment, Al deoxidation or Al-Si deoxidation of molten steel, after that and after charging the alloy for component adjustment , 0.5 · T. O <REM content ≦ 50−1.2 · T. Perform so as to be within the range of O.
ＲＥＭは、Ｃｅ、Ｌａ等の純金属、ＲＥＭ金属の合金または他金属との合金のいずれでもよい。ＲＥＭの形状は、塊状、粒状、またはワイヤー等であってもよい。ＲＥＭを添加する量は極微量であるので、溶鋼中ＲＥＭ濃度を均一にするため、ＲＨ真空脱ガス槽内での還流溶鋼中への添加や取鍋添加後のＡｒガス等での攪拌が望ましい。また、タンディッシュ、鋳型内溶鋼へＲＥＭを添加することもできる。 REM may be any of pure metals such as Ce and La, alloys of REM metals, and alloys with other metals. The shape of the REM may be massive, granular, wire, or the like. Since the amount of REM to be added is extremely small, it is desirable to add REM in the molten steel in the RH vacuum degassing tank or to stir with Ar gas or the like after adding the ladle in order to make the REM concentration in the molten steel uniform. . REM can also be added to the tundish or the molten steel in the mold.
４．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
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％、ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ、Ｔ．Ｏ：５〜３０ｐｐｍ、残部Ｆｅおよび不純物である、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。
4. Chemical composition of Al-killed steel or Al-Si-killed steel manufactured according to the present invention The chemical composition of Al-killed steel or Al-Si-killed steel manufactured according to the present invention is, in mass%, C: 0.0005 to 1. 5%, Si: 0.005 to 1.2%, Mn: 0.05 to 3.0%, P: 0.001 to 0.2%, S: 0.0001 to 0.05%, Al: 0.005 to 1.5%, Cu: 0 to 1.5%, Ni: 0 to 10.0%, Cr: 0 to 10.0%, Mo: 0 to 1.5%, Nb: 0 0.1%, V: 0 to 0.3%, Ti: 0 to 0.25%, B: 0 to 0.005%, REM: 0.1 to 20 ppm, T.O. O: 5 to 30 ppm, the balance being Fe and impurities, preferably carbon steel or alloy steel. By applying necessary processing to a steel material having this chemical composition, it can be applied to a thin plate, a thick plate, a steel pipe, a shaped steel, a steel bar and the like. The reason why this range is preferable is as follows.
Ｃ：０．０００５〜１．５％
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、鋼材の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、所望する鋼材の強度に応じて好ましくは０．０００５〜１．５％の範囲で調整する。
C: 0.0005 to 1.5%
C is a basic element that most stably improves the strength of steel. The C content is preferably 0.0005% or more for securing the strength or hardness of the steel material. However, if the C content exceeds 1.5%, the toughness of the steel is impaired. Therefore, the C content is preferably adjusted in the range of 0.0005 to 1.5% according to the desired strength of the steel material.
Ｓｉ：０．００５〜１．２％
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。
Si: 0.005 to 1.2%
If the Si content is less than 0.005%, it becomes necessary to perform hot metal pretreatment, which imposes a heavy burden on refining and impairs economic efficiency. On the other hand, if the Si content exceeds 1.2%, plating failure occurs, and the surface properties and corrosion resistance of the steel deteriorate. For this reason, the Si content is preferably 0.005 to 1.2%.
Ｍｎ：０．０５〜３．０％
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。
Mn: 0.05-3.0%
When the Mn content is less than 0.05%, the refining time is prolonged, and the economic efficiency is impaired. On the other hand, if the Mn content exceeds 3.0%, the workability of the steel is greatly deteriorated. Therefore, the Mn content is preferably 0.05 to 3.0%.
Ｐ：０．００１〜０．２％
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％を超えると鋼材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。
P: 0.001 to 0.2%
If the P content is less than 0.001%, the time and cost of hot metal pretreatment increase, and the economic efficiency is impaired. On the other hand, if the P content exceeds 0.2%, the workability of the steel material is greatly deteriorated. For this reason, the P content is preferably 0.001 to 0.2%.
Ｓ：０．０００１〜０．０５％
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、鋼材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。
S: 0.0001-0.05%
If the S content is less than 0.0001%, the time and cost for hot metal pretreatment are increased, and the economy is impaired. On the other hand, if the S content exceeds 0.05%, the workability and corrosion resistance of the steel material significantly deteriorate. For this reason, the S content is preferably 0.0001 to 0.05%.
Ｔ．Ａｌ：０．００５〜１．５％
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。
T. Al: 0.005 to 1.5%
In the present invention, the amount of Al, which is the total amount of the amount of solid solution Al (sol. Al) affecting the material with respect to the Al content and the amount of Al (insol. Al) derived from Al 2 O 3 as an inclusion, is defined as T. Al (Total.Al). In other words, T. Al = sol. Al + insol. It means Al.
Ｔ．Ａｌ含有量が０．００５％未満であるとＡｌＮとしてＮをトラップし、固溶Ｎを減少させることができない。一方、Ｔ．Ａｌ含有量が１．５％を超えると鋼の表面性状と加工性が劣化する。このため、Ｔ．Ａｌ含有量は好ましくは０．００５〜１．５％である。 T. If the Al content is less than 0.005%, N is trapped as AlN, and the amount of solute N cannot be reduced. On the other hand, T. If the Al content exceeds 1.5%, the surface properties and workability of the steel deteriorate. For this reason, T. The Al content is preferably 0.005 to 1.5%.
以上が必須元素であるが、本発明では、これらの他にそれぞれの用途に応じて、任意元素として、（i）Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏから選択される１種以上、（ii）Ｎｂ、ＶおよびＴｉから選択される１種以上、および（iii）Ｂ、をさらに含有してもよい。 The above are essential elements, but in the present invention, in addition to these, one or more selected from (i) Cu, Ni, Cr and Mo, (ii) Nb, One or more selected from V and Ti, and (iii) B may be further contained.
Ｃｕ：０〜１．５％、Ｎｉ：０〜１０．０％、Ｃｒ：０〜１０．０％およびＭｏ：０〜１．５％から選択される１種以上
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＭｏは、いずれも、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、上記の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。
One or more selected from Cu: 0 to 1.5%, Ni: 0 to 10.0%, Cr: 0 to 10.0%, and Mo: 0 to 1.5% Cu, Ni, Cr, and Mo Are elements that improve the hardenability of steel, and one or more elements selected from the above elements may be contained as necessary.
しかし、ＣｕおよびＭｏは１．５％を超えて、ＮｉおよびＣｒは１０．０％を超えて、それぞれ含有させると、鋼の靭性および加工性が損なわれる。このため、好ましくは、Ｃｕ：１．５％以下、Ｎｉ：１０．０％以下、Ｃｒ：１０．０％以下、Ｍｏ：１．５％以下とする。鋼の焼入れ性の向上効果を確実に得るためには、Ｃｕ含有量、Ｎｉ含有量およびＣｒ含有量はそれぞれ好ましくは０．１％以上であり、Ｍｏ含有量は好ましくは０．０５％以上である。 However, if Cu and Mo exceed 1.5% and Ni and Cr exceed 10.0%, respectively, the toughness and workability of steel are impaired. Therefore, it is preferable that Cu: 1.5% or less, Ni: 10.0% or less, Cr: 10.0% or less, and Mo: 1.5% or less. In order to reliably obtain the effect of improving the hardenability of steel, the Cu content, the Ni content, and the Cr content are each preferably 0.1% or more, and the Mo content is preferably 0.05% or more. is there.
Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．３％およびＴｉ：０〜０．２５％から選択される１種以上
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、必要に応じて含有させてもよい。
One or more types selected from Nb: 0 to 0.1%, V: 0 to 0.3%, and Ti: 0 to 0.25% Nb, V, and Ti all increase the strength of steel by precipitation strengthening. It is an element to be improved, and may be contained as necessary.
しかし、Ｎｂは０．１％を超えて、Ｖは０．３％を超えて、Ｔｉは０．２５％を超えて、それぞれ含有すると、鋼の靭性が損なわれる。このため、好ましくはＮｂ：０．１％以下、Ｖ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２５％以下とする。鋼の強度を向上する効果を確実に得るためには、Ｎｂ含有量およびＶ含有量はそれぞれ好ましくは０．００５％以上であり、Ｔｉ含有量は好ましくは０．００１％以上である。 However, if Nb exceeds 0.1%, V exceeds 0.3%, and Ti exceeds 0.25%, the toughness of the steel is impaired. Therefore, preferably, Nb: 0.1% or less, V: 0.3% or less, and Ti: 0.25% or less. In order to surely obtain the effect of improving the strength of steel, the Nb content and the V content are each preferably 0.005% or more, and the Ti content is preferably 0.001% or more.
Ｂ：０〜０．００５％
Ｂは、鋼材の焼入れ性を向上させ、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、鋼材の靭性を損なうおそれがある。このため、このため、Ｂ含有量は、好ましくは、０．００５％以下である。鋼材の焼入れ性の向上効果を確実に得るためには、Ｂ含有量は好ましくは０．０００５％以上である。
B: 0 to 0.005%
B is an element that improves the hardenability of the steel material and increases the strength. For this reason, you may make it contain as needed. However, when the content exceeds 0.005%, the precipitate of B increases, and the toughness of the steel material may be impaired. Therefore, for this reason, the B content is preferably 0.005% or less. In order to surely obtain the effect of improving the hardenability of the steel material, the B content is preferably 0.0005% or more.
ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ
Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼のＲＥＭ含有量が０．１ｐｐｍ未満であると、アルミナ粒子のクラスター化の防止効果が得られない。一方、ＲＥＭ含有量が２０ｐｐｍ超であると、ＲＥＭ酸化物とＡｌ２Ｏ３の複合酸化物からなる粗大クラスターが生成する恐れがある。また、スラグとの反応によって複合酸化物が多量に生成するため、溶鋼清浄性が悪化し、タンディッシュの浸漬ノズルを閉塞させる可能性がある。このため、ＲＥＭ含有量は好ましくは０．１〜２０ｐｐｍとする。ＲＥＭ含有量は１５ｐｐｍ以下であるのが好ましい。
REM: 0.1-20 ppm
If the REM content of Al-killed steel or Al-Si-killed steel is less than 0.1 ppm, the effect of preventing alumina particles from being clustered cannot be obtained. On the other hand, when the REM content is more than 20 ppm, there is a possibility that a coarse cluster composed of a composite oxide of REM oxide and Al 2 O 3 may be generated. Further, since a large amount of composite oxide is generated by the reaction with the slag, the cleanliness of molten steel is deteriorated, and there is a possibility that the immersion nozzle of the tundish is closed. For this reason, the REM content is preferably set to 0.1 to 20 ppm. The REM content is preferably 15 ppm or less.
Ｔ．Ｏ：５〜３０ｐｐｍ
本発明では、Ｏ含有量について材質に影響する固溶Ｏ（ｓｏｌ．Ｏ）量と、介在物に存在するＯ（ｉｎｓｏｌ．Ｏ）量の合計量である、Ｏ量をＴ．Ｏ（Ｔｏｔａｌ．Ｏ）として規定する。Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼のＴ．Ｏが５ｐｐｍ未満では二次精錬、例えば真空脱ガス装置での処理時間が大幅に増大するため、コストがかかり経済性も損ねる。一方、Ｔ．Ｏが３０ｐｐｍ超であるとアルミナ粒子の衝突頻度が増加して、クラスターが粗大化する場合があるためである。また、アルミナの改質に必要なＲＥＭの添加する量が増大するため、コストがかかり経済性も損ねる。このため、Ｔ．Ｏは好ましくは５〜３０ｐｐｍとする。
T. O: 5 to 30 ppm
In the present invention, the O content, which is the total amount of the solid solution O (sol. O) that affects the material with respect to the O content and the O (insol. O (Total.O). T. of Al killed steel or Al-Si killed steel If the amount of O is less than 5 ppm, the processing time in secondary refining, for example, in a vacuum degassing apparatus is greatly increased, so that cost is increased and economic efficiency is impaired. On the other hand, T. This is because if O exceeds 30 ppm, the frequency of collision of the alumina particles increases, and the clusters may become coarse. In addition, since the amount of REM required for modifying alumina increases, the cost increases and the economy is impaired. For this reason, T. O is preferably 5 to 30 ppm.
５．アルミナクラスターの最大径および個数
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。
5. Maximum diameter and number of alumina clusters 5-1. Maximum Diameter The maximum diameter of the alumina cluster obtained by slime extraction of the slab is preferably 100 μm or less. If the maximum diameter of the alumina cluster is larger than 100 μm, it leads to surface defects and internal defects of steel.
５−２．個数
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。
5-2. Number The number of alumina clusters having a size of 20 μm or more obtained by slime extraction of a slab is preferably 2 / kg or less. If the number of the alumina clusters having a size of 20 μm or more is more than 2 / kg, it will lead to surface defects and internal defects of the steel after processing.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
２７０トンの転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を、所定の炭素濃度に調整して取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス処理装置においてＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸することによってＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼を溶製した。 After the undeoxidized molten steel melted in the 270-ton converter is adjusted to a predetermined carbon concentration and tapped into a ladle, the tapped molten steel is subjected to Al or Al in an RH vacuum degassing apparatus. Al-killed steel or Al-Si-killed steel was melted by deoxidizing with -Si.
この際、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、かつＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前の溶存酸素量を有する溶鋼、および脱酸後の溶鋼に、酸素を含有する成分調整用合金を投入した。表１に投入した成分調整用合金の合金濃度および酸素濃度を示す。 At this time, the molten steel having a dissolved oxygen amount during or after tapping into the ladle and before the deoxidation by Al or Al-Si, and the molten steel after deoxidation, to adjust the composition containing oxygen. Alloys were put in. Table 1 shows the alloy concentration and the oxygen concentration of the component adjusting alloys charged.
表２〜４に、合金投入条件（溶存酸素量，投入タイミング（未脱酸時の出鋼開始からの経過時間））、投入合金種（脱酸前、脱酸後）、持込み酸素量（脱酸前持込み酸素量、脱酸後持込み酸素量）、比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との合計）を示す。また、図２に、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との関係をグラフで示す。 Tables 2 to 4 show alloy input conditions (dissolved oxygen amount, input timing (elapsed time from start of tapping when not deoxidized)), input alloy type (before and after deoxidation), and carried-in oxygen amount (deoxidized amount). Shows the amount of oxygen brought in before acid, the amount of oxygen brought in after deoxidation), the ratio (the amount of oxygen brought in before deoxidation / the amount of oxygen brought in after deoxidation), and the sum of the amount of oxygen brought in before deoxidation and the amount of oxygen brought in after deoxidation. . FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of oxygen brought in before deoxidation and the amount of oxygen brought in after deoxidation.
表２〜４における「合金投入条件」は、脱酸前と脱酸後の比較で持ち込み酸素量が多いほうの投入条件を示す。 The “alloy input conditions” in Tables 2 to 4 indicate the input conditions for the larger amount of oxygen brought in as compared with before and after deoxidation.
表２〜４における持込み酸素量（脱酸前持込み酸素量、脱酸後持込み酸素量）は、各成分調整用合金からの持込み酸素量（質量ｐｐｍ）を、成分調整用合金投入量（ｋｇ）×当該成分調整用合金中酸素濃度（％）／１００／溶鋼量（ｋｇ）×１０６により求め、全ての成分調整用合金からの持込み酸素量を合計して求めた。 In Tables 2 to 4, the amount of oxygen brought in (the amount of oxygen brought in before deoxidation, the amount of oxygen brought in after deoxidation) is the amount of oxygen carried in from each component adjusting alloy (mass ppm) and the amount of the component adjusting alloy input (kg) × The oxygen concentration in the alloy for component adjustment (%) / 100 / the amount of molten steel (kg) × 10 6 , and the total amount of oxygen brought in from all the alloys for component adjustment was determined.
さらに、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後であって成分調整用合金を投入した溶鋼に、ＲＥＭを添加した。ＲＥＭはＣｅ、Ｌａ、ミッシュメタル（４５％Ｃｅ−３５％Ｌａ−６％Ｐｒ−９％Ｎｄ）、あるいはミッシュメタル、Ｓｉ、およびＦｅの合金（Ｆｅ−３０％Ｓｉ―３０％ＲＥＭ合金）として添加した。 Further, REM was added to the molten steel after Al or Al-Si deoxidation and into which the alloy for component adjustment was introduced. REM is added as Ce, La, misch metal (45% Ce-35% La-6% Pr-9% Nd) or alloy of misch metal, Si and Fe (Fe-30% Si-30% REM alloy) did.
溶製されたＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼の溶鋼を垂直曲げ型連続鋳造機により連続鋳造し、寸法が２４５ｍｍ厚×１２００〜２２００ｍｍ幅、鋳造速度が１．０〜１．８ｍ／ｍｉｎ、タンディッシュ内溶鋼温度が１５２０〜１５８０℃の条件で連続鋳造鋳片を製造した。 The molten steel of Al-killed steel or Al-Si-killed steel is continuously cast by a vertical bending type continuous casting machine, the dimensions are 245 mm thick x 1200 to 2200 mm width, and the casting speed is 1.0 to 1.8 m / min. Continuous cast slabs were manufactured under the condition that the molten steel temperature in the tundish was 1520 to 1580 ° C.
その後、連続鋳造鋳片に、（ａ）熱間圧延および酸洗を行って、表５〜７に示す化学組成を有する厚板を製造し、（ｂ）熱間圧延、酸洗および冷間圧延を行って、表５〜７に示す化学組成を有する薄板を製造し、または（ｃ）熱間圧延および酸洗を行って製造した厚板を素材として、表５〜７に示す化学組成を有する溶接鋼管を製造した。熱間圧延後の板厚は２〜１００ｍｍとし、冷間圧延後の板厚は０．２〜１．８ｍｍとした。 Thereafter, the continuous cast slab is subjected to (a) hot rolling and pickling to produce a thick plate having a chemical composition shown in Tables 5 to 7, and (b) hot rolling, pickling and cold rolling. To produce a thin plate having the chemical composition shown in Tables 5 to 7, or (c) using a thick plate produced by performing hot rolling and pickling as a material and having a chemical composition shown in Tables 5 to 7 Welded steel pipe was manufactured. The thickness after hot rolling was 2 to 100 mm, and the thickness after cold rolling was 0.2 to 1.8 mm.
鋳片から採取したサンプルの最大クラスター径、クラスター個数、欠陥発生率およびノズル閉塞状況等を、表５〜７に示す。 Tables 5 to 7 show the maximum cluster diameter, the number of clusters, the defect occurrence rate, the state of nozzle clogging, and the like of the sample collected from the slab.
表５〜７における「ＲＥＭ」，「Ｔ．Ｏ」は、ＲＥＭ添加から１分経過時に採取した溶鋼サンプルの分析値である。 “REM” and “TO” in Tables 5 to 7 are analysis values of a molten steel sample collected one minute after the addition of REM.
表５〜７の「ＲＥＭ合金」の欄におけるＭＭはミッシュメタル（４５％Ｃｅ−３５％Ｌａ−６％Ｐｒ−９％Ｎｄ）を示し、ＭＭＳｉはＦｅ−３０％Ｓｉ−３０％ＲＥＭを示す。 In the column of "REM alloy" in Tables 5 to 7, MM indicates misch metal (45% Ce-35% La-6% Pr-9% Nd), and MMSi indicates Fe-30% Si-30% REM.
表５〜７における「最大クラスター径」は、質量１ｋｇの鋳片からスライム電極抽出（最小メッシュ２０μｍを使用）した介在物を実体顕微鏡で写真撮影（４０倍）し、写真撮影した介在物の長径と短径の平均値を全ての介在物で求めてその平均値の最大値を最大介在物径とすることにより、測定した。 The “maximum cluster diameter” in Tables 5 to 7 means that the inclusions extracted from a slab having a mass of 1 kg (using a minimum mesh of 20 μm) were photographed with a stereoscopic microscope (× 40) and the major diameter of the photographed inclusions And the average value of the minor axis was determined for all the inclusions, and the maximum value of the average value was determined as the maximum inclusion diameter.
表５〜７における「クラスター個数」は、質量１ｋｇのスライム電極抽出（最小メッシュ２０μｍを使用）した介在物であり、光学顕微鏡（１００倍）で観察した２０μｍ以上の全ての介在物個数を１ｋｇ単位個数に換算することにより、測定した。 The “number of clusters” in Tables 5 to 7 is inclusions extracted with a mass of 1 kg of slime electrode (using a minimum mesh of 20 μm), and the number of all inclusions having a size of 20 μm or more observed by an optical microscope (× 100) is represented by 1 kg. It was measured by converting to the number.
表５〜７における「欠陥発生率」は、薄板の場合には、板表面でのスリバー疵発生率（＝スリバー疵総長／コイル長×１００，％）であり、厚板の場合には、製品板でのＵＳＴ欠陥発生率あるいはセパレーション発生率（＝欠陥発生板数／検査総板数×１００，％）であり、シャルピー試験後の破面観察でセパレーション発生有無を確認した。鋼管の場合には、油井管溶接部でのＵＳＴ欠陥発生率（＝欠陥発生管数／検査総管数×１００，％）である。 The “defect generation rate” in Tables 5 to 7 is the sliver flaw generation rate on the plate surface (= sliver flaw total length / coil length × 100,%) in the case of a thin plate, and the product in the case of a thick plate. The UST defect occurrence rate or separation occurrence rate (= number of defect occurrence plates / total number of inspection plates × 100,%) in the plate, and the presence or absence of separation was confirmed by observation of the fracture surface after the Charpy test. In the case of a steel pipe, the UST defect occurrence rate at the welded portion of the oil country tubular good (= number of defective pipes / total number of inspection pipes × 100,%).
厚板の場合には、シャルピー試験後の破面観察でセパレーションの発生の有無を確認した。なお、表５〜７における厚板材の欠陥発生率では、欠陥がＵＳＴ欠陥のときにはＵＳＴと記載し、セパレーション欠陥のときにはＳＰＲと記載した。 In the case of a thick plate, the presence or absence of separation was confirmed by fracture observation after the Charpy test. In addition, in the defect occurrence rate of the thick plate material in Tables 5 to 7, when the defect is a UST defect, it is described as UST, and when it is a separation defect, it is described as SPR.
表５〜７における「衝撃吸収エネルギ」は、−２０℃での圧延方向における幅が１０ｍｍのＶノッチシャルピー衝撃試験値であり、試験片５本の平均値である。表５〜７における「板厚方向絞り値」は、室温における製品板の板厚方向絞り値（＝引張り試験後の破断部分の断面積／試験前の試験片断面積×１００，％）である。 "Impact absorption energy" in Tables 5 to 7 is a V-notch Charpy impact test value having a width of 10 mm in the rolling direction at -20 ° C, and is an average value of five test pieces. The “thickness value in the thickness direction” in Tables 5 to 7 is the thickness value in the thickness direction of the product sheet at room temperature (= cross-sectional area of fractured portion after tensile test / cross-sectional area of test specimen before test × 100,%).
さらに、表５〜７における「ノズル閉塞状況」は、鋳造後に浸漬ノズルの内壁の介在物付着厚みを測定し、円周方向１０点の平均値からノズル閉塞状況を、○：付着厚さ１ｍｍ未満、△：付着厚さ１〜３ｍｍ、×：付着厚さ３ｍｍ超とレベル分けした。 In Tables 5 to 7, the "nozzle clogging condition" is obtained by measuring the thickness of inclusions on the inner wall of the immersion nozzle after casting, and determining the nozzle clogging condition from the average value at 10 points in the circumferential direction. , Δ: adhesion thickness 1 to 3 mm, ×: adhesion thickness more than 3 mm.
表５におけるＮｏ．Ａ１〜Ａ３１は、本発明の範囲を全て満足する本発明例であり、表６におけるＮｏ．Ｂ１〜Ｂ１６は、比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）が本発明の範囲を満足しない比較例であり、表７におけるＮｏ．Ｃ１〜Ｃ１３は、０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ含有量≦５０−１．２・Ｔ．Ｏを満足しない比較例である。 No. 5 in Table 5. A1 to A31 are examples of the present invention satisfying all the scope of the present invention. B1 to B16 are comparative examples in which the ratio (the amount of oxygen carried in before deoxidation / the amount of oxygen carried in after deoxidation) does not satisfy the range of the present invention. C1 to C13 are 0.5 · T. O <REM content ≦ 50−1.2 · T. This is a comparative example that does not satisfy O.
表５〜７に示すように、本発明例によれば、酸素を含有する成分調整用合金をＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後のＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼に投入することに起因した、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯの同時発生、およびアルミナクラスターの発生を防ぐことができる。 As shown in Tables 5 to 7, according to the examples of the present invention, the composition adjustment alloy containing oxygen was caused to be introduced into Al or Al-Si killed steel after Al or Al-Si deoxidation. , Al 2 O 3 and liquid FeO, and the generation of alumina clusters can be prevented.
さらに、鋳片から採取したサンプルの最大クラスター径、クラスター個数、鋳造後の浸漬ノズル閉塞状況等は、表５〜７に示すとおりであり、本発明がアルミナクラスター起因の製品欠陥を大幅に低減して優れた生産性を示すものであることが確認できた。 Furthermore, the maximum cluster diameter, the number of clusters, the state of immersion nozzle closure after casting, etc. of the sample collected from the slab are as shown in Tables 5 to 7, and the present invention significantly reduces the product defects caused by alumina clusters. It was confirmed that the product exhibited excellent productivity.
本発明により、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、最終製品である鋼材における粗大アルミナクラスターに起因する表面疵や内部欠陥を低減できる。 According to the present invention, it is possible to produce molten steel while sufficiently reducing the occurrence of inclusion defects caused by alumina clusters to the extent required at present, and to obtain surface flaws and internal defects caused by coarse alumina clusters in a steel product as a final product. Can be reduced.
Claims (8)
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、Ｔ．Ｏを３０ｐｐｍ以下にした溶鋼に、１種類以上のＲＥＭを添加することにより、質量比率で０．５・Ｔ．Ｏ＜ＲＥＭ含有量≦５０−１．２・Ｔ．Ｏとする、鋼の製造方法。 After the undeoxidized molten steel melted in the converter is tapped into a ladle, the tapped molten steel is deoxidized with Al or Al-Si to produce Al-killed steel or Al-Si-killed steel. The method,
The oxygen-containing component adjusting alloy is introduced into molten steel having a dissolved oxygen amount of 50 ppm or more during or after tapping into the ladle and before deoxidation by the Al or the Al-Si. Together with the Al or the Al-Si into the molten steel after deoxidation,
The amount of oxygen (ppm) carried before deoxidation brought into the molten steel from the component adjusting alloy introduced before the deoxidation by Al or the Al-Si, and the oxygen introduced after deoxidation by the Al or Al-Si. The ratio of the amount of oxygen brought in after deoxidation (ppm) brought into the molten steel from the component adjusting alloy to the molten steel (the amount of oxygen brought in before deoxidation / the amount of oxygen brought in after deoxidation) is 2 or more,
The amount of oxygen brought in after the deoxidation is 10 ppm or less,
The total amount of oxygen brought in before and after deoxidation should be 15 ppm or more,
After being deoxidized by the Al or the Al-Si, the alloy for component adjustment is charged. By adding one or more types of REM to molten steel in which O is reduced to 30 ppm or less, a mass ratio of 0.5 · T. O <REM content ≦ 50−1.2 · T. O, a method for producing steel.
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％、
ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ、
Ｔ．Ｏ：５〜３０ｐｐｍ、
残部が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。 The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is, in mass%,
C: 0.0005 to 1.5%,
Si: 0.005 to 1.2%,
Mn: 0.05-3.0%,
P: 0.001-0.2%,
S: 0.0001-0.05%,
T. Al: 0.005 to 1.5%,
Cu: 0 to 1.5%,
Ni: 0 to 10.0%,
Cr: 0 to 10.0%,
Mo: 0 to 1.5%,
Nb: 0 to 0.1%,
V: 0 to 0.3%,
Ti: 0 to 0.25%,
B: 0 to 0.005%,
REM: 0.1-20 ppm,
T. O: 5 to 30 ppm,
The method for producing steel according to claim 1 or 2, wherein the balance is Fe and impurities.
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。 The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is, in mass%,
Cu: 0.1-1.5%,
Ni: 0.1 to 10.0%,
Cr: 0.1 to 10.0%, and Mo: 0.05 to 1.5%,
The method for producing steel according to claim 3, comprising one or more kinds selected from the group consisting of:
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。 The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is, in mass%,
Nb: 0.005 to 0.1%,
V: 0.005 to 0.3%, and Ti: 0.001 to 0.25%,
The method for producing steel according to claim 3, comprising at least one selected from the group consisting of:
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。 The chemical composition of the Al-killed steel or the Al-Si-killed steel is, in mass%,
B: 0.0005 to 0.005%,
The method for producing steel according to any one of claims 3 to 5, comprising:
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