JP2654099B2 - 清浄鋼の製造方法 - Google Patents
清浄鋼の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、脱酸処理によって生成する非金属介在物を
塑性変形し易い組成にコントロールし、伸線性や耐疲労
特性の優れた鋼材殊に、高炭素鋼線材を提供することの
できる清浄鋼の製造方法に関するものである。
塑性変形し易い組成にコントロールし、伸線性や耐疲労
特性の優れた鋼材殊に、高炭素鋼線材を提供することの
できる清浄鋼の製造方法に関するものである。
［従来の技術］ 高炭素鋼線材例えば自動車用ラジアルタイヤの補強材
に使用されるタイヤコード用鋼線材は、一般に5.5mmφ
の線材を0.15〜0.38mmφの高強度極細線材に伸線加工し
た後、これを撚り合わせて製造されるが、その製造工程
殊に伸線工程や撚線工程において断線が発生し易く、生
産性，歩留り，品質等の低下を招いている。断線原因の
うち素材に起因するものの１つとして、線材中に混入す
るアルミナ系硬質介在物等の非金属介在物の存在があげ
られ、該非金属介在物はダイス寿命の低下やタイヤコー
ドの疲労破断原因にもなっている。
に使用されるタイヤコード用鋼線材は、一般に5.5mmφ
の線材を0.15〜0.38mmφの高強度極細線材に伸線加工し
た後、これを撚り合わせて製造されるが、その製造工程
殊に伸線工程や撚線工程において断線が発生し易く、生
産性，歩留り，品質等の低下を招いている。断線原因の
うち素材に起因するものの１つとして、線材中に混入す
るアルミナ系硬質介在物等の非金属介在物の存在があげ
られ、該非金属介在物はダイス寿命の低下やタイヤコー
ドの疲労破断原因にもなっている。
こうした事態を打開すべく非金属介在物殊にアルミナ
系介在物の生成防止技術についての研究が種々なされて
おり、いくつかの実用技術も開発されているが、これら
の技術の多くは、合金添加剤中の不純物A1量の規制に代
表されるような溶鋼中へのA1混入量の低減であるか、あ
るいはアルミナ系耐火材の使用制限に基くものが殆んど
であった。
系介在物の生成防止技術についての研究が種々なされて
おり、いくつかの実用技術も開発されているが、これら
の技術の多くは、合金添加剤中の不純物A1量の規制に代
表されるような溶鋼中へのA1混入量の低減であるか、あ
るいはアルミナ系耐火材の使用制限に基くものが殆んど
であった。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら溶鋼中に混入するA1量を徹底的に減少さ
せたとしてもA1の混入を完全に防御し得る訳ではなく、
合金鉄系原料からの微量不純物等の混入，取鍋等に付着
しているスラグや地金中に濃縮された不純物による汚
染，どうしても使用せざるを得ないアルミナ系耐火物な
どからの汚染などを避けることができない。また脱酸元
素であるA1の添加量を減少させていくとフリーの酸素が
増加し、溶鋼中のSiと反応してSiO2介在物を生成し易く
なるが、この傾向は高Si鋼になるほど顕著であり、こう
して生成したSiO2介在物はアルミナ系介在物ほどは硬く
はないが、熱間圧延時に延伸されないのでやはり耐疲労
特性の悪化原因となる。
せたとしてもA1の混入を完全に防御し得る訳ではなく、
合金鉄系原料からの微量不純物等の混入，取鍋等に付着
しているスラグや地金中に濃縮された不純物による汚
染，どうしても使用せざるを得ないアルミナ系耐火物な
どからの汚染などを避けることができない。また脱酸元
素であるA1の添加量を減少させていくとフリーの酸素が
増加し、溶鋼中のSiと反応してSiO2介在物を生成し易く
なるが、この傾向は高Si鋼になるほど顕著であり、こう
して生成したSiO2介在物はアルミナ系介在物ほどは硬く
はないが、熱間圧延時に延伸されないのでやはり耐疲労
特性の悪化原因となる。
本発明はこうした事情に着目してなされたものであっ
て、非金属介在物特にアルミナ系介在物による悪影響を
排除し、伸線性や耐疲労特性の優れた鋼材を与える様な
清浄鋼の製造方法を提供しようとするものである。
て、非金属介在物特にアルミナ系介在物による悪影響を
排除し、伸線性や耐疲労特性の優れた鋼材を与える様な
清浄鋼の製造方法を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］ しかして本発明方法は、溶鋼中に脱酸剤を加えて清浄
鋼を製造するに当たり、Si系脱酸剤とアルカリ金属化合
物の混合物を使用するかあるいは底吹き撹拌を行ないつ
つ溶鋼中に脱酸剤を加えて清浄鋼を製造するに当たり、
底吹きガスの気泡浮上位置にアルカリ金属化合物を添加
した後、直ちに、同じ場所へSi系脱酸剤を添加する点に
要旨を有するものである。
鋼を製造するに当たり、Si系脱酸剤とアルカリ金属化合
物の混合物を使用するかあるいは底吹き撹拌を行ないつ
つ溶鋼中に脱酸剤を加えて清浄鋼を製造するに当たり、
底吹きガスの気泡浮上位置にアルカリ金属化合物を添加
した後、直ちに、同じ場所へSi系脱酸剤を添加する点に
要旨を有するものである。
［作用］ アルカリ系やSiO2系の非金属介在物は前記した通り硬
質の介在物であるが、これにアルカリ金属化合物が含ま
れると、その融点が著しく低下して塑性変形性が大幅に
改善される。即ちアルカリ金属化合物を含む非金属介在
物は、熱間圧延中に糸のように細く引き延ばすことがで
き、伸線性や耐疲労特性に無害な形態にすることができ
る。
質の介在物であるが、これにアルカリ金属化合物が含ま
れると、その融点が著しく低下して塑性変形性が大幅に
改善される。即ちアルカリ金属化合物を含む非金属介在
物は、熱間圧延中に糸のように細く引き延ばすことがで
き、伸線性や耐疲労特性に無害な形態にすることができ
る。
本発明者等はこうした知見を基に溶鋼脱酸工程におけ
るアルカリ金属化合物の添加によって前記課題を解決し
ようと考え種々研究を重ねた。しかるにアルカリ金属化
合物は高温下で不安定なものが多く、溶鋼中へそのまま
添加しても非金属介在物中に効率良く取込ませることは
困難である。そこで本発明者等は脱酸剤中にアルカリ金
属化合物を含有させることを発案し、アルカリ金属を含
むSi系脱酸合金を溶製した。そして該Si系脱酸合金を用
いて溶鋼の脱酸処理を行なうと、Si系脱酸剤並びにアル
カリ金属化合物を溶鋼中へ円滑に溶解することができ、
脱酸生成物中にアルカリ金属を円滑に含有させることが
できた。
るアルカリ金属化合物の添加によって前記課題を解決し
ようと考え種々研究を重ねた。しかるにアルカリ金属化
合物は高温下で不安定なものが多く、溶鋼中へそのまま
添加しても非金属介在物中に効率良く取込ませることは
困難である。そこで本発明者等は脱酸剤中にアルカリ金
属化合物を含有させることを発案し、アルカリ金属を含
むSi系脱酸合金を溶製した。そして該Si系脱酸合金を用
いて溶鋼の脱酸処理を行なうと、Si系脱酸剤並びにアル
カリ金属化合物を溶鋼中へ円滑に溶解することができ、
脱酸生成物中にアルカリ金属を円滑に含有させることが
できた。
しかるにアルカリ金属を含むSi系脱酸合金において
は、アルカリ金属の沸点が低いのでその溶製に際してア
ルカリ金属の蒸発ロスが大きくなるという欠点があり、
アルカリ金属の価格が安くないので原材料コストが高騰
するという問題があり、更に改善の必要性のあることが
感じられた。
は、アルカリ金属の沸点が低いのでその溶製に際してア
ルカリ金属の蒸発ロスが大きくなるという欠点があり、
アルカリ金属の価格が安くないので原材料コストが高騰
するという問題があり、更に改善の必要性のあることが
感じられた。
本発明はこうした経緯をたどり完成されたものであっ
て前記構成に示される様に脱酸処理に際してSi系脱酸剤
とアルカリ金属化合物を併用し、これによって脱酸生成
物をアルカリ金属を含む組成にコントロールすることを
発明の要旨とするものである。併用の態様としては、ま
ずSi系脱酸剤とアルカリ金属化合物を混合した脱酸剤組
成物を使用する場合をあげることができる。即ち脱酸生
成物は、脱酸の際、溶鋼中に懸濁している耐火物やスラ
グ粒を核にして析出成長し、さらに溶鋼中に浮遊してい
るアルミナ系介在物等をも巻込んで成長するので脱酸反
応点に脱酸剤とアルカリ金属化合物を混合状態に供給す
れば脱酸生成物中にアルカリ金属を取り込むことができ
る。一方アルカリ金属化合物は熱安定性等が悪いので単
独で特別の工夫もなしに溶鋼中へ添加したのでは非金属
介在物中に効率良く含有させることができない。しかし
Si系脱酸剤が溶鋼中に溶解して脱酸反応が起こるところ
に予めアルカリ金属化合物を供給して続いて直ちにSi系
脱酸剤を投入するという手段を取るならば必ずしもSi系
脱酸剤の混合供給でなくともよいことが分かった。例え
ば溶鋼をAr底吹き撹拌しつつ、Ar気泡が浮上してくる湯
面上にアルカリ金属化合物を添加して溶融懸濁させ、直
ちに同じ場所にSi系脱酸剤を添加するとSi系脱酸剤は湯
面上の溶融したアルカリ金属化合物を巻き込んで溶鋼中
に溶解し、脱酸生成物であるアルミナ系介在物中にアル
カリ金属を効率良く含有させ得ることが分かった。
て前記構成に示される様に脱酸処理に際してSi系脱酸剤
とアルカリ金属化合物を併用し、これによって脱酸生成
物をアルカリ金属を含む組成にコントロールすることを
発明の要旨とするものである。併用の態様としては、ま
ずSi系脱酸剤とアルカリ金属化合物を混合した脱酸剤組
成物を使用する場合をあげることができる。即ち脱酸生
成物は、脱酸の際、溶鋼中に懸濁している耐火物やスラ
グ粒を核にして析出成長し、さらに溶鋼中に浮遊してい
るアルミナ系介在物等をも巻込んで成長するので脱酸反
応点に脱酸剤とアルカリ金属化合物を混合状態に供給す
れば脱酸生成物中にアルカリ金属を取り込むことができ
る。一方アルカリ金属化合物は熱安定性等が悪いので単
独で特別の工夫もなしに溶鋼中へ添加したのでは非金属
介在物中に効率良く含有させることができない。しかし
Si系脱酸剤が溶鋼中に溶解して脱酸反応が起こるところ
に予めアルカリ金属化合物を供給して続いて直ちにSi系
脱酸剤を投入するという手段を取るならば必ずしもSi系
脱酸剤の混合供給でなくともよいことが分かった。例え
ば溶鋼をAr底吹き撹拌しつつ、Ar気泡が浮上してくる湯
面上にアルカリ金属化合物を添加して溶融懸濁させ、直
ちに同じ場所にSi系脱酸剤を添加するとSi系脱酸剤は湯
面上の溶融したアルカリ金属化合物を巻き込んで溶鋼中
に溶解し、脱酸生成物であるアルミナ系介在物中にアル
カリ金属を効率良く含有させ得ることが分かった。
上記の様に脱酸反応点へSi系脱酸剤並びにアルカリ金
属化合物を供給することによって特に両者を予め合金化
しなくとも塑性加工性の良い脱酸生成物を形成すること
ができ、合金脱酸剤溶製時のようにアルカリ金属化合物
の蒸発ロスを起こすことなく、目的を達成することがで
きる。
属化合物を供給することによって特に両者を予め合金化
しなくとも塑性加工性の良い脱酸生成物を形成すること
ができ、合金脱酸剤溶製時のようにアルカリ金属化合物
の蒸発ロスを起こすことなく、目的を達成することがで
きる。
本発明においては使用される脱酸剤については、Si系
脱酸剤であれば特にその組成は制限されないが、本発明
のSi系脱酸の概念にはSi脱酸の他、Si−Mn複合脱酸やSi
−Mn−A1複合脱酸も含まれ、Fe−Mn,Fe−Si,Fe−A1等を
好適に組み合せて使用すればよい。又アルカリ金属化合
物の種類についても、特に制限はないが、アルカリ金属
化合物の中では化学的並びに熱的、安定性の比較的高い
珪酸塩（Na2SiO3,K2SiO3等）あるいは弗化物（LiF,NaF
等）の使用が推奨される。
脱酸剤であれば特にその組成は制限されないが、本発明
のSi系脱酸の概念にはSi脱酸の他、Si−Mn複合脱酸やSi
−Mn−A1複合脱酸も含まれ、Fe−Mn,Fe−Si,Fe−A1等を
好適に組み合せて使用すればよい。又アルカリ金属化合
物の種類についても、特に制限はないが、アルカリ金属
化合物の中では化学的並びに熱的、安定性の比較的高い
珪酸塩（Na2SiO3,K2SiO3等）あるいは弗化物（LiF,NaF
等）の使用が推奨される。
［実施例］ 250トン転炉を用いてタイヤコード用鋼（C:0.82％,S
i:0.25％,Mn:0.50％）240トンを溶製した後、これを下
記条件で夫々脱酸処理した。
i:0.25％,Mn:0.50％）240トンを溶製した後、これを下
記条件で夫々脱酸処理した。
実施例１ Fe−Mn1500kg,Fe−Si800kg及び珪酸ナトリウム（Na2S
iO3）300kgの混合物を予め取鍋中に添加しておき、その
上に転炉から溶鋼を注入した。RH脱ガス装置を用いて成
分の微調整を行なった後、ブルーム連鋳機により鋳造し
た。
iO3）300kgの混合物を予め取鍋中に添加しておき、その
上に転炉から溶鋼を注入した。RH脱ガス装置を用いて成
分の微調整を行なった後、ブルーム連鋳機により鋳造し
た。
実施例２ 転炉から取鍋へ出鋼する際にFe−Mn合金のみ（1500k
g）を添加し、LF（溶鋼加熱取鍋精錬装置）でアーク加
熱精錬しつつFe−Si合金830kgと弗化ナトリウム170kgの
混合物をさらに添加した。その後実施例１と同様にブル
ーム連鋳を行なった。
g）を添加し、LF（溶鋼加熱取鍋精錬装置）でアーク加
熱精錬しつつFe−Si合金830kgと弗化ナトリウム170kgの
混合物をさらに添加した。その後実施例１と同様にブル
ーム連鋳を行なった。
実施例３ 転炉からLFへ出鋼する際にFe−Mn合金のみ（1500kg）
を添加し、LFで撹拌用Arの気泡が上昇してくる位置に珪
酸ナトリウム200kgと弗化リチウム100kgの混合物をさら
に添加し、その上へ直ちにFe−Si合金830kgを添加し
た。その後実施例１と同様にブルーム連鋳を行なった。
を添加し、LFで撹拌用Arの気泡が上昇してくる位置に珪
酸ナトリウム200kgと弗化リチウム100kgの混合物をさら
に添加し、その上へ直ちにFe−Si合金830kgを添加し
た。その後実施例１と同様にブルーム連鋳を行なった。
比較例１ 転炉から取鍋へ出鋼する際にFe−Mn合金1500kgとFe−
Si合金800kgを添加した後、RHを用いて真空脱ガスし、
実施例１と同様にブルーム連鋳を行なった。
Si合金800kgを添加した後、RHを用いて真空脱ガスし、
実施例１と同様にブルーム連鋳を行なった。
比較例２ 転炉からLFへ出鋼する際にFe−Mn合金のみ（1500kg）
を添加し、LFでさらにFe−Si合金830kgを添加した後、
実施例１と同様にブルーム連鋳を行なった。
を添加し、LFでさらにFe−Si合金830kgを添加した後、
実施例１と同様にブルーム連鋳を行なった。
これらのブルームから夫々熱間圧延で5.5mmφのタイ
ヤコード用線材を製造し、その長さ方向中央位置の圧延
方向断面における介在物の大きさを顕微鏡で測定したと
ころ第１図に示す結果が得られた。尚介在物の大きさは
圧延方向と直交する方向の寸法すなわち厚みで評価し
た。又測定は上記実施例及び比較例の各チャージから5.
5mm×15mmの顕微鏡面を10個ずつ採取して行ない、その
平均値を求め、さらに各チャージは３回ずつ実施した。
介在物が延伸し易く形態制御されていれば、熱間圧延で
糸のように延ばされて介在物厚みは非常に小さくなるは
ずである。
ヤコード用線材を製造し、その長さ方向中央位置の圧延
方向断面における介在物の大きさを顕微鏡で測定したと
ころ第１図に示す結果が得られた。尚介在物の大きさは
圧延方向と直交する方向の寸法すなわち厚みで評価し
た。又測定は上記実施例及び比較例の各チャージから5.
5mm×15mmの顕微鏡面を10個ずつ採取して行ない、その
平均値を求め、さらに各チャージは３回ずつ実施した。
介在物が延伸し易く形態制御されていれば、熱間圧延で
糸のように延ばされて介在物厚みは非常に小さくなるは
ずである。
第１図に示される様に実施例では7.5μｍ以上の介在
物が認められず、介在物は実質的に無害な5.0μｍ以下
にコントロールされているのに対して、比較例では10μ
ｍ以上の介在物も認められており、本発明の実施によっ
て介在物が低融点の延伸し易いものに変化していること
が分かる。介在物組成をEPMAで定量分析した結果、比較
例の介在物は、アルカリ金属化合物量（換算値）が０〜
２％であったのに対して実施例では４〜24％（換算値）
であった。
物が認められず、介在物は実質的に無害な5.0μｍ以下
にコントロールされているのに対して、比較例では10μ
ｍ以上の介在物も認められており、本発明の実施によっ
て介在物が低融点の延伸し易いものに変化していること
が分かる。介在物組成をEPMAで定量分析した結果、比較
例の介在物は、アルカリ金属化合物量（換算値）が０〜
２％であったのに対して実施例では４〜24％（換算値）
であった。
［発明の効果］ 本発明によれば、熱間圧延でも塑性変形し難いアルミ
ナ系介在物やSiO2系介在物等の硬質介在物を低融点で延
伸し易いものに安定且つ確実に形態制御することができ
る。かくしてタイヤコード用鋼においては伸線工程及び
撚線工程における断線を防止すると共にダイス寿命を高
めることができ、耐疲労特性の優れたタイヤコードを提
供することができる。又タイヤコードのみならず各種鋼
板や鋼材において耐疲労特性を高めることができ、硬質
介在物による表面性状の悪化も防止することができる。
ナ系介在物やSiO2系介在物等の硬質介在物を低融点で延
伸し易いものに安定且つ確実に形態制御することができ
る。かくしてタイヤコード用鋼においては伸線工程及び
撚線工程における断線を防止すると共にダイス寿命を高
めることができ、耐疲労特性の優れたタイヤコードを提
供することができる。又タイヤコードのみならず各種鋼
板や鋼材において耐疲労特性を高めることができ、硬質
介在物による表面性状の悪化も防止することができる。
第１図は実施例及び比較例における介在物厚み毎の介在
物個数分布を示すグラフである。
物個数分布を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】溶鋼中に脱酸剤を加えて清浄鋼を製造する
に当たり、Si系脱酸剤とアルカリ金属化合物の混合物を
使用することによって脱酸生成物をアルカリ金属を含む
組成にコントロールすることを特徴とする清浄鋼の製造
方法。 - 【請求項２】底吹き撹拌を行ないつつ溶鋼中に脱酸剤を
加えて清浄鋼を製造するに当たり、底吹きガスの気泡浮
上位置にアルカリ金属化合物を添加した後、直ちに、同
じ場所へSi系脱酸剤を添加することによって脱酸生成物
をアルカリ金属を含む組成にコントロールすることを特
徴とする清浄鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154486A JP2654099B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 清浄鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154486A JP2654099B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 清浄鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01319623A JPH01319623A (ja) | 1989-12-25 |
| JP2654099B2 true JP2654099B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=15585298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63154486A Expired - Fee Related JP2654099B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 清浄鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654099B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1662016A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ultra clean spring steel |
| WO2012118093A1 (ja) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | 新日本製鐵株式会社 | 伸線性及び伸線後の疲労特性に優れた高炭素鋼線材 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010017275A (ko) * | 1999-08-10 | 2001-03-05 | 이구택 | 턴디쉬에서 타이어코드강의 청정도 향상방법 |
| KR100584726B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2006-05-30 | 주식회사 포스코 | Ｓｉ탈산강용 턴디쉬플럭스의 제조방법 |
| EP1707644B1 (en) | 2004-01-22 | 2012-02-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for producing high cleanliness steel excellent in fatigue strength or cold workability |
| JP2005264335A (ja) * | 2005-04-28 | 2005-09-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 疲労強度に優れたＳｉ脱酸鋼およびその製造方法 |
| KR101168480B1 (ko) | 2006-12-28 | 2012-07-26 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Ｓｉ 킬드강 선재 및 스프링 |
| JP5231345B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2013-07-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 高清浄度ばね用鋼 |
| CN114774794B (zh) * | 2022-05-07 | 2023-03-28 | 张家港荣盛特钢有限公司 | 一种帘线钢夹杂物改性方法及帘线钢 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63154486A patent/JP2654099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1662016A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ultra clean spring steel |
| US7429301B2 (en) | 2004-11-24 | 2008-09-30 | Kobe Steel, Ltd. | Ultra clean spring steel |
| WO2012118093A1 (ja) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | 新日本製鐵株式会社 | 伸線性及び伸線後の疲労特性に優れた高炭素鋼線材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01319623A (ja) | 1989-12-25 |
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