JP2749695B2 - ステンレス鋼の精練方法 - Google Patents
ステンレス鋼の精練方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ステンレス鋼の高清浄化精錬工程におい
て、スラグ組成を調整し、非金属介在物の軟質化および
低減化を行う精錬法に関するものである。
て、スラグ組成を調整し、非金属介在物の軟質化および
低減化を行う精錬法に関するものである。
［従来の技術］ ステンレス鋼の非金属介在物は表面疵の生成および冷
間加工割れの原因となる。（Al2O3）および（Cr2O3）で
代表される硬質非金属介在物は特に有害である。
間加工割れの原因となる。（Al2O3）および（Cr2O3）で
代表される硬質非金属介在物は特に有害である。
一般にステンレス鋼の非金属介在物の清浄化は、AOD,
VOD等の二次精錬炉において実施される。すなわち、Al,
Si等の還元剤を添加し、塩基性スラグの存在下で不活性
ガスの吹込み等により溶鋼を強制攪拌し、脱酸および非
金属介在物の浮上および除去を促進させている。このよ
うな精錬方法は、二次精錬炉内において非金属介在物を
減少させる目的で実施され成果を収めている。しかし、
二次精錬処理から連続鋳造までの間に耐火物およびスラ
グと溶鋼が反応し、（Al2O3）等の硬質非金属介在物の
生成を制御するものではない。この間に生成する（Al2O
3）系および（Cr2O3）系等の硬質非金属介在物を無害化
させない限り先に述べたような表面疵の生成および冷間
加工割れ等が発生する。この対策として、連続鋳造の前
にCa処理等の強脱酸剤の添加が考えられるが、ステンレ
ス鋼は元来低［Ｃ］化が困難であるため、安定した脱酸
効果がまだ得られていない。
VOD等の二次精錬炉において実施される。すなわち、Al,
Si等の還元剤を添加し、塩基性スラグの存在下で不活性
ガスの吹込み等により溶鋼を強制攪拌し、脱酸および非
金属介在物の浮上および除去を促進させている。このよ
うな精錬方法は、二次精錬炉内において非金属介在物を
減少させる目的で実施され成果を収めている。しかし、
二次精錬処理から連続鋳造までの間に耐火物およびスラ
グと溶鋼が反応し、（Al2O3）等の硬質非金属介在物の
生成を制御するものではない。この間に生成する（Al2O
3）系および（Cr2O3）系等の硬質非金属介在物を無害化
させない限り先に述べたような表面疵の生成および冷間
加工割れ等が発生する。この対策として、連続鋳造の前
にCa処理等の強脱酸剤の添加が考えられるが、ステンレ
ス鋼は元来低［Ｃ］化が困難であるため、安定した脱酸
効果がまだ得られていない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、ステンレス鋼の（Al2O3）系および（Cr
2O3）系等の硬質非金属介在物を軟質化および低減化に
より無害化するために、精錬工程において、連続鋳造前
に強脱酸剤を添加することなく、スラグ組成を制御する
簡単な精錬方法により達成することを目的とする。
2O3）系等の硬質非金属介在物を軟質化および低減化に
より無害化するために、精錬工程において、連続鋳造前
に強脱酸剤を添加することなく、スラグ組成を制御する
簡単な精錬方法により達成することを目的とする。
［課題を解決するための手段および作用］ 本発明者らは、表面疵および冷間加工性などに有害な
（Al2O3）系および（Cr2O3）系等の硬質非金属介在物を
軟質化し、さらに低減することに着目し、種々の実験を
重ねて検討した結果以下の知見を得た。
（Al2O3）系および（Cr2O3）系等の硬質非金属介在物を
軟質化し、さらに低減することに着目し、種々の実験を
重ねて検討した結果以下の知見を得た。
この実験において、（Al2O3）系および（Cr2O3）系の
硬質非金属介在物の軟質化および低減化は、鋳片の非金
属介在物の組成を制御することにより達成するものであ
る。その手段は、スラグの塩基度、（Al2O3），（Mn
O），（Cr2O3），（T.Fe）濃度および鋼中の［Al］量の
制御により可能であることを究明した。
硬質非金属介在物の軟質化および低減化は、鋳片の非金
属介在物の組成を制御することにより達成するものであ
る。その手段は、スラグの塩基度、（Al2O3），（Mn
O），（Cr2O3），（T.Fe）濃度および鋼中の［Al］量の
制御により可能であることを究明した。
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、そ
の要旨は、 ステンレス鋼の精錬工程において、出鋼前のスラグ塩
基度（T.CaO/SiO2）を1.5〜2.5、スラグ中の（Al2O3）
を５％以下、（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）を４％以
下、溶鋼中の［Al］を40ppm以下とすることを特徴とす
るステンレス鋼の精錬方法である。
の要旨は、 ステンレス鋼の精錬工程において、出鋼前のスラグ塩
基度（T.CaO/SiO2）を1.5〜2.5、スラグ中の（Al2O3）
を５％以下、（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）を４％以
下、溶鋼中の［Al］を40ppm以下とすることを特徴とす
るステンレス鋼の精錬方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明では、連続鋳造前に強脱酸剤の添加を行わない
ので、非金属介在物組成はスラグ組成に依存する。
ので、非金属介在物組成はスラグ組成に依存する。
非金属介在物の延性におよぼす非金属介在物中の（Al
2O3），（Cr2O3）濃度の影響を把握するために、スラグ
中の（Al2O3），（Cr2O3）濃度を変化させて鋳造した
後、鋳片を熱間鍛造（断面減面率90％）し、10μｍ以上
の非金属介在物個数を測定した。なお、これらの鋳片
は、強脱酸剤の添加を行っていないものに限っており、
非金属介在物組成はスラグ組成に依存し、（CaO），（S
iO2），（Al2O3），（Cr2O3）が主体である。第１図お
よび第２図にその結果を示す。非金属介在物中の（Al2O
3）が25％以下、（Cr2O3）30％以下では残存する非金属
介在物個数は少なく、非金属介在物は変形あるいは分断
されたと考えられる。また、上記の（Al2O3）および（C
r2O3）濃度以上では、残存する非金属介在物個数が著し
く増大し、硬質非金属介在物が形成されたものと考えら
れる。
2O3），（Cr2O3）濃度の影響を把握するために、スラグ
中の（Al2O3），（Cr2O3）濃度を変化させて鋳造した
後、鋳片を熱間鍛造（断面減面率90％）し、10μｍ以上
の非金属介在物個数を測定した。なお、これらの鋳片
は、強脱酸剤の添加を行っていないものに限っており、
非金属介在物組成はスラグ組成に依存し、（CaO），（S
iO2），（Al2O3），（Cr2O3）が主体である。第１図お
よび第２図にその結果を示す。非金属介在物中の（Al2O
3）が25％以下、（Cr2O3）30％以下では残存する非金属
介在物個数は少なく、非金属介在物は変形あるいは分断
されたと考えられる。また、上記の（Al2O3）および（C
r2O3）濃度以上では、残存する非金属介在物個数が著し
く増大し、硬質非金属介在物が形成されたものと考えら
れる。
そこで、非金属介在物中の（Al2O3）濃度を25％以
下、（Cr2O3）濃度を30％以下にし、非金属介在物を軟
質化するためにスラグ塩基度（CaO/SiO2）、スラグ中の
（Al2O3）濃度、（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）濃度お
よび溶鋼中の［Al］濃度の検討を行った。
下、（Cr2O3）濃度を30％以下にし、非金属介在物を軟
質化するためにスラグ塩基度（CaO/SiO2）、スラグ中の
（Al2O3）濃度、（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）濃度お
よび溶鋼中の［Al］濃度の検討を行った。
非金属介在物中の（Al2O3）濃度は、スラグ塩基度と
強い相関があり、第３図に示すように、スラグ塩基度
（T.CaO/SiO2）が大きいほど、鋳片の非金属介在物中の
（Al2O3）濃度は増大し、（Al2O3）濃度を25％以下にす
るためには、スラグ塩基度を2.5以下にする必要があ
る。従って、スラグ塩基度を2.5以下に限定した。
強い相関があり、第３図に示すように、スラグ塩基度
（T.CaO/SiO2）が大きいほど、鋳片の非金属介在物中の
（Al2O3）濃度は増大し、（Al2O3）濃度を25％以下にす
るためには、スラグ塩基度を2.5以下にする必要があ
る。従って、スラグ塩基度を2.5以下に限定した。
非金属介在物中の（Al2O3）の生成機構は、耐火物中
の（Al2O3）が単純に溶鋼中へ混入するためでなく、次
の反応により生成することと推定される。つまり、（Si
O2）のように活量が小さい高塩基度スラグを用いた場合
は、耐火物およびスラグ中の（Al2O3）が溶鋼中の［S
i］により下記の還元反応が進行する。
の（Al2O3）が単純に溶鋼中へ混入するためでなく、次
の反応により生成することと推定される。つまり、（Si
O2）のように活量が小さい高塩基度スラグを用いた場合
は、耐火物およびスラグ中の（Al2O3）が溶鋼中の［S
i］により下記の還元反応が進行する。
2Al2O3＋3Si→4Al＋3SiO2 さらに、溶鋼板中に入った［Al］は再酸化し、非金属
介在物を生成するものと考えられる。
介在物を生成するものと考えられる。
スラグ塩基度が高い場合には、鋳片の［Ｏ］濃度を低
減できるが、溶鋼中の［Ｏ］が［Al］の再酸化反応に用
いられるため非金属介在物は（Al2O3）系硬質非金属介
在物となる。
減できるが、溶鋼中の［Ｏ］が［Al］の再酸化反応に用
いられるため非金属介在物は（Al2O3）系硬質非金属介
在物となる。
一方、スラグ塩基度を低下させると鋳片［Ｏ］濃度が
上昇し、溶鋼中の［Cr］の酸化反応により非金属介在物
中の（Cr2O3）濃度が上昇する。第４図に示すように、
スラグ塩基度が1.5以下では非金属介在物中の（Cr2O3）
濃度が30％以上となる。従って、第３図および第４図よ
りスラグ塩基度は、1.5〜2.5と限定した。
上昇し、溶鋼中の［Cr］の酸化反応により非金属介在物
中の（Cr2O3）濃度が上昇する。第４図に示すように、
スラグ塩基度が1.5以下では非金属介在物中の（Cr2O3）
濃度が30％以上となる。従って、第３図および第４図よ
りスラグ塩基度は、1.5〜2.5と限定した。
なお、これまでスラグ塩基度には（CaF2）を含めずに
述べたが、スラグ精錬時のスラグさい化性を考慮すると
（CaF2）は10％以上を添加することが望ましい。
述べたが、スラグ精錬時のスラグさい化性を考慮すると
（CaF2）は10％以上を添加することが望ましい。
また、スラグ添加量は、本発明におけるスラグ塩基度
および鋳片［Ｏ］濃度制御による非金属介在物中（Al2O
3）、（Cr2O3）濃度を制御するには20kg/溶鋼Tonにする
ことが望ましい。
および鋳片［Ｏ］濃度制御による非金属介在物中（Al2O
3）、（Cr2O3）濃度を制御するには20kg/溶鋼Tonにする
ことが望ましい。
次に、非金属介在物中の（Al2O3）を制御するために
は、スラグ中の（Al2O3）濃度、溶鋼中の［Al］濃度を
低減することが必要である。スラグ中の（Al2O3）はス
ラグ添加時はなくても耐火物溶損等により上昇する傾向
にある。第５図に出鋼前のスラグ中の（Al2O3）濃度と
鋳片の非金属介在物中の（Al2O3）濃度の関係を示し
た。鋳片の非金属介在物の（Al2O3）を25％以下にする
ためにはスラグ中の（Al2O3）濃度を５％以下にするこ
とが必要である。また、溶鋼中の［Al］はAlを添加しな
くてもNi系ステンレス鋼では、不可避的に20〜50ppm程
度含有する。第６図に溶鋼中の［Al］と非金属介在物中
の（Al2O3）濃度の関係を示す。なお、鋳片の［Ｏ］は
本発明のスラグ塩基度範囲に対応するもののみを対象と
している。［Al］は上昇することにより非金属介在物中
の（Al2O3）濃度が上昇し、［Ｏ］濃度を80ppmまで上昇
させても［Al］が40ppm以上では、非金属介在物中の（A
l2O3）系非金属介在物の生成を抑制することはできな
い。非金属介在物中（Al2O3）濃度を25％以下とするに
は［Al］を40ppm以下にする必要がある。
は、スラグ中の（Al2O3）濃度、溶鋼中の［Al］濃度を
低減することが必要である。スラグ中の（Al2O3）はス
ラグ添加時はなくても耐火物溶損等により上昇する傾向
にある。第５図に出鋼前のスラグ中の（Al2O3）濃度と
鋳片の非金属介在物中の（Al2O3）濃度の関係を示し
た。鋳片の非金属介在物の（Al2O3）を25％以下にする
ためにはスラグ中の（Al2O3）濃度を５％以下にするこ
とが必要である。また、溶鋼中の［Al］はAlを添加しな
くてもNi系ステンレス鋼では、不可避的に20〜50ppm程
度含有する。第６図に溶鋼中の［Al］と非金属介在物中
の（Al2O3）濃度の関係を示す。なお、鋳片の［Ｏ］は
本発明のスラグ塩基度範囲に対応するもののみを対象と
している。［Al］は上昇することにより非金属介在物中
の（Al2O3）濃度が上昇し、［Ｏ］濃度を80ppmまで上昇
させても［Al］が40ppm以上では、非金属介在物中の（A
l2O3）系非金属介在物の生成を抑制することはできな
い。非金属介在物中（Al2O3）濃度を25％以下とするに
は［Al］を40ppm以下にする必要がある。
スラグ中の他の成分としては、（MnO）、（Cr2O3）、
（T.Fe）が挙げられるが、これらの成分は溶鋼への酸素
供給源となるため極力低く抑えることが必要である。第
７図にスラグ中の（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）濃度と
非金属介在物中の（Cr2O3）濃度の関係を示すが、（Mn
O）＋Cr2O3）＋（T.Fe）が４％以上では鋳片［Ｏ］が上
昇し、溶鋼中のCrの酸化反応により、（Cr2O3）の生成
につながるため、４％以下とし、非金属介在物の（Cr2O
3）濃度を30％以下に抑えることが必要である。
（T.Fe）が挙げられるが、これらの成分は溶鋼への酸素
供給源となるため極力低く抑えることが必要である。第
７図にスラグ中の（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）濃度と
非金属介在物中の（Cr2O3）濃度の関係を示すが、（Mn
O）＋Cr2O3）＋（T.Fe）が４％以上では鋳片［Ｏ］が上
昇し、溶鋼中のCrの酸化反応により、（Cr2O3）の生成
につながるため、４％以下とし、非金属介在物の（Cr2O
3）濃度を30％以下に抑えることが必要である。
以上のように、本発明は、スラグ塩基度、スラグ中の
（Al2O3），（MnO），（Cr2O3），（T.Fe）濃度および
溶鋼中［Al］濃度を制御し、非金属介在物中の（Al
2O3），（Cr2O3）濃度の生成を抑え、非金属介在物を軟
質化させることにより、大幅に表面疵および冷間加工性
の改善が達成できる。
（Al2O3），（MnO），（Cr2O3），（T.Fe）濃度および
溶鋼中［Al］濃度を制御し、非金属介在物中の（Al
2O3），（Cr2O3）濃度の生成を抑え、非金属介在物を軟
質化させることにより、大幅に表面疵および冷間加工性
の改善が達成できる。
［実施例］ SUS 304鋼を60Ton電気炉にて溶解し、ついでAODで還
元精錬を行い、スラグ組成および溶鋼中［Al］を変化さ
せた。なお、使用した精錬炉の耐火物はマグクロレンガ
を用い、スラグ添加量は50kg/tonである。得られた各種
の鋼は連続鋳造により150mm角ビレットとし、ついで、
線材圧延により5.5mmφの線材にし、この線材の非金属
介在物の調査を行った。非金属介在物の調査は100mm2の
面積を光学顕微鏡で500倍の倍率で観察した。10μｍ以
上の長さの非金属介在物個数を測定した。また代表非金
属介在物を10個/1試料抽出し、マイクロアナライザーに
より非金属介在物中の成分組成を分析した。その結果を
第１表に示す。
元精錬を行い、スラグ組成および溶鋼中［Al］を変化さ
せた。なお、使用した精錬炉の耐火物はマグクロレンガ
を用い、スラグ添加量は50kg/tonである。得られた各種
の鋼は連続鋳造により150mm角ビレットとし、ついで、
線材圧延により5.5mmφの線材にし、この線材の非金属
介在物の調査を行った。非金属介在物の調査は100mm2の
面積を光学顕微鏡で500倍の倍率で観察した。10μｍ以
上の長さの非金属介在物個数を測定した。また代表非金
属介在物を10個/1試料抽出し、マイクロアナライザーに
より非金属介在物中の成分組成を分析した。その結果を
第１表に示す。
本発明の範囲においては非金属介在物の形態は （CaO）−（SiO2）−（Al2O3）系であり、（Al2O3）お
よび（Cr2O3）の上昇を抑制しているために、非金属介
在物の軟質が達成されている。線材圧延後の非金属介在
物は変形または分断されているため10μｍ以上の非金属
介在物は著しく低減されている。
よび（Cr2O3）の上昇を抑制しているために、非金属介
在物の軟質が達成されている。線材圧延後の非金属介在
物は変形または分断されているため10μｍ以上の非金属
介在物は著しく低減されている。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明においてスラグ組成を制御す
ることにより、非金属介在物の軟質化が図られ、（Al2O
3）および（Cr2O3）等の硬質非金属介在物の生成が抑制
され、表面疵および冷間加工性の優れた材料を安価に製
造できる。
ることにより、非金属介在物の軟質化が図られ、（Al2O
3）および（Cr2O3）等の硬質非金属介在物の生成が抑制
され、表面疵および冷間加工性の優れた材料を安価に製
造できる。
第１図は、非金属介在物中の（Al2O3）濃度と鋳片の10
μｍ以上の非金属介在物個数（ケ／cm-2）の関係を示す
図 第２図は、非金属介在物中の（Cr2O3）濃度と鋳片の10
μｍ以上の非金属介在物個数（ケ／cm-2）の関係を示す
図、 第３図は、スラグ塩基度（T.CaO/SiO2）と鋳片の非金属
介在物中の（Al2O3）濃度の関係を示す図、 第４図は、スラグ塩基度（T.CaO/SiO2）と鋳片の非金属
介在物中の（Cr2O3）濃度の関係を示す図、 第５図は、スラグ中の（Al2O3）濃度と鋳片の非金属介
在物中の（Al2O3）濃度の関係を示す図、 第６図は、溶鋼中の［Al］濃度と非金属介在物中の（Al
2O3）濃度の関係を示す図、 第７図は、スラグ中の（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）と
鋳片の非金属介在物中の（Cr2O3）濃度の関係を示す
図、 である。
μｍ以上の非金属介在物個数（ケ／cm-2）の関係を示す
図 第２図は、非金属介在物中の（Cr2O3）濃度と鋳片の10
μｍ以上の非金属介在物個数（ケ／cm-2）の関係を示す
図、 第３図は、スラグ塩基度（T.CaO/SiO2）と鋳片の非金属
介在物中の（Al2O3）濃度の関係を示す図、 第４図は、スラグ塩基度（T.CaO/SiO2）と鋳片の非金属
介在物中の（Cr2O3）濃度の関係を示す図、 第５図は、スラグ中の（Al2O3）濃度と鋳片の非金属介
在物中の（Al2O3）濃度の関係を示す図、 第６図は、溶鋼中の［Al］濃度と非金属介在物中の（Al
2O3）濃度の関係を示す図、 第７図は、スラグ中の（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）と
鋳片の非金属介在物中の（Cr2O3）濃度の関係を示す
図、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−158410（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−249116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−177139（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】ステンレス鋼の精錬工程において、出鋼前
のスラグ塩基度（T.CaO/SiO2）を1.5〜2.5、スラグ中の
（Al2O3）を５％以下、（MnO）＋（Cr2O3）＋（T.Fe）
を４％以下、溶鋼中の［Al］を40ppm以下とすることを
特徴とするステンレス鋼の精錬方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2066861A JP2749695B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | ステンレス鋼の精練方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2066861A JP2749695B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | ステンレス鋼の精練方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267312A JPH03267312A (ja) | 1991-11-28 |
| JP2749695B2 true JP2749695B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=13328064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2066861A Expired - Lifetime JP2749695B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | ステンレス鋼の精練方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749695B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP2066861A patent/JP2749695B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03267312A (ja) | 1991-11-28 |
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