JP3230065B2 - 連続鋳造用溶鋼の製造方法 - Google Patents

連続鋳造用溶鋼の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造工程におい
て、介在物を低減させるための溶鋼の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】製鋼工程で生成あるいは発生して、これ
が除去されずに製品欠陥の原因となる介在物としては、
大きく別けてアルミナ系、スラグ系、パウダー系の3種
類が挙げられる。この内、アルミナ系介在物は、(1)
式に示す反応により脱酸およびそれ以後の再酸化反応で
生じたものであり、従来脱酸生成物に関しては、脱酸工
程において酸化物の凝集、合体による浮上分離時間を長
くするため、初期に脱酸剤を投入する出鋼脱酸法やRH
処理における強攪拌を行って介在物の浮上分離を促進さ
せる方法が採られてきた。また、特開平1−18046
6号公報に見られるように、脱酸時に脱酸剤AlとCa
O、CaF2 の結合体および融合体を投入することによ
り、脱酸生成物をCaO−Al2 3 系の低融点のもの
として浮上促進させる方法も提案されている。さらに、
再酸化反応生成物については、鍋上スラグの酸化度を低
減することが有効であるとされ、スラグの(T.Fe)
を下げる操作、いわゆるスラグ改質が行われてきた。
【0003】 xM+(1/2)O2 →MX y (1) 一方、スラグ系介在物については、鍋継目部での清浄化
対策として、スラグ・ストッパーやフローティング・バ
ルブなどの導入による取鍋スラグの巻き込み防止あるい
は浸積開孔の実施によるタンデッシュスラグのたたき込
み防止等が試みられてきた。
【0004】また、パウダー系介在物については、パウ
ダーの高粘性化、低速鋳造操業等の措置が採られてき
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現状では食缶
用材料中の製品欠陥の殆どはAl−Ca−O系(スラグ
系)介在物に起因するフランジクラックであり、スラグ
系介在物への対策が十分に採られていないのが現状であ
る。本発明は、アルミナ系介在物を低減させて表面性状
を良好にさせつつ、内質欠陥の原因となるスラグ系介在
物をも低減させる連続鋳造用溶鋼の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために構成されたもので、転炉内において、Ca
Oを投入することによりスラグを固化させ、出鋼中の転
炉スラグ流出を防止して、鍋上スラグ量を溶鋼に対して
重量比で0.1%以下に低減させた上で、鍋上スラグに
均一にAlを散布してスラグ中FeO%を2%以下に改
質し、さらにガス吹き込み用ランスよりAr、N2 等の
不活性ガスと共にCaO−Al2 3 系フラックスを吹
き付け、鍋上スラグ組成をAl2 3 :40〜60%、
CaO:60〜40%の範囲より外すことにより、介在
物を低減させることを特徴とする連続鋳造用溶鋼の製造
方法を要旨とするものである。
【0007】
【作用】スラグ系介在物の起源としては、出鋼中の転
炉スラグの巻き込み、溶鋼流動による鍋上スラグの削
り込み、鍋継目部での鍋上スラグの巻き込み等が考え
られる。第1の項目である転炉スラグの巻き込みについ
ては、スラグの流出量を低減させることが必要である。
通常、スラグの流出を防止する目的で、出鋼時にスラグ
ボールを使用しているが、さらに転炉へのCaOの投入
によりスラグ固化を行い、鍋上への転炉スラグの流入を
防止する必要がある。
【0008】図1は、溶鋼350tに対して、鍋上スラ
グ厚みと出鋼直後に採取したメタルサンプル中のスラグ
系介在物量の関係を示している。同図より、鍋上スラグ
の厚みは、80mmを超えると溶鋼中に懸濁するスラグ
系介在物量は急激に増加することから、80mm以下に
抑える必要があることが判る。次に、溶鋼流動による鍋
上スラグの削り込みおよび鍋継目部での鍋上スラグの巻
き込みについては、本発明者らは、実際に問題となる介
在物組成を明らかにするために、鋳片内スラグ系介在物
および冷延板での磁粉探傷欠陥部の介在物調査を行っ
た。
【0009】鋳片介在物および磁粉探傷欠陥部介在物は
CaO−Al2 3 2元系であり、両者の調査によって
得られた組成はCaO−Al2 3 2元系状態図上にプ
ロットした。図2は鋳片介在物、図3は磁粉探傷欠陥介
在物の組成を示しているが、鋳片介在物については、さ
らに球形および不定形の形態別に示した。この鋳片介在
物中の球形および不定形形態の存在率は、50:50の
割合で存在する。
【0010】これらの図より判るように、磁粉探傷欠陥
中の介在物組成は鋳片段階での球形形態のものと一致し
ており、その組成はCaO:40〜60%、Al
2 3 :40〜60%の範囲内にある。即ち、鋳片段階
ではこの組成範囲外の介在物(CaO<40%、Al2
3 >60%)が存在するにも関わらず、これらのもの
は実際には欠陥とはならないことが判明した。
【0011】ここで、通常鍋上スラグの組成は、溶鋼中
に巻き込まれると、スラグ中FeO、SiO2 、MnO
等の成分が溶鋼中のAlにより還元され、必ずCaO:
40〜60%、Al2 3 :40〜60%の範囲内の組
成となる。従って、鍋上スラグの組成を欠陥とならない
組成へと制御する必要がある。スリバー疵等の表面欠陥
の原因となるアルミナ系介在物の低減には、スラグ改質
が有効となるので、出鋼後、鍋上スラグ上にAlを均一
に散布してスラグ中のFeO%を2%以下に低減する必
要がある。
【0012】次いで、不活性ガスと共にAl2 3 リッ
チあるいはCaOリッチなCaO−Al2 3 系フラッ
クスを吹き付け、鍋上スラグの組成を上述の欠陥として
問題となる組成範囲より外す必要がある。この組成制御
はスラグ融点を上げる方向であるので、実施するタイミ
ングとしては、脱酸処理時での溶鋼流動による鍋上スラ
グの削り込み現象を考慮すると、脱酸処理前に行うこと
が望ましい。
【0013】さらに、図4には鍋継目部前後でタンデッ
シュから採取したメタルサンプル中のスラグ系介在物量
と鍋上スラグ組成との関係を示している。同図より、こ
の組成制御により鍋継目部のスラグ巻き込み挙動にも効
果が認められ、スラグ系介在物量が大幅に低減すること
が判る。次に本発明の実施例について述べる。
【0014】
【実施例】目標成分として、C:0.03〜0.05
%、Si:0.08〜0.15%、Mn:0.20〜
0.50%、P:0.007〜0.01%、S:0.0
07〜0.01%、Al:0.04〜0.06%、残部
Feおよび不可避的不純物からなる溶鋼を溶製するに当
り、本発明の方法を適用した。350tの転炉において
吹錬後、所定のカーボン濃度に調整して、スラグ固化用
CaO投入量を変化させ、出鋼した。出鋼の際には、ス
ラグボールを使用して、さらにスラグの流出を防止し
た。次いで、均一散布装置により取鍋上にAlを投入し
て(FeO)を2%以下に低下させた。また、不活性ガ
スと共にAl2 3 リッチあるいはCaOリッチなCa
O−Al2 3 系フラックスを吹き付けて鍋上スラグの
組成を変化させ、250mm厚のスラブ鋳片を製造し
た。品質評価としては、鋳片介在物調査および冷延板に
おける磁粉探傷による内質調査とUSTによる表面性状
調査を実施した。
【0015】詳細な条件及び結果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】以上詳述したように、転炉内においてC
aOを投入することによりスラグを固化させ、出鋼中の
転炉スラグ流出を防止して、鍋上スラグ量を溶鋼に対し
て重量比で0.1%以下に低減させた上で、鍋上スラグ
に均一にAlを散布してスラグ中FeO%を2%以下に
改質し、さらにガス吹き込み用ランスよりAr、N2
の不活性ガスと共にCaO−Al2 3 系フラックスを
吹き付け、鍋上スラグ組成をAl2 3 :40〜60
%、CaO:60〜40%の範囲より外してスラグ系介
在物を低減させることにより、大幅な品質向上が認めら
れる。また、この操作により、鍋継目部でのスラグ巻き
込み現象もおさえられ、歩留りが向上するため、本発明
が産業分野にもたらす効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】鍋上スラグ厚みと溶鋼中スラグ系介在物量との
関係を示すグラフである。
【図2】鋳片におけるスラグ系介在物の組成を示すグラ
フである。
【図3】磁粉探傷欠陥介在物の組成を示すグラフであ
る。
【図4】鍋上スラグ組成と鍋継目部のタンデッシュ内ス
ラグ系介在物量との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−36717(JP,A) 特開 平4−88111(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/076 C21C 7/00 C21C 7/072

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉内において、CaOを投入すること
    によりスラグを固化させ、出鋼中の転炉スラグ流出を防
    止して、鍋上スラグ量を溶鋼に対して重量比で0.1%
    以下に低減させた上で、鍋上スラグに均一にAlを散布
    してスラグ中FeO%を2%以下に改質し、さらにガス
    吹き込み用ランスよりAr、N2 等の不活性ガスと共に
    CaO−Al2 3 系フラックスを吹き付け、鍋上スラ
    グ組成をAl2 3 :40〜60%、CaO:60〜4
    0%の範囲より外すことにより介在物を低減させること
    を特徴とする連続鋳造用溶鋼の製造方法。
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