JP3230066B2 - 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R
H処理における強攪拌を行い、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1−1804
66号公報に見られるように、脱酸時に脱酸剤AlとC
aO、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.F
e)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 → MxOy (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、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と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もしくはMgO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、さらに出鋼中にCaOあるいはMgOを投入するこ
とにより鍋上スラグの組成を融点が1550℃以上にな
るように制御し、次いで鍋上スラグに均一にAlを散布
してスラグ中FeO%を2%以下に改質することにより
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、溶鋼流動により鍋上スラグの削
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がある。
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、特開平1−36717号公報
および特開平2−11810号公報で提案されているよ
うに、さらに転炉へのCaO,MgO等の投入によりス
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】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。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−A
2 3 2元系状態図上にプロットした。
【0009】図1は鋳片介在物、図2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。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階段での球形形態のものと一
致しており、その組成はCaO:40〜60%、Al2
3 :40〜60%の範囲内にある。即ち、鋳片階段で
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。
【0010】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。ところで、CaO:40
〜60%、Al2 3 :40〜60%の組成は状態図
(図1参照)では、低融点の組成である。そこで本発明
者らは、雰囲気制御可能な高周波溶解炉にて、溶鋼への
CaO:40〜60%、Al2 3 :40〜60%の粉
体およびこの組成域を外した、いわゆるCaOリッチ
側、Al2 3 リッチ側の粉体吹き込み試験を実施し、
これらを鋳込んだ後、ラボ圧延を行って、介在物の形状
を調査した。
【0011】その結果、低融点介在物は伸延性をもつた
めに冷延板で大きな介在物となり、磁粉探傷にかかる
が、高融点介在物の場合は、逆に伸延性がないために分
断されて小さくなり、問題とならないことを見出した。
従って、鍋上スラグ組成を問題の組成域での温度範囲よ
り高融点側へずらせることが有効である。この温度範囲
より高融点側へずらせるには、CaOおよびMgOの投
入が考えられる。投入のタイミングとしては、大きく別
けて出鋼中に投入する場合と鍋上に投入する場合の2通
りある。図3にはCaOを投入した場合の各々の投入法
による鍋上スラグの均一性を示している。同図より判る
ように、鍋上スラグの組成を均一に高融点側へ制御する
ためには出鋼中にこれらのものを投入するのが望まし
い。
【0012】さらに、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。また、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
グの融点との関係を示している。同図より、鍋上スラグ
の融点を1550℃以上に制御することにより鍋継目部
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。
【0013】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もしくはMgOを投入し、さらに出鋼中にCaO
もしくはMgOを投入した。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%以下に低減
させた後、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
粉探傷での内質調査と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もしくはMgO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、さらに出鋼中にCaOあるいはMgOを投入するこ
とにより、鍋上スラグの組成を融点が1550℃以上に
なるように制御し、鍋上スラグに均一にAlを散布して
スラグ中FeO%を2%以下に改質することにより、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】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2】磁粉探傷欠陥介在物の組成を示すグラフであ
る。
【図3】組成制御のためのCaO投入のタイミングがス
ラグ組成均一度に及ぼす影響を示す図である。
【図4】鍋上スラグの融点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 7/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉内において、CaOもしくはMgO
    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、さらに出鋼中に
    CaOあるいはMgOを投入することにより鍋上スラグ
    の組成を融点が1550℃以上になるように制御し、次
    いで鍋上スラグに均一にAlを散布してスラグ中FeO
    %を2%以下に改質する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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