JP3277763B2 - 高清浄性極低炭素鋼の精錬方法 - Google Patents
高清浄性極低炭素鋼の精錬方法Info
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は清浄性に優れた極低
炭素鋼の溶製方法に関する。
炭素鋼の溶製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】極低炭素鋼は通常、次のような方法で溶
製される。転炉などを用いて経済的に脱炭し得る限界ま
で大気圧下で脱炭し、その後、真空脱ガス装置を用いて
減圧下で鋼中酸素または添加酸素源（取鍋スラグ、吹き
込み酸化性ガスまたは鉄酸化物などの固体酸素）との反
応により目的の炭素濃度まで脱炭し、その後、脱酸剤を
添加して成分調整および介在物低減処理を行う。
製される。転炉などを用いて経済的に脱炭し得る限界ま
で大気圧下で脱炭し、その後、真空脱ガス装置を用いて
減圧下で鋼中酸素または添加酸素源（取鍋スラグ、吹き
込み酸化性ガスまたは鉄酸化物などの固体酸素）との反
応により目的の炭素濃度まで脱炭し、その後、脱酸剤を
添加して成分調整および介在物低減処理を行う。
【０００３】一般的に、転炉では吹錬終点の炭素重量濃
度が0.02〜0.10％になるまで脱炭する。しかし、この程
度まで脱炭すると炭素以外にも大量の鉄が酸化され、転
炉終点スラグ中のFeO 濃度が高くなる。このスラグの一
部は出鋼時に溶鋼と共に取鍋に流出してしまう。この状
態で、真空脱ガス装置により脱炭処理を行った後にAlに
よる脱酸処理を行うと、スラグ中のFeO が溶鋼中のAlと
反応してアルミナ系介在物が生成し、これが溶鋼中に供
給され、鋼の清浄性が低下する。
度が0.02〜0.10％になるまで脱炭する。しかし、この程
度まで脱炭すると炭素以外にも大量の鉄が酸化され、転
炉終点スラグ中のFeO 濃度が高くなる。このスラグの一
部は出鋼時に溶鋼と共に取鍋に流出してしまう。この状
態で、真空脱ガス装置により脱炭処理を行った後にAlに
よる脱酸処理を行うと、スラグ中のFeO が溶鋼中のAlと
反応してアルミナ系介在物が生成し、これが溶鋼中に供
給され、鋼の清浄性が低下する。
【０００４】特開平3-158412号公報に示される高清浄性
極低炭素鋼の溶製方法は、脱炭処理後の脱酸処理におい
て、スラグ中のFeO が溶鋼中の〔Al〕と反応し、アルミ
ナ系介在物が生成して鋼の清浄性を低下させることに対
する対策として、以下の方法を提案している。
極低炭素鋼の溶製方法は、脱炭処理後の脱酸処理におい
て、スラグ中のFeO が溶鋼中の〔Al〕と反応し、アルミ
ナ系介在物が生成して鋼の清浄性を低下させることに対
する対策として、以下の方法を提案している。
【０００５】すなわち、真空脱炭処理における溶鋼のリ
ムド処理に続くAl添加によるキルド処理の初期段階で、
真空脱ガス処理中の取鍋内の溶鋼上に浮上しているスラ
グに、溶鋼中に発生する予測Al2O3 に対しCaO のモル比
率CaO/Al2O3 が 0.5〜2.0 の範囲になるようにCaO を添
加してスラグを改質する方法である。この方法では、ス
ラグ組成を溶鋼中アルミナの吸収能を向上させることが
できるとしている。
ムド処理に続くAl添加によるキルド処理の初期段階で、
真空脱ガス処理中の取鍋内の溶鋼上に浮上しているスラ
グに、溶鋼中に発生する予測Al2O3 に対しCaO のモル比
率CaO/Al2O3 が 0.5〜2.0 の範囲になるようにCaO を添
加してスラグを改質する方法である。この方法では、ス
ラグ組成を溶鋼中アルミナの吸収能を向上させることが
できるとしている。
【０００６】特開平6-116623号公報に示される高清浄性
極低炭素鋼の溶製方法は、上記と同様の従来方法の問題
点に対する対策として、以下の方法を提案している。
極低炭素鋼の溶製方法は、上記と同様の従来方法の問題
点に対する対策として、以下の方法を提案している。
【０００７】すなわち、ＲＨ環流式脱ガス装置による処
理以前に取鍋スラグに金属Al含有物質を添加して、取鍋
スラグ中のFeO 、MnO などの低級酸化物を還元し、その
後ＲＨ環流式脱ガス装置において環流開始後直ちにMgO
が主たる成分であるフラックスを脱ガス槽内に添加した
後、目標炭素濃度以下となるまで引き続き脱炭処理を行
い、更に脱酸用合金を添加して脱酸処理を行う方法であ
る。
理以前に取鍋スラグに金属Al含有物質を添加して、取鍋
スラグ中のFeO 、MnO などの低級酸化物を還元し、その
後ＲＨ環流式脱ガス装置において環流開始後直ちにMgO
が主たる成分であるフラックスを脱ガス槽内に添加した
後、目標炭素濃度以下となるまで引き続き脱炭処理を行
い、更に脱酸用合金を添加して脱酸処理を行う方法であ
る。
【０００８】この方法では、脱ガス槽内へのMgO 添加に
より溶鋼とスラグとの間にMgO 富化層を形成し、スラグ
中の未反応金属Alによる脱炭への悪影響を防止し、か
つ、スラグ中の酸化鉄の濃度上昇を防止することができ
るとしている。
より溶鋼とスラグとの間にMgO 富化層を形成し、スラグ
中の未反応金属Alによる脱炭への悪影響を防止し、か
つ、スラグ中の酸化鉄の濃度上昇を防止することができ
るとしている。
【０００９】しかしこの方法では、ＲＨ環流開始直後に
脱ガス槽内にMgO 主体のフラックスを添加するため、真
空槽内溶鋼表面にMgO 主体のフラックス層が形成され、
脱炭反応界面積が減少し、脱炭速度が低下する。
脱ガス槽内にMgO 主体のフラックスを添加するため、真
空槽内溶鋼表面にMgO 主体のフラックス層が形成され、
脱炭反応界面積が減少し、脱炭速度が低下する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】特開平3-158412号公報
の方法では、本発明者らがその内容を検討した結果、溶
鋼の清浄性が向上しないことを見いだした。その理由と
して、下記〜が考えられる。
の方法では、本発明者らがその内容を検討した結果、溶
鋼の清浄性が向上しないことを見いだした。その理由と
して、下記〜が考えられる。
【００１１】生成するAl2O3 の予測値と実際の値とが
一致しないこと。
一致しないこと。
【００１２】CaO/Al2O3 の目標値が適切でないこと。
【００１３】添加したCaO 含有フラックスが取鍋スラ
グ中にまんべんなく分散していなかったこと。
グ中にまんべんなく分散していなかったこと。
【００１４】本発明の目的は、上記課題を解決して、清
浄性に優れた極低炭素鋼を得ることができる精錬方法を
提供することにある。
浄性に優れた極低炭素鋼を得ることができる精錬方法を
提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の高
清浄性極低炭素鋼の精錬方法にある。
清浄性極低炭素鋼の精錬方法にある。
【００１６】未脱酸または弱脱酸溶鋼を取鍋へ出鋼する
際に金属AlまたはAl合金を含有するスラグ改質剤を添加
し、その後、真空脱ガス装置による脱炭処理終了後に金
属AlまたはAl合金を添加し、引き続き脱酸処理を行うと
ともにフラックスを添加する高清浄性極低炭素鋼の精錬
方法であって、下記 (1)〜(3) の条件を満たすことを特
徴とする高清浄性極低炭素鋼の精錬方法。
際に金属AlまたはAl合金を含有するスラグ改質剤を添加
し、その後、真空脱ガス装置による脱炭処理終了後に金
属AlまたはAl合金を添加し、引き続き脱酸処理を行うと
ともにフラックスを添加する高清浄性極低炭素鋼の精錬
方法であって、下記 (1)〜(3) の条件を満たすことを特
徴とする高清浄性極低炭素鋼の精錬方法。
【００１７】(1)スラグ改質剤添加後の取鍋スラグ(Wt%C
aO)/(Wt%Al2O3) を１〜２とする。
aO)/(Wt%Al2O3) を１〜２とする。
【００１８】(2)フラックスとして、CaO を主体とし、
粒径 0.1〜10mmのものを用いる。
粒径 0.1〜10mmのものを用いる。
【００１９】(3)フラックス添加量Ｙ(kg/t)を下記式
の範囲内とする。 （０．１・Ｘ＋１）≦Ｙ≦（０．４・Ｘ＋４）・・・・・ ただし、Ｘ：真空脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量(k
g/t)
の範囲内とする。 （０．１・Ｘ＋１）≦Ｙ≦（０．４・Ｘ＋４）・・・・・ ただし、Ｘ：真空脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量(k
g/t)
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明方法を具体的に説明する。
【００２１】まず、転炉などで溶製した未脱酸または弱
脱酸溶鋼を取鍋へ出鋼する。このとき、炉内スラグは不
可避的に取鍋内に流出する。この流出スラグは低級酸化
物を含有し、脱酸後に脱酸元素と反応して介在物を生成
し、溶鋼の清浄性を悪化させる。そこで、この流出スラ
グ中の低級酸化物を事前に還元して、その濃度を低減す
る目的で、出鋼時の出鋼流または取鍋内スラグに金属Al
あるいはAl合金を含有するスラグ改質剤を添加する。
脱酸溶鋼を取鍋へ出鋼する。このとき、炉内スラグは不
可避的に取鍋内に流出する。この流出スラグは低級酸化
物を含有し、脱酸後に脱酸元素と反応して介在物を生成
し、溶鋼の清浄性を悪化させる。そこで、この流出スラ
グ中の低級酸化物を事前に還元して、その濃度を低減す
る目的で、出鋼時の出鋼流または取鍋内スラグに金属Al
あるいはAl合金を含有するスラグ改質剤を添加する。
【００２２】スラグ改質剤はAl:40Wt%+CaCO3:60Wt%また
はAl:50Wt%+Al2O3:40Wt%+CaO:10Wt%のような組成のもの
を用いる。金属AlまたはAl合金は、スラグ中の低級酸化
物(FeO、MnO など）の還元剤として含有させるものであ
る。金属AlまたはAl合金は、還元力が強く、スラグ中の
低級酸化物の低減に有効な作用を有する。
はAl:50Wt%+Al2O3:40Wt%+CaO:10Wt%のような組成のもの
を用いる。金属AlまたはAl合金は、スラグ中の低級酸化
物(FeO、MnO など）の還元剤として含有させるものであ
る。金属AlまたはAl合金は、還元力が強く、スラグ中の
低級酸化物の低減に有効な作用を有する。
【００２３】次いで、真空脱ガス装置を用いて真空脱炭
処理を行う。本発明方法で用いる真空脱ガス装置は、取
鍋全体を真空容器内に入れ、取鍋底部のポーラスプラグ
から不活性ガスを吹き込むタンク脱ガス装置、取鍋内溶
鋼に２本足浸漬管を浸漬して真空槽内を真空排気し、片
方の浸漬管から環流用不活性ガスを吹き込むＲＨ脱ガス
装置など、溶鋼の脱炭および脱酸処理ができるものなら
ば、いかなる装置でもよい。この装置により〔Ｃ〕が0.
003Wt%未満になるまで脱炭処理を行う。
処理を行う。本発明方法で用いる真空脱ガス装置は、取
鍋全体を真空容器内に入れ、取鍋底部のポーラスプラグ
から不活性ガスを吹き込むタンク脱ガス装置、取鍋内溶
鋼に２本足浸漬管を浸漬して真空槽内を真空排気し、片
方の浸漬管から環流用不活性ガスを吹き込むＲＨ脱ガス
装置など、溶鋼の脱炭および脱酸処理ができるものなら
ば、いかなる装置でもよい。この装置により〔Ｃ〕が0.
003Wt%未満になるまで脱炭処理を行う。
【００２４】その後、金属AlまたはAl合金を添加して引
き続き脱酸処理を行い、高清浄性極低炭素鋼とする。金
属AlまたはAl合金に限定する理由は、還元力が強く、溶
鋼中の溶存酸素を低減できるからである。
き続き脱酸処理を行い、高清浄性極低炭素鋼とする。金
属AlまたはAl合金に限定する理由は、還元力が強く、溶
鋼中の溶存酸素を低減できるからである。
【００２５】さらに、上記脱酸処理時にフラックスを添
加する。このフラックスはCaO を主体とし、粒径 0.1〜
10mmのものである。
加する。このフラックスはCaO を主体とし、粒径 0.1〜
10mmのものである。
【００２６】本発明方法は、上記一連の工程において更
に、下記 (1)〜(3) の条件を満足させるものである。
に、下記 (1)〜(3) の条件を満足させるものである。
【００２７】(1)スラグ改質剤添加後の取鍋スラグ(Wt%C
aO)/(Wt%Al2O3) ：１〜２ (2)脱炭終了後のAl成分添加に引き続いて、真空脱ガス
装置上方から添加するフラックスとして、粒径 0.1〜10
mmのCaO を主体とするものを用いる。以下、このフラッ
クスをCaO 系フラックスまたはCaO 主体のフラックスと
記す。
aO)/(Wt%Al2O3) ：１〜２ (2)脱炭終了後のAl成分添加に引き続いて、真空脱ガス
装置上方から添加するフラックスとして、粒径 0.1〜10
mmのCaO を主体とするものを用いる。以下、このフラッ
クスをCaO 系フラックスまたはCaO 主体のフラックスと
記す。
【００２８】(3)フラックス添加量Ｙ(kg/t)を下記式
の範囲内とする。 （０．１・Ｘ＋１）≦Ｙ≦（０．４・Ｘ＋４）・・・・・ ただし、Ｘ：真空脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量(k
g/t) 次に、これらの条件の限定理由を図１〜図３に基づいて
説明する。
の範囲内とする。 （０．１・Ｘ＋１）≦Ｙ≦（０．４・Ｘ＋４）・・・・・ ただし、Ｘ：真空脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量(k
g/t) 次に、これらの条件の限定理由を図１〜図３に基づいて
説明する。
【００２９】上記(1) の取鍋スラグの(Wt%CaO)/(Wt%Al2
O3) が溶鋼の清浄性に及ぼす影響を検討するため、上記
(2) および(3) の２条件を満足した上で、スラグ改質剤
添加後の取鍋スラグの(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) とタンディ
ッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を調査した。その結
果を図１に示す。
O3) が溶鋼の清浄性に及ぼす影響を検討するため、上記
(2) および(3) の２条件を満足した上で、スラグ改質剤
添加後の取鍋スラグの(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) とタンディ
ッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を調査した。その結
果を図１に示す。
【００３０】図１は、取鍋スラグ中(Wt%CaO)/(Wt%Al
2O3) とタンディッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を
示す図である。
2O3) とタンディッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を
示す図である。
【００３１】図示するように、スラグ(Wt%CaO)/(Wt%Al2
O3) が２を超えると、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超え
て急激に悪化してしまうことがわかる。これは、この条
件ではスラグの流動性が悪化し、出鋼時のスラグ改質が
不十分となり、その結果、高(FeO)+(MnO) を含有するス
ラグが取鍋内に残留するからである。そのため、真空脱
ガス装置において脱酸過程でCaO 系フラックスを添加し
てもスラグ中低級再酸化による溶鋼の清浄性悪化は免れ
ない。
O3) が２を超えると、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超え
て急激に悪化してしまうことがわかる。これは、この条
件ではスラグの流動性が悪化し、出鋼時のスラグ改質が
不十分となり、その結果、高(FeO)+(MnO) を含有するス
ラグが取鍋内に残留するからである。そのため、真空脱
ガス装置において脱酸過程でCaO 系フラックスを添加し
てもスラグ中低級再酸化による溶鋼の清浄性悪化は免れ
ない。
【００３２】一方、スラグ中(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) が１
未満では、やはり溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超えて急
激に悪化する。これは、スラグ中(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3)
が１未満では、スラグ中FeO 、MnO の活量が低下し、そ
れらの反応性が低下するからである。そのため、出鋼時
のスラグ改質が不十分となり、やはりスラグ中の低級酸
化物である(FeO)+(MnO) の濃度が高いスラグが取鍋内に
残留する。
未満では、やはり溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超えて急
激に悪化する。これは、スラグ中(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3)
が１未満では、スラグ中FeO 、MnO の活量が低下し、そ
れらの反応性が低下するからである。そのため、出鋼時
のスラグ改質が不十分となり、やはりスラグ中の低級酸
化物である(FeO)+(MnO) の濃度が高いスラグが取鍋内に
残留する。
【００３３】したがって、スラグ改質後の取鍋スラグの
(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) は１〜２とする必要がある。
(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) は１〜２とする必要がある。
【００３４】次に、CaO 系フラックスの粒径が溶鋼の清
浄性に及ぼす影響を検討するため、前記およびの２
条件を満たした上で、CaO 系フラックスの粒径とタンデ
ィッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を調査した。この
ときのフラックス組成は95Wt％CaO-５Wt％CaF2とし、真
空槽の上部に設けたホッパーから添加した。その結果を
図２に示す。
浄性に及ぼす影響を検討するため、前記およびの２
条件を満たした上で、CaO 系フラックスの粒径とタンデ
ィッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を調査した。この
ときのフラックス組成は95Wt％CaO-５Wt％CaF2とし、真
空槽の上部に設けたホッパーから添加した。その結果を
図２に示す。
【００３５】図２は、CaO 系フラックスの粒径とタンデ
ィッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を示す図である。
ィッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を示す図である。
【００３６】図示するように、CaO 系フラックスの粒径
が0.1mm 未満では、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超えて
急激に悪化してしまう。さらに取鍋スラグのマスバラン
スおよび排気系ダストを詳細に調査した結果、この理由
は、粒径が0.1mm 未満では、添加した全CaO 系フラック
スのうち取鍋スラグへ有効に捕捉される割合が著しく低
下するからであることがわかった。
が0.1mm 未満では、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超えて
急激に悪化してしまう。さらに取鍋スラグのマスバラン
スおよび排気系ダストを詳細に調査した結果、この理由
は、粒径が0.1mm 未満では、添加した全CaO 系フラック
スのうち取鍋スラグへ有効に捕捉される割合が著しく低
下するからであることがわかった。
【００３７】すなわち、CaO 系フラックスを真空槽上方
のホッパーから添加する場合には、フラックスの粒径が
小さすぎるために真空槽内を落下中に真空排気系へ排出
される。
のホッパーから添加する場合には、フラックスの粒径が
小さすぎるために真空槽内を落下中に真空排気系へ排出
される。
【００３８】CaO 系フラックスを真空槽内に設けた上吹
きランスや真空槽側壁に設けた上吹き羽口から真空槽内
溶鋼表面に吹き付ける場合には、着地効率が真空槽内ホ
ッパー添加よりも改善されるが、個々のフラックスの粒
径が小さく各フラックスの運動量が小さいため、十分に
溶鋼内に進入しなかった。溶鋼内に進入しなかったフラ
ックスは真空槽内溶鋼表面に浮遊し続けたため、取鍋ス
ラグへ有効に捕捉されない。
きランスや真空槽側壁に設けた上吹き羽口から真空槽内
溶鋼表面に吹き付ける場合には、着地効率が真空槽内ホ
ッパー添加よりも改善されるが、個々のフラックスの粒
径が小さく各フラックスの運動量が小さいため、十分に
溶鋼内に進入しなかった。溶鋼内に進入しなかったフラ
ックスは真空槽内溶鋼表面に浮遊し続けたため、取鍋ス
ラグへ有効に捕捉されない。
【００３９】さらに、真空槽側壁の溶鋼浸漬羽口からAr
等のキャリアーガスとともにフラックスを吹き込むこと
を試みた。この場合、フラックスはその粒径が小さいた
めに、溶鋼内でキャリアーガスの気泡内に捕捉（トラッ
プ）され、そのまま溶鋼表面に浮上してしまい、やはり
取鍋内スラグへ有効に利用されないことが判明した。
等のキャリアーガスとともにフラックスを吹き込むこと
を試みた。この場合、フラックスはその粒径が小さいた
めに、溶鋼内でキャリアーガスの気泡内に捕捉（トラッ
プ）され、そのまま溶鋼表面に浮上してしまい、やはり
取鍋内スラグへ有効に利用されないことが判明した。
【００４０】以上のように、CaO 系フラックスの添加方
法を種々検討したが、粒径が0.1mm未満では、フラック
ス添加は有効に機能しなかった。
法を種々検討したが、粒径が0.1mm未満では、フラック
ス添加は有効に機能しなかった。
【００４１】一方、図２から、CaO 系フラックスの粒径
が10mm超では、やはり溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超え
て急激に悪化してしまうことがわかる。その理由を以下
述べる。
が10mm超では、やはり溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は20ppm を超え
て急激に悪化してしまうことがわかる。その理由を以下
述べる。
【００４２】CaO 系フラックスを真空槽上方のホッパー
から添加する場合には、フラックスの粒径が大きすぎる
ため、真空槽内溶鋼表面に着地したフラックスの浮力が
大きくなり、溶鋼内部に巻き込まれる割合が小さくな
る。
から添加する場合には、フラックスの粒径が大きすぎる
ため、真空槽内溶鋼表面に着地したフラックスの浮力が
大きくなり、溶鋼内部に巻き込まれる割合が小さくな
る。
【００４３】CaO 系フラックスを、真空槽内に設けた上
吹きランスや真空槽側壁に設けた上吹き羽口から真空槽
内溶鋼表面に吹き付ける場合には、個々のフラックスの
粒径が大きく、各フラックスの運動量が大きいため溶鋼
内部に進入させることができる。しかし、フラックスが
溶鋼流に乗って真空槽内から取鍋内に移動し、取鍋内ス
ラグに捕捉される位置が局所的になる。これは、フラッ
クスの粒径が大きく、浮力が大きくなりすぎたため取鍋
内の浮上しやすい領域に集中したからである。
吹きランスや真空槽側壁に設けた上吹き羽口から真空槽
内溶鋼表面に吹き付ける場合には、個々のフラックスの
粒径が大きく、各フラックスの運動量が大きいため溶鋼
内部に進入させることができる。しかし、フラックスが
溶鋼流に乗って真空槽内から取鍋内に移動し、取鍋内ス
ラグに捕捉される位置が局所的になる。これは、フラッ
クスの粒径が大きく、浮力が大きくなりすぎたため取鍋
内の浮上しやすい領域に集中したからである。
【００４４】CaO 系フラックスが捕捉されない領域では
当然その添加効果は得られない。
当然その添加効果は得られない。
【００４５】さらに、真空槽側壁の溶鋼浸漬羽口からAr
等のキャリアーガスとともにフラックスを吹き込む場
合、その粒径が大きくなって羽口詰まりを起こしやすく
なり、操業が不安定となった。また、溶鋼内に吹き込ん
だフラックスが取鍋内スラグに捕捉される位置が局在化
する現象は、上記と同様である。
等のキャリアーガスとともにフラックスを吹き込む場
合、その粒径が大きくなって羽口詰まりを起こしやすく
なり、操業が不安定となった。また、溶鋼内に吹き込ん
だフラックスが取鍋内スラグに捕捉される位置が局在化
する現象は、上記と同様である。
【００４６】以上のように、CaO 系フラックスの添加方
法を種々検討したが、その粒径が10mm超では、フラック
ス添加は有効に機能しなかった。
法を種々検討したが、その粒径が10mm超では、フラック
ス添加は有効に機能しなかった。
【００４７】したがって、CaO 系フラックスの粒径は
0.1〜10mmとする必要がある。
0.1〜10mmとする必要がある。
【００４８】次に、真空脱ガス装置の上方から添加する
CaO 主体のフラックス添加量が溶鋼の清浄性に及ぼす影
響を検討するため、前記およびの２条件を満たした
上で、CaO 系のフラックス添加量と真空脱ガス装置到着
時の取鍋内スラグ量Ｘとの関係を調査した。このときの
フラックス組成は95Wt％CaO-５Wt％CaF2とした。その結
果を図３に示す。
CaO 主体のフラックス添加量が溶鋼の清浄性に及ぼす影
響を検討するため、前記およびの２条件を満たした
上で、CaO 系のフラックス添加量と真空脱ガス装置到着
時の取鍋内スラグ量Ｘとの関係を調査した。このときの
フラックス組成は95Wt％CaO-５Wt％CaF2とした。その結
果を図３に示す。
【００４９】図３は、CaO 系フラックス添加量Ｙ、真空
脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量Ｘおよびタンディッ
シュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕の関係を示す図である。
脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量Ｘおよびタンディッ
シュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕の関係を示す図である。
【００５０】図３に示すように、CaO 系フラックスの添
加量Ｙが(0.1Ｘ＋1)kg/t未満では、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は
20ppm を超えて急激に悪化してしまうことがわかる。こ
れは、この条件では取鍋内スラグに捕捉されたCaO 系フ
ラックスによるスラグを固化する効果が小さくなり、ス
ラグ中の低級酸化物による溶鋼中〔Al〕の再酸化が防止
できなかったためである。
加量Ｙが(0.1Ｘ＋1)kg/t未満では、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕は
20ppm を超えて急激に悪化してしまうことがわかる。こ
れは、この条件では取鍋内スラグに捕捉されたCaO 系フ
ラックスによるスラグを固化する効果が小さくなり、ス
ラグ中の低級酸化物による溶鋼中〔Al〕の再酸化が防止
できなかったためである。
【００５１】一方、図３から、CaO 系フラックスの添加
量Ｙが(0.4Ｘ＋4)kg/t超では、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕の低減
効果がないことがわかる。その理由を以下述べる。
量Ｙが(0.4Ｘ＋4)kg/t超では、溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕の低減
効果がないことがわかる。その理由を以下述べる。
【００５２】CaO 系フラックスの添加量がある臨界値を
超えると、スラグ固化の効果が飽和してしまい、もはや
スラグ中の低級酸化物による溶鋼中〔Al〕の再酸化抑制
効果は期待できなくなるからである。さらに、CaO 系フ
ラックスが過剰に溶鋼内に入るため、取鍋スラグに捕捉
されないCaO 粒あるいはCaO 粉が溶鋼内に滞留し、かえ
って溶鋼の清浄性を悪化させてしまうからである。
超えると、スラグ固化の効果が飽和してしまい、もはや
スラグ中の低級酸化物による溶鋼中〔Al〕の再酸化抑制
効果は期待できなくなるからである。さらに、CaO 系フ
ラックスが過剰に溶鋼内に入るため、取鍋スラグに捕捉
されないCaO 粒あるいはCaO 粉が溶鋼内に滞留し、かえ
って溶鋼の清浄性を悪化させてしまうからである。
【００５３】したがって、CaO 系のフラックス添加量Ｙ
(kg/t)は、取鍋内スラグ量Ｘ(kg/t)との関係において
(0.1Ｘ＋1)〜(0.4Ｘ＋4)とする必要がある。
(kg/t)は、取鍋内スラグ量Ｘ(kg/t)との関係において
(0.1Ｘ＋1)〜(0.4Ｘ＋4)とする必要がある。
【００５４】取鍋内スラグ量Ｘを真空脱ガス装置到着時
のスラグ量とする理由は、到着時に測定する取鍋内のス
ラグ厚さからスラグ量Ｘを求めるのが、最も都合がよい
からである。
のスラグ量とする理由は、到着時に測定する取鍋内のス
ラグ厚さからスラグ量Ｘを求めるのが、最も都合がよい
からである。
【００５５】本発明方法においては、さらに以下の条件
を満足させることが望ましい。
を満足させることが望ましい。
【００５６】出鋼時の溶鋼中炭素濃度は0.02〜0.08Wt%
が望ましい。転炉での経済的な脱炭限界は0.02〜0.08Wt
% である。これよりも低い炭素濃度まで転炉で脱炭する
と、転炉内で溶鋼中の炭素だけでなく溶鉄の酸化や溶鋼
中Mnの酸化が生じ、スラグ中のFeO 、MnO 濃度が増大す
る。このスラグは転炉からの出鋼流と共に取鍋に流入
し、取鍋スラグ中の低級酸化物が非常に高くなる。した
がって、真空脱炭処理前のスラグ改質処理によりスラグ
中の(Wt%FeO)+)(Wt%MnO)を低減することが難しくなる。
が望ましい。転炉での経済的な脱炭限界は0.02〜0.08Wt
% である。これよりも低い炭素濃度まで転炉で脱炭する
と、転炉内で溶鋼中の炭素だけでなく溶鉄の酸化や溶鋼
中Mnの酸化が生じ、スラグ中のFeO 、MnO 濃度が増大す
る。このスラグは転炉からの出鋼流と共に取鍋に流入
し、取鍋スラグ中の低級酸化物が非常に高くなる。した
がって、真空脱炭処理前のスラグ改質処理によりスラグ
中の(Wt%FeO)+)(Wt%MnO)を低減することが難しくなる。
【００５７】脱酸時の溶鋼中sol.Al濃度は0.01Wt% 以
上、でき得れば0.03Wt% 以上とするのが望ましい。スラ
グ中の(FeO) を還元するためには、溶鋼中のsol.Al濃度
が或る程度以上必要であるためである。sol.Alが0.01Wt
% 未満では、Alの還元力が弱くスラグ中の(%FeO)を１Wt
% 以下に低減できない。sol.Al濃度が0.03Wt% 以上あれ
ば、スラグ中(FeO) の還元速度は向上し、脱酸時間を短
縮することができる。sol.Alの望ましい上限は0.1Wt%程
度である。
上、でき得れば0.03Wt% 以上とするのが望ましい。スラ
グ中の(FeO) を還元するためには、溶鋼中のsol.Al濃度
が或る程度以上必要であるためである。sol.Alが0.01Wt
% 未満では、Alの還元力が弱くスラグ中の(%FeO)を１Wt
% 以下に低減できない。sol.Al濃度が0.03Wt% 以上あれ
ば、スラグ中(FeO) の還元速度は向上し、脱酸時間を短
縮することができる。sol.Alの望ましい上限は0.1Wt%程
度である。
【００５８】真空脱炭中に酸素を供給してもよい。酸素
の供給としては、純酸素、二酸化炭素、Ar-O2 混合ガス
あるいは、N2-O2 混合ガス等の酸化性ガスを吹き付け、
あるいは吹込みでもよい。純酸素以外の場合は、各々の
添加ガス中に含まれる酸素純分換算値を使用する。二酸
化炭素の場合には、ＣＯ2 →ＣＯ＋1/2 ・Ｏ2 の反応が
生じるとして酸素純分換算値を求める。
の供給としては、純酸素、二酸化炭素、Ar-O2 混合ガス
あるいは、N2-O2 混合ガス等の酸化性ガスを吹き付け、
あるいは吹込みでもよい。純酸素以外の場合は、各々の
添加ガス中に含まれる酸素純分換算値を使用する。二酸
化炭素の場合には、ＣＯ2 →ＣＯ＋1/2 ・Ｏ2 の反応が
生じるとして酸素純分換算値を求める。
【００５９】上記の酸素ガスあるいは酸化性ガスの吹き
付けは、真空槽内の昇降ランスあるいは真空槽（浸漬
管）内壁に設けた斜め上吹き羽口から行ってもよい。吹
込みを行う場合には、真空槽（浸漬管）内壁に設けた浸
漬羽口あるいは取鍋溶鋼内に浸漬可能な昇降ランス羽口
から行ってもよい。
付けは、真空槽内の昇降ランスあるいは真空槽（浸漬
管）内壁に設けた斜め上吹き羽口から行ってもよい。吹
込みを行う場合には、真空槽（浸漬管）内壁に設けた浸
漬羽口あるいは取鍋溶鋼内に浸漬可能な昇降ランス羽口
から行ってもよい。
【００６０】真空脱ガス装置で添加するCaO 主体のフラ
ックスは、CaO 含有率が70Wt% 以上99.5Wt% 以下が望ま
しい。70Wt% 未満では、真空脱炭後のスラグの改質が十
分にできない。一方、99.5Wt% 超ではフラックスの純度
が高すぎるため、コスト上昇につながる。なお、フラッ
クス中には１〜20Wt% 程度のMgO および／またはCaF2が
含まれていてもよい。また、SiO2、 FeO 、 MnO も含まれ
ていてもよいが、これらの含有率は合計で５Wt% 以下と
するのが望ましい。これを超えると、添加フラックス中
の酸化物が溶鋼中の〔Al〕と反応し、アルミナ系介在物
を生成させてしまう。
ックスは、CaO 含有率が70Wt% 以上99.5Wt% 以下が望ま
しい。70Wt% 未満では、真空脱炭後のスラグの改質が十
分にできない。一方、99.5Wt% 超ではフラックスの純度
が高すぎるため、コスト上昇につながる。なお、フラッ
クス中には１〜20Wt% 程度のMgO および／またはCaF2が
含まれていてもよい。また、SiO2、 FeO 、 MnO も含まれ
ていてもよいが、これらの含有率は合計で５Wt% 以下と
するのが望ましい。これを超えると、添加フラックス中
の酸化物が溶鋼中の〔Al〕と反応し、アルミナ系介在物
を生成させてしまう。
【００６１】真空脱ガス装置で添加するCaO 主体のフラ
ックスの添加方法は、真空脱ガス装置上部ホッパーか
らの落下、真空脱ガス装置内の昇降ランスからの上吹
き、真空脱ガス装置側壁から溶鋼への上吹きまたはイ
ンジェクション、取鍋内溶鋼に浸漬した昇降ランスか
らのインジェクション、のうちいずれでもよい。
ックスの添加方法は、真空脱ガス装置上部ホッパーか
らの落下、真空脱ガス装置内の昇降ランスからの上吹
き、真空脱ガス装置側壁から溶鋼への上吹きまたはイ
ンジェクション、取鍋内溶鋼に浸漬した昇降ランスか
らのインジェクション、のうちいずれでもよい。
【００６２】
【実施例】転炉で〔Ｃ〕が0.02〜0.08Wt% の範囲になる
まで粗脱炭した溶鋼（転炉終点温度1640〜1670℃）を、
未脱酸状態で250ton取鍋に出鋼した。その際に不可避的
に転炉から取鍋に流出したスラグを改質するために、金
属Alを含有する下記組成のスラグ改質剤２kg/tを添加し
た。
まで粗脱炭した溶鋼（転炉終点温度1640〜1670℃）を、
未脱酸状態で250ton取鍋に出鋼した。その際に不可避的
に転炉から取鍋に流出したスラグを改質するために、金
属Alを含有する下記組成のスラグ改質剤２kg/tを添加し
た。
【００６３】取鍋内スラグ量は、出鋼時の転炉スラグス
トッパーまたは出鋼後のスラグドラッガーを利用して制
御した。
トッパーまたは出鋼後のスラグドラッガーを利用して制
御した。
【００６４】その後、下記真空脱ガス処理装置と条件と
で真空脱炭処理を行い、炭素濃度を0.003Wt%以下にまで
低下させた。
で真空脱炭処理を行い、炭素濃度を0.003Wt%以下にまで
低下させた。
【００６５】 （スラグ改質剤の化学組成）Al:40Wt%、CaCO3:60Wt% （真空脱ガス処理装置）２本足の浸漬管を有する真空槽
を取鍋内溶鋼に浸漬し、真空槽内を真空排気した状態で
片方の浸漬管から溶鋼リフトポンプ用の不活性ガス（A
r）を吹込み、溶鋼を環流させる真空脱ガス処理装置。
浸漬管の内径はいずれも660mm とした。
を取鍋内溶鋼に浸漬し、真空槽内を真空排気した状態で
片方の浸漬管から溶鋼リフトポンプ用の不活性ガス（A
r）を吹込み、溶鋼を環流させる真空脱ガス処理装置。
浸漬管の内径はいずれも660mm とした。
【００６６】（処理条件）環流用Arカ゛ス流量:2000 Ｎリ
ットル/min、真空度:1〜2Torr （CaO 系フラックスの添加）真空脱炭後の金属Alまたは
Al合金添加後の脱酸処理中に、真空槽上方のホッパーか
ら自然落下により、95Wt％CaO-５Wt％CaF2のフラックス
を真空槽内の溶鋼表面に添加。
ットル/min、真空度:1〜2Torr （CaO 系フラックスの添加）真空脱炭後の金属Alまたは
Al合金添加後の脱酸処理中に、真空槽上方のホッパーか
ら自然落下により、95Wt％CaO-５Wt％CaF2のフラックス
を真空槽内の溶鋼表面に添加。
【００６７】真空脱ガス装置での処理終了後に、溶鋼を
連続鋳造装置でスラブとし、所定の圧延処理を行い成品
コイルとした。超音波探傷法を用いて成品コイルの疵検
査を行い、成品疵指数を求めた。
連続鋳造装置でスラブとし、所定の圧延処理を行い成品
コイルとした。超音波探傷法を用いて成品コイルの疵検
査を行い、成品疵指数を求めた。
【００６８】〔実施例１〕出鋼時のスラグ改質の程度を
種々変え、取鍋スラグの(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) は表１に
示すように 0.6〜4.4 の範囲に制御した。真空脱ガス装
置到着時の取鍋内スラグ量は８〜10kg/tに制御した。Ca
O 系フラックスの粒径および添加量は、表１に示すよう
にそれぞれ 0.5〜２mm、 2.4〜3.4kg/t の範囲とした。
成品疵指数は表１のヒートNo.1の値を基準とした。結果
を表１に示す。
種々変え、取鍋スラグの(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) は表１に
示すように 0.6〜4.4 の範囲に制御した。真空脱ガス装
置到着時の取鍋内スラグ量は８〜10kg/tに制御した。Ca
O 系フラックスの粒径および添加量は、表１に示すよう
にそれぞれ 0.5〜２mm、 2.4〜3.4kg/t の範囲とした。
成品疵指数は表１のヒートNo.1の値を基準とした。結果
を表１に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】表１から、スラグ改質後の(Wt%CaO)/(Wt%A
l2O3) を１〜２に制御することが、成品疵低減に必要で
あることがわかる。
l2O3) を１〜２に制御することが、成品疵低減に必要で
あることがわかる。
【００７１】〔実施例２〕CaO 系フラックスの粒径の影
響を確認するために、表２に示す粒径、出鋼時のスラグ
改質後の取鍋スラグ中の(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) 、および
フラックス添加量の各条件で処理を行い、実施例１と同
様に製品疵を調査した。成品疵指数は表１のヒートNo.1
の値を基準とした。結果を表２に併せて示す。
響を確認するために、表２に示す粒径、出鋼時のスラグ
改質後の取鍋スラグ中の(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) 、および
フラックス添加量の各条件で処理を行い、実施例１と同
様に製品疵を調査した。成品疵指数は表１のヒートNo.1
の値を基準とした。結果を表２に併せて示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】表２から、CaO 系フラックスの粒径を 0.1
〜10mmの範囲にに制御することが、成品疵低減に必要で
あることがわかる。
〜10mmの範囲にに制御することが、成品疵低減に必要で
あることがわかる。
【００７４】〔実施例３）CaO 系フラックス添加量の影
響を確認するために、表３に示す粒径、出鋼時のスラグ
改質後の取鍋スラグ中の(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) 、および
フラックス添加量の各条件で処理を行い、実施例１と同
様に製品疵を調査した。
響を確認するために、表３に示す粒径、出鋼時のスラグ
改質後の取鍋スラグ中の(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) 、および
フラックス添加量の各条件で処理を行い、実施例１と同
様に製品疵を調査した。
【００７５】このとき取鍋スラグ量Ｘは10kg/tに制御し
た。CaO 系フラックスの添加量Ｙは0.6 〜10.1kg/tの範
囲で変化させた。成品疵指数は表１のヒートNo.1の値を
基準とした。結果を表３に併せて示す。
た。CaO 系フラックスの添加量Ｙは0.6 〜10.1kg/tの範
囲で変化させた。成品疵指数は表１のヒートNo.1の値を
基準とした。結果を表３に併せて示す。
【００７６】
【表３】
【００７７】表３から、真空脱ガス装置で添加するCaO
系フラックスの量Ｙを(0.1Ｘ＋１）〜(0.4Ｘ＋４）kg/
t、すなわち２〜８kg/tの範囲に制御することが、成品
疵低減に必要であることがわかる。
系フラックスの量Ｙを(0.1Ｘ＋１）〜(0.4Ｘ＋４）kg/
t、すなわち２〜８kg/tの範囲に制御することが、成品
疵低減に必要であることがわかる。
【００７８】
【発明の効果】本発明方法を用いることにより、極低炭
素鋼の清浄性を著しく向上させることができる。
素鋼の清浄性を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】取鍋スラグ中(Wt%CaO)/(Wt%Al2O3) とタンディ
ッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を示す図である。
ッシュ内溶鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を示す図である。
【図２】CaO 系フラックスの粒径とタンディッシュ内溶
鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を示す図である。
鋼中Ｔ．〔Ｏ〕との関係を示す図である。
【図３】CaO 系フラックス添加量Ｙ、真空脱ガス装置到
着時の取鍋内スラグ量Ｘおよびタンディッシュ内溶鋼中
Ｔ．〔Ｏ〕の関係を示す図である。
着時の取鍋内スラグ量Ｘおよびタンディッシュ内溶鋼中
Ｔ．〔Ｏ〕の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21C 7/10 C21C 7/04 C21C 7/06 C21C 7/068 C21C 7/076
Claims (1)
- 【請求項１】未脱酸または弱脱酸溶鋼を取鍋へ出鋼する
際に金属AlまたはAl合金を含有するスラグ改質剤を添加
し、その後、真空脱ガス装置による脱炭処理終了後に金
属AlまたはAl合金を添加し、引き続き脱酸処理を行うと
ともにフラックスを添加する高清浄性極低炭素鋼の精錬
方法であって、下記 (1)〜(3) の条件を満たすことを特
徴とする高清浄性極低炭素鋼の精錬方法。 (1)スラグ改質剤添加後の取鍋スラグの(Wt%CaO)/(Wt%Al
2O3) を１〜２とする。 (2)フラックスとして、CaO を主体とし、粒径 0.1〜10m
mのものを用いる。 (3)フラックス添加量Ｙ(kg/t)を下記式の範囲内とす
る。 （０．１・Ｘ＋１）≦Ｙ≦（０．４・Ｘ＋４）・・・・・ ただし、Ｘ：真空脱ガス装置到着時の取鍋内スラグ量(k
g/t)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20297495A JP3277763B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 高清浄性極低炭素鋼の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20297495A JP3277763B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 高清浄性極低炭素鋼の精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949012A JPH0949012A (ja) | 1997-02-18 |
| JP3277763B2 true JP3277763B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=16466246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20297495A Expired - Fee Related JP3277763B2 (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 高清浄性極低炭素鋼の精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277763B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030089955A (ko) * | 2002-05-20 | 2003-11-28 | 주식회사 포스코 | 탈산 용강 중의 질소 저감 방법 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP20297495A patent/JP3277763B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0949012A (ja) | 1997-02-18 |
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