JP3282487B2 - ホーロー用鋼の製造方法 - Google Patents

ホーロー用鋼の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホーロー用鋼の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ホーロー用鋼は従来の造塊法に代
わり安価な連続鋳造法によって製造されている。
【0003】特開昭54-97520号公報(先行文献1と略
す)には、連続鋳造法を適用するにあたり、転炉出鋼後
の溶鋼を真空脱炭して炭素濃度を200ppm以下に低減し、
この後アルミニウム(以下、Alと略す)を添加して鋼
中の酸素濃度を 300ppm 〜400ppmの範囲に調整した溶鋼
を連続鋳造し、得られた鋳片よりホーロー用鋼板を製造
する方法が開示されている。
【0004】これにより溶鋼中の炭素濃度と溶存酸素濃
度(フリー酸素濃度)は低減されて連続鋳造する際にC
Oガスの発生が抑制される。このため、鋳片内に残留す
るCOガス気泡が抑制されて、この鋳片を圧延して得ら
れる鋼板表面に発生するブロー疵を抑制できる。
【0005】同時に、鋼中の酸素濃度も上述の適切な範
囲に制御されるから、鋳片内に残留する介在物(脱酸生
成物)に水素が集積して水素吸蔵能が増大し、水素は鋼
板表面と釉薬層との境界に析出し難くなる。このため、
ホーロー用鋼板製造後(釉薬焼成してから3日から6か
月経過後)、この境界に水素ガスが析出しその圧力で釉
薬層をはじき飛ばして起こる「つまとび」欠陥を抑制で
きる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行文
献1のように炭素濃度および酸素濃度を調整した溶鋼を
連続鋳造しても、脱酸処理してから鋳造するまでに充分
なAl2O3 介在物の浮上時間(介在物の粒径が細かいため
長時間必要)を確保しないと、冷間圧延後の連続焼鈍中
または釉薬塗布後の焼成中に、Al2O3 介在物に水素が集
積し、生成した水素ガス圧力により鋼板内部でふくれる
欠陥(「ふくれ疵」と名付ける)が発生することを本発
明者らは見出した。
【0007】この「ふくれ疵」は、水素ガスに起因して
おり前述の「つまとび」欠陥と似ているが、その発生場
所が鋼板内部であって釉薬層と鋼板表面の境界ではない
こと、また発生時期が冷間圧延後の連続焼鈍中または釉
薬塗布後の焼成中であり、ホーロー用鋼板の製造後では
ないことから、「つまとび」とは欠陥の発生機構が異な
る。また、先行文献1の対策を実施しても「つまとび」
を抑制できないことから、新たな対策が必要であること
が本発明者らの調査研究により判明した。
【0008】また、先行文献1でいう鋼中の酸素濃度と
は、鋳造された鋳片中のトータル酸素濃度(溶存酸素濃
度と介在物中の酸素量を合計した値)を意味しており、
脱炭処理後の炭素濃度から平衡する溶存酸素濃度を把握
し、これを指標に鋳造後のトータル酸素濃度を間接的に
制御するものである。このため、酸素メーターにより溶
鋼中の溶存酸素濃度を測定して直接制御するものでない
から、酸素濃度の調整精度は悪く、結果として期待する
程、「つまとび」を抑制できない。
【0009】更に、脱酸のためのAl添加量が増大する
程、鋳片に残留するAl2O3 介在物量が増大して「ふくれ
疵」の発生は増大するが、先行文献1にはこのAl添加
量に規制がない。
【0010】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るために提案されたものであって、連続鋳造法によりホ
ーロー用鋼を製造する際に、ブロー疵の発生を防止する
とともに、「ふくれ疵」および「つまとび」の発生を安
定して防止することのできるホーロー用鋼を製造方法を
提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、転炉出鋼され
た未脱酸溶鋼を真空脱ガス装置を使用して脱炭処理し溶
鋼中の炭素濃度を100ppm以下とした後、減圧下の溶鋼中
に炭素含有原料または0.3kg/ton以下のアルミニウムを
添加するか又は酸素ガスを供給して、溶鋼中の溶存酸素
濃度を 300〜500ppmの範囲に調整した溶鋼を連続鋳造す
ることを特徴とするホーロー用鋼の製造方法である。
【0012】転炉出鋼された未脱酸溶鋼を減圧下で脱炭
処理し溶鋼中の炭素濃度(〔C〕濃度と略す)を100ppm
以下にすると、〔C〕−平衡により溶鋼中の溶存酸素
濃度は 300〜500ppm前後になる。
【0013】この際に、溶存酸素濃度は〔C〕−平衡
により〔C〕濃度および真空度によって決まるが、脱炭
処理後の〔C〕濃度は変動すること、および、〔C〕−
平衡による方法では迅速かつ安定して制御できない。
【0014】この対策として、本発明では 300ppm 未満
の場合には、上昇管または真空槽側壁に貫通して設けた
羽口より酸素ガスを減圧下の溶鋼中に吹込むか、または
上吹送酸ランス等より吹付けて溶鋼を酸化させることに
より 300ppm 以上に制御する。
【0015】一方、500ppmを越える場合には、コーク
ス、高炭素フェロマンガン等の炭素含有原料を添加して
溶存酸素濃度をCOガスとして除去するか、またはAl
を添加して脱酸して500ppm以下に制御する。この際に、
炭素含有原料を添加したのでは、溶存酸素濃度を500ppm
以下に調整しきれないものについては、0.3kg/ton以下
のAlを添加して制御する。
【0016】ここで、〔C〕濃度を100ppm以下、かつ溶
存酸素濃度を500ppm以下に調整することにより、鋳造時
にCOガスの発生を抑制できるためブロー疵の発生を防
止できる。しかしどちらか一方が満足されないとCOガ
スの発生を抑制できずブロー疵の発生を抑制できない。
【0017】また溶存酸素濃度を 300ppm 以上に調整す
ることにより、鋳片内に適度の介在物量が存在するから
水素吸蔵能が確保され「つまとび」の発生を防止でき
る。
【0018】またAl添加量を0.3kg/ton以下とするこ
とにより、鋳片に残留するAl2O3 介在物量が抑制されて
「ふくれ疵」の発生は防止できる。0.3kg/tonを越える
と、「ふくれ疵」の発生量が増大して好ましくない。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、RH真空脱ガス設備を使
用してホーロー用溶鋼を溶製している状況を示す。
【0020】ここで、1は取鍋、2は溶鋼、3は真空脱
ガス槽、4は上昇管、5は下降管、6は環流用ガス供給
管、7は送酸ランス、8は合金鉄投入口である。送酸ラ
ンス7は、真空脱ガス槽3の天蓋より吊り下げられて設
置されており、真空脱ガス槽3内の減圧下の溶鋼中に酸
素ガスを吹付けることができる。
【0021】先ず、転炉にて〔C〕濃度がおよそ400ppm
前後、溶存酸素濃度がおよそ400ppm前後に脱炭精練され
た250 ton の未脱酸溶鋼を取鍋1内に出鋼し収容する。
この溶鋼内に上昇管4及び下降管5を浸漬させて、排気
ユニットにより真空脱ガス槽3内の空気を排気し減圧し
つつ、上昇管4の側壁に貫通して設けられた羽口に接続
された環流用ガス供給管6より環流用アルゴンガスを供
給すると、溶鋼は真空脱ガス槽3と取鍋1間を矢印に示
すように環流する。
【0022】このように環流する溶鋼を減圧下で脱炭処
理しつつ、脱炭処理中の〔C〕濃度を測定する。〔C〕
濃度が100ppm以下に脱炭され、溶存酸素濃度の変動が小
さくなったのを確認して酸素メーターにより溶存酸素濃
度を測定して、溶存酸素濃度を 300〜500ppm範囲に調整
する。
【0023】この際に、酸素濃度が500ppmを越える場合
には、コークス、高炭素フェロマンガン等の炭素含有原
料を添加して溶存酸素濃度をCOガスとして除去し、50
0ppm以下に調整する。
【0024】ここで、炭素含有原料の添加による溶存酸
素濃度の調整は、〔C〕濃度、槽内真空度、脱炭速度等
により左右されて調整に手間取る。また〔C〕規格外れ
を起こす場合もある。このような場合には、0.3kg/ton
以下のAlを添加することにより、迅速かつ安定して溶
存酸素濃度を調整する。一方、酸素濃度が300ppm未満の
場合には、送酸ランス7より酸素を吹き付けて溶鋼を酸
化させ300ppm以上に調整する。
【0025】
【実施例】上述のように〔C〕濃度、溶存酸素濃度を調
整した溶鋼を連続鋳造して得られた鋳片より冷延鋼板を
製造し、この冷延鋼板に釉薬を塗布してホーロー用鋼板
を製造し、製品の欠陥を調査した。
【0026】表1は、精練条件(送酸流量、コークス添
加量、Al添加量)、脱炭処理後の〔C〕濃度および溶
存酸素濃度の調整値、および製品欠陥(ブロー疵、つま
とび、ふくれ)を調査した結果を示す。
【0027】
【表1】
【0028】また図2は、〔C〕濃度および溶存酸素濃
度の調整値、Al添加量と製品欠陥発生指数との関係を
図示したものである。
【0029】図2(A)は、脱炭処理後の〔C〕濃度と
ブロー疵発生指数との関係を図示したものである。
【0030】1.〔C〕濃度とブロー疵との関係 試験No.1〜10は、〔C〕濃度、溶存酸素濃度、A
l添加量の全てが本発明範囲内(実施例)にあって、ブ
ロー疵、「つまとび」、「ふくれ」の製品欠陥の発生は
ない。一方、試験No.11〜13は、溶存酸素濃度、
Al添加量は本発明範囲内にあるが、〔C〕濃度が100p
pm以上あって本発明範囲外(比較例)の場合である。こ
の場合、〔C〕濃度が高く鋳造中に発生するCOガスが
鋳片内に残留するため鋼板表面にブロー疵が発生した。
【0031】図2(A)は、これらの結果より〔C〕濃
度とブロー疵との関係を図示したものである。図より10
0ppm以下ではブロー疵の発生はゼロであるが、100ppmを
越えると〔C〕濃度の増加とともに急激にブロー疵は増
大する傾向を示した。
【0032】2.溶存酸素濃度とブロー疵との関係 試験No.20〜24では、〔C〕濃度、Al添加量は
本発明範囲内にあるが、溶存酸素濃度が500ppmを越えて
おり本発明範囲外(比較例)の場合である。この場合も
溶存酸素濃度が高く鋳造中に発生するCOガスが鋳片内
に残留するため鋼板表面にブロー疵が発生した。
【0033】図2(B)は、これらの結果より、溶存酸
素濃度とブロー疵との関係を図示したものである。図よ
り500ppm以下ではブロー疵の発生はゼロであるが、500p
pm100ppmを越えると溶存酸素濃度の増加とともに急激に
ブロー疵は増大する傾向を示した。
【0034】3.溶存酸素濃度と「つまとび」との関係 試験No.20〜24では、〔C〕濃度、Al添加量は
本発明範囲内にあるが、溶存酸素濃度が300ppm未満で本
発明範囲外(比較例)の場合である。この場合も溶存酸
素濃度が低いため、水素吸蔵能が低下してホーロー用鋼
板を製造した後、1ヵ月以内に釉薬層が剥離して「つま
とび」が発生した。
【0035】図2(C)は、これらの結果より、溶存酸
素濃度と「つまとび」との関係を図示したものである。
図より300ppm以上では「つまとび」の発生はゼロである
が、300ppm未満では溶存酸素濃度の低下とともに急激に
「つまとび」は増大する傾向を示した。
【0036】4.Al添加量と「ふくれ」との関係 試験No.25〜30では、〔C〕濃度、溶存酸素濃度
は本発明範囲内にあるが、Al添加量が0.3kg/tonを越
えており本発明範囲外(比較例)の場合である。この場
合もAl添加量が0.3kg/tonを越えると、Al2O3 介在物
生成量が増大し、結果として鋳片内に残留するAl2O3
在物個数が増大するため、「ふくれ」が発生した。
【0037】図2(D)は、これらの結果より、Al添
加量と「ふくれ」との関係を図示したものである。図よ
り0.3kg/ton以下では「ふくれ」の発生はゼロである
が、0.3kg/tonを越えるとAl添加量の増加とともに急
激に「ふくれ」は増大する傾向を示した。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、ホーロー用鋼を製造す
る際に、溶鋼中の〔C〕濃度を100ppm以下に脱炭し、コ
ークス、高炭素フェロマンガン等の炭素含有原料を添加
するか又は0.3kg/ton以下のAl添加量を添加して、溶
存酸素濃度を300〜500ppm範囲に調整することによりブ
ロー疵の発生を防止するとともに、「ふくれ疵」および
「つまとび」の発生を安定して防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】RH真空脱ガス設備を使用してホーロー用溶鋼
を溶製している状況を示す図である。
【図2】〔C〕濃度、溶存酸素濃度、Al添加量と製品
欠陥発生指数との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 取鍋 2 溶鋼 3 真空脱ガス槽 4 上昇管 5 下降管 6 環流用ガス供給管 7 送酸ランス
フロントページの続き (72)発明者 松野 英寿 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 村井 剛 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 田中 秀栄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−109921(JP,A) 特開 昭54−97520(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/00 C21C 7/06 C21C 7/068 C21C 7/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉出鋼された未脱酸溶鋼を真空脱
    ガス装置を使用して脱炭処理し溶鋼中の炭素濃度を100p
    pm以下とした後、減圧下の溶鋼中に炭素含有原料または
    0.3kg/ton以下のアルミニウムを添加するか又は酸素ガ
    スを供給して、溶鋼中の溶存酸素濃度を 300〜500ppmの
    範囲に調整した溶鋼を連続鋳造することを特徴とするホ
    ーロー用鋼の製造方法。
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