JP3404115B2 - 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法 - Google Patents
熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法Info
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Description
法に関し、特に鋼中の〔S〕、〔O〕の低減を図ること
で熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を
製造する方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】オーステナイト系ステンレス鋼(以下、
単にステンレス鋼という)は、〔S〕、〔O〕の濃度が
高いと熱間圧延時に表面割れ疵が発生し易いために、製
品の高品質化には低〔S〕化、低〔O〕化が極めて重要
である。従来、ステンレス鋼の脱硫・脱酸処理は、主精
錬炉での酸化精錬後に、シリコンを主成分とするFe−
Si等の合金鉄を添加して酸化したクロムを還元する工
程において、主精錬炉内にCaOを添加してスラグの塩
基度を調整することによって行われている。また、さら
に極低硫のステンレス鋼を製造するためには、前記脱硫
・脱酸処理後にスラグを除去し、再度CaOを添加して
スラグの塩基度を調整して脱硫・脱酸処理をする、いわ
ゆる2スラグ法が採用されている。しかしこの方法は、
脱硫・脱酸を2回するために主精錬炉の負荷が増大して
生産性が低下し、また多量のCaOを消費し、さらには
耐火物寿命も低減するという問題がある。 【0003】また、極低硫ステンレス鋼を製造する他の
方法として、溶鋼中にCaO等の粉体を不活性ガスとと
もに吹込む、いわゆる粉体吹込み処理方法が例えば、特
開昭61−174313号公報によって知られている。
この方法は、主精錬炉における精錬に先立って予備精錬
炉内でCaOを吹込んで脱硫処理することで、主精錬炉
の負荷を軽減するものである。しかし、この方法では前
工程である電気炉での溶解工程から持ち込まれるスラグ
の塩基度及び量、さらには溶鋼中の〔S〕濃度のバラツ
キが大きいために、処理後の〔S〕濃度のバラツキが大
きくなり、またCaO吹込み量が増大するという問題が
ある。また、主精錬炉での酸化精錬前の処理であるため
に、低減した〔O〕が酸化精錬において増加するという
問題もある。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶鋼中にC
aO等の粉体を不活性ガスとともに吹込む粉体吹込み処
理方法によって、鋼中の〔S〕、〔O〕を安定して低減
することで熱間加工性に優れたステンレス鋼を安定して
製造することを課題とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、主精錬炉にお
いて酸化精錬による脱炭処理をし、該脱炭処理によって
酸化したクロムをシリコンを主成分とする合金により回
収する還元処理をし、続いて前記主精錬炉より取鍋に出
鋼し、該取鍋内において粉体吹込み処理をするステンレ
ス鋼の精錬における前記粉体吹込み処理において、Ca
Oを40〜80wt%、CaF2 を20〜60wt%含
有する粉体を3kg/溶鋼トン以上不活性ガスとともに
吹込むことにより、溶鋼中の〔S〕を20ppm以下、
〔O〕を40ppm以下とすることを特徴とする熱間加
工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法
を要旨とするものである。本発明における主精錬炉と
は、ステンレス鋼を少なくとも脱炭処理する炉であり、
例えば転炉、AOD炉及びVOD等である。また、シリ
コンを主成分とする合金とはSiを少なくとも40wt
%以上含む、例えばFe−Si等の合金鉄である。また
粉体とは、CaOを40〜80wt%、CaF2 を20
〜60wt%含む粉体である。 【0006】以下、本発明における限定理由について説
明する。図1は、SUS304ステンレス鋼熱延板の
〔S〕濃度と熱延板における表面割れ疵発生率との関係
を示している。割れ発生率は、熱延鋼帯の全長について
表面割れ疵の長さを測定し、測定長さに対する表面割れ
疵の合計長さの割合で表している。図において〔S〕≦
20ppmであると、素材の熱間加工性が良好なために
割れ疵は殆どなく、表面割れ疵発生率は2%以下に激減
している。 【0007】図2は、〔S〕≦20ppmのSUS30
4ステンレス鋼熱延板の〔O〕濃度と熱延板における表
面割れ疵発生率との関係を示している。なお、表面割れ
疵発生率は、図1と同様の割合で表している。図におい
て〔O〕≦40ppmであると、素材の熱間加工性が良
好なために割れ疵は殆どなく、表面割れ疵発生率は2%
以下に激減している。図1及び図2から、熱延板におけ
る表面割れ発生率を激減させるためには、〔S〕≦20
ppm及び〔O〕≦40ppmに低減することが必要で
ある。 【0008】図3は、SUS304ステンレス鋼をAO
D炉において酸化精錬による脱炭処理をし、脱炭処理に
よって酸化したクロムをFe−Siによって回収する還
元処理をし、続いてAOD炉より取鍋に出鋼し、該取鍋
内において粉体をArガスとともに吹込む処理をし、粉
体としてはCaO濃度が異なる8種類を用いた場合の、
粉体中のCaO濃度と処理後(鋳片)の〔S〕濃度との
関係を示している。なお、吹込み処理前の〔O〕濃度は
30〜50ppmであり、粉体吹込み量は3kg/溶鋼
トンと一定にした。図において、〔S〕≦20ppmを
安定して達成するためには、粉体としてCaO濃度が4
0〜80wt%のものを用いることが必要である。 【0009】図4は、SUS304ステンレス鋼を図3
と同様の処理をし、粉体としてはCaF2 濃度が異なる
8種類を用いた場合の、粉体中のCaF2 濃度と処理後
(鋳片)の〔O〕濃度との関係を示している。なお、吹
込み処理前の〔O〕濃度は50〜70ppmであり、粉
体吹込み量は3kg/溶鋼トンと一定にした。図におい
て、〔O〕≦40ppmを安定して達成するためには、
粉体としてCaF2 濃度が20〜60wt%のものを用
いることが必要である。 【0010】図5は、SUS304ステンレス鋼をAO
D炉において酸化精錬による脱炭処理をし、脱炭処理に
よって酸化したクロムをFe−Siによって回収する還
元処理をし、続いてAOD炉より取鍋に出鋼し、該取鍋
内において、CaO;40wt%、CaF2 60wt%
の粉体をArガスとともに吹込む処理をした場合の、溶
鋼トン当たりの吹込み粉体量と処理後(鋳片)の〔S〕
濃度との関係を示している。なお、吹込み処理前の
〔S〕濃度は30〜50ppmである。粉体吹込み量の
増大に伴い、〔S〕濃度が低減する傾向を示しており、
〔S〕≦20ppmを安定して達成するためには、粉体
吹込み量は3kg/溶鋼トン以上が必要である。なお、
粉体吹込み量は、粉体吹込み処理前の〔S〕濃度やスラ
グ量、スラグ組成などの条件に応じて調整することが望
ましい。 【0011】 【作用】主精錬炉では、ステンレス鋼の酸化精錬による
脱炭処理をし、該脱炭処理によって酸化したクロムをシ
リコンを主成分とする合金によって回収する還元処理を
する。この還元処理に用いる還元剤としては、シリコン
を主成分とする合金とアルミニウム(Al)の2種類が
ある。アルミニウムは、脱硫・脱酸能が大きいが高価で
ある。これに対してシリコンを主成分とする合金は、安
価であるが脱硫・脱酸能は小さい。本発明においては、
脱硫・脱酸の作用が大きいためにシリコンを主成分とす
る合金を用いても〔S〕および〔O〕を十分に低減する
ことができる。 【0012】不活性ガスとともに溶鋼中に吹込まれた粉
体は脱硫として作用し、粉体中のCaOは溶鋼中の
〔S〕と(1)式のように反応して脱硫が進行する。 CaO+S→(CaS)+O ・・・・・・・・・・・(1) (1)式の反応は、溶鋼と脱硫剤の界面での物質移動律
速といわれており、反応界面積の増大が反応速度の向上
に効果的である。また反応を速やかに進行させるために
は、粉体中のCaOを速やかに融体化させ、また(Ca
S)を速やかに浮上分離させることが必要である。Ca
O、CaF2 を主成分とする粉体を搬送ガスとともに吹
込むことにより、溶鋼の攪拌作用を得て反応界面積の増
大が図られ、粉体中のCaF2 により粉体の速やかな融
体化が図られ、さらに不活性ガスの吹込みによる溶鋼の
攪拌により(CaS)の速やかな浮上分離が図られる。 【0013】また、不活性ガスとともに溶鋼中に粉体を
吹込むことで、次の(2)式、(3)式により脱酸およ
び非金属介在物の除去が進行する。(2)式に示す反応
によって、吹込まれた粉体中のCaOに溶鋼中に懸濁し
ている介在物(SiO2 )が吸収されて浮上分離する。 (CaO)+(SiO2 )→(CaO)・(SiO2 )・・・・・・(2) (2)式の反応によって、溶鋼中における(SiO2 )
の活量が著しく低減するために、主精錬炉で還元用に添
加したシリコン〔Si〕と溶鋼中の〔O〕との反応が促
進されて、(3)式により脱酸が進行する。Si + 2O → (SiO2 ) ・・・・・・・・・・・・・(3) (2)式の反応を速やかに進行させるためには、吹込ま
れた粉体を速やかに融体化させ、また(CaO)・(S
iO2 )等の非金属介在物の凝集化を促進させて、非金
属介在物を速やかに浮上分離させることが必要である。
粉体中のCaF 2 により粉体の速やかな融体化が図られ
るため、融体化した粉体によって介在物は凝集化され
て、速やかに浮上分離する。 【0014】また、(2)式の反応を速やかに進行させ
るためには、SiとOとの反応界面積を増大させ、また
(SiO2 )を速やかに浮上分離させることが必要であ
る。CaO、CaF2 を主成分とする粉体を搬送ガスと
ともに吹込むことにより、反応界面積の増大が図られ、
また不活性ガスの吹込みによる溶鋼の攪拌により(Si
O2 )の速やかな浮上分離が図られる。なお、本発明に
おいて用いる粉体は、CaO、CaF2 の他に不純物と
してSiO2 等を5wt%程度含んでもよい。 【0015】 【実施例】次に実施例として、SUS304ステンレス
溶鋼60tを処理した例をあげて説明する。まず、電気
炉においてスクラップおよび各種合金鉄を溶解し、次
に、AOD炉において脱炭処理した後、Fe−Si、C
aOを添加してクロム還元および脱硫・脱酸処理をし
た。次に、スラグを除去して取鍋に出鋼した。取鍋の上
方より溶鋼中にランスを浸漬し、ランスを通じて表1に
示す量および組成の粉体をArガスとともに吹込んだ。
吹込み速度は、Arガスが500l/min、粉体が5
0kg/minであり、粉体の粒度は250μmであ
る。なお、粉体の組成は、4捨5入で示した。取鍋での
粉体吹込み処理後は、連続鋳造によりスラブ鋳片(16
5mm厚、1000mm幅)を製造した。得られた鋳片
は成分分析した後、熱間圧延し熱延板(5mm厚)の表
面割れ疵発生率を図1と同様の方法で調査した。 【0016】本発明例では、粉体吹込み処理後の〔S〕
濃度≦20ppm、〔O〕≦40ppmの極低硫・極低
酸素化を達成しており、熱延板の表面割れ疵発生率が極
めて低いレベルにあるために、製品の歩留及び品質の向
上が達成できた。比較例のNo.6〜8では、粉体吹込
み処理条件が本発明の条件を外れているために、極低硫
・極低酸素化が十分でなく、熱延板の表面割れ疵発生率
が高い結果になった。また比較例No.9は、主精錬炉
のみで脱硫・脱酸処理(AOD1スラグ法)を行った
後、成分、温度調整および介在物除去を目的として出鋼
後の取鍋内溶鋼中にArガスのみを吹込んだ場合の例で
あり、No.10は、主精錬炉で脱硫・脱酸処理後にス
ラグを除去し、再度CaOを添加してスラグの塩基度を
調整して脱硫・脱酸処理したAOD2スラグ法の例であ
る。No.9及びNo.10では、本発明例に比べて
〔S〕、〔O〕レベルが高く、熱延板の表面疵発生率が
高い結果になった。 【0017】 【表1】【0018】 【発明の効果】本発明により、〔S〕≦20ppm、
〔O〕≦40ppmの極低・極硫低酸素ステンレス鋼鋳
片を生産性を低下させることなく安定して製造すること
ができる。このため、熱間圧延時における表面割れ疵発
生率が大幅に低減し、また非金属介在物の少ない高品質
の製品を低コストで製造できる。
を示す図、 【図2】熱延板の〔O〕濃度と表面割れ疵発生率の関係
を示す図、 【図3】粉体中のCaOwt%と鋳片の〔S〕濃度との
関係を示す図、 【図4】粉体中のCaF2 wt%と鋳片の〔O〕濃度と
の関係を示す図、 【図5】粉体吹込み量と鋳片の〔S〕濃度との関係を示
す図である。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 主精錬炉において酸化精錬による脱炭処
理をし、該脱炭処理によって酸化したクロムをシリコン
を主成分とする合金により回収する還元処理をし、続い
て前記主精錬炉より取鍋に出鋼し、該取鍋内において粉
体吹込み処理をするステンレス鋼の精錬における前記粉
体吹込み処理において、CaOを40〜80wt%、C
aF2 を20〜60wt%含有する粉体を不活性ガスと
ともに3kg/溶鋼トン以上吹込むことにより、溶鋼中
の〔S〕を20ppm以下、〔O〕を40ppm以下と
することを特徴とする熱間加工性に優れたオーステナイ
ト系ステンレス鋼の精錬方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05383794A JP3404115B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05383794A JP3404115B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07258720A JPH07258720A (ja) | 1995-10-09 |
JP3404115B2 true JP3404115B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=12953905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05383794A Expired - Lifetime JP3404115B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-03-24 | 熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の精錬方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3404115B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101354947B1 (ko) * | 2012-07-23 | 2014-01-27 | 주식회사 포스코 | 스트립 캐스팅용 오스테나이트계 스테인리스강의 용강 정련방법 |
CN110819896A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-02-21 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种精密压延用超薄奥氏体不锈钢带材的冶炼方法 |
-
1994
- 1994-03-24 JP JP05383794A patent/JP3404115B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH07258720A (ja) | 1995-10-09 |
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