JP3635122B2 - 表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車、家庭電気製品、家具、容器等に用いられる、表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の極低炭素鋼の製造方法は、鋼精錬炉で溶製された炭素（以下、Ｃと記す）濃度が０．０１mass％以上０．０６mass％以下の未脱酸溶鋼を真空脱炭装置を用いて、Ｃ濃度が０．００５mass％以下まで脱炭した後、アルミを添加して脱酸することにより製造されていた。溶鋼中にアルミを添加すると、脱酸生成物としてアルミナが生成する。さらに、溶鋼中の酸可溶アルミが大気やスラグと接触することによって酸化され、アルミナが生成する。
【０００３】
溶鋼中で生成したアルミナは浮上し、スラグに吸収されたり、取鍋やタンディッシュの耐火物に付着して、溶鋼中より除去されるが、連続鋳造された鋼の中に残存するものも多くある。このアルミナが圧延時に鋼板の表面に露出して表面欠陥となる。したがって、鋼板の表面欠陥を低減するためには、鋼中に残存するアルミナを低減する必要がある。
鋼中のアルミナを少なくするためには、脱酸時のアルミナ生成量を減少させる方法、生成したアルミナの除去を促進する方法、大気やスラグによる溶鋼の中の酸可溶アルミの酸化を防止する方法がある。
【０００４】
極低炭素鋼では、アルミ脱酸後の溶存酸素濃度を０．００１mass％以下にするため、脱酸時のアルミナ生成量はアルミ脱酸前の溶存酸素濃度でほぼ決まる。脱炭処理するためには溶存酸素が０．０３mass％以上は必要であることを念頭に置くと、アルミ脱酸前の溶存酸素濃度をむやみに下げることはできないため、脱酸時のアルミナ生成量を低減させることは困難である。
【０００５】
生成したアルミナの除去を促進する方法として、アルミ脱酸後の溶鋼環流時間を長くしたり、取鍋の底部に設置したガス吹込み口より不活性ガスを吹込む方法等が一般に行なわれている。溶鋼環流時間の延長は、処理時間の延長をもたらし、生産性が悪化する。取鍋底部に設置したガス吹込み口より不活性ガスを吹込む方法は、ガス吹込み口のメンテナンスや不活性ガスの原単位の増加により製造コストが増加する。
【０００６】
溶鋼中の酸可溶アルミの酸化を防止する方法として、タンディッシュのＡｒシールを強化する方法が公知技術としてあり、また、スラグによる酸化を防止する方法として、取鍋内のスラグ上に脱酸剤を投入し、スラグ中のＴ．Ｆｅ濃度を５mass％以下とする方法が特開平２−３０７１１号公報に開示されている。しかし、タンディッシュのＡｒシールを強化する場合は、Ａｒガスの原単位が増加し、コストが増加する。スラグ中のＴ．Ｆｅを下げる方法はスラグの脱酸剤が必要でコスト高となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の技術では、製造コストを増加させずに、鋼中のアルミナの残存量を低減することは困難である。さらに、上記の対策をとっても鋼中のアルミナを皆無にすることは困難である。したがって、製造コストを上げることなく、介在物の組成を表面欠陥が生成しにくい範囲に制御することが課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を有利に解決するためになされたもので、その要旨とするところは、炭素濃度が０．００５mass％以下の鋼を溶製するにあたり、真空脱ガス処理装置にて、脱炭処理をした後、シリコンを添加してシリコン濃度を０．０１mass％以上０．０５mass％以下にし、次にアルミを添加して酸可溶アルミ濃度を０．００５〜０．０１５mass％にし、さらにチタンを添加してチタン濃度を０．０２〜０．１０mass％にすることを特徴とした表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法である。
【０００９】
【作用】
通常、極低炭素鋼では加工特性を向上させるためにチタンが添加される。チタンと脱酸のために添加されるアルミとで、鋼中の介在物の組成を表面欠陥が出にくい組成に制御することが本発明の本質である。さらに、本発明では、脱酸用アルミの削減もできる。本発明者は系統的な実験により、表面欠陥の出にくい介在物の組成は、チタン濃度が４２mass％以上５４mass％以下かつアルミ濃度が３mass％以上１３mass％以下で残部が酸素および不可避的不純物元素よりなる組成であることを解明した。
【００１０】
そこで、介在物組成をこの範囲に制御するための脱酸方法を検討し、アルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度が介在物組成制御のためには重要であることを明らかにした。鋳片中の介在物の組成に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を図１に示す。アルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度を０．００５mass％以上０．０１５mass％以下にし、チタン添加後のチタン濃度を０．０２mass％以上０．１０mass％以下にすることによって、介在物の組成を上記の表面欠陥が出にくい組成に制御することができる。
【００１１】
冷間圧延製品の表面欠陥指数に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を図２に示す。ここで、表面欠陥指数はコイル１００ｍ当たりの表面欠陥の個数を指数化したものである。アルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度を０．００５mass％以上０．０１５mass％以下にし、チタン添加後のチタン濃度を０．０２mass％以上０．１０mass％以下にすることによって、冷間圧延製品の表面欠陥指数を低減することができる。
【００１２】
上に述べた方法は、介在物の組成を制御し表面欠陥を低減するためには有効な方法ではあるが、脱酸剤として高価なアルミを多量に用いることは不経済である。そこで、アルミ脱酸前の溶存酸素濃度を低減することにより、アルミ添加原単位を削減する方法を検討した結果、脱炭処理後にシリコンを添加して溶存酸素濃度を低減する方法が有利であることとを見い出した。
【００１３】
シリコン添加後のシリコン濃度とアルミ添加原単位の関係を図３に示す。ここで、アルミ添加原単位は純アルミに換算した値である。シリコン添加後のシリコン濃度を０．０１mass％以上にすることにより、アルミ添加原単位を半減することができる。シリコン濃度を高くするほどアルミ原単位は少なくなるが、シリコン濃度が０．０５mass％以上では、加熱工程で鋼片の表面に生成したスケールの剥離性やメッキ密着性が悪くなる。したがって、シリコン添加後のシリコン濃度の範囲を０．０１mass％以上０．０５mass％以下とする。
【００１４】
本発明の方法において、溶鋼に添加するシリコンは、純シリコン、シリコン含有合金の一種もしくは二種以上の混合物、アルミは純アルミ、アルミ含有合金の一種もしくは二種以上の混合物、チタンは、純チタン、チタン含有合金の一種もしくは二種以上の混合物のいずれを用いてもよく、その効果は同等である。
また、真空脱ガス装置としては、ＲＨ，ＤＨ，ＶＯＤ，タンクデガッサーのいずれを用いてもよく、その効果は同等である。
【００１５】
【実施例】
転炉で溶製されたＣ：０．０３〜０．０５mass％、Ｓｉ：０．００１〜０．０１mass％、Ｍｎ：０．０５〜０．２mass％、Ｐ：０．０１〜０．０２mass％、Ｓ：０．００５〜０．０２mass％、Ｏ：０．０３〜０．１mass％で不可避的不純物元素を含有する溶鋼を取鍋に出鋼し、ＲＨ真空脱ガス装置を用いて、Ｃ濃度を０．００５mass％以下まで脱炭処理を行なった。溶存酸素濃度を測定し、その値に応じてシリコンを添加し、続いてアルミを添加し、さらにチタンを添加した。シリコン添加後のシリコン濃度とアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度を表１に示すように変更した。
【００１６】
No．１〜No．４とNo．９は本発明の方法で、No．５〜No．８とNo．１０，No．１１は比較例である。これらの溶鋼を連続鋳造し、同一条件で熱間圧延、冷間圧延を行ない、製品の表面欠陥指数を比較した。その結果を表１に併示した。No．９〜No．１１に関してはアルミ添加原単位を比較した。
【００１７】
比較例であるNo．５とNo．８は介在物中のチタン濃度が５４mass％超、No．６とNo．７は介在物中のアルミ濃度が１３mass％超であり、冷間圧延製品の表面欠陥指数は０．４５以上であるのに対して、本発明の方法であるNo．１〜No．４は、鋳片中の介在物の組成がチタン濃度が４２mass％以上５４mass％以下かつアルミ濃度が３mass％以上１３mass％以下で残部が酸素および不可避的不純物元素よりなる組成であり、冷間圧延製品の表面欠陥指数が０．１５以下と比較例の１／３以下になっている。
【００１８】
さらに、アルミ添加原単位を比較すると、比較例であるNo．１０では、アルミ脱酸前にシリコンで脱酸をしていないのでアルミ原単位が高いが、本発明の方法であるNo．９はシリコン濃度を０．０３mass％になるようシリコンを添加しており、アルミ添加原単位をNo．１０に比べて１／２程度に低減することができる。
比較例であるNo．１１は、アルミ添加原単位が低いが、加熱工程で鋼片の表面に生成したスケールを除去するために酸洗工程のライン速度を低下させねばならず生産性が悪化した。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】
本発明の方法により、製造コストを上げることなく、鋳片中の介在物の組成を冷間圧延製品での表面欠陥が出現しにくい組成に制御することができ、冷間圧延製品の表面欠陥を低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳片中の介在物組成に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を示す図である。
【図２】冷間圧延製品の表面欠陥指数に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を示す図である。
【図３】アルミ添加原単位に及ぼすシリコン添加後のシリコン濃度の影響を示す図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車、家庭電気製品、家具、容器等に用いられる、表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の極低炭素鋼の製造方法は、鋼精錬炉で溶製された炭素（以下、Ｃと記す）濃度が０．０１mass％以上０．０６mass％以下の未脱酸溶鋼を真空脱炭装置を用いて、Ｃ濃度が０．００５mass％以下まで脱炭した後、アルミを添加して脱酸することにより製造されていた。溶鋼中にアルミを添加すると、脱酸生成物としてアルミナが生成する。さらに、溶鋼中の酸可溶アルミが大気やスラグと接触することによって酸化され、アルミナが生成する。
【０００３】
溶鋼中で生成したアルミナは浮上し、スラグに吸収されたり、取鍋やタンディッシュの耐火物に付着して、溶鋼中より除去されるが、連続鋳造された鋼の中に残存するものも多くある。このアルミナが圧延時に鋼板の表面に露出して表面欠陥となる。したがって、鋼板の表面欠陥を低減するためには、鋼中に残存するアルミナを低減する必要がある。
鋼中のアルミナを少なくするためには、脱酸時のアルミナ生成量を減少させる方法、生成したアルミナの除去を促進する方法、大気やスラグによる溶鋼の中の酸可溶アルミの酸化を防止する方法がある。
【０００４】
極低炭素鋼では、アルミ脱酸後の溶存酸素濃度を０．００１mass％以下にするため、脱酸時のアルミナ生成量はアルミ脱酸前の溶存酸素濃度でほぼ決まる。脱炭処理するためには溶存酸素が０．０３mass％以上は必要であることを念頭に置くと、アルミ脱酸前の溶存酸素濃度をむやみに下げることはできないため、脱酸時のアルミナ生成量を低減させることは困難である。
【０００５】
生成したアルミナの除去を促進する方法として、アルミ脱酸後の溶鋼環流時間を長くしたり、取鍋の底部に設置したガス吹込み口より不活性ガスを吹込む方法等が一般に行なわれている。溶鋼環流時間の延長は、処理時間の延長をもたらし、生産性が悪化する。取鍋底部に設置したガス吹込み口より不活性ガスを吹込む方法は、ガス吹込み口のメンテナンスや不活性ガスの原単位の増加により製造コストが増加する。
【０００６】
溶鋼中の酸可溶アルミの酸化を防止する方法として、タンディッシュのＡｒシールを強化する方法が公知技術としてあり、また、スラグによる酸化を防止する方法として、取鍋内のスラグ上に脱酸剤を投入し、スラグ中のＴ．Ｆｅ濃度を５mass％以下とする方法が特開平２−３０７１１号公報に開示されている。しかし、タンディッシュのＡｒシールを強化する場合は、Ａｒガスの原単位が増加し、コストが増加する。スラグ中のＴ．Ｆｅを下げる方法はスラグの脱酸剤が必要でコスト高となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の技術では、製造コストを増加させずに、鋼中のアルミナの残存量を低減することは困難である。さらに、上記の対策をとっても鋼中のアルミナを皆無にすることは困難である。したがって、製造コストを上げることなく、介在物の組成を表面欠陥が生成しにくい範囲に制御することが課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を有利に解決するためになされたもので、その要旨とするところは、炭素濃度が０．００５mass％以下の鋼を溶製するにあたり、真空脱ガス処理装置にて、脱炭処理をした後、シリコンを添加してシリコン濃度を０．０１mass％以上０．０５mass％以下にし、次にアルミを添加して酸可溶アルミ濃度を０．００５〜０．０１５mass％にし、さらにチタンを添加してチタン濃度を０．０２〜０．１０mass％にすることを特徴とした表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法である。
【０００９】
【作用】
通常、極低炭素鋼では加工特性を向上させるためにチタンが添加される。チタンと脱酸のために添加されるアルミとで、鋼中の介在物の組成を表面欠陥が出にくい組成に制御することが本発明の本質である。さらに、本発明では、脱酸用アルミの削減もできる。本発明者は系統的な実験により、表面欠陥の出にくい介在物の組成は、チタン濃度が４２mass％以上５４mass％以下かつアルミ濃度が３mass％以上１３mass％以下で残部が酸素および不可避的不純物元素よりなる組成であることを解明した。
【００１０】
そこで、介在物組成をこの範囲に制御するための脱酸方法を検討し、アルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度が介在物組成制御のためには重要であることを明らかにした。鋳片中の介在物の組成に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を図１に示す。アルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度を０．００５mass％以上０．０１５mass％以下にし、チタン添加後のチタン濃度を０．０２mass％以上０．１０mass％以下にすることによって、介在物の組成を上記の表面欠陥が出にくい組成に制御することができる。
【００１１】
冷間圧延製品の表面欠陥指数に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を図２に示す。ここで、表面欠陥指数はコイル１００ｍ当たりの表面欠陥の個数を指数化したものである。アルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度を０．００５mass％以上０．０１５mass％以下にし、チタン添加後のチタン濃度を０．０２mass％以上０．１０mass％以下にすることによって、冷間圧延製品の表面欠陥指数を低減することができる。
【００１２】
上に述べた方法は、介在物の組成を制御し表面欠陥を低減するためには有効な方法ではあるが、脱酸剤として高価なアルミを多量に用いることは不経済である。そこで、アルミ脱酸前の溶存酸素濃度を低減することにより、アルミ添加原単位を削減する方法を検討した結果、脱炭処理後にシリコンを添加して溶存酸素濃度を低減する方法が有利であることとを見い出した。
【００１３】
シリコン添加後のシリコン濃度とアルミ添加原単位の関係を図３に示す。ここで、アルミ添加原単位は純アルミに換算した値である。シリコン添加後のシリコン濃度を０．０１mass％以上にすることにより、アルミ添加原単位を半減することができる。シリコン濃度を高くするほどアルミ原単位は少なくなるが、シリコン濃度が０．０５mass％以上では、加熱工程で鋼片の表面に生成したスケールの剥離性やメッキ密着性が悪くなる。したがって、シリコン添加後のシリコン濃度の範囲を０．０１mass％以上０．０５mass％以下とする。
【００１４】
本発明の方法において、溶鋼に添加するシリコンは、純シリコン、シリコン含有合金の一種もしくは二種以上の混合物、アルミは純アルミ、アルミ含有合金の一種もしくは二種以上の混合物、チタンは、純チタン、チタン含有合金の一種もしくは二種以上の混合物のいずれを用いてもよく、その効果は同等である。
また、真空脱ガス装置としては、ＲＨ，ＤＨ，ＶＯＤ，タンクデガッサーのいずれを用いてもよく、その効果は同等である。
【００１５】
【実施例】
転炉で溶製されたＣ：０．０３〜０．０５mass％、Ｓｉ：０．００１〜０．０１mass％、Ｍｎ：０．０５〜０．２mass％、Ｐ：０．０１〜０．０２mass％、Ｓ：０．００５〜０．０２mass％、Ｏ：０．０３〜０．１mass％で不可避的不純物元素を含有する溶鋼を取鍋に出鋼し、ＲＨ真空脱ガス装置を用いて、Ｃ濃度を０．００５mass％以下まで脱炭処理を行なった。溶存酸素濃度を測定し、その値に応じてシリコンを添加し、続いてアルミを添加し、さらにチタンを添加した。シリコン添加後のシリコン濃度とアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度を表１に示すように変更した。
【００１６】
No．１〜No．４とNo．９は本発明の方法で、No．５〜No．８とNo．１０，No．１１は比較例である。これらの溶鋼を連続鋳造し、同一条件で熱間圧延、冷間圧延を行ない、製品の表面欠陥指数を比較した。その結果を表１に併示した。No．９〜No．１１に関してはアルミ添加原単位を比較した。
【００１７】
比較例であるNo．５とNo．８は介在物中のチタン濃度が５４mass％超、No．６とNo．７は介在物中のアルミ濃度が１３mass％超であり、冷間圧延製品の表面欠陥指数は０．４５以上であるのに対して、本発明の方法であるNo．１〜No．４は、鋳片中の介在物の組成がチタン濃度が４２mass％以上５４mass％以下かつアルミ濃度が３mass％以上１３mass％以下で残部が酸素および不可避的不純物元素よりなる組成であり、冷間圧延製品の表面欠陥指数が０．１５以下と比較例の１／３以下になっている。
【００１８】
さらに、アルミ添加原単位を比較すると、比較例であるNo．１０では、アルミ脱酸前にシリコンで脱酸をしていないのでアルミ原単位が高いが、本発明の方法であるNo．９はシリコン濃度を０．０３mass％になるようシリコンを添加しており、アルミ添加原単位をNo．１０に比べて１／２程度に低減することができる。
比較例であるNo．１１は、アルミ添加原単位が低いが、加熱工程で鋼片の表面に生成したスケールを除去するために酸洗工程のライン速度を低下させねばならず生産性が悪化した。
【００１９】
【表１】
【発明の効果】
本発明の方法により、製造コストを上げることなく、鋳片中の介在物の組成を冷間圧延製品での表面欠陥が出現しにくい組成に制御することができ、冷間圧延製品の表面欠陥を低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳片中の介在物組成に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を示す図である。
【図２】冷間圧延製品の表面欠陥指数に及ぼすアルミ脱酸後の酸可溶アルミ濃度とチタン添加後のチタン濃度の影響を示す図である。
【図３】アルミ添加原単位に及ぼすシリコン添加後のシリコン濃度の影響を示す図である。
Claims (1)
- 炭素濃度が０．００５mass％以下の鋼を溶製するにあたり、真空脱ガス処理装置にて、脱炭処理をした後、シリコンを添加してシリコン濃度を０．０１mass％以上０．０５mass％以下にし、次にアルミを添加して酸可溶アルミ濃度を０．００５〜０．０１５mass％にし、さらにチタンを添加してチタン濃度を０．０２〜０．１０mass％にすることを特徴とした表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09101195A JP3635122B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09101195A JP3635122B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283824A JPH08283824A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3635122B2 true JP3635122B2 (ja) | 2005-04-06 |
Family
ID=14014603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09101195A Expired - Fee Related JP3635122B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 表面性状に優れた極低炭素鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3635122B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100457949C (zh) * | 2007-03-26 | 2009-02-04 | 攀枝花钢铁(集团)公司 | 超低碳高强高韧钢碳含量的控制方法 |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP09101195A patent/JP3635122B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08283824A (ja) | 1996-10-29 |
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