JP3646633B2 - 高清浄性極低硫鋼とその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭｎＳ系介在物等の生成を防止した高清浄性極低硫鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼中の［Ｓ］濃度が１０質量ppm （以下、単にppm で質量ppm を表す）を超えて存在すると、凝固時の中心偏析によりＭｎＳ系介在物を形成し、応力腐食割れ、溶接性低下、二枚割れ、引張り強度の低下などの重大な製品欠陥を招いくことは広く知られている。
【０００３】
従って、これまでに鋼中の［Ｓ］濃度を１０ppm 以下に低減する技術が多数提案されている。
例えば、特開平７−７０６２８号公報に、ＲＨ真空槽上部のランスから脱硫剤を上吹きする方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、単に鋼中の［Ｓ］濃度を１０ppm 以下としても、凝固時のＳの中心偏析によりＭｎＳ系介在物が生成するおそれがあり、その生成メカニズムが不明なため鋼の高清浄性を確保することが困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、ＭｎＳ系介在物等の生成を防止した高清浄性極低硫鋼の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高清浄性極低硫鋼を得るために検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
【０００７】
（Ａ）Ｍｎを０．１〜１．５質量％含有する溶鋼を脱硫処理し、鋼中の［Ｓ］濃度を１０ppm 以下に調整し、連続鋳造設備によりスラブとし、さらにこのスラブを圧延し、圧延された鋼板の各部から試料片を切り出し、これを電子顕微鏡で観察することでＭｎＳ系介在物の生成状況と各種成分との関連を調査した。
【０００８】
その結果、鋼中の［Ｃａ］濃度とＭｎＳ系介在物の生成とが強く相関し、鋼中の［Ｃａ］濃度が０．１〜８ppm であればＭｎＳ系介在物の生成を抑制できることがわかった。
【０００９】
（Ｂ）鋼中の［Ｃａ］濃度が０．１ppm 未満の場合には、ＭｎＳ系介在物が多く生成し、鋼中の［Ｃａ］濃度が８ppm を越えて高い場合には、ＭｎＳ系介在物の生成を抑制できるがＣａＳ系介在物が新たに生成し易くなり、ＣａＳ系介在物が表面欠陥の原因となることが判明した。
【００１０】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、その趣旨は、以下の通りである。
金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質を金属Ｃａ質量とＣａＯ質量の比で０．０１〜０．１１に混合した物質を、転炉終了から鋳造までの間の溶鋼に添加することにより、鋼中の［Ｓ］濃度を質量１０ｐｐｍ以下とし、かつ、鋼中の［Ｃａ］濃度を０．１〜８ｐｐｍとすることを特徴とする清浄性に優れた極低硫鋼の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
取鍋精錬装置を用いて本発明を行う場合について説明する。
転炉処理終了後の溶鋼を取鍋へ出鋼し、この取鍋を取鍋精錬装置へ移動後、各種合金等を溶鋼に添加し、溶鋼の成分調整を行った後、金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質を混合したものを溶鋼へ添加する。
【００１２】
次に、真空精錬装置を用いて本発明を行う場合について説明する。
真空脱ガス装置では真空脱ガス処理、溶鋼温度および成分調整などの処理が行われるが、これらの処理と同時、または、これら各処理の間に金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質とを添加する。
【００１３】
添加方法は取鍋内溶鋼または真空槽内溶鋼に一括で添加する方法や真空槽内溶鋼表面等に吹付けランスやシュートを使用して連続的に吹付ける方法等がある。
さらに、タンディッシュを用いて本発明を行う場合を例に説明する。
【００１４】
溶鋼供給前にタンディッシュに金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質とを予め入れ置きしておく方法や鋳造中にタンディッシュ内溶鋼に連続的に添加する方法等がある。
【００１５】
連続的に添加する方法には、金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質とを切り出し装置を用いて連続的に添加する方法や金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質とからなるワイヤを連続的に溶鋼に供給する方法、さらに取鍋からタンディッシュに流れ落ちる溶鋼に吹き付ける方法等がある。
【００１６】
金属Ｃａ含有物質としては、金属Ｃａまたは合金：Ｃａ−Ａｌ、Ｃａ−Ｆｅ、Ｃａ−Ｓｉ等が使用できる。
ＣａＯ含有物質としては、ＣａＯやＣａＣＯ₃、または、これらの混合物：ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯ−ＣａＦ₂ 、ＣａＯ−ＳｉＯ₂ 、ＣａＯ−ＭｇＯ、ＣａＯ−ＣａＦ₂−Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯ−ＣａＦ₂−ＭｇＯ等が使用できる。
【００１７】
金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質との混合比は、比（Ｃａ純分質量／ＣａＯ純分質量）で０．０１〜０．１１が望ましい。０．０１未満では、金属Ｃａ濃度が低くなり過ぎＭｎＳ系介在物を生成するおそれがあり、０．１１を越えて高くするとＣａＳ系介在物を生成するおそれがあるからである。
【００１８】
添加量は、ＣａＯ含有物質分で溶鋼１トン当たり０．５ｋｇ以上１５ｋｇ以下が望ましい。０．５ｋｇ以下では、大きな効果が得られず、１５ｋｇを越えて大きくなると効果が飽和する。
【００１９】
【実施例】
転炉で脱炭した溶鋼を、取鍋内に出鋼し、この取鍋をＲＨ真空脱ガス装置に移動し、真空脱硫処理を実施した。
【００２０】
ＲＨ真空槽の真空度を約７００Ｐａとし、質量％で３０％Ｃａ−７０％Ｓｉの合金を５％混合したＣａＯ脱硫剤（ＣａＯ１００％）をキャリアーガスとしてＡｒガスを使用して上吹きランスからＲＨ真空槽内の溶鋼に吹き付けた。
【００２１】
脱硫剤の吹き付け速度は０．９ｋｇ／（溶鋼質量トン・分）一定とし、吹き付け時間で鋼中の［Ｃａ］濃度を調整した。
ＲＨ真空脱ガス処理終了後の溶鋼を連続鋳造設備によりスラブとした。得られたスラブからサンプルを切り出し、ＭｎＳ系介在物およびＣａＳ系介在物の生成状況を電子顕微鏡により観察した。
【００２２】
表１に試験条件とその結果を示す。
【００２３】
【表１】

なお、表中の○印はスラブ中にＭｎＳ系またはＣａＳ系介在物が少ないことを、×印はＭｎＳ系またはＣａＳ系介在物が多く存在することを意味する。
【００２４】
ここで、ＭｎＳ系またはＣａＳ系介在物が少ないという意味は、電子顕微鏡または光学顕微鏡で観察し、１０ｃｍ²当たりの個数が５個以下である。
本発明例に示すように、鋼中の［Ｓ］濃度を１０ppm 以下で、かつ鋼中の［Ｃａ］濃度が０．１〜８ppm の範囲であれば、鋼中にＭｎＳ系介在物およびＣａＳ系介在物が少ない高清浄性極低硫鋼が得られた。
【００２５】
一方、比較例に示すように、鋼中の［Ｓ］濃度が１０ppm 以下であっても、鋼中の［Ｃａ］濃度が０．１〜８ppm の範囲から外れると、ＭｎＳ系および／またはＣａＳ系介在物が多く存在し、鋼の清浄性が悪化した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、ＭｎＳ系介在物およびＣａＳ系介在物が少ない高清浄性極低硫鋼が得られる。

Claims (1)

1. 金属Ｃａ含有物質とＣａＯ含有物質を金属Ｃａ質量とＣａＯ質量の比で０．０１〜０．１１に混合した物質を、転炉終了から鋳造までの間の溶鋼に添加することにより、鋼中の［Ｓ］濃度を質量１０ｐｐｍ以下とし、かつ、鋼中の［Ｃａ］濃度を０．１〜８ｐｐｍとすることを特徴とする清浄性に優れた極低硫鋼の製造方法。