JP3679770B2

JP3679770B2 - 低炭素薄鋼板の製造方法とその鋳片

Info

Publication number: JP3679770B2
Application number: JP2002074562A
Authority: JP
Inventors: 勝浩笹井; 徹松宮; 渡大橋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP2003268435A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性、成形性に優れた低炭素薄鋼板の製造方法およびこの方法によって得られた鋳片に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
転炉や真空処理容器で精錬された溶鋼中には、多量の溶存酸素が含まれており、この過剰酸素は酸素との親和力が強い強脱酸元素であるＡｌにより脱酸されるのが一般的である。しかし、Ａｌは脱酸によりアルミナ系介在物を生成し、これが凝集合体して粗大なアルミナクラスターとなる。このアルミナクラスターは鋼板製造時に表面疵発生の原因となり、薄鋼板の品質を大きく劣化させる。特に、炭素濃度が低く、精錬後の溶存酸素濃度が高い薄鋼板用素材である低炭素溶鋼では、アルミナクラスターの量が非常に多く、表面疵の発生率が極めて高く、アルミナ系介在物の低減対策は大きな課題となっている。
【０００３】
これに対して、従来は特開平５−１０４２１９号公報の介在物吸着用フラックスを溶鋼表面に添加してアルミナ系介在物を除去する方法、或いは特開昭６３−１４９０５７号公報の注入流を利用してＣａＯフラックスを溶鋼中に添加し、これによりアルミナ系介在物を吸着除去する方法が提案、実施されてきた。一方、アルミナ系介在物を除去するのではなく、生成させない方法として、特開平５−３０２１１２号公報にあるように溶鋼をＭｇで脱酸し、Ａｌでは殆ど脱酸しない薄鋼板用溶鋼の溶製方法も開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したアルミナ系介在物を除去する方法では、低炭素溶鋼中に多量に生成したアルミナ系介在物を表面疵が発生しない程度まで低減することは非常に難しい。また、アルミナ系介在物を全く生成しないＭｇ脱酸では、Ｍｇの蒸気圧が高く、溶鋼への歩留まりが非常に低いため、低炭素鋼のように溶存酸素濃度が高い溶鋼をＭｇだけで脱酸するには多量のＭｇを必要とし、製造コストを考えると実用的なプロセスとは言えない。
【０００５】
これらの問題を鑑み、本発明はアルミナ系介在物を生成させることがないように、Ｔｉを主とした脱酸を行うことにより、確実に表面疵を防止できる薄鋼板用素材の低炭素溶鋼を製造する方法とこの方法によって得られた鋳片を提示することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を要旨とする。
（１）低炭素薄鋼板の製造方法において、炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼にＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（２）低炭素薄鋼板の製造方法において、真空脱ガス処理により炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼にＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（３）低炭素薄鋼板の製造方法において、炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（４）低炭素薄鋼板の製造方法において、真空脱ガス処理により炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（５）低炭素薄鋼板の製造方法において、炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを０．０００１質量％以上０．０１質量％以下添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（６）低炭素薄鋼板の製造方法において、真空脱ガス処理により炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを０．０００１質量％以上０．０１質量％以下添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
（７）前記（１）から（６）の何れかの方法で鋳造して得られた低炭素薄鋼板の鋳片において、直径０．５から３０μｍの微細酸化物が鋳片表層から２０mmの範囲内に１０００個／cm²以上１０００００個／cm²未満分散していることを特徴とする鋳片。
（８）前記（１）から（６）の何れかの方法で鋳造して得られた低炭素薄鋼板の鋳片において、直径０．５から３０μｍの微細酸化物が鋳片表層から２０mmの範囲内に１０００個／cm²以上１０００００個／cm²未満分散し、且つその６０％以上がＮｄを含んだ球状酸化物であることを特徴とする鋳片。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明の溶製法では、転炉や電気炉等の製鋼炉で精錬し、その後好ましくは真空脱ガス処理して炭素濃度を０．０１質量％以下とした溶鋼に、Ｔｉを０．００５質量％以上添加して脱酸を行った上で、Ｎｄを添加する。この溶製法の基本思想は、溶存酸素濃度の高い溶鋼にＴｉを添加して、固相のＴｉＯ_n系介在物を生成させ、これをＮｄで還元分解することにより微細なＮｄ₂Ｏ₃系介在物またはＴｉＯ_n−Ｎｄ₂Ｏ₃系複合介在物を溶鋼中に分散させることにある。
【０００８】
溶鋼中の溶存酸素濃度が高い状態で添加されたＴｉは溶鋼中の溶存酸素と反応し、ＴｉＯ_n系介在物を生成する。ＴｉＯ_n系介在物は溶鋼中で固相であり、凝集合体し難いため、比較的微細な介在物となる。このＴｉＯ_n系介在物はさらに添加されたＮｄにより還元分解され、より微細なＮｄ₂Ｏ₃系介在物またはＴｉＯ_n−Ｎｄ₂Ｏ₃系複合介在物を生成する。溶鋼は事前にＴｉで脱酸されているため、残存している少量の溶存酸素とＴｉＯ_n系介在物を還元分解するに必要なＮｄ量を添加すれば良い。このため、真空脱ガス処理後の溶存酸素濃度が非常に高い溶鋼をＮｄだけで単独脱酸する溶製方法に比べてＮｄ添加量を大幅に低減できる。さらに、Ｎｄの蒸気圧は非常に低く、溶鋼に添加しても蒸発することがないため、Ｍｇの添加に比べて歩留まりが非常に高く、コスト面でも有利である。Ｎｄ₂Ｏ₃系介在物またはＴｉＯ_n−Ｎｄ₂Ｏ₃系複合介在物は非常に凝集合体し難い性質を有しているため、上記製造方法で一度微細なＮｄ₂Ｏ₃系介在物またはＴｉＯ_n−Ｎｄ₂Ｏ₃系複合介在物を生成させれば、取鍋内、タンディッシュ内及び鋳型内でも介在物は粗大化することなく、溶鋼中に微細に分散する。
【０００９】
本発明によって得られた鋳片の表層から２０mmの範囲内における介在物分散状態を評価したところ、直径０．５から３０μｍの微細酸化物が鋳片内に１０００以上１０００００個／cm²未満分散しており、その６０％以上はＮｄを含んだ球状酸化物であった。このような酸化物分散状態、組成および形状を有する鋳片では圧延後に表面欠陥は発生しなかった。本願で鋳造とはインゴット鋳造および連続鋳造を含む。また、表層から２０mmの範囲内における介在物分布に注目したのは、この範囲内の介在物が圧延後に表層に露出して、表面疵になる可能性が高いためである。なお、介在物の分散状態は、鋳片の研磨面を１００倍と１０００倍の光学顕微鏡で観察し、単位面積内の介在物粒径分布を評価した。
【００１０】
以上の結果から、本発明により介在物を溶鋼中に微細分散させることができるため、鋼板製造時に介在物は表面疵発生の原因とならず、薄鋼板の品質は大きく向上する。
【００１１】
自動車用外板向けの加工が厳しい極低炭素鋼板等では、加工性を付加するためにＣをできるだけ低くする必要があり、Ｃ濃度は０．０１質量％以下、好ましくは０．００５質量％以下にするのが良い。
【００１２】
Ｔｉ濃度は０．００５質量％以上にすることが好ましく、Ｔｉ濃度が０．００５質量％未満になると、ＴｉＯ_n−ＦｅＯ_m系の液相介在物となるため、凝集合体が促進され粗大な液相介在物となってしまう。添加するＴｉはスポンジ状Ｔｉのように高純度Ｔｉに限られたものではなく、Ｆｅ−Ｔｉのような合金として添加しても上記効果は損なわれない。
【００１３】
Ｎｄの添加量は、Ｔｉ脱酸後に生成したＴｉＯ_n系介在物を還元するに必要な量以上であって、且つＮｄが耐火物やモールドパウダーと反応して溶鋼を汚染させない量以下である。実験的検討では、溶鋼中のＮｄ濃度で０．０００１質量％以上０．０１質量％以下が適正範囲である。取鍋内でＮｄを添加する場合、Ｔｉ添加から１分以上置き、確実にＴｉＯ_n系介在物が生成してからＮｄを添加し、ＴｉＯ_n系介在物を還元する方が、微細化効果は高い。また、Ｎｄの添加は、必ずしも取鍋内で添加する必要はなく、Ｔｉ脱酸後から鋳型内に流入するまでの間で添加すれば良く、例えばタンディッシュ内で添加することも可能である。さらに、Ｎｄ添加は純Ｎｄで行うことも可能であるが、ミッシュメタル等のＮｄを含む合金で添加しても良い。
【００１４】
溶鋼中にＡｌは添加しないのが好ましいが、必要な場合には０．０１質量％以下で添加しても、本発明の効果は損なわれない。このＡｌ濃度であれば、Ｎｄ添加によりアルミナ系介在物も還元され、微細な介在物に改質されるためである。
【００１５】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明について説明する。
実施例１：転炉での精錬と環流式真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．００３質量％とした取鍋内溶鋼をＴｉで脱酸し、Ｔｉ濃度０．０１質量％とした。Ｔｉ添加から１分後に、取鍋内溶鋼中にＮｄを添加し、Ｎｄ濃度０．００２％の溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０mm、幅１８００mmのスラブに鋳造した。鋳造した鋳片は８５００mm長さに切断し、１コイル単位とした。このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７mm厚みで幅１８００mmコイルの冷延鋼板とした。鋳片品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面欠陥の発生個数を評価した。その結果、表面欠陥は発生しなかった。
【００１６】
比較例１：転炉での精錬と環流式真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．００３質量％とした取鍋内溶鋼をＡｌで脱酸し、Ａｌ濃度０．０３質量％とした。さらに、Ｔｉを添加し、Ｔｉ濃度０．０１質量％の溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０mm、幅１８００mmのスラブに鋳造した。鋳造した鋳片は８５００mm長さに切断し、１コイル単位とした。このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７mm厚みで幅１８００mmコイルの冷延鋼板とした。鋳片品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面欠陥の発生個数を評価した。その結果、スラブ平均で５個／コイルの表面欠陥が発生した。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によると、アルミナ系介在物を生成することなく、溶鋼中の介在物を微細化することができるため、確実に表面疵を防止できる加工性、成形性に優れた薄鋼板用の低炭素溶鋼を製造することが可能となる。

Claims

低炭素薄鋼板の製造方法において、炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼にＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
低炭素薄鋼板の製造方法において、真空脱ガス処理により炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼にＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
低炭素薄鋼板の製造方法において、炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
低炭素薄鋼板の製造方法において、真空脱ガス処理により炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
低炭素薄鋼板の製造方法において、炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを０．０００１質量％以上０．０１質量％以下添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
低炭素薄鋼板の製造方法において、真空脱ガス処理により炭素濃度を０．０１質量％以下まで脱炭した後、該溶鋼に０．００５質量％以上のＴｉを添加して脱酸し、その後Ｎｄを０．０００１質量％以上０．０１質量％以下添加した溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素薄鋼板の製造方法。
請求項１から６の何れかの方法で鋳造して得られた低炭素薄鋼板の鋳片において、直径０．５から３０μｍの微細酸化物が鋳片表層から２０mmの範囲内に１０００個／cm²以上１０００００個／cm²未満分散していることを特徴とする鋳片。
請求項１から６の何れかの方法で鋳造して得られた低炭素薄鋼板の鋳片において、直径０．５から３０μｍの微細酸化物が鋳片表層から２０mmの範囲内に１０００個／cm²以上１０００００個／cm²未満分散し、且つその６０％以上がＮｄを含んだ球状酸化物であることを特徴とする鋳片。