JP4828052B2 - 薄板用鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
【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それを用いて鋳造し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を用いて得た鋳片を提示することを課題とする。
【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）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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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）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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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）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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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）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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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）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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に０．０００１〜０．０１質量％添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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）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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に０．０００１〜０．０１質量％添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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）〜（６）に記載のいずれかの方法で溶製し、連続鋳造して得られた鋳片において、直径０．５μｍから３０μｍのＬａ ２ Ｏ ３ 系の微細酸化物が鋳片内に１０００以上１０００００個／ｍｍ３未満分散していることを特徴とする連続鋳造鋳片。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。本発明の製造法では、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、Ｌａ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ＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系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、ＴｉＯn 系介在物を生成する。ＴｉＯn 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ＴｉＯn 系介在物はさらに添加されたＬａにより還元分解され、より微細なＬａ2 Ｏ3 系介在物を生成する。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ＴｉＯn 系介在物を還元分解するに必要なＬａ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Ｌａだけで単独脱酸する溶製方法に比べてＬａ添加量を大幅に低減できる。さらに、Ｌａの沸点は３４００℃程度であり、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。
【０００９】
Ｌａ2 Ｏ3 系介在物は非常に凝集合体し難い性質を有しているため、上記溶製方法で一度微細なＬａ2 Ｏ3 系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。本発明によって得られた鋳片内の介在物分散状態を顕微鏡観察で評価したところ、直径０．５μｍから３０μｍの微細酸化物が鋳片内に１０００以上１０００００個／mm3 未満分散していた。その結果、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、ＴｉＯn −ＦｅＯm 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。
【００１２】
Ｌａの添加量は、Ｔｉ脱酸後に残留した少量の溶存酸素とＴｉＯn 系介在物を還元分解するに必要な量以上であって、且つＬａ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Ｌａ濃度で０．０００１〜０．０１質量％程度が適正範囲である。取鍋内でＬａを添加する場合、Ｔｉ添加から１分以上置き、確実にＴｉＯn 系介在物が生成してからＬａを添加し、ＴｉＯn 系介在物を還元分解する方が、微細化効果は高い。また、Ｌａ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、Ｌａ添加は純Ｌａで行うことも可能であるが、ミッシュメタル等のＬａを含む合金で添加しても良い。
【００１３】
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、Ｌａ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。
【００１４】
本発明の製造方法により製造された鋳片内には、直径０．５μｍから３０μｍの微細酸化物が１０００以上１０００００個／ｍｍ３未満分散しており、このような介在物分布状態であれば、表面疵は発生しなかった。このため、鋳片内の介在物分布は、上記粒径分布に規定した。
【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：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Ｌａを添加し、Ｌａ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：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溶製することが可能となる。
Claims (7)
- 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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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。
- 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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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。
- 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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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。
- 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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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。
- 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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に０．０００１〜０．０１質量％添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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。
- 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Ｌａのみを該溶鋼が鋳型内に流入するまでの間に０．０００１〜０．０１質量％添加し、固相のＴｉＯｎ系介在物を生成させ、これをＬａで還元分解することにより微細なＬａ２Ｏ３系介在物を溶鋼中に分散させ、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１〜６に記載のいずれかの方法で溶製し、連続鋳造して得られた鋳片において、直径０．５μｍから３０μｍのＬａ ２ Ｏ ３ 系の微細酸化物が鋳片内に１０００以上１０００００個／ｍｍ３未満分散していることを特徴とする連続鋳造鋳片。
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