JP6648866B1 - 高清浄度鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
-0.005≦(Ca/40-S/32)×sol.Al×T.[O]×1000000≦0.0042
[1]転炉内で溶鋼にSiを添加した後にAlを添加して、前記溶鋼に脱酸処理を施す工程と、
前記溶鋼にCaOを含有するフラックスを添加して、レードルファーネスを用いて前記溶鋼に脱硫処理を施す取鍋精錬工程と、
その後、真空脱ガス装置により前記溶鋼に真空脱ガス処理を施す工程と、
その後、前記溶鋼にCa含有金属を添加する工程と、
その後、前記溶鋼を連続鋳造する工程と、
を有し、
前記取鍋精錬工程では前記溶鋼にSiを添加しないか、
前記溶鋼の成分を調整するための追加Siを添加する場合には、前記取鍋精錬工程の処理期間中の前半に添加し、前記取鍋精錬工程の処理期間中の後半と前記真空脱ガス処理の期間中には添加しないことを特徴とする高清浄度鋼の製造方法。
下記の(1)式を満たすように前記Ca含有金属の添加量を設定する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高清浄度鋼の製造方法。
記
1.00≦{[%Ca]−(0.18+130×[%Ca])×[%O]}
/1.25/[%S]≦2.00 ・・・(1)
ここで
[%Ca]、[%O]、[%S]:タンディッシュ内での溶鋼中の各元素の濃度(質量%)
である。
(本発明法)
図1(A)に示すプロセスで、タンディッシュでの溶鋼の化学組成C:0.2−0.3%、Si:0.22−0.27%、Mn:0.4−0.6%、P:0.005−0.009%、S:0.0005−0.002%、sol.Al:0.03−0.1%、Ca:0−0.003%、O:0.0010−0.0020%、残部:Fe及び不可避的不純物の鋼を溶製した。転炉処理時間は60分間とし、50分経過時に2.2kg/ton−steelのFeSi合金を添加し、その5分後に3.5kg/ton−steelのAlを添加した。LFプロセスの処理時間は30分間とし、10分経過後に、成分調整用の追加Siとして1.8kg/ton−steelのFeSi合金を添加した。LFプロセスの後半とRHプロセスではSiは添加しなかった。RHプロセス後、溶鋼にCa添加を行った。
転炉でのAl添加とSi添加の順序を逆にした以外は、本発明法と同様にして、鋼を溶製した。すなわち、比較法1では、転炉処理時間を60分間とし、50分経過後に3.7kg/ton−steelのAlを添加し、その3分後に2.2kg/ton−steelのFeSi合金を添加した。
図1(B)に例示するようなリムド出鋼のプロセスで、タンディッシュでの溶鋼の化学組成C:0.2−0.3%、Si:0.22−0.27%、Mn:0.4−0.6%、P:0.005−0.009%、S:0.0005−0.002%、sol.Al:0.03−0.1%、Ca:0−0.003%、O:0.0010−0.0020%、残部:Fe及び不可避的不純物の鋼を溶製した。すなわち、転炉では脱酸剤としてSi及びAlを添加しなかった。その後、LFプロセスの処理時間は45分間とし、5分経過後に脱酸剤Siとして2.2kg/ton−steelのFeSi合金を、3.5kg/ton−steelのAlと同時に投入した。また、RH処理の開始から2分のタイミングで、追加のFeSi合金を成分調整のために添加した。RHプロセス後、溶鋼にCa添加を行った。
(1)Al添加前:Fe2O3(+MnO+SiO2+CaO・・・)
(2)Al添加後:Al2O3介在物
(3)CaOフラックス添加による脱硫処理中:MgO−Al2O3系介在物
(4)Si添加:CaO−Al2O3系介在物が増加
(5)取鍋精錬(LF)後、真空脱ガス(RH)後:CaO−MgO−Al2O3系介在物
(6)Ca処理後:CaO−Al2O3系介在物+CaS
(1)溶鋼段階でCaS析出を伴う高CaO濃度のCaO−Al2O3介在物(3CaO・Al2O3〜CaO+CaS)となった場合、その後のタンディッシュ〜鋳型での浸漬ノズルにおいて温度低下時にCaS起因のノズル閉塞が発生しやすい。また、凝集により巨大化した介在物がノズル付着箇所より脱落して鋳片に取り込まれ、耐HIC性及び耐SSC性の劣化が顕著となる。
(2)溶鋼段階での介在物の平均組成が液相介在物組成(1600℃液相範囲)よりも低CaO濃度のCaO−Al2O3介在物組成(特にCaO・6Al2O3〜CaO・2Al2O3)となった場合にも、ノズル閉塞が生じやすくなる。また、凝固時に有害なMnSが析出しやすくなり、耐HIC性及び耐SSC性の劣化が顕著となる。
したがってCaO・Al2O3〜3CaO・Al2O3の介在物組成、好ましくは12CaO・7Al2O3介在物組成に制御することが重要である。
原子濃度比(ACR)は下記の式により規定した。
ACR={[%Ca]−(0.18+130×[%Ca])×[%O]}
/1.25/[%S]
[%Ca]、[%O]、[%S]:タンディッシュ内での溶鋼中の各元素の濃度(質量%)
耐SSC試験は、1気圧の硫化水素が飽和したNACE試験液中でサンプルに最小降伏応力の85%の応力を付与して単軸引張試験を720時間実施した。なお、SSC試験に供試したサンプルは熱処理により硬度をHRC=27にそろえた。SSC試験は各条件6本のサンプルを実施し、720時間の満了時間に対して破断無で試験をクリアできた本数の比率を合格率として表1に示した。合格率100%の場合を、耐SSC性良好と判断する。
ノズル閉塞の判定方法としては、タンディッシュから鋳型に溶鋼を注入させる浸漬ノズルの上部のスライディングノズルの開度(以下、SN開度と記す)から閉塞状況を判定した。すなわち、浸漬ノズルの流路の断面積が閉塞により小さくなった場合には、鋳型内湯面レベルの自動制御機能により、SN開度は100%に近づいていく。今回の鋳造条件では、SN開度は60〜70%での操業が安定鋳造状態であるが、ノズル閉塞が発生するとSN開度は80〜100%に急増する。そこで、SN開度が80%以上となった場合をノズル閉塞発生と判断した。
Claims (4)
- 転炉内で溶鋼にSiを添加した後にAlを添加して、前記溶鋼に脱酸処理を施す工程と、
前記溶鋼にCaOを含有するフラックスを添加して、レードルファーネスを用いて前記溶鋼に脱硫処理を施す取鍋精錬工程と、
その後、真空脱ガス装置により前記溶鋼に真空脱ガス処理を施す工程と、
その後、前記溶鋼にCa含有金属を添加する工程と、
その後、前記溶鋼を連続鋳造する工程と、
を有し、
前記取鍋精錬工程では前記溶鋼にSiを添加しないか、
前記溶鋼の成分を調整するための追加Siを添加する場合には、前記取鍋精錬工程の処理期間中の前半に添加し、前記取鍋精錬工程の処理期間中の後半と前記真空脱ガス処理の期間中には添加しないことにより、
前記真空脱ガス処理後かつ前記Ca含有金属添加前の前記溶鋼中のCa濃度を0.0004質量%以下とすることを特徴とする高清浄度鋼の製造方法。 - 前記追加Siの添加は、前記取鍋精錬工程の処理開始から10分以内に行う、請求項1に記載の高清浄度鋼の製造方法。
- 前記脱酸処理におけるSi添加とAl添加との間隔は、1分以上10分以下とする、請求項1又は2に記載の高清浄度鋼の製造方法。
- 下記の(1)式を満たすように前記Ca含有金属の添加量を設定する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高清浄度鋼の製造方法。
記
1.00≦{[%Ca]−(0.18+130×[%Ca])×[%O]}/1.25/[%S]≦2.00 ・・・(1)
ここで
[%Ca]、[%O]、[%S]:タンディッシュ内での溶鋼中の各元素の濃度(質量%)
である。
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