JPH0215111A - 精錬用脱酸剤 - Google Patents

精錬用脱酸剤

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JPH0215111A
JPH0215111A JP16452688A JP16452688A JPH0215111A JP H0215111 A JPH0215111 A JP H0215111A JP 16452688 A JP16452688 A JP 16452688A JP 16452688 A JP16452688 A JP 16452688A JP H0215111 A JPH0215111 A JP H0215111A
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JP
Japan
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inclusions
deoxidizer
molten steel
steel
alloy
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JP16452688A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Matsumoto
洋 松本
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、製鋼工程を終えた溶鋼中に溶解している酸素
を取り除く為に用いられる精錬用脱酸剤に関するもので
ある。
[従来の技術] 製鋼工程を終えた溶鋼は、その中に含まれている酸素を
取り除く為に脱酸剤により脱酸が行なわれる。脱酸剤と
しては、酸素等との親和力が強く鋼質に悪影響を与えな
い還元性金属、例えばMn、St、A1等(又はFe−
Mn、Fe−3i合金等)を投入するのが一般的である
。脱酸剤が加えられると溶鋼中の酸素は酸化物となって
浮上しスラグとして分離・除去されるが、一部は鋼中に
分散して容易に浮上分離することのないまま凝固後まで
残留し各種非金属介在物となる。
方自動車用ラジアルタイヤの補強材として使用されるタ
イヤコード用鋼は、一般に5.5 mmφの素線材から
0.15〜0.38mmψに伸線加工して得られる極細
の高強度線材を撚り合わせて製造されるが、伸線や撚り
線工程において断線を発生ずることがあり、これが生産
性9歩留まり及び品質の低下を招いている。この様な断
線が発生する原因のつとしては、前記非金属介在物の1
種であるAl2O3系硬質介在物が素材中に含まれてい
ることが挙げられる。又Al2O3系硬質介在物の存在
は、ダイス寿命の低下やコートの疲労破断の原因ともな
っている。更に自動車エンジン用弁はねや軸受鋼材にお
いても、Al2O3系硬質介在物の存在は、疲労破断や
疲労寿命低下の主原因となっている。
[発明が解決しようとする課題] こうしたことから、これまでAl2O3系硬質介在物の
生成防止の為の技術が多く検討されてきた。これまで開
発されてきた技術の多くは、合金添加剤中に不純物とし
て含まれるAl量を規制して溶鋼中に添加されるAl量
を低減したり、或はAl2O3系耐火物の使用を極力避
ける等の手段によるものであり、主としてAl2O3系
硬質介在物の生成量を抑えるという観点からなされたも
のであった。
しかしながら、溶鋼中に添加されるAl量を徹底的に減
少したとしても、取鍋等に付着しているスラグや地金に
よる汚染、合金鉄中の微量不純物、或はどうしても使用
せざるを得ないAl2O3系耐火物等に原因してA12
o3系介在物を皆無にすることはほとんど不可能であり
、期待する程の効果は得られていない。そればかりh)
A1添加量を減少していくと、逆にSiO2系介在物が
発生し易くなり、この傾向は高s1#4になるほど顕著
である。このSiO2系介在物はAl2O3系硬質介在
物はど硬くはないが、それでも熱間圧延に際しても塑性
変形しにくく延伸されないので、鋼材の耐疲労特性を悪
化させるという不都合があった。
本発明はこうした技術的課題を解決する為になされたも
のであって、その目的とするところは、非金属介在物含
有量の低下を図るという方向ではなく、脱酸した後の鋼
材中に含まれることとなった非金属介在物の存在はこれ
を是認し、この介在物を塑性変形し易いものに形態制御
することとしたものであり、鋼材特に高炭素鋼線材の伸
線性や耐疲労特性を改善し得る様な精錬用脱酸剤を提供
することにある。
[課題を解決する為の手段] 上記目的を達成し得た本発明とは、Li、Na及びKか
らなる群から選択される1種又は2種以上を10〜1%
含むと共に(但し、全量は合金化されているものとする
)、Siを60〜99%含み、残部が希釈乃至不可避元
素からなる点に要旨を有する精錬用脱酸剤である。
[作用] Li、Na、に等のアルカリ金属(以下単にアルカリ金
属と呼ぶこともある)が溶鋼中に添加されると、該アル
カリ金属は溶鋼中の溶存酸素[0]や介在物中のMnO
等と反応してL i20.に20.N R2O等のアル
カリ金属酸化物を生成すると考えられる。そこで本発明
者らは、酸化物系介在物を含む溶鋼にアルカリ金属酸化
物を作用させて該介在物をアルカリ金属酸化物を含んだ
状態にすると、該介在物の融点が著しく低下して熱間圧
延時に塑性変形し易い介在物となり、鋼材の特性に悪影
響を及ぼすことはなくなると考えた。
ところが本発明者らが実験によって確認したところによ
ると、これらのアルカリ金属は溶鋼中に溶解しない上、
蒸気圧が非常に高く、又沸点が夫々Li:1336℃、
Na:883℃、にニア60℃と一般的な溶鋼温度(1
600℃程度)よりもはるかに低いので、これらのアル
カリ金属を金属として溶鋼中に添加しても有効に作用し
ないまま沸騰して蒸発損失してしまうという事態に遭遇
した。
そこで本発明者らはこうした事態を解消する為更に研究
を進めたところ、アルカリ金属を所定量のSiで希釈し
たもの(少なくともアルカリ金属の全量を合金化したも
の)を脱酸剤として用いれば、添加時の激しい沸騰によ
る蒸発損失を低減することができ、結果的にアルカリ金
属が溶鋼に作用し易くなることを突き止めた。そればか
りかアルカリ金属をSiで希釈した脱酸剤を添加すると
複合脱酸反応によって5i02−R20S 102−M
n0−R2O,Si 02−A1203R20(但し、
RはLi、Na、に等)等のアルカリ金属酸化物を含ん
だ介在物が形成し易くなり、これらの介在物は塑性変形
し易い形態であることを見出すに至り、ここに本発明を
完成した。
本発明者らは、100kg高周波話導溶解炉を用いて、
最適なアルカリ金属含有量の検討を行なった。即ち0.
8%C,0;5%Mnの溶g180kg中に、Llを0
〜12%含む81合金0.2kgを添加し、5分後に採
取したサンプル中の介在物組成をEPMAて分析した。
その結果を第2図に示す。即ち第2図は介在物中に残留
するLj20tと合金中のLiiとの関係を示すグラフ
である。この第2図から明らかな様に、Liの含有量か
1%以」二となれは介在物中にLi2Oの残留が認めら
れ、L】の増加に従ってLi2Oの残留量も増大し、介
在物形態制御効果が認められた。これに対し10%を超
えても介在物組成はそれ以上は殆ど変わらなくなり、L
lの効果が飽和した。又L1含有量か10%を超えると
合金添加時に激しい沸騰現象か起こり易くなり、溶鋼を
飛散させた。これらの現象は、NaやKを用いた場合に
おいても同様に認められた。
従って本発明においては、アルカリ金属の含有量は1〜
10%と規定した。尚最も効果的て好ましい範囲は2〜
5%程度である。
尚本発明に係る脱酸剤においては、Si及びアルカリ金
属以外にFe、Mn、A1等が含まれることは避けられ
ないので、これらの元素か81に代替し得る範囲につい
ても検討した。その結果FeやMnで希釈するとアルカ
リ金属の溶解度が減少する傾向があり、あまり多くを含
有させることは好ましくないが39%程度(従ってSi
の下限は60%)まては許容できた。但し、A1につい
てはあまり含有量を増すとAl2O3系硬質介在物の増
大を招き好ましくないので、できるたけ少なくすべきで
ある(1.0%程度まで)。
方上記アルカリ金属は前述の趣旨から明らかな様に、全
量を合金に含有させた状態て添加する必要があるが、本
発明に係る脱酸剤の形態は必ずしも全体が合金化されて
いる必要はない。即ち、アルカリ金属の全量が合金化さ
れていさえずれは、脱酸剤自体は混合物の形態であって
もよく、要は合金化されたアルカリ金属を含み、上記の
組成範囲を満足するものであれはその機能を発揮する。
以下実施例によって本発明を更に詳細に説明するか、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。
[実施例] 実施例1 タイヤコード用鋼(C・082%、  S i :0.
25%、Mn:0.50%)を240トン転炉で溶製し
、転炉出鋼時に本発明に係る脱酸剤(St:90%、に
:3%、Al:0.2%、残部Fe)700kgとFe
−Mn合金1500kgの混合物を添加した後、循環脱
ガス法(RH法)で真空脱ガスし、ブルーム連鋳で鋳造
した。
実施例2 実施例1と同じ溶鋼を用い、転炉出鋼時にFe−Mn合
金1500kgのみを添加し、溶鋼取鍋加熱精錬装置(
以下LFと略称する)によるアーク加熱精錬中に本発明
の脱酸剤(Si90%、Li:2%、Al:Q、5%、
残部Fe)700kgを合金の形で添加し、その後ブル
ーム連鋳で鋳造した。
実施例3 実施例1.2と同じ溶鋼を用い、転炉出鋼時にFe−M
n合金1500kgと通常(市販品の意味、以下同じ)
のFe−Si合金(Siニア7%、Al:0.2%、残
部Fe)580kgを添加した後、LFでアーク加熱精
錬中に本発明の脱酸剤(Si:89%、Li:5%、A
1:0.5%、残部Fe)の200kgを添加し、ブル
ーム連鋳て鋳造した。
比較例1 (実施例1に対して) 実施例1と同じ溶鋼を用い、転炉出鋼時にFe−Mn合
金1500kgと通常のFe−Si合金(Siニア7%
、A1:0.2%、残部Fe)800kgを添加した後
、RH法で真空脱カスし、ブルーム連鋳で鋳造した。
比較例2(実施例2.3に対して) 実施例1と同じ溶鋼を用い、転炉出鋼時にFe−Mn合
金1500kgのみを添加し、LFによるアーク加熱精
錬中に通常のFe−St合金(Siニア7%、Al:0
.2%、残部Fe)800kgを添加した後、ブルーム
連鋳て鋳造した。
上記実施例1〜3及び比較例1.2によって得られたブ
ルームから熱間圧延で5.5 mmφのタイヤコード用
線材を製造し、その中央部の圧延方向縦断面の介在物の
大きさ及びその分布を顕微鏡で観察した。尚上記観察は
上記実施例及び比較例の各チャージから5.5 x 1
5 (mm)の顕微鏡面を各10個ずつ測定し、その平
均値を求めた。又各チャージは3回ずつ繰り返した。介
在物の大きさは介在物の厚みで評価した。尚この介在物
が延伸し易く形態制御されていれば、圧延時に糸の様に
延びて介在物の厚みは非常に小さくなる。
測定結果を第1図に示す。この第1図から明らかな様に
、実施例1〜3においては径が7.5 μm以上の介在
物が認められず、はとんどが実質的に無害な5.0μm
未満の介在物に制御されていることが理解される。これ
に対して比較例においては、10μm以上の介在物も認
められている。この様に本発明に係る脱酸剤を添加する
ことによつて介在物組成が低融点の圧延し易いものに変
化していることがよく分かる。
尚介在物組成をEPMAで定量分析したところ、介在物
中のアルカリ金属酸化物量は比較例では0〜2%であっ
たのに対し、実施例においては5〜20%の含有量が認
められた。
[発明の効果] 以上述べた如く本発明によれば、前述した組成の脱酸剤
を用いることによって、Al2O3系や5i02系の様
に熱間圧延時に塑性変形しにくい介在物も低融点の延伸
し易い形態に制御することがてきる。又この様な効果が
発揮できる本発明脱酸剤は、高炭素鋼線材に限らず、耐
疲労特性が要求される鋼材や、硬質介在物によって表面
形状が害される恐れのある鋼板においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例及び比較例の各fffi鋼材における介
在物の分布を示すグラフ、第2図は脱酸剤中のLi含有
量と介在物中のLi2o含有量の関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Li、Na及びKからなる群から選択される1種又は2
    種以上を10〜1%(重量%の意味、以下同じ)含むと
    共に(但し、全量は合金化されているものとする)、S
    iを60〜99%含み、残部が希釈乃至不可避元素から
    なることを特徴とする精錬用脱酸剤。
JP16452688A 1988-06-30 1988-06-30 精錬用脱酸剤 Pending JPH0215111A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026763A (en) * 1988-08-09 1991-06-25 Basf Aktiengesellschaft Polyamide molding materials
JP2005264335A (ja) * 2005-04-28 2005-09-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 疲労強度に優れたSi脱酸鋼およびその製造方法
US7608130B2 (en) 2004-01-22 2009-10-27 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Method for producing high cleanliness steel excellent in fatigue strength or cold workability

Cited By (4)

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US7615099B2 (en) 2004-01-22 2009-11-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Method for producing high cleanness steel excellent in fatigue strength or cold workability
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