JPH0247215A - 極低炭素鋼の製造方法 - Google Patents

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、極低炭素鋼の製造方法、特に転炉精錬および
真空脱ガス精錬を経て行う極低炭素鋼の製造方法に関す
る。

（従来の技術） 従来、極低炭素鋼の製造方法においてはマンガン調整法
として、真空脱ガス精錬（以下ｒＲＨＪと略称すること
もある）時の脱炭負荷軽減のために転炉出鋼時に低炭素
フェロマンガンを添加し、さらにマンガン調整が必要な
場合には復炭（カーる成分調整期に金属マンガンを添加
している。この段階ではもはや脱炭反応は起こらず、高
炭素フェロマンガンを投入すると目標とする低炭素含有
量を維持できなくなるからである。

この点に関し、ＲＨ処理に際しては脱炭反応が起こるこ
とからそれに先立って添加するフェロマンガンであれば
高炭素のものであってよいとも考えられるが、高炭素フ
ェロマンガンでは溶鋼中（Ｃ）濃度が上がり、脱炭時間
が延長することが予測されるためこれまで試みられるこ
とはなかった。

転炉出鋼に際して低炭素フェロマンガンが添加されるだ
けであった。

このように従来技術にあっては、マンガン調整のために
高価な低炭素または金属Ｍｎ　（Ｍｅｔ−Ｍｎ）を使用
しているため、製造コストが高くなるという問題があっ
た。

また、フェロマンガン投入も転炉出鋼に際して行われる
ためマンガン歩留も６０％前後といわれている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の第一の目的は、低炭素フェロマンガンなどを使
用する必要のない比較的安価な極低炭素鋼の製造方法を
提供することである。

本発明の別の目的は、目標炭素含有量を達成するととも
にマンガンなどの成分調整を容易に可能とする比較的安
価な極低炭素鋼の製造方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、マンガン歩留を向上させか
つ真空脱ガス精錬の末期にマンガンの成分調整を必要と
しない比較的安価は極低炭素鋼の製造方法を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段）。

本発明者らは、かかる目的達成のため、まず、転炉出鋼
時とＲＨ脱炭精錬時での投入マンガン合金の歩留比較を
行い、マンガン合金の最適投入場所・時期の検討を行ワ
た。

また、ＲＨにおける脱炭挙動を明らかにして、脱炭挙動
から最適マンガン合金投入タイミング、およびマンガン
舎金種の検討を行った。

その結果、本発明者らは次のような知見を得るに至った
。

（１）転炉出鋼時に炭素含量を変えた各種フェロマンガ
ンを溶鋼中に投入したところ、炭素含量いかんに関わら
ずマンガン歩留は、６０〜６５％であった。

一方、ＲＨ処理中に同じくフェロマンガン合金を投入し
た場合にはマンガン歩留は、８０％以上であった。これ
はＲＦＩでは合金を浴内に直接投入できるため、転炉出
鋼時のようにスラグで酸化されない分だけ有利になるた
めと考えられる。

この点は、従来にあっては、はとんど考慮されることが
なかった。転炉精錬では脱炭を強力に行っているため、
溶鋼内マンガンの酸化消耗がはなはだしく、消耗マンガ
ンの供給を行わなければならず、もっばら転炉の段階で
マンガン合金の供給を行っていた。しかも転炉精錬時の
スラグはすでに鉄、マンガンによって飽和していると考
えられ、それによる歩留低下は少ないと考えられていた
から、特に転炉出鋼の段階で投入してもそれほどの差異
はないものと考えられていたのであった。

（２）そこで、マンガン歩留の点からはＲｈ処理に際し
てマンガン合金を投入することが有利であることが判明
したためＲＨにおける脱炭挙動を調べたところ、脱炭速
度は初期段階で大きく、脱炭が進み溶鋼中（Ｃ）濃度が
低くなると、脱炭速度が小さくなる。したがって、初期
段階でマンガン合金を投入してそのマンガン合金より（
Ｃ）が復炭しても脱炭速度が大きいので脱炭時間に大き
な影響を及ぼさないことが判明した。

高炭素フェロマンガンをＲＨ処理時に投入しても平均２
０．６分ではｘ’２５．９ｐｐ■にまで炭素含量が低下
し、一方、従来のように転炉出鋼時に低炭素フェロマン
ガンを投入してＲＨ処理を行っても平均１９．９分では
ゾ２４．４ｐｐａｘの炭素含量となったのであった。

（３）また、ＲＨ脱炭中のマンガン歩留について検討し
たところ、脱炭終了時の酸素濃度とＭｎ歩留とは一次関
数的関係にあることが分かった。したがって、ＲＨ処理
前の酸素レベルおよび処理前〔Ｃ〕（溶鋼中（Ｃ）十合
金鉄中〔Ｃ〕）から脱炭終了時の酸素レベルを推定し、
その酸素レベルとマンガン歩留とのほぼ一次の関係を利
用することにより採取マンガン含有量を的確に予測でき
、脱炭終了後に行われている成分調整においてマンガン
合金を添加する必要はない。

なお、従来にあっては脱炭終了時のマンガン値が規格以
下の場合には、成分調整の目的に金属マンガンまたは低
炭素フェロマンガンを添加していた。

（４）なお、従来の極低炭素鋼の製造方法の改善のアプ
ローチはいずれも最終（Ｃ）濃度の連中率を高めること
を自損しており、マンガンの歩留向上さらには高炭素フ
ェロマンガンの使用を意図する試みは皆無といえる。

本発明は、以上のような知見に基づいてなされたもので
、その要旨とするところは、転炉精錬および真空脱ガス
情誼を経て行う極低炭素鋼の製造方法において、真空脱
ガス精錬の脱炭精錬期の初期の段階でマンガン調整用に
フェロマンガンを添加することを特徴とする極低炭素鋼
の製造方法である。

ここに、「極低炭素鋼」とは、Ｃ：０．００５０％以下
の範囲の炭素鋼を言う、一般には極低炭素鋼としては次
のような組成範囲にある。

また、「高炭素フェロマンガン」とは、炭素含有量が７
．３％以下の範囲のものを言うのであるが、必要によっ
ては、製造コストの上昇を考えなければ中炭素あるいは
低炭素フェロマンガンを添加してもよい。従来法とはそ
の添加する時期あるいは対象が大きく異なっているから
、そのような場合にあっても従来法とは明確に区別され
るからである。なお、「金属マンガン」とは一般に炭素
含有量０．０１％以下、「低炭素フェロマンガン」とは
炭素含有量１．０％以下のフェロマンガンをいう。

（作用） 次に、本発明をその精錬工程にしたがって更に詳細に説
明する。

本発明の実施にあたっては、まず慣用の手段によって転
炉精錬を行う。極低炭素鋼の製造にあっては、適宜銑鉄
および副原料として生石灰、軽ドロマイトなどを所定割
合で配合のうえ添加し、通常上底吹き酸素精錬を行う。

出鋼時の組成はＣ：０．０３〜０．０５％であれば特に
制限はない。

本発明にあってはＲＨ処理に際し、高炭素フェロマンガ
ンを添加する場合、転炉出鋼の段階でも十分に炭素含有
量は低くしておくことが好ましい。

しかし、ＲＦＩ処理における脱炭期間中に炭素含有量は
高濃度域にあっては処理時間に対し一次関数的に減少す
ることから、転炉出鋼の段階で極度に低炭素としておく
必要はあまりない。

転炉精錬を終了した溶鋼は、次に、取鍋に出鋼され、Ｒ
Ｈ処理に供される。　ＲＨ処理の様子は第１図に概略説
明するが、ＲＨ真空槽１は取鍋２内の溶鋼３に浸漬され
る。　ＲＨ真空槽１２内を循環する溶鋼に向かってはフ
ェロマンガンを投入するが、その量は溶鋼中の（Ｃ）と
フェロマンガン中の（Ｃ）との合計量から脱炭終了時の
酸素レベルを予測し、これにもとすいて決まるマンガン
歩留により決めることができる。

フェロマンガンは脱炭初期に添加するが、場合によって
その添加時期は多少変動してもよい。

なお、従来にあってＲ）Ｉの脱炭期間に合金元素を添加
することはなく、そのような発想自体が本発明独特であ
る。

フェロマンガン添加後は、必要により成分調整を行うの
であるが、すでにマンガンに関しては調整済であるので
、実際問題としてこの段階での合金成分の調整は必要と
されない。

このように、本発明によれば、炭素含有量がｏ、ｏｏｓ
ｏ％以下程度の極低炭素鋼が比較的安価に製造できるの
であって、単に高炭素フェロマンガンを使用したという
だけではなく、これまでも説明したように、転炉精錬の
負荷軽減、マンガン歩留の向上、そして合金成分の調整
不要などの効果とあいまって、すぐれた実用上の効果が
発揮される。

次に、本発明にかかる方法による極低炭素鋼の製造方法
についての実施例を挙げ、本発明の効果をさらに具体的
に説明する。

実施例 容量２５０トンの上底吹き転炉に溶銑および必要な副原
料を配合して装入し、酸素精錬を１７分行った。

出鋼後、取鍋に収容された精錬済の溶鋼浴にＲ１＋処理
を行った。　ＲＨ処理の要領は前述の第１図に関連して
説明した通りであった。フェロマンガンの投入は、２０
０　ｋｇであった。このときの溶鋼の炭素含有量は０．
０３５％であった。しがし、脱炭を続けるうちに、溶鋼
の炭素含有量は０．００１５％にまで脱炭された。第２
図に脱炭経過をグラフで示す。参考までに従来のように
転炉出鋼後に低炭素フェロマンガンを投入したときの脱
炭の様子も併せて示す。

その後、Ｒ１（処理を終了した。最終鋼組成は下表に示
す通りであった。

上述のような一連の実験を繰り返し、脱炭終了時の溶鋼
中の酸素活性（濃度）とＭｎ歩留の関係を調べたところ
第３図に示すような結果が得られた。

このように、本発明によれば、高炭素フェロマンガンを
使用できることから、それによる直接的生産コスト低減
はほぼ５０％であるが、その他清浄性アップなどがみら
れた。

（発明の効果） 以上本発明について詳述してきたが、本発明はその簡単
な構成にもかかわらず、それにより得られる実際上の効
果には、材料費の低減ばかりでなく、さらには鋼の清浄
度の向上という効果も付随し、それらの総合効果として
の製造コスト低減および品質改善には大きなものがあり
、本発明の意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法で利用するＲＨ処理の概
略説明図：および 第２図および第３図は、実施例の結果を示すグラフであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 転炉精錬および真空脱ガス精錬を経て行う極低炭素鋼の
   製造方法において、真空脱ガス精錬の脱炭精錬期の初期
   の段階でマンガン調整用にフェロマンガンを添加するこ
   とを特徴とする極低炭素鋼の製造方法。