JPH03158410A - 高温での耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
高温での耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH03158410A JPH03158410A JP1294902A JP29490289A JPH03158410A JP H03158410 A JPH03158410 A JP H03158410A JP 1294902 A JP1294902 A JP 1294902A JP 29490289 A JP29490289 A JP 29490289A JP H03158410 A JPH03158410 A JP H03158410A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- 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。
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1
本発明はアルミニウム(Al)を3.0 市fit%以
上含有し、高温での耐酸化性に優れたフェライト系ステ
ンレス鋼の製造方法に関するものである。
上含有し、高温での耐酸化性に優れたフェライト系ステ
ンレス鋼の製造方法に関するものである。
〔従来の技術1
高温での耐酸化性に優れたステンレス鋼として、Fc−
Cr−Al系のフェライト系ステンレス鋼がよく知られ
ている。Fe−Cr−Al系合金鋼材は高温酸化性雰囲
気中で鋼表面に均一な△Q203.Cr2O3の皮膜が
生成される。この皮11!2が鋼の内部を保護するため
、Fe−CrAe系合金鋼材は鋼材中で最も優れた耐酸
化性を示す。また、この際に生1戊したA Q 203
はウィスカー状となる為、鋼板の表面にコートする他の
波11Qや触媒等の耐剥離性が良好であるという特徴を
もっている。
Cr−Al系のフェライト系ステンレス鋼がよく知られ
ている。Fe−Cr−Al系合金鋼材は高温酸化性雰囲
気中で鋼表面に均一な△Q203.Cr2O3の皮膜が
生成される。この皮11!2が鋼の内部を保護するため
、Fe−CrAe系合金鋼材は鋼材中で最も優れた耐酸
化性を示す。また、この際に生1戊したA Q 203
はウィスカー状となる為、鋼板の表面にコートする他の
波11Qや触媒等の耐剥離性が良好であるという特徴を
もっている。
一方、高A!含有鋼は精錬中に鋼中のMg含何がか増加
し、そのためAl2O3ウィスカーのIト成性が低下し
、結果的に期待する耐酸化性が67られない場合があっ
た。
し、そのためAl2O3ウィスカーのIト成性が低下し
、結果的に期待する耐酸化性が67られない場合があっ
た。
また同様に、高Al含有鋼は、特にAlを31「:」2
%以上含有するステンレス鋼は、Aaの強い還元力によ
って精錬スラグやM練容器耐火物中の酸化物をほとんど
5元してしまい、精錬中に鋼中のSi、Mn含有遺が上
昇する。
%以上含有するステンレス鋼は、Aaの強い還元力によ
って精錬スラグやM練容器耐火物中の酸化物をほとんど
5元してしまい、精錬中に鋼中のSi、Mn含有遺が上
昇する。
すなわち、高AI2含有鋼は、精練中に通常のスラグ組
成ではSi、Mnの添加無しでも鋼中のSi、Mnがそ
れぞれ0.3重量%を上摺ってしまう、Si、Mnが増
加すると熱間加工性が低下し、このため圧延工程で割れ
が発生する。
成ではSi、Mnの添加無しでも鋼中のSi、Mnがそ
れぞれ0.3重量%を上摺ってしまう、Si、Mnが増
加すると熱間加工性が低下し、このため圧延工程で割れ
が発生する。
したがって歩留り低下を招いてしまう。さらにAβが5
重量%にもなると、WA中のMga度が70ppmにも
達する。その結果、鋼表面でのAl2O3ウイスカーの
生成性が低下し、耐剥離、性が悪化する。
重量%にもなると、WA中のMga度が70ppmにも
達する。その結果、鋼表面でのAl2O3ウイスカーの
生成性が低下し、耐剥離、性が悪化する。
このような現象は、高Aβ含有鋼に限定された問題であ
り、これらの問題点を同時に解決する知見は従来はなか
った。
り、これらの問題点を同時に解決する知見は従来はなか
った。
[発明が解決しようとする課題1
本発明の目的は、加工性及び耐酸化特性の優れた高AI
2含有フェライト系ステンレス鋼の製造方法を提供する
ことにある。
2含有フェライト系ステンレス鋼の製造方法を提供する
ことにある。
[課題を解決するための手段[
本発明は、Alを3.0重量%以上含有するフェライト
系ステンレス鋼の精錬において、昇温及び脱炭・脱窒精
錬し、次いで鋼中AI2の調整過程で、スラグ中のCa
O/Al2O3重量比を0.8〜1.2に調整し、かつ
スラグ中のSiO2+MgO+MnOを5重量%以下に
調整することを特徴とする高温での耐酸化性に優れたフ
ェライト系ステンレス鋼の製造方法である。
系ステンレス鋼の精錬において、昇温及び脱炭・脱窒精
錬し、次いで鋼中AI2の調整過程で、スラグ中のCa
O/Al2O3重量比を0.8〜1.2に調整し、かつ
スラグ中のSiO2+MgO+MnOを5重量%以下に
調整することを特徴とする高温での耐酸化性に優れたフ
ェライト系ステンレス鋼の製造方法である。
なお、処理終了時の鋼中の成分がC「を18%市量%以
上、C,Nがそれぞれ50.p p m以下とする。
上、C,Nがそれぞれ50.p p m以下とする。
昇温及び脱炭・脱窒精錬には、VOD等の取鍋1空精錬
方法を用いる。
方法を用いる。
また、昇温の方法として、取鍋内の溶鋼に金属Alを添
加し、気体酸素によって溶鋼白金属Alを燃焼させる。
加し、気体酸素によって溶鋼白金属Alを燃焼させる。
スラグのCa O/ A に! 203 重量比の調整
方法の1つは、昇温中あるいは鋼中Aβの調整過程にお
いて、生成したAl203の量に応じて精錬中に生石灰
を添加する方法である。
方法の1つは、昇温中あるいは鋼中Aβの調整過程にお
いて、生成したAl203の量に応じて精錬中に生石灰
を添加する方法である。
スラグ中のS i O2+ M g O+ M n O
を5重量%以下に調整するには、精錬容器に入ったスラ
グを排滓する。
を5重量%以下に調整するには、精錬容器に入ったスラ
グを排滓する。
スラグ中のSiO2+MgO+MnOを5重量%以下に
調整する方法としては、精錬容器内張レンガ材質中の/
l!203を95重量%以上かつS i02 +MgO
+MnOを1重量%以下にする。
調整する方法としては、精錬容器内張レンガ材質中の/
l!203を95重量%以上かつS i02 +MgO
+MnOを1重量%以下にする。
[作用1
本発明δ等は50トン規模の実炉実験から、高△a含有
ステンレス鋼の精錬においては、へβ添加時のスラグ中
のMgofi度を低下させることによって、鋼中のMg
a度を低下することが可能であることを見出した。しか
しながらスラグ中のM g Oa度ヲ低下すセテモ、W
4中のSi、Mnlll度の上W4i止はできない、さ
らにそればかりでなく、精錬過程で多量のAl2O3が
生成し、このためにスラグの融点が上昇する。その結果
、スラグが固化するためその後の精錬が不可能となるこ
とがあった。
ステンレス鋼の精錬においては、へβ添加時のスラグ中
のMgofi度を低下させることによって、鋼中のMg
a度を低下することが可能であることを見出した。しか
しながらスラグ中のM g Oa度ヲ低下すセテモ、W
4中のSi、Mnlll度の上W4i止はできない、さ
らにそればかりでなく、精錬過程で多量のAl2O3が
生成し、このためにスラグの融点が上昇する。その結果
、スラグが固化するためその後の精錬が不可能となるこ
とがあった。
そこでスラグ中のMgOのみならずS i 02及びM
noa度をも低下させ、さらにスラグのCaO/AEq
03比をコントロールすることとした。これによってス
ラグの融点を低位に制御し、鋼中S i、Mn、Mg4
度を低位に保ちつつ、安定した精錬を行うことが可能と
なった。
noa度をも低下させ、さらにスラグのCaO/AEq
03比をコントロールすることとした。これによってス
ラグの融点を低位に制御し、鋼中S i、Mn、Mg4
度を低位に保ちつつ、安定した精錬を行うことが可能と
なった。
この時の晟適スラグ組成は、第1図〜第4図により。
Ca O/ A 2O3 =0.8〜1.2S i02
+MgO+MnO≦5重量%であることが示される。
+MgO+MnO≦5重量%であることが示される。
第1図は、Ca0−Al2O3系スラグの融点に及ぼす
Ca O/ Al2O3重量比の影響を示すCa0−A
l2Oa二元系状態図である。精錬終了時の溶鋼温度が
約1600℃であることを考えると、精錬終了までスラ
グの同化を防止するためには、スラグの融点を約150
0℃以下にする必要がある。第1図から、スラグの融点
を1500℃以下に保つには、CaO/Al2O3重量
比を0.8〜1.2に調整してやればよいことがわかる
。
Ca O/ Al2O3重量比の影響を示すCa0−A
l2Oa二元系状態図である。精錬終了時の溶鋼温度が
約1600℃であることを考えると、精錬終了までスラ
グの同化を防止するためには、スラグの融点を約150
0℃以下にする必要がある。第1図から、スラグの融点
を1500℃以下に保つには、CaO/Al2O3重量
比を0.8〜1.2に調整してやればよいことがわかる
。
第2図は、Aβ添加後ススラグ中MgO重量%と溶鋼中
のMga度(ppm)との関係を示すグラフである。有
害なMgをできるだけ少い量、好ましくはtoppm以
下に抑制するためには、MgOを2.8重量%以下にす
ることが望ましい。
のMga度(ppm)との関係を示すグラフである。有
害なMgをできるだけ少い量、好ましくはtoppm以
下に抑制するためには、MgOを2.8重量%以下にす
ることが望ましい。
第3図は、スラグ中のSiO2.MnOそれぞれの重量
%とA2添加精錬終了後の溶鋼中[S11、[Mnlそ
れぞれの濃度(重量%)との関係を示したもので、図中
のO印と実線は、[Sil と[SiO2] との関係
を示し、・と破線は[Mnlと(MnO)との関係を示
すものである。熱間加工性の点からは鋼中Si、Mnは
低いほどよく、好ましくは、それぞれ0.3重量%以下
が望ましい、したがって、第3図からスラグ中SiO2
は、約5.0重1%以下、スラグ中M n Oは約4.
5重量%以下に抑制することが好ましい。
%とA2添加精錬終了後の溶鋼中[S11、[Mnlそ
れぞれの濃度(重量%)との関係を示したもので、図中
のO印と実線は、[Sil と[SiO2] との関係
を示し、・と破線は[Mnlと(MnO)との関係を示
すものである。熱間加工性の点からは鋼中Si、Mnは
低いほどよく、好ましくは、それぞれ0.3重量%以下
が望ましい、したがって、第3図からスラグ中SiO2
は、約5.0重1%以下、スラグ中M n Oは約4.
5重量%以下に抑制することが好ましい。
高へβ含有フェライト系ステンレス鋼中のS i、Mn
、Mg1度が高(なると製品の耐酸化性、熱間加工性共
に悪化する。第4図はスラグ中の(S 102) +
(MgO) + (MnO)重量%と、1ii1酸化性
評点との関係を実線で、熱間加工性評点との関係を破線
で示したものである。上記耐酸化性、熱間加工性の両特
性を満足させるためには、スラグ中(S L 02 )
+ (MgO)+(M a O)を5重量%以下にコン
トロールしてやればよいことがわかる。
、Mg1度が高(なると製品の耐酸化性、熱間加工性共
に悪化する。第4図はスラグ中の(S 102) +
(MgO) + (MnO)重量%と、1ii1酸化性
評点との関係を実線で、熱間加工性評点との関係を破線
で示したものである。上記耐酸化性、熱間加工性の両特
性を満足させるためには、スラグ中(S L 02 )
+ (MgO)+(M a O)を5重量%以下にコン
トロールしてやればよいことがわかる。
なお、第4図に示す耐酸化性評点及び熱間加工性評点は
、以下の方法により求めたものである。耐酸化性評点は
、1150℃における大気中速読加熱時の酸化増量を測
定した耐酸化性試験の結果より評価し、熱間加工性評点
は、グリ−プル引張試験における1200℃での断面減
少率(R^)によって評価したものである。
、以下の方法により求めたものである。耐酸化性評点は
、1150℃における大気中速読加熱時の酸化増量を測
定した耐酸化性試験の結果より評価し、熱間加工性評点
は、グリ−プル引張試験における1200℃での断面減
少率(R^)によって評価したものである。
スラグ組成を上述の最適値にコントロールするには以下
の手段が有効である。
の手段が有効である。
(1)転炉などの製錬炉において粗脱炭・脱硫した後出
鋼して完全に排滓する。その後の精錬中に金属AI2の
燃焼によって生成した八β203の量に応じて生石灰を
添加する。この場合は取鍋レンガの溶損によるスラグ中
のSiO2.MgO1Mn0の増加を防止するために、
レンガの材質は、Al2O3≧95重量%、S i 0
2 +MgO+MnO≦1MgO1Mn051望ましい
。
鋼して完全に排滓する。その後の精錬中に金属AI2の
燃焼によって生成した八β203の量に応じて生石灰を
添加する。この場合は取鍋レンガの溶損によるスラグ中
のSiO2.MgO1Mn0の増加を防止するために、
レンガの材質は、Al2O3≧95重量%、S i 0
2 +MgO+MnO≦1MgO1Mn051望ましい
。
(2)高A2含有フェライト系ステンレス鋼は、一般に
熱間加工性向上の観点から鋼中C,Nを低位とする必要
がある。仕上げ脱炭・脱窒はVOD等の真空精錬装置を
使用することが一般的である。真空精錬の際の昇温にA
lの酸化燃焼を利用することによってスラグ中の不純成
分を希釈する。
熱間加工性向上の観点から鋼中C,Nを低位とする必要
がある。仕上げ脱炭・脱窒はVOD等の真空精錬装置を
使用することが一般的である。真空精錬の際の昇温にA
lの酸化燃焼を利用することによってスラグ中の不純成
分を希釈する。
[実施例]
目標Al、含有量4.0〜5.5重量%の高A2含有フ
ェライト系ステンレス鋼の7容製に当って、?8銑予備
処理により溶銑を脱燐し、これを上底吹き転炉に装入し
てフェロクロムを添加溶解し、転炉中で粗脱炭、還元・
脱硫を行い、次いでVOD炉において、昇温、仕上脱炭
、脱窒、成分調整のプロセスにて精錬した。この鋼を連
続鋳造した後、熱間圧延及び冷間圧延において厚さ50
μmの箔を製造した。
ェライト系ステンレス鋼の7容製に当って、?8銑予備
処理により溶銑を脱燐し、これを上底吹き転炉に装入し
てフェロクロムを添加溶解し、転炉中で粗脱炭、還元・
脱硫を行い、次いでVOD炉において、昇温、仕上脱炭
、脱窒、成分調整のプロセスにて精錬した。この鋼を連
続鋳造した後、熱間圧延及び冷間圧延において厚さ50
μmの箔を製造した。
第1表にVOD精錬終了時の溶鋼成分及びスラグ成分を
示し、第2表に圧延工程以降の歩留まり及び製品でのA
9.203ウイスカー生成性の成績を示す。第2表中の
A9.203ウイスカー生成性については以下の評価方
法により評価した。
示し、第2表に圧延工程以降の歩留まり及び製品でのA
9.203ウイスカー生成性の成績を示す。第2表中の
A9.203ウイスカー生成性については以下の評価方
法により評価した。
/’11 Q 20 ’3ウィスカー生成性については
、大気中で925°CXl6時間の酸化処理後に顕微鏡
によって、観察することでウィスカー生成の有無を確認
した。
、大気中で925°CXl6時間の酸化処理後に顕微鏡
によって、観察することでウィスカー生成の有無を確認
した。
本発明法によって鋼中のSi、Mn、Mgを低1iにコ
ントロールした鋼は、歩留り及び製品でのウィスカー生
成性ともに良好な結果を示す。
ントロールした鋼は、歩留り及び製品でのウィスカー生
成性ともに良好な結果を示す。
なお、第1表中の比較材り、EはAl2の1次添加後ス
ラグが固化し、以後精練不能となった。
ラグが固化し、以後精練不能となった。
このためAl1を目標範囲に調整することができなかっ
た。したがって規格はずれとなり、製品が得られなかっ
たので第2表には記載されていない。
た。したがって規格はずれとなり、製品が得られなかっ
たので第2表には記載されていない。
〔発明の効果J
本発明により、高温での耐酸化性に優れたフェライト系
ステンレス鋼を大量生産プロセスによって安定して製造
することが可能となった。したがって、著しい歩留り向
上、生産コストの低減や能率向上等の効果が得られる。
ステンレス鋼を大量生産プロセスによって安定して製造
することが可能となった。したがって、著しい歩留り向
上、生産コストの低減や能率向上等の効果が得られる。
第1図はCa O−A Q 203系スラグの融点に及
ぼすCaO/Al203比の影響を示すCaO−Al2
O3二元状態図、第2図は鋼中Mga度に及ぼすスラグ
中のMgoa度の影響を示すグラフ、第3図は鋼中Si
、Mnfi度に及ぼすスラグ中の(S 1o21 、(
MnO)濃度の影響を示すグラフ、第4図は製品特性に
及ぼすスラグ組成の影響を示すグラフである。
ぼすCaO/Al203比の影響を示すCaO−Al2
O3二元状態図、第2図は鋼中Mga度に及ぼすスラグ
中のMgoa度の影響を示すグラフ、第3図は鋼中Si
、Mnfi度に及ぼすスラグ中の(S 1o21 、(
MnO)濃度の影響を示すグラフ、第4図は製品特性に
及ぼすスラグ組成の影響を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Alを3.0重量%以上含有するフェライト系ステ
ンレス鋼の精錬において、昇温及び 脱炭・脱窒精錬し、次いで鋼中Alを調整する際に、ス
ラグのCaO/Al_2O_3重量比を0.8〜1.2
に調整し、かつスラグ中のSiO_2+MgO+MnO
を5重量%以下に調整することを特徴とする高温での耐
酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。 2 処理終了時の鋼中の成分がCr:18重量%以上、
C、Nがそれぞれ50ppm以下である、請求項1に記
載の高温での耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス
鋼の製造方 法。 3 昇温及び脱炭・脱窒精錬を、取鍋真空精錬方法を用
いて行う、請求項2記載の高温での耐酸化性に優れたフ
ェライト系ステンレス鋼の製造方法。 4 昇温の方法として、取鍋内の溶鋼に金属Alを添加
し、気体酸素によって溶鋼内金属Alを燃焼させること
を特徴とする請求項3記載の高温での耐酸化性に優れた
フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 5 スラグのCaO/Al_2O_3重量比の調整方法
が、昇温中あるいは鋼中Alの調整過程において生成し
たAl_2O_3の量に応じて精錬中に生石灰を添加す
る方法である、請求項1〜4のいずれかに記載の高温で
の耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方
法。 6 スラグ中のSiO_2+MgO+MnOを5重量%
以下に調整する方法が、精錬容器に 入ったスラグを排滓することを含む方法である、請求の
項1〜4のいずれかに記載の高温での耐酸化性に優れた
フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 7 スラグ中のSiO_2+MgO+MnOを5重量%
以下に調整する方法が、精錬容器内張レンガ材質中のA
l_2O_3を95重量%以上にし、SiO_2+Mg
O+MnOを1重量%以下にすることである、請求項1
〜4項のいずれかに記載の高温での耐酸化性に優れた フェライト系ステンレス鋼の製造方法。 8 スラグのCaO/Al_2O_3重量比の調整方法
が昇温中あるいは鋼中Alの調整過程において生成した
Al_2O_3の量に応じて精錬中に生石炭を添加する
方法であると共に、スラグ中のSiO_2+MgO+M
nOを5重量%以下に調整する方法が、精錬容器に入っ
たスラグを排滓することを含む方法である請求項1〜4
のいずれかに記載の高温での耐酸化性に優れたフェライ
ト系ステンレス鋼の製造方法。 9 スラグのCaO/Al_2O_3重量比の調整方法
が、昇温中あるいは鋼中Alの調整過程において生成し
たAl_2O_3の量に応じて精錬中に生石灰を添加す
る方法であり、スラグ中のSiO_2+MgO+MnO
を5重量%以下に調整する方法が、精錬容器内張レンガ
材質中のAl_2O_3を95重量%以上、かつSiO
_2+MgO+MnOを1重量%以下にすることである
請求項1〜4のいずれかに記載の高温での耐酸化性に優
れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。 10 スラグ中のSiO_2+MgO+MnOを5重量
%以下に調整する方法が精錬容器に入ったスラグを排滓
することを含む方法であると共に、スラグ中のSiO_
2+MgO+MnOを5重量%以下に調整する方法が精
錬容器内張レンガ材質中のAl_2O_3を95重量%
以上かつSiO_2+MgO+MnOを1重量%以下に
することである、請求項1〜4のいずれかに記載の高温
での耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造
方法。 11 スラグのCaO/Al_2O_3重量比の調整方
法が昇温中あるいは鋼中Alの調整過程において生成し
たAl_2O_3の量に応じて精錬中に生石灰を添加す
る方法であり、スラグ中のSiO_2+MgO+MnO
を5重量%以下に調整する方法が精錬容器に入ったスラ
グを排滓することを含む方法であると共に、スラグ中の
SiO_2+MgO+MnOを5重量%以下に調整する
方法が精錬容器内張レンガ 材質中のAl_2O_3を95重量%以上かつSiO_
2+MgO+MnOを1重量%以下にすることである、
請求項1〜4のいずれかに記載の高温での耐酸化性に優
れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1294902A JP2868810B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 高温での耐酸化性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
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JPH03158410A true JPH03158410A (ja) | 1991-07-08 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007031790A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高Al鋼の二次精錬方法 |
WO2007091700A1 (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Jfe Steel Corporation | 溶鋼の脱窒方法 |
JP2011516720A (ja) * | 2007-12-12 | 2011-05-26 | ポスコ | 極低炭素フェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1294902A patent/JP2868810B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2007091700A1 (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Jfe Steel Corporation | 溶鋼の脱窒方法 |
US7901482B2 (en) | 2006-02-09 | 2011-03-08 | Jfe Steel Corporation | Removal method of nitrogen in molten steel |
JP2011516720A (ja) * | 2007-12-12 | 2011-05-26 | ポスコ | 極低炭素フェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
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