JPH03193815A - 高清浄度極低炭素鋼の溶製方法 - 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〕 本発明は高清浄度極低炭素鋼の溶製方法に係り、特にス
ラグ中のＴ、Ｆｅ６２％、鋼中０≦３０ｐｐｍ。

（Ｃ）≦２０ｐｐｍの高清浄度極低炭素鋼の溶製方法に
関する。

〔従来の技術〕

近年、薄鋼板の深絞り性、張り出し性等の加工性向上の
ため、鋼材中の（Ｃ）濃度を極力低減することが求めら
れている。しかし、薄鋼板の製鋼要因としての品質不良
には、スリーバ疵、ふくれ疵、超音波検査によるＵＴ不
良等が挙げられるが、その大半は表面欠陥で占められて
いる。表面欠陥の主たる原因はＡｌ、Ｏ，系非金属介在
物であるので、鋼材中の（Ｃ）を極力低減すると同時に
高清浄度が求められる。

Ａｌ２０．系非金属介在物は、精錬過程におけるＡｌ添
加による脱酸処理によるほか、スラグ中に存在するＦｅ
○、Ｍ　ｎ　Ｏ等の酸化物が溶鋼中のＡｌ等と反応して
微小介在物を生成するので、ＲＨ真空説ガス処理する取
鍋中のスラグは、Ａｌ滓等の改質材により改質されるよ
うになった。

一般に極低炭素鋼の溶製工程は、先ず大気圧下で酸素を
吹込んで鉄の酸素損失の少いＣ：　０．０３〜０．０５
％まで粗脱炭する工程と、該溶鋼を減圧下に露出させて
００分圧を低減することにより、出鋼時ＳＯＯ〜７００
ｐｐｍに調整した溶存酸素と鋼中の（Ｃ）とのＣＯガス
化を促進させて、Ｃ：１０〜２０ｐｐｍまて脱炭する工
程と、に大別される。本発明は後者の工程に関するもの
である。

上記分野での従来技術では、不活性ガスを大量に吹込む
方法、減圧下での気体酸素の吹込み、減圧溶鋼中への酸
化鉄粉の吹込方法等が知られているが、これらには次の
如き問題点がある。

すなわち、不活性ガスの大量吹込みに関しては松永ら（
鉄と鋼、Ｖｏｌ、６３、Ｎｏ、１３．１９７７年）、特
願昭６３−０９３４９７等いくつかの文献が見られるが
、これらは、脱ガス処理中の溶鋼環流速度の向上、もし
くはスプラッシュの増加による気液界面の増加により脱
炭速度の向上を図ったものである。しかしながら、これ
らの方法では脱炭速度の向上がみられる反面、真空脱ガ
ス槽内の地金付着が増加するため、溶鋼成分１ｉｌｌ用
の合金鉄歩留の不安定化のほか、鉄分歩留の減少、真空
脱ガス槽内付着地金除去のための休止時間の発生、ＲＨ
脱ガス環流管の耐火物の寿命の低下等の多くの操業上の
問題が生じていた。

また減圧下の溶鋼浴面や浴面下に気体酸素を吹込む方法
は溶存酸素量の増加を図ることになり、反応速度の向上
を図ることができるが、溶鋼浴面吹付けの場合は、不活
性ガスの大量吹込みと同様にスプラッシュの増加を伴う
問題があり、また浴面下に吹込む方法は、著しいスプラ
ッシュの増加に加え、羽口周辺耐火物の損耗に伴う真空
脱ガス槽の寿命低下を招く欠点がある。更に両方法とも
溶鋼全体の溶解酸素量を増大させるため、脱酸処理後の
脱酸生成物が大量発生し、溶鋼の清浄度の悪化およびこ
れに起因する鋼材製品における疵の発生の増加を助長す
るおそれがあり、この面での配慮に全く欠けていた。

更に、特開昭６０−１８１２１７や、日本鉄鋼協会講演
論文集ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ　　Ｖｏｌ、１（１９８８，
Ｐ、１１８５）等に見られる如き、減圧下で溶鋼面に酸
化物粉体を上吹きする方法、もしくは、特開昭６３−１
６９３２１に開示された如き、減圧下の溶鋼に酸素ポテ
ンシャルの高い粉体を浴面下に設けた羽口より直接溶鋼
中に吹込む方法では、鋼浴内に侵入、拡散した粉体の近
傍に酸素ポテンシャルの高い部分が生成し、局部的な領
域での脱炭が促進される結果、溶鋼全体の清浄度悪化を
制御しなから脱炭限界の向上、極低炭域における脱炭速
度の向上が可能となる反面、スプラッシュの増加や１羽
口の損耗の問題は解決されておらず、特に極低炭素処理
を行っていない場合でも、羽口の閉塞防止のために不活
性ガスを吹き続けなければならない点は、羽口周辺耐火
物の損耗を助長するだけでなく、コスト的にも無駄の多
い技術といわざるを得ない。

更に特願昭６３−００２５９２によれば、転炉等の精錬
炉で粗脱炭の低炭素未脱酸鋼を溶製し、これを取鍋に出
鋼し、取鍋内スラグ上に脱酸剤を投入撹拌してスラグ中
のＴ、Ｆｅ濃度を５％以下とし、引続き真空脱ガス処理
装置にて槽内に酸素を上吹きしなから脱炭処理を行い、
Ｃ含有量を０．００６％以下とする清浄度に優れた極低
炭素鋼の製造方法が開示されている。

しかし、この方法は、真空脱ガス処理装置にて、槽内に
酸素を上吹きしつつ脱炭処理を行うため、点火での鉄の
燃焼によりＴ、Ｆａの濃度が上昇することがある等、こ
の分野の従来技術にはなお多くの問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、高清浄度極低炭素鋼の溶製方法につい
ての、上記従来技術の問題点を解消して安定してスラグ
中のＴ、Ｆｅ６２％、鋼中○≦３０ｐｐｍ、（Ｃ）≦２
０ｐｐｍの高清浄度の極低炭素鋼を得ることのできる効
果的な溶製方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。

すなわち、転炉等の精錬炉で溶製した粗脱炭低炭素鋼を
取鍋に出鋼する工程と、前記取鍋に収容した溶鋼上に浮
遊するスラグ上に脱酸剤を投入して改質する工程と、前
記入ラグ改質した溶鋼を真空脱ガス槽にて酸素を上吹き
して脱炭する工程と、を有してなる高清浄度極低炭素鋼
の溶製方法において、前記真空脱ガス槽内への供給酸素
量を０．３Ｎｒｒｒ３／ｔ以下とし、前記脱炭工程終了
時の温度不足はＡｌの添加と酸素の上吹きにより補償す
ることを特徴とする高清浄度極低炭素鋼の溶製方法であ
る。

本発明者らは、ＲＨ真空脱ガス処理装置を使用して清浄
度のすぐれた極低炭素鋼の溶製方法について実験を繰返
している過程において、脱ガス槽内への供給酸素量とス
ラグ中のＴ、Ｆｅ濃度の上昇量との間に密接な関係が存
在することを見出し、これを追及した結果第１図に示す
如き相関があることが判明した。

すなわち、本発明者らは転炉で粗脱炭したＣ：０．０３
〜０．０５％、Ｑ　：　５００〜７００ｐｐｍの溶鋼２
を第５図に示す如く、取鍋４に出鋼し、取鍋４内のスラ
グ６上にＡｌ滓等のスラグ改質剤を添加、撹拌して脱酸
し、この改質スラグ６を有する粗脱炭溶鋼をＲＨ真空脱
ガス処理を行った。すなわち、取鍋４内の溶鋼２は環流
ガス吹込み°口８から吹込まれる環流ガス１０により上
昇浸漬管１２から脱ガス槽１４内に吸上げられ脱ガス処
理されるが、同時に脱ガス槽内に垂下したランス１６に
より酸素を上吹きして溶鋼２の脱炭処理を行うもので、
槽内で脱炭、脱ガス処理された溶鋼２は下降浸漬管１８
を介して取鍋４内に戻る。この環流が繰返されて脱炭さ
れ。リムド処理を終了してキルド処理され、溶鋼２中の
Ｏ濃度が低減して３Ｑｐｐｎ＋以下、スラグ中のＴ、Ｆ
ｅ６２％、鋼中（Ｃ）≦２Ｑｐｐｍを目標として実験を
繰返した。

その結果、脱ガス槽１４内への供給酸素量とスラグ６中
のＴ、Ｆｅ濃度の上昇量との間には上記の如く第１図に
示すごとき相関があることが判明した。

その結果、第５図におけるランス１６を介して脱ガス槽
１４内に供給する酸素量を０　、３　Ｎ　ｒｎ’　／　
を以下とし、スラグ６中のＴ、Ｆｅの上昇量を１％以下
にて操業を行った。

ところが、第２図に示すごとく、同一の０．３Ｎｒｒｉ
’／ｌの供給酸素量でも、Ａｌ滓の如きスラグ改質剤の
使用によりスラグ中のＴ、Ｆｅの低減処理を行うので、
溶鋼２中の酸素も低減するが、リムド処理終了時の溶鋼
２中の酸素Ｏも３００ｐｐｍから４００ｐｐｍ以上まで
のばらつきがあることが判明した。

その結果、リムド処理終了時の溶鋼２中の酸素Ｏと、キ
ルド処理中の溶鋼２の温度上昇量も第３図に示す如く若
干ばらつきがあるので、ＲＨ処理後の溶鋼２に若干の温
度不足を生ずることがあった。

しかし、第３図に示す如く、温度不足が発生することが
あってもその不足は僅少であるので、温度不足時はキル
ド処理中に第５図にて示した添加物添加シュート２０を
介してＡｌを添加し、Ａｌの燃焼に不足する酸素はラン
ス１６を介して上吹きする方法によって溶鋼２の温度を
上げることができた。

すなわち、吹止温度であるＲＨ終了予定温度と、リムド
処理終了時の温度との差ΔＴを決定し、ΔＴの温度上昇
させるために燃焼させるＡｌ量を決定する。次にこのＡ
ｌを燃焼させるべき酸素は、リムド処理終了時の溶鋼中
の酸素Ｏを測定し、所要酸素量に対する不足酸素量を第
５図で示したランス１６を介して溶鋼２に上吹きするも
のであって、この時の０□の効率は８０％であった。

本発明者らが採用した実験式は次の（１）、（２）式の
とおりである。

（１）式で求めたＡｆｉ（ｋｇ／ｌ）を次の（２）式に
代入してランス１６を介して上吹きする酸素量（Ｎ　ｒ
ｒｉ’　）を決定する。

上吹き０３量（Ｎイ） ＝　（Ａｌ（ｋｇ／ｌ）　−（０，０２３ｘリムド終了
０＋０．３０）　）　Ｘ２２５・−・・−（２）かくの
如くして目標吹止温度に対してＲＨ処理後の溶鋼温度が
不足する場合には必要量のＡｌを投入すると共に、ラン
ス１６を介して不足分の酸素を上吹きすることにより良
好な適中率をもって目標の吹止温度に到達させることが
できた。

上記操業方法により第５図に示す如く、スラグ６中のＴ
、Ｆｅは２％以下となり鋼中０は３０ｐｐｍ以下、溶鋼
中のＣ（Ｃ）≦２０ｐｐｍの高清浄度極低炭素鋼を溶製
することができた。

〔発明の効果〕

本発明の転炉等の精錬炉で粗脱炭した未脱酸低炭素鋼を
取鍋に出鋼し、取鍋中のスラグを改質処理した後、ＲＨ
真空説ガスすると共に上部からランスを介して酸素を上
吹きする高清浄度極低炭素鋼の溶製方法において、真空
脱ガス槽内への供給酸素量を０．３Ｎｍｒ３／ｔ以下と
し、かつＲＨ終了後の溶鋼の温度不足はＡｌの添加と酸
素の上吹きにより補償することにより。スラグ中のＴ、
Ｆｅ５２％、鋼中０≦３０ｐｐａ＋、〔Ｃ〕、≦２０ｐ
ｐｍの高清浄度極低炭素鋼を製造することができた。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明による高清浄度極低炭素鋼の溶製実
験にて得た諸元であって、第１図はＲＨ真空脱ガス槽内
へのリムド処理中の供給酸素量（Ｎｍ／ｌ）とスラグ中
のＴ’、Ｆｅ濃度上昇量（％）との相関を示す線図、第
２図は脱ガス槽内への供給酸素量（Ｎｒｒｒ／ｌ）とリ
ムド処理終了時の溶鋼中の酸素量（ｐｐｍ）との相関を
示す線図、第３図はリムド処理終了時の溶鋼中の酸素量
（ｐｐｍ）とキルド処理中の溶鋼温度上昇量（’Ｃ）と
の相関を示す線図、第４図はスラグ中のＴ、Ｆｅ％と溶
鋼中の０濃度（ｐｐｍ）との相関を示す線図、第５図は
ＲＨ脱ガス処理装置による処理状況を示す模式断面図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）転炉等の精錬炉で溶製した粗脱炭低炭素鋼を取鍋
   に出鋼する工程と、前記取鍋に収容した溶鋼上に浮遊す
   るスラグ上に脱酸剤を投入して改質する工程と、前記ス
   ラグ改質した溶鋼を真空脱ガス槽にて酸素を上吹きして
   脱炭する工程と、を有して成る高清浄度極低炭素鋼の溶
   製方法において、前記真空脱ガス槽内への供給酸素量を
   ０．３Ｎｍ＾３／ｔ以下とし、前記脱炭工程終了時の温
   度不足はＡｌの添加と酸素の上吹きにより補償すること
   を特徴とする高清浄度極低炭素鋼の溶製方法。