JPH049423A - 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） この発明は、鋼中の酸素か６ｏｗｔｐｐｍ以下のように
低く品質の優れた極低炭素鋼（Ｃか２０　ｗｔｐｐｍ以
下）の溶製方法に関するものである。

（従来の技術） これまて、Ｃか４０　ｗｔｐｐｍ以下の極低炭素鋼を転
炉、ＲＨ真空脱ガス装置にて溶製する場合にはＲＨ真空
脱ガスにおける脱炭処理を容易にするために、転炉にて
出鋼〔Ｃ〕を十分に低下させ、かつ、溶鋼中の〔Ｏ〕を
十分に高めておく必要かあった。

これは、脱炭処理か、 〔Ｃ〕＋〔Ｏ〕→ＣＯ↑ の反応を利用したものであり、必要不可欠であった。そ
して、上記の溶鋼〔Ｃ〕を低下させ、溶鋼〔Ｏ〕を高め
ることは、転炉および転炉より流出した取鍋内のスラグ
中（Ｔ、　Ｆｅ）か上昇して、Ａｆ脱酸効率を減少させ
、溶鋼（０）の低下か不十分となって製品の品質に著し
く悪影響を与えていた。

一方、近年、溶銑をあらかじめ脱Ｓまたは、脱Ｓｉ、脱
Ｐ、脱Ｓ処理（単に溶銑予備処理という）を行う技術の
普及は、転炉における、脱Ｓ、あるいは脱Ｓｉ、脱Ｐな
どの負荷を軽減させることになリ、出鋼〔Ｃ〕の上昇、
出鋼〔Ｏ〕の低下、スラグ中（Ｔ、　Ｆｅ）の低下を可
能とし、品質の向上に大きく貢献した。

しかしなから、極低炭素鋼の溶製においては、溶銑呼び
処理を施した溶銑を使用しても、前記したごとく出鋼Ｃ
Ｃ）を低下せざるを得す、したかって溶鋼（０）を高め
るため、溶銑予備処理を施した溶銑を使用することによ
る十分なメリットは得られなかった。

また、特開昭５１−１４８０８１５号公報には、減圧下
における溶鋼の脱炭方法に関する技術か開示されている
か、この技術は、減圧下においても溶鋼浴面下に酸化性
ガスを吹き込むものであって、溶鋼中に吹き込んだ酸素
が溶鋼中に溶は込むため溶鋼〔Ｏ〕か上昇するという不
利かあった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、極低炭素鋼の溶製に際し、これまで必要で
ある反面、製品の品質に悪影響を及はしていた真空脱ガ
ス前の溶鋼中の高い〔Ｏ〕ｓレベルを、より低下させ、
かつ、真空脱ガス前の溶鋼中の〔Ｃ〕ｓか高くとも十分
な脱炭か行なえる、脱炭効率の優れた真空脱ガス処理方
法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明の要旨は以下のとおりである。

真空脱ガス処理により極低炭素鋼を溶製するに当り、予
め溶銑予備処理を施した溶銑を用いて転炉精錬を経てそ
の吹止め〔Ｃ〕及び〔Ｏ〕に応じて下記式の関係を満た
す溶鋼を用意し、真空槽内にて、上記溶鋼浴面に酸素ガ
スを吹き付ける脱炭処理を行うことを特徴とする極低炭
素鋼の溶製方法。

記 〔Ｃ）ｓ　≧　０．５　［：０：ｌ　　、　　　　　−
−−−（１）ここで、 〔Ｃ〕Ｓ　：真空脱ガス処理前の溶鋼中の炭素濃度（ｗ
ｔｐｐｍ） （０）ｓ：真空脱ガス処理前の溶鋼中の酸素濃度（Ｗｔ
ｌ）Ｉ）ｒｎ） なお、上記において溶銑予備処理とは脱Ｓ処理、脱Ｓｉ
、脱Ｓ処理、または、脱Ｓｌ、脱Ｐ、脱Ｓ処理をいう。

（作　用） この発明の極低炭素鋼の溶製方法は、溶銑呼び処理を施
した溶銑を用いること、精錬後、真空脱ガス前の溶鋼の
〔Ｃ〕ｓと〔Ｏ〕ｓを（１）式を満たす関係に調製する
こと、さらに真空脱ガス処理においては、溶鋼表面に酸
素を吹きつけることを骨子とするもので、以下これらに
ついて、さらに詳細に説明する。

予備処理を施した溶銑を用いることは、精錬における脱
Ｓ、または脱Ｓ１、脱Ｐなどの負荷を軽減するもので、
高い〔Ｃ〕ｓ低い〔Ｏ〕の組成を有する溶鋼の出鋼を可
能にするものであり、また、真空脱ガス処理において、
真空槽内溶鋼浴面に上吹きランスより酸素ガスを吹きつ
けることは、溶鋼の脱炭効率を向上させるもので、真空
脱ガス処理前の溶鋼組成か、たとえ〔Ｃ〕ｓか高く、〔
Ｏ〕３か低くても、上記真空脱ガス処理により、溶鋼中
の〔○〕を高くせずに脱炭することを可能とするもので
ある。

つぎに、この効果を十分に発揮するためには、ＲＨ真空
脱ガス処理前の〔Ｃ〕ｓと〔Ｏ〕ｓとの関係を定めるこ
とか必要である。

一般にＲＨ真空脱ガスにおける〔Ｃ〕と〔Ｏ〕の平衡式
は次式で表わされる。

ｌｏｇ（ＣＣ）　　・（０）　　・１０−８／Ｐｃｏ）
＝−（１１６０，／Ｔ＋２．００３）ここに 〔Ｃ〕　：溶鋼中の炭素濃度（ｗｔｐｐｍ）。

〔○〕　、溶鋼中の酸素濃度（ｗｔｐｐｍ）。

Ｐｃｏ：真空槽内の００分圧（ａｔｍ）。

Ｔ　：溶鋼温度（Ｋ）。

一方、一般的に脱炭は次式で表わされる。

〔Ｃ〕　＝　〔Ｃ〕　ｓＡｎ　　（−ｋｔ）　　　　−
−−−（３！ここに に：みかけの脱炭速度定数（１／ｍ１ｎ）。

ｔ：脱炭処理時間（ｍｉｎ）。

〔Ｃ〕ｓ：ＲＨ真空脱ガス処理前（脱炭前）の溶鋼中の
炭素濃度（ｗｔｐｐｍ） 〔Ｃ〕：ＲＨ真空脱ガス処理による脱炭後の溶鋼中の炭
素濃度（ｗｔｐｐｍ）。

ＲＨ真空脱ガス処理による脱炭を行う場合、上記（２）
式と（３）式について、Ｔ　：　１５６０°Ｃから１６
８０°Ｃ１Ｐｃｏ＜１ａｊ［［ｌの条件で、〔Ｃ〕ｓと
〔Ｏ〕ｓの関係か、ｋに影響を及ぼし脱炭の進行を阻害
する領域（単にＡ領域という）と、ｋに影響を及ぼさず
脱炭か進行する領域（単にＢ領域という）を調査した。

この結果は第１図に示すようになった。すなわち、第１
図は横軸を〔Ｃ）、　、縦軸を〔Ｏ〕８として上記Ａ領
域とＢ領域を示したもので、両者の境界は下記の（４）
式で表わされる直線となった。

〔Ｃ）　ｓ＝　０．５　〔Ｏ）　、　　　　−−−（４
ｊ従来法でＲＨ真空脱ガスによる脱炭処理を行う場合は
、Ａ領域では溶鋼中のＣＣ）に対し溶鋼中の〔Ｏ〕か不
足し、十分な脱炭かできないため、溶鋼中の〔Ｃ〕に対
し溶鋼中の〔Ｏ〕が十分にあって脱炭の進行に支障のな
いＢ領域である必要かあった。したかって、転炉ではＢ
領域の組成を有する溶鋼を溶製出鋼せざるを得なかった
。第２図は横軸に〔Ｃ〕、、縦軸に〔○〕ｓをとり、従
来法の極低炭素鋼の操業領域を斜線て示したものである
。なお、これらは底吹き転炉、上底吹き転炉についての
ものである。この第２図から明らかなように溶鋼中の〔
Ｏ〕は多くなっており、この〔Ｏ〕か、鋼品質に悪影響
を及ぼしていた。

」−記に対し、この発明法は、転炉でＡ領域の組成を有
する溶鋼を溶製出鋼し、これを用いてＲＨ真空脱ガス処
理を行うに当り、不足する酸素を、ＲＨ真空脱ガス処理
槽内の溶鋼表面に吹きつけることにより、溶鋼の脱炭を
促進させるものであり、かくすることにより、転炉溶製
からＲＨ真空脱ガス終了までの溶鋼中の〔Ｏ〕は低く、
品質の優れた鋼が得られることになる。

ここで、上記真空槽内の溶鋼表面に酸素を吹きつけるこ
とは、脱炭反応は溶鋼表面が最も有利であること、さら
には、前記した特開昭５１−１４０８１５号公報に開示
されている技術のように溶鋼中に酸素を吹き込むことを
しないため、溶鋼中の〔Ｏ〕か上昇することかないこと
なとによるものである。

以上のように、ＲＨ真空脱ガスによる脱炭処理前の溶鋼
中の〔Ｃ〕ｓと〔Ｏ〕ｓの関係は、従来行われていたＢ
領域にくらべ、〔Ｃ〕　ｓか高く、〔Ｏ〕ｓの低いＡ領
域とし、かつ、ＲＨ真空脱ガスによる脱炭処理では、〔
Ｏ〕の上昇のない上記方法を用いることにより、〔○〕
の少ない品質の優れた極低炭素鋼が得られるもので、こ
のためには、前記したＡ領域とＢ領域の境界の直線式（
４）から導き出される前記した（１）式を満たすことか
必要になる。

なお、溶銑を予備処理することについては前にも触れた
か、予備処理を施した溶銑を使用せず、転炉操業にて、
〔Ｃ〕と〔Ｏ〕の関係を前記Ａ領域にすることは、脱Ｓ
】、脱Ｐのためには、〔Ｃ〕を低下させざるを得ないた
め、実操業においては不可能であり、また、脱Ｓのため
には、石灰の投与による溶鋼温度の低下抑制のため酸素
の吹き込み量を増加する必要かあり、この酸素吹き込み
による〔Ｏ〕の上昇を招くことなとから、予備処理を施
した溶銑を使用することか必要になるものである。

つぎに、転炉操業領域からＲＨ真空脱ガス処理による脱
炭の状況、および、ＲＨ脱ガス終了時の溶鋼〔Ｏ〕と取
鍋スラグ中の（Ｔ、　Ｆｅ　）濃度の関係などについて
述べる。

第３図は、この発明法と、従来法について、横軸に〔Ｃ
〕ｓ横軸に〔Ｏ〕をとり、底吹き転炉による操業領域か
らＲＨ真空脱ガス処理による脱炭の状況を対比したもの
である。この第３図から明らかなし如く、この発明法は
〔Ｃ）ｓか高＜　　（０：ｌ　ｓか少ないＡ領域からＲ
Ｈ真空脱ガスによる脱炭を開始しても十分に脱炭か可能
であることを示しており、また、常に従来法に対し〔○
〕は低い値を示している。

第４図は、この発明法の適合例と、従来法の比較例につ
いて、ＲＨ真空脱ガスによる脱炭処理後、引き続きギル
ド処理を施したＲＨ真空脱ガス処理終了時の溶鋼トータ
ル（０）と取鍋スラグ中の（Ｔ、　Ｆｅ）濃度の関係を
示したものである。適合例は出鋼〔Ｃ〕を高く出鋼〔Ｏ
〕を低くしているため、転炉スラグ中の（Ｔ、　Ｆｅ）
か低く、したかって、第４図ＯＲＨ脱ガス処理終了時の
溶鋼中の〔Ｏ〕ｓ取鍋スラグ中の（Ｔ、　Ｆｅ）ともに
比較例に対し低い値を示している。なお、第４図で（Ｔ
、　Ｆｅ）の低下にともない（０）も低下しているが、
これは、上記両者か平衡状態にあるためである。

ここで、転炉での出鋼〔Ｃ〕を上昇させ、スラグ中の（
Ｔ、　Ｆｅ）を低下させることは、耐火物の寿命を延長
させるものであり、経済的にも有利となる。

つぎに、真空脱ガス処理による脱炭前の溶鋼中の〔Ｃ〕
ｓと〔Ｏ〕ｓの調製方法について述べる。

〔Ｃ〕　ｓと〔Ｏ〕ｓを前記（１）式の関係とするため
には、精錬炉での精錬に際しては、吹止め〔Ｃ〕を下げ
すぎないように計算制御を行い、また、吹止め時に溶鋼
中の〔Ｃ〕と（０）を測定し、前記（１１式を満足させ
るために（０）か高い場合は、出鋼時取鍋へ１などの脱
酸剤を投入し調製することてよい。

（実施例） 実施例１ この発明法による適合例と、従来法による比較例につい
て、予備処理（脱Ｓと脱Ｓｊ、脱Ｐ、脱Ｓ）を施した溶
銑を用い、２３０を純酸素底吹転炉にて精錬した後、Ｒ
Ｈ真空脱ガス処理にて脱炭を行い、極低炭素鋼を溶製し
た。これらの結果を表１に示す。また、これらの考察を
まとめて表２に示す。

実施例２ この発明法による適合例と、従来法による比較例につい
て、予備処理を施さない溶銑および予備処理を施した溶
銑を用い、８５を純酸素上底吹転炉（ｋ−Ｔ３ｏｐ　＞
にて精錬した後、ＲＨ真空脱ガス処理にて脱炭を行い、
極低炭素鋼を溶製した。これらの結果を表３に示す。ま
た、これらの考察をまとめて表４に示す。

以上、実施例１および２より、比較例は、転炉出鋼時の
〔Ｃ〕を低下させ〔Ｏ〕を上昇させる必要かあって、Ｒ
Ｈ脱ガス処理後の〔Ｏ〕も高くなって品質−［好ましく
なかったり、転炉出鋼時の〔Ｃ）を上昇させ、〔Ｏ〕を
低下させて、かつＲＨ脱ガス処理で酸素を使用しない場
合は、ＲＨ脱ガス処理後の〔Ｃ〕を２０ｖｖｔｐｐｍ以
下とする極低炭素鋼の溶製か不可能であったりしている
。

これに対し、この発明の適合例は、いずれの場合もＲＨ
脱ガス処理後の１・−タル［：Ｏ）　６０ｗｔｐｐｍ以
下と安定した値か得られており、品質の優れた極低炭素
鋼の溶製かできている。

（発明の効果） この発明は、極低炭素鋼の溶製に際し、予備処理を施し
た溶銑を用いること、真空脱ガス前の溶鋼の［Ｃ）　Ｓ
と〔Ｏ〕ｓの関係を規制すること、真空脱ガス処理にお
いては酸素を溶鋼表面に吹きつけることにより、鋼中の
トータル〔Ｏ〕の少ない品質の優れた極低炭素鋼か溶製
できるもので、急増する需要に好適に対応できるもので
ある。さらに、転炉出鋼〔Ｃ〕の上昇、スラブ中（Ｔ、
　Ｆｅ）の低下は耐火物の寿命延長をもたらし、経済的
効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空脱ガス処理により脱炭を行う場合の〔ＣＪ
、と〔Ｏ〕ｓの関係において、脱炭の進行か阻害される
Ａ領域と脱炭か進行するＢ領域を示す線図、 第２図は転炉操業の〔ＣＪと〔Ｏ〕の関係で、従来法の
操業領域を示す線図、 第３図は２３０を底吹転炉におけるこの発明法と、従来
法の転炉操業領域からＲＨ真空脱ガス処理による脱炭状
況を示す線図、 第４図は、２３０を底吹転炉におけるこの発明法の適合
例と、従来法の比較例について、ＲＨ真空脱ガス処理終
了時の溶鋼トータル〔Ｏ〕と取鍋スラグ中の（Ｔ、　Ｆ
ｅ）の関係を示す線図である。 第１図 第３図 第２図 （ＣＪ　（ｗｒｐｐｍ） 〔Ｃ〕ｓ　（ｗｔｐｐｍ） 第４図 手続補正書

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空脱ガス処理により極低炭素鋼を溶製するに当り
   、予め溶銑予備処理を施した溶銑を用いて転炉精錬を経
   てその吹止め〔Ｃ〕及び〔Ｏ〕に応じて下記式の関係を
   満たす溶鋼を用意し、真空槽内にて、上記溶鋼浴面に酸
   素ガスを吹き付ける脱炭処理を行うことを特徴とする極
   低炭素鋼の溶製方法。 記 〔Ｃ〕＿ｓ≧０．５〔Ｏ〕＿ｓ ここで、 〔Ｃ〕＿ｓ：真空脱ガス処理前の溶鋼中の炭素濃度（ｗ
   ｔｐｐｍ） 〔Ｏ〕＿ｓ：真空脱ガス処理前の溶鋼中の酸素濃度（ｗ
   ｔｐｐｍ）