JPH07166227A - 低酸素鋼溶製方法 - Google Patents

低酸素鋼溶製方法

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JPH07166227A
JPH07166227A JP5315495A JP31549593A JPH07166227A JP H07166227 A JPH07166227 A JP H07166227A JP 5315495 A JP5315495 A JP 5315495A JP 31549593 A JP31549593 A JP 31549593A JP H07166227 A JPH07166227 A JP H07166227A
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JP
Japan
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steel
slag
mass
ladle
oxygen
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Withdrawn
Application number
JP5315495A
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English (en)
Inventor
Kenji Tomita
健司 富田
Hironori Goto
裕規 後藤
Tetsuji Kadoya
哲治 門矢
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、低Al、低Si、Ti添加鋼(A
l≦0.003mass%、Si≦0.10mass
%、0.005mass%≦Ti≦0.020%を含
み、残部は実質的にFeからなる鋼)を溶製するにあた
り、溶鋼の状態でのスラグからの再酸化を抑制し、溶鋼
中の酸素含有量を0.0025mass%以下とする低
酸素鋼の溶製方法を提供する。 【構成】 C≦0.20mass%、Al≦0.003
mass%、Si≦0.10mass%、0.005m
ass%≦Ti≦0.020mass%を含み、残部は
実質的にFeからなる鋼材を製造する方法において、転
炉から取鍋へ出鋼中に受鋼量が目標受鋼量の70%を超
えてから受鋼完了までの間に石灰とともに、溶鋼1to
n当り0.3〜1.2kgのTiをスラグ層に添加し、
取鍋溶鋼上のスラグのFeOを還元し、溶鋼中の酸素含
有量を0.0025mass%以下とすることを特徴と
する低酸素鋼溶製方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低酸素鋼溶製方法に係
わり、特に脱酸剤としてAl合金をほとんど用いず、S
i含有量が限定された、Ti添加低酸素鋼溶製方法に関
するもので、この溶製方法により製造された鋼材の主た
る用途は厚板またはパイプである。
【0002】
【従来の技術】近年、海洋構造物、船舶、ラインパイプ
等の高級鋼に要求される材質特性は益々厳しくなってい
る。特に溶接部における低温靱性の抜本的改善が望まれ
る。これに対して、Tiを主成分とした主に5μm以下
の微小な酸化物を鋼材中に均一に分散させることによ
り、溶接後の冷却過程において、これらを核にオーステ
ナイト粒内に数多くの微小なフェライトを生成させ、溶
接熱影響部の結晶粒を実質的に微細化することにより優
れた靱性を得る鋼材の溶製方法が特開昭60−7015
号公報に示されている。
【0003】しかしながら、Si含有量が0.10ma
ss%より高くなると溶接時に島状マルテンサイトが生
成しやすくなる。応力下、寒冷地域の低温下等の厳しい
環境で使用する鋼材ではこの島状マルテンサイトが問題
となるために、Si含有量を0.10mass%より低
くすることが必要となる。また、この鋼材では、粒内フ
ェライトの生成からTi含有量の下限値とAl含有量の
上限値が規定され、また硬質のTi炭化物の析出抑制の
観点からTi含有量の上限値が規定され、各々、0.0
05mass%≦Ti≦0.020mass%と、Al
≦0.003mass%の成分範囲が必要となる。
【0004】この鋼材を溶製する場合、脱酸元素であ
る、Al,Si,Tiの含有量が低く酸素が上昇する傾
向となる。転炉スラグは酸化成分の(%FeO)を含有
し、通常、転炉吹錬後の出鋼時に取鍋内へ不可避的に混
入する。脱酸元素の含有量が少ない低Al,低Si含有
の溶鋼では、流出した転炉スラグのFeOの還元が不充
分で、取鍋スラグの(%FeO)が高く、溶鋼の酸素が
高くなる(図2)。鋼材の酸素量が上昇すると、割れ発
生の起点となる10μmより大きな酸化物の量が増加し
て靱性が悪化し、特に酸素量が0.0025mass%
を超えると材質の劣化が顕著となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は低A
l,低Si,Ti添加鋼(Al:0.003mass%
以下,Si:0.10mass%以下,Ti:0.00
5〜0.020mass%を含み、残部実質的にFeか
らなる鋼)を溶製するに当り、スラグからの再酸化を抑
制し、酸素含有量を0.0025mass%以下とする
低酸素鋼の溶製方法を提供することである。
【0006】なお、本発明ではC含有量が高くなると靱
性が低下するためにC:0.20mass%以下の鋼材
を対象とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、その要旨とするところは、C:0.
20mass%以下,Al:0.003mass%以
下,Si:0.10mass%以下,Ti:0.005
〜0.020mass%を含み、残部は実質的にFeか
らなる鋼材を製造する方法において、転炉から取鍋へ出
鋼中に受鋼量が目標受鋼量の70%を超えてから受鋼完
了までの間に石灰とともに、溶鋼1ton当り0.3〜
1.2kgのTiをスラグ層に添加し、取鍋溶鋼上のス
ラグのFeOを還元し、鋼材の酸素含有量を0.002
5mass%以下とすることを特徴とする低酸素鋼溶製
方法にある。
【0008】以下に、低Al,低Si,Ti添加鋼(A
l≦0.003mass%,Si≦0.10mass
%,0.005mass%≦Ti≦0.020mass
%を含み、残部は実質的にFeからなる鋼)の溶製に当
り、スラグからの再酸化を抑制し、酸素含有量を0.0
025mass%以下とする方法を説明する。転炉吹錬
後、出鋼時に転炉スラグの流出を極力抑制するが、不可
避的にスラグは流出し、このスラグによる再酸化が生じ
る。したがって、スラグの組成を制御することによって
溶鋼への再酸化を低減することが必要である。この取鍋
スラグの成分は下記の溶鋼のSi量に大きく支配され
る。
【0009】Si+FeO → SiO2 +Fe すなわち、図1に示すとおり溶鋼Siの低下に伴い、酸
化源であるスラグ中のFeOの還元が不十分となりスラ
グの(%FeO)が上昇する。したがって、スラグ中の
酸化源である(%FeO)を低減する必要がある。転炉
出鋼時のスラグの流出は出鋼時の後半、特に取鍋の受鋼
量が目標受鋼量の70%を超えた時期から完了までの間
が顕著である。出鋼時にMn合金を主に一部Si合金を
添加するが、この脱酸生成物と転炉流出スラグが反応、
混在したものが取鍋スラグとなる。このスラグのFeO
を還元することを目的にTiを添加することが有用であ
る。Tiの添加はスラグとの反応を優先させるためにス
ラグの流出が顕著となる時期、すなわち取鍋の受鋼量が
目標受鋼量の70%を超えた時期から完了までの間とす
る必要がある。このスラグにTiを添加してスラグ中の
FeOと反応させてFeOを低減させるとともに生成し
たTi3 5 はスラグ中に吸収させる。
【0010】なお、出鋼後から鋳造までに、Ti濃度は
スラグあるいは溶鋼中の酸素と反応して低下する。した
がって、鋳造した鋳片のTi濃度(鋼材のTi成分に相
当)の調整は、出鋼時のTi添加後のTi濃度が鋼材の
目標成分より低い場合は、その後の工程でTiを添加し
て所定成分に調整する。一方、出鋼時のTi添加量が多
く、鋼材成分が目標成分範囲より高い場合にはTi除去
方法として溶鋼中への酸素吹き等の方法があるが、Ti
以外の成分の変動を生じ、かつ、溶鋼の酸素が上昇し溶
鋼清浄性を著しく悪化させるため、出鋼時のTi添加量
は、鋼材のTi成分の目標上限値を超えない範囲とする
必要がある。
【0011】Tiの添加量は、低すぎるとスラグの還元
が不十分であり、多すぎると最終鋼材のTi濃度が高す
ぎるため、Ti炭化物を生成し、鋼の靱性を悪化させ
る。一連の試験で、Tiの添加量を溶鋼1ton当り
0.3〜1.2kg(以下kg/tonで記述)にする
とTi炭化物を生成することなく(%FeO)を2ma
ss%以下に低減でき鋼中酸素含有量を0.0025m
ass%以下に低減できることが分かった。
【0012】石灰は、生成したチタニアの吸収と、スラ
グ量の増加に伴うFeO成分の希釈とスラグ塩基度(=
(%CaO)/(%SiO2 ))の増加に伴うFeOの
活量の低下による酸化度低減のために添加する。石灰の
添加量が少なすぎると生成チタニアの吸収が不足し、石
灰量が増加するとスラグの溶融温度が高くなり吸収能が
低下するため、一連の試験で石灰量は1〜3kg/to
nが適当であることが分かった。
【0013】
【実施例】以下に、実施例を示す。図3は、転炉出鋼時
のTi添加量に伴う、スラグ中のFeOの変化と鋳造後
の鋳片の酸素とTiの分析値を示す。投入Ti量が0.
3kg/ton以上となるとスラグのFeOの還元が進
行してほぼ2mass%以下となり、これに伴い酸素含
有量25ppm以下を達成できる。しかし、Ti添加量
が1.2kg/tonを超えると鋼材中のTiが0.0
20mass%を超え、クラスター状の大型有害介在物
が生成し、靱性が低下する。
【0014】図4で、Tiの添加時期別の取鍋スラグの
FeOを示す。本発明のAでは転炉出鋼中の受鋼量が目
標受鋼量の70%を超えてから受鋼完了までの間にTi
を添加するとFeOは2mass%以下に低減でき、酸
素含有量25ppm以下の鋼材が製造できた。一方、比
較法であるB法は、転炉出鋼開始から受鋼量が目標受鋼
量の70%までの間にTiを添加する方法、C法は転炉
出鋼開始から受鋼完了までの間にほぼ均等にTiを添加
する方法で、いずれもFeOは1〜5mass%とスラ
グのFeOの還元が不十分であり、結果として安定して
酸素含有量25ppm以下を達成することはできなかっ
た。Tiの添加時期は、転炉出鋼中、受鋼量が目標受鋼
量の70%を超えてから受鋼完了までの間が最適であ
る。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、C≦0.20mass
%,Al≦0.003mass%,Si≦0.10ma
ss%,0.005mass%≦Ti≦0.020ma
ss%を含み、残部は実質的にFeからなる鋼材を製造
する方法において、転炉から取鍋への出鋼が目標受鋼量
の70%を超えてから受鋼完了までの間に石灰ととも
に、0.3〜1.2kg/tonのTiをスラグ層に添
加し、取鍋溶鋼上のスラグのFeOを還元し、安定して
0.0025mass%以下の酸素の鋼材を製造でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】転炉出鋼後の溶鋼Siと取鍋スラグ中の(%F
eO)の関係を示す図である。
【図2】取鍋スラグ中の(%FeO)と鋳片の酸素含有
量の関係を示す図である。
【図3】Ti添加量と取鍋スラグ中の(%FeO)、鋳
片のO,Ti濃度の関係を示す図である。
【図4】Ti添加時期と取鍋スラグ中の(%FeO)の
関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C≦0.20mass%,Al≦0.0
    03mass%,Si≦0.10mass%,0.00
    5mass%≦Ti≦0.020mass%を含み、残
    部は実質的にFeからなる鋼材を製造する方法におい
    て、転炉から取鍋へ出鋼中に受鋼量が目標受鋼量の70
    %を超えてから受鋼完了までの間に石灰とともに、溶鋼
    1ton当り0.3〜1.2kgのTiをスラグ層に添
    加し、取鍋溶鋼上のスラグのFeOを還元し、鋼材の酸
    素含有量を0.0025mass%以下とすることを特
    徴とする低酸素鋼溶製方法。
JP5315495A 1993-12-15 1993-12-15 低酸素鋼溶製方法 Withdrawn JPH07166227A (ja)

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