JPH0734117A

JPH0734117A - 清浄度に優れた極低炭素鋼の製造方法

Info

Publication number: JPH0734117A
Application number: JP17446893A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Goto; 滋明後藤; Kazuhisa Hamagami; 和久浜上
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】溶鋼の真空脱ガス処理中に、脱炭反応を阻害せ
ずに、清浄度に優れた極低炭素鋼を製造する方法の提供
を目的とする。【構成】鋼精錬炉からの出鋼後、スラグの還元による改
質を、１）該出鋼時と、２）真空脱炭処理終了後の溶鋼
キルド処理中の２段階に分けて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、清浄度に優れた極低炭
素鋼の製造方法に関し、特に真空脱ガス処理に際してス
ラグ用脱酸剤を２回に分けて添加することにより、溶鋼
の真空脱炭処理の促進を図るとともに、脱酸生成物の溶
鋼への残留を極力抑えて高清浄度鋼を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の極低炭素鋼の製造方法は、精錬炉
でＣを０．０１％〜０．０６％の範囲に溶製した未脱酸
溶鋼をリムド状態で真空脱炭処理することにより、Ｃを
０．００６％以下に低減するものであった。その際、取
鍋内スラグの酸化鉄分の濃度（以下、Ｔ．Ｆｅという）
は８〜２５％という高いものであった。

【０００３】ところで、真空脱炭処理での脱炭反応は、

【０００４】

【数１】

【０００５】に従って起きる。例えば、Ｃが４００ｐｐ
ｍの溶鋼を３０ｐｐｍまで脱炭するには、４９３ｐｐｍ
の酸素が必要で、この酸素は未脱酸溶鋼中の溶存酸素
（フリー酸素）と取鍋内スラグに含まれる酸化鉄中の酸
素とによって供給される。従って、真空脱炭により極低
炭素領域までの脱炭反応を効率よく行わせるためには、
スラグ中酸化鉄を高めにすることが有効である。しか
し、これらのスラグ中酸化鉄は、溶鋼の脱炭後にあって
は十分に還元がされず、真空脱炭処理以降もそのまま高
濃度でスラグに存在するおそれがある。そして、このス
ラグに残留した酸化鉄は、溶鋼脱酸後に鋼中の［Ａ
ｌ］，［Ｔｉ］等の脱酸剤と反応して微小介在物を生成
し、溶鋼の清浄度を低下させる。そのため、極低炭素鋼
を真空脱炭処理装置にて溶製する際、真空脱炭処理前に
取鍋内スラグ上に脱酸剤を添加すると上記反応において
酸素不足になる。

【０００６】この問題を解決するために、特開平２−３
０７１１４号公報に開示されたように、真空脱炭処理中
に浴面上又は浴中に酸素を吹いて酸素不足を補ってい
る。さらに、特公平２−１９１６８号公報は、いわゆる
スラグ改質（鋼の清浄度向上のため、スラグに含まれる
酸化鉄を還元して減らす）を促進する方法として、脱ガ
ス処理前にスラグ用脱酸剤と共にＣａＣＯ₃ などのガス
発生物質（スラグ用脱酸剤を予め混合したものも可）の
取鍋内スラグへの添加を提案している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、前記特開平２−３０７１号公報に記載の
方法は、真空脱ガス処理時に酸素を吹くため、鋼精錬炉
からの出鋼時にスラグ改質を行い、スラグ中のＴ．Ｆｅ
を５％以下まで下げていたとしても、その後の真空脱ガ
ス処理での酸素吹き終了時には、図３に示すように、ス
ラグ中Ｔ．Ｆｅが２〜４％も上昇してしまう。従って、
スラグ改質が不十分となり、充分に洗浄された溶鋼が得
られないという問題があった。

【０００８】また、前記特公平２−１９１６８号公報記
載の方法は、ガス発生物質が別途必要であり、経済的に
不利であるばかりでなく、スラグ改質を、前記特開平２
−３０７１号公報記載の方法と同様に、鋼精錬炉からの
出鋼時又は出鋼直後にのみ施すため、真空脱ガス処理中
のスラグ中Ｔ．Ｆｅの上昇は避けられず、鋼の清浄度に
問題が残る。

【０００９】そこで、本発明は、上記事情を鑑み、真空
脱ガス処理中に脱炭反応を阻害せずに、清浄度の優れた
極低炭素鋼を製造する方法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記従来技
術が抱える問題の解決に鋭意努力した結果、出鋼時のス
ラグ改質だけでなく、真空脱炭処理後にもスラグ改質の
必要性を知見して本発明に到達した。すなわち、本発明
は、鋼精錬炉で低炭素、未脱酸鋼を溶製して取鍋に出鋼
後、該取鍋内のスラグ上にスラグ用脱酸剤を添加し、引
き続き真空脱ガス処理装置にて鋼浴面に酸素を吹きつ
つ、脱炭処理を行うことによって高清浄度鋼を溶製する
方法において、まず鋼精錬炉から取鍋への出鋼中または
出鋼終了直後の取鍋内スラグに、スラグ脱酸に必要な量
の一部のスラグ用脱酸剤を添加し、前記真空脱ガス装置
において、脱炭処理後の溶鋼に溶鋼用脱酸剤を添加する
とほぼ同時期、またはその後に、残りのスラグ用脱酸剤
を取鍋内スラグ上に添加することとしたものである。こ
の場合、鋼精錬炉としては、上吹き、底吹き又は上底吹
き転炉が好ましいが、平炉、電気炉等の精錬炉であって
も良い。

【００１１】

【作用】本発明によれば、スラグ改質の時期を鋼精錬炉
からの出鋼時と、真空脱炭処理終了後の溶鋼のアルミキ
ルド処理中の２段階にわけるようにしたので、脱炭反応
を阻害することなく鋼を清浄にすることができるように
なる。以下、図１〜７に基づき、本発明に至る経過と発
明内容を具体的に説明する。

【００１２】図３は、真空脱ガス処理開始前（鋼精錬炉
からの出鋼後）と真空脱ガス処理後のスラグ中Ｔ．Ｆｅ
の関係について示すものである。図３によれば、真空脱
ガス処理装置内で鋼浴面への酸素吹きにより、易還元性
酸化物であるスラグ中Ｔ．Ｆｅの上昇が大きく、上記酸
素吹きは溶鋼清浄度の点で問題があることがわかる。そ
こで、発明者は以下の実験を行い、本発明を完成させ
た。

【００１３】最初の実験は、従来法として、鋼精錬炉か
らの出鋼後に、表１に示す化学組成のＡｌ灰（スラグ用
脱酸剤）をスラグ改質に必要な量だけ取鍋内のスラグに
添加し、図４に示す真空脱ガス装置で酸素吹きしながら
脱炭処理を行い、極低炭素鋼を溶製した。この従来法で
は、真空槽内での酸素吹きにより真空脱ガス処理中に溶
鋼が酸化されて新たなスラグが発生し、高清浄度鋼を得
るための満足できる状況は得られなかった。この従来法
で得たスラグ中Ｔ．Ｆｅの推移を図５に、鋼中の酸素の
推移を図６にそれぞれ比較法１として示す。

【００１４】上記比較法１の問題点を解決するために、
発明者は引き続き次の実験を行った。鋼精錬炉から出鋼
後に必要量のＡｌ灰の一部を取鍋に添加し、真空脱ガス
装置での酸素吹きをしつつ脱ガス処理を終了後（すなわ
ち、真空脱ガス装置を取り除き）、Ａｌ灰の残量を取鍋
内スラグに添加し、Ａｒバブリングを実施した（図１
（ｂ）の比較法２及び、図２参照）。その結果を前記図
５、６で前記比較法１と比較すると、真空脱ガス装置で
の酸素吹きによるスラグ中Ｔ．Ｆｅの上昇はみられない
ものの、スラグがＡｒバブリングにより溶鋼中に懸濁
し、鋼中酸素濃度の上昇を招いている。また、処理時間
の点でもＡｒバブリングによるスラグの還元工程がある
ため、比較法１と比べて処理時間が延長して連続鋳造の
多連続鋳造サイクルに間に合わない欠点を有しているこ
とが分かった。

【００１５】最後に、本発明として、鋼精錬炉から出鋼
後に必要量のＡｌ灰の一部を取鍋内スラグ上に添加し、
真空脱ガス設備での酸素吹きを伴う脱炭処理後に、溶鋼
用脱酸剤を溶鋼に投入するとほぼ同時期、またはその後
に、取鍋内スラグ中にＡｌ灰の残量を添加して、所謂キ
ルド処理を施しながら、スラグをＡｒバブリングした
（図１（ａ）の本発明及び図２参照）。

【００１６】その結果、本実験方法によれば、真空脱ガ
ス装置での酸素吹きを伴う脱炭処理で溶鋼が酸化して新
しいスラグが発生しても、スラグ還元することが可能で
ある。また、真空脱ガス処理中のキルド処理中にスラグ
改質処理を施すため、スラグが溶鋼に懸濁しても早期に
浮上するので、鋼中酸素濃度の上昇を招かないことも分
かった。図７は、キルド処理中にスラグ用脱酸剤を添加
しない比較法１と本実験による方法（本発明）の真空脱
ガス処理装置におけるキルド処理中の鋼中酸素濃度の推
移を示す。比較法１と本発明を比較すると、両者ともほ
ぼ同時期に、鋼中酸素濃度が一定値を示し、スラグ改質
剤のＡｌ灰を還元するキルド処理中におけるＡｒバブリ
ングの影響はないことがわかる。その結果、実験した３
つの方法（図２）のうち、本発明と比較法２の鋳造前の
スラグ中Ｔ．Ｆｅは同等であるが、鋼中酸素濃度は本発
明がもっとも低くなっており、高清浄度鋼を溶製可能な
ことが明らかである。

【００１７】なお、本発明においてキルド処理前にＡｌ
灰を取鍋内スラグ上に添加し、Ａｒバブリングを実施す
ると、Ａｌ灰中の金属−Ａｌによって溶鋼中の酸素が脱
酸されて脱炭を阻害するため、キルド処理開始と同時期
か、あるいはキルド処理の初期に、Ａｌ灰を取鍋内スラ
グ上に添加してＡｒバブリングを実施するのが好まし
い。

【００１８】

【実施例】鋼精錬炉からの出鋼直後にスラグ改質をする
ために、表１に示す化学組成のＡｌ灰を、表２に示すよ
うな条件にてスラグ用脱酸剤として添加し、その後、図
４に示す真空脱ガス装置内で酸素上吹きランスより酸素
を吹きながら、取鍋内溶鋼を真空脱炭処理をした。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】実施例４〜６は真空脱ガス処理終了後にＡ
ｌ灰を取鍋内スラグに添加する比較法２、実施例７〜９
は真空脱炭処理終了後のキルド処理初期に２回目のＡｌ
灰を取鍋内スラグに添加する本発明、実施例１〜３は比
較法１（従来法）の操業条件と結果である。２段階のス
ラグ改質を実施する本発明及び比較法２のＡｌ灰の添加
量は、最初の添加で半量、２回目の添加で半量とした。

【００２２】表２により明らかなように、比較法１（従
来法）では真空脱炭処理中の酸素吹きによりスラグ中
Ｔ．Ｆｅが著しく上昇している。一方、本発明と比較法
２では、改質後のスラグ中Ｔ．Ｆｅは比較法１（従来
法）に比べ低下している点では同じである。しかし、本
発明の方が比較法２に比べて、鋳造（連続鋳造）前鋼中
酸素（従来法のＲＨの処理後鋼中酸素を１．０として指
標化したもの）がもっとも低下している。これは、比較
法２がＡｒバブリングによりスラグを鋼中に懸濁させ、
鋼中酸素を高めることを示している。

【００２３】以上の結果から、本発明がスラグ中Ｔ．Ｆ
ｅを低下させるとともに、清浄度も良い鋼を製造するの
に最適であることがわかった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれ
ば、処理時間を従来より延長しなくても、単にスラグ改
質の時期を２段階に分け、２回目の時期を適切に配慮す
ることで、高清浄度な極低炭素鋼の溶製が確実に実施で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び比較法の説明であり、（ａ）は本発
明の第２段目のスラグ改質方法、（ｂ）は比較法２の第
２段目のスラグ改質方法である。

【図２】本発明、比較法１、比較法２の処理方法フロー
図である。

【図３】従来法の脱ガス処理後のスラグ中（Ｔ．Ｆｅ）
の関係を示す図である。

【図４】真空脱炭処理装置の側面図である。

【図５】Ｔ．Ｆｅの推移を示す図である。

【図６】鋼中酸素の推移を示す図である。

【図７】本発明と比較法１のキルド処理中の鋼中酸素の
推移を表す図である。

【符号の説明】

１ＲＨ真空脱ガス装置２酸素上吹き用ランス３取鍋４溶鋼５スラグ６Ａｌ灰（スラグ脱酸剤）７ＲＨ真空脱ガス装置内での添加Ａｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼精錬炉で低炭素、未脱酸鋼を溶製して
取鍋へ出鋼後、該取鍋内のスラグ上にスラグ用脱酸剤を
添加し、引き続き真空脱ガス処理装置にて鋼浴面に酸素
を上吹きしつつ、脱炭処理を行うことによって高清浄度
鋼を溶製する方法において、まず鋼精錬炉から取鍋への出鋼中または出鋼終了直後の
取鍋内スラグに、スラグ脱酸に必要な量の一部のスラグ
用脱酸剤を添加し、前記真空脱ガス装置において脱炭処
理後の溶鋼に溶鋼用脱酸剤を添加するとほぼ同時期、ま
たはその後に、取鍋内スラグ上に残りのスラグ用脱酸剤
を添加することを特徴とする清浄度に優れた極低炭素鋼
の製造方法。