JPH08104950A - 連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法 - Google Patents
連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法Info
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Abstract
介在物を付着させることのないように成分調整された、
連続鋳造性に優れたフェライト系ステンレス鋼とそれの
製造方法を提案すること。 【構成】 鋳造すべきフェライト系ステンレス溶鋼の成
分組成を、少なくとも、Al:0.005 〜0.5 wt%および/
またはTi:0.1 〜1.0 wt%を含有させると共に、Mg:0.
0003〜0.05wt%及びO:0.005 wt%以下に調整し、これ
を連続鋳造する。それによって、酸素濃度に換算して、
0.005 wt%以下の非金属介在物を含み、該非金属介在物
は80wt%以上のMgO を含有する組成になり、いわゆる連
続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼が製造でき
る。
Description
ブの製造に有利に適合する、連続鋳造性に優れたフェラ
イト系ステンレス鋼と、それの有利な製造方法に関する
ものである。
Nb、TiおよびAlを添加して炭窒化物を形成させることに
よって固溶C及びNを低減し、耐食性および加工性を向
上させるようにすることが一般的である。しかしなが
ら、TiやAlを添加すると、鋼中の非金属介在物は、TiO2
及びAl2O3 が主体の組成になり、この鋼を用いて連続鋳
造を行うと、タンディッシュからモールドへ溶鋼を注ぐ
ために使用する浸漬ノズルの内壁に、これら介在物が付
着し、ノズル詰まりを誘発する。そこで、このノズル詰
まりを回避するための手段が、種々提案されている。
6313号各公報には、ノズル内壁にArガスを吹きつけてノ
ズル詰まりを回避するようにした提案があるが、スラブ
表層にArのピンホールを形成することから、鋼板にふく
れ欠陥の発生が余儀なくされところに問題がある。
号および同5−57410 号各公報には、CaO −ZrO −C質
のノズルを使用することが開示されているが、CaO と反
応した比較的大形のCaO −TiO2−Al2O3 系介在物がモー
ルド内に流入し、スラブ表層にトラップされて板表面で
のスリバー疵となる問題がある。
溶鋼のCaSi処理は、介在物組成をCaO −TiO2−Al2O3 系
として低融点化することでノズル内での付着を防止して
いるが、このような介在物組成は鋼の耐孔食性を劣化さ
せる不利がある。その他、特公昭57−55787 号公報や特
開平1−233030号公報では、Ti, Al, Nbを添加して、耐
食性や成形性を改善する方法を提案している。しかしな
がら、これらの改善提案では、鋼の介在物組成が、TiO2
-Al2O3系となり、ノズル詰まりを回避することができな
い。
の各従来技術に頼ることなく、連続鋳造時に浸漬ノズル
内壁に介在物の付着が起こらないフェライト系ステンレ
ス鋼の組成を開発することにある。すなわち、連続鋳造
装置に使用される浸漬ノズル内壁に介在物を付着させる
ことのないように成分調整された、連続鋳造性に優れた
フェライト系ステンレス鋼を提供するところにある。ま
た、本発明の他の目的は、こうしたフェライト系ステン
レス鋼を有利に製造するための、新規な製造技術を提案
するところにある。
を達成するために、鋳造したフェライト系ステンレス鋼
の成分、鋼中の非金属介在物及び浸漬ノズル内付着物の
関係について種々の調査を行い、ノズル内壁への介在物
付着の原因を解明した。すなわち、ノズル内壁への介在
物の付着は、該非金属介在物の組成が、Al2O3またはTiO
2あるいはそれらの和が80wt%以上で残りが微量のCr2O
3 、MnO 、SiO2からなるものであるとき、これらの介在
物が溶鋼と極めて濡れ難くなり、ノズル内壁に向かって
排出されて付着し、これが焼結するために生成するもの
と考えられる。この場合において非金属介在物の組成が
TiO2あるいはAl2O3 が主体となる理由は、合金元素の中
でTiあるいはAlが最も脱酸能力が強いためである。すな
わち、溶鋼中で下記(1) 及び(2) 式の反応が起こるため
である。Ti +2O=TiO2 (介在物)----(1) 2Al+3O=Al2O3 (介在物)----(2)
防ぐためには、上記介在物よりも溶鋼と濡れ易く、ノズ
ル内壁に付着しにくいとともに、焼結しにくい介在物組
成に制御すればよいのではないかと考えた。また、その
ためには、TiやAlよりも強い脱酸能力を持つ元素とし
て、Mgが最も有効であることも見出し、本発明を完成す
るに至った。
ス鋼は、C:0.05wt%以下、Si:1.5 wt%以下、Mn:2.
0 wt%以下、Cr:11〜30wt%、Nb:0.2 〜0.7 wt%、T
i:0.1 〜1.0 wt%、Al:0.005 〜0.5 wt%、Mg:0.000
3〜0.05wt%、N:0.05wt%以下、P:0.05wt%以下、
S:0.03wt%以下およびO:0.005 wt%以下を含有し、
残部鉄および不可避的不純物の組成になることが、とり
わけ有利である。とくに、上記の成分組成において、S
は 0.001〜0.03wt%の範囲にすることが好ましい。
下の非金属介在物を含み、該非金属介在物は80wt%以上
のMgO を含有する組成になることさらにTi、AlおよびMg
の含有量が、図1に示す点A、B、C及びDで囲まれる
範囲内にあることが実施に当たり好ましい。
は、少なくとも、Al:0.005 〜0.5wt%およびTi:0.1
〜1.0 wt%のいずれか一方または両方を含むステンレス
溶鋼中に、Mgを0.0003〜0.05wt%含有させるとともに、
Oを0.005 wt%以下に抑制する処理をして連続鋳造する
ことによって製造することができる。
鋼の各成分の組成限定の理由について説明する。すなわ
ち、フェライト系ステンレス鋼の一般的成分組成を基本
にして、Mgを0.0003〜0.05wt%含有し、Oを0.005 wt%
以下に抑制することが、肝要である。 Mg:0.0003〜0.05wt% Mgは、本発明では特に重要な役割を担う成分である。す
なわち、Mgは、TiやAlよりも脱酸能力が強い元素である
ため、下記(3) 及び(4) 式に示す反応によって、非金属
介在物の組成を90%以上MgO に変化させることが可能で
ある。 TiO2(介在物)+2Mg→Ti+2MgO (介在物)----(3) Al2O3 (介在物)+3Mg→2Al+3MgO 介在物)----(4)
い性質があるため、連続鋳造時にノズルを閉塞すること
はなく、さらにノズル内壁に付着物が発生しないため、
ノズル内壁の付着物が原因のスリバー疵の発生も回避さ
れることになる。以上の効果を得るためには、Mgは0.00
03wt%以上は必要であり、一方0.05wt%を超えると、靱
性が著しく損なわれるため、0.0003〜0.05wt%に限定す
る。
度、靱性及び溶接性を損なうことから、0.005 wt%を上
限とした。
の非金属介在物のO濃度を0.005 wt%以下の組成に調整
することができる。すなわち、O濃度が0.005 wt%をこ
えると、強度、靱性及び溶接性を損なうことになる。ま
た、非金属介在物の組成は、MgO :80wt%未満で不可避
不純物、つまりAl2O3 及びTiO2の和が20wt%以上になる
と、ノズル内壁に非金属介在物が付着し易くなるため、
非金属介在物の組成は、MgO :80wt%以上、好ましくは
90wt%以上、より好ましくは95wt%以上に調整する必要
がある。
ス鋼の成分組成をより具体的に示すと、次のとおりであ
る。 C:0.05wt%以下、 Cは、フェライト系ステンレス鋼においては、固溶限が
小さく、主としてCr炭化物として析出し、粒界腐食を引
き起こすため、0.05wt%以下に制限する。好ましくは、
0.01wt%以下にするのがよい。
性を高めるため、好ましくは0.1 wt%以上含有させる.
一方、あまり多量に添加すると、靱性を低下させ加工性
を阻害するため、1.5 wt%以下とした。好ましくは 0.5
wt%以下にするのがよい。
wt%以上を添加するが、過度に添加すると、耐酸化性を
損なうことから、上限を2.0 wt%とした。
分であり、11wt%以上は必要であるが、30wt%をこえる
と、その効果が飽和する上、加工性及び靱性の低下を来
すことになるため、11〜30wt%の範囲に限定する。好ま
しくは13〜25wt%の範囲がよい。
て靱性及び強度を高めるだけでなく、脱酸剤としても重
要である。しかし、含有量が0.005 wt%未満では、効果
が得られず、一方0.5 wt%をこえると、製品のリジング
性を劣化させることから、0.005 〜0.5 wt%の範囲とし
た。好ましい範囲は0.01〜0.2 wt%である。
向上させる成分である。特にN含有量が0.05wt%をこえ
ると、靱性を著しく損なうことから、0.05wt%以下に抑
制する。好ましくは0.02wt%以下がよい。 P:0.05wt%以下 Pは、熱間加工性の点から少ないことが望ましく、0.05
wt%以下、好ましくは0.04wt%以下に抑制する。 S:0.03wt%以下 Sは、熱間加工性及び耐食性の点から少ない方が望まし
く0.03wt%以下にするが、あまり少なすぎると、溶接時
の溶け込み性を著しく損なうことから、0.001wt%以上
は必要である。即ち、好ましいS含有量は、0.001 〜0.
03wt%の範囲、より好ましくは 0.001〜0.02wt%、さら
に好ましくは0.0015〜0.02wt%、さらにより好ましい範
囲は0.002 〜0.02wt%である。
Ti(C,N)の析出物を形成し、結晶粒を微細化すると
ともに、母相中の固溶C及びNを低減して靱性及び強度
を高める成分である。しかしながら、Nb:0.2 wt%未満
では靱性及び強度の改善効果が顕れず、一方0.7 wt%を
こえると、金属間化合物が多量に析出して靱性を損なう
ことから、Nbは 0.2〜0.7 wt%とする。また、Tiについ
ては、同様の理由から0,1 〜1.0 wt%の範囲とするが、
特に加工性を損なうことから、Tiの上限は1.0 wt%とな
る。それらの好ましい範囲は、Nb:0.2 〜0.6 wt%、T
i:0.1 〜0.4 wt%である。
ほかに、耐孔食腐食性あるいは加工性の向上のために、
Cu,Ni,Mo,W,Sn,Co,V等の元素を添加してもよ
い。その際、これらの元素の含有量は、特に限定しない
が、いずれも3.0 wt%以下が好ましい。
の他に、さらに、Ti、AlおよびMgの含有量を、図1に示
す点A、B、C及びDで囲まれる範囲内に調整すること
が好ましい。すなわち、図1にて、横軸はAl+1/2 Ti、
つまりノズル閉塞の原因となる元素を示し、この式はTi
の影響がAlの約1/2 であることを表わし、一方縦軸はM
g、つまりTiやAlが連続鋳造に与える悪影響(ノズル閉
塞)を補償する元素であることを示している。そして、
同図において、直線AB及び同DCで挟まれる領域は、
Al及びTiの含有範囲を示し、また直線ADはMg含有量の
上限を示し、直線BCはAlやTiの含有量が増加するに従
ってMg含有量も増加させる必要があることを示唆するも
ので、この直線BCに到らないMg含有量ではノズル閉塞
を引き起こす危険性がある。
上記の連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼を
製造するにあたっては、鋳造に供すべき溶鋼の成分組成
をコントロールすることが肝要であり、特に、少なくと
もAlは 0.005〜0.5 wt%の範囲、そしてTiは0.1 〜1.0
wt%の範囲内のいずれか一方または両方を含むフェライ
ト系ステンレス溶鋼中に、さらにMgを0.0003〜0.05wt%
含有させると共に、その上でこの溶鋼中に含まれるOを
0.005 wt%以下に抑制する処理、例えば真空脱ガス処理
を施したのち、連続鋳造することが必要である。
し、その後、熱間圧延及び冷間圧延により、厚さ0.6 mm
の製品板とした。この連続鋳造工程における、ノズル内
壁付着物の厚み及び鋳造結果について、本発明例(No6
〜19) 、比較例(No1〜5)につきそれぞれ表2に示
す。
いずれもノズル内壁に付着物が付着し、製品板にスリバ
ー疵が発生したのに対して、No. 6〜19の発明鋼の場合
は約2mm付着したNo.19 と約1mm付着したNo. 7 を除き
総てノズル内壁に介在物の付着はなく、製品板の品質も
良好であった。また、比較鋼No. 5は、Mgを0.05wt%を
こえて含有した例であり、鋳造結果は良好であったが、
製品板の靱性が損なわれていた。
と、鋼No. 6〜18が図1の点A、B、C、Dで囲まれた
範囲内にあることがわかる。
ェライト系ステンレス鋼によれば、ノズル内壁に介在物
の付着を招くことなしに連続鋳造を行うことができるた
め、板表面にスリバー疵欠陥のない製品を提供可能であ
り、結果として製品歩留りの向上が達成される。そし
て、このようなフェライト系ステンレス鋼は、Mg含有量
をO含有量の制御をした溶鋼の連続鋳造法によって実現
できるから、製造が容易である。
ある。
含有量を0.001 〜0.03wt%としたことを特徴とする連続
鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼。
素濃度に換算して、0.005 wt%以下の非金属介在物を含
み、この非金属介在物は80wt%以上のMgO を含有する組
成になる連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス
鋼。
おいて、Ti、AlおよびMgの含有量が、図1に示す点A、
B、C及びDで囲まれる範囲内にあることを特徴とする
連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼。
Ti:0.1 〜1.0 wt%のいずれか一方または両方を含むフ
ェライト系ステンレス溶鋼中に、Mgを0.0003〜0.05wt%
含有させるとともに、この溶鋼中のOを0.005 wt%以下
に抑制する処理を行ってから連続鋳造することを特徴と
する連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼の製
造方法。
Claims (5)
- 【請求項1】C:0.05wt%以下、 Si:1.5 wt%以
下、 Mn:2.0 wt%以下、 Cr:11〜30wt%、 Nb:0.2 〜0.7 wt%、 Ti:0.1 〜1.0 wt%、 Al:0.005 〜0.5 wt%、 Mg:0.0003〜0.05wt%、 N:0.05wt%以下、 P:0.05wt%以下、 S:0.03wt%以下およびO:0.005 wt%以下を含有し、
残部鉄および不可避的不純物の組成になる、連続鋳造性
に優れるフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項2】請求項1に記載の鋼において、S含有量を
0.001 〜0.03wt%としたことを特徴とする連続鋳造性に
優れるフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項3】請求項1に記載の鋼において、酸素濃度に
換算して、0.005 wt%以下の非金属介在物を含み、この
非金属介在物は80wt%以上のMgO を含有する組成になる
連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1つに記載の鋼に
おいて、Ti、AlおよびMgの含有量が、図1に示す点A、
B、C及びDで囲まれる範囲内にあることを特徴とする
連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼。 - 【請求項5】少なくとも、Al:0.005 〜0.5 wt%および
Ti:0.1 〜1.0 wt%のいずれか一方または両方を含むフ
ェライト系ステンレス溶鋼中に、Mgを0.0003〜0.05wt%
含有させるとともに、この溶鋼中のOを0.005 wt%以下
に抑制する処理を行ってから連続鋳造することを特徴と
する連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼の製
造方法。
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JP24011494A JP3563121B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 連続鋳造性に優れるフェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
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-
1994
- 1994-10-04 JP JP24011494A patent/JP3563121B2/ja not_active Expired - Fee Related
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