JPH1034300A - 溶鋼のCa処理方法 - Google Patents
溶鋼のCa処理方法Info
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- JPH1034300A JPH1034300A JP19180996A JP19180996A JPH1034300A JP H1034300 A JPH1034300 A JP H1034300A JP 19180996 A JP19180996 A JP 19180996A JP 19180996 A JP19180996 A JP 19180996A JP H1034300 A JPH1034300 A JP H1034300A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ca処理により介在物を低融点化してノズル閉
塞を防ぐ溶鋼の製造方法において、Ca添加量を適正範
囲に制御する。 【解決手段】Alが0.005〜0.05%含まれる溶
鋼にCa処理を施して鋼中の非金属介在物としてのAl
2O3を低融点化し、ノズル閉塞を防止する連続鋳造方法
において、Ca添加中に酸素プローブにより溶存酸素値
(ao)を連続的に測定しておき、次式によって求められ
るアルミナ活量値(aAl2O3)が0.55以下となり、か
つ0.2より小さくならない時点でCa添加を終了する
ことによって介在物形態を適正領域に制御しノズル閉塞
を生じさせないようにし、かつ過剰添加を防止する。 aAl2O3=fAl 2×[Al]2×ao 3×exp(147400/T
−2.475) log10(fAl)= 0.22×[C] 但し、[C],[Al]はC,Alの重量%、Tは絶対温度を
表す。
塞を防ぐ溶鋼の製造方法において、Ca添加量を適正範
囲に制御する。 【解決手段】Alが0.005〜0.05%含まれる溶
鋼にCa処理を施して鋼中の非金属介在物としてのAl
2O3を低融点化し、ノズル閉塞を防止する連続鋳造方法
において、Ca添加中に酸素プローブにより溶存酸素値
(ao)を連続的に測定しておき、次式によって求められ
るアルミナ活量値(aAl2O3)が0.55以下となり、か
つ0.2より小さくならない時点でCa添加を終了する
ことによって介在物形態を適正領域に制御しノズル閉塞
を生じさせないようにし、かつ過剰添加を防止する。 aAl2O3=fAl 2×[Al]2×ao 3×exp(147400/T
−2.475) log10(fAl)= 0.22×[C] 但し、[C],[Al]はC,Alの重量%、Tは絶対温度を
表す。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続鋳造における
イマージョンノズル閉塞防止のために行う溶鋼のCa処
理方法に関する。
イマージョンノズル閉塞防止のために行う溶鋼のCa処
理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶鋼中に0.005〜0.050%のA
lを含有する鋼を連続鋳造にて小断面の鋳型に注入する
場合、タンディッシュと鋳型をつなぐイマージョンノズ
ルがAl2O3による閉塞を起こし、鋳造が困難になるた
め、取鍋にCa添加を行い、Al2O3を低融点のカルシ
ュームアルミネイトに改質することでイマージョンノズ
ルの閉塞を防止するとともに、大型のAl2O3系介在物
の生成を防止し品質の向上が図られている。
lを含有する鋼を連続鋳造にて小断面の鋳型に注入する
場合、タンディッシュと鋳型をつなぐイマージョンノズ
ルがAl2O3による閉塞を起こし、鋳造が困難になるた
め、取鍋にCa添加を行い、Al2O3を低融点のカルシ
ュームアルミネイトに改質することでイマージョンノズ
ルの閉塞を防止するとともに、大型のAl2O3系介在物
の生成を防止し品質の向上が図られている。
【0003】Caの添加量については、Alキルド鋼の
場合ほぼ全量の溶鋼中酸素がAl2O3となっているた
め、改質されるべきAl2O3を十分に無害化できるCa
添加量の下限を全酸素量に応じて規制する技術が主流と
なっている(例えば特開昭63−7322、特開平3−
165952、特平3−79713)。
場合ほぼ全量の溶鋼中酸素がAl2O3となっているた
め、改質されるべきAl2O3を十分に無害化できるCa
添加量の下限を全酸素量に応じて規制する技術が主流と
なっている(例えば特開昭63−7322、特開平3−
165952、特平3−79713)。
【0004】一方でCaを過剰に添加した場合、ノズル
閉塞や棒鋼、厚板等のUST欠陥の原因となるCaSの
析出が生じ、また、溶鋼中のフリーCa濃度が増加する
ため、Al203質のノズルに対しては溶損が問題となっ
てくる。このため、同じく全酸素量の値に応じてCa添
加量の上限を規制する技術が開示されている(例えば、
特開昭63−7322、特平3−79713、特開平1
−299742、特開平7−223058)。
閉塞や棒鋼、厚板等のUST欠陥の原因となるCaSの
析出が生じ、また、溶鋼中のフリーCa濃度が増加する
ため、Al203質のノズルに対しては溶損が問題となっ
てくる。このため、同じく全酸素量の値に応じてCa添
加量の上限を規制する技術が開示されている(例えば、
特開昭63−7322、特平3−79713、特開平1
−299742、特開平7−223058)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来行われてい
たCa処理鋼におけるCaの添加量の管理はすべて、C
a添加前の全酸素量の分析値を基にしたものであり、C
a処理中あるいは処理後の介在物組成に関しては検出す
る方法が無かったため、添加Ca歩留まりのばらつきや
処理中および処理後の溶鋼再酸化の程度のばらつきによ
って、実際のCa添加量を管理内に制御することは困難
であった。
たCa処理鋼におけるCaの添加量の管理はすべて、C
a添加前の全酸素量の分析値を基にしたものであり、C
a処理中あるいは処理後の介在物組成に関しては検出す
る方法が無かったため、添加Ca歩留まりのばらつきや
処理中および処理後の溶鋼再酸化の程度のばらつきによ
って、実際のCa添加量を管理内に制御することは困難
であった。
【0006】本発明はこのような状況を鑑みてなされた
ものであって、その目的は、Ca処理を施して連続鋳造
を行うに際して、Ca添加中から介在物組成を把握して
Ca添加の過不足を防止することにより、連々鋳率の向
上、連続鋳造稼働率の向上および鋳造鋼種の組み合わせ
制限緩和を達成するための溶鋼のCa処理方法を提供し
ようとするものである。
ものであって、その目的は、Ca処理を施して連続鋳造
を行うに際して、Ca添加中から介在物組成を把握して
Ca添加の過不足を防止することにより、連々鋳率の向
上、連続鋳造稼働率の向上および鋳造鋼種の組み合わせ
制限緩和を達成するための溶鋼のCa処理方法を提供し
ようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、0.005〜
0.050%のAlを含有した溶鋼をCa処理するに当
たり、Ca添加中に酸素プローブにより溶存酸素値
(ao)を連続的に測定し、(1)式によって求められるアル
ミナ活量値(aAl2O3)が0.2以上かつ0.55以下と
なった時点でCa添加を終了することを特徴とする溶鋼
のCa処理方法である。
0.050%のAlを含有した溶鋼をCa処理するに当
たり、Ca添加中に酸素プローブにより溶存酸素値
(ao)を連続的に測定し、(1)式によって求められるアル
ミナ活量値(aAl2O3)が0.2以上かつ0.55以下と
なった時点でCa添加を終了することを特徴とする溶鋼
のCa処理方法である。
【0008】 aAl2O3=fAl 2×[Al]2×ao 3×exp(147400/T−2.475) …………(1) ただし、Tは溶鋼の絶対温度を表す。また、fAlは溶鋼
中のAlの活量係数であり(2)式で表される。
中のAlの活量係数であり(2)式で表される。
【0009】 log10(fAl)= 0.22×[C] …………(2) ここで、[C]は鋼中Cの重量パーセント、[Al]は鋼中
Alの重量パーセントである。
Alの重量パーセントである。
【0010】本発明は上述のように構成されるが、要は
取鍋内で直接測定可能なAl濃度と溶存酸素値により決
定されるアルミナ活量値を基準としてCa処理における
Ca添加量の過不足をなくし、ノズル閉塞や耐火物溶損
のない健全な連続鋳造の操業を保とうとするものであ
る。
取鍋内で直接測定可能なAl濃度と溶存酸素値により決
定されるアルミナ活量値を基準としてCa処理における
Ca添加量の過不足をなくし、ノズル閉塞や耐火物溶損
のない健全な連続鋳造の操業を保とうとするものであ
る。
【0011】以下に本発明について詳細に説明する。
0.005〜0.050%のAlを含有した溶鋼におい
ては、溶鋼中の酸素の大部分はAl203の形態で存在す
るため、Ca添加によりAl203をカルシュームアルミ
ネイトにして無害化するに当たり、実測できる全酸素量
を基準にとってCa添加量が決定される技術が一般には
採用される。
0.005〜0.050%のAlを含有した溶鋼におい
ては、溶鋼中の酸素の大部分はAl203の形態で存在す
るため、Ca添加によりAl203をカルシュームアルミ
ネイトにして無害化するに当たり、実測できる全酸素量
を基準にとってCa添加量が決定される技術が一般には
採用される。
【0012】一方で、CaO・Al2032元系介在物に
おいてAl203濃度とAl203の活量の関係は図1のよ
うになることが判っている(H.Gaye and J.Welfringe
r:Slags and Fluxes,(1984) p357)が、従来から適正
であるとされるCa添加範囲は図1中に示すようにAl
203濃度で60%以上かつ78%以下となる(例えば特
開昭63−7322、特平3−79713、特開平1−
299742、特開平−223058)。
おいてAl203濃度とAl203の活量の関係は図1のよ
うになることが判っている(H.Gaye and J.Welfringe
r:Slags and Fluxes,(1984) p357)が、従来から適正
であるとされるCa添加範囲は図1中に示すようにAl
203濃度で60%以上かつ78%以下となる(例えば特
開昭63−7322、特平3−79713、特開平1−
299742、特開平−223058)。
【0013】図1は1600℃の時の関係を示している
が、通常のCa添加温度1600℃〜1650℃ではこ
の関係はほとんど変化は無い。この適正介在物組成をA
l203の活量に換算すると0.2以上かつ0.55以下
ということになる。Al203の活量は、実測できるAl
濃度および酸素活量から(1)式によって決定できる。
(1)式においてfAlは鋼中C濃度によって(2)式で計算
できる。
が、通常のCa添加温度1600℃〜1650℃ではこ
の関係はほとんど変化は無い。この適正介在物組成をA
l203の活量に換算すると0.2以上かつ0.55以下
ということになる。Al203の活量は、実測できるAl
濃度および酸素活量から(1)式によって決定できる。
(1)式においてfAlは鋼中C濃度によって(2)式で計算
できる。
【0014】 aAl2O3=fAl 2×[Al]2×ao 3×exp(147400/T−2.475) …………(1) ただし、Tは溶鋼の絶対温度を表す。また、fAlは溶鋼
中のAlの活量係数であり(2)式で表される。
中のAlの活量係数であり(2)式で表される。
【0015】 log10(fAl)= 0.22×[C] …………(2) ここで[C]は鋼中Cの重量パーセントである。(1)式の
関係は、(3)式で示されるAl203の生成自由エネルギ
ー値の温度変化(△G0)のデータに基づいている。
関係は、(3)式で示されるAl203の生成自由エネルギ
ー値の温度変化(△G0)のデータに基づいている。
【0016】 2Al+30=Al203 △G0/(RT)=−147400/T+2.475 ……(3) ここで、Rはガス定数である。
【0017】一例として、[C]=0.04%、Al濃度
が100ppm の場合の介在物濃度と酸素活量の関係を図
2に示した。図1で示したCa添加適正範囲は、Al=
100ppm の場合溶存酸素値に換算して6ppm 以上かつ
8.5ppm 以下ということができる。
が100ppm の場合の介在物濃度と酸素活量の関係を図
2に示した。図1で示したCa添加適正範囲は、Al=
100ppm の場合溶存酸素値に換算して6ppm 以上かつ
8.5ppm 以下ということができる。
【0018】本発明による方法は、Al濃度が既知の場
合溶存酸素値と介在物組成が上で述べたように1対1で
対応しているという原理に立脚して、常に介在物組成を
把握しながらCa添加処理を行い、適正介在物組成のと
ころで処理を終了してCa添加の過不足を抑制しようと
するものである。
合溶存酸素値と介在物組成が上で述べたように1対1で
対応しているという原理に立脚して、常に介在物組成を
把握しながらCa添加処理を行い、適正介在物組成のと
ころで処理を終了してCa添加の過不足を抑制しようと
するものである。
【0019】具体的な方法としては、Al脱酸した後、
溶鋼Al濃度を分析し、請求項記載のAl2O3の活量が
適正範囲に入るための溶存酸素値の管理範囲を(1)式を
用いて予め求めておく。その後Ca添加中に酸素プロー
ブによって溶存酸素値を監視し、溶存酸素値の実測値が
管理範囲内に入ったある時点でCa添加を終了する。
溶鋼Al濃度を分析し、請求項記載のAl2O3の活量が
適正範囲に入るための溶存酸素値の管理範囲を(1)式を
用いて予め求めておく。その後Ca添加中に酸素プロー
ブによって溶存酸素値を監視し、溶存酸素値の実測値が
管理範囲内に入ったある時点でCa添加を終了する。
【0020】図2に見られるように、Ca添加の処理中
で介在物の濃度が適正範囲に入るのは、CaO・2Al
2O3(図中CA2と略記)+CaO・6Al2O3(図中CA
6と略記)からL+CaO・2Al2O3へ相の状態が変化
するところであり、これが原因で適正範囲に入った時点
で溶存酸素値も不連続に減少する。本方法に依れば、こ
の不連続な溶存酸素値の減少でもって適正に入ったこと
を容易に認知することが出来る。
で介在物の濃度が適正範囲に入るのは、CaO・2Al
2O3(図中CA2と略記)+CaO・6Al2O3(図中CA
6と略記)からL+CaO・2Al2O3へ相の状態が変化
するところであり、これが原因で適正範囲に入った時点
で溶存酸素値も不連続に減少する。本方法に依れば、こ
の不連続な溶存酸素値の減少でもって適正に入ったこと
を容易に認知することが出来る。
【0021】現在利用できる低酸素用プローブの測定限
界は1〜2ppm であり、溶鋼中Al濃度が0.05を越
えると溶存酸素値がCa無添加の時点で2ppm 程度以下
になるので本発明の方法は使うことが出来ない。またA
l濃度が0.005%以下である場合は、Ca添加前の
酸素レベルが非常に大きくなるため添加Caの歩留まり
が悪化するため元々Ca処理の方法は用いられない。
界は1〜2ppm であり、溶鋼中Al濃度が0.05を越
えると溶存酸素値がCa無添加の時点で2ppm 程度以下
になるので本発明の方法は使うことが出来ない。またA
l濃度が0.005%以下である場合は、Ca添加前の
酸素レベルが非常に大きくなるため添加Caの歩留まり
が悪化するため元々Ca処理の方法は用いられない。
【0022】
【実施例】250トン転炉より出鋼した溶鋼240トン
をCAS処理によりAl脱酸した後、取鍋にて本発明の
方法によりCaワイヤー添加を行いタンディッシュを介
して連続鋳造を実施した。結果を表1に示している。本
実施例において、温度は1600±10℃であった。
をCAS処理によりAl脱酸した後、取鍋にて本発明の
方法によりCaワイヤー添加を行いタンディッシュを介
して連続鋳造を実施した。結果を表1に示している。本
実施例において、温度は1600±10℃であった。
【0023】表1に、本発明の方法でCa添加を行った
場合のCa添加量と介在物組成、鋳造性の関係を示す。
場合のCa添加量と介在物組成、鋳造性の関係を示す。
【0024】
【表1】
【0025】実施例1〜3は主にAl濃度とO濃度が変
化した場合の本発明の方法により溶存酸素値を管理値内
におさめた時のCa濃度、介在物組成、鋳造性を示した
ものである。Al濃度に応じて決まる溶存酸素値の管理
範囲内でCa添加処理を終了した場合、結果としてT.
Caの値がT.Oを基準として従来管理されていた範囲
(0.5<T.Ca/T.O<1.0)の適正範囲に入
ることが実証された。これらの場合は、鋳造性は良好な
状態が保たれた。
化した場合の本発明の方法により溶存酸素値を管理値内
におさめた時のCa濃度、介在物組成、鋳造性を示した
ものである。Al濃度に応じて決まる溶存酸素値の管理
範囲内でCa添加処理を終了した場合、結果としてT.
Caの値がT.Oを基準として従来管理されていた範囲
(0.5<T.Ca/T.O<1.0)の適正範囲に入
ることが実証された。これらの場合は、鋳造性は良好な
状態が保たれた。
【0026】比較例1、2はそれぞれ、意識的に溶存酸
素の管理範囲の下限と上限を越える領域でCa添加を終
了した場合の結果を示しているが、管理範囲の下限を越
えた場合は、T.Ca/T.Oの上限を越えており、ス
トッパーの溶損傾向が見られた。また、管理範囲の上限
を越えた場合は、T.Ca/T.Oの下限を越えてお
り、ノズルの開閉傾向が見られた。
素の管理範囲の下限と上限を越える領域でCa添加を終
了した場合の結果を示しているが、管理範囲の下限を越
えた場合は、T.Ca/T.Oの上限を越えており、ス
トッパーの溶損傾向が見られた。また、管理範囲の上限
を越えた場合は、T.Ca/T.Oの下限を越えてお
り、ノズルの開閉傾向が見られた。
【0027】図3は、表1の実施例1と同じ成分系、同
じ処理の溶鋼において、T.Oの異なる幾つかのチャー
ジでCa処理をした従来法と本法を実施した場合のCa
添加量の制御性の差を示したものである。
じ処理の溶鋼において、T.Oの異なる幾つかのチャー
ジでCa処理をした従来法と本法を実施した場合のCa
添加量の制御性の差を示したものである。
【0028】従来法においては、T.Oの分析値から、
予めCaの歩留まりを考慮してT.Ca/T.O=0.
7となるようにCa添加量を定めている。また、本発明
の方法を実施したものについては、T.Ca/T.O=
0.7つまり、Al2O3濃度で68%、活量で0.54
7となったところでCa添加を終了した場合の結果を示
す。
予めCaの歩留まりを考慮してT.Ca/T.O=0.
7となるようにCa添加量を定めている。また、本発明
の方法を実施したものについては、T.Ca/T.O=
0.7つまり、Al2O3濃度で68%、活量で0.54
7となったところでCa添加を終了した場合の結果を示
す。
【0029】図より、従来法では、Ca歩留まりのばら
つきによって、適正領域からはずれる場合もあるが、本
方法を適用した場合は、試験したチャージ全てが管理範
囲内に収まっていた。
つきによって、適正領域からはずれる場合もあるが、本
方法を適用した場合は、試験したチャージ全てが管理範
囲内に収まっていた。
【0030】
【発明の効果】従来取鍋でのCa処理と比較し、適正C
a添加量の制御が極めて容易となり、タンディッシュの
ノズル閉塞、ストッパーの溶損を可能な限り抑制するこ
とが出来、連々鋳率の向上、連続鋳造稼働率の向上が図
られた。
a添加量の制御が極めて容易となり、タンディッシュの
ノズル閉塞、ストッパーの溶損を可能な限り抑制するこ
とが出来、連々鋳率の向上、連続鋳造稼働率の向上が図
られた。
【図1】介在物中のAl2O3濃度とAl2O3活量の関係
を示す図。
を示す図。
【図2】介在物中のAl2O3濃度と溶存酸素値の関係を
示す図。
示す図。
【図3】本発明と従来法によるCa添加量の制御性の差
を示す図。
を示す図。
Claims (1)
- 【請求項1】 Alが0.005〜0.05%含まれる
溶鋼にCa処理を施してノズル閉塞を防止する連続鋳造
方法において、Ca添加中に酸素プローブにより溶存酸
素値(ao)を連続的に測定しておき、次式によって求め
られるアルミナ活量値(aAl2O3)が0.55以下とな
り、かつ0.2より小さくならない時点でCa添加を終
了することを特徴とする溶鋼のCa処理方法。 aAl2O3=fAl 2×[Al]2×ao 3×exp(147400/T−2.475) …………(1) ただし、Tは溶鋼の絶対温度を表す。また、fAlは溶鋼
中のAlの活量係数であり(2)式で表される。 log10(fAl)= 0.22×[C] …………(2) ここで、[C]は鋼中Cの重量パーセント、[Al]は鋼中
Alの重量パーセントである。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19180996A JPH1034300A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 溶鋼のCa処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19180996A JPH1034300A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 溶鋼のCa処理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1034300A true JPH1034300A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16280892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19180996A Withdrawn JPH1034300A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 溶鋼のCa処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1034300A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002542034A (ja) * | 1999-04-15 | 2002-12-10 | ユジノール | アルミニウムキルド連続鋳造鋼の鋳造性を改良するための処理 |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP19180996A patent/JPH1034300A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002542034A (ja) * | 1999-04-15 | 2002-12-10 | ユジノール | アルミニウムキルド連続鋳造鋼の鋳造性を改良するための処理 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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