JPH1121613A - 低温靭性および耐サワー性に優れた鋼の製造方法 - Google Patents

低温靭性および耐サワー性に優れた鋼の製造方法

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JPH1121613A
JPH1121613A JP27624197A JP27624197A JPH1121613A JP H1121613 A JPH1121613 A JP H1121613A JP 27624197 A JP27624197 A JP 27624197A JP 27624197 A JP27624197 A JP 27624197A JP H1121613 A JPH1121613 A JP H1121613A
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molten steel
steel
cao
powder
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JP27624197A
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Takashi Sawai
隆 澤井
Shigenori Tanaka
重典 田中
Akihiko Kojima
明彦 児島
Tetsuji Kadoya
哲治 門矢
Wataru Yamada
亘 山田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鋳片に微細な酸化物を均一に分散させることが
でき、かつ鋼のSを顕著に低減できる方法を提供する。 【解決手段】Mn,Siで予め脱酸した溶鋼にTiをそ
の含有量が0.005〜0.020%となるように添加
し、その後にMg合金とCaOとを含有する粉体混合物
を溶鋼中に添加Mgの含有量を0.001〜0.01%
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】鋼中に微細酸化物を均等に分
散せしめた連続鋳造鋳片から製造した鋼材は低温靭性が
優れているために好ましい。またS含有量が10ppm
以下の鋼材は耐サワー性が優れている。本発明は微細酸
化物が均等に分散しているために低温靭性に優れた鋼材
の製造に好ましく、かつS含有量が低いために耐サワー
性が優れた鋼材の製造に好ましい、鋼の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】鋼材の低温靭性を向上させる方法とし
て、大きさが0.1〜10μmの微細な酸化物を鋼中に
均一に分散させ、これを変態、析出物の核として利用す
る技術が知られている。特開平3−47664号公報に
はZrを脱酸剤として用いる酸化物微細分散法が、また
特開平3−267311号公報、特開平4−2713号
公報には、Ti,Zr,Caを脱酸剤として用いる酸化
物微細分散法が、また特開平4−191314号公報に
はTiを脱酸剤として用いる酸化物微細分散法が記載さ
れている。
【0003】また本発明者等は、TiとMgとを含有す
る連続鋳造鋳片を研究した結果、Tiは鋳片の表層近傍
に微細な酸化物を高い密度で形成し、Mgは鋳片の中心
近傍に微細な酸化物を高い密度で形成するため、Tiと
Mgとを含有する連続鋳造鋳片は鋳片の表層から中心に
至る全体に微細な酸化物が均等に且つ高密度で形成され
ることを知得し、特願平8−253528号で特許出願
した。
【0004】一方、耐サワー性を満足させるための鋼中
のSの低減方法としては、溶鋼を例えばCaO−Al2
3−SiO2系フラックスと活発に接触させる事による
方法、CaやREM等の硫化物生成元素を溶鋼に添加す
る方法等が知られている。
【0005】しかしながら、従来は微細な酸化物を均一
に分散させる方法と鋼中のSの低減方法はそれぞれ別個
の手段であったために、微細酸化物が均一に分散しかつ
S含有量が低い鋼の製造においては、まず溶鋼をフラッ
クスと活発に接触させ、次に微細な酸化物を均一に分散
させる2工程の作業が必要であり、また溶鋼をフラック
スと活発に接触させる従来のS低減方法は作業が極めて
煩瑣であるという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋳片に微細
な酸化物を均一に分散させることができ、かつ鋼のSが
低減できる方法を提供するものであり、また鋼中のSを
従来よりも簡易に低減する事ができる新たな方法の提供
を課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)Mnお
よびSiを用いて予め脱酸したC:0.01〜0.2
%,Mn:0.30〜1.80%,Si:0.10〜
0.30%の溶鋼にTi:0.005〜0.02%とな
るようにTiを添加し、その後にMg:0.001〜
0.01%となるように、Mg合金とCaOを含有する
粉体との混合物を溶鋼中に添加することを特徴とする低
温靭性および耐サワー性に優れた鋼の製造方法である。
【0008】また(2)CaOを含有する粉体の組成が
CaO重量%/SiO2重量%で0.7以上であること
を特徴とする前記(1)に記載の低温靭性および耐サワ
ー性に優れた鋼の製造方法である。
【0009】また(3)CaOを含有する粉体の添加量
を溶鋼ton当たり2kg以上とする前記(1)あるいは
(2)に記載の低温靭性および耐サワー性に優れた鋼の
製造方法である。
【0010】本発明では、Mn及びSiを用いて予め脱
酸し、C:0.01〜0.20%,Mn:0.30〜
1.80%,Si:0.10〜0.30%の溶鋼とす
る。この脱酸は、例えば出鋼や真空処理に際して合金を
溶鋼に添加して行う。Cが0.01%未満、Mnが0.
30%未満では厚板にした際の強度が不十分であり、ま
たCが0.20%超、Mnが1.80%超では厚板にし
た際の溶接性が不十分となる。
【0011】Alを脱酸剤として用いると大型介在物や
クラスター状の介在物が発生して低温靭性が損なわれ
る。このため本発明の脱酸ではAlを使用しない。本発
明では後で行うTi脱酸におけるTiの歩留まりを安定
にするために、Siは0.10〜0.30%にしてお
く。
【0012】本発明では更にTiを添加し、その含有量
を0.005〜0.020%に調整する。この添加は例
えば真空処理に際して行うことが好ましい。Tiは溶鋼
の凝固速度が大きい連続鋳造鋳片の表層近傍に多量の微
細な脱酸生成物を形成して鋳片の材質を改善する。しか
し凝固速度が小さくなる板厚の1/2近傍の鋳片の中心
部では、微細な脱酸生成物の密度は激減する。
【0013】本発明では鋳片の中心部近傍にも多量の微
細な脱酸生成物を形成するために、更に溶鋼にMgをそ
の含有量が0.001〜0.01%となるように添加す
る。Tiが0.005%未満、Mgが0.001%未満
では微細な脱酸生成物の形成密度が不十分となる。一方
Tiが0.02%超、Mgが0.01%超では大型介在
物やクラスター状介在物が形成され易い。
【0014】しかし、格別な工夫を行わないでMgを溶
鋼に添加しても、溶鋼のSは格別に低減する事がなく、
本発明の目的を達成する事ができない。本発明において
はMg合金とCaOを含有する粉体混合物を溶鋼中に添
加する事によりMgを添加する。この粉体混合物は、更
にFe−Siの粉末や鉄粉を含有する粉体混合物であっ
てもよい。粉体混合物の溶鋼中への添加方法は、例えば
大気圧下で、不活性ガスをキャリアガスとして用い、ラ
ンスパイプを用いて吹き込む方法でも良いし、粉体をワ
イヤーに充填してワイヤー添加しても良い。この時、粉
体中のCaO重量%/SiO2重量%比が、0.7以上だ
と脱硫が一層安定する。
【0015】また、粉体は、溶鋼ton当たり2kg以上添
加する事が脱硫作用の安定上、望ましい。尚CaO/S
iO2重量%比が0.5以下だと生成した硫化物を十分
吸収できないため、脱硫効果が小さいが、0.7以上に
すると脱硫効果は顕著に向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明でMgとCaOを含有する
粉体混合物を溶鋼中に吹き込むと、溶鋼のSは顕著に低
減するが、これは下記の理由によるものと想考される。
粉体混合物を吹き込む前の溶鋼は、予めSiを用いて脱
酸され且つTiを0.005〜0.020%含有するた
めに、溶鋼の酸素含有量のレベルは小さい。これにMg
とCaOを含有する粉体混合物を添加すると、Mgの一
部はCaOを還元してMgOとなり、還元により生成し
たCaは溶鋼中のSと結合してCaSとなり粉体中に吸
収され浮上して溶鋼から除去される。またMgの一部も
MgSとなり、粉体中に吸収され浮上して溶鋼から除去
される。尚、溶鋼中の酸素により酸化されて形成された
MgOとCaOを還元する事により形成されたMgOは
鋳片の中心部近傍に多量の微細な脱酸生成物となって均
一に分散して配される。
【0017】
【実施例1】真空溶解炉において溶鋼を300kg溶製
し、Mg合金およびCaOを含有するCaO/SiO2
重量%比の異なる種々の組成の粉体を溶鋼中に吹き込む
実験を行った。吹き込み前後の溶鋼成分を分析し、脱硫
率を算出した。脱硫率(%)=添加後S濃度/添加前S
濃度×100で定義する。
【0018】表1に合金添加後の溶鋼成分と粉体のCa
O/SiO2重量%比と脱硫率を示した。比較材の試料
番号9〜11はMg合金を添加する際に、CaOを含有
する粉体を添加していない材料である。また、試料番号
12,13はCaO/SiO2重量%比が本発明範囲外の
材料である。さらに試料番号14,15はMg合金を添
加しない場合である。表1のごとく、本発明条件であれ
ば、高い脱硫率が得られていることがわかる。
【0019】ここで得られた材料を1150℃再加熱後
圧延し、さらに板に加工した後溶接熱サイクル再現試験
を実施した。また、耐HIC試験も実施した。用いた溶
液はNACE溶液と呼ばれる硫化水素飽和の人工海水
で、試験方法はNACE規格TM0284に従った。表
2に機械的特性および耐HIC試験での割れ発生の有無
を示す。いずれの試料も表2のごとく、本発明の条件で
あれば低温靭性、割れ発生ともに良好な材料が得られて
いる。
【0020】
【実施例2】大気溶解炉を用いて、溶鋼を100kg溶解
し、Mg−Si合金とCaOを含有するCaO/SiO
2重量%比の異なる種々の組成の粉体を重量比で1:2
に混合した粉体混合物を鉄殻内に含有するワイヤーを炉
内に供給する実験を行った。ワイヤーの外径は5mmで殻
肉厚は0.5mmである。添加前後の溶鋼成分を分析し、
脱硫率を算出した。脱硫率(%)=添加後S濃度/添加
前S濃度×100で定義する。
【0021】表3に合金添加後の溶鋼成分と粉体のCa
O/SiO2重量%比と脱硫率を示した。試料番号の9
および10は粉体添加量が2kg/tonに満たなかった試
料である。また試料番号11および12はCaO/Si
2重量%比が本発明の範囲外の試料である。このよう
に表3に示すように、本発明条件であれば高い脱硫率が
得られている。
【0022】添加後の溶鋼をインゴットに凝固させ、1
150℃に再加熱後圧延し、さらに板状に加工した後溶
接再現熱サイクル試験に供した。また、耐HIC試験も
実施した。試験方法はNACE規格TM0284に従っ
た。表4に試験結果を示すが、いずれの試料も本発明条
件であれば低温靭性、割れ発生ともに良好な材料が得ら
れている。
【0023】
【発明の効果】本発明によると、鋳片に微細な酸化物を
均一に分布させ、且つ鋼中のSを顕著に低減することが
できる。尚本発明によると、簡易に鋼中のSを低減する
事ができる。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】
【表4】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/00 301 C22C 38/00 301F 38/14 38/14 (72)発明者 門矢 哲治 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 山田 亘 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】MnおよびSiを用いて予め脱酸したC:
    0.01〜0.2%,Mn:0.30〜1.80%,S
    i:0.10〜0.30%の溶鋼にTi:0.005〜
    0.02%となるようにTiを添加し、その後にMg:
    0.001〜0.01%となるように、Mg合金とCa
    Oを含有する粉体との混合物を溶鋼中に添加することを
    特徴とする低温靭性および耐サワー性に優れた鋼の製造
    方法。
  2. 【請求項2】CaOを含有する粉体の組成がCaO重量
    %/SiO2重量%で0.7以上であることを特徴とす
    る請求項1に記載の低温靭性および耐サワー性に優れた
    鋼の製造方法。
  3. 【請求項3】CaOを含有する粉体の添加量を溶鋼ton
    当たり2kg以上とする請求項1あるいは2に記載の低温
    靭性および耐サワー性に優れた鋼の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027342A1 (fr) * 1999-10-12 2001-04-19 Nippon Steel Corporation Acier pour structure soudee dont la tenacite de zone thermiquement affectee ne depend pas d'un apport de chaleur, et procede de production associe
KR20150121193A (ko) * 2013-03-29 2015-10-28 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 내수소유기균열성과 인성이 우수한 강판 및 라인 파이프용 강관

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