JPS6146524B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鋼溶融物を処理するために注入冶金
（injection―metallurgical）法に関する。特に本
発明は粉末カルシウム化合物を溶融物へ注入する
ことからなる方法に関する。 品質を一層改良した鋼を開発するに際し、非金
属含有物に注意が払われてきた。それら非金属含
有物は常に鋼中に存在し、屡々非常に強力な仕方
で鋼の加工性に影響を与え、その機械的性質に大
きな影響を与える。硫化物系含有物と同様酸化物
系含有物も、充分キルドされた鋼では酸素含有量
が低い事から、影響を有するが、硫化物系の含有
物に対して最大の努力が集中してきたのは当然で
ある。従つて溶融物中の全硫黄含有量従つて硫化
物の量を減少させること、及び残留硫化物をでき
るだけ害のないものに転化させることを目的とし
てきた。その目的のために長い虫状硫化物系含有
物を一層回転楕円体状のものに転化させるよう
に、形態を変えるように試みられてきた。そのよ
うな球状のものは鋼の種々の方向の機械的性質と
同様、圧延、鍛造等々による鋼の加工性に関して
一層長い形の含有物よりもはるかに害が少ない。 特に問題になる分野は低炭素及び低珪素のアル
ミニウムキルド鋼で、それらの鋼は機械的な深絞
り（deep―drawing）性が優れているので、冷間
圧延シートの形で極めて多量に使用されている。
典型的な適用範囲は自動車の車体の深絞りシート
である。之等の鋼は低コストで大量生産すること
ができる。製造コストを低下させる一つの方法は
連続的鋳造法を用いることである。しかし実際に
は低炭素及び低珪素のアルミニウムキルド鋼を連
続鋳造することは数多くの共に作用する因子のた
め遂行しにくいか又は遂行不可能である。例えば
流動性が低いと同時に酸化アルミニウムAl₂o₃の
大きな凝集物があると、屡々連続鋳造ノズルを閉
塞する。従つて深絞り用のアルミニウムキルド鋼
を製造するためには従来のインゴツト鋳造に主に
依存していた。 しかし他のほとんどの商業的品質の鋼の製造に
対しては連続鋳造が非常に主立つた方法になつて
きている。脱硫の目的及び組成調節のためには、
取鍋中で鋼溶融物を注入冶金的に処理することが
一層屡々行われるようになつてきている。之等の
注入冶金法のほとんどは、一般にカルシウム化合
物、例えば調節した量の石灰、カルシウム―炭化
物及び（又は）カルシウム珪素を中性キヤリアー
ガスによつて、できれば螢石CaF₂の如き融剤と
共に脱酸された鋼溶融物中に注入することを行な
つているが、このことは例えばstahl u.EisenNo.
11，p.474―485（1974）に記載されている。脱硫
の結果は基本的には溶融物に供給した全カルシウ
ム量に依存する。そのカルシウムは溶融物中に存
在する硫黄と結合し、硫化カルシウムCaSを形成
する。硫化ウルシウムは溶融物の表面上のスラグ
中に集まるが、用いられるカルシウム化合物の種
類には実質的に無関係である。しかし供給された
混合物は酸化物形態に結合していないカルシウム
を大きな割合で含んでいることが必要であると考
えられていた。石灰の形のカルシウムとは異なる
ようなカルシウムは元素状カルシウムとして遊離
し、その形で溶融物中に溶解及び（又は）溶融融
物中の含有物と反応する。このことは含有物の形
に関する限り、希望の結果を達成することができ
る根拠を与える。同時に鋼の流動性が、溶融物中
にカルシウムが溶解することによつて改良され
る。従つて50％或はそれより多い所迄カルシウム
―珪素、又はカルシウム―炭化物、CaC₂からな
るカルシウム化合物の混合物を供給するのが普通
のやり方であるが、カルシウム―珪素は石灰より
も約20倍も高価である。換言すればその処理は比
較的高価である。しかし低炭素鋼の製造に際し、
カルシウム―炭化物を多量に供給することが理論
的に可能であつても、それは再炭素化
（recarburization）効果のため無視されなければ
ならない。特に深絞り鋼を製造する際には、それ
らの鋼には非常に低い珪素含有量しか許されいよ
うな事を考慮すると、同じようにしてカルシウム
―珪素を供給することはできない。亦既知の技術
により鋼の脱硫のため提案されてきた混合物であ
る石灰とカルシウム―シアナミドCaCN₂の如き
物質との混合物も、再炭素化のため特に深絞り鋼
の処理に用いることはできない。 本発明は、従来法の注入冶金法の上記欠点を及
び限界を実質的に解消した、鋼溶融物を処理する
ための注入冶金法を与えることを目的としてい
る。 特に本発明の目的は、鋼溶融物を処理するため
のコストを低化することにあり、同時に石灰及び
カルシウム―珪素（CaSi）カルシウム―炭化物
（CaC₂）及びカルシウム―シアミド（CaCN₂）の如
きカルシウム酸化物の形で結合していない化合物
を用いた処理に基いた既知の方法によるのと少な
くとも同じ良好な脱硫及び残留含有物の形態的変
化を達成することができる。 更に本発明の目的は、特に深絞り鋼即ち炭素及
び珪素の含有量が低いアルミニウムキルド鋼を製
造するに際に、連続的鋳造に適した諸性質を有す
る鋼溶融物を製造することである。この事は第一
に硫化物系含有物が本質的に球形に変化されるこ
とを意味する。更に通常存在するアルミニウム酸
化物Al₂O₃は一緒に結合して大きな凝集物を形成
する傾向を有するが、好ましくはそのような
Al₂O₃と同じ傾向をもたない回転楕円体形の複雑
なカルシウムアルミン酸塩へそれらアルミニウム
酸化物を本質的に変化させる。 本発明によれば、鋼溶融物の脱酸後の第１工程
として石灰CaOを粉末の形で、きれば螢石CaF₂
と一緒に中性キヤリアーガスによつて溶融物の表
面下へ注入し、然もその石灰は供給したカルシウ
ムの量が溶融物中に存在する硫黄の大部分を除去
するのに充分であるような量で供給する。然る後
第２工程として、非酸化物形の結合したカルシウ
ムを注入し、そのカルシウムは元素状カルシウム
として本質的に遊離し、その形で溶融物中へ溶解
及び（又は）残留含有物と反応し、本質的に無害
の含有物へそれら含有物を変化さ、同時に鋼の流
動性を改善する。通常第１注入効程は第２工程が
始まる前に完了するが、それらの注入工程が互に
部分的に重なつていてもよく、従つて中間的工程
として夫々のカルシウム含有化合物の混合物が注
入され、それによつて本方法の術的効果を促進す
るようにすることもできる。亦、第２注入工程の
全体中で注入される材料を上記非酸化物形に結合
したカルシムを含む材料の外に石灰を或る％含む
ものにすることもできる。 キヤリアーガスとして、アルゴン又は窒素の如
き中ガスが用いられる。注入は塩基性裏打がして
ある取鍋で行うのが適切であり、注入を始める前
に既知の仕方で溶融物を塩沿基性スラグで覆つて
おくのが適切である。 本発明の好ましい具体例によれば、充分脱酸さ
れた溶融物は最低0.02％の硫黄を含み、第１注入
程中本質的に石灰の供給により減少して001％よ
り低くなり、第２注入工程中、鋼1t当り0.05〜
0.5Kgのカルシウムが実質的に非酸化物形の結合
カルシウムの形で供給され、それによつて更に硫
黄含有量が減少して最大0.005％になる。同時に
残留硫化物系含有物の実質的回転楕円体化が行わ
れ、一方溶融物中のアルミニウム酸化物が、互に
結合して大きな凝集物となるアルミニウム酸化物
に典型的な傾向をもたない形のもたない形のもの
に遊離カルシウムによつて還元される。 第２注入工程中粉末として注入される非酸化物
形結合カルシウムはカルシウム―珪素（CaSi）、
カルシウム―炭化物（CaF₂）及びカルシウム―シ
アナミド（CaCN₂）からなる群に属する化合物の
少なくとも一種類の形で供給されるのが適切であ
る。Si含有量が最低0.1％、Ｃの含有量が最大0.1
％である鋼の製造にカルシウム―珪素、適当には
通常の商業的等級のカルシウム―珪素を選択する
のが適切である。炭化カルシウムは上記三種類の
化合物の中で通常の場合第２注入工程中に用いら
れる材料である。換言すれば炭化ウルシウムは、
Ｃの含有量が0.1％より多い鋼の製造で第２注入
工程で用いるのに好ましい主たるカルシウム含有
物である。 Ｃの含有量が最大0.1％、Siの含有量が最大
0.08％（好ましくは最大0.05％Si）である深絞り
鋼を製造する際には、第２注入工程中カルシウム
―炭化物及び（又は）カルシムシアナミドの形
で、好ましくは窒素を含むため或る粒子リフアイ
ン（rifine）効果をもたらすことができるカルシ
ウム―シアナミドの形で供給される。 実施例 １ この従来法を例示する例では、鋼溶融物は脱炭
され取鍋へ流入された。同時に合金用元素と脱酸
剤（アルミニウム）を添加した。供給量は42tで
あり、標準的炭素―マンガン含有量をもつもの
（0.17C；1.4Mn）であつた。鋼溶融物の表面は石
灰CaOで覆い、塩基性スラグを得るようにした。
然る後カルシウム―垂素、CaSiを鋼溶融物中へ
さし込んだランスによつて注入した。アルゴンを
キヤリアーガスとして用いた。２分毎に珪素、硫
及びカルシウムについて試料をとつた。 次の値が記録された。％は重量％である。

【表】 鋼溶融物中のカルシウム含有量は時間の関数と
して第２図中点線１で表わされている。 実施例 ２ この実施例は、等級がAISI 316LNのステンレ
ス鋼溶融物に関し、供給重量は60tであつた。脱
炭後溶融物の組成を調節し、鋼溶融物を脱酸し、
実施例１で用いたのと同じ取鍋中に注入した。こ
の場合の溶融物も塩基性スラグで覆つた。右灰、
CaOを硫黄含有量が0.006％に減少する迄注入し
た。然る後、カルシウム―珪素、CaSiを注入し
た。表２に示すように試料をとつた。

【表】 実施例１及び２は本発明により希望の形態的変
化を達成することができることを例示している。
即ち鋼中の全カルシウム含有量は低く留まり、注
入を実施している間に減少することは、形態的に
変化が得られことを示している。之等二つの状態
は実施例２で得られ、第２図中の曲線２で示され
ているが、実施例１では得られておらず、図中の
曲線１は鋼溶融物中のカルシウムの溶解度の限界
をはかるに超えたカルシウム含有量迄上昇してい
る。このグラフ中、細い点線は溶融鋼中のカルシ
ウムの溶解度の大体の限界を示している。 実施例による従来法と本発明による実施例２と
を比較すると、希望の結果を達成するのにかなり
わずかな含有量のCaSiがいるだけであることも
分る。特にグラフから実際に希望の結果が1t当り
約0.8KgのCaSiを注入した後に既に達成され、、更
に添加した1t当り0.8KgのCaSiは余計であつたと
考えることができることが認められるべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による注入を開発した原理を概
略的グラフの形で示した図である。第２図は従来
の注入法による鋼溶融物中のカルシウム含有量の
変化と、本明によるその変化とを夫々グラフの形
で例示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼溶融物を酸化した後の第１工程中で、石灰
   CaOをできれば螢石CaF₂と共に、該溶融物の表
   面の下に中性キヤリアーガスによつて注入し、然
   もその石灰は供給されたカルシウムの量が溶融物
   中に存在する大部分の硫黄を除去するのに充分で
   あるような量で供給され、然る後第２工程中に非
   酸化物状に結合したカルシウムを注入し、そのカ
   ルシウムが元素状カルシウムとして本質的に遊離
   し、その形で溶触物中に溶解し、そして（又は）
   残留含有物と反応してその含有物を無害な含有物
   へ本質的に転化し、同時に鋼の流動性を改良する
   ことを特徴とする注入冶金的鋼溶融物の処理方
   法。 ２ 第１の注入工程を、第２工程が始まる前に完
   了させる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 第２の注入工程が部分的に第１工程と重なつ
   ており従つて中間的工程として夫々のカルシウム
   含有化合物の混合物を注入することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ よく脱酸された溶融物が最低0.02％の硫黄を
   含し、それが第１注入工程中本質的に石灰の供給
   によつて0.01％より低く減少し、第２注入工程中
   鋼1t当り0.05〜0.5Kgのカルシウムを実質的に非
   酸化物状の結合カルシウムの形で供給することを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜２項のいずれか
   に記載の方法。 ５ 第２注入工程中硫黄含有量を更に最大0.005
   ％に減少させることを特徴とする前記第４項に記
   載の方法。 ６ 第２注入工程中カルシウムをカルシウム―珪
   素、カルシウム―炭化物及びカルシウム―シアナ
   ミドからなる群に属する化合物のいずれかの形で
   供給されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜５項のいずれかに記載の方法。 ７ 第２工程中カルシウム―珪素が注入され、好
   ましくは最低0.1％のSiを含み、Ｃの含有量が最
   大0.1％である鋼の製造で注入されることを特徴
   とする前記第６項に記載の方法。 ８ 第２注入工程中カルシウムが0.1％より多い
   Ｃを含む鋼の製造でカルシウム―炭化物の形で主
   に供給されることを特徴とする前記第６項に記載
   の方法。 ９ 第２注入工程中カルシウムがＣの含有量が最
   大0.1％、Siの含有量が最大0.08％、好ましくは
   最大0.05％である鋼の製造でカルシウム―シアナ
   ミド形で実質的に供給されることを特徴とする、
   前記第６項に記載の方法。