TWI659110B - 熔鋼的硫添加材及硫添加鋼的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明於熔鋼中添加硫添加材後，可穩定熔鋼中硫的良率，且，可防止連續鑄造時因雜質引起的噴嘴堵塞。 本發明係使用用於熔鋼之硫添加材，熔製含S：0.012～0.100質量%之經Al脫氧的硫添加鋼，且該硫添加材之特徵在於相對於硫添加材總質量%，含有85質量%以上之粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子。

Description

熔鋼的硫添加材及硫添加鋼的製造方法
本發明是有關於為了調整熔鋼成分而添加到熔鋼中的硫添加材，及使用該硫添加材製作硫添加鋼之製作方法。
硫(S)因為是用以提升鋼材切削加工性之元素，故多於製鋼步驟中以所需量添加於尤其要機械加工成複雜形狀之機械結構用熔鋼中。此時，硫添加材可使用高純度精製的純硫、工業製造硫化鐵，或是利用各種選礦法製得之黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦等等。
這些硫添加材，因為是經工業製程而製造出來，故價格不得不變得昂貴。相對於此，最近開始直接使用礦山開採出之硫化鐵礦作為較便宜的硫添加材。
不過，利用轉爐或真空處理器精煉出的熔鋼含有大量氧，而一般手段是會添加0.015～0.100質量%左右之與氧有高度親和性之脫氧元素Al來將這些大量的氧脫氧。
但是，使用Al脫氧會生成Al2 O3 系夾雜物，而其凝聚會生成粗大的氧化鋁簇。此氧化鋁簇會附著於為了將熔鋼從餵槽注入模具而使用之連續鑄造噴嘴(包含滑動噴嘴等調整注入量之噴嘴、浸入式噴嘴)內壁上，使連續鑄造時噴嘴產生堵塞的現象(以下將稱之為「噴嘴堵塞」)。
尤其是於直接使用硫化鐵礦作為熔鋼之硫添加材時，硫化鐵礦中的雜質(氧化物或碳酸鹽等)會成為氧源，使氧化鋁簇大量生成而易造成噴嘴堵塞。
針對像這樣會從添加材或添加合金對熔鋼混入氧源的問題，專利文獻1中提出在使用真空脫氣裝置使熔鋼脫炭、脫氧，及於熔鋼添加合金元素進行熔鋼的二次精煉方法中，於進行熔鋼脫炭處理中添加合金元素後，再進行脫氧處理。
但是，於熔鋼添加硫添加材時，熔鋼和盛桶熔渣會產生反應促使脫硫，所以如果在較早的階段時就將硫添加材添加到熔鋼中，熔鋼中硫的良率會無法穩定，而難以確保製得之硫添加鋼中的硫組成穩定。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2000-087128號公報
發明概要
本發明有鑑於習知技術之現狀問題，以在熔鋼添加硫添加材時使熔鋼中的硫良率的穩定化，且防止連續鑄造時因雜質導致之噴嘴堵塞為課題，而提供可解決該課題之低價且雜質量少之硫添加材，以及使用該硫添加材來製造硫添加鋼之製造方法。
本發明人等針對可解決上述課題之手段進行了精闢討論，結果發現將經擊碎並分級過之具有特定粒徑之硫化鐵礦作為硫添加材物使用時，可使熔鋼中硫的良率穩定化，且能防止在連續鑄造時發生噴嘴堵塞。
本發明是基於上述發現而實施，其主旨如下。
(1)一種用於熔鋼的硫添加材，其特徵在於相對於硫添加材總質量%，含有85質量%以上之粒徑為5.0~37.5mm之硫化鐵礦粒子。
(2)如前述(1)之用於熔鋼的硫添加材，其中前述粒徑為9.5~31.5mm。
一種硫添加鋼的製造方法，其特徵在於包含於經Al脫氧之熔鋼中添加如前述(1)或(2)之硫添加材之硫添加步驟，以熔製硫添加鋼；該硫添加鋼以質量%計限制成：C：0.07~1.20%、Si：大於0且在1.00%以下、Mn：大於0且在2.50%以下、N：大於0且在0.02%以下、S：0.012~0.100%、Al：0.015~0.100%、及P：0.10%以下，且剩餘部分由鐵及不可避免之雜質構成。
(4)如前述(3)之硫添加鋼的製造方法，其中硫添加鋼以質量%計更含有選自以下1種或2種以上之元素： Cu：2.00%以下、 Ni：2.00%以下、 Cr：2.00%以下、 Mo：2.00%以下、 Nb：0.25%以下、 V：0.25%以下、 Ti：0.30%以下、及 B：0.005%以下。
根據本發明，可提供低價且雜質量少之硫添加材，又，可提供一種製造硫添加鋼的製作方法，其可於熔鋼中添加該硫添加材時使熔鋼中的硫良率穩定化，並可防止連續鑄造時發生噴嘴堵塞。
用以實施發明之形態 用於熔鋼之本發明硫添加材(以下以「本發明添加材」稱之)，其特徵在於相對於硫添加材總質量%，含有85質量%以上之粒徑為5.0～37.5mm的硫化鐵礦粒子。
本發明硫添加鋼的製作方法(以下以「本發明製造方法」稱之)，其特徵在於使用本發明添加材，熔製含Al：0.015～0.100質量%及S：0.012～0.100質量%且經Al脫氧後之硫添加鋼。
又，在本發明之製作方法中，本發明添加材宜經RH脫氣處理步驟，將硫以外的成分調整後再行添加。
以下將說明從發想至完成本發明之過程與本發明添加材和本發明製作方法。
本發明人等為了使用低價的硫化鐵礦作為硫添加材，詳細調查了硫化鐵礦石之組成與特性。
首先利用化學分析或X射線繞射法調查硫化鐵礦之組成。其結果可知，雖硫化鐵礦主要成分為黃鐵礦，但硫化鐵礦中還另外含有白雲石、石英等碳酸鹽或氧化物。該等雜質(白雲石、石英等碳酸鹽或氧化物，以下僅表記為「雜質」)經以氧濃度換算後，可知硫化鐵礦中含有3～20質量%左右。
接下來，調查該等雜質之存在型態。截斷硫化鐵礦，並使用光學顯微鏡或掃描型電子顯微鏡(SEM)等觀察其截面後發現，雜質為：(a)在硫化鐵礦中以粒徑為數毫米以下的微細粒子集合體存在，及(b)在硫化鐵礦中不均一分布，而是局部集中。更進一步地，觀察具不同粒子尺寸的多個硫化鐵礦後發現，(c)硫化鐵礦粒子之間，雜質的分布狀態具有差異。
本發明人等基於此結果發想「依硫化鐵礦粒子的尺寸不同，會有所含的雜質量不同之可能性」，而於此發想之前提下，將硫化礦粒子篩分，並利用一般化學分析或X射線繞射法等測定硫化鐵礦每種粒子尺寸之雜質量(氧濃度換算後的質量)。
圖1是舉一例顯示將產地相異之三種實用種類A、B、C的硫化鐵礦粉碎並分多階段篩分後，該硫化鐵礦的粒徑(mm)和各個粒子之硫化鐵礦中的氧濃度(質量%)的關係。硫化鐵礦的氧濃度是依化學分析的一種、即惰性氣體熔解-紅外線吸收法來測定。從圖1可知，即使產地相異，粒徑和氧濃度的關係仍顯示大略相同的態勢，即氧濃度在粒度為5.0～37.5mm的範圍時、較佳為在粒度為9.5～31.5mm的範圍時落在低位。 又，從圖1可知，硫化鐵礦粒徑在5.0～37.5mm的範圍時含氧濃度少(氧濃度為10質量%以下)，而粒徑在9.5～31.5mm範圍時氧濃度更少(氧濃度為9質量%以下)。三種種類A、B、C在這點上皆獲得一樣的結果。由該結果可預想，即使將各種類混和並進行相同的分析，亦與單一種類的情況相同，氧濃度在粒度為5.0～37.5mm的範圍時、較佳為粒度在9.5～31.5mm的範圍時會落在低位。
吾等認為獲得此結果的理由如下。
礦山中產出之硫化鐵礦不可避免地會含有碳酸鹽、氧化物等雜質，但其粒子尺寸小而在數毫米以下。而硫黃鐵礦的主要成分黃鐵礦與雜質的硬度即大不相同。通常，硫化鐵礦為了可方便處理會使用碎石機等將原礦軋碎作使用，而吾人認為軋碎會始於硬度不同的黃鐵礦-雜質之界面。
更進一步地說，軋碎時微細的雜質粒子會細微分散，所以較粗大(5.0～37.5mm)的硫化鐵礦粒子中難以殘存雜質，相對地，低於5.0mm之細粉硫化礦粒子中則殘存較多雜質。而在粗大(37.5mm以上)的硫化鐵礦中雜質粒子則不會被軋碎而直接殘留下來。
基於以上調查結果，而使用粒徑為5.0～37.5mm的硫化鐵礦粒子、較佳為粒徑為9.5～31.5mm的硫化鐵礦粒子作為添加到熔鋼中的硫添加材。
一般會將硫化鐵礦原礦軋碎並篩分出粒徑為5.0～37.5mm的硫化鐵礦作使用，但亦會直接使用不經軋碎而粒徑即在5.0～37.5mm之範圍的硫化鐵礦。篩分後如有粒徑超過37.5mm的粒子，也可以再度軋碎使其粒徑成為5.0～37.5mm範圍。使用粒徑為9.5～31.5mm之硫化鐵礦粒子時亦同。
添加到熔鋼中的硫添加材是使用以質量%計含85質量%以上之粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子、較佳為粒徑為9.5～31.5mm的硫化鐵礦粒子者。
硫添加材中粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子未達85質量%時，會較難將熔鋼中的硫量確實地調整至所要範圍，所以相對於硫添加材總量，設粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子量為85質量%以上。90質量%以上更佳。
此外，硫化鐵礦粒子的粒徑是使用JIS Z 8815(ISO2591-1)所規定之方法將硫化鐵礦進行篩分來作測定。粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子即為通過JIS Z 8801-1(ISO3310-1)中規定的公稱網眼37.5mm之試驗用篩網且殘留在公稱網眼5.0mm之試驗用篩網上者。
本發明人等為了確認本發明添加材的效果，在熔鋼中添加硫化鐵礦粒子並調查熔鋼中氧濃度的變動。添加硫化鐵礦後可觀察到氧濃度上升，且可確認添加粒徑為5.0～37.5mm範圍的硫化鐵礦粒子時其變化量小，而添加粒徑為9.5～31.5mm範圍的硫化鐵礦粒子時變化量更小。
接著說明本發明硫添加鋼之製作方法。
調整經使用轉爐或電爐等進行一次精煉過之熔鋼的成分組成。如有必要，使用RH式脫氣精煉裝置、盛桶加熱式精煉裝置、簡易式熔鋼處理設備等進行二次精煉。並在一次精煉後或二次精煉途中利用Al脫氧。欲於一次精煉後進行脫氧時，於自盛桶取出鋼時添加Al源即可。而欲於二次精煉途中進行脫氧時，可先去除要添加Al源之位置的盛桶熔渣，使Al良率穩定。
此外，宜於一次精煉後盡早的階段中在熔鋼中添加Al源，之後，攪拌熔鋼使Al2 O3 夾雜物浮懸分離。
本發明的製造方法中，是在熔鋼中添加Al進行脫氧的Al脫氧步驟後，於已結束調整熔鋼的成分組成的二次精煉後期，在經Al脫氧後之熔鋼中添加本發明添加材(85質量%以上之粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦)。而，若於二次精煉前或二次精煉前半段即添加了本發明添加材，其會與盛桶熔渣反應促使脫硫，而有無法將製得之硫添加鋼之硫濃度控制在所要範圍之虞。
依上述，在二次精煉後期將本發明添加材添加於經Al脫氧之熔鋼中，可不易促使自存在於硫化鐵礦粒子雜質中的氧所生成之Al2 O3 夾雜物浮懸分離，而能抑制在連續鑄造時噴嘴堵塞的發生。還可穩定熔鋼中之硫良率。
將經上述調製後的熔鋼依常規方法連續鑄造成鑄片。於連續鑄造時要避免氧源混入熔鋼中。其是因若氧源混入熔鋼中會生成Al2 O3 夾雜物，故而要防止Al2 O3 夾雜物生成。
此外，連續鑄造時使用之浸入式噴嘴可使用低價的氧化鋁石墨材質者，亦可使用含CaO之具難附著性的噴嘴。
本發明的製造方法適合用於熔製含S：0.012~0.100質量%之硫添加鋼。依本發明的製造方法製得之硫添加鋼在Al脫氧後含Al：0.015~0.100質量%。
以下說明依本發明製造方法所熔製之硫添加鋼(以下稱「本發明之添加鋼」)的成分組成的限定理由。以下，%表示質量%。
S：0.012～0.100% S是確保鋼的切削加工性的必要元素，且也是能影響連續鑄造時發生噴嘴堵塞的元素。S量未達0.012%時，雖然因硫添加材之添加量少即可結束而不會發生噴嘴堵塞，但卻無法確保所要之切削加工性，因此將S量設在0.012%以上。0.015%以上更佳。
另一方面，S量若大於0.100%，盛桶熔渣中的Ca會與熔鋼中的硫產生反應生成CaS，使連續鑄造時發生噴嘴堵塞，因此將S量設在0.100%以下。0.075%以下更佳。
Al：0.015～0.100% Al是能與熔鋼中的O反應生成Al2 O3 ，用於熔鋼脫氧的元素。Al量未達0.015%時，會無法充分展現脫氧效果，因此將Al量設在0.015%以上。0.025%以上更佳。另一方面，Al量若大於0.100%會生成大量Al2 O3 夾雜物，使連續鑄造時噴嘴堵塞頻發，因此將Al量設在0.100%以下。0.070%以下更佳。
本發明之添加鋼基本上含有S：0.012～0.100%並且含有Al：0.015～0.100%即可，而無特別限定其他元素的組成，但為了可更有效展現添加硫所帶來的切削加工性的提升效果，而將其他元素的組成控制在C：0.07～1.20%、Si：大於0且在1.00%以下、Mn：大於0且在2.50%以下、P：大於0且在0.10%以下、N：大於0且在0.02%以下。以下進行說明。
C：0.07～1.20% Ｃ係確保鋼強度和熔接部淬火性的必要元素。Ｃ量未達0.07%時，會難以確保機械結構用鋼所需的強度，因此C量在0.07%以上。較理想為0.10%以上。另一方面，C量若大於1.20%會降低韌性，因此C量在1.20%以下。較理想為1.00%以下。
Si：大於0且在1.00%以下 Si係可固熔強化而有助於提升鋼強度的元素。Si若大於1.00%會降低韌性，因此Si量在1.00%以下。較理想為0.70%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Si的添加效果，宜為0.01%以上。較理想為0.10%以上。
Mn：大於0且在2.50%以下 Mn係可提高鋼之淬火性而有助於提升強度的元素。Mn量若大於2.50%會降低鋼的熔接性，因此Mn量在2.50%以下。較理想為2.00%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Mn的添加效果，宜為0.30%以上。較理想為0.50%以上。
P：大於0且在0.10%以下 P係會偏析而阻礙韌性的元素。P量若大於0.10%會顯著降低韌性，因此P量在0.10%以下。較理想為0.05%以下。雖下限無特別限定，但若使P量減至低於0.001%則會大幅提升製造成本，故在實用鋼上0.001%為實質下限。就製造成本來看，較理想為0.010%以上。
N：大於0且在0.02%以下 N係可固熔強化而有助於提升鋼強度的元素。N量若大於0.02%，則固熔N量會增大，使強度上昇，造成韌性降低，因此N量在0.02%以下。較理想為0.015%以下。雖下限無特別限定，但若使N量減至低於0.001%則會大幅提升製造成本，故在實用鋼上0.001%為實質下限。就製造成本來看，較理想為0.002%以上。
本發明之添加鋼為了更加提升特性，亦可含有以下元素群中一種或兩種以上：(a)Cu：2.00以下、及/或Ni：2.00%以下；(b)Cr：2.00%以下、及/或Mo：2.00%以下；(c)Nb：0.25%以下、及/或V：0.25%以下；以及(d)Ti：0.30%以下、及/或B：0.005%以下。
(a)群元素 Cu：2.00以下 Ni：2.00%以下 Cu和Ni皆係有助於提升鋼強度的元素。Cu量若大於2.00%會過度提升強度，使韌性降低，因此Cu量宜在2.00%以下。較理想為1.60%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Cu的添加效果，宜為0.10%以上。較理想為0.20%以上。
Ni量若大於2.00%，則和Cu一樣會過度提升強度，使韌性降低，因此Ni量宜在2.00%以下。較理想為1.60%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Ni的添加效果，宜為0.10%以上。較理想為0.30%以上。
(b)群元素 Cr：2.00%以下 Mo：2.00%以下 Cr和Mo皆係有助於提升鋼強度的元素。Cr量若大於2.00%，則會過度提升強度，使韌性降低，因此Cr量宜在2.00%以下。較理想為1.60%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Cr的添加效果，宜為0.15%以上。較理想為0.25%以上。
Mo量若大於2.00%，則和Cr一樣會過度提升強度，使韌性降低，因此Mo量宜在2.00%以下。較理想為1.60%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Mo的添加效果，宜為0.02%以上。較理想為0.10%以上。
(c)群元素 Nb：0.25%以下 V：0.25%以下 Nb和V皆係會形成碳氮化物，並利用碳氮化物的釘扎效果而有助於提升強度與韌性的元素。Nb量若大於0.25%會使碳氮化物粗大化，降低韌性，因此Nb量宜在0.25%以下。較理想為0.20%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Nb的添加效果，宜為0.01%以上。較理想為0.02%以上。
V量若大於0.25%，則和Nb一樣會使碳氮化物粗大化，降低HAZ(Heat-Affected-Zone)韌性，因此V量宜在0.25%以下。較理想為0.20%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得V量的添加效果，宜為0.01%以上。較理想為0.10%以上。
(d)群元素 Ti：0.30%以下 B：0.005%以下 Ti係和N結合時會形成氮化物使晶粒細微化而有助於提升韌性的元素。Ti量若大於0.30%會降低切削加工性，因此Ti量宜在0.30%以下。較理想為0.25%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得Ti的添加效果，宜為0.01%以上。較理想為0.02%以上。
B係可抑制晶界肥粒鐵之生成而有助於提升韌性的元素。B量若大於0.005%則BN會從沃斯田鐵晶界中析出，使韌性降低，因此B量宜在0.005%以下。較理想為0.003%以下。雖下限無特別限定，但為充分獲得B的添加效果，宜為0.0005%以上。較理想為0.0010%以上。 實施例
接下來針對本發明實施例加以說明，惟，實施例中之條件僅為用以確認本發明之可實施性及效果所採用的一條件例，且本發明不受該一條件例限定。只要能在不脫離本發明之宗旨下達成本發明之目的，本發明可採用各種條件。
(實施例1) 將在容量300噸的轉爐中經一次精煉的熔鋼自盛桶取出時，添加金屬Al進行Al脫氧。在實施例1中，係使用圖1所示之種類A的硫化鐵礦粒子作為硫添加材。
於表1顯示發明例及比較例的硫添加鋼在連續鑄造時，添加硫添加材後的熔鋼成分組成。
[表1]
Al脫氧後，以盛桶加熱式精煉裝置調整溫度，接著使用RH式脫氣精煉裝置進行脫氣處理、調整成分的同時，攪拌熔鋼去除夾雜物。於脫氣處理和成分調整後，於熔鋼中添加含有不同粒徑之硫化鐵礦的硫添加材。添加硫添加材後，均勻混和時間以上進行攪拌去除夾雜物。
將經如上所熔製的硫添加鋼進行連續鑄造。連續鑄造係使用截面尺寸為220mm×220mm之大鋼胚六股連鑄機來實施。
連續鑄造時餵槽內的熔鋼過熱度(熔鋼溫度減去該成分組成之鋼的液相溫度之值)為10～60℃。熔鋼的產出量(每單位時間之熔鋼鑄造量)為0.3～0.6t/分鐘。產出量係利用滑動噴嘴的開度調整。
於表2分別顯示粒徑5.0～37.5mm之硫化鐵礦的質量%、粒徑小於5.0mm之硫化鐵礦的質量%、粒徑大於37.5mm之硫化鐵礦的質量%、噴嘴堵塞指數及噴嘴堵塞成績。此處表2中的「No.」與表1中的「No.」相對應。
[表2]
噴嘴堵塞指數為經將滑動噴嘴的開度指數化者，且指數定義如下。即為將滑動噴嘴的實際開度與滑動噴嘴的理論開度之比(=實際開度/理論開度)指數化者，且該滑動噴嘴的理論開度係在自熔鋼產出量和熔鋼頭算出之噴嘴未被堵塞之狀態下的理論開度。 此處「理論開度」是指浸入式噴嘴及/或滑動噴嘴在無熔損且非堵塞的狀態下，為了達成預定產出量所需的滑動噴嘴開度。而，「實際開度」是指鑄造時注入系統的測量計實際顯示的開度。當浸入式噴嘴及/或滑動噴嘴上附著氧化鋁簇等造成堵塞時，為了達到相同的流量，滑動噴嘴開度會變大。因此，噴嘴堵塞指數越大表示噴嘴堵塞越頻繁，故目標應為1以下。 而，噴嘴堵塞的狀況亦有評價針對穩定鑄造時的噴嘴開度的變化。 表2中「噴嘴開度變化」的項目記號「＋」表示噴嘴開度增加，亦即有噴嘴堵塞的傾向，「－」表示噴嘴開度減少，亦即有噴嘴堵塞減少的傾向且噴嘴開度穩定。
噴嘴堵塞成績為分三階段評價噴嘴堵塞指數的結果，噴嘴堵塞指數為1以下以◎計(良好)、大於1且在3以下以△計(不良)、大於3以×計(差)。
發明例1～50的連續鑄造中，皆為硫添加材中粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子的比例在85質量%以上且噴嘴堵塞指數為1以下，故可不致使噴嘴堵塞發生來進行連續鑄造。
而比較例51～65的連續鑄造中，因硫添加材中粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子的比例低於85質量%，所以連續鑄造時會頻發噴嘴堵塞。
(實施例2) 實施例2中，除了使用圖1所示之種類B、種類C之硫化鐵礦粒子作為硫添加材外，依以和實施例1一樣的操作進行硫添加鋼的連續鑄造。
表3中顯示發明例及比較例中硫添加鋼在連續鑄造時，添加硫添加材後的熔鋼成分組成。
[表3]
表4中分別顯示粒徑5.0～37.5mm的硫化鐵礦的質量%、粒徑小於5.0mm的硫化鐵礦的質量%、粒徑大於37.5mm的硫化鐵礦的質量%、噴嘴堵塞指數及噴嘴堵塞成績。此處表4中的「No.」與表3中的「No.」相對應。
[表4]
從表4中可知，即使是種類B、C的硫化鐵礦，若硫添加材中粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子的比例在85質量%以上的話，噴嘴堵塞指數即為1以下，而可不致使噴嘴堵塞發生來進行連續鑄造。相對於此，若硫添加材中粒徑為5.0～37.5mm之硫化鐵礦粒子的比例低於85質量%，則連續鑄造時就會頻發噴嘴堵塞。
產業上之可利用性 如前述，依本發明製造方法可提供能穩定熔鋼中硫的良率、且可防止連續鑄造時發生噴嘴堵塞，低價且雜質少的硫添加材。因此，本發明於鋼鐵產業中有高度可利用性。
圖1是顯示用作硫添加材之硫化鐵礦種類A、B、C之各硫化鐵礦粒子的粒徑(mm)與各硫化鐵礦粒子中的氧濃度(%)之關係的圖。

Claims (4)

  1. 一種用於熔鋼的硫添加材，其特徵在於相對於硫添加材總質量%，含有85質量%以上之粒徑為5.0~37.5mm之硫化鐵礦粒子。
  2. 如請求項1之用於熔鋼的硫添加材，其中前述粒徑為9.5~31.5mm。
  3. 一種硫添加鋼的製造方法，其特徵在於包含於經Al脫氧之熔鋼中添加如請求項1或2之硫添加材之硫添加步驟，以熔製硫添加鋼；該硫添加鋼以質量%計限制成：C：0.07~1.20%、Si：大於0且在1.00%以下、Mn：大於0且在2.50%以下、N：大於0且在0.02%以下、S：0.012~0.100%、Al：0.015~0.100%、及P：0.10%以下，且剩餘部分由鐵及不可避免之雜質構成。
  4. 如請求項3之硫添加鋼的製造方法，其中前述硫添加鋼以質量%計更含有選自以下1種或2種以上之元素：Cu：2.00%以下、Ni：2.00%以下、Cr：2.00%以下、Mo：2.00%以下、Nb：0.25%以下、V：0.25%以下、Ti：0.30%以下、及B：0.005%以下。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240027049A (ko) * 2021-08-05 2024-02-29 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 용강의 탈산 정련 방법, 강재의 제조 방법 및 그 강재

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10102119A (ja) * 1996-09-26 1998-04-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 硫黄快削鋼の製造方法
JP2014234543A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 日本冶金工業株式会社 Ｓ含有鋼の製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU567755A1 (ru) * 1976-04-07 1977-08-05 Melikaev Nikolaj P Способ рафинировани ферросилици
JPH03114625A (ja) * 1989-09-27 1991-05-15 Nippon Steel Corp 連続鋳造による硫黄複層快削鋼の製造法
CN1049015C (zh) * 1991-09-09 2000-02-02 吴德炳 高硫合金钢及生产方法
RU2127323C1 (ru) 1997-12-29 1999-03-10 Акционерное общество открытого типа "Череповецкий сталепрокатный завод" Способ легирования стали серой
JP4055260B2 (ja) * 1998-09-08 2008-03-05 Ｊｆｅスチール株式会社 溶鋼の二次精錬方法
FR2928153B1 (fr) 2008-03-03 2011-10-07 Affival Nouvel additif pour le traitement des aciers resulfures
CN100575531C (zh) * 2008-05-15 2009-12-30 青岛钢铁控股集团有限责任公司 复合低碳易切削钢及制备方法
CN101643815A (zh) * 2008-08-09 2010-02-10 湖北新冶钢有限公司 冶炼高硫不锈钢的一种加硫方法
CA2880063C (en) 2012-08-03 2017-03-14 Tata Steel Ijmuiden B.V. A process for producing hot-rolled steel strip and a steel strip produced therewith
KR101542533B1 (ko) 2013-11-18 2015-08-06 주식회사 포스코 강의 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10102119A (ja) * 1996-09-26 1998-04-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 硫黄快削鋼の製造方法
JP2014234543A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 日本冶金工業株式会社 Ｓ含有鋼の製造方法

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