WO2008068835A1

WO2008068835A1 - 極低硫高清浄鋼の溶製方法

Info

Publication number: WO2008068835A1
Application number: PCT/JP2006/324194
Authority: WO
Inventors: Yoshihiko Higuchi; Mitsuhiro Numata
Original assignee: Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-12
Also published as: CN101535508A; KR20090057459A; KR101028914B1

Abstract

　［Ｓ］が１０ｐｐｍ以下であるとともにＴ．［Ｏ］が４０ｐｐｍ以下である極低硫高清浄鋼を、取鍋内溶鋼にＣａＦ２を添加しなくとも、転炉の出鋼温度を高めることなく簡便な手段により製造する。　大気圧下の取鍋内溶鋼にＣａＯ系フラックスを添加する工程１、この大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランスから攪拌ガスを吹き込むことにより取鍋内溶鋼及びＣａＯ系フラックスを攪拌するとともに、取鍋内溶鋼に酸化性ガスを供給し、酸化性ガスと取鍋内溶鋼との反応により生成する酸化物をＣａＯ系フラックスと混合する工程２、及び酸化性ガスの供給を停止するとともに、大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランスから攪拌ガスを吹き込むことにより脱硫及び介在物除去を行う工程３を順番に行う。この際、工程２における酸化性ガスの供給時間ｔ０と、工程３における攪拌時間ｔとの比（ｔ／ｔ０）を０．６以上とする。

Description

明細書

極低硫高清浄鋼の溶製方法

技術分野

[0001] 本発明は、極低硫高清浄鋼の溶製方法に関する。

背景技術

[0002] 溶鋼中 S濃度（以下 [S]と記述する）が lOppm以下である極低硫鋼は、以下に示す手順で溶製される。はじめに、高炉から出銑される [S]が 300ppm程度である溶銑を、インジェクション脱硫法又は機械式攪拌を用いた KR脱硫法により、 20ppm程度まで脱硫する。次に、この溶銑をそのまま転炉で脱炭吹鍊する。次に、転炉内溶鋼を取鍋へ出鋼する。そして、取鍋内溶鋼を脱硫する。なお、溶銑の脱燐は、通常、溶銑の脱硫の前又は後に行われる。

[0003] 従来より行われてきたこの溶鋼の脱硫処理の際に脱硫剤として用いられる CaO系フラックスは、高融点であるので、脱硫処理の際の溶鋼温度では溶融し難い。そのため、 CaO系フラックスは、例えば特許文献 1にも開示されるように、 CaF等の融点降

2

下剤を配合されて、用いられてきた。

[0004] また、脱硫処理中の溶鋼の温度降下量は大きい。この温度降下量を補償するための方策の一つとして、転炉の出鋼温度を高める対策も採られてきた。

特許文献 1 :特開平 10— 212514号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 溶鋼の脱硫処理の融点降下剤としてこれまで用いられてきた CaFは、近年、資源

2

の枯渴によりその入手が困難になりつつあるとともに、環境への配慮によりその使用が抑制される傾向にある。このため、 CaFを使用しないか、あるいは CaFの使用量

2 2 を大幅に削減できる溶鋼の脱硫方法を開発することが、緊急かつ重要な技術課題である。

[0006] また、上述したように転炉の出鋼温度を高めると、転炉の耐火物の寿命が低下するので溶鋼の製造コストが上昇する。このため、転炉の出鋼温度を高める必要がない溶鋼の脱硫方法を開発することも望まれる。

[0007] 本発明の目的は、 CaFを使用する必要なぐし力も転炉の出鋼温度を高めることな

2

ぐ簡便な手段によって極低硫高清浄鋼を製造する方法を提供することである。課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、大気圧下の取鍋内溶鋼に CaO系フラックスを添加する工程 1、この大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランス力攪拌ガスを吹き込むことにより取鍋内溶鋼及び CaO系フラックスを攪拌するとともに、取鍋内溶鋼に酸ィ匕性ガスを供給し、この酸ィ匕性ガスと取鍋内溶鋼との反応により生成する酸ィ匕物を CaO系フラックスと混合する工程 2、及び酸化性ガスの供給を停止するとともに、大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランスカゝら攪拌ガスを吹き込むことにより脱硫及び介在物除去を行う工程 3を順番に行う際に、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給時間 tと、工程 3における酸ィ匕性

0

ガスの供給停止後の攪拌時間 tとの比 (tZt )を 0. 6以上とすることを特徴とする極

0

低硫高清浄鋼の製造方法である。

[0009] この本発明において「極低硫高清浄鋼」とは、例えば、 [S]が lOppm以下であるとともに T. [O]が 40ppm以下である鋼をいう。

この本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、さらに、工程 3の後に、 RH真空脱ガス装置を用いて溶鋼中の介在物を除去する工程 4を行うことが望まヽ。

[0010] これらの本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、酸ィ匕性ガスが、酸素ガス又は、酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスであることが望まヽ。

これらの本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、酸化性ガスが、上吹きランスを介して溶鋼又はスラグの表面に吹き付けられることによって供給され、かつ、上吹きランスが水冷構造を有することが望まし、。

[0011] これらの本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、工程 1〜工程 3を、取鍋内溶鋼に真空脱ガス装置の浸漬管を浸漬しな、で行うことが望ましヽ。

これらの本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、取鍋に転炉吹鍊した溶鋼を出鋼する際に、この取鍋への転炉スラグの流出を抑制することが望ましい。

[0012] これらの本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、少なくとも工程 2及びェ程 3では、取鍋の上部にカバーを設け、このカバー^^塵装置に接続することが望ましい。

さらに、これらの本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法では、取鍋内溶鋼に Ca Fを添カ卩しないことが望ましい。

2

発明の効果

[0013] 本発明により、 [S]が lOppm以下であるとともに T. [O]が 40ppm以下である極低硫高清浄鋼を、取鍋内溶鋼に CaF

2を添加しなくとも、転炉の出鋼温度を高めることなく簡便な手段により溶製することができる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1は、比 (tZt )と脱硫率 (％)との関係を示すグラフである。

0

[図 2]図 2は、比 (tZt )と工程 3を終了した後の T. [O] (ppm)との関係を示すグラフ

0

である。

[図 3]図 3は、工程 3を終了した溶鋼のサンプルを光学顕微鏡でカウントすることにより求めた、 100 m以上の大きさの介在物の個数 Nと、工程 4の RH環流処理中の溶

0

鋼サンプルを光学顕微鏡でカウントすることにより求めた、 100 m以上の大きさの介在物の個数 Nとの比の値である介在物個数 (NZN )の経時変化を示すグラフで

0

ある。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明に係る極低硫高清浄鋼の製造方法を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

本実施の形態では、以下に説明する工程 1〜工程 4を順番に行う。そこで、これらの工程 1〜工程 4について説明する。

(工程 1)

工程 1では、大気圧下の取鍋内溶鋼に CaO系フラックスを添加する。

[0016] 本実施の形態では、工程 1において、転炉吹鍊されて転炉から取鍋への出鋼中の溶鋼に、又は転炉から出鋼された取鍋内溶鋼の上部に溶鋼の脱硫処理に用いる Ca O系フラックスのうちの一部又は全部を添加する。 CaO系フラックスのうちの一部を添加する場合に残りは、後続する工程 2における酸ィ匕性ガスの供給が完了するまでに添加するようにすればよい。上述したように、 CaO系フラックス系は融点が高いため、後続する工程 2における酸ィ匕性ガスの供給により生成する高温領域によって、既に添加された CaO系フラックスを迅速に滓ィ匕させるためである。酸ィ匕性ガスの供給を停止した後に CaO系フラックスを添加しても、酸ィ匕性ガスの供給を停止した後には高温領域は存在しな、ので、 CaO系フラックスの滓ィ匕を高温領域によって促進することができなくなる。

[0017] CaO系フラックスとしては、生石灰又は、生石灰を主体として Al Oや MgO等を配

2 3

合したものを用いることができる。

本実施の形態の取鍋内溶鋼の組成は、 C : 0. 03%以上 0. 2%以下 (本明細書では特にことわりがない限り「％」は「質量％」を意味する）、 Si: 0. 001%以上 1. 0%以下、 Mn: 0. 05%以上 2. 5%以下、 P : 0. 005%以上 0. 05%以下、 S : 15ppm以上 60ppm以下、 sol. A1: 0. 005%以上 2. 0%以下、 T. [O]： 50ppm以上 lOOppm 以下であるとともに、その温度は 1600°C以上 1700°C以下程度である。

[0018] CaO系フラックスは、取鍋内溶鋼にランスを介して粉体をインジェクションすること、取鍋内溶鋼の表面に粉体を吹き付けること、取鍋内溶鋼の上に上置きすること、さらには出鋼時に CaO系フラックスを取鍋内に添加すること等のいずれかにより、添加すればよい。

[0019] なお、転炉吹鍊した溶鋼を取鍋へ出鋼する際には、転炉スラグの取鍋への流出を抑制することが望ましい。転炉スラグに多量に含有される FeO、 MnOは、後述するように、スラグの酸素ポテンシャルを増大させて脱硫効率を低下させる。 FeO、 MnOは、出鋼時に不可避的に取鍋へ流出する。このため、取鍋への転炉スラグの流出を抑制するには、（a)転炉スラグの生成量自体を低減すること、（b)転炉の出鋼時に出鋼孔の直上に本出願人が特開 2005— 113192号公報により開示した矢羽根型のスラグ流出防止具 (以下、本明細書では「ダーッ」という）を投入及び配置して出鋼孔の上部における渦の形成を抑制すること、さらには、（c)転炉力ものスラグの流出を電気的、光学的又は機械的に検出し、スラグの流出のタイミングに合わせて出鋼流を止めること等を行うことが望ましい。

[0020] 工程 1のみならず後述する工程 2〜4も、いずれも大気圧下で行う。減圧下で工程 1 〜4の処理を行うと、設備コスト及びランニングコストがいずれも上昇するからである。 (工程 2)

工程 2では、工程 1を経て CaO系フラックスを添加された大気圧下の取鍋内溶鋼に、浸漬したランス力攪拌ガスを吹き込むことにより取鍋内溶鋼及び CaO系フラックスを攪拌する。また、工程 2では、取鍋内溶鋼に酸ィ匕性ガスを供給し、酸ィ匕性ガスと取鍋内溶鋼との反応により生成する酸化物を、 CaO系フラックスと混合する。

[0021] 工程 2で取鍋内溶鋼に酸化性ガスを供給する理由は、取鍋内溶鋼の成分との反応により生じる酸化発熱反応を利用して、取鍋内溶鋼の加熱、又は温度低下の抑制を図るためである。したがって、供給する酸ィ匕性ガスは、取鍋内溶鋼の成分と反応して発熱するガスであり、例えば、純酸素、二酸化炭素、さらにはこれらとアルゴンガス等の不活性ガスとの混合ガス等を用いることが可能である。なお、混合ガスは、ガス吹き付けノズルの上流側で予め混合されたものでもよ、し、ある、は二重管構造のノズルの出側で混合されたものでもよい。二重管構造のノズルを用いる場合には、内管に酸ィ匕性ガスを流すとともに外管に不活性ガスを流すことにより、酸ィ匕性ガスによって C aO系フラックスを加熱することができるとヽうだけではなぐノズル自体を保護することちでさる。

[0022] 酸ィ匕性ガスは、取鍋内溶鋼の内部に酸ィ匕性ガスをインジヱクシヨンすることや、取鍋内溶鋼の上方に配置されたランス又はノズル力ゝら酸ィ匕性ガスを吹き付けること等により、供給すればよい。前者の方法によると、酸ィヒ性ガスと取鍋内溶鋼との反応により生成する熱がまず取鍋内溶鋼へ伝達され、その後に CaO系フラックスに間接的に伝達されることとなる。これに対し、後者の方法によると、酸ィ匕性ガスと取鍋内溶鋼とが反応する火点では、取鍋内溶鋼の上に存在する CaO系フラックスがその火点を容易に通過可能である。このため、この火点に存在する高温領域を利用して CaO系フラッタスを直接的に加熱して滓ィ匕を促進することができる。したがって、酸ィ匕性ガスは、取鍋内溶鋼の上方に配置するランス又はノズル力溶鋼に吹き付けることにより供給することが、望ましい。

[0023] このように、工程 2では、大気圧下の取鍋内溶鋼に CaO系フラックスを添カ卩して溶鋼の脱硫を行う際に、望ましくはこの取鍋内の溶鋼の上方に配置するランス又はノズルカゝら酸ィ匕性ガスを取鍋内溶鋼に吹き付け、酸化性ガス及び取鍋内溶鋼が反応する火点に形成される高温領域を利用して CaO系フラックスを直接的に加熱することによって、 CaO系フラックスの滓ィ匕を促進する。

[0024] 例えば、溶鋼の上方に配置するランス力取鍋内溶鋼に吹き付けることにより酸ィ匕性ガスを供給する場合、熱をスラグに有効に伝えるためには、酸ィ匕性ガスの吹き付けの強さをある程度確保しなければならない。この吹き付けの強さを確保するためには、ランスの高さをある程度低くして取鍋内溶鋼に接近させることが有効であるが、これにより、取鍋内溶鋼からの輻射熱によりランスの寿命が低下してランスの交換作業が増加するので、高い生産性を維持することが難しくなる。このため、取鍋内溶鋼に上方力酸ィ匕性ガスを吹き付けて供給するために用いるランス又はノズルは、その内部が水冷可能な構造であることが望まし、。

[0025] 工程 2における酸ィ匕性ガスの供給時間 tは 3分間以上 18分間以下程度とすること

0

が望ましい。供給時間 t力 ¾分間未満であると所望の程度に溶鋼を加熱できなくなる

0

おそれがある。一方、供給時間 tが 18分間を超えると FeOや MnOの生成量が過剰

0

となってスラグの酸素ポテンシャルが増加するので、極低硫高清浄鋼を製造できなくなるおそれがある。

[0026] 工程 2における酸ィ匕性ガスの供給速度は、純酸素換算で、取鍋内溶鋼 1トン当り 75 NLZmin以上 240NLZmin以下とすることが望まし、。酸化性ガスの供給速度が 7 5NLZmin未満であると、送酸速度が低過ぎて CaO系フラックスの加熱が十分でなくなり脱硫能が低下し、かつ、昇温時間が長時間となるので生産性が低下するおそれがある。同様の観点から、酸ィ匕性ガスの供給速度は lOONLZmin以上であること力 Sさらに望ましい。一方、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給速度が 240NLZminを超えると、 CaO系フラックスを十分に加熱することはできる力スラグの酸素ポテンシャルが高くなり過ぎて、後続して行われる工程 3における脱硫に悪影響を生じるおそれがあるとともに、ランスや取鍋の耐火物の寿命が低下するおそれがある。

[0027] 取鍋内溶鋼の湯面力ランス又はノズルの先端部までの距離は 0. lm以上 5m以下程度であることが望ましい。この距離が 0. lm未満であると溶鋼のスピッティングが激しくなるとともにランス又はノズルの寿命が低下する。一方、この距離が 5m超であると酸ィ匕性ガスのジェットが取鍋内溶鋼の表面に到達せず、酸素効率が著しく低下するおそれがある。

[0028] 工程 2では、このようにして取鍋内溶鋼に酸ィ匕性ガスを供給することにより、火点に存在する高温領域を利用して CaO系フラックスの滓化を促進する。さら〖こ、工程 2では、取鍋内溶鋼に浸漬したランスカゝら攪拌ガスを吹き込むことにより、取鍋内溶鋼及び CaO系フラックスを攪拌するとともに、酸ィ匕性ガスと取鍋内溶鋼との反応により生成する酸ィ匕物を CaO系フラックスと混合する。

[0029] 酸ィ匕性ガスと取鍋内溶鋼との反応によって生成する酸ィ匕物は、 Al O、 FeO、 Mn

2 3

Oさらには SiO等である。これらの酸化物は、いずれも、 CaOの融点を低下させる酸

2

化物であるので、 CaOと混合されることにより融点降下作用を奏し、これにより、 CaO 系フラックスの滓化をさらに促進する。これらの酸化物のうち FeO及び MnOは、いずれも、スラグの酸素ポテンシャルを増大させる作用も奏し、溶鋼の脱硫には熱力学的に不利である。

[0030] 取鍋内溶鋼の攪拌を、取鍋内溶鋼に浸漬したランスカゝら攪拌ガスを導入することにより行う理由は、取鍋の底部に設置したポーラスプラグ力も攪拌ガスを導入するのでは、十分な流量を確保できな、ために脱硫を阻害する FeO及び MnOの生成量が増加し、これにより、極低硫高清浄鋼を製造できなくなる力である。

[0031] 工程 2における攪拌ガスの吹込み流量は、取鍋内溶鋼 1トン当り 3. 5NLZmin以上 20NLZmin以下とすることが望ましい。攪拌ガスの吹込み流量が 3. 5NL/min 未満であると攪拌力が不足し、工程 2の終了時点におけるスラグの酸素ポテンシャルが増加し、工程 3でのスラグの酸素ポテンシャルの低減が不十分になるおそれがある。一方、攪拌ガスの吹込み流量が 20NLZminを超えると、スプラッシュの発生が極端に大きくなるので、生産性の低下をきたすおそれがある。

(工程 3)

工程 3では、上吹きランス力ゝらの酸ィ匕性ガスの供給を停止するとともに、大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランス力ゝらの攪拌ガスの吹き込みによる攪拌を継続して行うことによって、取鍋内溶鋼の脱硫及び介在物除去を行う。この際、酸ィ匕性ガスの供給を停止した後における攪拌ガスの吹き込みによる攪拌時間 tと、工程 2における酸ィ匕性ガス供給時間 tとの比 (tZt )を 0. 6以上として、酸化性ガスの供給を停止した後にも取鍋内溶鋼の攪拌を継続して行うことにより、極低硫高清浄鋼を製造することができる。この理由を説明する。

[0032] 工程 2にお、て、酸ィ匕性ガスの供給時にスラグの酸素ポテンシャルを増大させな!/ヽためには、酸ィ匕性ガスの供給速度を極端に低下する力、あるいは大気圧下にある取鍋内溶鋼に極端に多量の攪拌ガスを吹き込みながら酸ィ匕性ガスを供給することが考えられる。

[0033] しかし、酸化性ガスの供給速度を極端に低下すると、溶鋼の昇温速度の低下につながり、生産性が低下する。また、大気圧下にある溶鋼に極端に多量の攪拌ガスを吹き込むと、溶鉄の飛散が増加し、鉄分ロスによる製造コストの上昇や、飛散して装置に付着した地金の除去に起因する生産性の低下等を余儀なくされる。

[0034] 本実施の形態では、これらの問題を生じることなぐ酸ィ匕性ガスの供給に起因したスラグの酸素ポテンシャルの増大を防ぐために、取鍋内溶鋼とスラグとの攪拌を、酸ィ匕性ガスの供給期（工程 2)とその後の酸化性ガスの非供給期（工程 3)とに分離して行う。換言すれば、上吹きランスからの酸ィ匕性ガスの供給を停止した後においても取鍋内溶鋼に浸漬したランス力ゝらの攪拌ガスの吹き込みを継続して行う。

[0035] 上述したように、工程 2では、酸ィ匕性ガスと取鍋内溶鋼との反応により生成する酸ィ匕物によるスラグの酸素ポテンシャルの上昇を許容することにより、 CaF

2を添加する必要なぐ CaO系フラックスの滓ィ匕を促進することができる。しかし、スラグの酸素ポテンシャルの上昇を許容するため、工程 2における脱硫効率がある程度低下する。

[0036] 本実施の形態では、工程 2に引き続いて行われる工程 3において、酸化性ガスの供給を停止した後においても酸素ポテンシャルが上昇したスラグを取鍋内溶鋼と攪拌するので、スラグの酸素ポテンシャルを低下させて脱硫効率を高めることができ、これにより、例えば [S]が lOppm以下である極低硫域まで取鍋内溶鋼を脱硫することができる。

[0037] 工程 3では、この脱硫とともに、工程 2において酸ィ匕性ガスの供給によって生成した酸化物系介在物の分離も、同時に行う。

そして、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給時間 t、工程 3における攪拌時間 tの比 (t

0

Zt )が 0. 6以上となるように、工程 3における攪拌時間 tを決定する。比 (tZt )が 0 . 6未満であると、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給により上昇したスラグの酸素ポテンシャルを工程 3において十分に低下できないので、脱硫率を十分に高めるとともに介在物濃度の指標である T. [O]を十分に抑制することが、いずれもできなくなる。

[0038] 取鍋内溶鋼 1トン当たりの酸ィ匕性ガスの供給速度 (純酸素換算） X (NmVmin-to n)を 0. 15以上 0. 3以下の範囲で変更し、比 (tZt )が、脱硫率及び工程 3を終了し

0

た後の T. [o]に及ぼす影響を調査した。

[0039] 比 (tZt )と脱硫率（％)との関係についての結果を図 1にグラフで示すとともに、比

0

(tZt )と工程 3を終了した後の T. [0] (ppm)との関係についての結果を図 2にダラ

0

フで示す。

[0040] 一般的に、溶銑の脱硫によって [S] = 20ppmまで低減した溶銑を転炉で脱炭吹鍊した後に溶鋼脱硫することによって [S]が lOppm以下である極低硫鋼を製造するには、溶鋼の脱硫率をおおよそ 50%以上確保する必要があるとされる。図 1に示すダラフから、溶鋼の脱硫率をおおよそ 50%以上確保するためには、比 (tZt )を 0. 6以

0

上とする必要がある。

[0041] また、図 2に示すグラフから、 T. [O]が 40ppm以下である高清浄鋼を製造するするには、やはり、比 (tZt )を 0. 6以上とする必要がある。なお、脱硫率及び清浄度を

0

さらに高めるには、比 (tZt )を 0. 8以上とすることがより望ましい。

0

[0042] 工程 3により行うガス攪拌を、取鍋内溶鋼に浸漬したランスカゝら攪拌ガスを導入することにより行う理由は、取鍋の底部に設置されたポーラスプラグカゝら攪拌ガスを導入するのでは十分な流量を確保できず、工程 3における FeO及び MnOの還元力が不十分となって、極低硫鋼を製造できなくなるからである。

[0043] 工程 3における攪拌ガスの吹込み流量は、溶鋼 1トン当り 3. 5NLZmin以上 20NL Zmin以下とすることが望ましい。 3. 5NLZmin未満では攪拌力が不足し、工程 3でのスラグ酸素ポテンシャルの低減が不十分になるおそれがある。また、 20NLZmin を超えると、スプラッシュの発生が極端に大きくなり生産性の低下をきたすおそれがある。

[0044] 工程 3における、酸ィ匕性ガスの供給を停止した後における攪拌ガスの吹き込みによる攪拌時間 tが長ければ長いほど、脱硫が進行して介在物濃度は低下する。工程 3 の時間が短過ぎると、スラグの酸素ポテンシャルが十分に低下せずに極低硫域まで脱硫できなくなり、さらに、工程 2で生成した介在物の除去も困難となる。攪拌時間 t は、酸ィ匕性ガスの供給時間にもよるが、例えば 1. 8分間以上 20分間以下程度が望ましい。

[0045] このようにして、工程 3を終了することにより、 [S]が lOppm以下であるとともに T. [ O]が 40ppm以下である極低硫高清浄鋼、例えば、 C : 0. 3%以上 0. 2%以下、 Si: 0. 001%以上 0. 05%以下、 Mn: 0. 05%以上 2. 5%以下、 P : 0. 005%以上 0. 0 5%以下、 S : 10ppm以下、 sol. A1: 0. 005%以上 2. 0%以下、 T. [O] :40ppm以下の鋼組成を有する極低硫高清浄鋼を製造することができる。工程終了時の温度は 1580°C以上 1630°C以下程度である。

[0046] なお、取鍋内溶鋼に真空脱ガス装置の浸漬管を浸漬すると、この浸漬管の内外でスラグが分断される。このため、酸ィ匕性ガスが供給される領域に存在するスラグの滓化は促進されるものの、それ以外の領域に存在するスラグの滓化が遅れてしまうとともに、浸漬管の外側に存在するスラグの攪拌が不十分となって脱硫に有効に作用するスラグ量が減少する。したがって、上述した工程 1〜工程 3は、取鍋内溶鋼に真空脱ガス装置の浸漬管を浸漬せずに、行うことが望ま、。

[0047] また、少なくとも工程 2及び工程 3では、取鍋の上部にカバーを設け、このカバーを集塵装置に接続すること (以下、集塵装置を接続されたカバーを「集塵カバー」ヽぅ )が望ましい。取鍋の上部が開放されていると大気が取鍋内溶鋼と容易に接触し、大気中の酸素と溶鋼中 A1とが反応して生成する Al Oが取鍋内溶鋼を汚染し、取鍋内

2 3

溶鋼の品質を低下させる。また、大気中の窒素と取鍋内溶鋼との接触により溶鋼中の窒素濃度が上昇し、鋼の特性の悪化を招く。この観点からも取鍋の上部に集塵力バーを設けることが望ましい。この集塵カバーと取鍋との間隙を可能な限り小さくすることにより、大気が集塵カバー内に進入することを抑制することが望ましい。また、集塵カバーの内部に Ar等の不活性ガスを導入することにより大気が集塵カバーの内部に進入することを抑制することも同様の理由で望ましい。

[0048] 特に耐水素誘起性割れを防止することが要求される鋼種を製造する場合、ある！/、は、連続铸造機でのノズル閉塞を防止することを特に要求される場合には、工程 3を終了した後に、 Ca含有物質（例えば CaSi、 CaAl、 FeCa、 FeNiCa等）を添カ卩して介在物を球状化することが望ましい。この場合の CaSi原単位としては 0. 2kg/トン以上 1. 2kgZトン以下であることが好ましい。

[0049] 以上説明した工程 1〜3を経ることにより、 CaO系フラックスによる極低硫域までの脱硫と鋼の清浄ィ匕とをいずれも達成でき、これにより、 [S]が lOppm以下であるとともに T. [O]が 40ppm以下である極低硫高清浄鋼を、取鍋内溶鋼に CaFを添加する

2

ことなぐ安価に製造することができる。

[0050] 本実施の形態によれば、取鍋内溶鋼に CaFを添カ卩しなくとも CaO系フラックスによ

2

る極低硫域までの脱硫と鋼の清浄ィ匕とをともに達成できるため、取鍋内溶鋼に CaF

2 を添加しないで行うことが望ましい。上述したように、 CaFは、近年、資源の枯渴化に

2

より入手が困難で高価であるとともに、環境への配慮によりその使用自体が抑制される傾向にあるからである。

(工程 4)

工程 4は、工程 3により得られる極低硫高清浄鋼よりもさらに高清浄化された極低硫高清浄鋼を製造する場合に、工程 3に引き続いて付加的に行われる。

[0051] 上述した工程 3では、スラグ一溶鋼の攪拌時にスラグを溶鋼中に巻き込み、スラグ系介在物が残留することがある。したがって、このようなスラグ系介在物の残留分を低減し、さらなる高清浄化を図るには、工程 3の後において、スラグ一溶鋼の攪拌を抑制してスラグの巻き込みを抑制しながら介在物を分離する工程を設けることが望ましい。

[0052] このためには、 RH真空脱ガス装置を用いて RH環流処理を行うことが望まし、。 R H真空脱ガス装置は、下部槽の底部に設けた 2本の浸漬管を取鍋内溶鋼に浸漬し、これら浸漬管を通じて溶鋼を環流させる。このため、スラグの攪拌が弱くスラグの巻き込みがない状態で介在物を分離できるので、より一層の高清浄ィ匕を図ることができる

[0053] 図 3は、溶鋼 1トン当たりの酸ィ匕性ガスの供給速度 (純酸素換算） X (NmVmin- ン）を 0. 15以上 0. 3以下の範囲で変更し、工程 3を終了した溶鋼のサンプルを光学顕微鏡でカウントすることにより求めた、 100 m以上の大きさの介在物の個数 Nと、工程 4の RH環流処理中の溶鋼サンプルを光学顕微鏡でカウントすることにより求めた、 100 m以上の大きさの介在物の個数 Nとの比の値である介在物個数（NZN )

0 の経時変化を示すグラフである。なお、本例ではいずれも比 (tZt )は 1. 5とした。

0

[0054] 図 3に示すグラフから、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給速度にかかわらず、 RH環流処理によって 100 μ m以上の大型介在物を効率よく低減できることがわかる。工程 4の RH環流処理時間は好ましくは 8分間以上、より好ましくは 10分間以上であり、さらに好ましくは 15分間以上である。この RH環流処理時間は、要求される介在物レベルあるいは水素レベルに応じて、適宜決定すればよ!、。

[0055] また、低水素レベルを要求される場合には、 RH真空脱ガス装置を用いて介在物の分離処理を行うとともに、脱水素して溶鋼中水素濃度を低減することも有効である。実施例 1

[0056] さらに、本発明を、実施例を参照しながらより具体的に説明する。

予め必要に応じて脱硫及び脱りん処理を行った溶銑を、 250トン規模の上底吹き転炉に装入した。次に、 [C]が 0. 03%以上 0. 2%以下になるまで粗脱炭吹鍊し、終点温度を 1630°C以上 1690°C以下として粗脱炭溶鋼を取鍋に出鋼した。この出鋼時に各種脱酸剤及び合金を添加して取鍋内溶鋼の成分を、 (C : 0. 03%以上 0. 2 %以下、 Si: 0. 001%以上 1. 0%以下、 Mn: 0. 05%以上 2. 5%以下、 P : 0. 005 %以上 0. 05%以下、 S : 27ppm以上 28ppm以下、 sol. A1: 0. 005%以上 2. 0% 以下、 T. [O]： 50ppm以上 lOOppm以下）とした。

[0057] この溶鋼を出鋼する際に不可避的に流出する転炉スラグの量は、調整せずにそのままとするか、あるいは、上述したダーッを用いて取鍋への流出を抑制することにより調整した。なお、出鋼時には、脱酸用であるとともに、工程 2で上吹きする酸化性ガスとの反応に必要である A1を添加して溶鋼を脱酸するとともに、出鋼流の攪拌によりスラグの脱酸も行った。そして、この取鍋内溶鋼を対象として、上述した本発明の工程 1 〜3を行った。

[0058] まず、本発明の工程 1として、大気圧下の取鍋内溶鋼の上に CaO系フラックスである生石灰を、取鍋内溶鋼 1トン当り 10kg投入した。

次に、本発明の工程 2として、この取鍋内溶鋼に昇降可能な浸漬ランスを浸漬し、この浸漬ランスから Arガスを攪拌ガスとして取鍋内溶鋼 1トン当り 8NL/minの吹き込み流量で吹き込むことにより、溶鋼及び生石灰を攪拌した。また、表 1に示すように、昇降可能な上吹きランスを用いて湯面からの高さが 1. 5m以上 2m以下の位置から、酸ィ匕性ガスとして純酸素ガスを、 150、 200又は 300NLZminの供給速度で供給時間 t (8分間）で上吹きし、純酸素ガスと溶鋼との反応により生成する酸化物を生石灰

0

と混合した。なお、この上吹きランスは、事前に行った予備実験の結果より非水冷ランスでは溶損のために短命であることが判明していたため、水冷構造を有するランスを用いた。

[0059] さら〖こ、工程 3として、純酸素ガスの供給を停止するとともに、取鍋内溶鋼に浸漬したランス力も攪拌ガスを溶鋼 1トン当り 8NLZminの吹込み流量で 1. 2分間以上 20 分間以下継続して吹き込むことによって、脱硫及び介在物の除去を行った。工程 3の終了時の溶鋼の温度は 1580°C以上 1630°C以下であった。

[0060] 本実施例における工程 1〜工程 3は、取鍋内溶鋼に RH真空脱ガス装置の浸漬管を浸漬しないで、行った。また、工程 2及び工程 3では、取鍋の上部に集塵カバーを設けた。さらに、取鍋には CaFは添加せず、溶鋼の脱硫処理の終了後の取鍋スラグ

2

の CaF濃度は 0. 1%以下であった。

2

[0061] 本実施例では、このようにして、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給時間 tと、工程 3

0 における酸ィ匕性ガスの供給停止後における攪拌時間 tとの比 (tZt

0 )を表 1に示す範囲で変更して、 No. 1〜 18の鋼を製造した。結果を表 1に併せて示す。

[0062] [表 1]

上吹き酸素流量 X at拌カ'ス流量 t/to τ. [0] 脱硫率

No.

(NL/min■ ton) (NL/min - ton) (-) (ppm) 備考

( )

1 150 8 0. 2 67 9 比較例

2 150 8 0. 45 55 14比較例

3 150 8 0. 7 18 72 発明例

4 150 8 1 . 1 13 90発明例

5 150 8 2 12 94発明例

6 150 8 2. 5 12 94発明例

7 200 8 0. 2 72 8比較例

8 200 8 0. 45 62 1 1 比較例

9 200 8 0. 7 20 70発明例

10 200 8 1 . 1 15 86発明例

1 1 200 8 2 13 93 発明例

12 200 8 2. 5 12 94発明例

13 300 8 0. 2 78 6 比較例

14 300 8 0. 45 66 9 比較例

15 300 8 0. 7 23 66発明例

16 300 8 1 . 1 17 83発明例

17 300 8 2 13 92発明例

18 300 8 2. 5 12 94発明例

[0063] 表 1における No. 3〜6、 9〜12、 15〜18のま岡は、 (t/t )の値カ^) . 7、 1. 1、 2

0

又は 2. 5と、本発明の範囲を満足する発明例である。これらは、いずれも脱硫率が 6 6%以上 94%以下と高ぐ [S]が 2ppm以上 lOppm以下であるとともに、 T. [O]が 1 2ppm以上 23ppm以下と低位に維持されており、所望の極低硫高清浄鋼を製造できたことがわかる。

[0064] これに対し、表 1における No. 1、 2、 7、 8、 13、 14の岡は、 it (t/t )の値力0. 2

0

又は 0. 45と、本発明の範囲を外れる比較例である。これらは、いずれも脱硫率が 6 %以上 14%以下と不芳であり、 [S]が 24ppm以上 26ppm以下であるとともに T. [O ]が 55ppm以上 78ppm以下と高ぐ所望の極低硫高清浄鋼を製造できな力つたことがわかる。

実施例 2

[0065] 本実施例は、上述した実施例 1における表 1の No. 12の鋼の製造工程 1〜3の終了後に、さら〖こ、 RH真空脱ガス装置を用いて RH環流処理を行うことによって溶鋼中介在物を除去する工程 4を、行うことにより、表 2に示す No. 12— 1〜： 12— 8の極低硫高清浄鋼を溶製した。

[0066] RH環流処理条件は、処理時間 14分、浸漬管径 0. 66m,環流ガス流量 2000NL Zmin、到達真空度 133Paである。

本実施例では、 RH環流処理時間と、 RH環流処理後の溶鋼サンプル中の単位被検面積当りにおける 100 μ m以上の大型介在物の個数 Νと、工程 3終了後の溶鋼サンプル中の単位被検面積当りにおける 100 μ m以上の大型介在物の個数 Nとの比

0

(N/N )とにより、評価した。

0

[0067] また、 RH環流処理後に連続铸造に供し、圧延後に行った内部超音波探傷試験における不良率 (以下、「UST不良率」という)も調査した。そして、（RH環流処理を行う No. 12— 2〜12— 8の113丁不良率） (!¾1環流処理を行ゎなぃ?^0. 12—1の US T不良率）を UST不良率指数として求め、この UST不良率指数により評価した。

[0068] 結果を表 2にまとめて示す。

[0069] [表 2]

[0070] 表 2より、工程 4において RH環流処理を行うことにより、介在物個数及び UST不良率が顕著に低減されることがわかる。このような効果は、 RH処理時間が 8分間以上で著しぐ 10分間以上でさらに清浄ィ匕され、 15分間以上で極めて清浄ィ匕及び UST不良率が低減されることがわかる。

Claims

請求の範囲

[1] 下記工程 1〜工程 3を順番に行う際に、工程 2における酸ィ匕性ガスの供給時間 tと

0

、工程 3における酸ィ匕性ガスの供給停止後の攪拌時間 tとの比 (tZt )を 0. 6以上と

0

することを特徴とする極低硫高清浄鋼の製造方法。

工程 1：大気圧下の取鍋内溶鋼に CaO系フラックスを添加する工程。

工程 2 :大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランス力攪拌ガスを吹き込むことにより該取鍋内溶鋼及び前記 CaO系フラックスを攪拌するとともに、該取鍋内溶鋼に酸ィ匕性ガスを供給し、該酸ィ匕性ガスと該取鍋内溶鋼との反応により生成する酸ィ匕物を前記 CaO系フラックスと混合する工程。

工程 3 :前記酸ィ匕性ガスの供給を停止するとともに、大気圧下の取鍋内溶鋼に浸漬したランスカゝら攪拌ガスを吹き込むことにより脱硫及び介在物除去を行う工程。

[2] さらに、前記工程 3の後に、 RH真空脱ガス装置を用いて溶鋼中の介在物を除去する工程 4を行うことを特徴とする請求項 1に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法。

[3] 前記酸ィ匕性ガスは、酸素ガス又は、酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスであることを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法。

[4] 前記酸ィ匕性ガスは、上吹きランスを介して取鍋内溶鋼又はスラグの表面に吹き付けられること〖こよって供給され、かつ、該上吹きランスは水冷構造を有することを特徴とする請求項 1から請求項 3までのいずれか 1項に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法

[5] 前記工程 1〜工程 3を、前記取鍋内溶鋼に真空脱ガス装置の浸漬管を浸漬せずに、行うことを特徴とする請求項 1から請求項 4までのヽずれか 1項に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法。

[6] 前記取鍋に転炉吹鍊した溶鋼を出鋼する際に、該取鍋への転炉スラグの流出を抑制することを特徴とする請求項 1から請求項 5までのいずれか 1項に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法。

[7] 少なくとも前記工程 2及び前記工程 3では、取鍋の上部にカバーを設け、該カバーを集塵装置に接続することを特徴とする請求項 1から請求項 6までのいずれか 1項に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法。前記取鍋内溶鋼に CaFを添加しな、ことを特徴とする請求項 1から請求項 7までの

2

V、ずれか 1項に記載の極低硫高清浄鋼の製造方法。