WO2018087953A1 - 溶鋼への硫黄添加材及び硫黄添加鋼の製造方法 - Google Patents

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一 長谷川
進 工藤
松島 光宏
哲郎 関内
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新日鐵住金株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sulfur additive added to molten steel in order to adjust the components of the molten steel, and a manufacturing method for producing sulfur-added steel using the sulfur additive.
  • sulfur (S) is an element that enhances the machinability of steel materials
  • the required amount is often added in the steelmaking process, particularly to molten steel for machine structural steel that is machined into a complex shape.
  • pure sulfur refined with high purity, iron sulfide produced industrially, pyrite, pyrite, pyrrhotite, etc. obtained by various beneficiation methods are used as the sulfur additive.
  • molten steel refined in a converter or vacuum processing vessel contains a large amount of oxygen, and this large amount of oxygen is about 0.015 to 0.100 mass% of deoxidizing element Al having a strong affinity for oxygen. Adding and deoxidizing is a common technique.
  • iron sulfide ore when used as is as a sulfur additive to molten steel, impurities (oxides, carbonates, etc.) in the iron sulfide ore become oxygen sources, more alumina clusters are generated, and nozzle clogging occurs more. It becomes easy to do.
  • Patent Document 1 discloses decarburization, deoxidation of the molten steel, and addition of the alloy element to the molten steel by a vacuum degassing apparatus.
  • the molten steel secondary refining method it has been proposed to add an alloying element during the decarburization treatment of the molten steel and then to perform the deoxidation treatment.
  • An object of the present invention is to provide an inexpensive and low-impurity sulfur additive that solves the problem, and to provide a manufacturing method for producing a sulfur-added steel using the sulfur additive. Objective.
  • the present inventors have intensively studied a method for solving the above-mentioned problems. As a result, if a sulfide ore having a specific particle size obtained by crushing and sizing is used as a sulfur additive, the yield of sulfur in molten steel can be stabilized. And found that nozzle clogging can be prevented during continuous casting.
  • the present invention has been made on the basis of the above findings, and the gist thereof is as follows.
  • a sulfur additive used for molten steel characterized by containing 85% by mass or more of iron sulfide ore particles having a particle diameter of 5.0 to 37.5 mm with respect to the total mass% of the sulfur additive.
  • the sulfur-added steel is further mass%, Cu: 2.00% or less, Ni: 2.00% or less, Cr: 2.00% or less, Mo: 2.00% or less, Nb: 0.25% or less, V: 0.25% or less, Ti: 0.30% or less, B: 0.005% or less,
  • the present invention it is possible to provide a sulfur additive that is inexpensive and has a small amount of impurities, and when the sulfur additive material is added to molten steel, the sulfur yield in the molten steel is stabilized, and It is possible to provide a production method for producing sulfur-added steel that can prevent nozzle clogging during continuous casting.
  • the sulfur additive of the present invention used for molten steel (hereinafter sometimes referred to as “the additive of the present invention”) is 85 mass% of iron sulfide ore having a particle size of 5.0 to 37.5 mm with respect to the total mass% of the sulfur additive. % Or more.
  • the method for producing sulfur-added steel of the present invention uses the additive of the present invention, Al: 0.015 to 0.100 mass%, and S: 0.00. An aluminum deoxidized sulfur-added steel containing 012 to 0.100 mass% is melted.
  • the additive of the present invention after adjusting components other than sulfur in the RH degassing treatment step.
  • the present inventors investigated in detail about the composition and characteristics of iron sulfide ore in order to use inexpensive iron sulfide ore as a sulfur additive.
  • pyrite was the main component of pyrite, but it was found that pyrite contains carbonates and oxides such as dolomite and quartz. These impurities (carbonates and oxides such as dolomite and quartz, hereinafter simply referred to as “impurities”) are contained in about 3 to 20% by mass in iron sulfide ore when converted to oxygen concentration. I understand.
  • the impurities were: (a) the fine particles with a particle size of several millimeters or less in the iron sulfide ore; It was found that they existed as aggregates, and (b) they were not uniformly present in iron sulfide ore but were unevenly distributed. Furthermore, as a result of observing a plurality of iron sulfide ores with different particle sizes in the same manner, it was found that there was a difference in the distribution state of impurities among (c) iron sulfide ore particles.
  • the present inventors have conceived that “the amount of impurities contained may vary depending on the particle size of the iron sulfide ore”.
  • the amount of impurities for each particle size was measured by ordinary chemical analysis or X-ray diffraction method.
  • FIG. 1 as an example, the particle size (mm) of iron sulfide ore after pulverizing and sieving in three stages, three types of practical brands A, B, and C having different production areas, The relationship with the oxygen concentration (mass%) in the iron sulfide ore for every particle is shown.
  • the oxygen concentration of the pyrite was measured by an inert gas melting-infrared absorption method, which is a kind of chemical analysis.
  • the relationship between the particle size and the oxygen concentration shows almost the same behavior even when the production areas are different, and the particle size is in the range of 5.0 to 37.5 mm, more preferably 9.
  • the oxygen concentration was low in the range of 5 to 31.5 mm. Further, as shown in FIG.
  • the particle size of the iron sulfide ore is in the range of 5.0 to 37.5 mm, the oxygen concentration is small (the oxygen concentration is 10% by mass or less), and the particle size is 9.5 to 31. It can be seen that the oxygen concentration is even smaller in the range of 0.5 mm (oxygen concentration of 9% by mass or less). In this respect, similar results were obtained for the three brands A, B, and C. From this result, even if each brand is blended and subjected to the same analysis, the grain size is in the range of 5.0 to 37.5 mm, more preferably the grain size is 9.5 to 31. In the range of 5 mm, the oxygen concentration is expected to be low.
  • the iron sulfide ore produced from the mine inevitably contains impurities such as carbonates and oxides, but its particle size is as small as several millimeters or less. And the hardness of these impurities is greatly different from pyrite, which is the main component of pyrite.
  • iron sulfide ore is used by crushing the ore with a crusher or the like so that it can be easily handled.
  • iron sulfide ore particles having a particle size of 5.0 to 37.5 mm preferably iron sulfide ore particles having a particle size of 9.5 to 31.5 mm are used as sulfur additives to be added to molten steel. I decided to use it.
  • the sulphite ore ore is crushed and the sulphide ore with a particle size of 5.0 to 37.5 mm is used by sieving, but the particle size is in the range of 5.0 to 37.5 mm without being crushed.
  • the sulfide ore in is used as it is. Particles having a particle size exceeding 37.5 mm as a result of sieving may be crushed again so that the particle size is in the range of 5.0 to 37.5 mm.
  • iron sulfide ore particles having a particle size of 9.5 to 31.5 mm are used.
  • the sulfur additive to be added to the molten steel is composed of iron sulfide ore particles having a particle size of 5.0 to 37.5 mm, preferably iron sulfide ore particles having a particle size of 9.5 to 31.5 mm. What contains above is used.
  • the iron sulfide ore particles having a particle size of 5.0 to 37.5 mm in the sulfur additive is less than 85% by mass, it is difficult to accurately adjust the amount of sulfur in the molten steel within a required range.
  • the amount of iron sulfide ore particles having a particle size of 5.0 to 37.5 mm is 85% by mass or more with respect to the total amount of sulfur additive. Preferably it is 90 mass% or more.
  • the particle size of the iron sulfide ore particles is measured by sieving the iron sulfide ore by a method specified in JIS Z 8815 (ISO2591-1). Grains of iron sulfide ore passing through a test sieve mesh with a nominal aperture of 37.5 mm specified in JIS Z 8801-1 (ISO 3310-1) and remaining on the test sieve mesh with a nominal aperture of 5.0 mm Use iron sulfide ore particles with a diameter of 5.0 to 37.5 mm.
  • the inventors added iron sulfide ore particles to the molten steel and investigated the fluctuation of the oxygen concentration in the molten steel.
  • An increase in oxygen concentration was observed after the addition of the iron sulfide ore.
  • the amount of change was small with the addition of the iron sulfide ore particles having a particle size of 5.0 to 37.5 mm, and the particle size was 9.5 to 31. It was confirmed that the addition of iron sulfide ore particles in the range of 0.5 mm was smaller.
  • the Al source is preferably added to the molten steel as early as possible after the primary smelting, and then the molten steel is stirred to float and separate the Al 2 O 3 inclusions.
  • the present invention is added to the Al deoxidized molten steel at the end of the secondary refining after adjusting the composition of the molten steel A material (85% by mass or more of iron sulfide ore having a particle size of 5.0 to 37.5 mm) is added.
  • a material 85% by mass or more of iron sulfide ore having a particle size of 5.0 to 37.5 mm
  • desulfurization proceeds due to reaction with ladle slag, and the sulfur concentration of the resulting sulfur-added steel may not be controlled within the required range. There is.
  • the molten steel thus prepared is continuously cast according to a conventional method to obtain a slab. Make sure that the oxygen source does not enter the molten steel during continuous casting. This is because when an oxygen source is mixed into the molten steel, Al 2 O 3 inclusions are generated, and thus Al 2 O 3 inclusions are prevented from being generated.
  • the immersion nozzle used at the time of continuous casting may be an inexpensive alumina graphite material, it is also possible to use a nozzle with poor adhesion containing CaO.
  • the production method of the present invention is suitable for melting sulfur-added steel containing S: 0.012 to 0.100% by mass.
  • the sulfur-added steel obtained by the production method of the present invention contains Al: 0.015 to 0.100% by mass after Al deoxidation.
  • S 0.012 to 0.100%
  • S is an element necessary for ensuring the machinability of steel, and is an element that affects the occurrence of nozzle clogging during continuous casting. If the amount of S is less than 0.012%, the amount of sulfur additive added is small and nozzle clogging does not occur, but the required machinability cannot be ensured, so the amount of S is 0.012% or more. . Preferably it is 0.015% or more.
  • the amount of S exceeds 0.100%, Ca in the ladle slag and sulfur in the molten steel react to generate CaS, and during continuous casting, nozzle clogging occurs, so the amount of S is 0.100. % Or less. Preferably it is 0.075% or less.
  • Al 0.015 to 0.100%
  • Al is an element used to react with O in molten steel to produce Al 2 O 3 and deoxidize the molten steel. If the Al content is less than 0.015%, the deoxidation effect is not sufficiently exhibited, so the Al content is 0.015% or more. Preferably it is 0.025% or more. On the other hand, if the Al content exceeds 0.100%, a large amount of Al 2 O 3 inclusions are generated and nozzle clogging occurs frequently during continuous casting, so the Al content is set to 0.100% or less. Preferably it is 0.070% or less.
  • the additive steel according to the present invention basically contains S: 0.012 to 0.100%, and further needs to contain Al: 0.015 to 0.100%.
  • the composition is not particularly limited, but C: 0.07 to 1.20%, Si: more than 0 and 1.00% or less, in order to more effectively express the effect of improving the machinability by adding sulfur.
  • Mn is more than 0 and is controlled to 2.50% or less
  • P is more than 0 and is 0.10% or less
  • N is more than 0 and is 0.02% or less. This will be described below.
  • C 0.07 to 1.20%
  • C is an element necessary for ensuring the strength of steel and the hardenability of welds. If the C content is less than 0.07%, it becomes difficult to ensure the strength required for the steel for machine structural use, so the C content is 0.07% or more. More preferably, it is 0.10% or more. On the other hand, if the C content exceeds 1.20%, the toughness decreases, so the C content is 1.20% or less. More preferably, it is 1.00% or less.
  • Si more than 0, 1.00% or less Si is an element that contributes to improving the strength of steel by solid solution strengthening. If the Si content exceeds 1.00%, the toughness decreases, so the Si content is 1.00% or less. More preferably, it is 0.70% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.01% or more in order to sufficiently obtain the effect of adding Si. More preferably, it is 0.10% or more.
  • Mn more than 0 and not more than 2.50% Mn is an element that improves the hardenability of steel and contributes to the improvement of strength. If the amount of Mn exceeds 2.50%, the weldability of the steel decreases, so Mn is 2.50% or less. More preferably, it is 2.00% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but 0.30% or more is preferable in order to sufficiently obtain the effect of adding Mn. More preferably, it is 0.50% or more.
  • P more than 0, 0.10% or less
  • P is an element that segregates and inhibits toughness. If the P content exceeds 0.10%, the toughness is remarkably reduced, so the P content is 0.10% or less. More preferably, it is 0.05% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but if the amount of P is reduced to less than 0.001%, the manufacturing cost increases significantly, so 0.001% is a practical lower limit on practical steel. In terms of manufacturing cost, 0.010% or more is more preferable.
  • N more than 0, 0.02% or less N is an element that contributes to improving the strength of steel by solid solution strengthening. If the amount of N exceeds 0.02%, the amount of solid solution N increases, the strength increases, and the toughness decreases, so the amount of N is 0.02% or less. More preferably, it is 0.015% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but if N is reduced to less than 0.001%, the manufacturing cost increases significantly, so 0.001% is a practical lower limit on practical steel. In terms of manufacturing cost, 0.002% or more is more preferable.
  • the added steel according to the present invention further has (a) Cu: 2.00 or less and / or Ni: 2.00% or less, (b) Cr: 2.00% or less, and / or for improving the characteristics. Or Mo: 2.00% or less, (c) Nb: 0.25% or less, and / or V: 0.25% or less, and (d) Ti: 0.30% or less, and / or B: You may contain 1 or 2 or more of 0.005% or less of element groups.
  • Cu and Ni are elements that contribute to improving the strength of steel. If the Cu content exceeds 2.00%, the strength increases excessively and the toughness decreases, so the Cu content is preferably 2.00% or less. More preferably, it is 1.60% or less. Although a minimum is not specifically limited, In order to fully acquire the addition effect of Cu, 0.10% or more is preferable. More preferably, it is 0.20% or more.
  • the Ni content is preferably 2.00% or less. More preferably, it is 1.60% or less. Although a minimum is not specifically limited, In order to fully acquire the addition effect of Ni, 0.10% or more is preferable. More preferably, it is 0.30% or more.
  • the Mo amount is preferably 2.00% or less. More preferably, it is 1.60% or less. Although a minimum is not specifically limited, In order to fully acquire the addition effect of Mo, 0.02% or more is preferable. More preferably, it is 0.10% or more.
  • Nb 0.25% or less
  • V 0.25% or less Nb and V both form carbonitrides and contribute to improvement in strength and toughness by the pinning effect of carbonitrides. Element. If the Nb content exceeds 0.25%, the carbonitrides become coarse and the toughness decreases, so the Nb content is preferably 0.25% or less. More preferably, it is 0.20% or less. The lower limit is not particularly limited, but 0.01% or more is preferable in order to sufficiently obtain the effect of adding Nb. More preferably, it is 0.02% or more.
  • the V content is preferably 0.25% or less. More preferably, it is 0.20% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but 0.01% or more is preferable in order to sufficiently obtain the effect of adding V. More preferably, it is 0.10% or more.
  • Ti is an element that combines with N to form a nitride to refine crystal grains and contribute to improvement of toughness. If the Ti content exceeds 0.30%, the machinability deteriorates, so the Ti content is preferably 0.30% or less. More preferably, it is 0.25% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but 0.01% or more is preferable in order to sufficiently obtain the effect of adding Ti. More preferably, it is 0.02% or more.
  • B is an element that suppresses the formation of intergranular ferrite and contributes to the improvement of toughness. If the B content exceeds 0.005%, BN precipitates at the austenite grain boundaries and the toughness decreases, so the B content is preferably 0.005% or less. More preferably, it is 0.003% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but 0.0005% or more is preferable in order to sufficiently obtain the effect of adding B. More preferably, it is 0.0010% or more.
  • the conditions in the examples are one example of conditions adopted for confirming the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is an example of this one condition. It is not limited to.
  • the present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.
  • Example 1 When the molten steel primarily refined in a converter having a capacity of 300 tons was put into a ladle, Al metal was added and Al deoxidation was performed.
  • Example 1 brand A sulfide ore particles shown in FIG. 1 were used as the sulfur additive.
  • Table 1 shows the component composition of the molten steel after adding the sulfur additive during continuous casting of the inventive sulfur-added steel.
  • T.Al represents the total amount of Al.
  • the temperature was adjusted with a ladle heating type refining device, then degassing treatment and component adjustment were performed using the RH type degassing refining device, and the inclusion was removed by stirring the molten steel.
  • degassing treatment and component adjustment a sulfur additive containing iron sulfide ore with different particle sizes was added to the molten steel. After the addition of the sulfur additive, the inclusions were removed by stirring over a uniform mixing time.
  • the superheat degree of the molten steel in the tundish during continuous casting was 10 to 60 ° C.
  • the throughput of molten steel (amount of cast molten steel per unit time) was 0.3 to 0.6 t / min. Throughput was adjusted by the opening of the sliding nozzle.
  • Table 2 shows the mass% of iron sulfide ore having a particle size of 5.0 to 37.5 mm, the mass% of iron sulfide ore having a particle size of less than 5.0 mm, the mass% of iron ore having a particle size of more than 37.5 mm, the nozzle clogging index, The nozzle blockage results are shown respectively.
  • “No.” in Table 2 corresponds to “No.” in Table 1.
  • the nozzle clogging index is an index obtained by indexing the opening degree of the sliding nozzle and is defined as follows.
  • the “theoretical opening” is the opening of the sliding nozzle necessary for obtaining a predetermined throughput in a state where the immersion nozzle and / or the sliding nozzle is not melted or blocked.
  • the “actual opening degree” is an opening degree actually indicated by the gauge of the injection system at the time of casting.
  • the nozzle clogging results are the results of evaluation of the nozzle clogging index in three stages.
  • a nozzle clogging index of 1 or less is ⁇ (good), 1 is 3 or less is ⁇ (not good), and 3 is more than x (bad). .
  • the ratio of the iron sulfide ore particles having a particle diameter of 5.0 to 37.5 mm in the sulfur additive is 85% by mass or more, the nozzle clogging index is 1 or less, Continuous casting was possible without clogging.
  • the ratio of the iron sulfide ore particles having a particle size of 5.0 to 37.5 mm in the sulfur additive was less than 85% by mass, and nozzle clogging occurred frequently during continuous casting.
  • Example 2 the sulfur-added steel was continuously cast in the same manner as in Example 1 except that brand B and brand C sulfide iron ore particles shown in FIG. 1 were used as the sulfur additive.
  • Table 3 shows the composition of the molten steel after addition of the sulfur additive during continuous casting of the inventive sulfur-added steel.
  • T.Al represents the total amount of Al.
  • Table 4 shows the mass% of iron sulfide ore having a particle size of 5.0 to 37.5 mm, the mass% of iron ore sulfide having a particle size of less than 5.0 mm, the mass% of iron sulfide ore having a particle size of more than 37.5 mm, the nozzle clogging index, The nozzle blockage results are shown respectively.
  • “No.” in Table 4 corresponds to “No.” in Table 3.
  • sulfur addition that stabilizes the yield of sulfur in molten steel and prevents the occurrence of nozzle clogging during continuous casting is inexpensive and has a small amount of impurities. Material can be provided. Therefore, the present invention has high applicability in the steel industry.

Abstract

溶鋼に硫黄添加材を添加した際、溶鋼中の硫黄の歩留りを安定化し、かつ、連続鋳造時の、不純物に起因するノズル閉塞の発生を防止する。 硫黄添加材の全質量%に対し、粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子を85質量%以上含むことを特徴とする溶鋼に用いる硫黄添加材を用い、S:0.012~0.100質量%を含むAl脱酸された硫黄添加鋼を溶製する。

Description

溶鋼への硫黄添加材及び硫黄添加鋼の製造方法
 本発明は、溶鋼の成分調整を行うために溶鋼へ添加する硫黄添加材と、該硫黄添加材を用いて硫黄添加鋼を製造する製造方法に関するものである。
 硫黄(S)は、鋼材の切削加工性を高める元素であるので、特に複雑な形状に機械加工される機械構造用鋼の溶鋼に、製鋼工程で所要量添加する場合が多い。このとき、硫黄添加材として、高純度に精製した純硫黄、工業的に製造した硫化鉄、又は、各種選鉱法によって得た黄鉄鉱、白鉄鉱、磁硫鉄鉱などが用いられる。
 これらの硫黄添加材は、工業プロセスを経て製造されるので、価格がどうしても高くならざるを得ない。これに対し、最近では、より安価な硫黄添加材として、鉱山から採取される硫化鉄鉱を、そのまま使用することが採用されだしてきている。
 ところで、転炉や真空処理容器で精錬した溶鋼は、多量の酸素を含んでおり、この多量の酸素を、酸素との親和力が強い脱酸元素のAlを0.015~0.100質量%程度添加して脱酸するのが、一般的な手法である。
 しかし、Al脱酸によりAl23系介在物が生成し、これが凝集合して、粗大なアルミナクラスターが生成する。このアルミナクラスターは、溶鋼を、タンディシュからモールドへ注入するために使用する連続鋳造ノズル(スライディングノズル等の注入量調整ノズル、浸漬ノズルを含む)の内壁に付着し、連続鋳造時にこれらのノズルが閉塞する現象(以下、「ノズル閉塞」という)を発生させる。
 特に、硫化鉄鉱を、そのまま、溶鋼への硫黄添加材として使用した場合、硫化鉄鉱中の不純物(酸化物や炭酸塩など)が酸素源となり、アルミナクラスターがより多く生成し、ノズル閉塞がより発生しやすくなる。
 このような、添加材や添加合金から溶鋼への酸素源混入の問題に対し、特許文献1には、真空脱ガス装置により溶鋼の脱炭、脱酸、及び、溶鋼への合金元素の添加を行う溶鋼の二次精錬方法において、合金元素の添加を溶鋼の脱炭処理中に行い、その後、脱酸処理を行うことが提案されている。
 しかし、溶鋼に硫黄添加材を添加する場合、溶鋼と取鍋スラグとの反応により脱硫が進行するので、早い段階で、溶鋼に硫黄添加材を添加すると、溶鋼中の硫黄の歩留りが安定せず、得られる硫黄添加鋼の硫黄の組成を安定的に確保することが困難である。
特開2000-087128号公報
 本発明は、従来技術の現状の問題に鑑み、溶鋼に硫黄添加材を添加した際、溶鋼中の硫黄の歩留りを安定化し、かつ、連続鋳造時の、不純物に起因するノズル閉塞の発生を防止することを課題とし、該課題を解決する、安価で、かつ、不純物量の少ない硫黄添加材を提供すること、及び該硫黄添加材を用いて硫黄添加鋼を製造する製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した、その結果、破砕して整粒した特定の粒径を有する硫化鉄鉱を硫黄添加材として用いれば、溶鋼中の硫黄の歩留りを安定化し、かつ、連続鋳造時の、ノズル閉塞の発生を防止できることを見いだした。
 本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
 (1)硫黄添加材の全質量%に対し、粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子を85質量%以上含むことを特徴とする溶鋼に用いる硫黄添加材。
 (2)前記粒径が9.5~31.5mmであることを特徴とする前記(1)に記載の溶鋼への硫黄添加材。
 Al脱酸された溶鋼に前記(1)又は(2)に記載の硫黄添加材を添加する硫黄添加工程を含み、
質量%で、
C:0.07~1.20%、
Si:0超、1.00%以下、
Mn:0超、2.50%以下、
N:0超、0.02%以下
S:0.012~0.100%、
Al:0.015~0.100、
P:0.10%以下に制限し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる硫黄添加鋼を溶製することを特徴とする硫黄添加鋼の製造方法。
 (4)前記硫黄添加鋼が、さらに、質量%で、
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、
B:0.005%以下、
から選ばれる1種又は2種以上の元素
を含有することを特徴とする前記(3)に記載の硫黄添加鋼の製造方法。
 本発明によれば、安価で、かつ、不純物量の少ない硫黄添加材を提供することができ、また、溶鋼に該硫黄添加原料材を添加した際、溶鋼中の硫黄の歩留りを安定化し、かつ、連続鋳造時の、ノズル閉塞の発生を防止できる、硫黄添加鋼を製造する製造方法を提供することができる。
硫黄添加材として用いる硫化鉄鉱の銘柄A、B、Cの、各硫化鉄鉱粒子の粒径(mm)と、各硫化鉄鉱粒子中の酸素濃度(%)との関係を示す図である。
 溶鋼に用いる本発明の硫黄添加材(以下「本発明添加材」ということがある。)は、硫黄添加材の全質量%に対し、粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱を85質量%以上含むことを特徴とする。
 本発明の硫黄添加鋼の製造方法(以下「本発明製造方法」ということがある。)は、本発明添加材を用い、Al:0.015~0.100質量%、及び、S:0.012~0.100質量%を含むAl脱酸された硫黄添加鋼を溶製することを特徴とする。
 また、本発明製造方法においては、本発明添加材を、RH脱ガス処理工程にて、硫黄以外の成分を調整した後に添加することが好ましい。
 以下、発想から本発明に至るまでの経過と、本発明添加材及び本発明製造方法について説明する。
 本発明者らは、硫黄添加材として安価な硫化鉄鉱を使用すべく、硫化鉄鉱石の組成及び特性ついて詳細に調査した。
 まず、硫化鉄鉱の組成を化学分析やX線回折法で調査した。その結果、硫化鉄鉱の主成分は黄鉄鉱であるが、硫化鉄鉱には、それ以外に、ドロマイト、石英等の炭酸塩や酸化物が含まれていることが解った。これらの不純物(ドロマイト、石英等の炭酸塩や酸化物、以下、単に「不純物」ということがある。)は、酸素濃度に換算すると、硫化鉄鉱中に3~20質量%程度含まれていることが解った。
 次に、これらの不純物の存在形態を調査した。硫化鉄鉱を切断し、その断面を、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)などを用いて観察した結果、不純物は、(a)硫化鉄鉱中に、粒径が数ミリメートル以下の微細な粒子の集合体として存在すること、及び、(b)硫化鉄鉱中に均一に存在せず、偏在していることが解った。さらに、粒子サイズの異なる複数の硫化鉄鉱を同様に観察した結果、(c)硫化鉄鉱粒子間で、不純物の分布状態に差があることが解った。
 本発明者らは、この結果に基づいて、「硫化鉄鉱の粒子サイズにより、含まれる不純物量が異なる可能性がある」と発想し、この発想の下で、硫化鉄鉱粒子を篩分け、硫化鉄鉱の粒子サイズ毎の不純物量(酸素濃度に換算した質量)を、通常の化学分析やX線回折法などで測定した。
 図1に、例として、産地が異なる、3種類の実用的な銘柄A、B、Cの硫化鉄鉱石を粉砕し、多段階に篩分けした後の硫化鉄鉱の粒径(mm)と、各粒子毎の硫化鉄鉱中の酸素濃度(質量%)との関係を示す。硫化鉄鉱の酸素濃度は、化学分析の一種である不活性ガス融解-赤外線吸収法により測定した。図1から分かるように、産地が異なっていても、粒径と酸素濃度の関係は、略同様な挙動を示し、粒度が5.0~37.5mmの範囲で、より好ましくは粒度が9.5~31.5mmの範囲で、酸素濃度が低位となった。
 また、図1より、硫化鉄鉱の粒径が、5.0~37.5mmの範囲で、含有酸素濃度が少なく(酸素濃度で10質量%以下)、また、粒径が、9.5~31.5mmの範囲で酸素濃度がさらに少ない(酸素濃度9質量%以下)ことが解る。この点においても、3種類の銘柄A、B、C共に同様の結果が得られた。この結果から、各銘柄をブレンドして同様の分析を行っても、単一銘柄の場合と同様に粒度が5.0~37.5mmの範囲で、より好ましくは粒度が9.5~31.5mmの範囲で、酸素濃度が低位となると見込まれる。
 このような結果が得られた理由は、以下のように考えられる。
 鉱山から産出する硫化鉄鉱には、炭酸塩、酸化物等の不純物が不可避的に含まれているが、その粒子サイズは、数ミリメートル以下と小さい。そして、硫化鉄鉱の主成分である黄鉄鉱と、これら不純物の硬さは大きく異なっている。通常、硫化鉄鉱は、取り扱い易いように、クラッシャーなどで原鉱を破砕して使用するが、破砕は、硬さの異なる黄鉄鉱-不純物の界面を起点にして起きると考えられる。
 さらに、破砕の際、微細な不純物粒子は細かく分散し、比較的粗大(5.0~37.5mm)な硫化鉄鉱粒子中には不純物が残存し難く、一方、5.0mm未満の細粉の硫化鉄鉱粒子中には不純物が比較的多く残存していると考えられる。なお、粗大(37.5mm超)な硫化鉄鉱には、不純物粒子が破砕されないでそのまま残留していると考えられる。
 以上の調査結果に基づいて、粒径が5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子、好ましくは、粒径が9.5~31.5mmの硫化鉄鉱粒子を、溶鋼に添加する硫黄添加材として用いることとした。
 通常、硫化鉄鉱原鉱を破砕して、粒径が5.0~37.5mmの硫化鉄鉱を篩分けして用いるが、破砕しなくても、粒径が5.0~37.5mmの範囲にある硫化鉄鉱は、そのまま使用する。篩分けの結果粒径が37.5mmを超えた粒子は、再度破砕して、粒径が5.0~37.5mmの範囲に成るようにしてもよい。粒径が9.5~31.5mmの硫化鉄鉱粒子を使用する場合も同様である。
 溶鋼に添加する硫黄添加材は、粒径が5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子、好ましくは、粒径が9.5~31.5mmの硫化鉄鉱粒子を、質量%で、85%質量以上含有するものを用いる。
 硫黄添加材中の粒径が5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子が85質量%未満であると、溶鋼中の硫黄の量を所要の範囲に適確に調整することが難しくなるので、硫黄添加材全量に対して、粒径が5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子の量は85質量%以上とする。好ましくは90質量%以上である。
 なお、硫化鉄鉱粒子の粒径は、硫化鉄鉱を、JIS Z 8815(ISO2591-1)に規定の方法で篩分けして測定する。JIS Z 8801-1(ISO3310-1)に規定の公称目開き37.5mmの試験用ふるい網を通過し、かつ、公称目開き5.0mmの試験用ふるい網の上に残留した硫化鉄鉱を粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子とする。
 本発明者らは、本発明添加材の効果を確認するため、溶鋼に硫化鉄鉱粒子を添加し、溶鋼中の酸素濃度の変動を調査した。硫化鉄鉱の添加後に酸素濃度の上昇がみられたが、その変化量は、粒径5.0~37.5mmの範囲の硫化鉄鉱粒子の添加で小さいこと、さらに、粒径9.5~31.5mmの範囲の硫化鉄鉱粒子の添加でより小さいことを確認することができた。
 次に、本発明の硫黄添加鋼の製造方法について説明する。
 転炉や電気炉などで一次精錬した溶鋼の成分組成を調整する。必要であれば、RH式脱ガス精錬装置、取鍋加熱式精錬装置、簡易式溶鋼処理設備等で、二次精錬を行う。一次精錬後、又は、二次精錬途中で、Alによる脱酸を行う。一次精錬後に脱酸を行う場合は、取鍋出鋼時に、Al源を添加すればよい。二次精錬途中に脱酸を行う場合、Al源を添加する位置の取鍋スラグを除いておくと、Alの歩留が安定する。
 なお、Al源は、一次製錬後のなるべく早い段階で溶鋼に添加し、その後、溶鋼を撹拌し、Al23介在物を浮上分離するのが好ましい。
 本発明の製造方法においては、溶鋼にAlを添加して脱酸を行うAl脱酸工程後、溶鋼の成分組成の調整を終了した二次精錬末期に、Al脱酸された溶鋼に本発明添加材(粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱85質量%以上)を添加する。なお、二次精錬前や二次精錬前半に、本発明添加材を添加した場合、取鍋スラグと反応して脱硫が進行し、得られる硫黄添加鋼の硫黄濃度を所要の範囲に制御できない恐れがある。
 このように、二次精錬末期に、本発明添加材をAl脱酸された溶鋼に添加すると、硫化鉄鉱粒子の不純物に存在する酸素から生成されるAl23介在物の浮上分離が進行し難く、連続鋳造時の、ノズル閉塞の発生が抑制される。さらに、溶鋼中の硫黄の歩留りも安定する。
 このように調製した溶鋼を、常法に従って連続鋳造して鋳片とする。連続鋳造時に、溶鋼に酸素源が混入しないようにする。溶鋼に酸素源が混入すると、Al23介在物が生成するので、Al23介在物の生成を防止するためである。
 なお、連続鋳造時に使用する浸漬ノズルは、安価なアルミナグラファイト材質のものでよいが、CaOを含有する難付着性のノズルを使用することも可能である。
 本発明の製造方法は、S:0.012~0.100質量%を含む硫黄添加鋼の溶製に好適である。本発明製造方法によって得られた硫黄添加鋼は、Al脱酸後、Al:0.015~0.100質量%を含む。
 以下、本発明の製造方法で溶製される硫黄添加鋼(以下「本発明に係る添加鋼」ということがある。)の成分組成の限定理由について説明する。以下、%は質量%を意味する。
 S:0.012~0.100%
 Sは、鋼の切削加工性の確保に必要な元素であり、また、連続鋳造時のノズル閉塞の発生に影響を及ぼす元素である。S量が0.012%未満であると、硫黄添加材の添加量が少なくて済み、ノズル閉塞は発生しないが、所要の切削加工性を確保できないので、S量は0.012%以上とする。好ましくは0.015%以上である。
 一方、S量が0.100%を超えると、取鍋スラグ中のCaと溶鋼中の硫黄が反応してCaSが生成し、連続鋳造時に、ノズル閉塞が発生するので、S量は0.100%以下とする。好ましくは0.075%以下である。
 Al:0.015~0.100%
 Alは、溶鋼中のOと反応してAl23を生成し、溶鋼を脱酸するのに用いる元素である。Al量が0.015%未満であると、脱酸効果が十分に発現しないので、Al量は0.015%以上とする。好ましくは0.025%以上である。一方、Al量が0.100%を超えると、Al23介在物が大量に生成し、連続鋳造時に、ノズル閉塞が頻発するので、Al量は0.100%以下とする。好ましくは0.070%以下である。
 本発明に係る添加鋼は、基本的には、S:0.012~0.100%含有し、さらに、Al:0.015~0.100%を含有していればよく、他の元素の組成は特に限定されないが、硫黄添加による切削加工性の向上効果をより有効に発現させるために、C:0.07~1.20%、Si:0超であって、1.00%以下、Mn:0超であって、2.50%以下、P:0超であって、0.10%以下、N:0超であって、0.02%以下に制御する。以下、説明する。
 C:0.07~1.20%、
 Cは、鋼の強度や溶接部の焼入れ性の確保に必要な元素である。C量が0.07%未満であると、機械構造用鋼に必要な強度を確保することが難しくなるので、C量は0.07%以上である。より好ましくは0.10%以上である。一方、C量が1.20%を超えると、靭性が低下するので、C量は1.20%以下である。より好ましくは1.00%以下である。
 Si:0超、1.00%以下
 Siは、固溶強化で、鋼の強度の向上に寄与する元素である。Si量が1.00%を超えると、靱性が低下するので、Si量は1.00%以下である。より好ましくは0.70%以下である。下限は特に限定しないが、Siの添加効果を十分に得るには、0.01%以上が好ましい。より好ましくは0.10%以上である。
 Mn:0超、2.50%以下
 Mnは、鋼の焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する元素である。Mn量が2.50%を超えると、鋼の溶接性が低下するので、Mnは2.50%以下である。より好ましくは2.00%以下である。下限は特に限定しないが、Mnの添加効果を十分に得るには、0.30%以上が好ましい。より好ましくは0.50%以上である。
 P:0超、0.10%以下
 Pは、偏析して、靭性を阻害する元素である。P量が0.10%を超えると、靭性が著しく低下するので、P量は0.10%以下である。より好ましくは0.05%以下である。下限は特に限定しないが、P量を0.001%未満に低減すると、製造コストが大幅に上昇するので、実用鋼上、0.001%が実質的な下限である。製造コストの点で、0.010%以上がより好ましい。
 N:0超、0.02%以下
 Nは、固溶強化で、鋼の強度の向上に寄与する元素である。N量が0.02%を超えると、固溶N量が増大して、強度が上昇し、靱性が低下するので、N量は0.02%以下である。より好ましくは0.015%以下である。下限は特に限定しないが、Nを0.001%未満に低減すると、製造コストが大幅に上昇するので、実用鋼上、0.001%が実質的な下限である。製造コストの点で、0.002%以上がより好ましい。
 本発明に係る添加鋼は、さらに、特性向上のため、(a)Cu:2.00以下、及び/又は、Ni:2.00%以下、(b)Cr:2.00%以下、及び/又は、Mo:2.00%以下、(c)Nb:0.25%以下、及び/又は、V:0.25%以下、及び、(d)Ti:0.30%以下、及び/又は、B:0.005%以下の元素群の一つ又は2つ以上を含有してもよい。
 (a)群元素
  Cu:2.00以下
  Ni:2.00%以下
 CuとNiは、いずれも、鋼の強度の向上に寄与する元素である。Cu量が2.00%を超えると、強度が上昇しすぎて、靱性が低下するので、Cu量は2.00%以下が好ましい。より好ましくは1.60%以下である。下限は特に限定しないが、Cuの添加効果を十分に得るには、0.10%以上が好ましい。より好ましくは0.20%以上である。
 Niが2.00%を超えると、Cuと同様に、強度が上昇しすぎて、靱性が低下するので、Ni量は2.00%以下が好ましい。より好ましくは1.60%以下である。下限は特に限定しないが、Niの添加効果を十分に得るには、0.10%以上が好ましい。より好ましくは0.30%以上である。
 (b)群元素
  Cr:2.00%以下
  Mo:2.00%以下
 CrとMoは、いずれも、鋼の強度の向上に寄与する元素である。Cr量が2.00%を超えると、強度が上昇しすぎて、靱性が低下するので、Cr量は、2.00%以下が好ましい。より好ましくは1.60%以下である。下限は特に限定しないが、Crの添加効果を十分に得るには、0.15%以上が好ましい。より好ましくは0.25%以上である。
 Mo量が2.00%を超えると、Crと同様に、強度が上昇しすぎて、靱性が低下するので、Mo量は2.00%以下が好ましい。より好ましくは1.60%以下である。下限は特に限定しないが、Moの添加効果を十分に得るには、0.02%以上が好ましい。より好ましくは0.10%以上である。
 (c)群元素
  Nb:0.25%以下
  V:0.25%以下
 NbとVは、いずれも、炭窒化物を形成し、炭窒化物のピン止め効果により、強度や靭性の向上に寄与する元素である。Nb量が0.25%を超えると、炭窒化物が粗大化し、靱性が低下するので、Nb量は0.25%以下が好ましい。より好ましくは0.20%以下である。下限は特に限定しないが、Nbの添加効果を十分に得るには、0.01%以上が好ましい。より好ましくは0.02%以上である。
 Vが0.25%を超えると、Nbと同様に、炭窒化物が粗大化し、HAZ(Heat-Affected-Zone)靱性が低下するので、V量は0.25%以下が好ましい。より好ましくは0.20%以下である。下限は特に限定しないが、V量の添加効果を十分に得るには、0.01%以上が好ましい。より好ましくは0.10%以上である。
 (d)群元素
  Ti:0.30%以下
  B:0.005%以下
 Tiは、Nと結合して窒化物を形成して結晶粒を微細化し、靭性の向上に寄与する元素である。Ti量が0.30%を超えると、切削加工性が低下するので、Ti量は0.30%以下が好ましい。より好ましくは0.25%以下である。下限は特に限定しないが、Tiの添加効果を十分に得るには、0.01%以上が好ましい。より好ましくは0.02%以上である。
 Bは、粒界フェライトの生成を抑制して、靱性の向上に寄与する元素である。B量が0.005%を超えると、BNがオーステナイト粒界に析出し、靱性が低下するので、B量は0。005%以下が好ましい。より好ましくは0.003%以下である。下限は特に限定しないが、Bの添加効果を十分に得るには、0.0005%以上が好ましい。より好ましくは0.0010%以上である。
 次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一つの条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
 (実施例1)
 容量300トンの転炉で一次精錬した溶鋼を取鍋に出鋼する際、金属Alを添加してAl脱酸を実施した。実施例1では、硫黄添加材として図1に示す銘柄Aの硫化鉄鉱粒子を用いた。
 表1に、発明例及び比較例の硫黄添加鋼の連続鋳造時の、硫黄添加材を添加した後の溶鋼の成分組成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 注:「T.Al」は、Alの総量を表す。
 Al脱酸後、取鍋加熱式精錬装置で温度調整を行い、次いで、RH式脱ガス精錬装置を用いて脱ガス処理、成分調整を実施するとともに、溶鋼を撹拌して介在物を除去した。脱ガス処理、成分調整の後、粒径の異なる硫化鉄鉱を含有する硫黄添加材を、溶鋼に添加した。硫黄添加材の添加後、均一混合時間以上の撹拌を行って介在物を除去した。
 このように溶製した硫黄添加鋼を連続鋳造した。連続鋳造は、断面サイズ220mm×220mmのブルーム6ストランドの連鋳機で実施した。
 連続鋳造時のタンディッシュ内の溶鋼の過熱度(溶鋼の温度から、この成分組成の鋼の液相線温度を減じた値)は10~60℃であった。溶鋼のスループット(単位時間当りの鋳造溶鋼量)は0.3~0.6t/分であった。スループットは、スライディングノズルの開度により調整した。
 表2に、粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱の質量%、粒径5.0mm未満の硫化鉄鉱の質量%、粒径37.5mmを超える硫化鉄鉱の質量%、ノズル閉塞指数、及び、ノズル閉塞成績を、それぞれ示す。ここで、表2中の「No.」は、表1中の「No.」と対応している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 ノズル閉塞指数は、スライディングノズルの開度を指数化したものであり、以下のように定義した指数である。スライディングノズルの実際の開度と、溶鋼のスループットと溶鋼ヘッドから算出されるノズル閉塞のない状態でのスライディングノズルの理論開度との比(=実際の開度/理論開度)を指数化したものである。
 ここで、「理論開度」とは、浸漬ノズル及び/又はスライディングノズルが溶損も閉塞もしていない状態において、所定のスループットを出すために必要なスライディングノズルの開度のことである。また、「実際の開度」とは鋳造時に注入系のゲージが実際に示す開度である。浸漬ノズル及び/又はスライディングノズルにアルミナクラスター等が付着して、閉塞が進行すると同じ流量を出すのに、スライディングノズルの開度が大きくなる。したがって、ノズル閉塞指数が大きいほど、ノズル閉塞が頻発することを意味し、目標は1以下である。
 また、ノズル閉塞の状況を定常鋳造期のノズル開度に対する変化でも評価した。
 表2中の「ノズル開度の変化」の項目の記号「+」は、ノズル開度の増加、即ち、ノズル閉塞傾向であることを示し、「-」は、ノズル開度の減少、即ち、ノズル閉塞減少傾向又はノズル開度が安定であることを表す。
 ノズル閉塞成績は、ノズル閉塞指数を三段階で評価した結果であり、ノズル閉塞指数1以下を◎(良い)、1を超え3以下を△(良くない)、3超を×(悪い)とした。
 発明例1~50の連続鋳造では、いずれも、硫黄添加材中の粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子の割合が85質量%以上であり、ノズル閉塞指数が1以下で、ノズル閉塞が発生することなく、連続鋳造を行うことができた。
 比較例51~65の連続鋳造では、硫黄添加材中の粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子の割合が85質量%未満であり、連続鋳造時に、ノズル閉塞が頻発した。
 (実施例2)
 実施例2では、硫黄添加材として、図1に示す銘柄B、銘柄Cの硫化鉄鉱粒子を用いた以外は、実施例1と同様の操作で硫黄添加鋼の連続鋳造を行った。
  表3に、発明例及び比較例の硫黄添加鋼の連続鋳造時の、硫黄添加材を添加した後の溶鋼の成分組成を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 注:「T.Al」は、Alの総量を表す。
 表4に、粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱の質量%、粒径5.0mm未満の硫化鉄鉱の質量%、粒径37.5mmを超える硫化鉄鉱の質量%、ノズル閉塞指数、及び、ノズル閉塞成績を、それぞれ示す。ここで、表4中の「No.」は、表3中の「No.」と対応している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4から分かるように、銘柄B、Cの硫化鉄鉱であっても、硫黄添加材中の粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子の割合が85質量%以上では、ノズル閉塞指数が1以下で、ノズル閉塞が発生することなく、連続鋳造を行うことができた。これに対して、硫黄添加材中の粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子の割合が85質量%未満では、連続鋳造時に、ノズル閉塞が頻発した。
 前述したように、本発明の製造方法によれば、溶鋼中の硫黄の歩留りを安定化し、かつ、連続鋳造時の、ノズル閉塞の発生を防止できる、安価で、かつ、不純物量の少ない硫黄添加材を提供することができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。

Claims (4)

  1.  硫黄添加材の全質量%に対し、粒径5.0~37.5mmの硫化鉄鉱粒子を85質量%以上含むことを特徴とする溶鋼に用いる硫黄添加材。
  2.  前記粒径が9.5~31.5mmであることを特徴とする請求項1に記載の溶鋼への硫黄添加材。
  3.  Al脱酸された溶鋼に請求項1又は2に記載の硫黄添加材を添加する硫黄添加工程を含み、
    質量%で、
    C:0.07~1.20%、
    Si:0超、1.00%以下、
    Mn:0超、2.50%以下、
    N:0超、0.02%以下
    S:0.012~0.100%、
    Al:0.015~0.100を含有し、
    P:0.10%以下に制限し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる硫黄添加鋼を溶製することを特徴とする硫黄添加鋼の製造方法。
  4.  前記硫黄添加鋼が、さらに、質量%で、
    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、
    B:0.005%以下、
    から選ばれる1種又は2種以上の元素
    を含有することを特徴とする請求項3に記載の硫黄添加鋼の製造方法。
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* 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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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