JP2013049908A - Method for producing high-purity steel by electroslag remelting method - Google Patents
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Abstract
【課題】極低硫化、極低燐化を同時になし得る高純度鋼の溶製方法を提案する。
【解決手段】連続鋳造法または造塊法により製造した鋼を、エレクトロスラグ再溶解法による再溶解によって高純度鋼に溶製する方法において、前記エレクトロスラグ再溶解時に添加するフラックスおよび溶融時スラグの組成を、
CaO :20〜60mass%、 Al2O3:10〜40mass%、
CaF2:20〜60mass%、 T.Fe(酸化鉄):1〜10mass%、
CaO/Al2O3:1.0〜6.0、
に調整する。
【選択図】なしThe present invention proposes a method for producing high-purity steel capable of simultaneously achieving ultra-low sulfidation and ultra-low phosphatization.
In a method of melting a steel produced by a continuous casting method or an ingot-making method into a high-purity steel by remelting by an electroslag remelting method, the flux added at the time of remelting the electroslag and the slag at the time of melting Composition
CaO: 20~60mass%, Al 2 O 3: 10~40mass%,
CaF 2: 20~60mass%, T. Fe (iron oxide): 1 to 10 mass%,
CaO / Al 2 O 3 : 1.0 to 6.0,
Adjust to.
[Selection figure] None
Description
本発明は、エレクトロスラグ再溶解法を適用して高純度鋼を溶製する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing high-purity steel by applying an electroslag remelting method.
高純度鋼は、炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄などの不純物元素の含有量が少なく、電気部品、電子部品の素材である特殊合金用素材の鉄源として広く利用されている。 High-purity steel has a low content of impurity elements such as carbon, silicon, manganese, phosphorus, and sulfur, and is widely used as an iron source for materials for special alloys that are materials for electrical and electronic parts.
その中でも、鉄鉱石を出発原料とする高炉─溶銑予備処理―1次、2次製鋼精錬─連続鋳造(造塊)プロセスを経て製造される高純度鉄は、鉄塩水溶液での電気分解法で製造されたものに比べて純度は低いものの安価かつ多量に製造できる。 Among them, high-purity iron produced through a blast furnace using iron ore as a starting material-hot metal pretreatment-primary and secondary steel refining-continuous casting (ingoting) process is produced by electrolysis in an iron salt aqueous solution. Although the purity is lower than that produced, it can be produced at a low cost and in large quantities.
鉄鉱石を利用して高純度鉄を製造する従来技術として、例えば、特許文献1には、脱酸工程の終了時に、CaOを44〜62重量%、Al2O3を27〜46重量%、SiO2を2〜20重量%の範囲内となるCaO─Al2O3─SiO2の3元素系のフラックスを溶鋼上に添加し、且つ、脱炭工程移行時には、該フラックス中の(T.Fe+MnO)を3%重量以下に保持したまま溶製を完了するようにした方法が開示されている。 As a conventional technique for producing high-purity iron using iron ore, for example, Patent Document 1 discloses that, at the end of the deoxidation step, CaO is 44 to 62% by weight, Al 2 O 3 is 27 to 46% by weight, A CaO—Al 2 O 3 —SiO 2 ternary flux containing SiO 2 in the range of 2 to 20% by weight is added onto the molten steel, and (T. A method is disclosed in which melting is completed while keeping Fe + MnO) at 3% by weight or less.
また、特許文献2には、製銑、製鋼工程を経た溶鉄中に、鉄鉱石、酸化カルシウム、または多くの溶剤を加えたフラックスを添加し、ガス攪拌により1550〜1680℃の温度に保持し、その後仕上げ精錬する方法が開示されている。 Moreover, in patent document 2, the flux which added iron ore, calcium oxide, or many solvents was added in the molten iron which passed through the ironmaking and steelmaking processes, and it hold | maintains at the temperature of 1550-1680 degreeC by gas stirring, A method of subsequent refinement is disclosed.
ところで、上記の特許文献1、特許文献2に開示された方法は、いずれも、炭素、硫黄、マンガンに関してはある程度の低減効果が認められるものの、脱硫については還元精錬を行う必要がある一方、脱燐は酸化精錬を行う必要があるため、とくに燐については、0.002mass%程度までの低減に留まっており、極低硫化と極低燐化を両立させることは困難であった。 By the way, although the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above all have a certain reduction effect with respect to carbon, sulfur, and manganese, desulfurization requires refining, while desulfurization is required. Since phosphorus needs to be subjected to oxidative refining, in particular, phosphorus is only reduced to about 0.002 mass%, and it has been difficult to achieve both extremely low sulfidation and extremely low phosphatization.
そこで本発明の目的は、余計な工程を付加することなしに極低硫化、極低燐化を同時に実現することができる高純度鋼の溶製方法を提案するところにある。 Therefore, an object of the present invention is to propose a method for producing high-purity steel capable of realizing ultra-low sulfidation and ultra-low phosphatization at the same time without adding extra steps.
従来技術が抱えている上述した問題を克服し、上記目的を達成するために開発した本発明は、連続鋳造法または造塊法により製造した鋼を、エレクトロスラグ再溶解法による再溶解によって高純度鋼に溶製する方法において、前記エレクトロスラグ再溶解時に添加するフラックスおよび溶融時スラグの組成を、
CaO :20〜60mass%、 Al2O3:10〜40mass%、
CaF2:20〜60mass%、
T.Fe:1〜10mass%、
CaO/Al2O3:1.0〜6.0、
に調整することを特徴とするエレクトロスラグ再溶解法による高純度鋼の溶製方法である。
The present invention, which was developed to overcome the above-mentioned problems of the prior art and achieve the above-mentioned object, is a high-purity steel that was produced by continuous casting or ingot-making by remelting by electroslag remelting. In the method of melting in steel, the composition of the flux added at the time of remelting the electroslag and the slag at the time of melting,
CaO: 20~60mass%, Al 2 O 3: 10~40mass%,
CaF 2: 20~60mass%,
T.A. Fe: 1 to 10 mass%,
CaO / Al 2 O 3 : 1.0 to 6.0,
It is a method for melting high-purity steel by an electroslag remelting method, characterized in that it is adjusted.
上記の構成からなる高純度高の溶製方法においては、
1)前記連続鋳造または造塊法により製造した鋼が、高炉から出銑された溶銑について、脱珪、脱マンガン、脱燐および脱硫のいずれか1以上の溶銑予備処理を行い、次いで、転炉において脱炭、脱燐精錬を行い、さらに、真空脱ガス処理を施して極低炭素鋼となるまで脱炭処理した鋼であること、
2)前記エレクトロスラグ再溶解法による再溶解によって得られた鋼は、
P:0.0010mass%以下、 S:0.0010mass%以下、
であること、
3)前記連続鋳造または造塊法により製造した鋼の再溶解は、表面スケール厚が0.5mm以下の時に行うこと、
4)前記再溶解中に、2.0kg/ton以下のAlを添加すること、
さらに、
5)前記フラックスまたはスラグは、1.0〜15.0mass%のSiO2を含有し、CaO/SiO2が4.0以上になるものであること、
が課題解決のための具体的手段として好ましい。
In the high-purity and high-melting method having the above-described configuration,
1) The steel produced by the continuous casting or ingot-making method is subjected to hot metal pretreatment of one or more of desiliconization, demanganese, dephosphorization, and desulfurization for hot metal discharged from a blast furnace, and then a converter Decarburization, dephosphorization, and further vacuum degassing to decarburize until it becomes ultra-low carbon steel,
2) Steel obtained by remelting by the electroslag remelting method is
P: 0.0010 mass% or less, S: 0.0010 mass% or less,
Being
3) Remelting of steel produced by the continuous casting or ingot forming method is performed when the surface scale thickness is 0.5 mm or less,
4) adding 2.0 kg / ton or less of Al during the re-dissolution;
further,
5) The flux or slag contains 1.0 to 15.0 mass% SiO 2 and CaO / SiO 2 is 4.0 or more.
Is preferable as a specific means for solving the problem.
上記の構成からなる本発明によれば、前記エレクトロスラグ再溶解時に添加するフラックスおよび溶融時スラグの組成を、CaO
:20〜60mass%、 Al2O3:10〜40mass%、
CaF2:20〜60mass%、T.Fe(酸化鉄):1〜10mass%、CaO/Al2O3:1.0〜6.0に調整して再溶解するようにしたため、P、Sの濃度をいずれも0.0010mass%以下に低減することができる。
According to the present invention having the above configuration, the composition of the flux added at the time of remelting the electroslag and the slag at the time of melting is set to CaO.
: 20~60mass%, Al 2 O 3 : 10~40mass%,
CaF 2: 20~60mass%, T. Fe (iron oxide): 1 to 10 mass%, CaO / Al 2 O 3 : adjusted to 1.0 to 6.0 and redissolved, so both P and S concentrations are 0.0010 mass% or less Can be reduced.
また、本発明にかかるエレクトロスラグ再溶解法による高純度鋼の溶製方法によれば、連続鋳造または造塊法により製造した鋼として、高炉から出銑された溶銑について、脱珪、脱マンガン、脱燐および脱硫のいずれか1以上の溶銑予備処理を行い、次いで、転炉において脱炭、脱燐精錬を行い、さらに、真空脱ガス処理を施して極低炭素鋼となるまで脱炭処理した鋼を用いることとしたため、余計な工程を付加することなしに、しかも、同時に極低硫化、極低燐化することが可能となり、高純度鋼を安価に大量に製造することができる。 Further, according to the method for melting high-purity steel by electroslag remelting method according to the present invention, as the steel produced by continuous casting or ingot-making method, hot metal discharged from the blast furnace is desiliconized, demanganese, At least one of hot metal pretreatment of dephosphorization and desulfurization was performed, followed by decarburization and dephosphorization refining in a converter, and further decarburization treatment by vacuum degassing treatment to become ultra-low carbon steel Since steel is used, ultra-low sulfurization and ultra-low phosphorus can be simultaneously achieved without adding extra steps, and high-purity steel can be produced in large quantities at low cost.
なお、本発明によれば、エレクトロスラグ再溶解法による再溶解のみによって、P濃度、Sの濃度が共に0.0010mass%以下の極低燐化、極低硫化が可能となる。 According to the present invention, it is possible to achieve extremely low phosphatization and extremely low sulfidation in which both the P concentration and the S concentration are 0.0010 mass% or less only by remelting by the electroslag remelting method.
また、本発明のエレクトロスラグ再溶解法による高純度鋼の溶製方法によれば、連続鋳造または造塊法により製造した鋼の再溶解を、表面スケール厚が0.5mm以下の時に行うようにしたため、スラグ中におけるT.Feの著しい増加を回避することができる。 Further, according to the method for melting high-purity steel according to the electroslag remelting method of the present invention, the remelting of the steel produced by continuous casting or the ingot-making method is performed when the surface scale thickness is 0.5 mm or less. Therefore, the T.W. A significant increase in Fe can be avoided.
さらに、本発明に係るエレクトロスラグ再溶解法による高純度鋼の溶製方法よれば、再溶解中に2.0kg/ton以下のAlを添加することにより、スラグ中の酸化鉄を還元することができるため、該スラグ中のT.Feの著しい増加を防止し得る。 Furthermore, according to the melting method of high purity steel by the electroslag remelting method according to the present invention, iron oxide in the slag can be reduced by adding 2.0 kg / ton or less of Al during remelting. In the slag. A significant increase in Fe can be prevented.
また、本発明によれば、1.0〜15.0mass%のSiO2を含むフラックスまたはスラグを用いてCaO/SiO2を4.0以上とすることにより、スラグの電気抵抗を増加させることができ鋼塊(電極)の効率的な再溶解が可能となる。また、これにより、スラグの融点の低下し、電極の溶解速度を安定化することができる。 Further, according to the present invention, by a CaO / SiO 2 of 4.0 or more by using a flux or slag containing SiO 2 of 1.0~15.0Mass%, to increase the electrical resistance of the slag The steel ingot (electrode) can be efficiently remelted. This also reduces the melting point of the slag and stabilizes the dissolution rate of the electrode.
本発明では、エレクトロスラグ再溶解法による再溶解に際して電極として使用する鋼としては、高炉から出銑された溶銑について、脱珪、脱マンガン、脱燐および脱硫のいずれか1以上の溶銑予備処理を行い、次いで、転炉において脱炭、脱燐精錬を行い、さらに、真空脱ガス処理を施して極低炭素鋼となるまで脱炭処理した鋼(C:≦0.0030mass%、Si:≦0.02mass%、Mn:≦0.04mass%、P:≦0.0030mass%、S:≦0.0030mass%、Al:≦0.030mass%、Cr:≦0.02mass%、Ni:≦0.02mass%、Cu:≦0.02mass%、Ti:≦0.002mass%、残部Feおよび不可避的不純物よりなるもの)を用いる。 In the present invention, as the steel used as an electrode in remelting by the electroslag remelting method, the hot metal discharged from the blast furnace is subjected to at least one hot metal pretreatment of desiliconization, demanganese, dephosphorization, and desulfurization. Then, decarburization and dephosphorization refining in a converter, and further, vacuum degassing treatment and decarburization treatment until becoming ultra low carbon steel (C: ≦ 0.0030 mass%, Si: ≦ 0) 0.02 mass%, Mn: ≦ 0.04 mass%, P: ≦ 0.0030 mass%, S: ≦ 0.0030 mass%, Al: ≦ 0.030 mass%, Cr: ≦ 0.02 mass%, Ni: ≦ 0.02 mass %, Cu: ≦ 0.02 mass%, Ti: ≦ 0.002 mass%, balance Fe and inevitable impurities).
上記の鋼は、連続鋳造または造塊法により鋳片(鋼塊)とした後、電極に加工し、エレクトロスラグ再溶解法により再溶解することになるが、再溶解に際して添加するフラックス、溶融時スラグの組成は、適正範囲に調整する必要がある。 The above steel is made into a slab (steel ingot) by continuous casting or ingot forming method, then processed into an electrode and remelted by electroslag remelting method. The composition of the slag needs to be adjusted to an appropriate range.
本発明では、S濃度を0.0010mass%以下にするため、スラグ中のCaOの濃度を20mass%以上、かつ、CaO/Al2O3を1.0以上にする。 In the present invention, in order to make the S concentration 0.0010 mass% or less, the concentration of CaO in the slag is 20 mass% or more, and CaO / Al 2 O 3 is 1.0 or more.
というのは、フラックス、スラグのCaOの濃度を20%以上、かつ、CaO/Al2O3を1.0以上とすることにより、下記(1)(2)式の反応に示す如く、スラグ中のCaOによる脱硫が進行することとなり、鋼中のS濃度が0.0010mass%以下の極低硫濃度まで低下させることが可能となるからである。 This is because when the concentration of CaO in the flux and slag is 20% or more and CaO / Al 2 O 3 is 1.0 or more, as shown in the reaction of the following formulas (1) and (2), This is because desulfurization with CaO proceeds and the S concentration in the steel can be lowered to an extremely low sulfur concentration of 0.0010 mass% or less.
[S]+(CaO)=(CaS)+[O]‥‥‥(1)
[S]+(O2−)=(S2−)+[O]‥‥‥(2)
[S] + (CaO) = (CaS) + [O] (1)
[S] + (O 2− ) = (S 2− ) + [O] (2)
ところで、上記のCaOについては、その濃度が高くなりすぎると、相対的にCaF2の濃度が低下し、スラグの融点が上昇する。これによってスラグの溶融性が低下し、流動性が劣化することに伴い、鋼塊の鋳肌が悪くなる(凹凸状のリップルマークの発生)ことが懸念される。このため、本発明では、CaOの濃度を20〜60mass%の範囲とした。 Incidentally, for the above CaO, when the concentration is too high, the concentration of relatively CaF 2 is reduced, the melting point of the slag is increased. As a result, the meltability of the slag is lowered and the fluidity is deteriorated, so that there is a concern that the cast surface of the steel ingot becomes worse (occurrence of uneven ripple marks). For this reason, in this invention, the density | concentration of CaO was made into the range of 20-60 mass%.
Al2O3 については、スラグをジュール発熱させるのに必要な電気抵抗(ρ)を確保すると共に、スラグの融点の低下、電極の溶解速度等の安定化(操業の安定化)、脱硫反応を進行させるのに有用な元素であり、そのためには、その濃度を10mass%以上とする必要がある。 For Al 2 O 3 , the electrical resistance (ρ) necessary for causing the slag to generate Joule heat is secured, the melting point of the slag is lowered, the electrode dissolution rate is stabilized (stabilization of operation), and the desulfurization reaction is performed. It is an element useful for progressing, and for that purpose, its concentration needs to be 10 mass% or more.
一方、Al2O3 の濃度が40mass%を超えると、相対的にCaOの濃度が低下し、脱硫反応が低下すると共に、CaF2の濃度の低下によりスラグの融点が高くなり、溶融性の低下により流動性が劣化するため鋼塊の鋳肌が悪くなるのが避けられない(凹凸状のリップルマークの発生)。 On the other hand, when the concentration of Al 2 O 3 exceeds 40 mass%, the concentration of CaO is relatively decreased, the desulfurization reaction is decreased, and the melting point of slag is increased due to the decrease in the concentration of CaF 2 , thereby reducing the meltability. As a result, the fluidity deteriorates, and the casting surface of the steel ingot is inevitably deteriorated (occurrence of uneven ripple marks).
このため、本発明においては、Al2O3 の濃度を10〜40mass%の範囲とした。 Therefore, in the present invention, it was in the range of concentration of Al 2 O 3 of 10~40mass%.
CaF2については、スラグの融点の低下、溶融性、流動性向上のため(鋼塊の鋳肌が悪くなることによる凹凸状のリップルマークの発生防止)、その濃度を20mass%以上とする。 The CaF 2, reduction of the slag melting point, melt resistance, (uneven prevention of ripple marks due to the steel ingot casting surface is deteriorated) for improving the fluidity and the concentration of 20 mass% or more.
しかし、その濃度が60mass%を超えると、相対的にCaOの濃度の低下により脱硫反応が阻害されると共に、Al2O3の濃度の低下、CaOの濃度の低下により電気抵抗(ρ)が低下し、スラグの発熱量が不足して溶解速度等が不安定になる(安定した操業が難しくなる)。 However, when the concentration exceeds 60 mass%, the desulfurization reaction is inhibited due to a relatively low CaO concentration, and the electrical resistance (ρ) decreases due to a decrease in Al 2 O 3 concentration and a decrease in CaO concentration. In addition, the amount of heat generated by the slag is insufficient and the dissolution rate becomes unstable (stable operation becomes difficult).
このため、本発明では、CaF2の濃度を20〜60mass%の範囲とした。 Therefore, in the present invention, the range of concentration of CaF 2 of 20~60mass%.
T.Fe(酸化鉄)は、鋼中の燐濃度を低下させる点において特に重要となる。T.Fe(酸化鉄)を1mass%以上含有させることにより下記(3)式に示すような脱燐反応が進行し、P濃度を0.0010mass%以下の極低燐濃度まで低下させることができると共に、スラグ中にCaOがあることにより酸化燐イオンがCaP2O5として安定化し、P濃度の上昇を抑制することが可能となる。 T.A. Fe (iron oxide) is particularly important in reducing the phosphorus concentration in the steel. T.A. By containing Fe (iron oxide) in an amount of 1 mass% or more, a dephosphorization reaction as shown in the following formula (3) proceeds, and the P concentration can be reduced to an extremely low phosphorus concentration of 0.0010 mass% or less, Due to the presence of CaO in the slag, phosphorus oxide ions are stabilized as CaP 2 O 5 , and an increase in P concentration can be suppressed.
2[P]+5[O]+3(O2-)=2(PO4 3)‥‥‥(3) 2 [P] +5 [O] +3 (O 2− ) = 2 (PO 4 3 ) (3)
とくに、T.Fe(酸化鉄)の含有量を3mass%以上とすることにより、P濃度を0.0008mass%以下まで低下させることができる。 In particular, T.W. By setting the content of Fe (iron oxide) to 3 mass% or more, the P concentration can be lowered to 0.0008 mass% or less.
その低減効果は、極低硫化する場合と同様に、CaO/Al2O3を1.0〜6.0とした場合にとくに顕著となる。 The reduction effect is particularly remarkable when CaO / Al 2 O 3 is set to 1.0 to 6.0, as in the case of extremely low sulfidation.
なお、本発明においては、CaO/Al2O3を6.0以下としたが、その理由は、CaOの濃度が高くなるとスラグの溶融性の低下により流動性が劣化し、鋼塊の鋳肌が悪くなることが懸念される一方、Al2O3の濃度が低くなりすぎると必要な電気抵抗(ρ)を確保することができなくなるからであり、このため本発明では、CaO/Al2O3を6.0以下とした。 In the present invention, CaO / Al 2 O 3 was set to 6.0 or less because the flowability deteriorates due to the decrease in meltability of slag when the concentration of CaO increases, and the cast skin of the steel ingot On the other hand, if the concentration of Al 2 O 3 is too low, the required electric resistance (ρ) cannot be secured. Therefore, in the present invention, CaO / Al 2 O 3 was set to 6.0 or less.
また、T.Fe(酸化鉄)がスラグ中に1mass%以上存在することにより、下記(4)式に示す反応の如く、スラグからの気化脱硫が進行するため、スラグ中のS濃度が低下し、溶鋼からのスラグへの硫黄の移動が進む方向となり、極低硫化において有利となる。 T. When Fe (iron oxide) is present in 1% by mass or more in the slag, vaporization desulfurization from the slag proceeds as shown in the following formula (4), so the S concentration in the slag decreases, This is the direction in which sulfur moves to the slag, which is advantageous in extremely low sulfidation.
(S2−)+3/2O2(g)=SO2(g)+(O2−)‥‥‥(4) (S 2-) + 3 / 2O 2 (g) = SO 2 (g) + (O 2-) ‥‥‥ (4)
以上の点から、高炉─脱珪、脱マンガン、脱燐および脱硫のいずれか1以上の溶銑予備処理─転炉による脱炭、脱燐─真空脱ガス処理による極低炭素濃度化─鋳造(連続鋳造法、造塊法)により得られた、上記の組成からなる鋼につき、CaO:20〜60mass%、Al2O3:10〜40mass%、:10〜40mass%、CaF2:20〜60mass%、 T.Fe(酸化鉄):1〜10mass%、CaO/Al2O3:1.0〜6.0の範囲に調整されたフラックス、スラグを使用してエレクトロスラグ再溶解法により再溶解することで、硫黄、燐の濃度が共に0.0010mass%以下になる極低硫、極低燐の高純度鋼を溶製することができる。 In view of the above, blast furnace-hot metal pretreatment of one or more of desiliconization, demanganese, dephosphorization and desulfurization-decarburization and dephosphorization by converter-ultra-low carbon concentration by vacuum degassing-casting (continuous casting, obtained by Zokatamariho) per steel having the above composition, CaO: 20~60mass%, Al 2 O 3: 10~40mass% ,: 10~40mass%, CaF 2: 20~60mass% T. Fe (iron oxide): 1~10mass%, CaO / Al 2 O 3: 1.0~6.0 flux is adjusted to a range of uses slag by remelting by electroslag remelting method, Ultra-low sulfur and ultra-low phosphorus high-purity steel in which the concentrations of sulfur and phosphorus are both 0.0010 mass% or less can be produced.
なお、本発明においては、再溶解時においてスラグ中のT.Fe(酸化鉄)の著しい増加を防止するため、エレクトロスラグ再溶解を行うに当たり、再溶解前の鋼(電極)に対して、その表面スケールを取り除いておくのがよい。 In the present invention, the T.I. In order to prevent a significant increase in Fe (iron oxide), the surface scale should be removed from the steel (electrode) before remelting when performing electroslag remelting.
とくに鋼塊(電極)表面のスケール厚を0.5mm以下にすることにより、再溶解に際してスラグ中のT.Fe(酸化鉄)を10mass%以下にすることができる。 In particular, when the scale thickness on the surface of the steel ingot (electrode) is 0.5 mm or less, the T.I. Fe (iron oxide) can be made 10 mass% or less.
また、再溶解に際しては、スラグ中の酸化鉄を還元すると共に、T.Fe(酸化鉄)の著しい増加を防止する観点から、Alを添加することができる。 In addition, when redissolving, the iron oxide in the slag is reduced and T.P. From the viewpoint of preventing a significant increase in Fe (iron oxide), Al can be added.
Alは、2.0kg/tを超えて添加された場合に、溶鋼プールの温度低下に起因した鋼塊の鋳肌の不良、スラグ中のAl2O3の増加(Al2O3濃度が40mass%を超える)、鋼塊中のAlの増加(Alの含有量が0.030mass%を超える)につながることが懸念される。そのため、その上限は、2.0kg/tとするのがよく、より好ましくは1.0kg/t以下とするのが好ましい。 When Al is added in excess of 2.0 kg / t, the casting surface of the steel ingot is poor due to the temperature drop of the molten steel pool, the increase in Al 2 O 3 in the slag (Al 2 O 3 concentration is 40 mass) It is feared that this leads to an increase in Al in the steel ingot (the Al content exceeds 0.030 mass%). Therefore, the upper limit is preferably 2.0 kg / t, more preferably 1.0 kg / t or less.
さらに、本発明においては、鋼塊の再溶解に際してスラグの電気抵抗を高めるため、また、スラグの融点を低下させてその流動性の改善(電極の溶解速度等の安定化)を図るために、上記のフラックス、スラグにSiO2を含有させることができる。 Furthermore, in the present invention, in order to increase the electric resistance of the slag when the steel ingot is remelted, and to improve the fluidity (stabilization of the dissolution rate of the electrode) by lowering the melting point of the slag, The above flux and slag can contain SiO 2 .
しかし、SiO2を含有させることにより、CaO/SiO2が4.0未満になると脱硫黄反応が低下することになるので、SiO2を含有するに当たっては、1.0〜15.0の範囲で添加してCaO/SiO2が4.0以上とすることが重要である。 However, by incorporating SiO 2, because desulfurization reaction with CaO / SiO 2 is less than 4.0 is lowered, the order to contain SiO 2, in the range of 1.0 to 15.0 It is important to add CaO / SiO 2 to 4.0 or more.
高炉から出銑した溶銑につき、溶銑予備処理により脱珪、脱燐、脱硫を行い、Si濃度を0.020〜0.040mass%、Mn濃度を0.05〜0.15mass%、P濃度を0.020〜0.040mass%、S濃度を0.0010〜0.0030mass%とした後、転炉において脱炭、脱燐を行い、C濃度を0.015〜0.045mass%、Si濃度を0.02mass%以下、Mn濃度を0.02〜0.04mass%、P濃度を0.0010〜0.0030mass%、S濃度を0.0015〜0.0030mass%とした溶鋼を200t溶製した。 The hot metal discharged from the blast furnace is subjected to desiliconization, dephosphorization, and desulfurization by hot metal pretreatment, Si concentration is 0.020 to 0.040 mass%, Mn concentration is 0.05 to 0.15 mass%, and P concentration is 0. 0.020 to 0.040 mass%, S concentration to 0.0010 to 0.0030 mass%, decarburization and dephosphorization in converter, C concentration to 0.015 to 0.045 mass%, Si concentration to 0 A molten steel having a Mn concentration of 0.02 to 0.04 mass%, a P concentration of 0.0010 to 0.0030 mass%, and an S concentration of 0.0015 to 0.0030 mass% was melted by 200 t.
そして、得られた溶鋼を取鍋に出鋼した後、一部の溶鋼については、復燐、復硫防止のためにCaO含有フラックスを添加してから、RH式真空脱ガス処理により極低炭素濃度まで脱炭処理を行いC濃度を0.0015mass%以下、N濃度を0.0030mass%以下にした。 And after taking out the obtained molten steel to a ladle, about some molten steel, after adding CaO containing flux for anti-phosphorus and anti-sulfur prevention, it is extremely low carbon by RH type vacuum degassing treatment. Decarburization treatment was carried out to a concentration, so that the C concentration was 0.0015 mass% or less and the N concentration was 0.0030 mass% or less.
そして、その後、上記溶鋼のうちの一部については、酸素濃度を0.0200mass%以下にまで低下させるべく、Alを0.030mass%以下の範囲で添加した。 And after that, about some of the said molten steel, Al was added in 0.030 mass% or less in order to reduce oxygen concentration to 0.0200 mass% or less.
また、転炉から出鋼された溶鋼のうちの一部については、スラグの除滓、CaO含有フラックス、Alの添加、溶鋼加熱処理(LF)にて復燐防止、脱硫処理を行った後に、RH式真空脱ガス処理、および真空槽内への酸素供給処理により極低炭素濃度まで脱炭処理を行い、C濃度を0.0030mass%以下、S濃度を0.0030mass%以下、N濃度を0.0030mass%以下とし、そのうちの一部については、酸素濃度を0.0100mass%以下まで低下させるためにAlを0.030mass%以下の範囲で低下させた。 In addition, for some of the molten steel produced from the converter, slag removal, CaO-containing flux, addition of Al, anti-reversion and desulfurization treatment by molten steel heat treatment (LF), Decarburization treatment is performed to an extremely low carbon concentration by RH vacuum degassing treatment and oxygen supply treatment into the vacuum chamber, C concentration is 0.0030 mass% or less, S concentration is 0.0030 mass% or less, and N concentration is 0. .0030 mass% or less, and in some of them, Al was reduced in a range of 0.030 mass% or less in order to reduce the oxygen concentration to 0.0100 mass% or less.
次に、上記の工程を経て処理されたそれぞれの溶鋼を用い、連続鋳造法、造塊法により、表1―1、表1―2に示すような成分組成になるサイズ300×400mm(連続鋳造法)、直径450mm(造塊法)の鋼片(鋼塊)を製造した。 Next, using each molten steel processed through the above steps, a size of 300 × 400 mm (continuous casting) with the component composition shown in Table 1-1 and Table 1-2 by continuous casting and ingot forming methods. Method), and a steel piece (steel ingot) having a diameter of 450 mm (ingot making method) was produced.
表1―1
Table 1-1
表1―2
Table 1-2
次に、得られた鋼片(鋼塊)を、エレクトロスラグ再溶解用の電極(6ton溶解用)に加工(表面スケール厚を0.5mm以下にしたものを含む)した後、電圧60〜90V、電流10〜15Aの条件のもと、組成を種々変更した表1―1、表1―2の如きフラックス(再溶解前スラグ、再溶解後スラグ)を用いて再溶解処理を行い、直径610mmの鋼塊を製造した。 Next, the obtained steel slab (steel ingot) is processed into an electrode for electroslag remelting (for melting 6 ton) (including one having a surface scale thickness of 0.5 mm or less), and then a voltage of 60 to 90 V. Under the conditions of current of 10 to 15A, remelting treatment was performed using fluxes (slag before remelting, slag before remelting) as shown in Table 1-1 and Table 1-2 with various compositions changed, and the diameter was 610 mm. A steel ingot was produced.
なお、再溶解中、モールド内にはArガスを導入した。また、一部の鋼塊については、再溶解中にモールド内にAlを添加した。 During remelting, Ar gas was introduced into the mold. Moreover, about some steel ingots, Al was added in the mold during remelting.
得られた鋼塊(再溶解後の鋼塊)のボトム部(下端から長さ方向10%の中央部分)、トップ部(上端から長さ方向10%の中央部分)における成分の分析結果を、電極スケール除去の有無、再溶解中Al添加汚速度原単位(kg/ton)、鋼塊鋳肌状態と共に表2―1、表2―2に併せて示す。
The analysis results of the components in the bottom part (center part of the length direction 10% from the lower end) and top part (center part of the length direction 10% from the upper end) of the obtained steel ingot (steel ingot after remelting) Tables 2-1 and 2-2 together with the presence / absence of electrode scale removal, the unit rate of addition of Al during remelting (kg / ton), and the steel ingot cast surface state are also shown.
表2―1
Table 2-1
表2―2
Table 2-2
表2―1、表2―2より明らかなように、本発明に従って製造された鋼(実施例No.1〜16)は、鋼中のS濃度は、0.0010mass%以下、P濃度は、0.0010mass%以下であった。 As is clear from Tables 2-1 and 2-2, the steels manufactured according to the present invention (Example Nos. 1 to 16) have an S concentration of 0.0010 mass% or less and a P concentration of It was 0.0010 mass% or less.
これに対し、本発明で規定する組成を満足しないフラックス、溶解時スラグ(再溶解前スラグ、再溶解後スラグ)を用いて再溶解した鋼(比較例No.17〜26)では、必ずしも本発明で所期したほどの効果が達成されることがないことが確認された。 On the other hand, in the steel (Comparative Examples Nos. 17 to 26) remelted using a flux that does not satisfy the composition defined in the present invention, and slag at the time of melting (slag before remelting, slag after remelting) It was confirmed that the effects as expected were not achieved.
しかも比較例の鋼の再溶解では、操業が不安定であって、鋼塊の鋳肌が悪くなることが認められた。 Moreover, in the remelting of the steel of the comparative example, it was recognized that the operation was unstable and the casting surface of the steel ingot deteriorated.
本発明によれば、エレクトロスラグ再溶解法を適用した鋼の再溶解において使用するフラックス、スラグの組成を適正範囲にすることで極低硫化、極低燐を同時に達成することが可能となった。 According to the present invention, it has become possible to simultaneously achieve extremely low sulfuration and extremely low phosphorus by adjusting the composition of flux and slag used in remelting steel to which the electroslag remelting method is applied. .
本発明によれば、高炉─脱珪、脱マンガン、脱燐および脱硫のいずれか1以上の溶銑予備処理─転炉による脱炭、脱燐─真空脱ガス処理による極低炭素濃度化─鋳造(連続鋳造法、造塊法)によって得られた鋼をエレクトロスラグ再溶解法により再溶解するだけでP、Sが共に0.0010mass%以下になる高純度鋼を安価に大量に製造することができる。 According to the present invention, a blast furnace—a hot metal pretreatment of one or more of desiliconization, demanganese, dephosphorization, and desulfurization—decarburization by a converter, dephosphorization—extremely low carbon concentration by vacuum degassing—casting ( High-purity steel with both P and S being 0.0010 mass% or less can be manufactured in large quantities at low cost simply by remelting the steel obtained by the continuous casting method and the ingot-making method by the electroslag remelting method. .
Claims (6)
前記エレクトロスラグ再溶解時に添加するフラックスおよび溶融時スラグの組成を、
CaO :20〜60mass%、 Al2O3:10〜40mass%、
CaF2:20〜60mass%、 T.Fe(酸化鉄):1〜10mass%、
CaO/Al2O3:1.0〜6.0、
に調整することを特徴とするエレクトロスラグ再溶解法による高純度鋼の溶製方法。 In the method of melting the steel produced by the continuous casting method or the ingot-making method into the high purity steel by remelting by the electroslag remelting method,
The composition of the flux added at the time of remelting the electroslag and the slag at the time of melting,
CaO: 20~60mass%, Al 2 O 3: 10~40mass%,
CaF 2: 20~60mass%, T. Fe (iron oxide): 1 to 10 mass%,
CaO / Al 2 O 3 : 1.0 to 6.0,
A method for producing high-purity steel by electroslag remelting, characterized by adjusting to the above.
P:0.0010mass%以下、 S:0.0010mass%以下、
であることを特徴とする請求項1または2記載のエレクトロ再溶解法による高純度鋼の溶製方法。 Steel obtained by remelting by the electroslag remelting method is
P: 0.0010 mass% or less, S: 0.0010 mass% or less,
The method for producing high-purity steel by electro-remelting method according to claim 1 or 2, wherein:
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