JPH10212514A - 耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法 - Google Patents
耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法Info
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- JPH10212514A JPH10212514A JP1551797A JP1551797A JPH10212514A JP H10212514 A JPH10212514 A JP H10212514A JP 1551797 A JP1551797 A JP 1551797A JP 1551797 A JP1551797 A JP 1551797A JP H10212514 A JPH10212514 A JP H10212514A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼を
CaおよびCa合金添加処理により溶製する。 【解決手段】 転炉出鋼中の予備脱酸＋スラグ調整の前
処理工程、不活性ガスを使った攪拌処理によるスラグ改
質・脱硫工程、次いでCaまたはCa合金処理による介在物
改質工程、そして鋳造工程から成り、所望によりＲＨ処
理工程を上記不活性ガスによる攪拌処理工程の前後のい
ずれかに行ってもよい。不活性ガスによる攪拌処理は、
下記(1) 〜(4) 式を満たすように行う。 スラグ中 (％CaO)／ (％Al2O3)＝ 1.0〜3.0 ・
・・・・(1) スラグ中 (％FeO)＋ (％MnO)≦ 1.0％ ・
・・・・(2) スラグ中 (％CaF2) ＞５％ ・
・・・・(3) 溶鋼中 [Ｓ] ≦ 10 ppm ・
・・・・(4)
CaおよびCa合金添加処理により溶製する。 【解決手段】 転炉出鋼中の予備脱酸＋スラグ調整の前
処理工程、不活性ガスを使った攪拌処理によるスラグ改
質・脱硫工程、次いでCaまたはCa合金処理による介在物
改質工程、そして鋳造工程から成り、所望によりＲＨ処
理工程を上記不活性ガスによる攪拌処理工程の前後のい
ずれかに行ってもよい。不活性ガスによる攪拌処理は、
下記(1) 〜(4) 式を満たすように行う。 スラグ中 (％CaO)／ (％Al2O3)＝ 1.0〜3.0 ・
・・・・(1) スラグ中 (％FeO)＋ (％MnO)≦ 1.0％ ・
・・・・(2) スラグ中 (％CaF2) ＞５％ ・
・・・・(3) 溶鋼中 [Ｓ] ≦ 10 ppm ・
・・・・(4)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐水素誘起割れ性
に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法、特に、溶鋼の極低
硫化と高清浄化とを効果的に行い、溶鋼の液相線温度よ
りも少なくとも20℃以上の温度で連続鋳造機にて鋳込む
ことにより耐ＨＩＣ性に極めて優れた鋼の製造を可能に
する方法に関する。
に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法、特に、溶鋼の極低
硫化と高清浄化とを効果的に行い、溶鋼の液相線温度よ
りも少なくとも20℃以上の温度で連続鋳造機にて鋳込む
ことにより耐ＨＩＣ性に極めて優れた鋼の製造を可能に
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＩＣ( 水素誘起割れ、HIC 割れとも言
う、以下同じ) は、圧延時に伸延されたMnS 系介在物や
線状の破砕された介在物を起点として発生する。MnS 系
介在物は凝固時に偏析した鋼中MnとＳの反応により生じ
るから、このMnS 生成抑止には、溶鋼段階で充分脱硫し
て鋼中Ｓ含有量を下げ、さらにCaを添加することによ
り、溶鋼中介在物をCaO-Al2O3-CaS としてＳを固定する
方法が有効である。
う、以下同じ) は、圧延時に伸延されたMnS 系介在物や
線状の破砕された介在物を起点として発生する。MnS 系
介在物は凝固時に偏析した鋼中MnとＳの反応により生じ
るから、このMnS 生成抑止には、溶鋼段階で充分脱硫し
て鋼中Ｓ含有量を下げ、さらにCaを添加することによ
り、溶鋼中介在物をCaO-Al2O3-CaS としてＳを固定する
方法が有効である。
【０００３】このCa添加方法については、多くの従来技
術があるが、例えば、特開昭56−98415 号公報、特開昭
58−3913号公報、特開平４−259352号公報などはいずれ
も、脱ガス、脱硫、Ca添加の３処理工程の処理順序、処
理条件を適正化したものである。しかし、スラグ成分ま
で規定した特許は非常に少なく、また、連続鋳造機での
鋳造温度について言及した従来技術は皆無である。
術があるが、例えば、特開昭56−98415 号公報、特開昭
58−3913号公報、特開平４−259352号公報などはいずれ
も、脱ガス、脱硫、Ca添加の３処理工程の処理順序、処
理条件を適正化したものである。しかし、スラグ成分ま
で規定した特許は非常に少なく、また、連続鋳造機での
鋳造温度について言及した従来技術は皆無である。
【０００４】スラグ成分に言及した従来技術としては、
例えば上記公開公報の内では特開昭56−98415 号公報だ
けがスラグ組成についてCaO 55〜60％、SiO2 5〜10％、
Al2O3 30〜40％、そして[FeO＋MnO] 0.1％以下に調整す
ることが好ましいことを開示しており、その他、特開昭
63−7318号公報では、スラグを攪拌後 (%CaO)/(%SiO2)
＞2.5 、 (全Fe)+(MnO) ＜2.0 ％に調整し、Caを添加す
る方法を開示している。また、特開昭64−75621 号公報
は、転炉出鋼後にスラグ成分を (%FeO)+(%MnO)＜５％に
制御し、Caを添加する方法について開示している。
例えば上記公開公報の内では特開昭56−98415 号公報だ
けがスラグ組成についてCaO 55〜60％、SiO2 5〜10％、
Al2O3 30〜40％、そして[FeO＋MnO] 0.1％以下に調整す
ることが好ましいことを開示しており、その他、特開昭
63−7318号公報では、スラグを攪拌後 (%CaO)/(%SiO2)
＞2.5 、 (全Fe)+(MnO) ＜2.0 ％に調整し、Caを添加す
る方法を開示している。また、特開昭64−75621 号公報
は、転炉出鋼後にスラグ成分を (%FeO)+(%MnO)＜５％に
制御し、Caを添加する方法について開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術、例えば上述の特開昭63−7318号公報およ
び特開昭64−75621 号公報に開示された方法では、いず
れもHIC 鋼 (耐HIC 性を示す鋼、以下同じ) への適用を
規定していないため、このスラグ成分では脱硫が難しい
上、後述するようにCaの介在物に対する改質効果に大き
なバラツキが生じるため、MnS 、CaS などによるHIC 割
れを防ぐことはできない。
うな従来技術、例えば上述の特開昭63−7318号公報およ
び特開昭64−75621 号公報に開示された方法では、いず
れもHIC 鋼 (耐HIC 性を示す鋼、以下同じ) への適用を
規定していないため、このスラグ成分では脱硫が難しい
上、後述するようにCaの介在物に対する改質効果に大き
なバラツキが生じるため、MnS 、CaS などによるHIC 割
れを防ぐことはできない。
【０００６】ここに、本発明の目的は、耐HIC 性をさら
に改善するとともに清浄性を一層高めた極低硫鋼の溶製
方法を提供することである。本発明の具体的な目的は、
鋼中 [S]≦10 ppm、スラブ中 (%FeO)+(%MnO)≦1.0％の
耐水素誘起割れ性に極めて優れた高清浄性を備えたHIC
鋼の溶製方法を提供することである。
に改善するとともに清浄性を一層高めた極低硫鋼の溶製
方法を提供することである。本発明の具体的な目的は、
鋼中 [S]≦10 ppm、スラブ中 (%FeO)+(%MnO)≦1.0％の
耐水素誘起割れ性に極めて優れた高清浄性を備えたHIC
鋼の溶製方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従来の耐ＨＩＣ鋼の溶製
技術では、十分に脱硫処理された溶鋼にCaを添加するこ
とにより、ＨＩＣの起点となるMnS 、Al2O3 クラスター
をCaO-Al2O3-CaS 系球状介在物とすることにより無害化
し、かつ、Ca添加時に見られるCaS の生成を抑止すれ
ば、実用上十分な耐ＨＩＣ性が得られると考えられてい
た。
技術では、十分に脱硫処理された溶鋼にCaを添加するこ
とにより、ＨＩＣの起点となるMnS 、Al2O3 クラスター
をCaO-Al2O3-CaS 系球状介在物とすることにより無害化
し、かつ、Ca添加時に見られるCaS の生成を抑止すれ
ば、実用上十分な耐ＨＩＣ性が得られると考えられてい
た。
【０００８】しかし、本発明者らのこれまでの研究によ
れば、上記方法においてもＨＩＣ発生を十分に抑制する
ことができないことがわかった。脱硫後にCa処理をした
鋼材を耐ＨＩＣ性試験で評価し、ＨＩＣが発生した鋼材
の圧延後板材中の介在物形態の観察、組成分析を行った
結果、ＨＩＣ割れの起点となっていたのはMnS とAl2O3
クラスターの組み合わせか、大型の球状介在物か、もし
くはCaS であった。
れば、上記方法においてもＨＩＣ発生を十分に抑制する
ことができないことがわかった。脱硫後にCa処理をした
鋼材を耐ＨＩＣ性試験で評価し、ＨＩＣが発生した鋼材
の圧延後板材中の介在物形態の観察、組成分析を行った
結果、ＨＩＣ割れの起点となっていたのはMnS とAl2O3
クラスターの組み合わせか、大型の球状介在物か、もし
くはCaS であった。
【０００９】MnS 、Al2O3 クラスターの組み合わせが見
い出された鋼材は、全てCa処理前のスラグ中の(%FeO)+
(%MnO) の合計 (以下、低級酸化物濃度) が1.0 ％超あ
り、またCa処理中のCa歩留りが非常に悪かった。Caは本
来溶鋼中のAl2O3 クラスターをCaO-Al2O3 系球状介在物
に改質する目的で添加しているが、スラグ中の低級酸化
物濃度が高いため、強力な脱酸剤であるCaをスラグ中低
級酸化物が消費してしまい、図１に示すようにCa歩留り
が非常に悪くなったと考えられる。その結果、Ca量の添
加不足が起き、鋼材中にAl2O3 クラスターやMnS が残存
したと考えられる。また溶鋼中のAl2O3 クラスターの量
はCa処理後から鋳造までの時間経過とともに増加してい
ることから、スラグ中の低級酸化物による溶鋼の再酸化
も考えられる。
い出された鋼材は、全てCa処理前のスラグ中の(%FeO)+
(%MnO) の合計 (以下、低級酸化物濃度) が1.0 ％超あ
り、またCa処理中のCa歩留りが非常に悪かった。Caは本
来溶鋼中のAl2O3 クラスターをCaO-Al2O3 系球状介在物
に改質する目的で添加しているが、スラグ中の低級酸化
物濃度が高いため、強力な脱酸剤であるCaをスラグ中低
級酸化物が消費してしまい、図１に示すようにCa歩留り
が非常に悪くなったと考えられる。その結果、Ca量の添
加不足が起き、鋼材中にAl2O3 クラスターやMnS が残存
したと考えられる。また溶鋼中のAl2O3 クラスターの量
はCa処理後から鋳造までの時間経過とともに増加してい
ることから、スラグ中の低級酸化物による溶鋼の再酸化
も考えられる。
【００１０】一方、大型の球状介在物が見い出された鋼
材は、いずれも鋳込み時のタンディッシュ内温度が溶鋼
の液相線温度よりも20℃より低い温度 (以下、温度ΔＴ
＝タンディッシュ内温度−溶鋼の液相線温度でもって記
述する) で鋳造したものであった。
材は、いずれも鋳込み時のタンディッシュ内温度が溶鋼
の液相線温度よりも20℃より低い温度 (以下、温度ΔＴ
＝タンディッシュ内温度−溶鋼の液相線温度でもって記
述する) で鋳造したものであった。
【００１１】図２に示すようにタンディッシュ内のΔＴ
が低いと、溶鋼自身の粘性が増加し介在物と溶鋼間の摩
擦係数が大きくなるため、本来は浮上しやすい大型介在
物が鋳込み中に浮上できず、その結果、鋼材中に大型の
球状介在物が残存したと考えられる。
が低いと、溶鋼自身の粘性が増加し介在物と溶鋼間の摩
擦係数が大きくなるため、本来は浮上しやすい大型介在
物が鋳込み中に浮上できず、その結果、鋼材中に大型の
球状介在物が残存したと考えられる。
【００１２】CaS が見い出された鋼材は、Ca添加時の溶
鋼中のＳが10ppm 超の場合であった。これはＳが10ppm
超の場合は、どのようなCa添加条件でも必ず、CaＳが生
じるためである。
鋼中のＳが10ppm 超の場合であった。これはＳが10ppm
超の場合は、どのようなCa添加条件でも必ず、CaＳが生
じるためである。
【００１３】そして、脱硫に関しては、図３に示すよう
に脱硫率とスラグ中の (％CaO)/(％Al2O3)と (％CaF2)
とに非常に強い相関があり、 (％CaO)/(％Al2O3)＝1.0
〜3.0 、 (％CaF2) ＞５％が脱硫率が良いことが分かっ
た。特に、 (％CaO)/(Al2O3)＝1.2 〜2.5 、 (％CaF2)
≧10％のときに脱硫が最も良く行われ、かつ安定してい
た。
に脱硫率とスラグ中の (％CaO)/(％Al2O3)と (％CaF2)
とに非常に強い相関があり、 (％CaO)/(％Al2O3)＝1.0
〜3.0 、 (％CaF2) ＞５％が脱硫率が良いことが分かっ
た。特に、 (％CaO)/(Al2O3)＝1.2 〜2.5 、 (％CaF2)
≧10％のときに脱硫が最も良く行われ、かつ安定してい
た。
【００１４】従って、鋼材の耐ＨＩＣ性を向上させるに
は、溶鋼の安定的極低硫化、Ca添加時のCaS 生成抑止、
スラグ中の低級酸化物低減による、溶鋼再酸化の防止お
よびCaの介在物改質効果の安定化によるAl2O3 クラスタ
ーやMnS の生成抑止、そしてタンディッシュ内ΔＴ高温
制御による介在物浮上を図ることによって、それらの相
乗効果により、極低硫化、高清浄化を安定して確実に実
現することができることが判明した。
は、溶鋼の安定的極低硫化、Ca添加時のCaS 生成抑止、
スラグ中の低級酸化物低減による、溶鋼再酸化の防止お
よびCaの介在物改質効果の安定化によるAl2O3 クラスタ
ーやMnS の生成抑止、そしてタンディッシュ内ΔＴ高温
制御による介在物浮上を図ることによって、それらの相
乗効果により、極低硫化、高清浄化を安定して確実に実
現することができることが判明した。
【００１５】すなわち、本発明者らは、Ca処理をした鋼
材を耐ＨＩＣ試験で評価し、ＨＩＣが発生した鋼材の圧
延後板材中の介在物形態の観察、組成分析を行った結
果、下記の知見を得、本発明を完成した。
材を耐ＨＩＣ試験で評価し、ＨＩＣが発生した鋼材の圧
延後板材中の介在物形態の観察、組成分析を行った結
果、下記の知見を得、本発明を完成した。
【００１６】Ca処理前スラグ中の低級酸化物濃度が１
％超の場合は、Ca量の添加不足が生じ、鋼材中にAl2O3
クラスターやMnS が残存する。 スラグ中の低級酸化物が１％超の場合は、溶鋼の再酸
化により溶鋼中のAl2O3クラスターの量は増加する。 タンディッシュ内のΔＴが20℃より低いと、鋼材中に
大型の球状介在物が残存する。 ΔＴが高い方が、スラブ中の球状介在物個数およびAl
2O3 クラスター個数は低減する。 Ca添加時の溶鋼中のＳが10ppm 超の場合は、どのよう
なCa添加条件でも必ず、CaS が生じる。 脱硫率とスラブ組成中の (％CaO)/(％Al2O3)比と (％
CaF2) とには非常に強い相関がある。
％超の場合は、Ca量の添加不足が生じ、鋼材中にAl2O3
クラスターやMnS が残存する。 スラグ中の低級酸化物が１％超の場合は、溶鋼の再酸
化により溶鋼中のAl2O3クラスターの量は増加する。 タンディッシュ内のΔＴが20℃より低いと、鋼材中に
大型の球状介在物が残存する。 ΔＴが高い方が、スラブ中の球状介在物個数およびAl
2O3 クラスター個数は低減する。 Ca添加時の溶鋼中のＳが10ppm 超の場合は、どのよう
なCa添加条件でも必ず、CaS が生じる。 脱硫率とスラブ組成中の (％CaO)/(％Al2O3)比と (％
CaF2) とには非常に強い相関がある。
【００１７】ここに、本発明の要旨とするところは、転
炉出鋼中に予備脱酸、スラグ組成調整を行った取鍋内の
溶鋼とスラグに、不活性ガスを使った攪拌処理によるス
ラグ改質・脱硫処理を行い、続いて下記(1) 〜(4) 式を
満たす条件下でCaまたはCa合金処理を行い、その後、連
続鋳造機のタンディッシュ内の溶鋼温度を溶鋼の液相線
温度より20〜50℃高い温度に保持して鋳込むことを特徴
とする耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造
方法である。
炉出鋼中に予備脱酸、スラグ組成調整を行った取鍋内の
溶鋼とスラグに、不活性ガスを使った攪拌処理によるス
ラグ改質・脱硫処理を行い、続いて下記(1) 〜(4) 式を
満たす条件下でCaまたはCa合金処理を行い、その後、連
続鋳造機のタンディッシュ内の溶鋼温度を溶鋼の液相線
温度より20〜50℃高い温度に保持して鋳込むことを特徴
とする耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造
方法である。
【００１８】 スラグ中 (％CaO)／ (％Al2O3)＝ 1.0〜3.0 ・・・・・(1) スラグ中 (％FeO)＋ (％MnO)≦ 1.0％ ・・・・・(2) スラグ中 (％CaF2) ＞５％ ・・・・・(3) 溶鋼中 [Ｓ] ≦ 10 ppm ・・・・・(4)
【００１９】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の方法について具
体的に説明すると次の通りである。本発明にかかる方法
は、転炉出鋼中の予備脱酸＋スラグ調整の前処理工程、
不活性ガス攪拌処理によるスラグ改質・脱硫工程、次い
でCaまたはCa合金処理による介在物改質工程、そして鋳
造工程から成り、所望によりＲＨ処理工程を上記不活性
ガスによる攪拌処理工程の前後のいずれかに行ってもよ
い。
体的に説明すると次の通りである。本発明にかかる方法
は、転炉出鋼中の予備脱酸＋スラグ調整の前処理工程、
不活性ガス攪拌処理によるスラグ改質・脱硫工程、次い
でCaまたはCa合金処理による介在物改質工程、そして鋳
造工程から成り、所望によりＲＨ処理工程を上記不活性
ガスによる攪拌処理工程の前後のいずれかに行ってもよ
い。
【００２０】前処理工程 (予備脱酸＋スラグ調整):ま
ず、転炉出鋼時の溶鋼をAl、SiもしくはAl＋Siなどの脱
硫剤にて、予め予備脱酸する。また出鋼末期に転炉より
流失する転炉スラグにAlを主成分としたスラグ改質剤、
およびスラグ組成調整用の媒溶剤を添加する。
ず、転炉出鋼時の溶鋼をAl、SiもしくはAl＋Siなどの脱
硫剤にて、予め予備脱酸する。また出鋼末期に転炉より
流失する転炉スラグにAlを主成分としたスラグ改質剤、
およびスラグ組成調整用の媒溶剤を添加する。
【００２１】本発明の好適態様にあっては、この時点で
転炉スラグの組成を (％CaO)/(％Al2O3)＝1.0 〜3.0 、
(％CaF2) ＞５％に調整する。また高脱硫率を安定的に
得るには、スラグ組成は、図３に示すように最も脱硫率
が優れる (％CaO)/(％Al2O3)＝1.2 〜2.5 、 (％CaF2)
≧10％に調整した方が好ましい。
転炉スラグの組成を (％CaO)/(％Al2O3)＝1.0 〜3.0 、
(％CaF2) ＞５％に調整する。また高脱硫率を安定的に
得るには、スラグ組成は、図３に示すように最も脱硫率
が優れる (％CaO)/(％Al2O3)＝1.2 〜2.5 、 (％CaF2)
≧10％に調整した方が好ましい。
【００２２】スラグ改質・脱硫工程:続いて、この溶鋼
にスラグAlまたはAlを主成分としたスラグ改質剤を添加
して２〜５Nm3/分の不活性ガス攪拌またはCaO 、CaF2か
らなる脱硫剤吹き込みを上記の不活性ガス攪拌に併用し
て２分以上攪拌する。
にスラグAlまたはAlを主成分としたスラグ改質剤を添加
して２〜５Nm3/分の不活性ガス攪拌またはCaO 、CaF2か
らなる脱硫剤吹き込みを上記の不活性ガス攪拌に併用し
て２分以上攪拌する。
【００２３】このスラグ改質処理ではスラグ中の低級酸
化物をAlにより還元し、この工程後の低級酸化物濃度、
つまり(%FeO)+(%MnO) を1.0 ％以下にまで低減する。こ
れは、この工程以降での溶鋼の再酸化の防止と、Caの介
在物改質効果の安定化によるAl2O3 クラスターやMnS の
生成防止のためである。
化物をAlにより還元し、この工程後の低級酸化物濃度、
つまり(%FeO)+(%MnO) を1.0 ％以下にまで低減する。こ
れは、この工程以降での溶鋼の再酸化の防止と、Caの介
在物改質効果の安定化によるAl2O3 クラスターやMnS の
生成防止のためである。
【００２４】続いて２〜５Nm3/分の不活性ガス攪拌また
はCaO 、CaF2からなる脱硫剤吹き込みを不活性ガス攪拌
に併用して３分以上攪拌する。この脱硫処理では溶鋼中
の脱硫を行い、この工程後の溶鋼中のＳを≦10ppm まで
低減する。これはCa添加中のCaS の生成防止のためであ
る。以上の不活性ガスによる攪拌処理によるスラグ改質
と脱硫は工程を簡略化するため、同時に行ってもよいが
連続で行うことが望ましい。
はCaO 、CaF2からなる脱硫剤吹き込みを不活性ガス攪拌
に併用して３分以上攪拌する。この脱硫処理では溶鋼中
の脱硫を行い、この工程後の溶鋼中のＳを≦10ppm まで
低減する。これはCa添加中のCaS の生成防止のためであ
る。以上の不活性ガスによる攪拌処理によるスラグ改質
と脱硫は工程を簡略化するため、同時に行ってもよいが
連続で行うことが望ましい。
【００２５】また、上記の処理は溶鋼の温度が低下する
のでタンディッシュ内の溶鋼のΔＴが20℃以上となるの
を確保するため、必要に応じて、上記の工程の前、中、
後に昇熱工程を入れてもよい。ただし、その昇熱工程
を、O2ガス＋Alによる燃焼熱を利用して行う場合、生成
するAl2O3 の量によりスラグ中の (%CaO)/(%Al2O3)が低
下して、脱硫効率が落ちるので、脱硫工程前にそのよう
な昇熱工程を行う場合は、昇熱量に応じてCaO を添加し
(%CaO)/(%Al2O3)＝1.0 〜3.0 、(%CaF2) ＞５％に調整
する必要がある。
のでタンディッシュ内の溶鋼のΔＴが20℃以上となるの
を確保するため、必要に応じて、上記の工程の前、中、
後に昇熱工程を入れてもよい。ただし、その昇熱工程
を、O2ガス＋Alによる燃焼熱を利用して行う場合、生成
するAl2O3 の量によりスラグ中の (%CaO)/(%Al2O3)が低
下して、脱硫効率が落ちるので、脱硫工程前にそのよう
な昇熱工程を行う場合は、昇熱量に応じてCaO を添加し
(%CaO)/(%Al2O3)＝1.0 〜3.0 、(%CaF2) ＞５％に調整
する必要がある。
【００２６】ＲＨ処理工程:ＲＨ脱ガス装置によって溶
鋼を環流させるのであるが、これは脱ガスを行うもので
あり、さらに同時に上述の昇熱工程を行ってもよい。ま
た、上記のスラグ改質・脱硫工程の前後にこのＲＨ脱ガ
ス装置での環流処理を行ってもよいが、脱硫工程後に行
った方が、脱硫工程時に巻き込まれたスラグを起因とす
る介在物の除去ができ、溶鋼の清浄性が向上することが
好ましい。
鋼を環流させるのであるが、これは脱ガスを行うもので
あり、さらに同時に上述の昇熱工程を行ってもよい。ま
た、上記のスラグ改質・脱硫工程の前後にこのＲＨ脱ガ
ス装置での環流処理を行ってもよいが、脱硫工程後に行
った方が、脱硫工程時に巻き込まれたスラグを起因とす
る介在物の除去ができ、溶鋼の清浄性が向上することが
好ましい。
【００２７】介在物改質工程 (CaまたはCa合金処理) ：
以上の処理により、溶鋼中Ｓ≦10ppm 、スラグ中低級酸
化物濃度 (%FeO+%MnO)≦1.0 ％まで低減された溶鋼に対
して、金属CaまたはCa合金を例えば被覆ワイヤーの形で
溶鋼を不活性ガスで攪拌しながら溶鋼中に添加する。
以上の処理により、溶鋼中Ｓ≦10ppm 、スラグ中低級酸
化物濃度 (%FeO+%MnO)≦1.0 ％まで低減された溶鋼に対
して、金属CaまたはCa合金を例えば被覆ワイヤーの形で
溶鋼を不活性ガスで攪拌しながら溶鋼中に添加する。
【００２８】このように介在物改質処理は下記の(1) 〜
(4) 式を満足する条件下で行う。 スラグ中 (％CaO)／ (％Al2O3)＝ 1.0〜3.0 ・・・・・(1) スラグ中 (％FeO)＋ (％MnO)≦ 1.0％ ・・・・・(2) スラグ中 (％CaF2) ＞５％ ・・・・・(3) 溶鋼中 [Ｓ] ≦ 10 ppm ・・・・・(4) この時の不活性ガスの吹き込み方法は、上部から装入す
るランス方式、底部から攪拌するポーラスレンガ方式の
どちらでもよいが、流量は50〜500Nl/分(0.05〜0.5 Nm3
/分) が望ましい。50 Nl/分 (0.05Nm3/分) より小さい
と、Caが溶鋼と十分に混ざらないため、鋼中のAl2O3 ク
ラスターの改質にバラツキが生じる。500Nl/分 (0.5 Nm
3/分) より大きいと攪拌が強くなりすぎ、溶鋼表面がス
ラグ表面を破って大気にさらされるため、大気による溶
鋼の再酸化が生じる。好ましくは0.06〜0.30Nm3/分であ
る。
(4) 式を満足する条件下で行う。 スラグ中 (％CaO)／ (％Al2O3)＝ 1.0〜3.0 ・・・・・(1) スラグ中 (％FeO)＋ (％MnO)≦ 1.0％ ・・・・・(2) スラグ中 (％CaF2) ＞５％ ・・・・・(3) 溶鋼中 [Ｓ] ≦ 10 ppm ・・・・・(4) この時の不活性ガスの吹き込み方法は、上部から装入す
るランス方式、底部から攪拌するポーラスレンガ方式の
どちらでもよいが、流量は50〜500Nl/分(0.05〜0.5 Nm3
/分) が望ましい。50 Nl/分 (0.05Nm3/分) より小さい
と、Caが溶鋼と十分に混ざらないため、鋼中のAl2O3 ク
ラスターの改質にバラツキが生じる。500Nl/分 (0.5 Nm
3/分) より大きいと攪拌が強くなりすぎ、溶鋼表面がス
ラグ表面を破って大気にさらされるため、大気による溶
鋼の再酸化が生じる。好ましくは0.06〜0.30Nm3/分であ
る。
【００２９】また図１に示すようにスラグ中低級酸化物
濃度≦１％であれば、Ca歩留りは安定しているので、Ca
添加量は溶鋼中の介在物量に見合う分だけ入れればよ
い。従ってCa純分で0.1 〜0.4kg/溶鋼トンが望ましい。
濃度≦１％であれば、Ca歩留りは安定しているので、Ca
添加量は溶鋼中の介在物量に見合う分だけ入れればよ
い。従ってCa純分で0.1 〜0.4kg/溶鋼トンが望ましい。
【００３０】また、添加するCaまたはCa合金は、キャリ
アガスとともに吹き込むインジェクション法でもよい
が、スラグ巻き込みの可能性が生じるため、被覆ワイヤ
ー法が最も望ましい。
アガスとともに吹き込むインジェクション法でもよい
が、スラグ巻き込みの可能性が生じるため、被覆ワイヤ
ー法が最も望ましい。
【００３１】鋳造工程:以上の工程を経て溶製された溶
鋼を連続鋳造機にて鋳込む。図２に示すように、この時
タンディッシュ内のΔＴを20〜50℃に制御すると、介在
物の浮上効果が発揮され、介在物の低減ができる。20℃
より小さい場合には、溶鋼の粘性が増し介在物の浮上が
抑制される。また50℃を越える場合には、介在物の浮上
効果が上限となり、また耐火物・昇熱用Alのコストが大
きくなるため50℃を上限とした。鋳造後は、慣用の熱間
圧延、冷間圧延等の必要な加工、処理を経てHIC 鋼材と
すればよい。
鋼を連続鋳造機にて鋳込む。図２に示すように、この時
タンディッシュ内のΔＴを20〜50℃に制御すると、介在
物の浮上効果が発揮され、介在物の低減ができる。20℃
より小さい場合には、溶鋼の粘性が増し介在物の浮上が
抑制される。また50℃を越える場合には、介在物の浮上
効果が上限となり、また耐火物・昇熱用Alのコストが大
きくなるため50℃を上限とした。鋳造後は、慣用の熱間
圧延、冷間圧延等の必要な加工、処理を経てHIC 鋼材と
すればよい。
【００３２】
【実施例】転炉出鋼後、取鍋内溶鋼250 トンにAl脱酸を
施し、スラグに改質剤として細粒のAlを、媒溶剤として
CaO 1.0 〜1.5 トン、CaF2 200〜500 kgを添加し、表１
に示す成分に調整した。なお、これらのスラグ改質剤と
媒溶剤 (脱硫剤) はArガス吹込みと同時に行った。
施し、スラグに改質剤として細粒のAlを、媒溶剤として
CaO 1.0 〜1.5 トン、CaF2 200〜500 kgを添加し、表１
に示す成分に調整した。なお、これらのスラグ改質剤と
媒溶剤 (脱硫剤) はArガス吹込みと同時に行った。
【００３３】次に下記３種の処理パターンによって攪拌
処理およびCa処理を行った。 取鍋内に浸漬したランスを用いて４Nm3/分のArガスで
溶鋼を５〜10分攪拌してスラグ改質と脱硫を行ってから
後、CaSiワイヤーを用いて溶鋼にCaを添加した。
処理およびCa処理を行った。 取鍋内に浸漬したランスを用いて４Nm3/分のArガスで
溶鋼を５〜10分攪拌してスラグ改質と脱硫を行ってから
後、CaSiワイヤーを用いて溶鋼にCaを添加した。
【００３４】取鍋内に浸漬したランスを用いて４Nm3/
分のArガスで溶鋼を５〜10分攪拌してスラグ改質と脱硫
を行ってから後、ＲＨ脱ガス装置にて環流処理を10分行
い、その後CaSiワイヤーを用いて溶鋼にCaを添加した。
分のArガスで溶鋼を５〜10分攪拌してスラグ改質と脱硫
を行ってから後、ＲＨ脱ガス装置にて環流処理を10分行
い、その後CaSiワイヤーを用いて溶鋼にCaを添加した。
【００３５】ＲＨ脱ガス装置にてO2＋Al昇熱および環
流処理を行い、その後生成したAl2O3に見合うCaO を投
入して、取鍋内に浸漬したランスを用いて４Nm3/分のAr
ガスで溶鋼を５〜10分攪拌してスラグ改質と脱硫を行っ
てから後、CaSiワイヤーを用いて溶鋼にCaを添加した。
流処理を行い、その後生成したAl2O3に見合うCaO を投
入して、取鍋内に浸漬したランスを用いて４Nm3/分のAr
ガスで溶鋼を５〜10分攪拌してスラグ改質と脱硫を行っ
てから後、CaSiワイヤーを用いて溶鋼にCaを添加した。
【００３６】次いで、このようにして得られた３種の溶
鋼を連続鋳造機にて鋳造し、熱間、冷間の圧延を経て供
試材とした後、ＮＡＣＥ条件による耐ＨＩＣ試験を行
い、耐ＨＩＣ性を決定した。
鋼を連続鋳造機にて鋳造し、熱間、冷間の圧延を経て供
試材とした後、ＮＡＣＥ条件による耐ＨＩＣ試験を行
い、耐ＨＩＣ性を決定した。
【００３７】以上の〜の処理条件と耐ＨＩＣ性能評
価の結果を表２に示す。表中の＊印の項は、本発明で定
めた条件から外れている条件であり、「耐ＨＩＣ」項の
○印は“ＨＩＣ発生なし”、×は“発生あり”である。
価の結果を表２に示す。表中の＊印の項は、本発明で定
めた条件から外れている条件であり、「耐ＨＩＣ」項の
○印は“ＨＩＣ発生なし”、×は“発生あり”である。
【００３８】表２に示すように本発明で定める前述の式
(1) 〜(4) で規定する条件を全て満たして処理した場
合、ＨＩＣは全く発生しない。しかし処理条件中に本発
明で定める条件を満たさないものがあるとＨＩＣが発生
した。
(1) 〜(4) で規定する条件を全て満たして処理した場
合、ＨＩＣは全く発生しない。しかし処理条件中に本発
明で定める条件を満たさないものがあるとＨＩＣが発生
した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば溶鋼の大型介在物の除
去、スラグ中低級酸化物による再酸化防止とCaの介在物
改質効果の安定化ができることにより、圧延後の鋼材中
には大型球状介在物、Al2O3 クラスター、MnS 、CaS は
存在しなくなり、鋼材の極低硫高清浄化を達成できる。
これにより、耐ＨＩＣ性に極めて優れた鋼材を製造する
ことができる。
去、スラグ中低級酸化物による再酸化防止とCaの介在物
改質効果の安定化ができることにより、圧延後の鋼材中
には大型球状介在物、Al2O3 クラスター、MnS 、CaS は
存在しなくなり、鋼材の極低硫高清浄化を達成できる。
これにより、耐ＨＩＣ性に極めて優れた鋼材を製造する
ことができる。
【図１】スラグ中低級酸化物濃度とCa歩留りの関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図２】ΔＴと介在物浮上効果との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】脱硫率とスラグ組成の関係を示すグラフであ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２１Ｃ 7/064 Ｃ２１Ｃ 7/064 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 転炉出鋼中に予備脱酸、スラグ組成調整
を行った取鍋内の溶鋼とスラグに、不活性ガスを使った
攪拌処理によるスラグ改質・脱硫処理を行い、続いて下
記(1) 〜(4) 式を満たす条件下でCaまたはCa合金処理を
行い、その後、連続鋳造機のタンディッシュ内の溶鋼温
度を溶鋼の液相線温度より20〜50℃高い温度に保持して
鋳込むことを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた高清
浄極低硫鋼の製造方法。 スラグ中 (％CaO)／ (％Al2O3)＝ 1.0〜3.0 ・・・・・(1) スラグ中 (％FeO)＋ (％MnO)≦ 1.0％ ・・・・・(2) スラグ中 (％CaF2) ＞５％ ・・・・・(3) 溶鋼中 [Ｓ] ≦ 10 ppm ・・・・・(4) - 【請求項２】 前記の不活性ガスを使った攪拌処理の
後、CaまたはCa合金処理に先立って、ＲＨ脱ガス装置に
て溶鋼の環流処理を行うことを特徴とする請求項１記載
の耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の溶製方
法。 - 【請求項３】 前記のスラグ組成調整を行った後、前記
の不活性ガスを使った攪拌処理に先立って、ＲＨ脱ガス
装置にて溶鋼の環流処理を行うことを特徴とする請求項
１記載の耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01551797A JP3885267B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01551797A JP3885267B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10212514A true JPH10212514A (ja) | 1998-08-11 |
| JP3885267B2 JP3885267B2 (ja) | 2007-02-21 |
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ID=11891019
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|---|---|---|---|
| JP01551797A Expired - Fee Related JP3885267B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 耐水素誘起割れ性に優れた高清浄極低硫鋼の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3885267B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011528A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-16 | Kawasaki Steel Corp | 耐水素誘起割れ性に優れた鋼の溶製法 |
| WO2002079522A1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-10 | Nucor Corporation | Ladle refining of steel |
| WO2003068996A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
| KR100398395B1 (ko) * | 1999-10-13 | 2003-09-19 | 주식회사 포스코 | 미니밀 프로세스에서의 용강탈황방법 |
| KR100431866B1 (ko) * | 2000-11-30 | 2004-05-20 | 주식회사 포스코 | 극저류강의 제조방법 |
| KR100847102B1 (ko) | 2006-12-29 | 2008-07-18 | 주식회사 포스코 | Ｌｆ공정에서의 탈류방법 |
| KR100911966B1 (ko) * | 2004-08-26 | 2009-08-13 | 주식회사 포스코 | 극저황 스테인리스 용강의 제조방법 |
| JP2015058473A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐サワーラインパイプ鋼スラブの品質判定による向け先変更方法 |
| CN112126746A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-25 | 石钢京诚装备技术有限公司 | 一种抗h2s腐蚀超低硫钢的冶炼方法 |
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| JP5262075B2 (ja) * | 2007-11-14 | 2013-08-14 | 新日鐵住金株式会社 | 耐サワー性能に優れた鋼管用鋼の製造方法 |
-
1997
- 1997-01-29 JP JP01551797A patent/JP3885267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR100431866B1 (ko) * | 2000-11-30 | 2004-05-20 | 주식회사 포스코 | 극저류강의 제조방법 |
| WO2002079522A1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-10 | Nucor Corporation | Ladle refining of steel |
| US6547849B2 (en) | 2001-04-02 | 2003-04-15 | Nucor Corporation | Ladle refining of steel |
| US6808550B2 (en) | 2002-02-15 | 2004-10-26 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
| WO2003068996A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
| US6921425B2 (en) | 2002-02-15 | 2005-07-26 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
| US7211127B2 (en) | 2002-02-15 | 2007-05-01 | Nucor Corporation | Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel |
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| JP2015058473A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐サワーラインパイプ鋼スラブの品質判定による向け先変更方法 |
| CN112126746A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-25 | 石钢京诚装备技术有限公司 | 一种抗h2s腐蚀超低硫钢的冶炼方法 |
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