JPH03183721A - 溶鋼のカルシウム処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明はＡ！ｌとＳを含有する溶鋼のカルシウム処理方
法に関するものであり、これにより溶鋼中に存在する非
金属介在物を無害化し、連続鋳造において介在物欠陥の
少ない良好な品質のブルーム・ビレットの製造を可能な
らしめるものである。

（従来の技術） 棒線材を対象としたブルーム・ビレット連鋳においては
、スラブ連鋳に比べ小断面サイズであるため、鋳型内へ
の浸漬ノズルの設置スペースに制約があること及び注入
溶鋼量制御性向上の面から小径の浸漬ノズルを用いての
鋳造が行なわれてきた。最近では連続鋳造の後工程であ
る分塊工程を省略することによるコストダウンを狙い、
さらに小断面サイズ、小径浸漬ノズルを採用したビレッ
ト連鋳が開発されるに至っている。

棒線材向けの溶鋼は一般にＡ文により脱酸する必要があ
るが、この場合、脱酸生成物である八ｆｈＯｓが不可避
的に存在し、鋳造中に浸漬ノズル内壁に付着成長（巨大
化）するため、ノズル詰りを引き起こし安定鋳造の阻害
要因になると共に浸漬ノズル内面から剥離したＡｌ１２
０．粒（ＡＲ２０ｓが凝集巨大化したもの〉が鋳片内介
在物欠陥の生成原因になることがあった。このような傾
向は小断面鋳造、即ち小径浸漬ノズルを用いての鋳造の
場合に特に著しく、小断面鋳造技術を確立するためには
、小径浸漬ノズル内面へのＡｆｆｉ２０ｓ付着防止が重
要な技術課題であった。

浸漬ノズル内面への＾ｆｆ１２０．付着防止対策として
は、■溶鋼中へＲ２０，の除去技術及び、■ＡｊｈＯｓ
をノズル内面に付着しづらい介在物へ改質する技術が検
討されている。このうち■に関しては昭和６３年１１月
、日本鉄鋼協会発行の第１２６・１２７回西山記念技術
講座ｒ高清浄鋼」第１１頁〜第１５頁に詳述されており
、実機工業プロセスにおいても種々の要素技術を組合せ
た方式が採用されている。しかしながら、これらの方法
においてＡＱ２０３の除去機能を十分具備した技術はほ
とんどない。このことは醐２０３の挙動が複雑な物理化
学的現象にもとづくものであり、さらにＡＬＯｓが非常
に微細なため溶鋼中からの分離が困難なことによる。

一方、■に関しては昭和５６年４月、丸善株式会社から
発行された「カルシウム鋼」第８１頁〜第８３頁に詳細
が記載されている。それによると改質技術の主流は、溶
鋼中にＣａを添加し高融点Ａｎｔ’ｓを低融点１２Ｃａ
Ｏ・７ＡＵ２０ｓに改質する方法であり、これにより浸
漬ノズル内面へのＡ文２０．の付着を防止するものであ
る。しかしこの方法においても棒線材向けの溶鋼の場合
には改質が十分達成されないことが多い。その理由は棒
線材溶鋼がＳを０．０１重量％以上含有しており、この
ためＣａ添加によってＡ文２０３の改質と同時にＣａＳ
が生威し、ＣａＳが浸漬ノズル内面は付着しノズル詰り
を誘発するためであり、特開昭６３−７３２２号による
提案もあるが充分でない。さらにノズル内面から剥離し
たＣａＳ複合介在物は製品介在物欠陥の原因となる。

本発明者らはこのような問題に対処するため種々の検討
をおこない、平成元年１１月２２日出願「カルシウム処
理によるブルーム、ビレットの連続鋳造法」　（以下、
先願と称す）の如く溶鋼中の全Ｃａ濃度／童心濃度の比
を溶鋼中量Ｏ濃度に応じてコントロールすることにより
ＣａＳの生成を抑制する方法を発明するに至った。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記先願の方法をさらに発展させたものであり
、反応過程でのＣａＳの生成に着目し、ＣａＳ生成を安
定して低位に抑制する方法を提示するものである。これ
により成品介在物欠陥（例えば超音波探傷不良等）を大
幅に改善すると共にノズル詰り発生の完全防止を達成す
るものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは＾ｌ　、　０．１００重量
％以下、　Ｓ　；　０．１５０　［［量％以下を含有す
る溶鋼へカルシウムを添加するに際し、溶鋼中Ｃ含有量
に応じてカルシウムの添加速度を次式に従い、コントロ
ールすることにより、ＣａＳの生成を極力制御しつる、
棒線材向は溶鋼のカルシウム帆理古仲を李燵云するもの
である一 ｖｃ、≦−２５［零Ｃ］＋３５ 式中　［！ｋＣ］；溶鋼中Ｃ含有量（重量％）ＶＣ＆：
カルシウム添加速度 （ｇ／ａ＋ｉｎ／１ｏｎ−ｓｔｅｅｌ）用） 以下、本発明の詳細について述べる。

本発明者らは先願記載の方法をさらに発展させ、ＣａＳ
の生成を低位に抑制させる方法を追求した。その結果、
溶鋼中のＣａ添加位置近傍即ち、鉄被覆Ｃａワイヤーに
てＣａを添加した場合には、溶鋼中に浸漬されたワイヤ
ーが溶解し、Ｃａが溶鋼中へ供給されている領域では、
その他の溶鋼部位と比較してＣａ濃度が極めて高い状況
となっていることに起因していることが明らかとなった
。このようにＣａ濃度が高い領域が形成されると、＾交
、０３の改質に使途される以上の過剰Ｃａが存在するこ
とになり、過剰ＣａがＣａＳの生成に寄与することにな
る。この結果は溶鋼中のＣ８添加位置近傍から採取した
溶鋼の介在物分析によって得られた。

（作 以上の知見から、溶鋼中のＣａ添加位置近傍において高
Ｃａ濃度領域を形成させない手段としてＣａの添加速度
をコントロールする方法を着想し、１２０ｔｏｎ規模で
の鉄被覆Ｃａワイヤー添加実験及び溶鋼中のＣａ添加位
置近傍からの採取溶鋼の介在物分析によってその適正範
囲を解明した。

第１図はその結果を示すものであり、溶鋼Ｃ含有量とＣ
ａ添加速度の関係において適正範囲を示した。図中、直
線ＡはＶｃａ　＝　−２５鴎Ｃ］＋３５　ニ対応するが
、Ｖｃ−＞−２５［机］＋３５になるとＣａＳの生成が
顕著となり好ましくない。即ち、ＶＣａ≦−２５［零Ｃ
］＋３５ではＣａＳを複合する介在物比率が５％以下で
あるのに対し、Ｖｃａ＞　−２５目Ｃ］＋３５になると
その比率が３０％以上に高まる。ここにＣａＳを複合す
る介在物比率は鋼中介在物をランダムを１００ケ抽出し
Ｘ線マイクロアナライザーにより組成分析をおこない求
めた。直線Ａが低［９６Ｃ］はどＶＣａを大きくできる
理由は、低［机］はど溶鋼中Ｏ含有量が高＜　ＣａＳが
生成しづらい条件になっているためである。

一方、ＶＣａ≦−２５［零ｃ１◆３５の範囲において、
ＶＣａを即ちＣａ添加速度を遅くしすぎると処理時間が
長くなり、連鋳不可能な溶鋼温度にまで温度が降下し好
ましくない、実操業上の目安としては、高［零Ｃ］はど
凝固温度が低い点を考慮して、ＶＣａ≧−１５［ｋＣ］
＋１５とする必要がある。

以上より、ＶＣａ≦−２５［零Ｃ）＋：＋Ｓの範囲にコ
ントロールすべきであり、さらに好ましい範囲は−１５
［机］◆１５≦ＶＣａ≦−２５【机１◆３５となる。

なお、本発明において添加するＣａ源は特に限定するも
のではなく、各添加物のＣａ含有量に応じてＶＣａを適
正範囲に設定すればよい、　Ｃａ源としては、鉄液Ｎｃ
ａワイヤー、Ｃａ−５１合金等が使用できる。ざらにＣ
ａの供給方法も特定するものではなく、ワイヤー添加法
、浸漬ランスによる吹込み法等に適用可能である。また
本発明を適用できる溶鋼［零Ｃｌは、０．０１〜１．０
０％である。

［９６Ｃ］が１％以上になると溶鋼中＾ｆｉｇｓが少な
くなり、Ｃａ処理の必要性が弱くなる。

本発明では、鋼中のＡ２とＳについて以下の理由でその
範囲を規定する。

Ａ文は、鋼の結晶粒度調整用に必要であるが、０．１０
０％を越えて添加しても結晶粒度調整作用が飽和するの
で上限を０．１００％とする。

Ｓは機械構造用鋼あるいは冷間鍛造用鋼などに用いられ
る棒鋼線材成品への被削性付与の面から必要であるが、
０．１５０％を越えて含有されると機械的性質が劣化す
るので上限を０．１５０％に規定する。

本発明は先願の方法と組合せるとＣａＳ生威生成効果が
より顕著となる。

（実　施　例） 本発明の実施例を以下に示す。

転炉及び脱ガス設備を用いて１２０ｔｏｎ／Ｈｅａｔの
棒線材向は溶鋼を溶製するに際し、転炉から取鍋への出
鋼段階で転炉スラグを除去し、続いて取鍋内温鋼上に非
酸化性のスラグを形成せしめ、成分調整ならびに脱水素
をおこなった後、取鍋内温鋼中深部へワイヤー外径１３
ｍｍφの鉄被覆Ｃａワイヤー（充填物中のＣａ含有量９
２重量％〉を添加した。実施例は合計１ｏヒートおこな
ったが、Ｃａの添加条件は第１表実施例欄に示すように
、各ヒートのＣ含有量に応じて本発明を満足するＶｅａ
とした。Ｃａ処理後の溶鋼は鋳片断面サイズ１６２ｍｍ
　ｘ　１６２ｍｍの湾曲型ビレット連鋳機に供し、棒線
材向はビレットを製造した。

一方、比較例として第１表に示すようにＶ。

を本発明と無関係に調整された５ヒートについても同一
の連鋳機を用いて鋳造した。

それぞれのヒートから得られたビレットを直径４０ｍｍ
の棒鋼に圧延した後、該棒鋼成品の超音波探傷試験を実
施し大型硬質介在物による超音波探傷不良率を求めた。

その結果も第１表に示すが、比較例は不良率平均−０，
３１％と高いのに対し、本発明実施例は不良率平均−０
，１１％と極めて低レベルとなり介在物欠陥が大幅に改
善された。また本発明実施例ではノズル詰りか全く発生
せず、ノズル付着物も少量であった。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明法によりＡ２とＳを含有す
る棒線材向は溶鋼においても、Ｃａ処理時のＣａＳの生
成を低位に抑制し、ＡＵ２０ｓのみに低融点の１２Ｃａ
Ｏ・ＡＬｌ□０．に改質する技術が確立された。これに
より、ノズル詰りか全く発生しない棒線材溶鋼の小断面
鋳造が可能となった。さらに本発明によって得られた小
断面鋳片は介在物欠陥の少ない良好な品質であり、鉄鋼
業にとって極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶鋼Ｃ含有量とＣａ添加速度の関係において、
ＣａＳの生成を防止しうる好ましい範囲を示す図面であ
る。 他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ａｌ；０．１００重量％以下，Ｓ；０．１５０重量
   ％以下を含有する溶鋼へカルシウムを添加するに際し、
   溶鋼中Ｃ含有量に応じてカルシウムの添加速度を次式に
   従い、コントロールすることを特徴とする溶鋼のカルシ
   ウム処理方法 Ｖ＿Ｃ＿ａ≦−２５［％Ｃ］＋３５ 式中［％Ｃ］；溶鋼中Ｃ含有量（重量％） Ｖ＿Ｃ＿ａ；カルシウム添加速度 （ｇ／ｍｉｎ／ｔｏｎ・ｓｔｅｅｌ）。