JPH0362769B2 - - Google Patents
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- JPH0362769B2 JPH0362769B2 JP59256058A JP25605884A JPH0362769B2 JP H0362769 B2 JPH0362769 B2 JP H0362769B2 JP 59256058 A JP59256058 A JP 59256058A JP 25605884 A JP25605884 A JP 25605884A JP H0362769 B2 JPH0362769 B2 JP H0362769B2
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- molten steel
- slag
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐疲労性の良い高Siばね用清浄鋼を製
造する方法に関し、詳細には介在物の微細化を達
成することのできる溶鋼処理方法に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 鋼材に対する要求特性は、適用分野別に益々細
かく且つより厳格なものとなつてきている。高Si
ばね用清浄鋼もその例外ではなく、例えばエンジ
ン用の弁ばね用鋼は使用環境の苛酷化に対応する
必要があるところから特に耐疲労性についての要
求特性が厳しくなる傾向にある。この様な要請に
対しては非金属介在物の混入比率を減少し、また
個々の介在物にあつてはそれを微細化するという
ことで対応してきたが、従来の製鋼技術ではこれ
以上の要求に応じきれないという状況になつてき
ている。 高Siばね用清浄鋼における介在物の微細化手段
については、次の２通りに分類することができ
る。 (A) 取鍋れんがの高級化、スラグコントロールの
実施、雰囲気コントロールの実施等によつて溶
鋼の再酸化を抑制し、更に強撹拌による溶綱処
理を付加して脱酸生成物の浮上分離を促進する
方法。この方法はAI脱酸鋼に対して特に有効
な手段と考えられており、各社で実施されてい
る。 (B) 脱酸生成物の組成をコントロールすることに
より、熱間圧延に対して延性を示す介在物とす
る方法。この方法であれば熱間圧延を受けたと
きに介在物も圧延されるので、介在物による不
都合が大幅に軽減される。尚この分類に属する
技術としては、特開昭53−76916（主としてスチ
ールコード用鋼の清浄化に関するもの）、特開
昭58−130215（主として薄板ばね材用ステンレ
ス鋼の脱酸に関するもの）、特公昭52−17490
（粗粒炭素鋼線材の介在物制御に関するもの）、
特公昭54−7252（炭素鋼の介在物をスペサライ
ト組成にして伸線性を高めるもの）、特公昭57
−35243（スチールコード用鋼の製造に際しCaO
含有フラツクスを吹込むもの）等が知られてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者等は、介在物の圧延性を高めるという
方向の研究をかねてより進めており、前項で(B)に
分類した技術に関し、更に新しい手法を提供する
ことによつて高Siばね用清浄鋼に対する高度な要
求特性に応じようとするものである。 〔問題点を解決する為の手段〕 本発明は、 Ｃ：0.50〜0.70％ Si：1.00〜2.50％ Mn：0.40〜1.50％ を必須的に含有する高Siばね用清浄鋼を、造滓剤
の添加を伴う溶鋼処理を経て製造するに当たり、
溶鋼処理終了時のスラグ組成が下記条件範囲を満
足する様に溶鋼処理操業を行なう点に要旨が存在
するものである。 CaO＋SiO2≧65％ CaO／SiO2≦0.8 Al2O3／SiO2≦0.34 〔作用〕 まず本発明の対象鋼であるが、JIS G4801で規
定されるばね鋼々材の成分組成、特にSUP６，
SUP７等のシリコンマンガン鋼に注目し、これ
らの各鋼材における成分組成を総合的に判断し、
機械的性質（耐力、引張強さ、伸び、絞り及び硬
さ等）が良好でなければならないという条件を考
慮しつつ下記の様に定めた。即ち下記成分組成を
満足しないものはばね鋼として使用する訳にはい
かない。 Ｃ：0.50〜0.70％ Si：1.00〜2.50％ Mn：0.40〜1.50％ 尚上記以外の合金成分としては、Cr（1.20％ま
で）、Mo，Ｖ，Nb，Ti，Cu，Ni，Ｂ，Ｎ，Ｏ
等（いずれも0.5％まで）を含むことができ、ま
た不純物として微量のＰ，Ｓ，Sb，As等を含む
ことは許容されるべきである。 上記鋼種では、数ppmオーダーのAlが混入し
ているだけでも、そのAlの存在に基づいて非延
性なAl2O3が形成される。一方本発明の鋼種では
前述の如くSi及びMnを多く含んでいるので、溶
鋼中の酸素ポテンシヤルを高めてやればSiO2−
MnO系の介在物が多く形成され、その結果とし
てAl2O3の生成量が拮抗的に少なくなつたり、或
は生成したAl2O3が他の介在物によつて希釈さ
れ、Al2O3に基づく不都合が軽減されるのではな
いかとの期待が持たれる。この様なところから溶
鋼中に酸素を供給する為の造滓剤の添加が考えら
れるが、酸素供給能力が高過ぎる場合には介在物
総量の増大を招くので、酸素供給能力が比較的低
いSiO2系、またはSiO2−CaO系のフラツクスを
添加するのが適切であろうと考えられた。 ところで本発明の溶鋼処理においてはArバブ
リング方式、DH型真空処理法、RH型真空処理
法、取鍋精錬法（ASEA−SKF法、VAD法、LF
法）等が適用でき、勿論これらの組合わせ適用も
可能であるが、いずれにせよこれらの処理炉を用
いるに当たり、前チヤージとして例えばAl脱酸
鋼の処理を行なつている場合は、耐火壁にAl2O3
が付着し、これが本発明の溶鋼処理に際してスラ
グに移り、更に解離して溶鋼中Alが増大してく
る。そしてこのAlが溶鋼中で酸化されると非延
性のAl2O3が形成されて欠陥原因となるが、前記
考察に従つて本発明のスラグコントロールを行な
つている場合はスラグの酸素ポテンシヤルが高ま
つている為、スラグから溶鋼中へのAl2O3の解離
反応（下記反応式における右向きの反応） （Al2O3）〔Al〕＋〔Ｏ〕 が抑制される。 本発明は上記の如き理論的考察並びに予測に基
づいてスラグコントロールの方向を定めたが、該
コントロールの基準時点としては、取鍋耐火壁等
に付着している前チヤージからのスラグ或は該耐
火壁自体を構成する煉瓦成分の溶損混入があるこ
とを考慮し、溶鋼処理終末期とした。該終末期に
おけるスラグ組成は、前記考察で述べた様に酸素
ポテンシヤルがある程度高いものでなければなら
ない。そこで同じく前記した様にCaOやSiO2を
多く含むフラツクス（例えばウオラストナイト或
は単なる機械的混合物）を添加して溶鋼処理を行
なうが、そうして形成されるスラグは当然にCaO
とSiO2の比率が高いものになる。そしが65％以
上となる様な制御を行なうことによつてはじめて
本発明の目的を達成する為の地盤が形成されたこ
とになる。 尚上記の他のスラグ構成々分としては、20％以
上のMgO、10％以下のMnO、５％以下のFeO等
が含まれていても差支えはない。 一方スラグ成分相互の関係、具体的に言うなら
ばCaO／SiO2及びAl2O3／SiO2で表わされる各存
在比は、本発明の目的達成にとつてもつとも直接
的で重大な影響を示す。即ちCaO／SiO2はスラ
グの塩基性指数となるもので、この比率が0.8を
超えると塩基性バランスが酸性側に移行し、スラ
グ中のAl2O3が溶鋼中へ解離して溶鋼中のAlを増
大させ所期の目的を達成する上で障害となる。一
方Al2O3／SiO2はスラグ中におけるAl2O3の存在
比率指標となるもので、この値が0.34を超えると
スラグ中のAl2O3が相対的に多くなつて溶鋼中へ
移行する危険が増大し、やはり本発明にとつては
障害となる。 〔実施例〕 第１表に示す２種のSi−Mn脱酸鍋を準備した。
造する方法に関し、詳細には介在物の微細化を達
成することのできる溶鋼処理方法に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 鋼材に対する要求特性は、適用分野別に益々細
かく且つより厳格なものとなつてきている。高Si
ばね用清浄鋼もその例外ではなく、例えばエンジ
ン用の弁ばね用鋼は使用環境の苛酷化に対応する
必要があるところから特に耐疲労性についての要
求特性が厳しくなる傾向にある。この様な要請に
対しては非金属介在物の混入比率を減少し、また
個々の介在物にあつてはそれを微細化するという
ことで対応してきたが、従来の製鋼技術ではこれ
以上の要求に応じきれないという状況になつてき
ている。 高Siばね用清浄鋼における介在物の微細化手段
については、次の２通りに分類することができ
る。 (A) 取鍋れんがの高級化、スラグコントロールの
実施、雰囲気コントロールの実施等によつて溶
鋼の再酸化を抑制し、更に強撹拌による溶綱処
理を付加して脱酸生成物の浮上分離を促進する
方法。この方法はAI脱酸鋼に対して特に有効
な手段と考えられており、各社で実施されてい
る。 (B) 脱酸生成物の組成をコントロールすることに
より、熱間圧延に対して延性を示す介在物とす
る方法。この方法であれば熱間圧延を受けたと
きに介在物も圧延されるので、介在物による不
都合が大幅に軽減される。尚この分類に属する
技術としては、特開昭53−76916（主としてスチ
ールコード用鋼の清浄化に関するもの）、特開
昭58−130215（主として薄板ばね材用ステンレ
ス鋼の脱酸に関するもの）、特公昭52−17490
（粗粒炭素鋼線材の介在物制御に関するもの）、
特公昭54−7252（炭素鋼の介在物をスペサライ
ト組成にして伸線性を高めるもの）、特公昭57
−35243（スチールコード用鋼の製造に際しCaO
含有フラツクスを吹込むもの）等が知られてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者等は、介在物の圧延性を高めるという
方向の研究をかねてより進めており、前項で(B)に
分類した技術に関し、更に新しい手法を提供する
ことによつて高Siばね用清浄鋼に対する高度な要
求特性に応じようとするものである。 〔問題点を解決する為の手段〕 本発明は、 Ｃ：0.50〜0.70％ Si：1.00〜2.50％ Mn：0.40〜1.50％ を必須的に含有する高Siばね用清浄鋼を、造滓剤
の添加を伴う溶鋼処理を経て製造するに当たり、
溶鋼処理終了時のスラグ組成が下記条件範囲を満
足する様に溶鋼処理操業を行なう点に要旨が存在
するものである。 CaO＋SiO2≧65％ CaO／SiO2≦0.8 Al2O3／SiO2≦0.34 〔作用〕 まず本発明の対象鋼であるが、JIS G4801で規
定されるばね鋼々材の成分組成、特にSUP６，
SUP７等のシリコンマンガン鋼に注目し、これ
らの各鋼材における成分組成を総合的に判断し、
機械的性質（耐力、引張強さ、伸び、絞り及び硬
さ等）が良好でなければならないという条件を考
慮しつつ下記の様に定めた。即ち下記成分組成を
満足しないものはばね鋼として使用する訳にはい
かない。 Ｃ：0.50〜0.70％ Si：1.00〜2.50％ Mn：0.40〜1.50％ 尚上記以外の合金成分としては、Cr（1.20％ま
で）、Mo，Ｖ，Nb，Ti，Cu，Ni，Ｂ，Ｎ，Ｏ
等（いずれも0.5％まで）を含むことができ、ま
た不純物として微量のＰ，Ｓ，Sb，As等を含む
ことは許容されるべきである。 上記鋼種では、数ppmオーダーのAlが混入し
ているだけでも、そのAlの存在に基づいて非延
性なAl2O3が形成される。一方本発明の鋼種では
前述の如くSi及びMnを多く含んでいるので、溶
鋼中の酸素ポテンシヤルを高めてやればSiO2−
MnO系の介在物が多く形成され、その結果とし
てAl2O3の生成量が拮抗的に少なくなつたり、或
は生成したAl2O3が他の介在物によつて希釈さ
れ、Al2O3に基づく不都合が軽減されるのではな
いかとの期待が持たれる。この様なところから溶
鋼中に酸素を供給する為の造滓剤の添加が考えら
れるが、酸素供給能力が高過ぎる場合には介在物
総量の増大を招くので、酸素供給能力が比較的低
いSiO2系、またはSiO2−CaO系のフラツクスを
添加するのが適切であろうと考えられた。 ところで本発明の溶鋼処理においてはArバブ
リング方式、DH型真空処理法、RH型真空処理
法、取鍋精錬法（ASEA−SKF法、VAD法、LF
法）等が適用でき、勿論これらの組合わせ適用も
可能であるが、いずれにせよこれらの処理炉を用
いるに当たり、前チヤージとして例えばAl脱酸
鋼の処理を行なつている場合は、耐火壁にAl2O3
が付着し、これが本発明の溶鋼処理に際してスラ
グに移り、更に解離して溶鋼中Alが増大してく
る。そしてこのAlが溶鋼中で酸化されると非延
性のAl2O3が形成されて欠陥原因となるが、前記
考察に従つて本発明のスラグコントロールを行な
つている場合はスラグの酸素ポテンシヤルが高ま
つている為、スラグから溶鋼中へのAl2O3の解離
反応（下記反応式における右向きの反応） （Al2O3）〔Al〕＋〔Ｏ〕 が抑制される。 本発明は上記の如き理論的考察並びに予測に基
づいてスラグコントロールの方向を定めたが、該
コントロールの基準時点としては、取鍋耐火壁等
に付着している前チヤージからのスラグ或は該耐
火壁自体を構成する煉瓦成分の溶損混入があるこ
とを考慮し、溶鋼処理終末期とした。該終末期に
おけるスラグ組成は、前記考察で述べた様に酸素
ポテンシヤルがある程度高いものでなければなら
ない。そこで同じく前記した様にCaOやSiO2を
多く含むフラツクス（例えばウオラストナイト或
は単なる機械的混合物）を添加して溶鋼処理を行
なうが、そうして形成されるスラグは当然にCaO
とSiO2の比率が高いものになる。そしが65％以
上となる様な制御を行なうことによつてはじめて
本発明の目的を達成する為の地盤が形成されたこ
とになる。 尚上記の他のスラグ構成々分としては、20％以
上のMgO、10％以下のMnO、５％以下のFeO等
が含まれていても差支えはない。 一方スラグ成分相互の関係、具体的に言うなら
ばCaO／SiO2及びAl2O3／SiO2で表わされる各存
在比は、本発明の目的達成にとつてもつとも直接
的で重大な影響を示す。即ちCaO／SiO2はスラ
グの塩基性指数となるもので、この比率が0.8を
超えると塩基性バランスが酸性側に移行し、スラ
グ中のAl2O3が溶鋼中へ解離して溶鋼中のAlを増
大させ所期の目的を達成する上で障害となる。一
方Al2O3／SiO2はスラグ中におけるAl2O3の存在
比率指標となるもので、この値が0.34を超えると
スラグ中のAl2O3が相対的に多くなつて溶鋼中へ
移行する危険が増大し、やはり本発明にとつては
障害となる。 〔実施例〕 第１表に示す２種のSi−Mn脱酸鍋を準備した。
【表】
上記鋼種を転炉吹錬またはアーク溶解した後、
取鍋に移し、ウオラストナイト、またはそれに若
干の無機酸化物を修飾的に添加したフラツクスを
加え、溶鋼の撹拌処理を行なつた。第２表はその
結果を示すものであり、本発明の条件を満足しな
いNo.２、３、５、９では粒径の大きい介在物が多
く×印の評価となつた。一方本発明の条件を満足
するNo.１、４、６、７、８は介在物の粒径が全般
的に小さくなり、◎印の評価となつた。 尚第２表に示した実験のうちNo.１〜４について
介在物タイプを調べたところ第３表の通りであ
り、No.２とNo.３はAl2O3の多いＤタイプが多く、
No.１とNo.４はAl2O3の少ないＡタイプが多かつ
た。 又同じくNo.１〜No.４について、製造された鋼製
棒材の介在物厚さを調べたところ、第１図（表層
部）及び第２図の如き結果を得た。即ち本発明を
満足するNo.１、４では介在物厚さが明らかに小さ
いものであつた。 又上記棒材25ｇを切り取り酸溶解したものにつ
いて20μｍ以上の介在物数を計算したところ第３
図に示す様な成績が得られ（ｎ数＝４）、やはり
本発明を満足するものは良好な結果を示してい
る。又耐疲労性の向上効果を確認する目的で
SWOSC−Ｖの中村式回転曲げ疲労試験（線径：
4.5mmφ、試験応力：80Kgｆ／mm2）を行なつた結
果によると、No.２、３、５、９のものでは２×
106〜６×107回目当たりで介在物起点又は表面起
点の割れが認められたが、No.１、４、６、７、８
のものでは108回を越えてから表面起点の割れが
見られたに過ぎない。
取鍋に移し、ウオラストナイト、またはそれに若
干の無機酸化物を修飾的に添加したフラツクスを
加え、溶鋼の撹拌処理を行なつた。第２表はその
結果を示すものであり、本発明の条件を満足しな
いNo.２、３、５、９では粒径の大きい介在物が多
く×印の評価となつた。一方本発明の条件を満足
するNo.１、４、６、７、８は介在物の粒径が全般
的に小さくなり、◎印の評価となつた。 尚第２表に示した実験のうちNo.１〜４について
介在物タイプを調べたところ第３表の通りであ
り、No.２とNo.３はAl2O3の多いＤタイプが多く、
No.１とNo.４はAl2O3の少ないＡタイプが多かつ
た。 又同じくNo.１〜No.４について、製造された鋼製
棒材の介在物厚さを調べたところ、第１図（表層
部）及び第２図の如き結果を得た。即ち本発明を
満足するNo.１、４では介在物厚さが明らかに小さ
いものであつた。 又上記棒材25ｇを切り取り酸溶解したものにつ
いて20μｍ以上の介在物数を計算したところ第３
図に示す様な成績が得られ（ｎ数＝４）、やはり
本発明を満足するものは良好な結果を示してい
る。又耐疲労性の向上効果を確認する目的で
SWOSC−Ｖの中村式回転曲げ疲労試験（線径：
4.5mmφ、試験応力：80Kgｆ／mm2）を行なつた結
果によると、No.２、３、５、９のものでは２×
106〜６×107回目当たりで介在物起点又は表面起
点の割れが認められたが、No.１、４、６、７、８
のものでは108回を越えてから表面起点の割れが
見られたに過ぎない。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
本発明は上記の様に構成されているので、高Si
ばね用清浄鋼におけるAl2O3系介在物が減少し、
且つ介在物粒径も小さくなつた。従つて圧延時の
介在物の延性が向上し、耐疲労特性の向上が期待
される。
ばね用清浄鋼におけるAl2O3系介在物が減少し、
且つ介在物粒径も小さくなつた。従つて圧延時の
介在物の延性が向上し、耐疲労特性の向上が期待
される。
第１，２図は介在物厚さの分布を示すグラフ、
第３図は20μｍ以上の介在物数を示すグラフであ
る。
第３図は20μｍ以上の介在物数を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.50〜0.70％（重量％の意味以下同じ） Si：1.00〜2.50％ Mn：0.40〜1.50％ を必須的に含有する高Siばね用清浄鋼を、造滓剤
の添加を伴う溶鋼処理を経て製造するに当たり、 溶鋼処理終了時のスラグ組成が下記条件範囲を
満足する様に溶鋼処理操業を行なうことを特徴と
する高Siばね用清浄鋼の製造法。 CaO＋SiO2≧65％ CaO／SiO2≦0.8 Al2O3／SiO2≦0.34
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59256058A JPS61136612A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 高Ｓｉばね用清浄鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59256058A JPS61136612A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 高Ｓｉばね用清浄鋼の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61136612A JPS61136612A (ja) | 1986-06-24 |
| JPH0362769B2 true JPH0362769B2 (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=17287316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59256058A Granted JPS61136612A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 高Ｓｉばね用清浄鋼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61136612A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2575711B2 (ja) * | 1987-06-15 | 1997-01-29 | 新日本製鐵株式会社 | 熱間成形用高強度ばね鋼 |
| JP2613601B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1997-05-28 | 日産自動車株式会社 | 高強度スプリング |
| JP2610965B2 (ja) * | 1988-10-15 | 1997-05-14 | 新日本製鐵株式会社 | 高疲労強度ばね鋼 |
| KR100353322B1 (ko) | 1998-06-23 | 2002-09-18 | 스미토모 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 | 강선재 및 강선재용 강의 제조방법 |
| KR100682150B1 (ko) | 2000-12-20 | 2007-02-12 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 경인발스프링용 강선재, 경인발스프링용 신선재와 경인발스프링 및 경인발스프링의 제조방법 |
| KR101056868B1 (ko) | 2006-06-09 | 2011-08-12 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 피로 특성이 우수한 고청정도 스프링용 강 및 고청정도 스프링 |
| JP4799392B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2011-10-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労特性に優れた鋼線材の製造方法 |
| JP5334464B2 (ja) * | 2008-06-17 | 2013-11-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度鋼線用鋼の製造方法 |
| JP5541418B2 (ja) | 2011-08-18 | 2014-07-09 | 新日鐵住金株式会社 | ばね鋼およびばね |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58130215A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-03 | Kawasaki Steel Corp | 溶鋼の脱酸方法 |
-
1984
- 1984-12-04 JP JP59256058A patent/JPS61136612A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61136612A (ja) | 1986-06-24 |
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