JPH0465883B2 - - Google Patents

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JPH0465883B2
JPH0465883B2 JP62054216A JP5421687A JPH0465883B2 JP H0465883 B2 JPH0465883 B2 JP H0465883B2 JP 62054216 A JP62054216 A JP 62054216A JP 5421687 A JP5421687 A JP 5421687A JP H0465883 B2 JPH0465883 B2 JP H0465883B2
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JP
Japan
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ppm
deoxidizing
decarburization
low carbon
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JP62054216A
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English (en)
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JPS63190113A (ja
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Masazumi Hirai
Ryoji Tsujino
Junji Nakajima
Jun Ogura
Toshuki Kaneko
Kimitoshi Yonezawa
Shigenori Yakura
Yoshihiko Kawai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は転炉出鋼後の取鍋溶鋼を減圧下で脱炭
処理する方法に関するものである。
(従来の技術) 自動車用の熱冷延鋼板は深絞り性、張り出し性
等の加工性向上のため、鋼材中の〔C〕濃度を極
力低減する必要がある。このニーズに対し、製鋼
工程では転炉での吹止〔C〕の低減及び二次精錬
工程での減圧下脱炭処理(第3版鉄鋼便覧製銑
製鋼671〜685頁に各種の処理装置が示されてい
る)によつて対処してきた。特にRH、DH等の
熱力学的に有利な減圧下での脱炭過程を利用した
プロセスでは、これまで環流量の増大、真空度の
向上等の対策により処理後の達成〔C〕も徐々に
減少しているが、〔C〕20ppm以下は通常処理の
15〜20分程度では容易には達成できていない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は従来の二次精錬における減圧下脱炭プ
ロセスの前記の限界が解消でき、短時間で極低炭
域が到達可能な減圧下脱炭処理法を提供すること
を目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは下記のとおりであ
る。
(1) 転炉から出鋼された未脱酸溶鋼をRH、DH
の減圧下脱炭処理するに際し、処理開始から
〔C〕30ppm到達までの間、鋼中の溶解酸素
〔O〕fを400ppm以上に制御し、その後〔C〕
30ppm未満の領域において脱酸剤を一括投入す
ることによつて鋼中溶解酸素〔O〕fを50〜
200ppmに弱脱酸した後、さらに処理し、その
後完全脱酸することを特徴とする極低炭素鋼の
製造方法。
(2) 転炉から出鋼された未脱酸溶鋼をRH、DH
の減圧下脱炭処理するに際し、処理開始から
〔C〕30ppm到達までの間、鋼中の溶解酸素
〔O〕fを400ppm以上に制御し、その後〔C〕
30ppm未満の領域において脱酸剤を溶鋼環流量
にしたがつて所定原単位になるように連続的又
は断続的に添加して鋼中溶解酸素〔O〕fを50〜
200ppmに弱脱酸した後、さらに処理し、その
後完全脱酸することを特徴とする極低炭素鋼の
製造方法。
以下本発明を具体的に説明する。
本発明者らは、減圧下での脱炭プロセスの能力
向上のため主としてRHを用い脱炭挙動に及ぼす
各種要因について調査検討した。その結果、第1
図に示すように減圧下での脱炭推移は脱炭速度の
大きい領域と脱炭速度の小さい領域、領域
のほぼ3領域に分けられ、主として真空排気の遅
れが原因でおこる低脱炭速度の領域を除き、
領域、領域の脱炭速度に及ぼす要因として次の
ことがわかつた。
ほぼ〔C〕30ppm程度までの領域については
従来から環流量の増大等により脱炭速度が増大す
ることは周知であるが、本発明者らは領域の脱
炭について第2図に示すように最適〔O〕fが存在
することを見出した。なお、第2図において、
Kcは脱炭速度定数(1/min)であり(1)式より
求められる。
−d〔C〕/dt=Kc〔C〕 ……(1) すなわち基本的には脱炭反応の〔C〕当量に見
合う以上の〔O〕f量が必要であり本発明者らの実
験結果では処理前〔C〕150〜350ppm程度の範囲
であれば最適〔O〕fは400ppm以上であることが
わかつた。しかも〔O〕fの制御方法として、転炉
吹止〔O〕の制御又は処理開始前又は直後の酸素
吹付(OB)または酸化鉄の添加等による酸素付
加は効果的であるが、処理開始後約5分以降から
のOB等による酸素付加は最適〔O〕fであつても
効果がないかあるいはむしろ逆効果であることも
明らかとなつた。
又〔C〕30ppm未満の低〔C〕域である領域
の脱炭速度には特願昭61−82239号に示されてい
る〔O〕fへの影響が本発明者らの実機実験でも認
められ、第3図に示すようにAl等によつて弱脱
酸し、ほぼ50〜200ppmの〔O〕fにした場合、脱
炭速度が最も大きくなることがわかつた。さらに
本発明者らの実験の結果、実機脱炭プロセスで
領域の〔O〕fを50〜200ppmに弱脱酸し、制御す
る際、第4図に示すように弱脱酸前の〔O〕f
400ppm以上の高い値の場合に効果が大きく、
400ppm未満から弱脱酸を行なつても効果が小さ
いことが明らかとなつた。したがつて、領域
全体で考えると弱脱酸前の〔O〕fは400ppm以上
が良いことになる。又、弱脱酸を行なう弱脱酸剤
として脱酸力の弱いTiを用いた場合、Al等の強
脱酸剤より効果的であることも明らかとなつた。
なお弱脱酸の方法として、Alで一部脱酸後Tiで
脱酸する方法も有効である。
なお、領域での〔O〕f制御として、処理中の
OBが効果がないか、むしろ逆効果であるのは溶
鋼自由表面にC−O反応を阻害するFeO膜が生成
し、またFeO膜の消失にある程度の時間が必要で
あるからと考えられる。領域において、脱炭に
最適な〔O〕f範囲として〔O〕fの上限がある理由
については過剰〔O〕が表面活性元素として働き
脱炭反応を阻害するからであると考えられる。他
方、領域における脱炭に最適な〔O〕fの範囲の
下限を50ppmと限定した理由は、第3図に領域
における〔O〕fと脱炭速度定数Kcとの関係を示
すように、脱炭速度係数Kcは〔O〕fが50ppm未
満になると急激に低下して、本発明の効果が達成
されなくなるからである。また領域での〔O〕f
の弱脱酸制御において、弱脱酸前の〔O〕f
400ppm以上の高い場合、効果的である理由は、
弱脱酸生成物がCO気泡生成核として働くためそ
の脱酸生成物が多いほど効果的であることによる
と考えられる。さらに弱脱酸制御に用いる脱酸剤
としてAl等に比べTiが効果的な理由は、Al等の
脱酸力の強い脱酸材使用の場合、〔O〕fが50〜
200ppmでは、鋼中にAlは残存しないが、Tiの場
合、(2)、(3)式の学振推奨平衡値(昭和59年11月日
本学術振興会製鋼第19委員会発行)よれば約30〜
290ppm存在するため最適〔O〕fの範囲内でも表
面活性元素の〔O〕fがある程度溶鋼自由表面に富
化しようとするのを妨げる効果を有し、脱炭反応
が促進されるためと考えられる。
3Ti+5=Ti3O5(S) ……(2) iog K=log a3 Tiap 5=−89300/T+30.30 ……(3) また、弱脱酸用の脱酸剤の添加方法として真空
槽内に一括して添加した場合、添加直後は真空槽
内溶鋼が局部的に強脱酸され、取鍋内溶鋼は未脱
酸の状態から徐々に均一混合されるに従つて全体
が弱脱酸鋼となるが、その間は脱炭反応が十分進
まない状態となるので、溶鋼環流量に見合つて所
定原単位となるよう脱酸剤を連続的に又は所定原
単位の脱酸剤を断続的に、例えば2〜10分割して
添加すれば、脱炭反応が主として進むと考えられ
る真空槽内の脱炭反応が脱酸剤添加直後から進む
ことになり効果的である。
溶鋼環流量を表す式としては下式が実湯での実
験結果として、鉄と鋼、54(1968)1342頁に提案
されており、本実験式に基づいて溶鋼環流量を処
理中に変更することができる。
W=0.02D1.5G0 0.33 ……(4) ここに、W:溶鋼環流量(t/min) D:上昇管内径(cm) G0:環流Arガス流量(N/min) (作用) 本発明に従い、領域の〔O〕fを〔C〕30ppm
到達までの間、400ppm以上に制御することによ
り高い脱炭速度を維持し、短時間で低〔C〕領域
である領域に到達することができ、次いで領
域で弱脱酸して〔O〕fを50〜200ppmに制御する
ことにより、脱炭に必要な〔O〕f当量以上の過剰
な〔O〕が表面活性元素として働き、反応界面で
の脱炭反応の阻害およびCOガス離脱の阻害を防
止すると共に、弱脱酸時に生成したTiO2、Al2O3
等の酸化物が脱炭反応時に生成するCO気泡生成
核となり、このため低〔C〕域の領域での脱炭
速度の低下が小さくなり、減圧下脱炭プロセスと
して短時間で20ppm以下の極低〔C〕溶鋼が製造
可能となる。
(実施例) 以下、実施例に基づき本発明を更に説明する。
第5図に本発明例(、)及び比較例の
RHでの試験結果を示す。
本発明例(、)、比較例ともRHでのOB
等による〔O〕f制御をしていない例であり、比較
例の場合、〔O〕fが領域で400ppm未満で、
領域で〔O〕fが300ppm以上の場合の結果である
が、処理時間が15〜20分で到達〔C〕レベルは20
〜25ppmと高い。
一方本発明例の場合、領域の〔O〕fを510
〜550ppmとし、処理開始10分後の〔C〕22ppm
到達時点でAlを一括投入して脱酸し、〔O〕f
165ppmとした後、6分間〔O〕fを150〜165ppm
の状態で処理したもので領域の脱炭速度は大き
く且つ領域の脱炭速度の停滞も小さく比較例
に比べ脱炭速度は大きく処理16分の結果として
〔C〕16ppmが得られた。
さらに本発明例の場合、領域の〔O〕f
630〜680ppmとし、処理開始10分の〔C〕19ppm
到達時点でTiをRH槽内に環流量に見合つて連続
的に投入して脱酸し〔O〕fを90ppmとした後、6
分間〔O〕fを80〜100ppmの状態で処理したもの
で、本発明例と同様領域の脱炭速度は大き
く、領域の脱炭速度は本発明例より大きくな
つている。本発明例の場合は、処理16分で
〔C〕12ppmが得られた。
さらに第6図に転炉吹止〔O〕fが低くRHにて
酸素吹付(OB)による酸素付加を行なつた場合
の本発明例と比較例の場合を示す。
本発明例の場合、転炉吹止〔O〕fが450ppm
であり、RH処理開始前に〔O〕fが380ppmとなつ
たが、OBにより〔O〕fを680ppmとし、その後
RH処理を開始した例であり、〔O〕fを600〜
680ppmで処理し、次いで〔C〕28ppm時点でAl
により弱脱酸を行ない〔O〕fを120ppmとした後、
約8分間処理した例であり領域の脱炭速度は大
きく、処理16分で〔C〕16ppmが得られた。
比較例の場合、〔O〕fが転炉吹止で420ppm、
開始時点で350ppmであり、RH処理後5分時点
でOBを行ない、〔O〕fを330ppmから720ppmに富
化し処理を続け、ついで〔C〕25ppm時点にAl
により弱脱酸を行ない、〔O〕f80ppmとした後、
約7分間処理した例であるが、領域でOBを行
ない酸素付加しても脱炭速度の向上は認められ
ず、結果的に〔C〕20ppm以下を得るのに処理時
間20分を要した。
(発明の効果) 以上説明したとおり、本発明により、短時間で
極低炭素域まで容易に到達できる経済的且つ効率
的な減圧下脱炭処理が可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、減圧した脱炭プロセスの処理中の
〔C〕推移を示す図、第2図は減圧下脱炭プロセ
スにおける領域での脱炭速度定数(Kc)と溶
解酸素〔O〕fとの関係を示す図、第3図は減圧下
脱炭プロセスにおける領域での脱炭速度定数
(KC)と溶解酸素〔O〕fとの関係を示す図、第4
図は減圧下脱炭プロセスにおける領域での脱炭
速度定数(KC)と弱脱酸前溶解酸素〔O〕fとの
関係を示す図、第5図、第6図は本発明例と比較
例での〔C〕、〔O〕推移を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 転炉から出鋼された未脱酸溶鋼をRH、DH
    の減圧下脱炭処理するに際し、処理開始から
    〔C〕30ppm到達までの間、鋼中の溶解酸素〔O〕
    fを400ppm以上に制御し、その後〔C〕30ppm未
    満の領域において脱酸剤を一括投入することによ
    つて鋼中溶解酸素〔O〕fを50〜200ppmに弱脱酸
    した後、さらに処理し、その後完全脱酸すること
    を特徴とする極低炭素鋼の製造方法。 2 弱脱酸する脱酸剤として、TiあるいはAlを
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の極低炭素鋼の製造方法。 3 弱脱酸はAlで一部脱酸した後、Tiで脱酸す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    極低炭素鋼の製造方法。 4 転炉から出鋼された未脱酸溶鋼をRH、DH
    の減圧下脱炭処理するに際し、処理開始から
    〔C〕30ppm到達までの間、鋼中の溶解酸素〔O〕
    fを400ppm以上に制御し、その後〔C〕30ppm未
    満の領域において脱酸剤を溶鋼環流量にしたがつ
    て所定原単位になるように連続的又は断続的に添
    加して鋼中溶解酸素〔O〕fを50〜200ppmに弱脱
    酸した後、さらに処理し、その後完全脱酸するこ
    とを特徴とする極低炭素鋼の製造方法。 5 弱脱酸する脱酸剤として、TiあるいはAlを
    用いることを特徴とする特許請求の範囲第4項記
    載の極低炭素鋼の製造方法。 6 弱脱酸はAlで一部脱酸した後、Tiで脱酸す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    極低炭素鋼の製造方法。
JP5421687A 1986-09-25 1987-03-11 極低炭素鋼の製造方法 Granted JPS63190113A (ja)

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JP22487486 1986-09-25
JP61-224874 1986-09-25

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