JPH05320735A - 鏡面仕上用ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents

鏡面仕上用ステンレス鋼の製造方法

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JPH05320735A
JPH05320735A JP36092A JP36092A JPH05320735A JP H05320735 A JPH05320735 A JP H05320735A JP 36092 A JP36092 A JP 36092A JP 36092 A JP36092 A JP 36092A JP H05320735 A JPH05320735 A JP H05320735A
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JP
Japan
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refining
stainless steel
steel
finishing
slag
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Application number
JP36092A
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English (en)
Inventor
Yuji Tanaka
勇次 田中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ステンレス鏡面仕上材の地疵を少なくする精錬
方法の提供。 【構成】VOD精錬取鍋を用いて、粗ステンレス溶鋼を
真空脱炭し、Cr還元、Si脱酸を行う。その後精錬取鍋を
真空排気系外に移送し、ステンレス溶鋼中に鋼浴単位容
積当たりのエネルギー密度が 200〜700 W/m3の範囲内の
攪拌用底吹きガスを吹き込んで仕上精錬を行う。これに
より減圧下で仕上精錬を行う場合より精錬時間を短くし
ても、脱酸生成物は良好に浮上分離し、スラグ混入によ
るスラグ系介在物を減少させることができる。 【効果】地疵の少ない高品質の鏡面仕上用ステンレス鋼
を能率よく製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、冷間圧延後に鏡面仕
上されて使用されるステンレス鋼の製造方法に係わり、
特にスラグ系介在物に起因する地疵発生が少ない鏡面板
を製造するのに適したステンレス鋼の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ステンレス鋼の鏡面仕上材は建材
用を主体に需要が拡大し、地疵に対する品質要求が従来
よりも厳しくなってきている。通常、鏡面仕上のステン
レス鋼は、JIS SUS304相当鋼を使用し、AOD炉または
VOD精錬取鍋で溶製された後連続鋳造され、鋳片表面
の手入れを行った後、熱間圧延、酸洗、冷間圧延および
光輝焼鈍の工程を経て、最後にバフ研磨を行って製造さ
れる。
【0003】上記のように、鏡面仕上のステンレス鋼板
は、最終的にバフ研磨を実施するため、ごく軽微な地疵
も表面に現れて検出されやすく、そのため冷延板に要求
される品質グレードがきわめて高い。
【0004】圧延または鍛造後の鋼の仕上面に現れる地
疵は、鋼よりも難加工性の酸化物系介在物が鋼中に存在
するために発生する。これらの酸化物系介在物は、脱酸
反応あるいは温度降下に伴う酸素の溶解度の変化によっ
て析出した脱酸生成物が溶鋼中で浮上分離することな
く、鋼中に残存した内生的介在物とスラグや溶鋼による
耐火物の機械的、化学的浸食によって溶鋼中に混入分散
し、鋼中に残存した外生的介在物とに分けられる。
【0005】地疵の少ない鏡面材用ステンレス鋼を製造
するには、上記の内生的介在物とともに外生的介在物
(スラグ系介在物)を少なくする必要がある。
【0006】鏡面仕上用ステンレス鋼の溶製は一般に次
のように行われる。まず電気炉で溶解、一次脱炭された
粗ステンレス溶鋼を、VOD精錬取鍋で所定C含有量ま
で酸素上吹き真空脱炭を行う。その後Cr還元、Si脱酸を
行う。引き続いて仕上精錬を行い、Ar底吹き攪拌によっ
て脱酸生成物の浮上分離を促進して脱酸反応を完了さ
せ、溶鋼の酸素含有量を下げる。また、鋼浴内の温度、
成分の均一化を図りながら、温度調整、成分調整を行
い、所定温度で出鋼して連続鋳造を行う。
【0007】VOD法の真空脱炭操業は、Cr酸化が高温
ほど少ないため鋼浴温度を高くして行われる。したがっ
て仕上精錬においては、通常鋼浴温度を低下させる温度
調整を行う。しかしながら、VOD精錬取鍋はスプラッ
シュ防止のため取鍋蓋が設けられており、その輻射熱の
ため温度低下に時間がかかり、仕上精錬時間の延長が避
けられず、VOD精錬チャージ数が減少し、次の連続鋳
造工程の待ち時間が長くなる。このためVOD精錬取鍋
を真空排気系外に移送して次チャージのVOD精錬が行
われるようにするとともに、取鍋蓋を外して仕上精錬を
行い、Ar底吹き攪拌による冷却を強化して、鋼浴温度調
整時間の短縮化を図っている。
【0008】しかし、仕上精錬時間を短縮するためAr底
吹き攪拌を強化すると、ステンレス鏡面板の地疵が増加
するという問題点があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、鏡面
仕上用に適した地疵の発生が少ないステンレス鋼を製造
することにあり、その具体的な目的は溶鋼中に生成した
脱酸生成物の浮上分離を促進して、内生的介在物を低減
し、耐火物、スラグに起因する外来介在物の混入を抑制
して地疵の少ないステンレス鋼を製造する方法を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】 本発明の要旨は「一次
脱炭された粗ステンレス溶鋼を、VOD法で所定C含有
量まで酸素上吹き真空脱炭し、Cr還元を行った後、VO
D精錬取鍋を真空排気系外に移送して行う仕上精錬にお
いて、上記VOD精錬取鍋内のステンレス溶鋼中に鋼浴
単位容積当たりのエネルギー密度(以下εB という) が
200W/m3を超え700W/m3 未満の攪拌用底吹きガスを吹き
込むことを特徴とする鏡面仕上用ステンレス鋼の製造方
法」にある。
【0011】本発明の鏡面仕上用ステンレス鋼は、下記
の工程に従って溶製される。
【0012】1)溶解、一次脱炭工程 溶解目標Cr、Ni含有量に応じて配合されたチャージクロ
ム等の高炭素フェロクロム、フェロニッケルまたは酸化
ニッケル、フェロシリコン、ステンレス鋼屑および普通
鋼屑を、例えば電気炉に装入し、造滓用石灰を添加して
通電溶解する。
【0013】溶解中の金属の酸化損失を少なくするた
め、通常、配合Si量は約 0.5%とし、造滓用石灰は塩基
度 1.0〜1.5 に調整するのに必要な最小限の添加量とし
て、極力少ないスラグ量で溶解を進める。溶解後、酸素
吹錬によって溶鋼中のC含有量が0.7〜0.4 %の粗ステ
ンレス溶鋼を溶製する。
【0014】2)酸素上吹き真空脱炭工程 VOD精錬取鍋に上記粗ステンレス溶鋼を装入し、鋼浴
表面に酸素を上吹きして脱炭し、脱炭の進行とともに減
圧する。低炭素域では、送酸速度をしぼりAr底吹き攪拌
を強化して、脱炭速度を高め、所定C含有量まで脱炭す
る。
【0015】3)Cr還元工程 脱炭後のステンレス溶鋼に還元後のスラグ塩基度 1.5〜
2.0 を目標として造滓剤の CaO、CaF2および還元脱酸剤
の Fe-Siを添加して、Cr還元およびSi脱酸を行う。
【0016】4)仕上精錬工程 Cr還元後、VOD精錬取鍋を真空排気系外に移送し、取
鍋蓋を外して放熱を容易にする。そして鋼浴底部に浸漬
した浸漬ランスあるいは精錬取鍋の底部に設けたポーラ
スプラグから攪拌用底吹きガスを吹き込んで鋼浴を攪拌
し、脱酸生成物の浮上分離を促進するとともに、鋼浴の
温度を下げ、成分を均一化する温度調整と成分調整を行
う。
【0017】この仕上精錬工程においてステンレス溶鋼
中にεB が 200W/m3を超え 700W/m3未満となるように攪
拌用底吹きガスを吹き込むのが本発明方法の最も大きな
特徴である。
【0018】なお本発明の底吹きガスによるεB は、
「鉄と鋼」69巻 (1983年、2号)P.235に記載されている
森らの提案した下記(1)式に従って算出する。
【0019】
【数1】
【0020】ただし、εB :底吹きガスによる鋼浴単位
容積当たりのエネルギー密度(W/m3) QB :底吹きガス流量(Nm3/min) TL :鋼浴温度( °K) TG :底吹きガス温度( °K) VL :鋼浴容積(m3) 、 LO :静止鋼浴深さ(m) ρL :鋼浴密度(kg/m3) 、 P2 :鋼浴表面の雰囲気圧
(kg/m2) η :攪拌混合への利用効率 (η=1とする)
【0021】
【作用】以下、試験結果を基に本発明の方法の作用効果
を詳細に説明する。
【0022】JIS SUS 304 相当のステンレス鋼を対象と
して、通常の工程でCr還元、Si脱酸を行った後、VOD
精錬取鍋を真空排気系外に移送し、溶鋼深さ、Ar底吹き
ガス流量を変化させて、仕上精錬を行い、仕上精錬前後
の溶鋼中の代表酸化物系介在物の組成割合の変化、およ
び仕上精錬中の溶鋼全酸素量、鋼浴温度変化を調査し
た。なお、酸化物系介在物はEPMAで分析した。
【0023】図1は、スラグ系介在物の混入におよぼす
底吹きガス攪拌の影響を示す。
【0024】後述する実施例に示すように、仕上精錬前
後において、CaO 、MgO 系介在物の割合が増加し、Cr2O
3 、MnO 系介在物の割合が減少した場合をスラグ系介在
物の混入 (図中●、▲、◆で示す) と判断し、組成割合
が変化しない場合をスラグ系介在物の混入なし (図中
○、△、◇で示す) と判断した。
【0025】図に示すように、鋼浴深さ3m ( ○、●
印)、2.5m (△、▲印) 及び2m ( ◇、◆印) で底吹き
を行った場合、Ar底吹きガス流量がそれぞれ約0.35Nm3/
min 以上、0.37Nm3/min 以上、および0.39Nm3/min 以上
になると、鋼浴攪拌が強くなり過ぎ、スラグ巻き込みに
よるスラグ系介在物の混入が認められる。底吹きガスに
よる鋼浴攪拌の強さを前述のεB からみると、スラグ系
介在物の混入はいずれの場合も 700W/m3以上で認められ
る。従って、仕上精錬時にεB が 700W/m3未満であるよ
うに底吹きガスを吹き込むことにより、スラグ系介在物
の混入を防止することができる。
【0026】表1に、仕上精錬前の鋼浴温度1600±10℃
から、目標出鋼温度1530±10℃まで降温させるのに必要
な仕上精錬時間、および仕上精錬後の溶鋼中全酸素含有
量とεB との関係を示す。なおランス浸漬深さは3m と
し、底吹きガス攪拌は1分間行った後底吹きを停止し、
5分間保持して測温し、目標出鋼温度に到達するまで底
吹き、底吹き停止を繰り返して行った。なお、参考に、
取鍋をVOD精錬装置内においたままで(即ち、減圧下
で)底吹きArガスで攪拌する試験(表1のNo.5) も実施
した。
【0027】表1に示すように、仕上精錬を真空排気系
外で取鍋蓋を外して行うと放熱が容易になるため、減圧
下で仕上精錬を行う場合よりεB が小さくても、仕上精
錬時間を短縮することができる。しかし、εB が 200 W
/m3 以下では鋼浴攪拌が弱すぎるため、仕上精錬時間の
短縮効果が得られない。また、200 W/m3を超えるεB
鋼浴攪拌を行って仕上精錬時間を短縮させても、仕上精
錬後の溶鋼中の全酸素含有量は、減圧下で仕上精錬を行
った場合 (No.5) と大差がない。即ち、εB が200 W/m3
を超えるように底吹きガスを吹き込むことにより、仕上
精錬時間が短縮され、さらに短縮された仕上精錬時間内
に脱酸生成物の浮上分離を完了させることができる。
【0028】
【表1】
【0029】
【実施例】80t電気炉で表2に示す組成の粗ステンレス
溶鋼を溶製し、前述の工程にしたがって 80 tVOD精
錬取鍋で酸素上吹き真空脱炭、Cr還元、Si脱酸を行い、
その後、VOD精錬取鍋を真空排気系外に移送して仕上
精錬を行い表3に示す組成の JIS−SUS 304 相当鋼を製
造した。
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】VOD精錬取鍋は内径 2800 mmφ、高さ 3
800 mm、真空排気系の到達真空度は0.5 Torrである。ま
た真空排気系外で仕上精錬を行う場合の底吹きガスの吹
き込みは、浸漬ランスを用いて行った。仕上精錬の完了
は鋼浴温度が目標出鋼温度1530±10℃に到達した時点と
し、出鋼後連続鋳造を行った。
【0033】表4に仕上精錬時の底吹きガス吹き込み条
件を実施例と比較例とを対比して示す。
【0034】
【表4】
【0035】図2および図3は、仕上精錬前後の代表的
な酸化物系介在物のEPMA組成割合の変化を示す図
で、それぞれ実施例および比較例の場合を示す。
【0036】図2に示すように、実施例における代表的
酸化物系介在物の組成割合は、仕上精錬前後でほとんど
変化がない。一方εB が 700 W/m3 を超える比較例で
は、図3に示すようにスラグ系介在物である CaO、MgO
の割合が増加し、Cr2O3 、MnOの割合が減少しており、
鋼浴の強攪拌によるスラグの混入が認められる。
【0037】この結果から、本発明の仕上精錬を実施す
ることにより、スラグ混入による外生的介在物を低減す
ることができることは明らかである。
【0038】連続鋳造後のスラブ (幅 1250 mm、短辺長
さ 200 mm)から製造した厚さ 3.5mmの熱延板の表面を機
械仕上げして地疵の肉眼試験を行った。地疵の数は被検
面上の同一地疵長さに属する数を 250×60 mm の面積当
たりの数に換算して求めた。
【0039】表5に地疵試験の結果を示す。比較例では
スラグ系介在物に起因すると考えられる長い地疵が実施
例より多く検出されており、本発明方法により地疵の発
生を少なくできることが確認された。
【0040】
【表5】
【0041】
【発明の効果】本発明の方法によれば、VOD精錬装置
の効率的な操業を行いつつ、仕上精錬時の鋼浴攪拌によ
るスラグ混入を防止することができ、スラグ系介在物に
起因する地疵を減少させることができる。その結果、高
品質の鏡面仕上ステンレス鋼板を製造することができ
る。なお地疵の減少は、鏡面板の加工性、被めっき性等
の改善にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】スラグ系介在物の混入に及ぼす底吹きガス攪拌
の影響を示す図である。
【図2】本発明の実施例における仕上精錬前後の代表的
酸化物系介在物の組成割合の変化を示す図である。
【図3】比較例における仕上精錬前後の代表酸化物系介
在物の組成割合の変化を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一次脱炭された粗ステンレス溶鋼を、VO
    D法で所定C含有量まで酸素上吹き脱炭し、Cr還元を行
    った後、VOD精錬取鍋を真空排気系外に移送して行う
    仕上精錬において、上記VOD精錬取鍋内のステンレス
    溶鋼中に、鋼浴単位容積当たりのエネルギー密度が 200
    W/m3を超え 700W/m3未満の攪拌用底吹きガスを吹き込む
    ことを特徴とする鏡面仕上用ステンレス鋼の製造方法。
JP36092A 1992-01-06 1992-01-06 鏡面仕上用ステンレス鋼の製造方法 Pending JPH05320735A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240126A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Jfe Steel Kk ステンレス溶鋼の精錬方法
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