JPH07207330A - 溶鋼の脱酸・脱炭方法 - Google Patents

溶鋼の脱酸・脱炭方法

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JPH07207330A
JPH07207330A JP463394A JP463394A JPH07207330A JP H07207330 A JPH07207330 A JP H07207330A JP 463394 A JP463394 A JP 463394A JP 463394 A JP463394 A JP 463394A JP H07207330 A JPH07207330 A JP H07207330A
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JP
Japan
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molten steel
steel
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ladle
ppm
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JP463394A
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English (en)
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Toshiaki Okimura
利昭 沖村
Yoshio Nakajima
義夫 中島
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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    • 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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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 介在物が極めて少なく、極低酸素・極低炭素
の高清浄度鋼を得る。 【構成】 減圧処理により溶鋼1を脱ガスする際、
[C]が30ppmを下回ったとき、取鍋内の溶鋼1に
Mg系脱酸剤7を添加し、脱酸生成物MgOを溶鋼1と
共に取鍋2から真空容器3に上昇させる。MgOは、真
空容器3内で鋼中炭素[C]と反応し、反応生成物CO
と共にMgガスとして系外に放出される。Mg系脱酸剤
は、ワイヤ又は粉末状の合金として、好ましくは上昇管
4の下方で溶けるように添加される。取鍋2に収容され
ている溶鋼1の酸素濃度[O]を測定しながら、[O]
に見合った供給量のMg系脱酸剤7を添加する。 【効果】 脱酸生成物MgOが鋼中に残留することな
く、極めて清浄度の高い極低炭素の溶鋼に精製される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脱酸により生じた酸化
物系介在物を極めて少なくした高清浄度鋼を製造する脱
酸・脱炭方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼材は、自動車,電気機器等を始めとし
て種々の分野で使用されているが、それぞれの用途にお
いて一段と加工性の向上が求められている。加工性は、
一般に非金属系介在物や硬質相の原因となる炭素,酸素
等の不純物を低減することにより向上する。炭素,酸素
等の低減は、用途に見合った性質を鋼材に付与する際の
成分調整にも有効である。鋼中酸素[O]は、従来から
種々の方法で低減されている。代表的な方法に、RH,
DH等の真空脱ガス装置を使用した減圧処理がある。た
とえば、特開昭54−93618号公報は、低真空処理
で[C]による弱い脱酸を行った後、[C]=0.03
〜0.10重量%の低炭素鋼を製造する方法を紹介して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】減圧処理された溶鋼
は、依然として少量の[O]を含んでいる。[O]は、
低炭素鋼を溶製する場合、[C]の低下に伴って大きく
上昇する。鋼中に残留している[O]は、Al,Ca,
Si等の添加によって固定化又は無害化される。このう
ち、Si脱酸は、処理後の溶鋼に比較的多量のSiが含
まれることから、鋼種によっては採用できない場合もあ
る。何れの添加材で処理したものでも、鋼中にAl2 O
3 ,CaO,SiO2 等の脱酸生成物が分散し、Al,
Si等を含む成分となる。特に最近のように過酷な加工
工程を経て最終製品に加工される傾向が強まってきてい
るとき、これら介在物の影響を排除すべく、脱酸生成物
を少なくすることが求められている。
【0004】高度に純化された溶鋼に処理剤を添加する
とき、介在物の少ない鋼材が得られる。しかし、減圧処
理で溶鋼を高度に純化するためには、長時間の減圧処理
や高真空度の減圧処理が必要とされる。その結果、処理
コストの上昇を招く。また、[C]と[O]との間に平
衡関係があり、[C]が30ppmを下回るようになっ
た溶鋼は、雰囲気からOを吸収する傾向が強くなり、
[O]の低減に限界が生じる。本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、Mgを脱酸剤と
して使用し、Mg添加と減圧処理とを組合せることによ
り、脱酸生成物を気化分離し、低炭素で極低酸素の高清
浄度鋼を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の脱酸・脱炭方法
は、その目的を達成するため、転炉又は電気炉で溶製さ
れた低炭素・未脱酸溶鋼を減圧処理する際、脱炭反応が
停滞するレベルまで溶鋼を脱炭した後、取鍋内の溶鋼に
Mg系脱酸剤を添加し、脱酸生成物MgOを溶鋼と共に
取鍋から真空容器に上昇させ、真空容器内で脱酸生成物
MgOを鋼中炭素[C]と反応させ、反応生成物CO及
びMgガスを系外に気化分離することを特徴とする。前
段階の脱炭は、RH,DH等の真空脱ガス装置を使用
し、減圧下での鋼中[O]と[C]との平衡関係に基づ
く、いわゆるCO脱酸により進行する。この脱炭により
[C]が30ppm以下になった後、Mg系脱酸剤を溶
鋼に添加し、[C]を10ppm以下に低減する。Mg
系脱酸剤としては、ワイヤ又は粉末状の合金を使用する
ことが好ましい。粉末状で使用するとき、不活性ガスを
キャリアとしてMg系脱酸剤を溶鋼中に吹き込む。
【0006】
【作用】本発明に従った脱酸反応を、図1を参照しなが
ら説明する。処理される溶鋼1は、RH真空脱ガス装置
の取鍋2に収容されている。溶鋼1に真空容器3の上昇
管4及び下降管5を浸漬し、真空容器3を真空引きする
ことによって溶鋼1を取鍋2から真空容器3に上昇させ
る。また、上昇管4に設けたノズル6から不活性ガスを
吹き込み、ガスリフトによって溶鋼1を取鍋2→上昇管
4→真空容器3→下降管5→取鍋2に循環させる。溶鋼
1の循環経路の途中で、Mg系脱酸剤を溶鋼1に添加す
る。図1の場合には、Mg系脱酸剤をワイヤ状に成形し
たMg系脱酸剤7を、ワイヤーフィーダ8で上昇管4の
下方に送り込んでいる。しかし、これに拘束されること
なく、不活性ガスをキャリアとして粉末状のMg系脱酸
剤を吹き込むことも可能である。この場合、吹き込まれ
た粉末状脱酸剤が上昇管4の下方に到達するように、不
活性ガスの流量,圧力,ノズル6の位置等を調整する。
【0007】溶鋼1に送り込まれたMg系脱酸剤7は、
溶鋼1中の[O]と反応し、Mg+[O]→MgOとな
る。固相のMgOは、上昇管4を上昇する溶鋼1に随伴
し、真空容器3内に持ち込まれる。真空容器3内は、雰
囲気圧が低く、溶鋼1からガス成分が放出され易い状態
にある。また、Mgの酸素親和力は、雰囲気圧の低下に
伴ってCの酸素親和力と逆転する。そのため、真空容器
3内で、MgO+[C]→Mg(g)+CO↑の反応が
生じ、揮発性のMgが蒸気となってCOガスと共に系外
に持ち去られる。[C]との反応に消費されないMgO
は、溶鋼1に懸濁した状態で下降管5を経て取鍋2に返
送されるが、最終的には溶鋼1の循環経路の途中で溶鋼
1から気化分離される。本発明が対象とする低炭素・未
脱酸の溶鋼は、[C]が30ppm程度に低下するまで
は、減圧下における[C]と[O]との平衡関係に従っ
て脱酸,脱炭が同時に進行する。
【0008】[C]が30ppmを下回る程度に脱炭が
進行すると、[C]の低下に対応して[O]が上昇す
る。そのため、通常の精製法で[C]を30ppm以下
に下げようとすると、[O]の上昇が避けられない。本
発明においては、[C]が30ppm以下にある領域に
おいて、Mg系脱酸剤7を添加することにより、[C]
の如何に拘らず溶鋼1を迅速に脱酸する。この点、従来
の方法では、[C]が30ppm以下の極低炭素域では
必然的に[O]が200〜400ppmと高くなってい
た。これに対し、[C]が30ppm以下にある領域で
溶鋼をMg脱酸するとき、[O]は20ppm以下の極
低酸素域になる。しかも、Mg脱酸時に溶鋼が減圧雰囲
気に曝され且つ溶鋼中の[O]が十分に低いことから、
MgO+[C]→Mg+COの反応が真空槽内で進行す
る。このようにして、減圧処理とMg脱酸とを組み合わ
せることにより、[C]≦10ppm,[O]≦15p
pmの溶鋼が得られる。しかも、処理後の溶湯に反応生
成物である酸化物系介在物が原理的に混入することがな
いため、ノズル閉塞等のトラブルを起こさない連鋳に適
した溶鋼に調製され、極めて清浄度の高い鋼材が得られ
る。
【0009】
【実施例】
実施例1:転炉で[C]=0.05重量%及びフリー
[O]=400ppmに精練した溶鋼1を取鍋2にチャ
ージした。次いで、真空容器3の上昇管4及び下降管5
を溶鋼1に浸漬し、容器内部を最高到達真空度100P
aまで真空排気した。この状態で、ノズル6から流量
0.01Nm3 /分・トンの流量で不活性ガスを吹き込
みながら溶鋼1を減圧処理した。そして、減圧下での
[C]と[O]との平衡関係に基づく脱炭反応により、
[C]が30ppmに達するまで溶鋼1を脱炭した。
[C]が30ppmになった時点で、上昇管4の下方で
先端部が溶鋼1に溶け込むように、供給速度270m/
分で直径6mmのMg系脱酸剤7を溶鋼1に送り込ん
だ。この条件下で溶鋼1を減圧処理しながら、[C]及
び[O]を連続的に調査した。表1に示すように、減圧
処理開始後の経過時間に応じて[C]及び[O]が急激
に減少し、脱炭及び脱酸反応が迅速に進行していること
が確認された。
【0010】
【表1】
【0011】減圧処理された溶鋼1を、常法に従ってス
ラブに連続鋳造した後、熱間圧延及び冷間圧延を施し
た。得られた冷延板を成分分析すると共に、清浄度等を
調査した。冷延板の[C]及び[O]は、それぞれ10
ppm及び15ppmで、極低炭素鋼としては従来にな
い極低炭素・極低酸素であった。また、清浄度をJIS
規格に基づいて調査したところ、脱酸生成物が実質的に
観察されない組織をもち、清浄度が極めて高い鋼板であ
った。比較のため、Mg系脱酸剤を添加しない他は同様
の条件下で、溶鋼1を減圧処理し、その後、溶鋼1を脱
酸するために1.2kg/トン−鋼のAl系脱酸剤を添
加した。この溶鋼から得られた鋳片は、[C]=30p
pm及び[O]=32ppmで、大きなサイズの非金属
介在物が分散した鋳造組織をもっていた。この対比から
明らかなように、本発明に従って製造された鋼材は、
[O]が極めて低く、従来にない高清浄度をもつことが
判った。この清浄度のため、圧延性,加工性に優れた鋼
材が得られる。
【0012】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、[C]が30ppmを下回る程度の脱炭された溶鋼
にMg系脱酸剤による脱酸を組み合せた減圧処理を施す
ことにより、脱炭反応によって生じたMg及びCOを溶
鋼から気化分離し、脱酸生成物が残留しない極低炭素の
高清浄度鋼を得ている。また、30ppm程度の[C]
まで溶鋼を脱炭した後、Mg系脱酸剤が添加されるた
め、迅速な脱酸・脱炭反応が可能になり、従来法では得
られない極低炭素域までの脱炭が進行する。このように
して、本発明によるとき、酸化物系介在物が本質的に残
留せず、[O]を極く低いレベルまで低下させた極低炭
素鋼が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従った脱酸メカニズムを説明する図
【符号の説明】 1:溶鋼 2:取鍋 3:真空容器 4:上昇管
5:下降管 6:不活性ガス吹込み用のノズル 7:Mg系
脱酸剤 8:ワイヤフィーダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転炉で溶製された低炭素・未脱酸溶鋼を
    減圧処理する際、脱炭反応が停滞するレベルまで溶鋼を
    脱炭した後、取鍋内の溶鋼にMg系脱酸剤を添加し、脱
    酸生成物MgOを溶鋼と共に取鍋から真空容器に上昇さ
    せ、真空容器内で脱酸生成物MgOを鋼中炭素[C]と
    反応させ、反応生成物CO及びMgガスを系外に気化分
    離する溶鋼の脱酸・脱炭方法。
  2. 【請求項2】 [C]が30ppmに到達するまで溶鋼
    を脱炭した後、Mg系脱酸剤を溶鋼に添加し、[C]を
    10ppm以下に低減する請求項1記載の脱酸・脱炭方
    法。
  3. 【請求項3】 ワイヤ又は粉末状の合金としてMg系脱
    酸剤を添加する請求項1記載の脱酸・脱炭方法。
JP463394A 1994-01-20 1994-01-20 溶鋼の脱酸・脱炭方法 Withdrawn JPH07207330A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256331A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Nippon Steel Corp 薄板用鋼板の溶製方法とそれを用いて鋳造した鋳片
CN117604195A (zh) * 2024-01-11 2024-02-27 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种rh喂线脱硫的钢水精炼方法
CN117604198A (zh) * 2024-01-11 2024-02-27 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种rh喂碳线脱氧提高钢水质量的精炼方法
CN117604199A (zh) * 2024-01-11 2024-02-27 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种钢包喂线调整钢液成分的真空精炼方法

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