JPH07292410A - 溶鋼への希土類元素の添加方法および添加材 - Google Patents

溶鋼への希土類元素の添加方法および添加材

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JPH07292410A
JPH07292410A JP6106237A JP10623794A JPH07292410A JP H07292410 A JPH07292410 A JP H07292410A JP 6106237 A JP6106237 A JP 6106237A JP 10623794 A JP10623794 A JP 10623794A JP H07292410 A JPH07292410 A JP H07292410A
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益啓 深谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶鋼へ希土類元素を添加するのに際し、安全
で安定した歩留まりを示す添加方法と添加材を提供する
ことを目的とする。 【構成】 希土類元素の1種または2種以上と銅あるい
はアルミニウムとの合金の粉体を炭素鋼またはステンレ
ス鋼からなる外皮被覆材に充填してなる線状あるいは棒
状の添加材、さらに該添加材を鋳造過程の溶鋼へ連続的
に添加することを特徴とする溶鋼への希土類元素の添加
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶湯への希土類元素の
添加方法およびそのための添加材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車排気浄化触媒用メタル担
体、シースルー式の石油ストーブの外煙筒、伝熱線等の
用途に、耐酸化性に優れたFe―Cr―Al系合金が多
用されてきている。
【0003】一方、Fe―Cr―Al系合金に少量の希
土類元素を添加すると酸化皮膜の密着性が向上し、耐酸
化性が著しく向上することが知られている。
【0004】例えば、自動車排気浄化触媒用メタル担体
に用いられるステンレス鋼箔としては特公昭58―23
138号公報、特公昭54―15035号公報、特公平
6―8486、特開平4―128344、特開昭56―
96726号公報、特開昭58―177437号公報、
特開昭63―45351号公報などが開示されている。
【0005】しかしながら、希土類元素は酸素との反応
熱が極めて大きく、溶融合金に希土類元素を添加する
と、合金中の酸素あるいはスラグ中の酸素と激しく反応
して飛散し、作業上危険であるのみならず希土類元素の
添加歩留まりも安定せず、希土類元素添加Fe―Cr―
Al系合金製造上の隘路となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はFe―Cr―
Al系合金溶湯に希土類元素を添加するに際し、作業上
の危険性や添加歩留まりの不安定さといった問題を解決
し、安全に希土類元素添加作業が遂行できるとともに、
添加歩留まりを高い水準で安定させることができる方法
およびそのための添加材を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、希土類元素の1種または2種以上と銅あるいはア
ルミニウムとの合金の粉体および炭素鋼あるいはステン
レス鋼の被覆材からなる線状あるいは棒状の添加材を、
溶鋼へ挿入する溶鋼への希土類元素の添加方法にあり、
さらに希土類元素の1種または2種以上と銅あるいはア
ルミニウムとの合金の粉体を炭素鋼あるいはステンレス
鋼からなる外皮被覆材に充填してなる線状あるいは棒状
添加材にある。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明において、希土類元素とは、Sc、
Yおよびランタノイド元素(原子番号57〜71のLa
〜Lu)をいう。これらの元素は酸素に対する親和力が
極めて強く、高温で酸素に接すると、酸素が微量であっ
ても激しく反応して発熱する。
【0010】したがって、合金溶湯中へ希土類元素を添
加すると合金溶湯中の残留酸素やスラグ中の酸素と激し
く反応して合金溶湯やスラグ、場合によっては添加すべ
き希土類元素それ自体が飛散し、添加作業を危険なもの
とするのみならず、希土類元素の添加歩留まりも安定し
ない。
【0011】本発明者らは、合金溶湯への添加に都合が
良く、かつ希土類元素の反応性を抑え得る合金相手につ
いて種々検討を重ねた結果、銅あるいはアルミニウムと
の合金化が最適であることを見いだした。
【0012】希土類元素は、銅あるいはアルミニウムと
の合金化に際し、一部の反応熱を放出し合金溶湯へ添加
されたときにはそれだけ反応熱が減少する。
【0013】希土類元素の銅あるいはアルミニウムとの
合金化に際しては、該合金中の希土類元素の含有量が高
い方が望ましく、これにより合金溶湯へ希土類元素を添
加したときの銅あるいはアルミニウムの増量を可及的に
抑え得ることも同時に可能である。
【0014】この際、銅あるいはアルミニウム―希土類
元素合金は、粉体への加工が容易である(粉砕性良好)
ことが必須であるので、金属組織的には金属間化合物を
形成することが必要である。
【0015】しかしながら、該合金中の希土類元素の量
を多くすると、銅あるいはアルミニウム―希土類元素合
金組織に金属間化合物の他に金属希土類が形成されるよ
うになり金属間化合物の量が減少して合金の粉砕性を低
下せしめ粉体への加工を困難なものにする。
【0016】したがって、銅に対する希土類元素の量は
原子%で30〜70%が望ましく、アルミニウムに対し
ては30〜80%が望ましい。
【0017】さらに好ましくは、合金粉体の融点が低
く、比重も高い方が良い。しかし、前記希土類元素の銅
あるいはアルミニウムとの合金粉体をそのまま合金溶湯
へ添加すると、粉体が高温のスラグや合金溶湯表面で反
応して、スラグや溶湯に飛散や変質がある。
【0018】本発明者らは、この問題をも解決すべく研
究を重ねた結果、希土類元素と銅あるいはアルミニウム
との合金粉体を炭素鋼あるいはステンレス鋼で被覆して
合金溶湯へ挿入したところ、スラグの飛散や変質もなく
極めて安全にかつ、高い水準の添加歩留まりで希土類元
素を合金溶湯へ添加しうることを知見した。
【0019】このような添加材を合金溶湯へ供給するに
は、合金溶湯を連続鋳造するプロセスを含む製造プロセ
スにあっては、タンディシュあるいはモールド内の合金
溶湯中に線状あるいは棒状の添加材を好ましくは連続的
に挿入する。
【0020】また、合金溶湯を鋳型内に注入して凝固せ
しめてインゴットとするプロセスを含む製造プロセスに
あっては、タンディシュ内の合金溶湯へ線状あるいは棒
状の添加材を好ましくは連続的に挿入する。
【0021】
【実施例】Fe―20Cr―5Alに0.08%のY、
Yミッシュメタル、LaまたはCe・Laミッシュメタ
ルを添加した合金を得るべく、20%Cr―4.5〜5
%Al―Feからなる組成の合金を溶製しこれを連続鋳
造した。
【0022】その際、連続鋳造装置のモールドにおける
スラグの上から、第1表に示す各種の線状の添加材を合
金溶湯へ連続的に挿入した。
【0023】第1表におけるNo.1、No.2の実施
例では、Ce・LaのミッシュメタルまたはY合金をA
lフォイルで包んで合金溶湯中へ挿入したが、スラグや
合金溶湯の飛散が激しく作業が危険で、この方法による
操業は継続できなかった。
【0024】第1表におけるNo.2〜18の実施例で
はY,Yミッシュメタル、LaおよびCe・Laミッシ
ュメタルの銅あるいはアルミニウムとの合金粉体(10
#〜100#)を作製し軟鋼(SPC)あるいはステン
レス鋼(SUS304鋼)の薄板で被覆した。
【0025】この実施例においてYミッシュメタルと
は、Y:約60%あるいは90%、残部:原子番号57
〜71のLa〜Luの希土類元素であるY合金である
(表中に60%Yあるいは90%Yと示す。)。
【0026】これらの被覆合金線(添加材)を連続鋳造
装置のモールドにおけるスラグの上から合金溶湯中へ連
続的に挿入した。
【0027】これらの実施例(No.3〜18)におい
ては、スラグや合金溶湯の飛散は全く無くまた、スラグ
の変質もほとんどなく良好な鋳片が得られた。
【0028】本発明によって得られた鋳片から、鋳片6
mおきにサンプルを採取して成分分析を行い、添加物の
歩留まりを求めた。その結果を第1表に示す。
【0029】本発明によるときは、90〜97%の安定
した高い水準の歩留まりを示している。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】本発明によるときは、安全かつ安定した
高い水準の歩留まりで、溶鋼に対し希土類元素を添加す
ることができるから、高温における耐酸化性に優れた材
料を安価に安定して供給できる効果を奏する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類元素の1種または2種以上と銅あ
    るいはアルミニウムの合金の粉体および炭素鋼あるいは
    ステンレス鋼の被覆材からなる線状あるいは棒状添加材
    を、溶鋼へ挿入することを特徴とする溶鋼への希土類元
    素の添加方法。
  2. 【請求項2】 希土類元素の1種または2種以上と銅あ
    るいはアルミニウムとの合金の粉体を炭素鋼あるいはス
    テンレス鋼からなる外皮被覆材に充填してなる線状ある
    いは棒状添加材。
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