JPH0853707A - 耐ｈｉｃ鋼の製造方法 - Google Patents
耐ｈｉｃ鋼の製造方法Info
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- JPH0853707A JPH0853707A JP18961594A JP18961594A JPH0853707A JP H0853707 A JPH0853707 A JP H0853707A JP 18961594 A JP18961594 A JP 18961594A JP 18961594 A JP18961594 A JP 18961594A JP H0853707 A JPH0853707 A JP H0853707A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 必要かつ十分な条件下でCa添加を行うことで
きる更なる耐HIC 性の改善をはかることのできる耐ＨＩ
C 鋼の製造方法を提供する。 【構成】 溶鋼中にCa含有物質を添加する際に、Ca含有
物質のCa添加速度 (Ca純分換算) Ｖを [S]：溶鋼中Ｓ濃
度 (ppm)およびａo ：活量酸素値 (ppm)で規定される次
式に従って制御する。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8
きる更なる耐HIC 性の改善をはかることのできる耐ＨＩ
C 鋼の製造方法を提供する。 【構成】 溶鋼中にCa含有物質を添加する際に、Ca含有
物質のCa添加速度 (Ca純分換算) Ｖを [S]：溶鋼中Ｓ濃
度 (ppm)およびａo ：活量酸素値 (ppm)で規定される次
式に従って制御する。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐HIC 鋼の製造方法、
特に溶鋼へのCa添加により、非金属介在物を効率よく無
害化する耐ＨＩＣ性に優れた鋼の製造方法に関する。
特に溶鋼へのCa添加により、非金属介在物を効率よく無
害化する耐ＨＩＣ性に優れた鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高炉から供給された溶銑を転炉
に装入し、次いで溶銑中に酸素を供給することにより溶
銑中の炭素と反応させCOガスにすることにより脱炭を行
い溶鋼が製造される。
に装入し、次いで溶銑中に酸素を供給することにより溶
銑中の炭素と反応させCOガスにすることにより脱炭を行
い溶鋼が製造される。
【０００３】このように転炉で溶製された溶鋼は、取鍋
に出鋼され、二次精錬装置で処理された後に鋳造される
が、転炉で溶製された溶鋼は出鋼時あるいは二次精錬装
置において脱酸剤が添加され脱酸処理が施される。脱酸
剤として金属Alを用いた場合には、脱酸生成物としてAl
2O3(アルミナ) が生成し、鋳造後にもこのアルミナが残
留してしまう。このアルミナは融点が高く、鋼よりも固
く、クラスター状になるため、種々の欠陥の原因とな
り、鋼板の特性あるいは外観に悪影響を与えることにな
る。
に出鋼され、二次精錬装置で処理された後に鋳造される
が、転炉で溶製された溶鋼は出鋼時あるいは二次精錬装
置において脱酸剤が添加され脱酸処理が施される。脱酸
剤として金属Alを用いた場合には、脱酸生成物としてAl
2O3(アルミナ) が生成し、鋳造後にもこのアルミナが残
留してしまう。このアルミナは融点が高く、鋼よりも固
く、クラスター状になるため、種々の欠陥の原因とな
り、鋼板の特性あるいは外観に悪影響を与えることにな
る。
【０００４】そこで、金属Ca含有物質などを溶鋼に添加
し、鋼中のAl2O3 をCaと反応させることにより、CaO-Al
2O3 系介在物へ変化させることが従来から実施されてい
る。Caは還元力が強いため、Al2O3 のように比較的安定
な酸化物をも還元することができる。また、その反応に
よってできるCaO-Al2O3 系介在物は融点が低いために、
介在物の形態は球状化し圧延時に破砕せずＨＩＣ割れの
起点になりにくくなるのである。
し、鋼中のAl2O3 をCaと反応させることにより、CaO-Al
2O3 系介在物へ変化させることが従来から実施されてい
る。Caは還元力が強いため、Al2O3 のように比較的安定
な酸化物をも還元することができる。また、その反応に
よってできるCaO-Al2O3 系介在物は融点が低いために、
介在物の形態は球状化し圧延時に破砕せずＨＩＣ割れの
起点になりにくくなるのである。
【０００５】また、耐ＨＩＣ (耐水素誘起割れ) 性が要
求される鋼種 (例えば、ラインパイプ材) 等では上記の
Al2O3 を低融点のCaO-Al2O3 系介在物へ変化させるだけ
でなく、割れ起点となるMnS の生成をも抑制する必要が
ある。鋼中のＳは凝固課程でMnS を生成し、鋳造時の偏
析に起因してMnS の濃化した部位が鋳片に発生する。こ
のMnS は圧延時に圧延方向に長く伸び水素の集積を促進
し耐ＨＩＣ性を大幅に低下させるため、MnS の生成を抑
制する必要があるのである。そのため、溶鋼を低硫化処
理した後にCa添加を行い、硫化物の形態制御を実施して
水素誘起割れを防止することが従来から行われてきた。
求される鋼種 (例えば、ラインパイプ材) 等では上記の
Al2O3 を低融点のCaO-Al2O3 系介在物へ変化させるだけ
でなく、割れ起点となるMnS の生成をも抑制する必要が
ある。鋼中のＳは凝固課程でMnS を生成し、鋳造時の偏
析に起因してMnS の濃化した部位が鋳片に発生する。こ
のMnS は圧延時に圧延方向に長く伸び水素の集積を促進
し耐ＨＩＣ性を大幅に低下させるため、MnS の生成を抑
制する必要があるのである。そのため、溶鋼を低硫化処
理した後にCa添加を行い、硫化物の形態制御を実施して
水素誘起割れを防止することが従来から行われてきた。
【０００６】しかしながら、これらの従来技術における
Ca添加条件では溶鋼中のCa量が過剰となり、高融点組成
のCaO-Al2O3 系介在物 (介在物中CaO/Al2O3 重量比1.
5)、CaO 介在物、あるいは、CaS 介在物が生成してしま
い、水素誘起割れの起点となってしまうなどの問題点が
生じていたのである。したがって、従来技術にあって
も、これらの問題点を解消するために種々の対策が提案
されている。
Ca添加条件では溶鋼中のCa量が過剰となり、高融点組成
のCaO-Al2O3 系介在物 (介在物中CaO/Al2O3 重量比1.
5)、CaO 介在物、あるいは、CaS 介在物が生成してしま
い、水素誘起割れの起点となってしまうなどの問題点が
生じていたのである。したがって、従来技術にあって
も、これらの問題点を解消するために種々の対策が提案
されている。
【０００７】特開昭57−9822号公報では、CaS クラス
ター介在物の少ない清浄度の優れたラインパイプ用鋼材
を製造するために「溶鋼中Ｓ含有量を20ppm 以下に低減
すると共に、 (中略) 70ppm 以下のCaを添加する工程を
有する製造方法」を提案している。
ター介在物の少ない清浄度の優れたラインパイプ用鋼材
を製造するために「溶鋼中Ｓ含有量を20ppm 以下に低減
すると共に、 (中略) 70ppm 以下のCaを添加する工程を
有する製造方法」を提案している。
【０００８】この方法では、「Ｓは溶鋼へのCaの添加に
よりCaS として固定されるが、ＳはCaS クラスター介在
物の発生に非常に鋭敏な効果を有するため、Ca・Ｓの濃
度積を低くするため」にＳ:20ppm、Ca:70ppm以下に制限
することを提案しているのである。
よりCaS として固定されるが、ＳはCaS クラスター介在
物の発生に非常に鋭敏な効果を有するため、Ca・Ｓの濃
度積を低くするため」にＳ:20ppm、Ca:70ppm以下に制限
することを提案しているのである。
【０００９】特開昭63−7322号公報では、Ca添加量が
不足することによりAl2O3 系介在物が十分に低融点CaO-
Al2O3 系介在物へ変化しないこと、および、Ca添加量が
過剰になることよりCaS 系介在物が生成すること、など
の問題点を解決するために、「取鍋に収容された溶鋼中
にCaを添加して溶鋼をCa処理するに当たり、下式を満足
するようにCaを添加して操業を行うことを特徴とする溶
鋼のCa処理方法」を提案している。 0.7−14[S]＜[Ca]/[O]＜1.1−14[S] ただし、[Ca]：溶鋼中のカルシウム濃度 (ppm)、 [S]：溶鋼中の硫黄濃度 (％) 、 [O]：溶鋼中の酸素濃度 (ppm)。
不足することによりAl2O3 系介在物が十分に低融点CaO-
Al2O3 系介在物へ変化しないこと、および、Ca添加量が
過剰になることよりCaS 系介在物が生成すること、など
の問題点を解決するために、「取鍋に収容された溶鋼中
にCaを添加して溶鋼をCa処理するに当たり、下式を満足
するようにCaを添加して操業を行うことを特徴とする溶
鋼のCa処理方法」を提案している。 0.7−14[S]＜[Ca]/[O]＜1.1−14[S] ただし、[Ca]：溶鋼中のカルシウム濃度 (ppm)、 [S]：溶鋼中の硫黄濃度 (％) 、 [O]：溶鋼中の酸素濃度 (ppm)。
【００１０】特開平３−79713 号公報では、Ca添加量
を制御するために上記とは異なる下記式を用いて、Ca添
加量を制御することを特徴とする溶鋼のCa処理方法を提
案している。 0.50≦[Ca]/[O]T ≦1.00、[Ca]≦40、[O]T≦40 ただし、[Ca]：溶鋼中のカルシウム濃度 (ppm) [O]T：溶鋼中の全酸素濃度 (ppm) ここで、[Ca]/[O]T が0.50以上にするのはCaO-Al2O3 系
介在物を低融点組成にするためであり、1.00以下にする
のはCaS 生成を防止するためである。
を制御するために上記とは異なる下記式を用いて、Ca添
加量を制御することを特徴とする溶鋼のCa処理方法を提
案している。 0.50≦[Ca]/[O]T ≦1.00、[Ca]≦40、[O]T≦40 ただし、[Ca]：溶鋼中のカルシウム濃度 (ppm) [O]T：溶鋼中の全酸素濃度 (ppm) ここで、[Ca]/[O]T が0.50以上にするのはCaO-Al2O3 系
介在物を低融点組成にするためであり、1.00以下にする
のはCaS 生成を防止するためである。
【００１１】特開昭56−98415 号公報では、「転炉か
ら取鍋へ出鋼中の溶鋼に生石灰を２〜８kg/T添加し、出
鋼後の取鍋表面スラグ層へAlを0.05〜0.40kg/T添加し、
脱ガス処理を施してから、溶鋼内へ浸漬した上吹きラン
スを通じてArガスを0.006 〜0.009 Nm3/min の条件で10
分以上供給して溶鋼を脱硫したのち、さらにその溶鋼に
Ca分として0.125 〜0.500 kg/Tに相当するCa物質を添加
することを特徴とする鋼の製造方法」が提案されてい
る。
ら取鍋へ出鋼中の溶鋼に生石灰を２〜８kg/T添加し、出
鋼後の取鍋表面スラグ層へAlを0.05〜0.40kg/T添加し、
脱ガス処理を施してから、溶鋼内へ浸漬した上吹きラン
スを通じてArガスを0.006 〜0.009 Nm3/min の条件で10
分以上供給して溶鋼を脱硫したのち、さらにその溶鋼に
Ca分として0.125 〜0.500 kg/Tに相当するCa物質を添加
することを特徴とする鋼の製造方法」が提案されてい
る。
【００１２】ここで、提案されたCa添加量は、脱硫後の
鋼の[S] 濃度0.002 〜0.009 ％に対して耐水素誘起割れ
特性を最良にする[Ca]の濃度 (＝0.0010〜0.0040％)
と、Caの歩留から決定されたものである。
鋼の[S] 濃度0.002 〜0.009 ％に対して耐水素誘起割れ
特性を最良にする[Ca]の濃度 (＝0.0010〜0.0040％)
と、Caの歩留から決定されたものである。
【００１３】特開平３−183721号公報では、「溶鋼へ
Caを添加するに際し、溶鋼中のＣ含有量に応じてCaの添
加速度をコントロールすることを特徴とする溶鋼のCa処
理方法」を提案している。これは、Al2O3 介在物をCaに
より改質し球状のCaO-Al2O3 系介在物にする際に、Al2O
3 改質に対し余剰なCaによるCaS 生成を抑制することを
主眼としたものである。
Caを添加するに際し、溶鋼中のＣ含有量に応じてCaの添
加速度をコントロールすることを特徴とする溶鋼のCa処
理方法」を提案している。これは、Al2O3 介在物をCaに
より改質し球状のCaO-Al2O3 系介在物にする際に、Al2O
3 改質に対し余剰なCaによるCaS 生成を抑制することを
主眼としたものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の一般
的技術では、Caの添加量やCa添加後の[Ca]濃度を規定し
たものであるが、Ca添加量を規定してもその添加速度に
ついては充分ではなかった。Ca添加量が適正であって
も、その添加方法、速度が不適当であると溶鋼中Ca濃度
が不均一となり、鋼中介在物の組成形態を無害なものに
充分改質できなかった。そしてこれら改質不充分な介在
物の存在がＨＩＣ割れの原因となっていた。
的技術では、Caの添加量やCa添加後の[Ca]濃度を規定し
たものであるが、Ca添加量を規定してもその添加速度に
ついては充分ではなかった。Ca添加量が適正であって
も、その添加方法、速度が不適当であると溶鋼中Ca濃度
が不均一となり、鋼中介在物の組成形態を無害なものに
充分改質できなかった。そしてこれら改質不充分な介在
物の存在がＨＩＣ割れの原因となっていた。
【００１５】ここに、本発明の目的は、このような問題
点を解決する方法を提供することであり、具体的には、
必要かつ十分な条件下でCa添加を行うことできる更なる
耐HIC 性の改善をはかることのできる耐ＨＩC 鋼の製造
方法を提供することである。
点を解決する方法を提供することであり、具体的には、
必要かつ十分な条件下でCa添加を行うことできる更なる
耐HIC 性の改善をはかることのできる耐ＨＩC 鋼の製造
方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成すべく、Ca添加速度と介在物組成形態変化の相
関について鋭意検討し、特定条件下で、Ca添加速度を制
御することにより耐ＨＩＣ性を大幅に向上させ得ること
を知り、本発明を完成した。
的を達成すべく、Ca添加速度と介在物組成形態変化の相
関について鋭意検討し、特定条件下で、Ca添加速度を制
御することにより耐ＨＩＣ性を大幅に向上させ得ること
を知り、本発明を完成した。
【００１７】本発明の要旨とするところは、溶鋼中にCa
含有物質を添加する際に、Ca含有物質のCa添加速度 (Ca
純分換算) Ｖを次式に従って制御することを特徴とする
耐HIC 鋼の製造方法である。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 ・・・ (1) Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)。
含有物質を添加する際に、Ca含有物質のCa添加速度 (Ca
純分換算) Ｖを次式に従って制御することを特徴とする
耐HIC 鋼の製造方法である。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 ・・・ (1) Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)。
【００１８】このように本発明によれば、Ca含有物質を
添加するにあたり、その添加速度を上述のように適正に
制御することによって、CaS 、CaO 介在物、高融点組成
CaO-Al2O3 系介在物の生成を抑制し、介在物を効果的に
低融点組成のCaO-Al2O3 系球状介在物に変化させること
ができる。かくして、本発明によれば鋼材の耐ＨＩＣ性
を大幅に改善することができる。
添加するにあたり、その添加速度を上述のように適正に
制御することによって、CaS 、CaO 介在物、高融点組成
CaO-Al2O3 系介在物の生成を抑制し、介在物を効果的に
低融点組成のCaO-Al2O3 系球状介在物に変化させること
ができる。かくして、本発明によれば鋼材の耐ＨＩＣ性
を大幅に改善することができる。
【００１９】
【作用】次に、本発明の作用についてさらに具体的に説
明する。すでに述べたように、従来技術にあっても、溶
鋼中のＣ含有量に応じてCaの添加速度をコントロールす
る方法が提案されているが、従来法にあっては、Al2O3
介在物をCaにより改質し球状のCaO-Al2O3 系介在物とす
る際に、Al2O3 の改質に対し余剰なCaによるCaS 生成を
抑制することを主眼としたものである。
明する。すでに述べたように、従来技術にあっても、溶
鋼中のＣ含有量に応じてCaの添加速度をコントロールす
る方法が提案されているが、従来法にあっては、Al2O3
介在物をCaにより改質し球状のCaO-Al2O3 系介在物とす
る際に、Al2O3 の改質に対し余剰なCaによるCaS 生成を
抑制することを主眼としたものである。
【００２０】しかし、このようにCa添加速度を制御しCa
S 介在物の生成を抑制するだけでは耐ＨＩＣ性は向上し
ない。高融点組成の酸化物系介在物 (例えば CaO,12CaO
・3Al2O3など) もその形態にかかわらず、圧延時に破砕
し圧延方向に長く伸びた群落状の介在物となりＨＩＣ割
れの起点となるからである。
S 介在物の生成を抑制するだけでは耐ＨＩＣ性は向上し
ない。高融点組成の酸化物系介在物 (例えば CaO,12CaO
・3Al2O3など) もその形態にかかわらず、圧延時に破砕
し圧延方向に長く伸びた群落状の介在物となりＨＩＣ割
れの起点となるからである。
【００２１】したがって、本発明にあっては、耐ＨＩＣ
性向上のためにはCaS 系介在物生成抑制のみならず、高
融点組成の酸化物系介在物の生成抑制をも図ろうとする
ものである。そのため、本発明によれば、溶鋼中活量酸
素値および硫黄濃度に応じてCa添加速度を前述の式に従
い制御することにより、CaS 系介在物の生成を抑制し、
さらに酸化物系介在物を効果的に低融点組成 (介在物中
CaO/Al2O3 重量比0.54以上1.5 未満) に改質することに
より、耐ＨＩＣ性を大幅に向上させるのである。
性向上のためにはCaS 系介在物生成抑制のみならず、高
融点組成の酸化物系介在物の生成抑制をも図ろうとする
ものである。そのため、本発明によれば、溶鋼中活量酸
素値および硫黄濃度に応じてCa添加速度を前述の式に従
い制御することにより、CaS 系介在物の生成を抑制し、
さらに酸化物系介在物を効果的に低融点組成 (介在物中
CaO/Al2O3 重量比0.54以上1.5 未満) に改質することに
より、耐ＨＩＣ性を大幅に向上させるのである。
【００２２】ここに、図１は、本発明におけるCa添加態
様の概要を説明する模式図であって、 図中、ランス10
から取鍋12内の溶鋼14内に吹込まれたCaSiは、ランスか
らの吹込み位置近傍の高速吹込み高Ca領域において、Ca
＋Ｏ→CaO およびCa＋Ｓ→CaS の各反応によってCaO お
よびCaS を生成させる。なお、溶鋼14は中心部において
上向きの流れが、周辺領域において下向きの流れが見ら
れる。
様の概要を説明する模式図であって、 図中、ランス10
から取鍋12内の溶鋼14内に吹込まれたCaSiは、ランスか
らの吹込み位置近傍の高速吹込み高Ca領域において、Ca
＋Ｏ→CaO およびCa＋Ｓ→CaS の各反応によってCaO お
よびCaS を生成させる。なお、溶鋼14は中心部において
上向きの流れが、周辺領域において下向きの流れが見ら
れる。
【００２３】図１に示すように、Ca含有物質の添加速度
が大きすぎると、浸漬ランスからの吹込み位置近傍での
Ca濃度が局部的に上昇してしまう。このように溶鋼内に
Ca濃度の極端に高い領域と低い領域が生成すると、Ca添
加時に生成あるいは改質された介在物は様々な組成と形
態となり、CaS 介在物や高融点組成の酸化物系介在物な
ど耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼす介在物も多数生成してし
まう。
が大きすぎると、浸漬ランスからの吹込み位置近傍での
Ca濃度が局部的に上昇してしまう。このように溶鋼内に
Ca濃度の極端に高い領域と低い領域が生成すると、Ca添
加時に生成あるいは改質された介在物は様々な組成と形
態となり、CaS 介在物や高融点組成の酸化物系介在物な
ど耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼす介在物も多数生成してし
まう。
【００２４】従って、Ca添加量を規制することによって
だけでは、これらの介在物の生成を抑制することは極め
て困難であり、さらなる耐ＨＩＣ性の向上が期待できな
い。耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼす介在物の生成を抑制す
るには、さらにCaの添加速度を規制しなければならない
ことが分かる。
だけでは、これらの介在物の生成を抑制することは極め
て困難であり、さらなる耐ＨＩＣ性の向上が期待できな
い。耐ＨＩＣ性に悪影響を及ぼす介在物の生成を抑制す
るには、さらにCaの添加速度を規制しなければならない
ことが分かる。
【００２５】さらに、CaS 介在物の生成条件は、溶鋼中
Ca濃度とＳ濃度および活量酸素値で規定され、一方、酸
化物系介在物の組成形態は溶鋼中Ca濃度と活量酸素値に
依存する。したがって、CaS 系介在物生成を抑制し、同
時に酸化物系介在物の組成形態を制御するためには溶鋼
中Ca濃度、活量酸素値、Ｓ濃度を管理しなければならな
い。Ca添加時のCa濃度は前述した通りその添加量のみで
制御するのは、介在物制御上極めて不利であり、Ca添加
速度で制御する方法が有利である。
Ca濃度とＳ濃度および活量酸素値で規定され、一方、酸
化物系介在物の組成形態は溶鋼中Ca濃度と活量酸素値に
依存する。したがって、CaS 系介在物生成を抑制し、同
時に酸化物系介在物の組成形態を制御するためには溶鋼
中Ca濃度、活量酸素値、Ｓ濃度を管理しなければならな
い。Ca添加時のCa濃度は前述した通りその添加量のみで
制御するのは、介在物制御上極めて不利であり、Ca添加
速度で制御する方法が有利である。
【００２６】ここに、本発明者らは、溶鋼中活量酸素、
Ｓ濃度、Ca添加速度と耐ＨＩＣ性の関係を調査した結
果、Ca添加速度を次式に従って制御することにより、Ca
S 介在物の生成を抑制するとともに酸化物系介在物を効
果的に低融点組成に変化させ、高い耐ＨＩＣ性を持った
鋼の製造が可能であることを見い出した。 Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 ・・・ (2) Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)。
Ｓ濃度、Ca添加速度と耐ＨＩＣ性の関係を調査した結
果、Ca添加速度を次式に従って制御することにより、Ca
S 介在物の生成を抑制するとともに酸化物系介在物を効
果的に低融点組成に変化させ、高い耐ＨＩＣ性を持った
鋼の製造が可能であることを見い出した。 Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 ・・・ (2) Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)。
【００２７】一方、Ca添加速度を15g/T/min 未満に下げ
ると、Ca添加による溶鋼中Ca上昇速度より溶鋼からのCa
蒸発速度の方が速くなってしまい、溶鋼中Ca濃度を上げ
ることができない。これにより、鋼中Ca濃度が低くなり
凝固時にMnS が生成し耐ＨＩＣ性を著しく低下させる。
ると、Ca添加による溶鋼中Ca上昇速度より溶鋼からのCa
蒸発速度の方が速くなってしまい、溶鋼中Ca濃度を上げ
ることができない。これにより、鋼中Ca濃度が低くなり
凝固時にMnS が生成し耐ＨＩＣ性を著しく低下させる。
【００２８】従って、Ca添加速度を以下のように前述の
式(1) にしたがって制御することによって耐ＨＩＣ性に
極めて優れた鋼を製造することが可能である。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 ・・・ (1) Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)。
式(1) にしたがって制御することによって耐ＨＩＣ性に
極めて優れた鋼を製造することが可能である。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 ・・・ (1) Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)。
【００２９】本発明で用いるCa含有物質としては、Caが
含有されていればいずれであってもよく、Ca−Si、Fe−
Ca、Ca−Al、Ca−Ni、Fe−Ca−Ni等の合金を用いること
ができる。また、Caを含有する金属粉体とその他の金属
粉とを混合したもの、あるいは、混合後圧力成形したも
のを用いてもよい。
含有されていればいずれであってもよく、Ca−Si、Fe−
Ca、Ca−Al、Ca−Ni、Fe−Ca−Ni等の合金を用いること
ができる。また、Caを含有する金属粉体とその他の金属
粉とを混合したもの、あるいは、混合後圧力成形したも
のを用いてもよい。
【００３０】また、これらCa含有物質にCaO 、Al2O3 、
CaF2、CaO-Al2O3 、CaO-CaF2、CaO-Al2O3-CaF2フラック
スを混合して用いてもよい。これらフラックスを混合し
て添加する効果は、特開昭54−37019 号公報、特公昭59
−22765 号公報、特開昭64−75622 号公報、特開平３−
47910 号公報に述べられているとおりである。
CaF2、CaO-Al2O3 、CaO-CaF2、CaO-Al2O3-CaF2フラック
スを混合して用いてもよい。これらフラックスを混合し
て添加する効果は、特開昭54−37019 号公報、特公昭59
−22765 号公報、特開昭64−75622 号公報、特開平３−
47910 号公報に述べられているとおりである。
【００３１】本発明の好適態様によれば、Ca添加時に用
いるCa含有物質中のCa純度は50％以下であり、特に40％
以下が望ましい。Caは反応性が高いために、純度が高す
ぎると、添加時の反応が激しくなり、スプラッシュ発生
が問題となるからである。逆に純度が低すぎると、Ca以
外の金属成分が多くなり、必要なCa純分を添加する際に
必要となる、Ca含有物質の原単位が大きくなりすぎてし
まうのである。
いるCa含有物質中のCa純度は50％以下であり、特に40％
以下が望ましい。Caは反応性が高いために、純度が高す
ぎると、添加時の反応が激しくなり、スプラッシュ発生
が問題となるからである。逆に純度が低すぎると、Ca以
外の金属成分が多くなり、必要なCa純分を添加する際に
必要となる、Ca含有物質の原単位が大きくなりすぎてし
まうのである。
【００３２】また、Ca添加量あるいはCa原単位 (いずれ
も、Ca純分換算) は、1.0 kg/T、特に0.5 kg/T以下が望
ましい。その理由は、Ca添加量が過剰になると、Ca添加
速度を低減しても反応すべきAl2O3 系介在物が減少ある
いは消失し、CaO-Al2O3 系介在物のCaO 濃度が高くなり
すぎてしまうためである。さらに、Ca添加量が多すぎる
とCaS 系介在物の生成も十分には抑制できなくなってし
まうからである。
も、Ca純分換算) は、1.0 kg/T、特に0.5 kg/T以下が望
ましい。その理由は、Ca添加量が過剰になると、Ca添加
速度を低減しても反応すべきAl2O3 系介在物が減少ある
いは消失し、CaO-Al2O3 系介在物のCaO 濃度が高くなり
すぎてしまうためである。さらに、Ca添加量が多すぎる
とCaS 系介在物の生成も十分には抑制できなくなってし
まうからである。
【００３３】一方、Ca添加量あるいはCa原単位 (いずれ
も、Ca純分換算) は、0.1 kg/T以上でその効果が十分に
発揮される。その理由は、Ca添加量が低すぎると、Al2O
3 系介在物が十分にCaO-Al2O3 系介在物になりきらず
に、アルミナクラスター系の介在物が残留してしまうか
らである。さらに、Ca添加量が低すぎると、鋳造中の中
心偏析によりMnの濃化した領域で耐ＨＩＣ性能に悪影響
のあるMnS が生成してしまうからである。
も、Ca純分換算) は、0.1 kg/T以上でその効果が十分に
発揮される。その理由は、Ca添加量が低すぎると、Al2O
3 系介在物が十分にCaO-Al2O3 系介在物になりきらず
に、アルミナクラスター系の介在物が残留してしまうか
らである。さらに、Ca添加量が低すぎると、鋳造中の中
心偏析によりMnの濃化した領域で耐ＨＩＣ性能に悪影響
のあるMnS が生成してしまうからである。
【００３４】次に、Ca添加方法としては、本発明にあっ
ては特に制限はない。例えば、粉体のCa含有物質を不活
性ガスであるArガスをキャリアーガスとして浸漬ランス
を通じて行うのが通例であり、本発明にあっても同様の
方法でCa添加を行えばよい。このとき、粉体ホッパーに
はロードセルを設け、単位時間当たりの粉体供給量を狭
い幅に管理することが望ましい。また、同様に、Ca含有
物質を内包した鉄被膜ワイヤーを溶鋼上面から溶鋼中へ
添加してもよい。ワイヤーの添加は、その駆動装置によ
り単位時間当たりの送り出し長さが正確に決定でき、ワ
イヤーの単位長さ当たりの重量から容易にCa添加速度を
算出することができる。
ては特に制限はない。例えば、粉体のCa含有物質を不活
性ガスであるArガスをキャリアーガスとして浸漬ランス
を通じて行うのが通例であり、本発明にあっても同様の
方法でCa添加を行えばよい。このとき、粉体ホッパーに
はロードセルを設け、単位時間当たりの粉体供給量を狭
い幅に管理することが望ましい。また、同様に、Ca含有
物質を内包した鉄被膜ワイヤーを溶鋼上面から溶鋼中へ
添加してもよい。ワイヤーの添加は、その駆動装置によ
り単位時間当たりの送り出し長さが正確に決定でき、ワ
イヤーの単位長さ当たりの重量から容易にCa添加速度を
算出することができる。
【００３５】また、可能であれば溶融状態のCa含有物質
を添加してもよい。さらに、合金ホッパーからCa含有物
質を添加してもよいが、通例では添加速度を狭い幅に制
御するのが困難であるため、連続切り出し装置などを備
えて添加速度の狭幅制御をすることが望ましい。
を添加してもよい。さらに、合金ホッパーからCa含有物
質を添加してもよいが、通例では添加速度を狭い幅に制
御するのが困難であるため、連続切り出し装置などを備
えて添加速度の狭幅制御をすることが望ましい。
【００３６】ここで、本発明における耐HIC 性に優れた
鋼の溶製法について、その一連の工程を説明すると次の
通りである。なお、本発明は特にそれらに制限されるも
のではなく、その他に多くの変更例が可能であることは
理解されるべきである。すなわち、適宜予備処理された
溶銑に転炉において脱炭処理を行い、得られた溶鋼を取
鍋に出鋼する。
鋼の溶製法について、その一連の工程を説明すると次の
通りである。なお、本発明は特にそれらに制限されるも
のではなく、その他に多くの変更例が可能であることは
理解されるべきである。すなわち、適宜予備処理された
溶銑に転炉において脱炭処理を行い、得られた溶鋼を取
鍋に出鋼する。
【００３７】Ca含有物質添加前に真空脱ガス法 (ＲＨ
法、タンク脱ガス法等) により溶鋼脱水素処理を行うこ
とが望ましい。これは、鋼中の水素濃度を低下させるこ
とにより、耐水素誘起割れを防止するためである。鋳造
後にスラブ徐冷、圧延後に成品徐冷などを行うことによ
り鋼の水素濃度を低下させることができるならば、この
溶融脱水素処理を省略あるいは溶融脱水素処理の軽減化
をはかることが可能である。ただし、スラブ徐冷、成品
徐冷の場合には、水素濃度低下に時間がかかるため、成
品納期短期化の面からは不利である。
法、タンク脱ガス法等) により溶鋼脱水素処理を行うこ
とが望ましい。これは、鋼中の水素濃度を低下させるこ
とにより、耐水素誘起割れを防止するためである。鋳造
後にスラブ徐冷、圧延後に成品徐冷などを行うことによ
り鋼の水素濃度を低下させることができるならば、この
溶融脱水素処理を省略あるいは溶融脱水素処理の軽減化
をはかることが可能である。ただし、スラブ徐冷、成品
徐冷の場合には、水素濃度低下に時間がかかるため、成
品納期短期化の面からは不利である。
【００３８】また、取鍋において脱硫処理を行った後に
Ca含有物質を添加し、そこで生成したCaO-Al2O3 系介在
物を真空脱ガス法 (ＲＨ法、タンク脱ガス法等) で浮上
分離し、その後、さらに取鍋においてCa含有物質を添加
してもよい。真空脱ガス法は介在物の分離に適している
が、真空処理を行うために溶鋼中に溶解するCaが気化し
やすいためである。
Ca含有物質を添加し、そこで生成したCaO-Al2O3 系介在
物を真空脱ガス法 (ＲＨ法、タンク脱ガス法等) で浮上
分離し、その後、さらに取鍋においてCa含有物質を添加
してもよい。真空脱ガス法は介在物の分離に適している
が、真空処理を行うために溶鋼中に溶解するCaが気化し
やすいためである。
【００３９】また、Ca含有物質添加中の雰囲気は二次酸
化を防止するために密閉雰囲気として大気を遮断するこ
とが望ましい。必要により不活性ガス雰囲気としてもよ
い。さらに、雰囲気圧としては、大気圧とするのが通例
であるが、若干の加圧あるいは減圧下であってもよい。
ただし、減圧下でCa含有物質を添加する場合は、Caの蒸
気圧が高いために気化しやすいことを考慮すると、雰囲
気圧力100 torr以上であることが望ましい。
化を防止するために密閉雰囲気として大気を遮断するこ
とが望ましい。必要により不活性ガス雰囲気としてもよ
い。さらに、雰囲気圧としては、大気圧とするのが通例
であるが、若干の加圧あるいは減圧下であってもよい。
ただし、減圧下でCa含有物質を添加する場合は、Caの蒸
気圧が高いために気化しやすいことを考慮すると、雰囲
気圧力100 torr以上であることが望ましい。
【００４０】また、転炉出鋼後、取鍋にて脱硫処理する
前あるいは後に、酸素供給による溶鋼昇熱や電気加熱に
よって取鍋内溶鋼温度を補償してもよい。一般に、脱硫
処理においては、処理時間がかかることや処理中の放熱
量が大きいことから出鋼温度の上昇を招くため、このよ
うに出鋼後に昇熱工程を入れることにより出鋼温度低下
を計ってもよい。次に、本発明の作用効果について実施
例によってさらに具体的に説明する。
前あるいは後に、酸素供給による溶鋼昇熱や電気加熱に
よって取鍋内溶鋼温度を補償してもよい。一般に、脱硫
処理においては、処理時間がかかることや処理中の放熱
量が大きいことから出鋼温度の上昇を招くため、このよ
うに出鋼後に昇熱工程を入れることにより出鋼温度低下
を計ってもよい。次に、本発明の作用効果について実施
例によってさらに具体的に説明する。
【００４１】
【実施例】250 トン取鍋に収容した、表１に示す基本組
成を有し、かつ後述する表２に示すようにＳ濃度および
活量酸素値をそれぞれ変更した16種の溶鋼に対して、Ca
含有物質をその添加速度を変えて添加し、得られた鋼に
ついてHIC 割れ発生および介在物組成に及ぼすCa添加速
度の影響を調査した。
成を有し、かつ後述する表２に示すようにＳ濃度および
活量酸素値をそれぞれ変更した16種の溶鋼に対して、Ca
含有物質をその添加速度を変えて添加し、得られた鋼に
ついてHIC 割れ発生および介在物組成に及ぼすCa添加速
度の影響を調査した。
【００４２】ここで、Ca添加前の溶鋼は、以下のプロセ
スにて処理されたものであった。高炉から供給された溶
銑を溶銑処理 (溶銑脱硫、あるいは、溶銑脱りん、ある
いはその両者) 後、転炉に注銑し吹錬を行った。転炉吹
錬後、溶鋼を取鍋へ出鋼し、各種合金を添加した。取鍋
において溶鋼脱硫処理によって脱硫してからCa含有物質
を添加した。
スにて処理されたものであった。高炉から供給された溶
銑を溶銑処理 (溶銑脱硫、あるいは、溶銑脱りん、ある
いはその両者) 後、転炉に注銑し吹錬を行った。転炉吹
錬後、溶鋼を取鍋へ出鋼し、各種合金を添加した。取鍋
において溶鋼脱硫処理によって脱硫してからCa含有物質
を添加した。
【００４３】溶鋼へのCa添加は、常圧下において粉体の
Ca含有物質を不活性ガスであるArガスをキャリアガスと
して浸漬ランスを通じて行った。このとき、粉体ホッパ
ーにはロードセルを設け、単位時間当たりの粉体供給量
を目標値の±10kg/minの範囲で制御した。このときのCa
添加速度は表２に示すように溶鋼成分に応じて16種類変
化させた。
Ca含有物質を不活性ガスであるArガスをキャリアガスと
して浸漬ランスを通じて行った。このとき、粉体ホッパ
ーにはロードセルを設け、単位時間当たりの粉体供給量
を目標値の±10kg/minの範囲で制御した。このときのCa
添加速度は表２に示すように溶鋼成分に応じて16種類変
化させた。
【００４４】次いで、このCa添加処理をした溶鋼を連続
鋳造装置により鋳造し、得られたスラブからサンプルを
切り出し、次の要領で介在物組成の調査と、HIC 試験を
行った。
鋳造装置により鋳造し、得られたスラブからサンプルを
切り出し、次の要領で介在物組成の調査と、HIC 試験を
行った。
【００４５】(1) Ca添加速度とCaO-Al2O3 系介在物組成
の関係 Caを約30％含有する粉体状のCa−Si合金 (１kg/T) を浸
漬ランスから連続的に添加した。得られたスラブ中の介
在物組成を調査した。本発明例の場合は上述のようにロ
ードセルによってCa添加速度を制御した。表２に示す実
施例と比較例における介在物組成の分析結果を図３に示
す。なお、横軸は表２に示すRun No. である。
の関係 Caを約30％含有する粉体状のCa−Si合金 (１kg/T) を浸
漬ランスから連続的に添加した。得られたスラブ中の介
在物組成を調査した。本発明例の場合は上述のようにロ
ードセルによってCa添加速度を制御した。表２に示す実
施例と比較例における介在物組成の分析結果を図３に示
す。なお、横軸は表２に示すRun No. である。
【００４６】Ca添加速度を本発明にしたがって制御した
場合は、介在物は低融点組成のCaO-Al2O3 系介在物 (介
在物中Ca/Al2O3重量比0.54以上1.5 未満) になってい
る。一方、比較例に示すようにCa添加速度を本発明に従
って制御しなかった場合は、CaO 、CaS 介在物が生成し
ているほか、CaO-Al2O3 系介在物も高融点組成となって
いることが判明した。
場合は、介在物は低融点組成のCaO-Al2O3 系介在物 (介
在物中Ca/Al2O3重量比0.54以上1.5 未満) になってい
る。一方、比較例に示すようにCa添加速度を本発明に従
って制御しなかった場合は、CaO 、CaS 介在物が生成し
ているほか、CaO-Al2O3 系介在物も高融点組成となって
いることが判明した。
【００４７】このようにCa添加速度を本発明にしたがっ
て制御すると、介在物は効率よく改質され、耐ＨＩＣ性
に無害な低融点組成のCaO-Al2O3 系介在物となることが
分かる。
て制御すると、介在物は効率よく改質され、耐ＨＩＣ性
に無害な低融点組成のCaO-Al2O3 系介在物となることが
分かる。
【００４８】(2) Ca添加速度とＨＩＣ割れ発生率の関係 NACE試験溶液を使ったHIC 試験を各供試鋼 (スラブ) に
ついて行った。このＨＩＣ試験の結果を表２にまとめて
示す。
ついて行った。このＨＩＣ試験の結果を表２にまとめて
示す。
【００４９】表２から分かるように、本発明に従ってCa
添加速度を制御したケースを示すRun No.1〜８ではＨＩ
Ｃ割れ発生率を低位に抑制できたが、それを外れた条件
でＣａ添加を行い、本発明によるＣａ添加速度の制御を
行わなかったケースを示すRun No.9〜16では高い確率で
HIC 割れが発生した。Run No.11 、15ではCaS 系介在物
を抑制したにも拘らずＨＩＣ割れが発生した。このこと
から、耐ＨＩＣ性向上には本発明で示したようにCaS 系
介在物の生成抑制のみならず、酸化物系介在物の組成制
御が必須であることが分かる。
添加速度を制御したケースを示すRun No.1〜８ではＨＩ
Ｃ割れ発生率を低位に抑制できたが、それを外れた条件
でＣａ添加を行い、本発明によるＣａ添加速度の制御を
行わなかったケースを示すRun No.9〜16では高い確率で
HIC 割れが発生した。Run No.11 、15ではCaS 系介在物
を抑制したにも拘らずＨＩＣ割れが発生した。このこと
から、耐ＨＩＣ性向上には本発明で示したようにCaS 系
介在物の生成抑制のみならず、酸化物系介在物の組成制
御が必須であることが分かる。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、水素誘起割れが生せ
ず、鋼材品質の安定化に寄与する。
ず、鋼材品質の安定化に寄与する。
【図１】Ca含有物質の添加態様の概念図である。
【図２】Ca添加速度とＨＩＣ割れの関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】Ca添加速度と介在物組成の関係を示すグラフで
ある。
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 溶鋼中にCa含有物質を添加する際に、Ca
含有物質のCa添加速度 (Ca純分換算) Ｖを次式に従って
制御することを特徴とする耐HIC 鋼の製造方法。 15≦Ｖ≦−8.4×[S]−0.3×ａo＋355.8 Ｖ ：Ca添加速度 (g/T/min) [S] ：溶鋼中Ｓ濃度 (ppm) ａo ：活量酸素値 (ppm)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18961594A JPH0853707A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 耐ｈｉｃ鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18961594A JPH0853707A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 耐ｈｉｃ鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0853707A true JPH0853707A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16244271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18961594A Pending JPH0853707A (ja) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | 耐ｈｉｃ鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0853707A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105378118A (zh) * | 2013-07-10 | 2016-03-02 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢材的制造方法 |
| JP2022161834A (ja) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高清浄度鋼の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-11 JP JP18961594A patent/JPH0853707A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105378118A (zh) * | 2013-07-10 | 2016-03-02 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢材的制造方法 |
| TWI585209B (zh) * | 2013-07-10 | 2017-06-01 | 杰富意鋼鐵股份有限公司 | 鋼材的製造方法 |
| US10072320B2 (en) | 2013-07-10 | 2018-09-11 | Jfe Steel Corporation | Method of producing steel material |
| JP2022161834A (ja) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高清浄度鋼の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020521 |