JPS58181817A - 低燐Ａｌキルド鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、低燐低炭素Ａ／キルド鋼の製造方法、特に
精煉から連続鋳造までの工程の合理的な結合によって、
高品位の上記鋼を経済的に４迅する方法に関する。

自動車用冷延鋼板等の素材となるＩｌｌに、その用途に
応じて多様な特性が要求され、化学酸分や圧延条件等多
方面にわたる研究開発が進められている。一方この種の
鋼は、典型的な大量生産品であり、その製造コストの低
減も業界の至上の命題である。本発明の対象とする低燐
低炭素Ａ／キルド鋼も特に自１車用冷延鋼板として最近
広く使用されつつあるものであるが、その製造方法とし
て現在採用されている工程には、製品の品質上および製
造コスト上いくつかの難点があり、最善のもノ、ｌ！−
け言い難い。

一般に低炭素１キルド鋼は、酸素上吹転炉（以下ＬＤ転
炉と記す）による溶製後、脱酸および成分調整を経て連
Ｂ−鋳造するという工程で！ｉ！遺されている。この場
合、製品ＣＩを低くしようとすれば、転炉での脱炭反応
を十分に行わせなければならず、この脱炭反応に伴って
Ｆｅ　、Ｍｎ等の酸化ロスも必然的に増大する。通常転
炉吹錬での吹止〔Ｃ〕は、後に成分調整のために添加さ
れるＦｅ　、Ｍｎ等からの炭ｌ＃量増大′Ｉｒ考慮して
製品の炭素含有量よりも低めにする。そのため特に冷延
用低炭素鋼のＬＤ転炉による溶製では、溶鋼の過酸化、
スラグ中ＦｅＯの増大が著しい。Ａｒキルド鋼を製造す
る場合、かかる過酸化溶鋼は出鋼後、裳いは出鋼中にＡ
ＩＫよる脱酸を行わなければならないが、その脱炭用Ａ
／の使用量の増大は、鋼の製造コストに大きく影善する
だけでなく、脱炭反応の結果生成するＡｒ、Ｏ，が多く
なると、連続鋳造時のノズル閉塞や製品のクラスター増
大等の好ましくない問題を惹起する。

一方、鋼の衝撃特性、溶接性等の向上のために要求され
る低燐化の観点からは、ある程度の溶鋼の過酸化が必要
とされる。即ち、従来転炉における脱燐反応の平衡式と
して、 Ｂａ１ａｊｉｖａの式 但し、Ｋは温度によって変る定数であり、１５５０℃で
２０．０８．１５８５℃で２０．４１，１６３５℃で２
０．８３ （）内はスラグ中の、また〔　〕内は 溶鋼中の成分を示す Ｈ軸１）ｌの式 が提唱されており、いずれＫしても脱燐には適度なスラ
グ中鉄分（％Ｔ、　Ｆｅ　）又ｉｆ（％Ｆｅｄ）が必要
であるといわれている。従来のＬＤ転炉による吹錬でＰ
＆０．０１８％の鋼を溶製するには（％Ｔ、Ｆｅ）がお
よそ１６％が適当である。

しかし、このように（％Ｔ、Ｆｅ）を多くすることは前
記のとおりＦｅの歩留り低下のみならず、脱峻剤として
の１／の使用量の増加等、製造コストの上昇を招く多く
の問題がある。

最近、本発明者等は、従来の酸素上吹きのみを行う転炉
吹錬法に代えて溶鋼浴面下からもガスを吹き込む、いわ
ゆる複合吹錬の技術を開発し、実用化しつつある。この
複合吹錬法は、上吹酸素とともに各面下に１主として撹
拌用のガスを導入するものであり、従来のＬＤ法に比較
して反応時間の短縮、歩留り向上等、多くの利点を有す
るものである。本発明者は、上記複合吹錬法の実用化の
過程でこの方法と真空脱ガス法との適切な組合せにより
、低燐低炭素Ａｒキルド鋼が極めて効率よく製造できる
ことをａ１認した。本発明はこの知見を基礎とし、従来
のＬＤ転炉沫による低燐低炭素Ａｒキルド鋼製造上の多
くの難点を解決する新しい製造法を提供するものである
。

本発明の低燐低炭素Ａｒキルド鋼の製造方法は、（イ）
溶銑と所要の副原料とを酸素上吹とガス下吹の可能な転
炉中で酸素上吹精錬中、又は酸素上吹精錬後の少なくと
も一方において、ガス下吹を行って［Ｃ］　０．０７％
以下の鋼を溶製し、未脱酸で出鋼する工程、 （ロ）上記未脱酸出鋼した［Ｃ）　０．０７％以下の１
ＳＩＩＩ４を真空脱ガス装置内で処理し、脱酸と脱炭を
行う工程、 Ｃ９上記処理中、又は処理終了後、真空処理装置内でＡ
ｒ又はＡｒと所要の添加物とを添加する工程、 に）上記Ｃｆつまでの処理の済んだ溶鋼を連続鋳造する
工程、 の４工程を含むことを特徴とする。

以下、上記各工程に沿って本発明方法を詳しく説明する
。

第１図は、従来のＬＤ法と複合吹錬法の吹錬中の溶鋼中
炭素［Ｃ］とスラグ中の鉄（Ｔ、Ｆｅ）の変化を示す概
念図である。この図を得た実験条件の概略は下記のとお
りである。

共通事項 溶銑率二８５〜１００％ 溶銑成分：Ｃ４，５０％ Ｓｉ　　０．４５％ Ｍｎ　０．３０％ Ｐ　　０．１２０％ Ｓ　　Ｏ，０１％ 転炉容量：　２５０　トン 上吹送酸速度　：２．１〜２．５Ｎｄ１分Ｏトン複合吹
錬法のみの事項 下吹きガス：　Ａｒ　、　Ｎ、、　Ｃｏ、、　０゜ノズ
ル：下吹き二重管 流　量：　ｏ、ｏ３Ｎ−／分・トン 第１図にみられるとおり、いずれの場合も脱炭の進行に
伴って（Ｔ、Ｆｅ）Ｆｉ増大していくが、複合吹錬法で
は、その曲線がＬＤ法のそれに比べて大きく左寄りにな
っている。図中の破線が示すように［Ｃ］を０．０５％
まで下げる吹錬を行つ九場合、ＬＤ法でＦｉ（Ｔ、Ｆｅ
）が２０％に達するが複合吹錬法では、（Ｔ、Ｆｅ）＃
−ｉ１５％にとどまる。即ち、複合吹錬法によれば溶鋼
中の縦索を低くする低炭素化吹錬を行ってもＦｅの峻化
ロスは少なくて済むということであり、これＦｉＦｅだ
けでなく、Ｍｎ等の有用成分についてもいえる。これは
複合吹錬法では浴面下へのガス吹込みにより、溶鋼の撹
拌が活発になり、ｃ＋ｏ−ｃｏの脱炭反応が促進される
ことが主な原因である。

なお、駿素上吹き終了後、ごく短時１ｌｌｌｌ　Ａｒ、
　ｐｉｐｅＣＯｌ等の下吹きだけを行ういわゆるリンス
処理によって、極低［Ｃ］溶鋼を得ることも可能であり
、この場合、第１図の［Ｃ’ｌ　−（Ｔ、Ｆｅ　）曲線
は一層左寄りの好ましい形となる。即ち本発明方法の第
１工程Ｃ４）においてガス下吹は駿素の上吹中、又は峻
素上吹終了後の少なくとも一方で行うことが必要であり
、勿論、上吹中および上吹終了後の両期間で行ってもよ
い。ここで下吹とは転炉炉底又は炉壁の浴面下の位置に
設けたノズル又はボークスレンガによるガス吹込みを意
味する。使用する下吹ガスとしてはＮ＊　＊　ＣＯ！　
Ｉ　Ｏｔ　＊　Ｃ＠Ｈ＠　＋　Ａ　ｒが用いられるが、
本発明の目的とする低炭素低燐鋼の溶製にＦｉ　Ｎ　ｔ
　、　ＣＯｔ　。

Ｏｗ　、　Ｃｓ　Ｈｓを用いるのが望ましい。

第２図は本発明方法における（Ａ）の工程におけるガス
吹込パターンの１例を示している。０．上吹に先立って
Ｎ、を下吹きしておき、０．上吹開始後まず２重管ノズ
ルの内管からはＮ、−０，を、また外管からＦｉＮ＊　
　ＣＯｔを吹込み、吹錬末期の低炭素領域では内管から
ＣＯ，−Ｏ，を、ま九外管からけＣＯ７を吹込む。そし
て吹錬終点後は再びＮ、のみを下吹きする。

吹錬の初期、中期においては〔％Ｎ〕が許容される範囲
内で安価なＮ！ガスを混合使用するのがよく、末期にお
いては過酸化を抑制すべく流量を増して下吹ガスによる
撹拌を強化するのがよい。

第３図は、第１図の場合と同じ条件でスラグ中のＦｅ　
（Ｔ、Ｆｅ）と溶鋼中の燐［Ｐ］の変化を調べたもので
ある。（Ｔ、Ｆｅ）が多くなる１ｉ（Ｐ）が低下するの
は、前記Ｈｅａｌｙ　、　Ｂａ１ｉｊｉｎ等の平衡式と
同じ傾向である。

しかし複合吹錬法によれば、同じ「］レベルに達するた
めの（Ｔ、Ｆｅ）Ｖｉ、ＬＤ決に比較してけるかく少な
くてよい。即ち、ＣＰ）が０．０１５％の鋼を得るに必
要な（Ｔ、Ｆｅ）ｔｆＬＤ法ではおよそ２０％前徒であ
るが、複合吹錬法ならば１５％でよいことＫなる。

言いかえれば、低燐鋼の溶製においても複合吹錬法によ
れば、Ｆｅの歩留りの低下を最小限におさえることが可
能となり、併せて溶鋼中駿素０］も低く抑えられるので
、後のＡ／脱酸に伴う難点が除かれることになる。かか
る複合吹錬法における脱燐反応の促進は、溶鋼撹拌、の
増大によるスラグ−メタル間の反応活発化、即ちＣａＯ
ＫよるＰ、Ｏ，捕捉の機会増大と、撹拌強化により、ス
ラグ−メタル間の温度差が減少して恰も温度が低下し九
如くに脱Ｐ反応を促進することＫよるものと考えられる
。

本発明においては、低燐鋼として燐含有量がおよそ０．
０１８％以下のものを得ることを目標としているので、
第３図からみて（Ｔ、Ｆｅ）は約１２％以上とすればよ
い。この（Ｔ、Ｆｅ）量に対応する［Ｃ］量は第１図か
らみて、約０．０７％である。即ち、複合吹錬法によっ
てＥＣ）　０．０７％以下の溶鋼を得れはスラグ中（Ｔ
、Ｆｅ）Ｆｉ約１２％以上となり、［Ｐ］０．０１８％
以下の低燐鋼が製造できる。

勿論、たとえば［Ｐ］が０．０１０％以下のような低燐
鋼が必要な場合にＶｉ（Ｔ、Ｆｅ）を増加させるような
吹錬、例えば下吹ガス流量を低減し、またランス−湯面
間距離を通常より大きくするいわゆるソフトプローによ
る等の方法を採ることができるが、かかる操作は全工程
のコスト増大と製品の高品質化との兼ねあいで決定すれ
ばよい。

上記のように溶製された鋼は、未脱酸で出鋼される。こ
こで未脱酸出鋼とけ、転炉から取鍋への出鋼中、咬いは
出鋼後の取鍋中で実質的に脱酸処理を行わないというこ
とである。ここでの脱酸は大気中であること、溶鋼中（
９）が高いこと、ＦｅＯの高いスラグが存在すること等
のため、脱峻剤（Ａ／）の歩留りが極めてわるい。また
Ａ４，０．の大量生成により、製品欠陥や連鋳時のノズ
ル結抄など好ましくない結果をもたらす。更に１ここで
Ａｔｌ−添加すると、スラグ中の（ＣａＯ）ｓＰ＊Ｏｓ
が還元されて、溶鋼中［Ｐ］が増大するいわゆる復燐が
おこる。ただし、スラグの７オーミング防止を目的上し
て少量のＡｔ４１１に加することは許される。

本発明方法の第二の工程（ロ）は、前記のように未脱峻
出鋼された溶鋼を、真空脱ガス装置で処理し、脱炭、脱
酸および必要な成分調整を効率よく進行させる工程であ
る。ここでの反応は鋼中の［Ｃｌおよび（６）がＣ＋０
→ＣＯの反応で系外へ排出されるもので、脱炭と脱酸と
が同時に進行する。真空度および処理時間によって脱炭
、脱酸の程度が規−１されるが、真空処理法として代表
的なもののひとつであるＲＨ法によれば、その通常の運
転条件（２５０トンの鍋で溶鋼環流量１００トン／分程
度、真空度５０−１５０ｍＷｇ）でに］−０，０９％蘭
−０，０３％の溶鋼を処理し九場合、（Ｃ１−０，０６
％に達するのにおよそ１０分間を要する。以後脱炭速度
は急激に低下し、［Ｃｌを０．０４％以下まで下げるの
は、外部からの酸素の供給など、特別の操作を加え危い
と極めて困難になる。

真空処理装置における長時間の処理は、装置の運転コス
トの増大、装置の耐火物の溶損などの問題だけでなく、
溶鋼温度の低下による鋳造作業の不都合を壕ねき、この
溶鋼温度の低下を見込んで転炉出鋼温度を高くすれば、
転炉の寿命を短縮させる結果となる。

上記のような問題点を除去するには、処理前の［Ｃｌを
できるだけ低くしておく必要があるが、従来のＬＤ転炉
による低（Ｃｌ溶鋼の吹錬では溶鋼の過峻化に伴う多く
の難点があることは冒頭に説明したとおりである。しか
し本発明方法では、低燐化のため一定量の（Ｔ、Ｆｅ）
を確保する必要上、転炉吹錬終了時のＥＣ）を０．０７
％以下とするものであり、前記のとおり複合吹錬法を採
用することによって、に］を０６０７％以下と低くして
もＦｅ、Ｍｎ等の酸化ロスは、従来のＬＤ法における場
合のようには増大しない。即ち、本発明方法の第１工程
によって製造されたＥＣ）０．０７％以下の溶鋼は真空
処理装置中での比較的短時間の処理で所定の低［ｑ坂ま
で脱炭が進行する。九とえばＲＨ法により前記の条件で
に１−０．０７％の溶鋼を処理し九場合、約５分間で［
Ｃｌ　＝０．０４％となり、同時Ｋ（６）も０．０２％
まで下る。回が高く、未脱峻の溶鋼を真空処理するとＣ
十Ｏ→ＣＯの反応がはげしく、スプラッシュによる操業
上の制約が生じるという点からも、処理前の溶鋼の［Ｃ
ｌはできるだけ低い方がよい。最近、用途の拡大してい
るＣ０．０１％以下のような冷延用極低脚素鋼を製造す
るには転炉出鋼時【ｑを０．０４％以下にしておくのが
真空処理の効率化の上から望ましい。

次に（ハ）の工程について説明すると、真空処理装置内
で、Ｃ＋０→ＣＯの脱炭反応が進行し、［ｃｌが目標値
まで下つ九後、又けＣ〕が目標値に近くなった時点から
何回かに分けて、ＡＩが添加される。すでに溶鋼中の酸
素１０ＪＦｉＣ＋０−Ｃｏの反応で相当量が除去されて
いるから、脱酸に必要なＡｔ量は真空処理前に比べて少
なくて済む。しかも真空処理装置内での添加であるから
、Ａｔの添加歩留りは大気中での添加に比較して著しく
向上する。ＲＨ法でもＤＨ法でも真空容器内にはスラグ
は実質的に入って来ないから、添加されたＡｔとスラグ
との接触によるＡｔの酸化ロスも殆んどない。しかし極
低燐銅を製造する場合には真空処理の前にスラグを分離
除去しておくことが復燐の可能性を少しでも小さくする
ために好ましいことである。

ＲＨ法によって［Ｃｌ０．０６％、［◇０，０４％の溶
鋼を処理する場合、Ａｔ添加量は０．６〜１．０４／）
ンー溶鋼で目は０．００２〜０．００５％程度Ｋまで下
げられる。これをＬＤ転炉での溶製−取鍋脱酸という従
来のプロセスにおける必要Ａｔ添加量（およそ１．６〜
２．０−／トンー溶鋼）と比較すると、Ａ／！Ｉｌ単位
で約ｌ＆Ｆ／トンー溶鋼の節減が図れることになる。

以上のように真空処理装置内で脱炭、脱炭および必要に
応じて成分調整の行われた溶鋼は次Ｋに）の工程に係る
連続鋳造により所定のサイズの鋳片にされる。一般にＡ
／キルド鯛の連続鋳造では、溶鋼温度が低下するとＡｌ
ｅ’ｓの析出によるノズル結りの事故が発生しやす馳。

しかし本願発明の方決によって製造されたＡ／キルド鋼
＃ｉＡ／　添加量は必要最小限の量に抑えられており、
Ａ／、０．の生成も少ないから、通常のＡ／キルド鋼の
連続鋳造のようにノズル結りを懸念する必要はない。

以上詳述した如き本発明によって製造された連続鋳造鋳
片けＡ／、０．クラスターの生成が少なく従来のＡ／キ
ルド鋼鋳片に比較して品質面でも極めてすぐれている。

第１表は本発明方法の実施例（１）、　（２）と従来法
による場合との夫々について処理条件、鋳造条件。

スラグ成分及び品質について一覧表にして示したもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｆｉ［ｃ］−（Ｔ、Ｆｅ）の関係をＬＤ法及び複
合吹錬法の夫々について示すグラフ、第２図は本発明方
法のガス吹込のパターンの１例を示す説明図、第３図は
（Ｔ、　Ｆ　ｅ　）　　［Ｐ］の関係をＬＤ法及び複合
吹ｆＩＬ決の夫々について示すグラフである。 特　許　出　願　人　　　住友壷属工業株武会社代理人
　弁理士　　河　野　登　夫 ［０（”／、） 第　１　圓 （Ｔ−Ｆｅ）　　（’／、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）溶銑と所要の副原料とを、酸素上吹さガス下
   吹の可能な転炉中で酸素上吹転炉中又は酸素上吹転炉後
   の少なくとも一方において、ガス下吹を行って（Ｃ）０
   ．０７％以下の鋼を溶製し未脱酸で出鋼する工程、（ロ
   ）上記〔Ｃ〕０．０７チ以下の溶ｗ４を真空脱カス処理
   して脱酸と脱炭を行う工程、ｅ→上が真空脱ガスグし理
   中又ｄその後真空処理装置内でＡ／、又汀Ａｔ々所要の
   添加物とを添加する工程、およびに）上ル１真空処理後
   の溶鋼を連続鋳造する工程、を含むことを特徴とする低
   燐Ａ／ギルド鋼の製造方法。