JPS5952921B2 - 製鋼法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は連続鋳造工程にて気泡を発生させることなく、
リムド鋼相当ｃ７）Ｔ、（ＡＩ） （ｔｏｔａｌＡｌ
含有量）及び（Ｓｉ） （Ｓｉ含有量）を有する鋼を
製造する方法に関する。 リムド鋼は精練過程で故意に脱酸を殆んど行わず、造塊
時に多量のＣＯガスを発生させ、その気泡によるリミン
グアクションによｔ月疑固界面の不純物を洗い流して製
造される鋼種である。 これを連続鋳造法の如く凝固の進行とともに鋳片を引抜
移動させる方法によって製造せんとする場合は、気泡の
発生が激し過ぎると鋳型内の湯動きが活発となる為に、
又は未凝固溶鋼の深部からの突沸現象が起こる為に危険
であり、気泡の発生が弱くても連続鋳造時の凝固速度が
早いため、表面近傍に微細な気泡がトラップされて製品
においてピンホール欠陥が生じるという問題が存在する
ため、リムド鋼の連続鋳造化は殆んど行われていない。 従って連続鋳造適用鋼種としては、ＡＩあるいはＳｉに
より脱酸を行ったギルド鋼及びセミキルド鋼に限定され
るが、Ｓｉキルド鋼は勿論のことＡ１ギルド鋼、Ａｌ−
８ｉキルド鋼をＡＩによるスラグ沖あるいは耐火物中の
ＳｉＯ２の還元によって溶鋼中の（Ｓｉ）が増加し、こ
のようなＳｉの存在によって深絞り性の劣化、Ｚｎメッ
キ密着性の劣化、テンパーカラーの発生、カラー鋼板腰
折れ等の品質上の問題が発生し、穴拡げ性の劣化、冷延
率の制限等鋼材加工上の問題も生じていた。 また特にＡ１ギルド鋼、Ａｌ−３ｉギルド鋼の場合は、
Ａｌ２Ｏ３クラスタの存在による鋳片品質の劣化の他、
ＡＩ脱酸生成物による取鍋ノズルあるいはタンディツシ
ュノズル詰り等操業上の問題、更にはＡＩ添加費が高い
というコスト上の問題が存在する。 このようにＡＩ又はＳｉによって脱酸したギルド鋼ある
いはセミキルド鋼はＡＩあるいはＳｉの存在に起因する
欠点があるため、用途上の制約は避は得す、上述の欠点
がない品質のものが要求される場合には造塊分塊法によ
るリムド鋼が適用されているのが実情である。 しかしながら、造塊分塊法に比べて歩留りが高く、生産
性の良い連続鋳造法の適用鋼種拡大は時代の趨勢であり
、Ｓｉを殆んど含まず、ＡＩ含有量の低い所謂リムド相
当鋼種の連続鋳造化も当然に要望され、これに応えてい
くつかの試みがなされている。 前述のような深絞り性の劣化等の欠点をさけるためには
、 （Ｓｉ）はなるべく低い方が好ましいが、少くとも
リムド鋼として認められる０、０２０％以下にする必要
がある。 またＡ１添加コスト上、並びに耐火物中のＳｉＯ２の還
元によって生じる溶鋼中の［Ｓｉ、ｌの増加及び取鍋ノ
ズル又はタンディツシュノズルの詰りを防止する為には
、Ｔ、 （Ａｌｅについても低い方が好ましい。 しかしながら、例えば熱延鋼板等の鋼中窒素の固定の必
要な鋼種においては、Ｔ、〔ＡＩ〕は０．０１０〜０．
０２０％必要とし、冷延鋼板で箱焼鈍する場合等は、連
続鋳造時の気泡の発生を防止するのに必要なＡ１添加量
でよい等、用途によって異なるので、Ｔ。 〔ＡＩ〕は０．０２０％以下であればリムド鋼相当品と
して十分な値を示しているといえる。 なお、一般にＡＩギルド鋼としては、Ｔ、〔ＡＩ〕は０
．０３０％以上である。 而してこのような値以下にＴ、 （Ａｌｅ。〔Ｓｉ、
ｌを抑制する場合には、当然脱酸不足となり、ＣＯ気泡
が発生すると考えられる。 一般に溶融金属中において気泡が発生する条件は、気泡
の内圧が大気圧、気泡の位置における溶湯の静水圧、及
び凝集力によって気泡が受ける圧力の和よりも大である
ことである。 換言すれば、溶鋼中の成分の反応によって生成されるＣ
Ｏ５Ｎ２．Ｈ２等のガス圧の総和が、前記大気圧、静水
圧、凝集力による圧力の総和よりも小さければ気泡は発
生しない。 ところでＮ２ガス、Ｈ２ガスの分圧はＣＯガスに比べて
小さいので、気泡の発生を防止するにはＣＯガスの発生
を抑えなければならないが、前述のピンホール欠陥は鋳
型内の薄い凝固殻に小気泡がトラップされた結果束した
ものであるので静水圧は極めて小さく、また凝集力によ
って気泡が受ける圧力も１ｍｍφ程度の気泡では小さい
ので、結局気泡発生の防止の為にはＣＯガス圧を大気圧
すなわち１気圧以下にすれば良いといういとになる。 ＣＯガス溶鋼中のＣと自由Ｏとが（１）式の如く反応し
て生成したものであるり、Ｃ＋０＝ＣＯ（ｆ
・・・（１）但し、Ｃ：溶鋼中のＣ Ｏ：溶鋼中の自由Ｏ ＣＯ（ｇ）：ＣＯガス 平衡状態ではＣ濃度及び１由Ｏ濃度とＣＯガスの圧力Ｐ
。 ０との間には平衡定数をＫとすると（２）式の関係が成
立する。 但し、 〔Ｃ〕：溶鋼中のＣ濃度 〔Ｏ〕：溶鋼中の自由Ｃ濃度 この平衡状態では、自由

〔０〕を７０ｐＩｌｒｎ゛以下
に抑制する場合には、〔Ｃ〕が０．３％程度の高濃度で
あってもＰ。 ０が１気圧以下となる。従って凝固が進行している状態
においては、自由［０猾７０ｐｐｍ以下に抑制する場合
は、当然にＣＯガスの発生は抑えることができる。 そうすると 〔Ｓｉ〕、Ｔ。〔ＡＩ〕の低い溶鋼を連続
鋳造法にて鋳造せんとする場合は、Ｓｉ、 ＡＩによる
脱酸に頼ることなく、別の方法で脱酸を行って自由〔０
〕をコントロールすれば良いことになるい このような観点に立って脱酸を行う鋳片製造方法として
は、特開昭５３−７３４２２、特開昭５４−９３６１８
が公知である。 これらは転炉精錬後真空脱ガス処理を行い、 〔Ｃ〕と
自由

〔０〕を低下せしめた後、ＡＩ （前者）あるいは
ＡＩとＴｉ （後者）添加による脱酸を行方法であり、
これにより 〔Ｓｉ〕、Ｔ〔ＡＩ〕の低い溶鋼を連続鋳
造可能である。 しかしながらこれらの方法では、未脱酸状態で、しかも
溶鋼中の自由〔Ｏ〕か゛高い状態で真空に引く為にスプ
ラッシュが発生しやすく、更に真空設備の排気能力が大
きいことが要求される。 このスプラッシュ等により炉壁に付着した地金が、真空
処理中に溶鋼中に脱落する為に、自由〔Ｏ〕のコントロ
ールが難しい等の欠点も有する。 また真空処理中の温度低下が大きい為、転炉の出鋼温度
を高くせざるを得す、これにより転炉工程での脱燐が不
足し、また転炉耐火物の溶損が大きいという問題がある
。 更に真空処理に長時間を要するため、工程上大きな制約
を受け、また真空処理設備費及び真空処理のランニング
コストが高いという欠点も存在する。 さて前述したように溶鋼中に発生するＣＯは、（１）式
の反応により生成する。 これは溶鋼中の自由〔Ｏ〕が高い場合には、（２）式か
ら得られる溶鋼中のＣ１自由Ｏと平衡するＰ。 ０が１気圧よりも高いので、生成したＣＯの圧力が大気
圧よりも高くなり、ＣＯ気泡が大気圧に抗して溶鋼中に
発生するものである。 従って溶鋼中のＣ１自由Ｏと平衡するＰ。 ０が１気圧以下になるように脱酸すればＣＯ気泡は発生
しない。 前述の公知例ではこのために真空処理を行っているが、
真空処理と同様にＣＯガス分圧Ｐ。 ０を下げる方法として、溶鋼中にＡｒ等不活性ガスを導
入してＣ脱酸を行わせる方法がある。 このＣ脱酸は鋼沿中の気泡におけるＣＯガス分圧が不活
性ガスに希釈されて低くなるため、溶鋼中のＣと自由Ｏ
との（１）式による反応が生じて起こるものである。 すなわち（１）式により生成したＣＯ気泡を不活性ガス
により希釈してＣＯガス圧を下げ（１）式によるＣＯの
生成を促進させるか、あるいはＡｒ気泡を溶鋼中に多量
に分布させ（１）式の反応により生成するＣＯをＡｒ気
泡中に希釈混合して溶鋼中から排出せしめて（１）式の
反応を促進させ、溶鋼中の自由〔Ｏ〕を低下させるもの
である。 しかしながら、通常の転炉吹錬の後に、このような攪拌
精錬を行っても、転炉終点の自由（０）が極めて高く、
また転炉スラグ中のＦｅＯ等のＴ、 Ｆｅ含有量が高い
ため、攪拌中にスラグから溶鋼中に酸素の供給が多量に
あり、溶鋼中の自由〔Ｏ〕を、下げることは容易ではな
い。 第１図は横軸に終点

〔０〕を、また縦軸に終点自由〔Ｏ
〕をとって、通常の純酸素上吹転炉（ＬＤ）の終点〔Ｃ
〕と終点自由〔Ｏ〕との関係を斜線領域で示し、実線で
Ｆ’ｃｃが１気圧、温度が１６００℃の場合の平衡状態
における〔Ｃ〕と自由

〔０〕との関係を示したものであ
る。 なお実際はＣＯ２も生成するので、この実線はＰ。 ０＋ＰＣＯ２が１気圧の場合の平衡状態における〔Ｃ〕
と自由〔Ｏ〕との関係であるが、〔Ｃ〕か０．１％の場
合にはＣＯ２はＣＯ＋ＣＯ２の２％以下であり極く微量
なので無視できる。 図から明らかな如く、通常の転炉終点では自由

〔０〕が
この平衡状態よりもかなり高いため、終点自由

〔０〕が
３００ｐＩＩＴＩ以下の溶鋼を得るためには〔Ｃ〕は０
．２０％以上で吹止める必要がある。 終点自由〔Ｏ〕が３００ｐｐｍ以下としたのは、それ以
上であると次順の攪拌精錬及び軽度のＡＩ脱酸で肩山

〔０〕を７０ｐｐｍ以下に迄低下し得ない為である。 而して後、攪拌精錬によって〔Ｃ〕をリムド鋼として要
求されるＣ濃度範囲に迄低下せしめる必要があるが、攪
拌精錬や長時間にわたる為溶鋼温度の低下が著しくなる
ので、転炉出鋼温度を高くせざるを得ない。 従って上述した如く 〔Ｃ〕が高いところで吹止める場
合は、脱燐不足になり、転炉耐火物の溶損が激しい等、
種々の不都合を生じ、通常の転炉吹錬後に攪拌精錬にて
前述の〔Ｃ〕、自由

〔０〕程度迄脱炭、脱酸することは
、極めて困難であり、不可能に近い。 本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、真
空処理を施さないにも拘らず、気泡を発生させることな
く連続鋳造が可能であるリムド鋼相当品を製造する方法
を提供することを目的とする。 本発明に係る製鋼法は、（１）浴面下よりガスを導入し
得るようにした転炉（例えば所謂複合吹錬炉）において
、吹止め〔Ｃ〕を０．０５％以上とすべく酸素吹錬し、
（２）酸素吹錬中の適宜期間（全期間又は一部期間）及
び酸素吹錬後、鋼浴面下よりガスを導入して攪拌精錬を
行い、（３）攪拌精錬後には転炉から取鍋へ転炉スラグ
の混入を抑制しつつ出鋼し、（４）連続鋳造機にてスラ
ブ又はブルームを鋳造するような場合は、攪拌精錬後の
転炉から取鍋への出鋼中及び／又は出鋼後、ＡＩ添加に
よる脱酸を行い、自由

〔０〕が７Ｑ ｐｐｍ以下、Ｔ、
（ＡＩ） カ０、０２０％以下、 〔Ｓｉ〕が不可避
的含有量である溶鋼を溶製し、該溶鋼を連続鋳造機によ
り鋳造するものであり、また連続鋳造機にてビレットを
鋳造するような場合は（１）〜（３）の処理を行った後
、（４）′要すれば攪拌精錬後の転炉から取鍋への出鋼
中及び／又は出鋼後、ＡＩ添加による脱酸を行い、自由
〔Ｏ〕が１００〜１８０：ｐｐｍ、〔Ｓｉ〕カ不可避的
含有量である溶鋼を溶製し、（５）′該溶鋼を連続鋳造
機により鋳造するに際して、該連続鋳造機を構成する鋳
型内の溶鋼中にＡ１を添加して脱酸処理を行い、鋳型内
溶鋼の自由

〔０〕を７０ｐ−下、Ｔ。 〔Ａｌ〕を０．０２０％以下、 〔Ｓｉ〕を不可避的含
有量とならしめるものである。 以下本発明に係る製鋼法を上記番号順に処理工程を追っ
て詳述する。 （１）次順の攪拌精錬によって自由〔Ｏ〕を十分低下さ
せることができるように、終点での自由

〔０〕を低くす
べく、転炉における酸素吹錬中の適宜期間、鋼浴面下よ
すＡｒ等の不活性ガスもを導入して鋼浴を攪拌せしめ、
酸素吹錬に攪拌精錬を併用する所謂複合吹錬を行う。 この複合吹錬における吹止め〔Ｃ〕は後述する理由によ
り０．０５％以上とする。 鋼浴面下よりのガス導入により特に酸素吹錬末期の攪拌
力の低下を補い、酸素吹錬による脱炭を効率良く行わし
め、溶鋼中の自由ＣＯ）の増加を防止するともに、スラ
グ沖のＦｅＯ濃度の増加を防止する。 更にＡｒによりＣＯガス分圧の低下をもたらし、前述の
Ｃ脱酸の促進をはかる。 攪拌ガス導入は、通常の転炉を使用し、該転炉内の鋼浴
中に攪拌ガス用のランスを挿入して行ってもよいが、第
２図に示すように転炉の炉底に羽口１を設置してなる複
合吹錬炉を用いて、この羽口１から攪拌ガスを導入し鋼
浴を攪拌するのが最も効率がよい。 またこの羽口は炉壁下部に設置しても同様の効果がある
ことは勿論である。 酸素吹錬中に浴面下より導入されるガス、あるいは吹錬
後のＣ脱酸時に導入されるガスはＡｒ、 Ｘｅ、 Ｋｒ
のような不活性ガスが好ましいが、経済性に優れたＡｒ
を使用するのが好ましい。 攪拌ガスのコストを考え、酸素吹錬中はＣ０９ＣＯ２，
Ｎ２等安価なガスで攪拌を行うとよいが、溶鋼中のＮの
吸収に敏感な鋼種では、Ｎ２攪拌の途中からＡｒ等のＮ
２を含まないガスに切換える必要がある。 なお酸素吹錬中の攪拌ガスの一部を０２とすることも可
能であり、またこれらのガスを組み合わせて使用しても
よい。 酸素吹錬後のＣ脱酸時の攪拌ガスはＡｒ等の不活性ガス
が好ましい。 Ｃ脱酸時の攪拌ガスとしてはＣＯは適当で゛なく、また
ＣＯ２もＣＯと０２とに分解してＣＯガス分圧を増加さ
せるので好ましくない。 さて攪拌ガス供給量は溶鋼１を当り０、Ｏ３Ｎｍ３／分
以上とするのがよい。 ０．０３８ｍ３／分未満であると攪拌効果が少く、また
攪拌精錬□ のみを行う場合は脱酸速度が遅い為、処理
時間が長くなり処理中の溶鋼温度の低下が問題となる。 一般に酸素吹込みにより脱炭は進行するが、溶鋼中の自
由〔Ｏ〕は逆に増加する。 第１図にＡｒを攪拌用ガスとした複合吹錬の場合の終点
における〔Ｃ〕と自由

〔０〕との関係を黒丸で示したが
、前述の如く攪拌により酸素吹錬末期の脱炭効率の低下
を防ぎ、溶鋼中の自由〔Ｏ〕の増加及びスラグ中のＦｅ
Ｏ濃度の増加を防止するので、 〔Ｃａｘ〔Ｏ〕はＰ。 ｏ＝１気圧の場合の平衡状態に近く、またＣ脱酸効果に
よ１） Ｐ。 ０が１気圧以下に迄低下する場合もある。 なお、図中破線はＰ。 Ｏ＝０．５気圧、１点鎖線はＰ。。＝０．１気圧の場合
、夫々の〔Ｃａｘ

〔０〕平衡関係を表わす。 このように複合吹錬は通常吹錬（ＬＤ）に比して自由Ｃ
Ｏ）が低目に推移し、同−ＣＣ）に対して後工程で脱酸
処理することを用する自由

〔０〕か′少いという利点が
あり、また〔Ｃａｘ

〔０〕関係が平衡に近くバラツキが
少い。 従ってＰ。０と終点〔Ｃ〕とをコントロールすることに
より

〔０〕が略々一義的にコントロールされることに
なり、複合吹錬は精錬法として極めて優れたものである
といえる。 而して次には攪拌のみを行って、Ｃ脱酸を計るわけであ
るが、このＣ脱酸効果を損なわないために、複合吹錬に
おける酸素吹錬は〔Ｃ〕が０．０５％以上、好ましくは
０．０８％以上にて吹止める。 けだし〔Ｃ〕が０．０５％未満では、溶鋼中の自由〔０
〕が４００ｐｐｍ以上と高くなりすぎて攪拌によっても
十分にＣ脱酸されず、後述するＡＩによる脱酸では自由
［０）のバラツキが大きく、所定の値にコントロールす
るのが難しいためである。 （２）次に上記複合吹錬の延長として、鋼浴面下がらの
ガス導入のみを継続させる。 複合吹錬にて得た溶鋼をＡｒによって攪拌精錬した結果
を第１図に白丸で示したが、この図から明らかな如く、
攪拌による脱炭及び脱酸効果は著しく、溶鋼中の〔Ｃ〕
、自由

〔０〕 と平衡するＰ。 ０は０．１〜０．５気圧程度に迄脱酸されている。 また酸素吹錬終点〔Ｃ〕が０．０５％以上の場合は、自
由

〔０〕が２００９Ｉｌｎ以下に迄脱酸され、後述する
ＡＩ脱酸処理にて添加するＡＩ量は著しく少量でよいこ
とになる。 （３）ところで取鍋内でのＡＩ脱酸時に溶鋼面上に転炉
スラグが存在すると、ＡＩによってスラグ成分のＳｉＯ
２が（３）式により一部還元され、３Ｓ１０２ ＋ ４
Ａｌ→３Ｓｉ ＋ ２ＡＩ、、Ｏ” ・・・
（３）溶鋼中の〔Ｓｉ〕が増加する所謂Ｓｉピックアッ
プが起きる。 従って出鋼時の取鍋内への転炉スラグの混入を抑えるた
めに、出鋼開始時のスラグの流出及び出鋼末期のスラグ
の流出を防止する所謂スラグカット出鋼を行う。 出鋼開始時のスラグ流出防止方法としては、転炉（複合
吹錬炉）の炉壁上部に通常設置しである礼状の出鋼口に
、ボロ布、スケール等の詰め物をする方法がある。 また出鋼末期のスラグ流出防止方法としては、耐火物性
の球状物（スラグボール）を出鋼口上に落下させ出鋼口
を閉塞するスラグボール法、ストッパーにて出鋼口を閉
塞するスラグストッパー法、溶鋼面上に浮いている出鋼
口近辺のスラグに生石灰粉を添加してスラグを固化させ
出鋼口からスラグが流出しないようにする生石灰粉法等
が公知である。 更に出鋼開始時及び出鋼末期のスラグ流出を共に防止で
きる方法として、出鋼口にスライディングバルブを設置
して、スライディングバルブの開閉により出鋼を制御す
る出鋼ロスライディングゲート法も知られている。 更に取鍋内溶鋼面上のスラグを固化する為に生石灰を添
加するか、又は取鍋内のスラグをスラグトラッカー等に
より排除することにより、取鍋内溶鋼面上のスラグ量を
少くすることも可能であり、要するに本発明方法の実施
にあたってはこのような方法も適宜採択すればよい。 なお、このような方法によっても出鋼時のスラグ流出防
止、又は取鍋スラグの除去は完全には行えないが、取鍋
内溶鋼面上のスラグ厚を５０ｍｍ以下にすることに十分
可能である。 （４）、 （４）’、 （５）’ 次に該溶鋼を連続
鋳造機にて鋳造するに際し、Ａｌ添加による脱酸を行い
連続鋳造機を構成する鋳型内の未凝固溶鋼中の自由〔０
〕を７０ｐ１ｍＪ、下に迄低下せしめる。 この工程においてビレット連続鋳造機のように取鍋又は
タンディツシュのノズル径が小さい（１５ｍｍφ以下）
場合は、ＡＩ脱酸生成物Ａｌ２Ｏ３によるノズル詰りか
起きやすい。 具体的にはＡｌ添加による脱酸にて得た取鍋、タンテ゛
イツシュ内の溶鋼中の自由

〔０〕がＩＱＯｐｐｍ以下で
゛あるときはノズル詰りか多発する。 従ってビレットを連続鋳造する場合にはタンディツシュ
迄の段階では自由〔Ｏ〕を１００〜１８０ｐ［に調整し
てノズル詰りを回避することとし、然る後、鋳型内溶鋼
中の自由［０負ｆｆＯＯＩ）ｐｍ以下になるように、鋳
型内溶鋼中にＡＩを添加して脱酸を行う。 なおタンディツシュ段階で自由

〔０〕を１８０ｐＩｍ以
下とした理由はこの値を超えると鋳型内溶鋼中へのＡｌ
添加が多くなりすぎて、自由

〔０〕及びＡｌ添加量の制
御が困難になるためである。 また自由〔Ｏ〕が１ｇｏ、ｐｐｍを超えるとタンディツ
シュノズル等の耐火物の溶損が激しくなり、溶損した耐
火物が鋳型内溶鋼中に混入して品質上の欠陥を引き起こ
すこともある。 Ａｌ添加方法としては、Ａ１粒を添加してもよいが、後
述するようにタンディツシュ−鋳型間を不活性ガスでシ
ールした場合に添加しやすく、且つ自由〔Ｏ〕の調整が
行いやすいＡＩ線供給法が好ましい。 一方スラブ、ブルーム連続鋳造機のように取鍋ノズル、
タンディツシュノズルのノズル径が１５ｍｍφ以上であ
る場合は、このようにＡＩ脱酸処理を２段階に分ける必
要はなく、鋳造される迄のいずれかの期間に自由

〔０〕
を７０ｐＩ］Ｔ１以下にするのに必要最小限のＡＩ量を
添加して脱酸処理を行えばよい。 この添加場所としては、前掲（２）の転炉（複合吹錬炉
）から取鍋への出鋼中、出鋼後の取鍋内、タンテ゛イツ
シュ内、更には鋳型内としてもよく、また複数の場所で
行ってもよい。 Ａ１添加は、スラブ又はブルームを製造する場合は勿論
のこと、ビレットの製造時に溶鋼中の自由［０） １０
０〜１ｓｏｐｐｍに調整する場合にも、取鍋内において
行った方が好ましい。 けだし作業工程上有利であり、またタンディツシュ内に
おいてＡｔ添加する場合に比してより均一な脱酸が可能
であリ、取鍋固溶鋼中にＡｒ等を導入して攪拌を行えば
より効果的な脱酸が可能であるからである。 なお前述した如く本発明においてはスラグカット出鋼を
行うこととしているので、ＡＩ添加によるスラグからの
Ｓｉピックアップは抑制することができる。 第３図はＡＩ添加量と溶鋼中の〔Ｓｉ〕 との関係を、
通常出鋼（取鍋溶鋼面上のスラグ厚２００ｍｍ）の場合
を破線で、スラグカット出鋼（スラグ厚５０ｍｍ）の場
合を実線で、スラグレス（スラグ厚Ｏｍｍ）の場合を１
点鎖線で夫々示している。 図から明らかなようにスラグ厚が５０ｍｍの場合は、ス
ラグカット出鋼を行わない場合に比して、ＡＩ添加後の
〔Ｓｉ〕は１７２以下に抑制することができる。 そして複合吹錬及び攪拌精錬によって既に溶鋼中の自由

〔０〕は相当低下しているので、脱酸のためのＡＩ添加
量は小量でよく、連続鋳造すべき溶鋼のＴ、（ＡＩ）を
０．０２０％以下とする程度のＡ１添加では（Ｓｉ）の
増加は極く微量であり、不可避的含有量に止まる。 ＡＩ添加量は、添加前の溶鋼中の自由〔Ｏ〕を例えば固
体電池の如き電気化学的現象を利用した酸素プローブに
よって測定して決定するが、該溶鋼は複合吹錬及び攪拌
精錬によって既に脱酸処理を受けているため、極めて少
量のＡＩ添加で溶鋼中の自由

〔０〕を７０ｐｐｍ、’以
下に迄脱酸でき、Ａ１添加後の溶鋼中Ｔ、 （ＡＩ）は
リムド鋼相当鋼として品質上要求される０、 ０２０％
以下に十分にとどめることができる。 また取鍋内にＡＩを添加する場合には、スラグカット出
鋼を行っているので溶鋼面上に存在するスラグの量は少
く、スラグ中の酸素によるＡＩのロスが少い為、溶鋼中
の自由

〔０〕を高精度で制御できる。 また鋼材の用途に応じて必要とされるＭｎ等の合金元素
の調整は、転炉から、取鍋への出鋼中又は出鋼後の取鍋
内に合金を添加することにより行う。 更に転炉から取鍋への出鋼中に溶鋼が空気酸化されるの
を防止するため、出鋼時の溶鋼周辺はＡｒ等の不活性ガ
スでシールするのが望ましい。 更にまた取鍋に出鋼された溶鋼は表面が空気に接してい
るので放熱防止、空気酸化防止上の見地からフラックス
又はもみがら等を投入するのが好適である。 な々上述した一連の工程では、通常の連続鋳造前段階で
要する工程よりも攪拌精錬を行う時間だけ処理時間が長
くなるが、前述した如き真空処理を行う場合に比して大
幅に短く、溶鋼温度も通常の連続鋳造の場合よりも特に
高くする必要はない。 次にこのような脱酸処理を行った溶鋼は連続鋳造機にて
鋳造されるが、溶鋼中の自由〔Ｏ〕は前述した７０■ｍ
以下の条件を満足しているのでＣＯは発生せず、ピンホ
ール等の欠陥のない鋳片を安定的に製造するこができる
。 なお連続鋳造の際には溶鋼の再酸化を防止する処置、す
なわち取鍋ノズルとしてロングノズルを、タンテ゛イツ
シュノズルとして浸漬ノズルを使用し、且つ取鍋〜タン
ディフシ１間及びタンテ゛イツシュ〜鋳型間をＡｒ間の
不活性ガスでシールを行う等の公知の処置を採るのが望
ましい。 次に本発明の実施例を２５０ｍｍ厚のスラブ及び１１６
ｍｍ口のビレットを夫々製造する場合について詳述する
。 まず２５０ｍｍ厚のスラブを製造する場合は、第１表Ａ
欄（処理前）記載の成分濃度及び温度をもつ溶銑２７０
ｔを、第２図に示す２７０ｔの転炉２に装入し、溶銑１
を当り生石灰４０ｋｇ、軽焼ドロマイ） １８ｋｇを添
加して複合吹錬を行った。 なお溶鋼温度の調整を行うために吹錬中に鉄鉱石を適宜
添加した。 羽口１は内管内径１２．７ｍｍ矛、内外管間隙１．１ｍ
ｍの２重管構造を有し、内管がＣｕ、外管がステンレス
鋼で形成されている。 酸素吹錬時の送酸速度は４０、 ＯＯＯＮｍ３／時であ
り、攪拌用Ａｒの吹込速度は９Ｎｍ３／分である。 複合吹錬によって第１表Ｂ欄（複合吹錬後）に示した如
ぐ、 〔Ｃ〕が０．０９％、自由〔Ｏ〕が２７８１）ｎ
となり、これは第１図に示したように、ＰＣＯ二１気圧
のときの平衡状態に近い。 また〔Ｃ〕は前記０．０５％以上の値にて吹止められて
おり、更に〔Ｐ）も生石灰による脱燐効果により０．１
１８％から０．０１３％に低減されている。 次に複合吹錬後、２個の羽口１の各内管から合計２５Ｎ
ｍ３／分の割合でＡｒを８分間溶鋼中に吹込み攪拌精錬
を行った。 その結果第１表Ｃ欄（攪拌精錬後）に示した如く、自由
〔Ｏ〕が１８０ｐｐｍに迄脱酸された。 次いで転炉から取鍋へ出鋼したが、出鋼時には出鋼ロス
ライテ゛イングゲート法により取鍋内への転炉スラグの
流入を極力抑えた。 これにより取鍋自溶鋼面上のスラグ厚は５０ｍｍとする
ことができた。 この出鋼時において、溶鋼中に棒状のＡＩを１００ｋｇ
（溶鋼１を当り約０．３７ｋｇ）添加し、同時にＭｎ
成分調整のためＨＣＦｅ−Ｍｎ （Ｆｅ−Ｍｎ合金）を
適量添加した。 。またＡＩ脱酸によって生成するＡｌ２Ｏ３系介在物の
浮上を促進させるために、取鍋蓋をした後浸漬ランスを
溶鋼中に挿入し、３ｋｇ／ｃｍ２の圧力で５分間Ａｒに
よる攪拌を行った。 このＡＩ脱酸処理後の各成分濃度を第１表り欄（ＡＩ脱
酸処理後）に示すが、（Ｓｉ）が０．０１０％、Ｔ〔Ａ
Ｉ〕が０．００５％と、リムド鋼相当品用の溶鋼として
十分な値を示しており、さらに自由〔Ｏ〕は連続鋳造時
に気泡を発生されるおそれがない５３ｐＩｌｒｎを示し
た。 而して２５０ｍｍ厚のスラブ連続鋳造機にて取鍋〜タン
ディツシュ内、タンディツシュ−鋳型間をＡｒにてシー
ルし、取鍋ノズルにロングノズルを、タンディツシュノ
ズルに浸漬ノズルを使用して引抜速度ｌ、２ｍ／分で鋳
造したが、気泡の発生、従ってまたピンホールの発生は
皆無であり、表面性状の良好な鋳片が製造できた。 次に１１６ｍｍ口ビレットを製造する場合について述べ
る。 第２表Ａ欄（処理前）記載の成分濃度及び温度をもつ溶
鋼７７ｔを第２図と同様な構造の７０を複合吹錬炉に装
入し、溶鋼且当り生石灰３１ｋｇ、軽焼ドロマイ） ２
８ｋｇ、ホタル石１．３ｋｇを添加して複合吹錬を行っ
た。 なお溶鋼温度の調整を行うために吹錬中に鉄鉱石を適宜
添加した。 送酸速度は１１゜００ＯＮｍ３／時であり、攪拌用Ａｒ
の吹込速度は４Ｎｍ３／分である。 羽目の材質は内管がＣｕ、外管がステンレス鋼と第２図
の場合と同様であるが、内管内径は７．７５ｍｍφ、内
外管間隙は０．８ｍｍと形状は稍々小さい。 複合吹錬によって第２表Ｂ欄（複合吹錬後）に示した如
く、 〔Ｃ量が０．０９％、自由

〔０〕が２９５ｐＩＩ
Ｉ′ｎとなり、これは第１図に示す如き、Ｐｃｏ＝１気
圧のときの平衡状態に近い。 またＣＣ）］は前記０．０５％以上の値にて吹止められ
ており、更に〔Ｐ〕 も生石灰による脱燐効果により０
、１２０％から０．０１５％に低減されている。 次に複合吹錬の後、２個の羽口の各内管から合計８Ｎｍ
３／分の割合でＡｒガスを１０分間溶鋼中に吹込み攪拌
精錬を行った。 その結果第２表Ｃ欄（攪拌精錬後）に示した如く、自由
〔Ｏ〕は２００ｐＩＩＴＩに迄低下した。 次いで転炉から取鍋へ出鋼したが、出鋼開始時には出鋼
口にボロ布を詰めてスラグ流出を防止した。 また出鋼末期には第４図に示すようなスラグボール法に
よって出鋼口を閉塞してスラグの流出を防止した。 第４図は転炉３が横転し、転炉炉壁土部に設置した出鋼
口４から溶鋼が出鋼されている状態を模式的に示したも
のであり、転炉頭部開口から水平方向に挿入されたボー
ル投下器具５の先端に収納された耐火物性のスラグボー
ル６が、出鋼末期の適宜時点で出鋼口の上方から出鋼口
に向けて投下され、出鋼口を閉塞して転炉スラグの流出
を防止する様子を表わしている。 このようにしてスラグカット出鋼することにより、取鍋
溶鋼面上のスラグ厚は３０ｍｍとすることができた。 この出鋼時において、溶鋼中に棒状のＡＩを７．７ｋｇ
（溶鋼１を当り約０．１ｋｇ）を添加して若干の脱酸処
理を行い、同時にＭｎ成分調整のためＨＣＦｅ−Ｍｎを
適量添加した。 このＡＩ脱酸処理後の溶鋼中の自由〔Ｏ〕は第２表り欄
（ＡＩ脱酸処理後）に示すように１５０ｐｐｍと、ビレ
ットを連続鋳造する際のタンディツシュ段階迄の基準１
００−１８０ ｐ剛こ適合している。 なおこの実施例ではＡＩ添加による脱酸を行ったが、終
点ＣＣ，ｌが高い場合は終点の自由〔Ｏ〕が低く、攪拌
精錬後の時点で溶鋼中の自由〔Ｏ〕が１８０ｐｍ似下と
なる場合でもあるので、この場合はタンディツシュ段階
迄はＡＩ添加による脱酸をする必要はないことは言うま
でもない。 このようにして溶製された溶鋼を１１６ｍｍ口のビレッ
ト連続鋳造機にて鋳造する際に、溶鋼１を当り２００ｇ
の割合でＡＩ線を鋳型内溶鋼に供給した。 引抜速度は２．２ｍ／分であり、やはり溶鋼の再酸化を
防止するためＡｒによるシールを行った。 その結果、気泡の発生従ってピンホールの発生は皆無で
あり、表面性状の良好な鋳片が製造できた。 鋳型内溶鋼の各成分濃度を第２表Ｅ欄（鋳型内溶鋼）に
示したが、Ｓｉ脱酸は全く行っていないので、 〔Ｓｉ
〕が０．０１２％と低いことは当然であるが、Ｔ、
（：Ａ１）も０．０１０％と従来のＡｌキルド鋼の０、
０３０％以上に比して極めて低く、リムド鋼相当の溶鋼
として十分な値を示している。 さらに自由

〔０〕も５３ｐｘと極めて低いので気泡の発
生も当然に起らなかった。 上述の二つの実施例は、いずれも成品中のＣ量が０．０
３〜０６１０％程度の低炭素リムド鋼相当品についての
ものであるが、成品中のＣ濃度が０．１１〜０．２５％
程度の中、高炭素リムド鋼相当品についても本発明か゛
適用可能であることは言うまでもない。 けだし〔Ｃ〕が高い程酸素吹錬終点自由

〔０〕は低く、
その後の脱酸処理が軽度であるからである。 以上詳述した如く１、本発明に係る複合吹錬、攪拌精錬
を中心とした一連の製鋼法は、Ｓｉ脱酸を全く行わずに
ＡＩ脱酸も極く軽度にとどめた溶鋼を連続鋳造可能なら
しめ、ピンホール等の欠陥を有しないリムド鋼相当の鋳
片を高歩留り、且つ高能率で得ることを可能としたもの
であり、また真空処理を行わないので、設備が人指りな
ものとはならず、また真空処理にて脱酸を行う場合に比
して全工程所要時間が短かいため、溶鋼温度の低下が小
さく、操業上極めて有利である。 このように本発明に係る製鋼法は、従来の製鋼過程を大
幅に変動させることな〈従来不可能とされていた低（Ａ
ｌｅ、 （Ｓｉ、ｌ鋼、即ちリムド鋼相当品の連続鋳
造化を可能としたものであり、まさにこの種技術に画期
的な貢献をなすものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複合吹錬及び攪拌精錬の効果を示すグラフ、第
２図は複合吹錬炉の模式的縦断面図、第３図はＡＩ添加
量と（Ｓｉ）との関係を示すグラフ、第４図はスラグボ
ール法によるスラグカット出鋼設備の概念図である。 １・・・・・・羽口、２，３・・・・・・転炉、４・・
曲出鋼口、５・・・・・・ボール投下器具、６・・・・
・・スラグボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浴面下よりガスを導入し得るようにした転炉におい
   て、吹止め〔Ｃ〕を０．０５％以上とすべく酸素吹錬し
   、酸素吹錬中の適宜期間及び酸素吹錬後、鋼浴面下より
   ガスを導入して攪拌精錬を行い、該攪拌精錬後には転炉
   から取鍋へ転炉スラグの混入を抑制しつつ出鋼し、この
   出鋼中及び／又は出鋼後、ＡＩ添加による脱酸を行い、
   自由〔０〕が７０ｐｐｍ以下、Ｔ、 （ＡＩ’ｌが０．
   ０２０％以下、〔Ｓｉ〕が不可避的含有量である溶鋼を
   溶製し、該溶鋼を連続鋳造機により鋳造することを特徴
   とする製鋼法。 ２ 浴面下よりガスを導入し得るようにした転炉におい
   て、吹止め〔Ｃ〕を０．０５％以上とすべく酸素吹錬し
   、酸素吹錬中の適宜期間及び酸素吹錬後、鋼浴面下より
   ガスを導入して攪拌精錬を行い、該攪拌精錬後には転炉
   から取鍋へ転炉スラグの混入を抑制しつつ出鋼し、要す
   ればこの出鋼中及び／又は出鋼後、ＡＩ添加による脱酸
   を行い、自由（０）が１００〜１８０ｐＩ１ｍ、［Ｓｉ
   ）が不可避的含有量である溶鋼を溶製し、該溶鋼を連続
   鋳造機により鋳造するに際し、該連続鋳造機を構成する
   鋳造内の溶鋼中にＡＩを添加して脱酸を行い、鋳型内溶
   鋼の自由〔０〕を７０ｐμｓ以下、’Ｔ、（Ａｌ、ｌ
   を０．０２０％以下、 （Ｓｉ）を不可避的含有量とな
   らしめることを特徴とする製鋼法。