JP2003268438A - 溶鋼の精錬方法 - Google Patents
溶鋼の精錬方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の
精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するに際
し、溶鋼中のＳ量を過不足なく調整することができる溶
鋼の精錬方法を提供する。 【解決手段】 耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶
鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶
鋼の精錬方法であって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量
を測定し、この水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ
源の添加量を定め、この量のＳ源を添加して溶鋼中のＳ
量を調整することを特徴とする溶鋼の精錬方法。
精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するに際
し、溶鋼中のＳ量を過不足なく調整することができる溶
鋼の精錬方法を提供する。 【解決手段】 耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶
鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶
鋼の精錬方法であって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量
を測定し、この水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ
源の添加量を定め、この量のＳ源を添加して溶鋼中のＳ
量を調整することを特徴とする溶鋼の精錬方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶鋼の精錬方法に
関する技術分野に属し、詳細には、耐水素割れ性に優れ
た鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ（硫黄）源を添加し
て溶鋼中のＳ量を調整する溶鋼の精錬方法に関する技術
分野に属する。
関する技術分野に属し、詳細には、耐水素割れ性に優れ
た鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ（硫黄）源を添加し
て溶鋼中のＳ量を調整する溶鋼の精錬方法に関する技術
分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】耐水素割れ性に優れた鋼を得るために、
溶鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量（Ｓ濃度）
を調整することが行われる。この溶鋼中のＳ量（以下、
[Ｓ]ともいう）をどの程度に調整するかということに
関し、従来は、レードル分析により得られた溶鋼中の水
素量（以下、 [Ｈ] ともいう）の値と [Ｓ] 値と水素割
れ発生の実績データとの関係を材質別に整理し、材質別
の水素割れ感受性に応じて [Ｓ] 量の下限を規制（もし
くは、上下限を規制）する方式が採られていた。また、
まれに機械的性質の確保の点から [Ｓ] 量の上限値が制
約されるものもあるが、この場合には、 [Ｈ] 上限をよ
り厳しく管理するのが通例であった。
溶鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量（Ｓ濃度）
を調整することが行われる。この溶鋼中のＳ量（以下、
[Ｓ]ともいう）をどの程度に調整するかということに
関し、従来は、レードル分析により得られた溶鋼中の水
素量（以下、 [Ｈ] ともいう）の値と [Ｓ] 値と水素割
れ発生の実績データとの関係を材質別に整理し、材質別
の水素割れ感受性に応じて [Ｓ] 量の下限を規制（もし
くは、上下限を規制）する方式が採られていた。また、
まれに機械的性質の確保の点から [Ｓ] 量の上限値が制
約されるものもあるが、この場合には、 [Ｈ] 上限をよ
り厳しく管理するのが通例であった。
【０００３】例えば、各社で [Ｈ] 分析方法が異なるた
め一概にはいえないが、強度45kgfのものでは、 [Ｈ]
≦2.5ppm、0.008 ％≦ [Ｓ] ≦0.015 ％で決定するとい
ったように、通常は実績に応じて [Ｓ] 量をある範囲に
規定しておき、また、 [Ｈ]はある値以下になるように
真空脱ガス処理時の時間を設定するなどして、それぞれ
を独立のものとして管理するのが通例であった。
め一概にはいえないが、強度45kgfのものでは、 [Ｈ]
≦2.5ppm、0.008 ％≦ [Ｓ] ≦0.015 ％で決定するとい
ったように、通常は実績に応じて [Ｓ] 量をある範囲に
規定しておき、また、 [Ｈ]はある値以下になるように
真空脱ガス処理時の時間を設定するなどして、それぞれ
を独立のものとして管理するのが通例であった。
【０００４】これは、特に大型の鍛鋼品などにおけるこ
とではあり、通常、厚板や棒鋼などでは、水素量を低減
することは実施されているものの、Ｓ源を添加するよう
なことはない。
とではあり、通常、厚板や棒鋼などでは、水素量を低減
することは実施されているものの、Ｓ源を添加するよう
なことはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】大型の鍛鋼品において
は、水素割れ防止のためにＳ源添加量を多くして [Ｓ]
量を高くするという対策がよく採られる。しかし、この
場合には、介在物であるＭｎＳが増加し、製品の清浄度
の悪化および機械的性質の悪化を招いている。また、
[Ｈ] 実績値には、ばらつきがあり、外れれば、後工程
での熱処理追加によるコストアップを招き、また、
[Ｈ] が結果的に低いときにも、先に [Ｓ] は調整して
いるので、過剰なＭｎＳの問題がある。
は、水素割れ防止のためにＳ源添加量を多くして [Ｓ]
量を高くするという対策がよく採られる。しかし、この
場合には、介在物であるＭｎＳが増加し、製品の清浄度
の悪化および機械的性質の悪化を招いている。また、
[Ｈ] 実績値には、ばらつきがあり、外れれば、後工程
での熱処理追加によるコストアップを招き、また、
[Ｈ] が結果的に低いときにも、先に [Ｓ] は調整して
いるので、過剰なＭｎＳの問題がある。
【０００６】本発明は、このような事情に着目してなさ
れたものであって、その目的は、耐水素割れ性に優れた
鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中の
Ｓ量を調整するに際し、溶鋼中のＳ量を過不足なく調整
することができる溶鋼の精錬方法を提供しようとするも
のである。
れたものであって、その目的は、耐水素割れ性に優れた
鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中の
Ｓ量を調整するに際し、溶鋼中のＳ量を過不足なく調整
することができる溶鋼の精錬方法を提供しようとするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る溶鋼の精錬方法は、請求項１〜２記載
の溶鋼の精錬方法としており、それは次のような構成と
したものである。
め、本発明に係る溶鋼の精錬方法は、請求項１〜２記載
の溶鋼の精錬方法としており、それは次のような構成と
したものである。
【０００８】即ち、請求項１記載の溶鋼の精錬方法は、
耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ
源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶鋼の精錬方法で
あって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量を測定し、この
水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ源の添加量を定
め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整することを
特徴とする溶鋼の精錬方法である（第１発明）。
耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ
源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶鋼の精錬方法で
あって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量を測定し、この
水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ源の添加量を定
め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整することを
特徴とする溶鋼の精錬方法である（第１発明）。
【０００９】請求項２記載の溶鋼の精錬方法は、前記溶
鋼中のＳ量を下記の式(1) を満たす値に調整する請求項
１記載の溶鋼の精錬方法である（第２発明）。ただし、
下記式(1) において、 [Ｈ] は溶鋼中の水素量の測定値
（ppm)、 [Ｓ] は溶鋼中のＳ量（質量％）、Ａは鋼の常
温における強度（kgf/cm2)である。α、βは定数であっ
て、 [Ｈ] ／Ａ≦0.073 のときは、α＝0.136 、β＝０
であり、 [Ｈ] ／Ａ＞0.073 のときは、α＝0.571 、β
＝−0.032 である。
鋼中のＳ量を下記の式(1) を満たす値に調整する請求項
１記載の溶鋼の精錬方法である（第２発明）。ただし、
下記式(1) において、 [Ｈ] は溶鋼中の水素量の測定値
（ppm)、 [Ｓ] は溶鋼中のＳ量（質量％）、Ａは鋼の常
温における強度（kgf/cm2)である。α、βは定数であっ
て、 [Ｈ] ／Ａ≦0.073 のときは、α＝0.136 、β＝０
であり、 [Ｈ] ／Ａ＞0.073 のときは、α＝0.571 、β
＝−0.032 である。
【００１０】
[Ｓ] ≧（α [Ｈ] ／Ａ）＋β -------- 式(1)
【００１１】ここで、溶鋼中の水素量の単位のppm は、
質量比でのppm すなわち質量百万分率のことである（以
下、同様）。鋼の強度の単位のkgf/cm2 については、１
kgf/cm2 ＝9.80665 ×104 Paである。
質量比でのppm すなわち質量百万分率のことである（以
下、同様）。鋼の強度の単位のkgf/cm2 については、１
kgf/cm2 ＝9.80665 ×104 Paである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は例えば次のような形態で
実施する。溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量を測定し、こ
の水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ源の添加量を
定め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する。よ
り具体的には、次のようにして行う。
実施する。溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量を測定し、こ
の水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ源の添加量を
定め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する。よ
り具体的には、次のようにして行う。
【００１３】溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量をオンライ
ン分析にて求める。次に、この水素量の測定値を、溶鋼
中の水素量と溶鋼中のＳ量と鋼の耐水素割れ性との関係
を示す図や表等に照らし合わせ、これにより、耐水素割
れ性に優れた鋼を得ることができるときの溶鋼中のＳ量
の最小値を求める。そして、得ようとする鋼の耐水素割
れ性だけでなく、清浄度および／または機械的性質の点
も考慮して、溶鋼中のＳ量が前記Ｓ量の最小値より少し
高めのＳ量になるように、溶鋼中へのＳ源（単体硫黄ま
たは硫化物）の添加量を定め、この量のＳ源を溶鋼中へ
添加する。
ン分析にて求める。次に、この水素量の測定値を、溶鋼
中の水素量と溶鋼中のＳ量と鋼の耐水素割れ性との関係
を示す図や表等に照らし合わせ、これにより、耐水素割
れ性に優れた鋼を得ることができるときの溶鋼中のＳ量
の最小値を求める。そして、得ようとする鋼の耐水素割
れ性だけでなく、清浄度および／または機械的性質の点
も考慮して、溶鋼中のＳ量が前記Ｓ量の最小値より少し
高めのＳ量になるように、溶鋼中へのＳ源（単体硫黄ま
たは硫化物）の添加量を定め、この量のＳ源を溶鋼中へ
添加する。
【００１４】このような形態で本発明が実施される。以
下、本発明について主にその作用効果を説明する。
下、本発明について主にその作用効果を説明する。
【００１５】本発明に係る溶鋼の精錬方法は、前述の如
く、耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬時
にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶鋼の精錬方
法であって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量を測定し、
この水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ源の添加量
を定め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するこ
とを特徴とする溶鋼の精錬方法としている。
く、耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬時
にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶鋼の精錬方
法であって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量を測定し、
この水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ源の添加量
を定め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するこ
とを特徴とする溶鋼の精錬方法としている。
【００１６】上記方法によれば、溶鋼の精錬時に溶鋼中
の水素量を測定して把握した上で、その水素量に応じて
溶鋼中のＳ量を調整することができる。即ち、耐水素割
れ性に優れた鋼を得ようとするとき、溶鋼中の水素量に
よって最低限必要な溶鋼中のＳ量は相違するので、従来
法のように単に溶鋼中のＳ量の下限を規制（もしくは上
下限を規制）して溶鋼中のＳ量を調整するのでは、溶鋼
中の水素量によって溶鋼中のＳ量が多くなり過ぎ、不必
要にＭｎＳが増加して清浄度等の悪化を招くという不具
合があるが、これに対し、上記方法によれば、溶鋼中の
水素量に応じて溶鋼中のＳ量を的確に調整することがで
きるので、溶鋼中の水素量によって溶鋼中のＳ量が多く
なり過ぎることがないようにすることができ、また、溶
鋼中のＳ量が不足で少な過ぎることがないようにするこ
ともできる。つまり、上記方法によれば、溶鋼中のＳ量
を過不足なく調整することができる。
の水素量を測定して把握した上で、その水素量に応じて
溶鋼中のＳ量を調整することができる。即ち、耐水素割
れ性に優れた鋼を得ようとするとき、溶鋼中の水素量に
よって最低限必要な溶鋼中のＳ量は相違するので、従来
法のように単に溶鋼中のＳ量の下限を規制（もしくは上
下限を規制）して溶鋼中のＳ量を調整するのでは、溶鋼
中の水素量によって溶鋼中のＳ量が多くなり過ぎ、不必
要にＭｎＳが増加して清浄度等の悪化を招くという不具
合があるが、これに対し、上記方法によれば、溶鋼中の
水素量に応じて溶鋼中のＳ量を的確に調整することがで
きるので、溶鋼中の水素量によって溶鋼中のＳ量が多く
なり過ぎることがないようにすることができ、また、溶
鋼中のＳ量が不足で少な過ぎることがないようにするこ
ともできる。つまり、上記方法によれば、溶鋼中のＳ量
を過不足なく調整することができる。
【００１７】従って、本発明に係る溶鋼の精錬方法によ
れば、耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬
時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するに際し、溶
鋼中のＳ量を過不足なく調整することができるようにな
る。
れば、耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬
時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するに際し、溶
鋼中のＳ量を過不足なく調整することができるようにな
る。
【００１８】本発明に係る溶鋼の精錬方法によれば、こ
のように溶鋼中のＳ量を過不足なく調整することができ
るので、過剰なＳ源添加（すなわち溶鋼中のＳ量を過剰
に高くすること）によるＭｎＳ量の増大などによる清浄
度の悪化や機械的性質の悪化を抑えつつ、耐水素割れ性
に優れた鋼を得ることができるようになる。即ち、得よ
うとする鋼の規格の許せる範囲内で、溶鋼中の水素量に
応じてＳ源添加量（ひいてはＳ源添加後の溶鋼中のＳ
量）をバランスよく決定することができ、それにより溶
鋼中のＳ量の無用な増大による清浄度の悪化や機械的性
質の悪化を抑えつつ、また、溶鋼中のＳ量の不足による
熱処理追加を不要としつつ、耐水素割れ性に優れた鋼を
得ることができるようになる。
のように溶鋼中のＳ量を過不足なく調整することができ
るので、過剰なＳ源添加（すなわち溶鋼中のＳ量を過剰
に高くすること）によるＭｎＳ量の増大などによる清浄
度の悪化や機械的性質の悪化を抑えつつ、耐水素割れ性
に優れた鋼を得ることができるようになる。即ち、得よ
うとする鋼の規格の許せる範囲内で、溶鋼中の水素量に
応じてＳ源添加量（ひいてはＳ源添加後の溶鋼中のＳ
量）をバランスよく決定することができ、それにより溶
鋼中のＳ量の無用な増大による清浄度の悪化や機械的性
質の悪化を抑えつつ、また、溶鋼中のＳ量の不足による
熱処理追加を不要としつつ、耐水素割れ性に優れた鋼を
得ることができるようになる。
【００１９】本発明において、溶鋼の精錬時に溶鋼中の
水素量を測定するに際し、その測定方法については特に
は限定されないが、オンラインにて（溶鋼の精錬中に）
溶鋼中の水素量を迅速に測定することができ、しかも測
定精度に優れている測定方法を採用することが望まし
い。このような測定方法としては、例えば図２に示すよ
うな水素迅速分析方法を挙げることができる。この水素
迅速分析方法はプローブ浸漬法によるものであり、溶鋼
中の水素量の分析の所要時間は約１分である。なお、こ
れに対し、図３に示す溶鋼試料採取法は分析試料をピン
サンプル採取し、それを分析するという方法によるもの
であり、水素量の分析の所要時間は約20分であるので、
好適ではない。
水素量を測定するに際し、その測定方法については特に
は限定されないが、オンラインにて（溶鋼の精錬中に）
溶鋼中の水素量を迅速に測定することができ、しかも測
定精度に優れている測定方法を採用することが望まし
い。このような測定方法としては、例えば図２に示すよ
うな水素迅速分析方法を挙げることができる。この水素
迅速分析方法はプローブ浸漬法によるものであり、溶鋼
中の水素量の分析の所要時間は約１分である。なお、こ
れに対し、図３に示す溶鋼試料採取法は分析試料をピン
サンプル採取し、それを分析するという方法によるもの
であり、水素量の分析の所要時間は約20分であるので、
好適ではない。
【００２０】溶鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ
量を調整するが、溶鋼の精錬が複数回行われる場合に
は、最後の精錬時が前記Ｓ量の調整をする精錬時とす
る。溶鋼中へ添加するＳ源としては、Ｓ（単体硫黄）ま
たは硫化物が用いられる。この硫化物としては、その種
類は特には限定されず、種々のものを用いることがで
き、例えば通常ＦｅＳが用いられる。
量を調整するが、溶鋼の精錬が複数回行われる場合に
は、最後の精錬時が前記Ｓ量の調整をする精錬時とす
る。溶鋼中へ添加するＳ源としては、Ｓ（単体硫黄）ま
たは硫化物が用いられる。この硫化物としては、その種
類は特には限定されず、種々のものを用いることがで
き、例えば通常ＦｅＳが用いられる。
【００２１】
【実施例】本発明の実施例及び比較例を以下説明する。
なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２２】溶鋼の精錬時の溶鋼中の水素量（ [Ｈ] ）
と、溶鋼中のＳ量（ [Ｓ] ）と、この溶鋼の精錬後に所
定の工程を経て得られた鋼についての水素割れ感受性と
の関係を調べた。この結果から、鋼の常温における強度
と [Ｓ] 別の [Ｈ] の水素割れ限界値（限界 [Ｈ] ）を
求めた。即ち、水素割れ感受性調査において水素割れが
発生しやすい場合の [Ｈ] と水素割れが発生しにくい場
合の [Ｈ] との境界の[Ｈ] （それ以上の [Ｈ] では水
素割れが発生しやすく、それ未満の [Ｈ] では水素割れ
が発生しにくい [Ｈ] ）を求めた。
と、溶鋼中のＳ量（ [Ｓ] ）と、この溶鋼の精錬後に所
定の工程を経て得られた鋼についての水素割れ感受性と
の関係を調べた。この結果から、鋼の常温における強度
と [Ｓ] 別の [Ｈ] の水素割れ限界値（限界 [Ｈ] ）を
求めた。即ち、水素割れ感受性調査において水素割れが
発生しやすい場合の [Ｈ] と水素割れが発生しにくい場
合の [Ｈ] との境界の[Ｈ] （それ以上の [Ｈ] では水
素割れが発生しやすく、それ未満の [Ｈ] では水素割れ
が発生しにくい [Ｈ] ）を求めた。
【００２３】このとき、溶鋼の精錬後の所定の工程とし
ては、精錬後の溶鋼を下注ぎ造塊法により鋼塊とし、そ
の後、予熱→鍛練→熱処理の工程を経て種々の製品（半
製品）を得る工程とした。
ては、精錬後の溶鋼を下注ぎ造塊法により鋼塊とし、そ
の後、予熱→鍛練→熱処理の工程を経て種々の製品（半
製品）を得る工程とした。
【００２４】水素割れ感受性調査は、次のような方法に
より行った。すなわち、各強度別に種々の [Ｈ] 、
[Ｓ] 値のものを同一の鍛練→熱処理にて半製品とし、
その後の超音波探傷（ＵＴ）にて割れの有無を確認し、
１００％合格の限界点を [Ｈ] 、[Ｓ] 別の割れの限界
点とした。なお、このような方法により得られた [Ｈ]
、[Ｓ] 別の割れの限界点は、理論的に求められるもの
とよく合っていた。
より行った。すなわち、各強度別に種々の [Ｈ] 、
[Ｓ] 値のものを同一の鍛練→熱処理にて半製品とし、
その後の超音波探傷（ＵＴ）にて割れの有無を確認し、
１００％合格の限界点を [Ｈ] 、[Ｓ] 別の割れの限界
点とした。なお、このような方法により得られた [Ｈ]
、[Ｓ] 別の割れの限界点は、理論的に求められるもの
とよく合っていた。
【００２５】上記調査の結果を表１に示す。この表１に
おいて、表中の数値が上記でいうところの境界の [Ｈ]
すなわち水素割れ限界 [Ｈ](ppm)である。例えば、
[Ｓ] ＝0.005 質量％、鋼の常温における強度（母材強
度）＝45kgf/cm2 の場合には、水素割れ限界 [Ｈ] ＝1.
7ppmである。なお、この表１は、前述した溶鋼中の水素
量と溶鋼中のＳ量と鋼の耐水素割れ性との関係を示す図
や表等の一例に相当する。
おいて、表中の数値が上記でいうところの境界の [Ｈ]
すなわち水素割れ限界 [Ｈ](ppm)である。例えば、
[Ｓ] ＝0.005 質量％、鋼の常温における強度（母材強
度）＝45kgf/cm2 の場合には、水素割れ限界 [Ｈ] ＝1.
7ppmである。なお、この表１は、前述した溶鋼中の水素
量と溶鋼中のＳ量と鋼の耐水素割れ性との関係を示す図
や表等の一例に相当する。
【００２６】上記表１に基づいて図１を得た。即ち、横
軸を [Ｈ](ppm)、縦軸を [Ｓ](質量％）とし、上記表１
の水素割れ限界 [Ｈ] の値を鋼の強度別にプロットし
て、図１を作成した。この図１において、各プロットの
点は上記境界の [Ｈ] すなわち水素割れ限界 [Ｈ](ppm)
に相当する点であり、これらを結んでなる線は水素割れ
感受性を示す場合と示さない場合の境界を示す線であ
る。即ち、各線より下（あるいは右）の領域に入る条件
（ [Ｈ] 、 [Ｓ] ）の場合には水素割れ感受性を示し、
各線より上（あるいは左）の領域に入る条件（ [Ｈ] 、
[Ｓ] ）の場合には水素割れ感受性を示さないことにな
る。なお、この図１は、前述した溶鋼中の水素量と溶鋼
中のＳ量と鋼の耐水素割れ性との関係を示す図や表等の
一例に相当する。
軸を [Ｈ](ppm)、縦軸を [Ｓ](質量％）とし、上記表１
の水素割れ限界 [Ｈ] の値を鋼の強度別にプロットし
て、図１を作成した。この図１において、各プロットの
点は上記境界の [Ｈ] すなわち水素割れ限界 [Ｈ](ppm)
に相当する点であり、これらを結んでなる線は水素割れ
感受性を示す場合と示さない場合の境界を示す線であ
る。即ち、各線より下（あるいは右）の領域に入る条件
（ [Ｈ] 、 [Ｓ] ）の場合には水素割れ感受性を示し、
各線より上（あるいは左）の領域に入る条件（ [Ｈ] 、
[Ｓ] ）の場合には水素割れ感受性を示さないことにな
る。なお、この図１は、前述した溶鋼中の水素量と溶鋼
中のＳ量と鋼の耐水素割れ性との関係を示す図や表等の
一例に相当する。
【００２７】このようにして表１および図１を求めてお
いてから、溶鋼の精錬を下記のようにして行った。
いてから、溶鋼の精錬を下記のようにして行った。
【００２８】溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量（ [Ｈ] ）
をオンライン分析にて求めた。この分析方法としては、
図２に示すような水素迅速分析方法を採用した。この分
析の所要時間は約１分であった。同時に、溶鋼中のＳ量
（ [Ｓ] ）をオフライン分析にて求めた。この分析方法
としては、カントバック法（ＱＶ法）（：発光分光分析
法）を採用した。この分析の所要時間は約２分であっ
た。
をオンライン分析にて求めた。この分析方法としては、
図２に示すような水素迅速分析方法を採用した。この分
析の所要時間は約１分であった。同時に、溶鋼中のＳ量
（ [Ｓ] ）をオフライン分析にて求めた。この分析方法
としては、カントバック法（ＱＶ法）（：発光分光分析
法）を採用した。この分析の所要時間は約２分であっ
た。
【００２９】上記 [Ｈ] の分析値を図１に照らし合わ
せ、これにより、水素割れ感受性を示さない領域に移行
させるために最低限必要な [Ｓ] すなわち耐水素割れ性
に優れた鋼を得ることができるときの [Ｓ] の最小値を
求めた。そして、得ようとする鋼の耐水素割れ性だけで
なく、清浄度および機械的性質の点も考慮して、 [Ｓ]
が上記 [Ｓ] の最小値より少し高めの値になるように、
上記 [Ｓ] の最小値および前記 [Ｓ] の分析値に基づい
て溶鋼中へのＳ源（単体硫黄または硫化物）の添加量を
定め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加した。
せ、これにより、水素割れ感受性を示さない領域に移行
させるために最低限必要な [Ｓ] すなわち耐水素割れ性
に優れた鋼を得ることができるときの [Ｓ] の最小値を
求めた。そして、得ようとする鋼の耐水素割れ性だけで
なく、清浄度および機械的性質の点も考慮して、 [Ｓ]
が上記 [Ｓ] の最小値より少し高めの値になるように、
上記 [Ｓ] の最小値および前記 [Ｓ] の分析値に基づい
て溶鋼中へのＳ源（単体硫黄または硫化物）の添加量を
定め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加した。
【００３０】例えば、強度：４５kgf/cm2 級の鋼を製造
する場合において、溶鋼の精錬時にオンライン分析にて
[Ｈ] を求めたところ、 [Ｈ] ＝1.7ppmであった。同時
に、発光分光分析にて [Ｓ] を求めたところ、 [Ｓ] ＝
0.003 質量％であった。この[Ｈ] ＝1.7ppm、 [Ｓ] ＝
0.003 質量％の点は、図１において水素割れ感受性に関
する境界線より下（あるいは右）にあるので、水素割れ
感受性を示す領域にある。このため、この状態のままで
は、水素割れ感受性を示さない（耐水素割れ性に優れ
た）鋼を得ることはできない。
する場合において、溶鋼の精錬時にオンライン分析にて
[Ｈ] を求めたところ、 [Ｈ] ＝1.7ppmであった。同時
に、発光分光分析にて [Ｓ] を求めたところ、 [Ｓ] ＝
0.003 質量％であった。この[Ｈ] ＝1.7ppm、 [Ｓ] ＝
0.003 質量％の点は、図１において水素割れ感受性に関
する境界線より下（あるいは右）にあるので、水素割れ
感受性を示す領域にある。このため、この状態のままで
は、水素割れ感受性を示さない（耐水素割れ性に優れ
た）鋼を得ることはできない。
【００３１】そこで、 [Ｈ] ＝1.7ppmのときにおいて、
水素割れ感受性を示さない領域に移行させるために最低
限必要な [Ｓ] を図１より求めると、それは0.005 質量
％である。従って、得ようとする鋼の耐水素割れ性の点
からは、 [Ｓ] を0.005 質量％超で出来るだけ多くなる
ようにするとよい。しかし、 [Ｓ] を多くし過ぎると清
浄度や機械的性質が悪くなり過ぎる。そこで、鋼の耐水
素割れ性の点だけではなく、清浄度および機械的性質の
点も考慮して、 [Ｓ] が前記分析の時点における0.003
質量％から0.005 質量％より少し高めの値に移行して0.
007 質量％になるように、溶鋼中へのＳ源の添加量を定
め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加した。
水素割れ感受性を示さない領域に移行させるために最低
限必要な [Ｓ] を図１より求めると、それは0.005 質量
％である。従って、得ようとする鋼の耐水素割れ性の点
からは、 [Ｓ] を0.005 質量％超で出来るだけ多くなる
ようにするとよい。しかし、 [Ｓ] を多くし過ぎると清
浄度や機械的性質が悪くなり過ぎる。そこで、鋼の耐水
素割れ性の点だけではなく、清浄度および機械的性質の
点も考慮して、 [Ｓ] が前記分析の時点における0.003
質量％から0.005 質量％より少し高めの値に移行して0.
007 質量％になるように、溶鋼中へのＳ源の添加量を定
め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加した。
【００３２】このようにして溶鋼の精錬時にＳ源の添加
量を定め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加して [Ｓ] を調
整した。このような調整がされた溶鋼の [Ｓ] 、 [Ｈ]
は、いずれの場合も、図１において水素割れ感受性を示
さない領域にあり、且つ、水素割れ感受性に関する境界
線より少し上（あるいは左）に位置する。例えば、強
度：45kgf/cm2 級の鋼を製造する場合、このような調整
がされた溶鋼の [Ｓ] 、[Ｈ] は、いずれの場合も、図
１中に図示した楕円で囲まれた領域（その中に本発明法
と記した個所）内にある。この領域内での [Ｓ] は
[Ｓ] ＝0.003 〜0.012 質量％であり、後述の従来技術
の場合に比べて低い。
量を定め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加して [Ｓ] を調
整した。このような調整がされた溶鋼の [Ｓ] 、 [Ｈ]
は、いずれの場合も、図１において水素割れ感受性を示
さない領域にあり、且つ、水素割れ感受性に関する境界
線より少し上（あるいは左）に位置する。例えば、強
度：45kgf/cm2 級の鋼を製造する場合、このような調整
がされた溶鋼の [Ｓ] 、[Ｈ] は、いずれの場合も、図
１中に図示した楕円で囲まれた領域（その中に本発明法
と記した個所）内にある。この領域内での [Ｓ] は
[Ｓ] ＝0.003 〜0.012 質量％であり、後述の従来技術
の場合に比べて低い。
【００３３】これに対して、従来技術のように [Ｈ] お
よび [Ｓ] の範囲を安全側に定めて管理する場合は、溶
鋼の精錬時にＳ源を添加した後の溶鋼の [Ｓ] 、 [Ｈ]
は、図１において水素割れ感受性を示さない領域にある
が、水素割れ感受性に関する境界線より大分上（あるい
は左）に位置する。例えば、強度：45kgf/cm2 級の鋼を
製造する場合、Ｓ源の添加後の溶鋼の [Ｓ] 、 [Ｈ]
は、いずれの場合も、図１中に図示した四角で囲まれた
領域（その中に45kgf での従来の管理範囲と記した個
所）内にある。この領域内での [Ｓ] は [Ｓ] ＝0.008
〜0.015 質量％である。
よび [Ｓ] の範囲を安全側に定めて管理する場合は、溶
鋼の精錬時にＳ源を添加した後の溶鋼の [Ｓ] 、 [Ｈ]
は、図１において水素割れ感受性を示さない領域にある
が、水素割れ感受性に関する境界線より大分上（あるい
は左）に位置する。例えば、強度：45kgf/cm2 級の鋼を
製造する場合、Ｓ源の添加後の溶鋼の [Ｓ] 、 [Ｈ]
は、いずれの場合も、図１中に図示した四角で囲まれた
領域（その中に45kgf での従来の管理範囲と記した個
所）内にある。この領域内での [Ｓ] は [Ｓ] ＝0.008
〜0.015 質量％である。
【００３４】前記溶鋼の精錬の後、得られた鋼塊を用い
て前記所定の工程と同様の工程を経て丸棒（例えばφ60
0mm の丸棒）を製造した。そして、この丸棒から試験材
を採取し、清浄度の測定、引っ張り試験や曲げ試験等に
よる機械的性質の測定、および、水素割れ感受性調査を
行った。このとき、清浄度の測定および機械的性質の測
定は通常の方法（JIS に規定する方法）により行った。
水素割れ感受性調査は前記水素割れ感受性調査の場合と
同様の方法により行った。
て前記所定の工程と同様の工程を経て丸棒（例えばφ60
0mm の丸棒）を製造した。そして、この丸棒から試験材
を採取し、清浄度の測定、引っ張り試験や曲げ試験等に
よる機械的性質の測定、および、水素割れ感受性調査を
行った。このとき、清浄度の測定および機械的性質の測
定は通常の方法（JIS に規定する方法）により行った。
水素割れ感受性調査は前記水素割れ感受性調査の場合と
同様の方法により行った。
【００３５】この結果、強度：45kgf/cm2 級の鋼の製造
に際し、従来技術のように [Ｈ] および [Ｓ] の範囲を
安全側に定めて管理する場合（比較例の場合）は、得ら
れた鋼は耐水素割れ性に優れていたが、介在物であるＭ
ｎＳの量が多くて清浄度が悪く、また、強度および伸び
が低く、靱性も低くて機械的性質が悪かった。
に際し、従来技術のように [Ｈ] および [Ｓ] の範囲を
安全側に定めて管理する場合（比較例の場合）は、得ら
れた鋼は耐水素割れ性に優れていたが、介在物であるＭ
ｎＳの量が多くて清浄度が悪く、また、強度および伸び
が低く、靱性も低くて機械的性質が悪かった。
【００３６】これに対し、前記のように溶鋼の精錬時に
[Ｈ] を分析して求め、これに基づいてＳ源の添加量を
定め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加して [Ｓ] を調整し
た場合（本発明の実施例の場合）は、得られた鋼は比較
例の場合と同様に耐水素割れ性に優れているだけでな
く、比較例の場合に比較してＭｎＳの量が著しく少なく
て極めて清浄度に優れ、また、強度および伸びが著しく
高く、靱性も高くて機械的性質に極めて優れていた。
[Ｈ] を分析して求め、これに基づいてＳ源の添加量を
定め、この量のＳ源を溶鋼中へ添加して [Ｓ] を調整し
た場合（本発明の実施例の場合）は、得られた鋼は比較
例の場合と同様に耐水素割れ性に優れているだけでな
く、比較例の場合に比較してＭｎＳの量が著しく少なく
て極めて清浄度に優れ、また、強度および伸びが著しく
高く、靱性も高くて機械的性質に極めて優れていた。
【００３７】強度：60kgf/cm2 級の鋼の製造の場合も、
本発明の実施例の場合は、得られた鋼は比較例の場合と
同様に耐水素割れ性に優れているだけでなく、比較例の
場合よりもＭｎＳの量が著しく少なくて極めて清浄度に
優れ、また、強度および伸びが著しく高く、靱性も高く
て機械的性質に極めて優れていた。強度：75kgf/cm
2級、80kgf/cm2 級、85kgf/cm2 級、90kgf/cm2 級の鋼
の製造の場合も、本発明の実施例の場合は、得られた鋼
は比較例の場合と同様に耐水素割れ性に優れているだけ
でなく、比較例の場合よりもＭｎＳの量が著しく少なく
て極めて清浄度に優れ、また、強度および伸びが著しく
高く、靱性も高くて機械的性質に極めて優れていた。
本発明の実施例の場合は、得られた鋼は比較例の場合と
同様に耐水素割れ性に優れているだけでなく、比較例の
場合よりもＭｎＳの量が著しく少なくて極めて清浄度に
優れ、また、強度および伸びが著しく高く、靱性も高く
て機械的性質に極めて優れていた。強度：75kgf/cm
2級、80kgf/cm2 級、85kgf/cm2 級、90kgf/cm2 級の鋼
の製造の場合も、本発明の実施例の場合は、得られた鋼
は比較例の場合と同様に耐水素割れ性に優れているだけ
でなく、比較例の場合よりもＭｎＳの量が著しく少なく
て極めて清浄度に優れ、また、強度および伸びが著しく
高く、靱性も高くて機械的性質に極めて優れていた。
【００３８】このように本発明の実施例の場合、溶鋼の
精錬時に [Ｈ] に応じて [Ｓ] を調整するので、 [Ｓ]
を過不足のない量にすることができ、このため、耐水素
割れ性を確保した上で、 [Ｓ] を不必要に高くし過ぎる
ことがないようにすることができる。従って、本発明の
実施例の場合は、耐水素割れ性を確保した上で、比較例
の場合に比べて、 [Ｓ] を的確に低くすることができ、
このため、ＭｎＳの量が著しく少なくて極めて清浄度に
優れると共に機械的性質に極めて優れた鋼を得ることが
できるようになる。
精錬時に [Ｈ] に応じて [Ｓ] を調整するので、 [Ｓ]
を過不足のない量にすることができ、このため、耐水素
割れ性を確保した上で、 [Ｓ] を不必要に高くし過ぎる
ことがないようにすることができる。従って、本発明の
実施例の場合は、耐水素割れ性を確保した上で、比較例
の場合に比べて、 [Ｓ] を的確に低くすることができ、
このため、ＭｎＳの量が著しく少なくて極めて清浄度に
優れると共に機械的性質に極めて優れた鋼を得ることが
できるようになる。
【００３９】前述の図１における水素割れ感受性に関す
る境界線は、下記式（近似式）(2)で表現することがで
きる。 [Ｓ] ＝（α [Ｈ] ／Ａ）＋β -------- 式(2) 但し、上記式(2) において、 [Ｈ] は溶鋼中の水素量の
測定値（ppm)、 [Ｓ]は溶鋼中のＳ量（質量％）、Ａは
鋼の常温における強度（kgf/cm2)である。α、βは定数
であって、 [Ｈ] ／Ａ≦0.073 のときは、α＝0.136 、
β＝０であり、[Ｈ] ／Ａ＞0.073 のときは、α＝0.571
、β＝−0.032 である。
る境界線は、下記式（近似式）(2)で表現することがで
きる。 [Ｓ] ＝（α [Ｈ] ／Ａ）＋β -------- 式(2) 但し、上記式(2) において、 [Ｈ] は溶鋼中の水素量の
測定値（ppm)、 [Ｓ]は溶鋼中のＳ量（質量％）、Ａは
鋼の常温における強度（kgf/cm2)である。α、βは定数
であって、 [Ｈ] ／Ａ≦0.073 のときは、α＝0.136 、
β＝０であり、[Ｈ] ／Ａ＞0.073 のときは、α＝0.571
、β＝−0.032 である。
【００４０】従って、図１において水素割れ感受性を示
さない領域は、下記式(3) で表現することができる。 [Ｓ] ≧（α [Ｈ] ／Ａ）＋β -------- 式(3)
さない領域は、下記式(3) で表現することができる。 [Ｓ] ≧（α [Ｈ] ／Ａ）＋β -------- 式(3)
【００４１】故に、溶鋼の精錬時に溶鋼中へＳ源を添加
して [Ｓ] を調整する際、耐水素割れ性に優れた鋼を得
るためには、 [Ｈ] の値に応じて [Ｓ] を上記の式(3)
を満たす値に調整するとよいことになる。
して [Ｓ] を調整する際、耐水素割れ性に優れた鋼を得
るためには、 [Ｈ] の値に応じて [Ｓ] を上記の式(3)
を満たす値に調整するとよいことになる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【発明の効果】本発明に係る溶鋼の精錬方法によれば、
耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ
源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するに際し、溶鋼中の
Ｓ量を過不足なく調整することができるようになる。
耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶鋼の精錬時にＳ
源を添加して溶鋼中のＳ量を調整するに際し、溶鋼中の
Ｓ量を過不足なく調整することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 溶鋼中の [Ｈ] と [Ｓ] との関係を示す図で
ある。
ある。
【図２】 溶鋼中の水素量を迅速に測定することができ
る水素迅速分析方法の概要を示す図である。
る水素迅速分析方法の概要を示す図である。
【図３】 溶鋼試料採取法による水素の分析方法の概要
を示す図である。
を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 耐水素割れ性に優れた鋼を得るために溶
鋼の精錬時にＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を調整する溶
鋼の精錬方法であって、溶鋼の精錬時に溶鋼中の水素量
を測定し、この水素量の測定値に基づいて溶鋼中へのＳ
源の添加量を定め、このＳ源を添加して溶鋼中のＳ量を
調整することを特徴とする溶鋼の精錬方法。 - 【請求項２】 前記溶鋼中のＳ量を下記式(1) を満たす
値に調整する請求項１記載の溶鋼の精錬方法。 [Ｓ] ≧（α [Ｈ] ／Ａ）＋β -------- 式(1) 但し、上記式(1) において、 [Ｈ] は溶鋼中の水素量の
測定値（ppm)、 [Ｓ]は溶鋼中のＳ量（質量％）、Ａは
鋼の常温における強度（kgf/cm2)である。α、βは定数
であって、 [Ｈ] ／Ａ≦0.073 のときは、α＝0.136 、
β＝０であり、[Ｈ] ／Ａ＞0.073 のときは、α＝0.571
、β＝−0.032 である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063355A JP3838496B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 溶鋼の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002063355A JP3838496B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 溶鋼の精錬方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003268438A true JP2003268438A (ja) | 2003-09-25 |
| JP3838496B2 JP3838496B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=29196662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002063355A Expired - Fee Related JP3838496B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 溶鋼の精錬方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3838496B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1978124A1 (en) | 2007-04-05 | 2008-10-08 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Forging steel, forging and crankshaft |
| KR101400047B1 (ko) | 2012-04-26 | 2014-05-27 | 현대제철 주식회사 | 극저탄소강 주조 제어방법 |
| US9297056B2 (en) | 2011-02-24 | 2016-03-29 | Kobe Steel, Ltd. | Forged steel and welded structure for components for nuclear power plants |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6362815A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | Daido Steel Co Ltd | 溶鋼の精錬方法 |
| JPS6362814A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-19 | Daido Steel Co Ltd | 低水素鋼の製造方法 |
| JPS63161113A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-04 | Daido Steel Co Ltd | 鋼の精錬方法 |
| JPH0570821A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-23 | Nippon Steel Corp | 脱水素精錬方法 |
| JPH09227989A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｃａ処理鋼および溶鋼のＣａ処理方法 |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002063355A patent/JP3838496B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0570821A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-23 | Nippon Steel Corp | 脱水素精錬方法 |
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| US9297056B2 (en) | 2011-02-24 | 2016-03-29 | Kobe Steel, Ltd. | Forged steel and welded structure for components for nuclear power plants |
| KR101400047B1 (ko) | 2012-04-26 | 2014-05-27 | 현대제철 주식회사 | 극저탄소강 주조 제어방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3838496B2 (ja) | 2006-10-25 |
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