JPH0510403B2

JPH0510403B2 -

Info

Publication number: JPH0510403B2
Application number: JP62221885A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Aoki; Hiroshi Ikenaga; Nobuhiro Kurokawa; Yoshio Watanabe
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1987-09-07
Publication date: 1993-02-09
Also published as: JPS6465225A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、低燐高マンガン鋼の溶製法、特に溶
銑脱燐、転炉精錬、そして真空脱ガスの各プロセ
スを経て行う低燐高マンガン鋼の経済的溶製法に
関する。低燐高マンガン鋼、特に炭素が低減された低燐
低炭高マンガン鋼は、ラインパイプ、海洋構造物
などの素材として広く使用されている。低燐は靭
性向上の点から、低炭は溶接性確保の点から、そ
して高マンガンは強度上の要請から要求されてい
る。（従来の技術）周知のように、一般的な鋼溶製法は、溶銑を転
にて精炉練してから適宜脱ガス処理を行うことか
らなるが、今日のように各種鋼材に対する品質要
求が高度化するにつれ、その内容にも多くの工夫
が採り入れられ、高品質の鋼をいかに経済的に溶
製するかが問題になつている。例えば、近年にいたり、靭性と燐含有量との関
係が明らかにされ靭性改善の観点から低燐鋼の要
求が強くなり、転炉に装入するに先立つて溶銑脱
燐処理を行うことが低燐鋼製造法として提案され
ている。しかしながら、溶銑前処理として脱燐処
理を行うことはそれだけで処理工程が増えること
になり、直ちには安価な方法とはいえない。ところで、前述のように低燐高マンガン鋼、特
に低燐低炭高マンガン鋼は優れた特性のためその
用途は拡大しつつあるが、その適用をより一般的
にするにはその経済的溶製法を開発することが必
要である。しかし、転炉精錬におけるMn歩留はほゞ40〜
50％と悪いため、高マンガン鋼の溶製は一般に高
価なものとなつているのが現状である。しかも、
低炭と高マンガンとは両立せず、転炉精錬におい
て転炉内Mn歩留は低炭になるほど急激に低下
し、貴重な金属のマンガンのロスが増大する。低
炭にするためには精錬を十分に行わなければなら
ず、マンガンの酸化そしてスラグ中への移行は避
けられないからである。このように、従来は高マ
ンガン鋼、特に低炭高マンガン鋼を経済的に製造
することは困難と考えられていた。（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、今日その要請の大きい低燐高
マンガン鋼、特に低燐低炭高マンガン鋼の溶製法
を提供することである。本発明のさらに具体的な目的は、溶銑脱燐、転
炉精錬、そして真空脱ガスの各プロセスを経て行
う低燐高マンガン鋼、特にＰ≦0.018％、Ｃ≦
0.10％、Mn≧1.00％である低燐高マンガン鋼の
溶製法を提供することである。（問題点を解決するための手段）すでに述べたように、転炉精錬にあつては低炭
と高マンガンとを経済的に両立させることは困難
と考えられていた。しかも、これに低燐が加わる
と、さらに溶製工程が付加されることになるた
め、その経済性は大きく損なわれることが考えら
れる。しかしながら、低燐のためには溶銑脱燐は
極めて効果的な手段であることから、その経済的
実現を念頭において脱燐溶銑の冶金的挙動につい
て本発明者らは、種々検討を重ね、トータルなプ
ロセスの最適化を図るべく、新規プロセスの開発
を行つた。本発明者らは、製品規格が、〔Ｃ〕＝0.06〜0.10
％、〔Mn〕＝1.00〜2.00％、〔Ｐ〕≦0.018％、≦
0.015％、≦0.012％、≦0.010％、≦0.008％という低
燐、低炭、高マンガン鋼種を目標にまず、溶銑脱
燐を行い所定の目標値にまで脱燐を行つた。この
ようにして得た脱燐溶銑を次いで転炉に装入し
て、いわゆるスラグレス精練を行つたところ、従
来のスラグ量を多くした転炉精錬では経験されな
かつたことであるが、転炉内Mn歩留は高炭にな
るに従い急激に増大し貴重な有価金属であるマン
ガンロスが著しく減少することが分かつた。例え
ば、これまでは合金添加材からの〔Ｃ〕ピツクア
ツプを考慮した出鋼〔Ｃ〕＝0.06％としていたと
ころ、これを〔Ｃ〕＝0.08％としたら、Mn歩留は
55％から65％にまで、ほぼ18％＝65−55／55×100も増加することが分かつた。すなわち、転炉精錬に際しては、極力終点
〔Ｃ〕を高めに設定し、その分、次工程の真空脱
ガスプロセスにおける脱炭作用を活用し、その
Mn歩留向上という目的達成を図ることができる
ことを知つた。すなわち、本発明者らの知見によれば、脱燐溶銑を利用することにより、転炉精錬に
際してのスラグ量が著しく低減でき、そのため
従来みられなかつた〔Ｃ〕量と〔Mn〕量との
関係が明らかになり、終点〔Ｃ〕を高めに設定
することにより、Mn歩留改善を図ることがで
き、一方、その高めに設定されたＣ分は後続の
真空脱ガスに際して除去できるのである。そして、このようにMn歩留向上を図ること
ができれば、溶銑脱燐採用の経済性を高めるこ
とができるのである。脱燐銑の転炉精錬、次いで脱ガス処理の最適
化の観点から、転炉内で終点〔Ｃ〕とマンガン
歩留の関係に注目したところ、転炉での終点
〔Ｃ〕を可及的に高めに設定することにより、
好ましくは〔Ｃ〕：0.06％以上に設定すること
により、後続の脱ガス処理での同時脱水素脱炭
作用を効果的に活用できる。特に、対象鋼種が
厚板材の場合には脱水素は必要であり、それが
脱炭と同時に行われることは有利である。なお、RH等の真空脱ガス装置を用いることに
より、Si、Mn脱酸材を使用するだけで、強制的
酸素源添加は行わない条件であつても、最終的に
0.02％程度は脱炭できることは、すでに公知であ
る（特開昭57−2819号公報）。しかし、真空脱ガ
スと転炉精錬の終点〔Ｃ〕の高目設定およびそれ
によるマンガンの節減とを結び付ける考えはみら
れない。よつて、本発明の要旨とするところは、溶銑脱
燐、転炉精錬、そして真空脱ガスの各プロセスを
経て行う、Ｐ≦0.018％、Ｃ≦0.10％、Mn≧1.00
％である低燐低炭高マンガン鋼の溶製法であつ
て、前記溶銑脱燐プロセスにより〔Ｐ〕≦0.040％
以下とするとともに、前記転炉精錬プロセスにお
ける終点〔Ｃ〕を0.06％以上に設定することによ
り、Mnの歩留向上をはかるとともに、前記真空
脱ガスプロセスにおいて同時脱炭、脱水素を行う
ことを特徴とする、低燐低炭高マンガン鋼の溶製
法である。（作用）次に、添付図面を参照して、本発明をさらに詳
細に説明する。本発明にかかるプロセスは、（溶銑脱燐）→
（転炉精錬）→（真空脱ガス）の各工程を経て行
われるが、溶銑脱燐の作用効果としては、その本
来の作用効果である脱燐作用とともに、転炉操業
におけるスラグ量減少効果が見られる。そのため
スラグで消費されるMn量は著しく減少し、Mn
量節約に大きく寄与するのである。転炉装入〔Ｐ〕とスラグ重量との関係を第１図
にグラフで示す。Ｐ量の低下に伴つてスラグ重量
も直線的に低下しているのが分かる。第１図に示
すグラフは生石灰系脱燐剤を投入して〔Ｐ〕＝
0.010〜0.015％にまで脱燐した一連の実験結果を
まとめたものである。終点温度は1640℃であつ
た。一方、転炉精錬にあつては、脱燐溶銑を使用す
ることによつていわゆるスラグレス精練が可能と
なり、一般的な合金元素の歩留向上が図られると
ともに、終点〔Ｃ〕を0.06％以上、例えば0.10％
と可及的に高く設定するため、精練時間は短縮さ
れ、またそれにともなつてMn酸化損失も可及的
に少なくなり、それがまたMn歩留向上にさらに
寄与するのである。ここに、溶銑脱燐法としては、従来より公知の
ものであつてもよく、特に制限ない。次のような
方法が例示される。 (i) トーピードカー内の溶銑に生石灰系の脱燐剤
またはソーダ灰をインジエクシンすることで予
備脱燐を行う方法、 (ii) 取鍋内の溶銑に生石灰系の脱燐剤をインジエ
クシヨンしたりブラステイング（吹き付け）す
ることで予備脱燐を行う方法、および (iii) 高炉鋳床樋中で溶銑に生石灰系の脱燐剤をブ
ラステイングして予備脱燐を行う方法である。また、転炉精錬も特に制限されるものではな
く、底吹きを行う複合型の転炉精錬であつてもよ
い。なお、脱燐と転炉精錬とに関しては本件出願人
がきに特願昭61−132517号において提案した２基
の転炉を使つた２段向流精錬法が好ましい。第２図はスラグレス転炉精錬法における終点
〔Ｃ〕とMn歩留との関係を示すグラフであり、
終点〔Ｃ〕量が高くなればなるほどMn歩留は向
上するのが分かる。終点〔Ｃ〕≧0.06％でMn歩留
は50％以上でであつた。特に〔Ｃ〕≧0.08％でMn
歩留は60％以上であつた。図示例はMn投入量が
1.00〜1.50％の場合の一連の試験のデータをまと
めたものである。溶銑脱燐は第１図の場合と同様
にして〔Ｐ〕≦0.030％まで行つた。出鋼時のSi−Mn，Fe−Si等の脱酸材の投入は
必ずしも必要ではない。ところで、転炉精錬の本来の機能の一つは脱炭
であるが、本発明によれば、合金元素の歩留向上
をはかるために、その脱炭作用の一部は後続の真
空脱ガス工程によつて行われるのである。真空脱
ガスに伴つて脱炭とともに脱水素作用が見られ、
脱炭時の合金元素の酸化消耗がほとんど見なれな
いばかりでなく、脱ガス処理を併せて行われるな
どその作用効果は従来は見られないものであつ
た。ここに、上記真空脱ガスプロセスは、従来公知
のものを適宜採用すればよく、例えば、DH法、
RH法等が例示される。好ましくは、RH真空脱
ガス装置により行う。なお、後述の実施例のデータからも分かるよう
に、RH等の真空脱ガス処理によれば、0.02％程
度の脱炭が行われるから、この真空脱ガスプロセ
スにおける脱炭量を考慮して転炉精錬の終点
〔Ｃ〕量を設定してもよい。次に、実施例によつて本発明をさらに具体的に
説明する。実施例（溶銑脱燐）→（転炉精錬）→（真空脱ガス）
の各工程を経て本発明の方法を実施した。本例は
２基の転炉を使つた２段向流精錬法によつて溶銑
脱燐、転炉精錬を行つた。溶銑はKRで〔Ｓ〕を0.025から0.004％にまで
脱硫したものを使用した。溶銑脱燐は炭酸ガスの
転炉底部ノズルからの吹込みによつて行い、得ら
れた脱燐溶銑は同じく250トン複合型転炉に移し、
これを用いて転炉精練を行つた。転炉精錬に際し
ては少量媒溶剤を添加した。出鋼中、Si−Mn、
Fe−Siを添加したが、Alは添加しなかつた。真
空脱ガスはRH法によつて行つた。真空脱ガスに
より、脱炭、脱水素、成分、温度調整を行つてか
ら、連続鋳造工程に送つた。溶銑、溶鋼の成分変化を第１表にまとめて示
す。

【表】

【表】第２表には転炉操業条件をまとめて示す。以上より、明らかなように、本発明によれば従
来法と比較して、Fe−Si使用量が0.5〜1.5Kg／Ｔ
増加するというデメリツトがみられたが、Mn歩
留が65％と従来のものと比較して著しく改善され
たため、Mn合金節減量は１〜２Kg／Ｔ、Al節減
量も0.5〜1.5Kg／Ｔであつた。しかも処理時間は
0.5分間短縮された。溶銑脱燐工程を付加したと
いうことを考慮してもその経済的効果は大きい。なお、Mn歩留は次式によつて求められる。気
相中の損失は無視している。 Mn歩留＝１／１＋（スラグ重量）／1000×（Mm）／〔
Mn〕（Mm）：スラグ中マンガン濃度〔Mn〕：メタル中マンガン濃度（発明の効果）このように、本発明によれば、Mn歩留向上
のためマンガン鉱石投入量の減少、出鋼時のフ
エロシリコン、シリコマンガン等フエロ合金投入
だけでAl材投入の省略、全プロセス所要時間
の短縮（約１％減）等の利点がみられ、低燐低炭
高マンガン鋼の経済的溶製法が提供される。特に
最近のように低燐低炭高マンガン鋼の用途拡大が
求めらている折りには、より安価が材料の提供が
その目的達成のためには有利であり、本発明の意
義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、転炉装入〔Ｐ〕とスラグ重量との関
係を示すグラフ；および第２図は、終点〔Ｃ〕と
Mn歩留との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１溶銑脱燐、転炉精錬、そして真空脱ガスの各
プロセスを経て行う、Ｐ≦0.018％、Ｃ≦0.10％、
Mn≧1.00％である低燐低炭高マンガン鋼の溶製
法であつて、前記溶銑脱燐プロセスにより〔Ｐ〕
≦0.040％以下とするとともに、前記転炉精錬プ
ロセスにおける終点〔Ｃ〕を0.06％以上に設定す
ることにより、Mnの歩留向上をはかるととも
に、前記真空脱ガスプロセスにおいて同時脱炭、
脱水素を行うことを特徴とする、低燐低炭高マン
ガン鋼の溶製法。