JPS61136612A - 高Siばね用清浄鋼の製造法 - Google Patents

高Siばね用清浄鋼の製造法

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JPS61136612A
JPS61136612A JP59256058A JP25605884A JPS61136612A JP S61136612 A JPS61136612 A JP S61136612A JP 59256058 A JP59256058 A JP 59256058A JP 25605884 A JP25605884 A JP 25605884A JP S61136612 A JPS61136612 A JP S61136612A
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青木 松秀
Osamu Ishigami
修 石上
Nobuhiko Ibaraki
信彦 茨木
Wataru Takagi
高木 彌
Shozo Kawasaki
川崎 正蔵
Toshiyasu Onishi
大西 稔泰
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076Use of slags or fluxes as treating agents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐疲労性の良い高Siシね用清浄鋼を製造する
方法に関し、詳細には介在物の微細化を達成することの
できる溶鋼処理方法に関するものである。
〔門来の技術〕
鋼材に対する要求特性は、適用分野別に益々細かぐ且つ
よシ厳格なものとなってきている。高Siばね用清浄鋼
もその例外ではなく、例えばエンジン、用の弁ばね用銅
は使用環境の苛酷化に対応する必要があるところから特
に耐疲!性についての要求特性が厳しくなる傾向にある
。この様な要請に対しては非金属介在物の混入比率を減
少し、また個々の介在物にあってはそれを微細化すると
いうことで対応してきたが、従来の製鋼技術ではこれ以
上の要求に応じきれないという状況罠なってきている。
高81ばね用清浄鋼における介在物の微細化手段につい
ては、次の2通シに分類することができる。
(4)取4鍋れんがの高級化、スラグコントロールの実
施、雰囲気コン)El−ルの実施等によって溶鋼の再酸
化を抑制し1.更に強攪拌による溶鋼処理を付加して脱
酸生成物の浮上分離を促進する方法。
この方法はAI脱酸鋼に対して特に有効な手段と゛考え
られてお〕、各社で実施されている。
(6)脱酸生成物の組成をコントロールすることによシ
、熱間圧延に対して電性を示す介在物とする方法。この
方法であれば熱間圧延を受けたときく介在物も圧延され
るので、介在物による不都合が大幅に軽減される。尚こ
の分類に属する技術としては、特開昭53−76916
(主としてスチールコード用鋼の清浄化に関するもの)
、特開昭58−130215(主として薄板はね材用ス
テンレス鋼の脱酸に関するもの)1特会昭52−174
90− (粗粒炭素鋼線材の介在物制御に関するもの)
特公昭54−7252(炭素鋼の介在物をスペサライト
組成にして伸線性を高めるもの)、41公昭57−35
243(スチールコード用鋼の製造に際しCaO含有フ
ラックスを吹込むもの)等が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者等社、介在物の圧延性を高めるという方向の研
究をかねてよシ進めておシ、前項で(6)に分類した技
術に関し、更に新しい手法を提供することによって高S
iばね用清浄鋼に対する高度な要求特性に応じようとす
るものである。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明は、 c:o、so〜0.70チ Si:1.00〜2.50チ Mn : G、40〜1.50% を必須的に含有する高81ばね用清浄鋼を、造滓剤の添
加を伴う溶鋼処理を経て製造するに当たシ、溶鋼感層終
了時のスラグ組成が下記条件範囲を満足する様に溶鋼処
理操業を行なう点に要旨が存在するものである。
CaO+510g≧65チ CaO1510g≦0.8 A 1g0n / S 10 t≦0.34〔作用〕 まず本発明の対象鋼であるが、J I S G4801
で規定されるばね鋼々材の成分組成、特KSUP6.5
UP7等のシリコマンガン鋼に注目し、これらの各鋼材
における成分組成を総合的に判断し、機械的性質(耐力
、引張強さ、伸び、絞シ及び硬さ等)が良好でなければ
ならないという条件を考慮しつつ下記の様に定めた。即
ち下記成分組成を満足しないもの唸ばね鋼として使用す
る訳にはいかない。
C:0.50〜0.70係 Si:1.00〜2.50% Mn : 0.40〜1.50 ’16尚上記以外の合
金成分としては、Cr(x、z。
チまで)、Mo、vtNbt’rtscutNt eB
、N、O等(いずれも0.5$1−1’)を含むことが
でき、また不純物として微量のp、s、sb。
As等を含むことは許容されるべきである。
上記鋼種では、数騨オーダーのAIが混入しているだけ
でも、その人1の存在に基づいて奔馬性なA1.O,が
形成される。一方本発明の鋼種では前述の如(Si及び
Mnを多く含んでいるので、溶鋼中の酸素ポテンシャル
を高めてやればSIO!″−MnO系の介在物が多く形
成され、その結果としてAI、0.の生成量が拮抗的に
少なくなったシ、或は生成したA 1 t Osが他の
介在物によって希釈され、A1*OiK基づく不都合が
軽減されるのではないかとの期待が持たれる。この様な
ところから溶鋼中に酸素を供給する為の造滓剤の添加が
考えられるが、酸素供給能力が高過ぎる場合には介在物
総量の増大を招くので、酸素供給能力が比較的低いS 
10.系、またはSin、−CaO系の7ラツクスを添
加するのが適切であろうと考えられた。
ところで本発明の溶鋼処11においてはArバブリング
方式、DHfll真空処理法、RH盟真空処理法、取鍋
精錬法(ASEA−8KF法、VAII。
LF法)等が適用でき、勿論これらの組合わせ適用も可
能であるが、いずれにせよこれらの処理炉を用いるに当
たシ、前チャージとして例えばAI脱酸鋼の処理を行な
っている場合は、耐火壁KA1.O,が付着し、これが
本発明の溶鋼処理に際してスラグKIIJ)、更に解離
して溶鋼中AIが増大してくる。モしてこのAIが溶鋼
中で酸化され丞と奔馬性のAI、O,が形成されて欠陥
原因となるが、前記考察に従って本発明のスラグコント
ロールを行なっている場合はスラグの酸素ポテンシャル
が高まっている為、スラグから溶鋼中へのAI、03の
解離反応(下記反応式における右向きの反応) (AI 、01  )R(Al)+(0)が抑制される
本発明は上記の如き理論的考察並びに予測に基づいてス
ラグコントロールの方向を定めたが、該コy)ロールの
基準時点としては、取鍋耐火壁等に付着している前チャ
ージからのスラグ或は該耐火壁自体を構成する煉瓦成分
の溶損混入があることを考慮し、溶鋼処理終末期とした
。該終末期におけるスラグ組成は、前記考察で述べた様
に酸素ポテンシャルがある程度高いものでなければなら
ない。そこで同じく前記した様KCaOやSiへを多く
含む72ツクス(例えばウオラストナイト或は単なる機
械的混合物)を添加して溶鋼処理を行なうが、そうして
形成されるスラグは当然KCaOとS i O,の比率
が高いものくなる。そしが65−以上となる様な制御を
行なうことくよってはじめて本発明の目的を達成する為
の地盤が形成されたことくなる。
尚上記の他スラグ構成々分としては、20%以下のMg
Q、10%以下のMnO,5%以下のFeO等が含まれ
てhても差支えはない。
一方スラグ成分相互の関係、具体的に言うならijCa
 O/ S i Ox及びA It’s / S i 
Ot”?’表わされる各存在比は、本発明の目的達成に
とってもつとも直接的で重大な影響を示す。即ちCaO
/Si0gはスラグの塩基性指数となるもので、この比
率が0.8を超えると塩基性バランスが酸性側に移行し
、スラグ中のAI、O,が溶鋼中へ解離して溶鋼中のA
Iを増大させ所期の目的を達成する上で障害となる。一
方A I、0./S i O,はスラグ中におけるAI
、0.の存在比率指標となるもo−’c、;c−o値が
0.34を超えるとスラグ中のA1.O,が相対的に多
くなって溶鋼中へ移行する危険が増大し、中は〕本発明
にとっては障害となる。
〔実施例〕
第1表に示す2種の51−Mn脱酸鍋を準備した。
(残部はSおよび不可避不純物) 上記鋼種を転炉吹錬またはアーク溶解した後、取鍋に移
し、ウオラストナイト、またはそれに若干の無機酸化物
を修飾的に添加した7ラツクスを加え、溶鋼の攪拌処理
を行なった。第2表はその結果を示すものであシ、本発
明の条件を満足しないN12 、3 、5 、9では粒
径の大きい介在物が多くX印の評価となった。一方本発
明の条件を満足するNll、4,6,7,8は介在物の
粒径が全般的に小さくな〕、◎印の評価となった。
同第21!!に″示した実験のうちPJnl〜4につい
て介在物タイプを調べたところ第3表の通シであシ、醜
2とN13はA 1 t O−sの多いDタイプが多く
、陳lと陽4はA1.0.0少ないAタイプが多かった
又同じ(Nnl−1&14について、製造された鋼製棒
材の介在物厚さを調べたところ、第1図(表層部)及び
第2図の如き結果を得た。即ち本発明を満足する隘1,
4では介在物厚さが明らか(小さいものであった。
又上記棒材25gを切シ取シ酸溶解したものについて2
0μm以上の介在物数を計算したところ第3図に示す様
な成績が得うれ(n数=4)、やは〕本発明を満足する
ものは良好な結果を示している。又耐疲労性の向上効果
を確認する目的でswosc−vの中村式回転曲げ疲労
試験(線径:4.5mn+φ、試験応カニ 80 kg
f/j)を行なった結果によると、N12 、3 、5
 、9のものでは2×10・〜6 X 10’回目当た
〕で介在物起点又は表面起点の割れが認められたが、N
hl、4,6゜7.8のものでは10’回を越えてから
表面起点の割れが見られたに過ぎない、 第   3   表 但し A:5101−Mn0−微A1.O,系(A1xOs=
O〜5チ) B : S i 02−Mn O−A 1 BO2系(
A1zOi=5〜20チ) C: S i O!−Mn O−A I 101系(A
 I、0.=20〜4096 ) D : S i O! −Mn O−A 120g系(
A1.0.=40〜60qII) E : S i OH−Mn0−A 1101系(A1
103260%) 〔発明の効果〕 本発明は上記の様に構成されているので、高Siばね用
清浄鋼におけるAI、O,系介在物が減少し、且つ介在
物粒径も小さくなった。従って圧電時の介在物の延性が
向上し、耐疲労特性の向上が期待さ九る。
【図面の簡単な説明】
第1.2図は介在物厚さの分布を示すグラブ、第3図は
20μm以上の介在物数を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:0.50〜0.70%(重量%の意味以下同じ) Si:1.00〜2.50% Mn:0.40〜1.50% を必須的に含有する高Siばね用清浄鋼を、造滓剤の添
    加を伴う溶鋼処理を経て製造するに当たり、溶鋼処理終
    了時のスラグ組成が下記条件範囲を満足する様に溶鋼処
    理操業を行なうことを特徴とする高Siばね用清浄鋼の
    製造法。 CaO+SiO_2≧65% CaO/SiO_2≦0.8 A1_2O_3/SiO_2≦0.34
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