(57)【要約】【課題】ＲＥＭの歩留まりが良好で、かつアルミナクラスターに起因する介在物欠陥の発生を低減できる鋼の製造方法を提供する。【解決手段】転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、Ａｌ等により脱酸し、キルド鋼を製造する方法であって、酸素を含有する成分調整用合金を、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、Ａｌ等による脱酸の前の溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上の溶鋼に投入するとともにＡｌ等による脱酸の後の溶鋼に投入し、（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）を２以上とし、脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下とし、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量の合計を１５ｐｐｍ以上とするとともに、Ａｌ等により脱酸され、その後に前記成分調整用合金を投入された溶鋼に、１種以上のＲＥＭを添加し、ＲＥＭが添加された溶鋼を、均一混合時間の０.１０〜０.９倍の時間、攪拌する、鋼の製造方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸し、Ａｌキルド鋼またはＡｌ-Ｓｉキルド鋼を製造する方法であって、
酸素を含有する成分調整用合金を、前記取鍋への出鋼中または出鋼後であって、前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の前の溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上の溶鋼に投入するとともに前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の後の溶鋼に投入し、
前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の前に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量（ｐｐｍ）と、前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の後に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量（ｐｐｍ）との比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）を２以上とし、
前記脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下とし、
脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量の合計を１５ｐｐｍ以上とするとともに、
前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉにより脱酸され、その後に前記成分調整用合金を投入された溶鋼に、１種以上のＲＥＭを添加し、前記ＲＥＭが添加された溶鋼を、均一混合時間の０.１０〜０.９倍の時間、攪拌する、鋼の製造方法。
【請求項２】
前記成分調整用合金は、ＭｅＭｎ、ＭｅＴｉ、ＭｅＣｕ、ＭｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＰ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳ、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、ＦｅＢ、およびＦｅＮｂから選択される１種以上である、請求項１に記載の鋼の製造方法。
【請求項３】
前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ-Ｓｉキルド鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０００５〜１．５％、
Ｓｉ：０．００５〜１．２％、
Ｍｎ：０．０５〜３．０％、
Ｐ：０．００１〜０．２％、
Ｓ：０．０００１〜０．０５％、
Ｔ．Ａｌ：０．００５〜１．５％、
Ｃｕ：０〜１．５％、
Ｎｉ：０〜１０．０％、
Ｃｒ：０〜１０．０％、
Ｍｏ：０〜１．５％、
Ｎｂ：０〜０．１％、
Ｖ：０〜０．３％、
Ｔｉ：０〜０．２５％、
Ｂ：０〜０．００５％、
ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ、
Ｔ．Ｏ：５〜５０ｐｐｍ、
残部がＦｅおよび不純物である、請求項１または２に記載の鋼の製造方法。
【請求項４】
前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ-Ｓｉキルド鋼の前記化学組成が、質量％で、
Ｃｕ：０．１〜１．５％、
Ｎｉ：０．１〜１０．０％、
Ｃｒ：０．１〜１０．０％、および
Ｍｏ：０．０５〜１．５％、
から選択される１種以上を含有する、請求項３に記載の鋼の製造方法。
【請求項５】
前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ−Ｓｉキルド鋼の前記化学組成が、質量％で、
Ｎｂ：０．００５〜０．１％、
Ｖ：０．００５〜０．３％、および
Ｔｉ：０．００１〜０．２５％、
から選択される１種以上を含有する、請求項３または４に記載の鋼の製造方法。
【請求項６】
前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ−Ｓｉキルド鋼の前記化学組成が、質量％で、
Ｂ：０．０００５〜０．００５％、
を含有する、請求項３〜５のいずれかに記載の鋼の製造方法。
【請求項７】
溶鋼中に添加されたＳをトレーサーとして、前記トレーサーが平衡濃度の±５％に達した時間を前記均一混合時間とする、請求項１〜６のいずれかに記載の鋼の製造方法。
【請求項８】
溶鋼の攪拌を、ＣＡＳ法、ＲＨ真空脱ガス法、ボトムバブリングのいずれかの方法によって行う、請求項１〜７のいずれかに記載の鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の鋼材は、通常、転炉等の一次精錬炉により大気圧下で脱炭精錬を行われた未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、脱炭精錬により増加した溶鋼中の酸素を、例えばＲＨ真空脱ガス装置でＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸するＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼として、製造されている。
【０００３】
脱酸時に不可避的に生成するアルミナは、硬質であり、凝集してクラスター化し易く、数１００μｍ以上の大きさの介在物として鋼中に残留する。このため、溶鋼からのアルミナの除去が不十分であると、連続鋳造時にタンディッシュの浸漬ノズルでノズル孔内付着によるノズル詰まりを生じる。
【０００４】
また、アルミナが最終製品である鋼材に残存すると、例えば、薄板では熱間圧延または冷間圧延でのスリバー疵（線状疵）、構造用厚板では材質不良、耐摩耗用厚板では低温靭性の低下、油井用鋼管では溶接部のＵＳＴ欠陥といった、アルミナクラスターに起因した介在物欠陥が発生する。
【０００５】
例えば、引張強度が３４０ＭＰａ級の塗装焼付け硬化型鋼板用の極低炭素鋼（以下、「３４０ＢＨ／ＨｉＭｎ−ＳＵＬＣ」という）の溶製においても、アルミナクラスターに起因した介在物欠陥が問題になる。
【０００６】
３４０ＢＨ／ＨｉＭｎ−ＳＵＬＣは、Ｍｎ含有量が０．６０質量％程度と高Ｍｎの化学組成を有する。このため、製鋼工程においてＭｎの供給源となる金属Ｍｎ（以下、「ＭｅＭｎ」と記載する）を溶鋼に投入して、溶鋼のＭｎ濃度を高める必要がある。
【０００７】
一方、溶鋼に添加されたＭｎは酸化されてＭｎＯを生成して浮上分離し易いため、Ｍｎの投入歩留まりは低下し易い。このため、ＭｅＭｎは、これまで、転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼し、ＲＨ真空脱ガス装置を用いてＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸した後に、溶鋼に投入されていた。
【０００８】
３４０ＢＨ／ＨｉＭｎ−ＳＵＬＣの溶製においても、連続鋳造時にタンディッシュの浸漬ノズルでノズル孔内付着によるノズル詰まりや、冷間圧延でのスリバー疵といった介在物欠陥が頻発しており、塗装焼付け硬化型鋼板の生産性や品質が低下していた。
【０００９】
本発明者らは、特許文献１により、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸した溶鋼中に、Ｃｅ、Ｌａ、ＰｒおよびＮｄから選択される１種類以上のＲＥＭ（希土類金属）を添加することにより、質量％で、Ｃ：０．０００５〜１．５％、Ｓｉ：０．００５〜１．２％、Ｍｎ：０．０５〜３．０％、Ｐ：０．００１〜０．１％、Ｓ：０．０００１〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜１．５％、残部がＦｅである鋼組成を有し、全ＲＥＭが０．１ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ未満であり、かつ固溶ＲＥＭが１ｐｐｍ未満である、アルミナクラスターが少ない鋼材を開示した。
【００１０】
特許文献１により開示された鋼材は、介在物欠陥の原因となる粗大なアルミナクラスターの生成を、溶鋼中およびＡｒ気泡の表面で防止し、自動車用や家電用の薄板のスリバー疵、構造用厚板の材質不良、耐摩耗用厚板の低温靭性の低下、油井管用鋼管の溶接部のＵＳＴ欠陥といった介在物欠陥を大幅に抑制することができる。
【００１１】
通常、ＲＥＭは、溶鋼鍋などの内部の溶鋼に投入添加され、攪拌されて均一化されている。このとき、均一混合時間τを確保して攪拌することが業界の常識とされている。この均一混合時間τは、通常はＳ、場合によってはＣｕ等をトレーサーとして溶鋼中に添加して攪拌し、溶鋼中のトレーサーの濃度が平衡濃度の±５％に達した時間として定義される。
【００１２】
均一混合時間τは、溶鋼鍋の種類や大きさ、溶鋼温度、攪拌エネルギーなどにより変化するが、これらが決定されれば客観的に測定できる時間であり、ＲＥＭ添加後もこの均一混合時間τ以上の時間にわたり、溶鋼の攪拌を行っていた。このため、均一混合時間τ自体を短縮するための提案が従来からなされている。
【００１３】
例えば特許文献２には、ボトムバブリングによる攪拌が行われる溶鋼の表面から合金成分を添加する場合に、ガス吹き込み位置を挟んだ複数位置から添加を行うことにより、均一混合時間τを短縮する方法が開示されている。
【００１４】
さらに、特許文献３には、取鍋内に攪拌用ガスを吹き込むノズル位置や、浸漬管の径を所定の数式を満たすように設定することによって、均一混合時間τを短縮する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−２４２５号公報
【特許文献２】特開平７−１４５４２１号公報
【特許文献３】特開２０００−２０４４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１により開示された発明によれば、確かに、アルミナクラスターが少ない鋼材を提供できる。
【００１７】
近年、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減することへの要請は、鋼材の需要家の生産性向上のための無欠陥指向や加工特性の向上の要求の高まりにより、従来に増して一段と高まっており、アルミナクラスターによる介在物欠陥をより一層低減することが強く求められている。
【００１８】
このため、製鋼工程での溶鋼の徹底的な清浄化や、鋳片の重手入れ化といった様々な対策が行われてはいるものの、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、現在要求される程度まで十分に低減することは、実現できていない。
【００１９】
さらに、ＲＥＭを添加した溶鋼を均一混合時間τ以上攪拌した場合の溶鋼中のＲＥＭの歩留まりは３０％程度に過ぎない。これは、添加したＲＥＭが攪拌中にスラグ中のＦｅＯ、ＭｇＯ等により酸化され消費されてしまうためであり、アルミナクラスターの防止という本来の機能を発揮させるためには過剰量のＲＥＭが必要になる。
【００２０】
また、大型の溶鋼鍋の均一混合時間τは６０秒間を超えるため、ＲＥＭ添加後にこの均一混合時間τを確保するためにはかなり長い処理時間を要する。このため、その間に溶鋼の温度が低下したり、耐火物の溶損が進行したり、攪拌用ユーティリティのコストが嵩むなどの種々の問題を生じていた。
【００２１】
このため、特許文献２、３により開示された技術に関わらず、従来はこの均一混合時間τよりも長時間にわたり溶鋼の攪拌を行っていた。
【００２２】
本発明は、従来の技術が有するこの課題に鑑みてなされたものであり、アルミナクラスターによる介在物欠陥を現在要求される程度まで十分に低減しながら、かつ添加されたＲＥＭの歩留まりを向上させ、また処理時間を短縮し、しかも溶鋼中のＲＥＭ濃度を従来と同様に均一化しながら、鋼を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明者らが特許文献１により開示したように、低融点酸化物であるＦｅＯは、Ａｌにより脱酸された平衡状態の溶鋼中には本来存在しない。しかし、１６００℃程度の溶鋼（Ｏ濃度：６〜８ｐｐｍ程度）の一部に、Ｏ濃度が０．２質量％程度の溶鋼が非平衡に存在すると、Ａｌ２Ｏ３と液体のＦｅＯとが同時に生成し、液体のＦｅＯがＡｌ２Ｏ３同士の間にバインダーとして介在することにより、アルミナクラスターが発生する。
【００２４】
本発明者らは、アルミナクラスターのこの発生機構に基づき、アルミナクラスターの発生防止手段を鋭意検討した結果、以下に列記の知見（Ａ）〜（Ｇ）が得られた。
【００２５】
（Ａ）３４０ＢＨ／ＨｉＭｎ−ＳＵＬＣの製鋼工程でＭｎ濃度の調整のためにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後に投入されるＭｅＭｎ（「金属Ｍｎ」を意味する。なお、本明細書では、以下成分濃度の調整用合金における「金属」を同様に「Ｍｅ」と表現する。）は、例えば０．５質量％程度と極微量ではあるものの、Ｏを含有する。Ｏを含有するＭｅＭｎが溶鋼に持ち込む全Ｏ量は例えば１５ｐｐｍ以上になる。
【００２６】
このため、従来のようにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後にＭｅＭｎを投入すると、ＭｅＭｎからの持込みＯにより、溶鋼は局所的に酸素汚染され、これにより、液体状態のＦｅＯがＡｌ２Ｏ３と同時に生成し、生成したＦｅＯがＡｌ２Ｏ３同士のバインダーになってアルミナクラスターが発生する。
【００２７】
（Ｂ）３４０ＢＨ／ＨｉＭｎ−ＳＵＬＣのように、ＭｅＭｎの投入量が多い鋼種、すなわち持込み酸素量が１５ｐｐｍ以上と多い鋼種では、ＭｅＭｎを、従来のようにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後の溶鋼に投入するのではなくて、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸前の溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上である溶鋼に投入するとともにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後の溶鋼に投入することにより、液体状態のＦｅＯがＡｌ２Ｏ３と同時に生成することを阻止してアルミナクラスターの生成を抑制できるため、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減できる。
【００２８】
（Ｃ）脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下にすることにより、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減できる。
【００２９】
（Ｄ）ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前に投入されるＭｅＭｎから溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量と、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸後に投入されるＭｅＭｎから溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量との比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）を２以上に高めることにより、アルミナクラスターによる介在物欠陥を低減できる。
【００３０】
（Ｅ）ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸前にＭｅＭｎを投入することにより、Ｍｎの投入歩留まりは若干低下するものの、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、現在要求される品質レベルまで十分に低減できるため、最終製品である鋼材の生産性や品質を顕著に向上でき、鋼材の製造コストを大幅に抑制することが可能になる。
【００３１】
（Ｆ）溶鋼の成分調整用合金としては、ＭｅＭｎ以外に、ＭｅＴｉ、ＭｅＣｕ、ＭｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＰ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳ、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、ＦｅＢおよびＦｅＮｂ等があり、これらの成分調整用合金もＯを含有する。このため、これらの成分調整用合金を、上記（Ｂ）に記載したようにＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸の前後に投入することにより、アルミナクラスターの発生を防ぐことができる。
【００３２】
（Ｇ）溶鋼中に添加するＲＥＭあるいはＲＥＭ合金（Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ）の比重はそれぞれ６.７、６．０であってＡｌの２．７やＳの２．３よりもはるかに重く、溶鋼の比重に近いため、比重の小さいＳとは攪拌中の挙動が異なる。
【００３３】
本発明は、これらの知見（Ａ）〜（Ｇ）に基づくものであり、以下に列記の通りである。
（１）転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸し、Ａｌキルド鋼またはＡｌ-Ｓｉキルド鋼を製造する方法であって、
酸素を含有する成分調整用合金を、前記取鍋への出鋼中または出鋼後であって、前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の前の溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上の溶鋼に投入するとともに前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の後の溶鋼に投入し、
前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の前に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量（ｐｐｍ）と、前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉによる脱酸の後に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量（ｐｐｍ）との比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）を２以上とし、
前記脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下とし、
脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量の合計を１５ｐｐｍ以上とするとともに、
前記Ａｌまたは前記Ａｌ−Ｓｉにより脱酸され、その後に前記成分調整用合金を投入された溶鋼に、１種以上のＲＥＭを添加し、前記ＲＥＭが添加された溶鋼を、均一混合時間の０.１０〜０.９倍の時間、攪拌する、鋼の製造方法。
【００３４】
（２）前記成分調整用合金は、ＭｅＭｎ、ＭｅＴｉ、ＭｅＣｕ、ＭｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＰ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳ、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、ＦｅＢ、およびＦｅＮｂから選択される１種以上である、上記（１）に記載の鋼の製造方法。
【００３５】
（３）前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ-Ｓｉキルド鋼の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０００５〜１．５％、
Ｓｉ：０．００５〜１．２％、
Ｍｎ：０．０５〜３．０％、
Ｐ：０．００１〜０．２％、
Ｓ：０．０００１〜０．０５％、
Ｔ．Ａｌ：０．００５〜１．５％、
Ｃｕ：０〜１．５％、
Ｎｉ：０〜１０．０％、
Ｃｒ：０〜１０．０％、
Ｍｏ：０〜１．５％、
Ｎｂ：０〜０．１％、
Ｖ：０〜０．３％、
Ｔｉ：０〜０．２５％、
Ｂ：０〜０．００５％、
ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ、
Ｔ．Ｏ：５〜５０ｐｐｍ、
残部がＦｅおよび不純物である、上記（１）または（２）に記載の鋼の製造方法。
【００３６】
（４）前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ-Ｓｉキルド鋼の前記化学組成が、質量％で、
Ｃｕ：０．１〜１．５％、
Ｎｉ：０．１〜１０．０％、
Ｃｒ：０．１〜１０．０％、および
Ｍｏ：０．０５〜１．５％、
から選択される１種以上を含有する、上記（３）に記載の鋼の製造方法。
【００３７】
（５）前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ−Ｓｉキルド鋼の前記化学組成が、質量％で、
Ｎｂ：０．００５〜０．１％、
Ｖ：０．００５〜０．３％、および
Ｔｉ：０．００１〜０．２５％、
から選択される１種以上を含有する、上記（３）または（４）に記載の鋼の製造方法。
【００３８】
（６）前記Ａｌキルド鋼または前記Ａｌ−Ｓｉキルド鋼の前記化学組成が、質量％で、
Ｂ：０．０００５〜０．００５％、
を含有する、上記（３）〜（５）のいずれかに記載の鋼の製造方法。
【００３９】
（７）溶鋼中に添加されたＳをトレーサーとして、前記トレーサーが平衡濃度の±５％に達した時間を前記均一混合時間とする、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の鋼の製造方法。
【００４０】
（８）溶鋼の攪拌を、ＣＡＳ法、ＲＨ真空脱ガス法、ボトムバブリングのいずれかの方法によって行う、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の鋼の製造方法。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、酸素を含有する成分調整用合金をＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後の溶鋼に投入することに起因した、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯの同時発生、およびアルミナクラスターの発生を防ぐことができる。
【００４２】
このため、本発明によれば、Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼からなる最終製品における表面疵や内部欠陥の原因となる粗大なアルミナクラスターの発生を、現在要求される程度まで十分に低減しながら、溶鋼を製造できるようになる。
【００４３】
さらに、本発明により、添加されたＲＥＭの歩留まりを向上でき、また処理時間を短縮でき、しかも溶鋼中のＲＥＭ濃度を従来と同様に均一化しながら、鋼を製造できるようになる。
【００４４】
本発明によれば、従来用いられていた均一混合時間τの０.１０〜０.９倍という短時間で溶鋼を攪拌すればよい。このため、添加されたＲＥＭがスラグと反応して酸化される可能性が減少し、ＲＥＭの歩留まりを４０〜６０％程度にまで高めることができる。このため同一効果を発揮させるために添加すべきＲＥＭの量を低減できる。
【００４５】
さらに、本発明によれば、当然ながら処理時間の短縮化が可能となり、溶鋼の温度が低下したり、耐火物の溶損が進行したり、攪拌用ユーティリティのコストが嵩むなどの従来技術の課題を解消することができる。しかも、このように攪拌時間を短縮したにもかかわらず、溶鋼中のＲＥＭ濃度は従来と同様に平衡濃度に達しており、十分な均一化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、継続攪拌した場合の攪拌時間と濃度との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、途中で攪拌をやめた場合の攪拌時間と濃度の関係を示すグラフである。
【図４】図４は、攪拌時間によるＲＥＭ歩留まりの変化を示すグラフである。
【図５】図５は、攪拌時間によるＲＥＭ濃度が均一になるまでの時間の変化を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例における脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明を説明する。以降の説明において化学組成または濃度に関する「％」は特に断りがない限り「質量％」を意味する。
【００４８】
１．本発明の概要
本発明では、基本的に、転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸し、Ａｌキルド鋼またはＡｌ-Ｓｉキルド鋼を製造する。
【００４９】
この際に、酸素を含有する成分調整用合金を、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸の前の溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上の溶鋼に投入するとともに、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸の後の溶鋼に投入する。なお、溶鋼の溶存酸素量は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
さらに、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸の後の溶鋼に成分調整用合金を投入し、その後にＲＥＭを添加した後に、均一混合時間τの０.１０〜０.９倍の時間だけ攪拌する。
【００５１】
ここで、ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称である。これらの１７元素のうちの１種以上を鋼材に含有することができ、ＲＥＭ含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
【００５２】
本発明では、成分調整用合金とＲＥＭは、例えば、以下に示す投入順序で溶鋼に投入される。
（i）転炉  未脱酸溶鋼（成分調整用合金、ＲＥＭのいずれも未投入）
（ii）転炉またはＲＨ真空脱ガス装置（脱酸前成分調整用合金投入）
（iii）ＲＨ真空脱ガス装置（ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸→脱酸後成分調整用合金投入→ＲＥＭ投入）
【００５３】
本発明では、このようにして、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯの同時発生、およびアルミナクラスターの発生を防ぐことができ、これにより、アルミナクラスターに起因した介在物欠陥の発生を、現在要求される程度まで十分に低減できる。
【００５４】
さらに、本発明によれば、添加されたＲＥＭの歩留まりを向上でき、また処理時間を短縮でき、しかも溶鋼中のＲＥＭ濃度を従来と同様に均一化しながら、鋼を製造できるようになる。
【００５５】
２．成分調整用合金
本発明では、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、かつＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前および脱酸後に、酸素を含有する成分調整用合金を溶鋼に投入する。すなわち、酸素を含有する成分調整用合金の溶鋼への投入タイミングを、従来のＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸後だけではなく、取鍋への出鋼中または出鋼後であってＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前および脱酸後に変更する。
【００５６】
本発明では、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前に投入される成分調整用合金から、溶存酸素量が５０ｐｐｍ以上の溶鋼に持ち込まれる脱酸前持込み酸素量（ｐｐｍ）と、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸後に投入される成分調整用合金から溶鋼に持ち込まれる脱酸後持込み酸素量（ｐｐｍ）との比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）を２以上にする。また、前記比率は、好ましくは、２．５以上、１３０以下である。
【００５７】
なお、持込み酸素量（脱酸前持込み酸素量、脱酸後持込み酸素量）は、各成分調整用合金からの持込み酸素量（質量ｐｐｍ）を、成分調整用合金投入量（ｋｇ）×当該成分調整用合金中酸素濃度（％）／１００／溶鋼量（ｋｇ）×１０６により求め、全ての成分調整用合金からの持込み酸素量を合計して求めることができる。さらに、本発明では、脱酸後持込み酸素量を１０ｐｐｍ以下にし、好ましくは、０．２ｐｐｍ以上、５ｐｐｍ以下とする。
【００５８】
これにより、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯが溶鋼中で同時に発生することを防止でき、アルミナクラスターの発生を防ぐことができる。このため、アルミナクラスターによる介在物欠陥を、現在要求される品質レベルまで十分に低減しながら、溶鋼を製造することができる。
【００５９】
本発明では、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との合計を１５ｐｐｍ以上とする。脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との合計の持込み酸素量が１５ｐｐｍ未満であると、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯが少量しか発生せず、酸素を含有する成分調整用合金を溶鋼に投入することの弊害が発生しないからである。なお、合計の持込み酸素量は、好ましくは、１７０ｐｐｍ以下である。
【００６０】
成分調整用合金の溶鋼への投入タイミングは、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、かつＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前および脱酸後であれば、特に制限されない。しかし、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸よりできるだけ前のタイミング、例えば取鍋への出鋼直後で投入すれば、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前に一旦生成した液体ＦｅＯが確実に溶鋼中に溶解することになるために、好ましい。
【００６１】
酸素を含有する成分調整用合金としては、ＭｅＭｎ、ＭｅＴｉ、ＭｅＣｕ、ＭｅＮｉ、ＦｅＭｎ、ＦｅＰ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳ、ＦｅＳｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、ＦｅＢ、およびＦｅＮｂから選択される１種以上が例示される。
【００６２】
各成分調整用合金の酸素濃度としては、ＭｅＭｎ：０．５％程度、ＭｅＴｉ：０．２％程度、ＭｅＣｕ：０．０４％程度、ＭｅＮｉ：０．００２％程度、ＦｅＭｎ：０．４％程度、ＦｅＰ：１．５％程度、ＦｅＴｉ：１．３％程度、ＦｅＳ：６．５％程度、ＦｅＳｉ：０．４％程度、ＦｅＣｒ：０．１％程度、ＦｅＭｏ：０．０１％程度、ＦｅＢ：０．４％程度、ＦｅＮｂ：０．０３％程度が例示される。
【００６３】
３．ＲＥＭ添加およびその後の攪拌時間
図１は、溶鋼鍋１中の溶鋼２をＲＨ（真空脱ガス設備）３により攪拌処理している状態を示す図である。溶鋼２は、前工程においてＡｌ脱酸またはＡｌ-Ｓｉ脱酸されている。１種以上のＲＥＭ４が、ＲＨ３の内部において溶鋼２の表面から添加されている。なお、本発明におけるＲＥＭとは、上述したように、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称を意味する。
【００６４】
本発明では、ＲＥＭ４を添加した後の攪拌時間は、均一混合時間τの０.１０〜０.９倍の短時間とする。前述したようにこの均一混合時間τは、溶鋼中に添加したＳをトレーサーとして、トレーサーの濃度が平衡濃度の±５％に達した時間として定義されるものである。
【００６５】
本発明において攪拌時間を均一混合時間τの０.１０〜０.９倍としたのは、これよりも短いと攪拌が不十分となって溶鋼中のＲＥＭ濃度が不均一になり、逆にこれよりも長いとスラグ５との反応が進行して従来と同様の問題を生ずるためである。上記の攪拌が終了した後、溶鋼鍋１は静置される。攪拌時間は、均一混合時間τの０．２０倍以上、０．８倍以下であることが好ましい。
【００６６】
図２は、横軸に攪拌時間／均一混合時間τを取り、縦軸に濃度／平衡濃度の値を取ったグラフである。この場合には、均一混合時間τの１．５倍に達するまで攪拌を継続した。図２のグラフに示されるように、通常トレーサーとして用いられるＳは攪拌時間が均一混合時間τに達したときに平衡濃度に達する。しかし、ＲＥＭはＳよりもかなり早期に、平衡濃度に近付いている。
【００６７】
図３は、添加後に均一混合時間τの０.１０倍の時間だけ攪拌を行い、その後は静置した場合のグラフであり、横軸、縦軸はともに図２のグラフと同じである。このグラフから、攪拌時間が短いとＳは平衡濃度に達しないが、ＲＥＭは急速に平衡濃度に達することが分かる。
【００６８】
このように、通常トレーサーとして用いられるＳに比較してＲＥＭが溶鋼中に均一分散し易いのは、ＲＥＭあるいはＲＥＭ合金（Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ）の比重はそれぞれ６.７、６．０であってＳの２．３よりもはるかに重く、溶鋼の比重に近いためと考えられる。
【００６９】
すなわち、ＲＥＭは、上方投入の慣性力により溶鋼中に深く入った後、鍋溶鋼の攪拌処理後も慣性対流に乗って緩やかに鍋全体に広がるためと推定される。したがって、ＲＥＭは、攪拌工程において均一混合時間τ以上にわたり攪拌しなくても、その後、溶鋼鍋内で十分に均一化できる。
【００７０】
図４は、横軸に攪拌時間／均一混合時間τを取り、縦軸にＲＥＭの歩留まりを取ったグラフである。図４のグラフに示されるように、攪拌時間が長くなると次第にＲＥＭ歩留まりが低下し、従来にように均一混合時間τ以上の攪拌を行うとＲＥＭ歩留まりは３０％程度にまで低下する。
【００７１】
しかし、本発明のように、攪拌時間／均一混合時間τの値を０.１０〜０.９とすれば、ＲＥＭ歩留まりを４０〜６０％程度に高めることができる。このため、本発明によれば、従来よりもＲＥＭの添加量を減少させることができる。
【００７２】
図５は、横軸に攪拌時間／均一混合時間τを取り、縦軸にＲＥＭ濃度が均一になるまでに要する時間／均一混合時間τを取ったグラフである。このグラフに示されるように、攪拌時間を均一混合時間τと等しくしたときに、溶鋼中のＲＥＭ濃度が均一になるまでに要する時間が最小になる。
【００７３】
これに対して、本発明のように攪拌時間／均一混合時間τの値を０.１０〜０.９とした場合には、溶鋼中のＲＥＭ濃度が均一になるまでに要する時間は３〜９倍になる。このことは、攪拌自体は短時間でよいものの、その後の静置時間を長く取る必要を示している。しかし、溶鋼は攪拌の後工程で十分な時間静置できるので、この点は実用上問題にならない。
【００７４】
以上に示したとおり、攪拌時間は、ＲＥＭ歩留まり、溶鋼の温度低下の防止、耐火物の溶損防止、攪拌用ユーティリティのコスト低減などの観点からは短い方が好ましく、溶鋼中のＲＥＭ濃度を早く均一化するためには長い方が好ましい。これらを総合的に考慮して、本発明では均一混合時間τの０.１０〜０.９倍の時間だけ攪拌することとした。
【００７５】
なお、溶鋼の攪拌方法はこの実施形態に示したＲＨ（真空脱ガス装置）以外に、ＣＡＳ法（成分微調整設備）やボトムバブリング（炉底部からのガス吹込み）などの方法を採用することができる。
【００７６】
ＲＥＭは、Ｃｅ、Ｌａ等の純金属、ＲＥＭ金属の合金または他金属との合金のいずれでもよい。ＲＥＭの形状は、塊状、粒状、またはワイヤー等であってもよい。ＲＥＭ添加量は極微量であるので、溶鋼中ＲＥＭ濃度を均一にするため、上述のように、ＲＨ真空脱ガス槽内での還流溶鋼中への添加や取鍋添加後のＡｒガス等での攪拌が望ましい。また、タンディッシュ、鋳型内溶鋼へＲＥＭを添加することもできる。
【００７７】
４．Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼の化学組成
本発明により製造されるＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．０００５〜１．５％、Ｓｉ：０．００５〜１．２％、Ｍｎ：０．０５〜３．０％、Ｐ：０．００１〜０．２％、Ｓ：０．０００１〜０．０５％、Ｔ．Ａｌ：０．００５〜１．５％、Ｃｕ：０〜１．５％、Ｎｉ：０〜１０．０％、Ｃｒ：０〜１０．０％、Ｍｏ：０〜１．５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．３％、Ｔｉ：０〜０．２５％、Ｂ：０〜０．００５％、ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ、Ｔ．Ｏ：５〜５０ｐｐｍ、残部がＦｅおよび不純物である化学組成を有する炭素鋼または合金鋼であることが好ましい。鋼に必要な加工を加えることにより、薄板、厚板、鋼管、形鋼、棒鋼等へ適用できる。この範囲が好ましい理由は以下の通りである。
【００７８】
Ｃ：０．０００５〜１．５％
Ｃは、鋼の強度を最も安定して向上させる基本的な元素である。Ｃ含有量は、鋼の強度あるいは硬度の確保のためには好ましくは０．０００５％以上である。しかし、Ｃ含有量が１．５％を超えると靭性が損なわれる。このため、Ｃ含有量は、所望する材料の強度に応じて好ましくは０．０００５〜１．５％の範囲で調整する。
【００７９】
Ｓｉ：０．００５〜１．２％
Ｓｉ含有量が０．００５％未満であると溶銑予備処理を行う必要が生じ、精錬に大きな負担をかけ経済性が損なわれる。一方、Ｓｉ含有量が１．２％を超えるとメッキ不良が発生し、鋼の表面性状や耐食性が劣化する。このため、Ｓｉ含有量は好ましくは０．００５〜１．２％である。
【００８０】
Ｍｎ：０．０５〜３．０％
Ｍｎ含有量が０．０５％未満であると、精錬時間が長くなって経済性が損なわれる。一方、Ｍｎ含有量が３．０％を超えると鋼の加工性が大きく劣化する。このため、Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０５〜３．０％である。
【００８１】
Ｐ：０．００１〜０．２％
Ｐ含有量が０．００１％未満であると溶銑予備処理の時間およびコストが増加し経済性が損なわれる。一方、Ｐ含有量が０．２％を超えると鋼の加工性が大きく劣化する。このため、Ｐ含有量は好ましくは０．００１〜０．２％である。
【００８２】
Ｓ：０．０００１〜０．０５％
Ｓ含有量が０．０００１％未満であると、溶銑予備処理の時間およびコストがかかり経済性が損なわれる。一方、Ｓ含有量が０．０５％を超えると、鋼の加工性および耐食性が大きく劣化する。このため、Ｓ含有量は好ましくは０．０００１〜０．０５％である。
【００８３】
Ｔ．Ａｌ：０．００５〜１．５％
本発明では、Ａｌ含有量について材質に影響する固溶Ａｌ（ｓｏｌ．Ａｌ）量と、介在物であるＡｌ２Ｏ３に由来するＡｌ（ｉｎｓｏｌ．Ａｌ）量の合計量である、Ａｌ量をＴ．Ａｌ（Ｔｏｔａｌ．Ａｌ）として規定する。換言すれば、Ｔ．Ａｌ＝ｓｏｌ．Ａｌ＋ｉｎｓｏｌ．Ａｌを意味する。
【００８４】
Ｔ．Ａｌ含有量が０．００５％未満であるとＡｌＮとしてＮをトラップし、固溶Ｎを減少させることができない。一方、Ｔ．Ａｌ含有量が１．５％を超えると表面性状と加工性が劣化する。このため、Ｔ．Ａｌ含有量は好ましくは０．００５〜１．５％である。
【００８５】
上記の例示鋼においては、以上が必須元素であるが、本発明では、これらの他にそれぞれの用途に応じて、任意元素として、（i）Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏから選択される１種以上、（ii）Ｎｂ、ＶおよびＴｉから選択される１種以上、および（iii）Ｂ、を含有してもよい。
【００８６】
Ｃｕ：０〜１．５％、Ｎｉ：０〜１０．０％、Ｃｒ：０〜１０．０％およびＭｏ：０〜１．５％から選択される１種以上
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは、いずれも、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、前記元素から選択される１種以上を必要に応じて含有させてもよい。
【００８７】
しかし、ＣｕおよびＭｏは１．５％を超えて、ＮｉおよびＣｒは１０.０％を超えて、それぞれ含有すると、鋼の靭性および加工性が損なわれる。このため、好ましくはＣｕ：１．５％以下、Ｎｉ：１０．０％以下、Ｃｒ：１０．０％以下、Ｍｏ：１．５％以下である。
【００８８】
鋼の焼入れ性の向上効果を確実に得るためには、Ｃｕ含有量、Ｎｉ含有量およびＣｒ含有量は、それぞれ、好ましくは０．１％以上であり、また、Ｍｏ含有量は好ましくは０．０５％以上である。
【００８９】
Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．３％およびＴｉ：０〜０．２５％から選択される１種以上
Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉは、いずれも、析出強化により鋼の強度を向上させる元素であり、必要に応じて１種以上を含有させてもよい。
【００９０】
しかし、Ｎｂは０．１％を超えて、Ｖは０．３％を超えて、Ｔｉは０．２５％を超えて、それぞれ含有すると、鋼の靭性が損なわれる。このため、好ましくはＮｂ：０．１％以下、Ｖ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２５％以下である。鋼の強度を向上する効果を確実に得るためには、Ｎｂ含有量およびＶ含有量はそれぞれ好ましくは０．００５％以上であり、Ｔｉ含有量は好ましくは０．００１％以上である。
【００９１】
Ｂ：０〜０．００５％
Ｂは、鋼の焼入れ性を向上させ、強度を高める元素である。しかし、０．００５％を超えて含有するとＢの析出物を増加させ、鋼の靭性を損なうおそれがある。このため、Ｂ含有量は好ましくは０．００５％以下である。鋼の焼入れ性の向上効果を確実に得るためには、Ｂ含有量は好ましくは０．０００５％以上である。
【００９２】
ＲＥＭ：０．１〜２０ｐｐｍ
Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼のＲＥＭ含有量が０．１ｐｐｍ未満であると、アルミナ粒子のクラスター化の防止効果が得られない。一方、ＲＥＭ含有量が２０ｐｐｍ超であると、ＲＥＭ酸化物とＡｌ２Ｏ３の複合酸化物からなる粗大クラスターが生成する恐れがある。また、スラグとの反応によって複合酸化物が多量に生成するため、溶鋼清浄性が悪化し、タンディッシュの浸漬ノズルを閉塞させる可能性がある。このため、ＲＥＭ含有量は好ましくは０．１〜２０ｐｐｍとする。ＲＥＭ含有量は１５ｐｐｍ以下であるのよりが好ましい。
【００９３】
Ｔ．Ｏ：５〜５０ｐｐｍ
本発明では、Ｏ含有量について材質に影響する固溶Ｏ（ｓｏｌ．Ｏ）量と、介在物に存在するＯ（ｉｎｓｏｌ．Ｏ）量の合計量である、Ｏ量をＴ．Ｏ（Ｔｏｔａｌ．Ｏ）として規定する。Ａｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼のＴ．Ｏが５ｐｐｍ未満では二次精錬、例えば真空脱ガス装置での処理時間が大幅に増大するため、コストがかかり経済性も損ねる。一方、Ｔ．Ｏが５０ｐｐｍ超であると、アルミナ粒子の衝突頻度が増加して、クラスターが粗大化する場合があるためである。また、アルミナの改質に必要なＲＥＭおよびＭｇの添加量を増大するため、コストがかかり経済性も損ねる。このため、Ｔ．Ｏは好ましくは５〜５０ｐｐｍとする。
【００９４】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００９５】
２７０トンの転炉で溶製された未脱酸の溶鋼を、取鍋に出鋼した後、出鋼された溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス装置においてＡｌまたはＡｌ−Ｓｉにより脱酸することによってＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼を溶製した。
【００９６】
この際、取鍋への出鋼中または出鋼後であって、かつＡｌまたはＡｌ−Ｓｉによる脱酸前の溶存酸素量を有する溶鋼、および脱酸後の溶鋼に、酸素を含有する成分調整用合金を投入した。表１に投入した成分調整用合金の合金濃度および酸素濃度を示す。
【００９７】
【表１】
2020002410.tif 000003
【００９８】
表２〜４に、合金投入条件（溶存酸素量，投入タイミング（未脱酸時の出鋼開始からの経過時間））、投入合金種（脱酸前、脱酸後）、持込み酸素量（脱酸前持込み酸素量、脱酸後持込み酸素量）、比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との合計）を示す。また、図６に、脱酸前持込み酸素量と脱酸後持込み酸素量との関係をグラフで示す。
【００９９】
【表２】
2020002410.tif 000004
【０１００】
【表３】
2020002410.tif 000005
【０１０１】
【表４】
2020002410.tif 000006
【０１０２】
表２〜４における「合金投入条件」は、脱酸前と脱酸後の比較で持ち込み酸素量が多い方の投入条件を示す。
【０１０３】
表２〜４における持込み酸素量（脱酸前持込み酸素量、脱酸後持込み酸素量）は、各成分調整用合金からの持込み酸素量（質量ｐｐｍ）を、成分調整用合金投入量（ｋｇ）×当該成分調整用合金中酸素濃度（％）／１００／溶鋼量（ｋｇ）×１０６により求め、全ての成分調整用合金からの持込み酸素量を合計して求めた。
【０１０４】
さらに、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸後であって成分調整用合金を投入した後に、ＲＥＭを添加した。「ＲＥＭ」は、Ｃｅ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄといった各ＲＥＭ元素の合計含有量を示す。また、ＲＥＭはＣｅ、Ｌａ、ミッシュメタル（４５％Ｃｅ−３５％Ｌａ−６％Ｐｒ−９％Ｎｄ）、あるいはミッシュメタル、Ｓｉ、およびＦｅの合金（Ｆｅ−３０％Ｓｉ―３０％ＲＥＭ合金）として添加した。その結果を、後述する表５〜７に併せて示す。また、ＲＥＭ投入後の攪拌時間／均一混合時間τは表５〜７に示す通りとした。
【０１０５】
溶製されたＡｌキルド鋼またはＡｌ−Ｓｉキルド鋼の溶鋼を垂直曲げ型連続鋳造機により連続鋳造し、連続鋳造鋳片を製造した。その後、連続鋳造鋳片に、（ａ）熱間圧延および酸洗を行って、表５〜７に示す化学組成を有する厚板を製造し、（ｂ）熱間圧延、酸洗および冷間圧延を行って、表５〜７に示す化学組成を有する薄板を製造し、または（ｃ）熱間圧延および酸洗を行って製造した厚板を素材として、表５〜７に示す化学組成を有する溶接鋼管を製造した。熱間圧延後の板厚は２〜１００ｍｍとし、冷間圧延後の板厚は０．２〜１．８ｍｍとした。
【０１０６】
鋳片から採取したサンプルの最大クラスター径、クラスター個数、欠陥発生率およびノズル閉塞状況等を、表５〜７に示す。
【０１０７】
【表５】
2020002410.tif 000007
【０１０８】
【表６】
2020002410.tif 000008
【０１０９】
【表７】
2020002410.tif 000009
【０１１０】
表５〜７における「最大クラスター径」は、質量１ｋｇの鋳片からスライム電極抽出（最小メッシュ２０μｍを使用）した介在物を実体顕微鏡で写真撮影（４０倍）し、写真撮影した介在物の長径と短径の平均値を全ての介在物で求めてその平均値の最大値を最大介在物径とすることにより、測定した。
【０１１１】
表５〜７における「クラスター個数」は、質量１ｋｇの鋳片からスライム電解抽出（最小メッシュ２０μｍを使用）した介在物であり、光学顕微鏡（１００倍）で観察した２０μｍ以上の全ての介在物の個数を１ｋｇ単位個数に換算することにより、測定した。
【０１１２】
表５〜７における「欠陥発生率」は、薄板の場合には、板表面でのスリバー疵発生率（＝スリバー疵総長／コイル長×１００，％）であり、厚板の場合には、製品板でのＵＳＴ欠陥発生率あるいはセパレーション発生率（＝欠陥発生板数／検査総板数×１００，％）であり、鋼管の場合には、油井管溶接部でのＵＳＴ欠陥発生率（＝欠陥発生管数／検査総管数×１００，％）である。
【０１１３】
厚板の場合には、シャルピー試験後の破面観察でセパレーションの発生の有無を確認した。なお、表５〜７における厚板材の欠陥発生率では、欠陥がＵＳＴ欠陥のときにはＵＳＴと記載し、セパレーション欠陥のときにはＳＰＲと記載した。
【０１１４】
表５〜７における「衝撃吸収エネルギー」は、−２０℃での圧延方向における幅が１０ｍｍのＶノッチシャルピー衝撃試験値であり、試験片５本の平均値である。
【０１１５】
表５〜７における「板厚方向絞り値」は、室温における製品板の板厚方向絞り値（＝引張り試験後の破断部分の断面積／試験前の試験片断面積×１００，％）である。表２〜４における「Ｔ．Ａｌ」および「Ｔ．Ｏ」はそれぞれ「トータルＡｌ」および「トータルＯ」を示す。
【０１１６】
さらに、表５〜７における「ノズル閉塞状況」は、鋳造後に浸漬ノズルの内壁における介在物の付着厚みを測定することにより評価した。円周方向１０点の平均値からノズル閉塞状況を、○：付着厚さ１ｍｍ未満、△：付着厚さ１〜３ｍｍ、×：付着厚さ３ｍｍ超とレベル分けした。。
【０１１７】
表５におけるＮｏ．Ａ１〜Ａ３１は、本発明の範囲を全て満足する本発明例であり、表６におけるＮｏ．Ｂ１〜Ｂ１６は、比率（脱酸前持込み酸素量／脱酸後持込み酸素量）が本発明の範囲を満足しない比較例であり、表７におけるＮｏ．Ｃ１〜Ｃ１４は、攪拌時間：均一混合時間τの０.１〜０.９倍を満足しない比較例である。
【０１１８】
表５〜７に示すように、本発明例によれば、酸素を含有する成分調整用合金をＡｌ脱酸後のＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ脱酸鋼に投入することに起因した、Ａｌ２Ｏ３および液体のＦｅＯの同時発生、およびアルミナクラスターの発生を防ぐことができ、これにより、アルミナクラスターに起因した介在物欠陥の発生を、現在要求される程度まで十分に低減しながら、溶鋼を製造でき、最終製品である鋼における粗大アルミナクラスターに起因する表面疵や内部欠陥を低減できる。
【符号の説明】
【０１１９】
１  溶鋼鍋
２  溶鋼
３  ＲＨ（真空脱ガス装置）
４  ＲＥＭ
５  スラグ
【図１】
2020002410.tif 000010
【図２】
2020002410.tif 000011
【図３】
2020002410.tif 000012
【図４】
2020002410.tif 000013
【図５】
2020002410.tif 000014
【図６】
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