(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：３．０〜３．５質量％、Ｓ：０．００２０質量％以下、Ｔｉ：０．００２０質量％以下、Ａｌ：０．０２２０〜０．０２７０質量％である高Ｓｉ鋼の溶製方法であって、転炉で脱炭精錬された後の溶鋼の転炉から取鍋への出鋼時に、取鍋内の溶鋼にＳｉ源を添加するとともにＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源を添加し、その後の真空脱ガス設備での二次精錬後の取鍋内スラグの組成が、下記の（１）式、（２）式及び（３）式を満足する範囲内になるように制御することを特徴とする、Ｓ及びＴｉ含有量の少ない高Ｓｉ鋼の溶製方法。
1.0 ≦(スラグ塩基度)≦2.0 …(1)
(質量%TiO2)≦0.2/(スラグ塩基度) …(2)
65×(スラグ塩基度)-2.9 ≦(質量%Al2O3)≦180×(スラグ塩基度)-3.4…(3)
但し、（１）式〜（３）式において、スラグ塩基度は、取鍋内スラグのＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）との比（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）、（質量％ＴｉＯ2）は、取鍋内スラグのＴｉＯ2濃度、（質量％Ａｌ2Ｏ3）は、取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度である。
【請求項２】
二次精錬後の取鍋内スラグのＴ．Ｆｅ濃度（質量％）とＭｎＯ濃度（質量％）との合計値が３．０質量％以下となるように制御することを特徴とする、請求項１に記載のＳ及びＴｉ含有量の少ない高Ｓｉ鋼の溶製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓ及びＴｉの含有量の少ない高Ｓｉ鋼の溶製方法に関し、詳しくは、Ｓ濃度が０．００２０質量％以下、Ｔｉ濃度が０．００２０質量％以下で、且つＡｌ濃度が０．０２２０〜０．０２７０質量％の狭い範囲である、３．０質量％以上のＳｉを含有する高Ｓｉ鋼の溶製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、変圧器などに用いられる高磁束密度の高Ｓｉ鋼においては、そのＳ含有量及びＴｉ含有量を０．００２０質量％以下に制御すると同時に、Ａｌ濃度を非常に狭い範囲に制御することが要求されている。
【０００３】
しかしながら、Ｓｉを３．０質量％以上含有する高Ｓｉ鋼においては、転炉での脱炭精錬後にＦｅ−Ｓｉ（フェロシリコン）などの大量のＳｉ源を添加するので、溶鋼中のＳｉと鋼中の酸素（Ｏ）との反応（脱酸反応）や、溶鋼中のＳｉと転炉からの流出スラグ中のＦｅＯやＭｎＯとの反応によってＳｉＯ2が生成され、取鍋内スラグのＳｉＯ2濃度が高くなる。これにより、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）が降下してＣａＯの活量が低下するために、真空脱ガス設備などでの二次精錬において、溶鋼の脱硫が進行しないだけでなく、むしろ、取鍋内スラグに含有されるＳが溶鋼に戻ってくる（これを「復硫」という）ために、低Ｓ鋼の溶製が困難となる。尚、真空脱ガス設備などで行う二次精錬に対して転炉での脱炭精錬は一次精錬と呼ばれている。
【０００４】
また、取鍋内スラグの塩基度が低く、ＳｉＯ2の活量が高い場合、二次精錬時に溶鋼成分の調整のために添加したＡｌがスラグ中のＳｉＯ2により酸化され、溶鋼中のＡｌ濃度が時間とともに低下し、Ａｌ濃度の目標成分範囲が狭い場合には、Ａｌ濃度を目標範囲に制御することが困難となる。一方、脱硫やＡｌの酸化防止のために、ＣａＯを添加して取鍋内スラグの塩基度を高めることが試みられるが、スラグの塩基度が高すぎるとスラグ中のＳｉＯ2の活量が低下し、Ａｌ脱酸によって生成したスラグ中のＡｌ2Ｏ3が溶鋼中のＳｉで還元されて、溶鋼中のＡｌ濃度が時間とともに上昇するという現象が起こる。
【０００５】
更に、取鍋に流出した転炉スラグに由来する取鍋内スラグ中のＴｉＯ2が溶鋼中のＳｉで還元されることから、溶鋼中のＴｉ濃度が時間とともに増加する。目標成分範囲以上のＡｌ濃度及びＴｉ濃度の増加は製品の電磁特性に悪影響を及ぼす。
【０００６】
高Ｓｉ鋼におけるこれらの問題を解決するべく多数の提案がなされている。例えば、特許文献１には、Ｔｉが０．０２０質量％以下、Ａｌが０．０５０質量％以下のＦｅ−ＳｉをＳｉ源として使用するとともに、取鍋内スラグの組成を、Ａｌ2Ｏ3：８質量％以下、ＴｉＯ2：０．５質量％以下、塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）：０．６〜２．０として精錬する方法が提案されている。
【０００７】
また、特許文献２には、Ｔｉが溶鋼中に戻る現象を防止する方法として、転炉出鋼開始後、脱ガス処理終了までの間の取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）を１．２以下に調整して酸化精錬を行い、然る後、融点が、１５００℃以上の高融点フラックスを溶鋼上に添加して、取鍋内スラグを固化させる方法が提案されている。
【０００８】
また更に、特許文献３には、高Ｓｉ鋼のＡｌ濃度を狭い範囲に調整することを目的として、高Ｓｉ含有溶鋼を、ＲＨ真空脱ガス槽でＡｌ源を添加して処理し、Ａｌ濃度を調整するに際して、脱ガス処理前に予め取鍋内スラグのＦｅＯ及びＡｌ2Ｏ3濃度を分析し、その分析値に基づいてＡｌ源の添加歩留りを予測し、その予測した歩留りからＡｌ源の添加量を定めるとともに、該添加量のＡｌ源を脱ガス処理で溶鋼中のＳｉＯ2の浮上を図る浮上処理期間の経過後に溶鋼中に添加する溶製方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−１０７２３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７３７１５号公報
【特許文献３】特開２００２−９７５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の従来技術などによって、高Ｓｉ鋼の製鋼工程での成分制御は容易になってはいるが、３．０質量％以上のＳｉを含有する高Ｓｉ鋼中のＳ及びＴｉの含有量をともに０．００２０質量％以下に制御すると同時に、Ａｌ濃度を非常に狭い範囲に制御する場合には、従来技術だけでは十分とは言えず、未だ開発すべき課題が山積する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Ｓ濃度が０．００２０質量％以下、Ｔｉ濃度が０．００２０質量％以下であり、且つＡｌ濃度が０．０２２０〜０．０２７０質量％の狭い範囲である、３．０質量％以上のＳｉを含有する高Ｓｉ鋼を安定して溶製することのできる溶製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための第１の発明に係るＳ及びＴｉ含有量の少ない高Ｓｉ鋼の溶製方法は、Ｓｉ：３．０〜３．５質量％、Ｓ：０．００２０質量％以下、Ｔｉ：０．００２０質量％以下、Ａｌ：０．０２２０〜０．０２７０質量％である高Ｓｉ鋼の溶製方法であって、転炉で脱炭精錬された後の溶鋼の転炉から取鍋への出鋼時に、取鍋内の溶鋼にＳｉ源を添加するとともにＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源を添加し、その後の真空脱ガス設備での二次精錬後の取鍋内スラグの組成が、下記の（１）式、（２）式及び（３）式を満足する範囲内になるように制御することを特徴とする。
1.0 ≦(スラグ塩基度)≦2.0 …(1)
(質量%TiO2)≦0.2/(スラグ塩基度) …(2)
65×(スラグ塩基度)-2.9 ≦(質量%Al2O3)≦180×(スラグ塩基度)-3.4…(3)
但し、（１）式〜（３）式において、スラグ塩基度は、取鍋内スラグのＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）との比（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）、（質量％ＴｉＯ2）は、取鍋内スラグのＴｉＯ2濃度、（質量％Ａｌ2Ｏ3）は、取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度である。
【００１３】
第２の発明に係るＳ及びＴｉ含有量の少ない高Ｓｉ鋼の溶製方法は、第１の発明において、二次精錬後の取鍋内スラグのＴ．Ｆｅ濃度（質量％）とＭｎＯ濃度（質量％）との合計値が３．０質量％以下となるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、真空脱ガス設備での二次精錬後の取鍋内スラグの組成が、上記の（１）式、（２）式及び（３）式を満足するように、取鍋内にＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源を添加するので、（１）式を満足させることによって溶鋼中Ｓの脱硫が可能となり溶鋼中のＳ濃度を０．００２０質量％以下とすることが達成され、（２）式を満足させることによって取鍋内スラグ中のＴｉＯ2の溶鋼中Ｓｉによる還元が阻止されて溶鋼中のＴｉ濃度を０．００２０質量％以下とすることが達成され、（３）式を満足させることによって溶鋼中のＡｌと取鍋内スラグ中のＳｉＯ2との反応、及び、溶鋼中のＳｉと取鍋内スラグ中のＡｌ2Ｏ3との反応がともに阻止されて溶鋼中のＡｌ濃度を０．０２２０〜０．０２７０質量％の狭い範囲に制御することが達成される。その結果、製品である電磁鋼板の電磁特性を大幅に向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】二次精錬後の溶鋼中Ｔｉ濃度に及ぼす、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）及びＴｉＯ2濃度の影響を示す図である。
【図２】二次精錬後の溶鋼中Ａｌ濃度に及ぼす、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）及びＡｌ2Ｏ3濃度の影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１７】
本発明は、Ｓｉを３．０質量％以上含有する高Ｓｉ鋼中のＳ濃度、Ｔｉ濃度及びＡｌ濃度をそれぞれ所定範囲に制御するためには、取鍋内の溶鋼上に存在する取鍋内スラグの組成を適正範囲に調整し、溶鋼と取鍋内スラグとの反応を制御する必要があるとの知見に基づきなされたものであり、本発明に係るＳ及びＴｉ含有量の少ない高Ｓｉ鋼の溶製方法は、Ｓｉ：３．０〜３．５質量％、Ｓ：０．００２０質量％以下、Ｔｉ：０．００２０質量％以下、Ａｌ：０．０２２０〜０．０２７０質量％である高Ｓｉ鋼の溶製方法であって、転炉で脱炭精錬された後の溶鋼の転炉から取鍋への出鋼時に、取鍋内の溶鋼にＳｉ源を添加するとともにＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源を添加し、その後の真空脱ガス設備での二次精錬後の取鍋内スラグの組成を、下記の（１）式、（２）式及び（３）式を満足する範囲内に制御することを特徴とする。
1.0 ≦(スラグ塩基度)≦2.0 …(1)
(質量%TiO2)≦0.2/(スラグ塩基度) …(2)
65×(スラグ塩基度)-2.9 ≦(質量%Al2O3)≦180×(スラグ塩基度)-3.4…(3)
但し、（１）式〜（３）式において、スラグ塩基度は、取鍋内スラグのＣａＯ濃度（質量％）とＳｉＯ2濃度（質量％）との比（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）、（質量％ＴｉＯ2）は、取鍋内スラグのＴｉＯ2濃度、（質量％Ａｌ2Ｏ3）は、取鍋内スラグのＡｌ2Ｏ3濃度である。
【００１８】
本発明の対象とする高Ｓｉ鋼は、化学成分として、Ｓｉが３．０〜３．５質量％、Ｓが０．００２０質量％以下、Ｔｉが０．００２０質量％以下、Ａｌが０．０２２０〜０．０２７０質量％であることを必須とする。これらの成分を上記範囲に限定する理由は、以下のとおりである。
【００１９】
即ち、Ｓｉは、鋼の比抵抗を高め、鉄損を改善させるために必要な元素であるが、その含有量が３．０質量％未満では十分な効果が得難く、一方、３．５質量％を超えると鋼の加工性が劣化して圧延が困難になる。従って、Ｓｉ量は３．０〜３．５質量％の範囲に限定する必要がある。
【００２０】
Ｓは、磁気特性劣化の主因と考えられる。本発明に従えば、鏡面化材においても効果的にＳの悪影響を排除することができるとはいえ、その含有量が０．００２０質量％を超えると本発明をもってしても磁気特性の劣化が避け難い。従って、Ｓ量の上限は０．００２０質量％に限定する必要がある。
【００２１】
Ｔｉは、電磁特性に悪影響を及ぼす元素であり、その含有量は少ないほど望ましい。従って、Ｔｉ量を０．００２０質量％以下に限定した。
【００２２】
Ａｌは、磁束密度を向上させる有用元素であるが、その含有量が０．０２２０質量％に満たないとその添加効果に乏しく、一方、０．０２７０質量％を超えると二次再結晶粒の発達が抑制され、磁気特性が劣化する。従って、Ａｌ量は０．０２２０〜０．０２７０質量％の範囲に限定する必要がある。
【００２３】
本発明に係る、Ｓｉを３．０質量％以上含有する高Ｓｉ鋼の溶製方法は、先ず、高炉から出銑された溶銑を転炉にて脱炭精錬して溶鋼を得、この溶鋼を転炉から取鍋に出鋼する際に取鍋内の溶鋼にＦｅ−Ｓｉ、金属Ｓｉ、Ｓｉ−ＭｎなどのＳｉ源を添加して溶鋼中のＳｉ濃度を３．０〜３．５質量％の範囲に上昇させ、次いで、ＲＨ真空脱ガス装置などの真空脱ガス設備での真空脱ガス精錬によって溶鋼の清浄性の向上及び成分調整を実施する。この場合、転炉での脱炭精錬を一次精錬、真空脱ガス設備での真空脱ガス精錬を二次精錬と呼んでおり、本発明においては、溶銑を出発原料とし、転炉での一次精錬と真空脱ガス設備での二次精錬との組み合わせにより高Ｓｉ鋼が溶製される。
【００２４】
本発明の対象とする高Ｓｉ鋼は、Ｓ濃度が０．００２０質量％以下と低いので、溶銑段階で脱硫処理を実施する。この脱硫処理は、石灰系脱硫剤を用いた機械攪拌式脱硫装置などで行うことができる。この脱硫処理により、溶銑のＳ濃度を０．００４０質量％以下にすれば十分である。
【００２５】
転炉から取鍋への出鋼時、転炉内の溶鋼が少なくなった時点で転炉内に存在する転炉スラグが取鍋内に流出する。転炉スラグは、塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）が２〜４程度であり、また、溶銑中のＴｉ（溶銑のＴｉ含有量：０．１〜０．２質量％）が一次精錬において酸化されて生成したＴｉＯ2を含有（転炉スラグのＴｉＯ2含有量：１〜２質量％）する。但し、出鋼時での大量のＳｉ源の添加により、取鍋内には大量のＳｉＯ2が生成し、このＳｉＯ2と流入した転炉スラグとで取鍋スラグが形成される結果、高Ｓｉ鋼溶製時の取鍋スラグの塩基度は低下する。
【００２６】
本発明においては、取鍋内スラグの組成が、上記（１）式、（２）式及び（３）式の全てを満足するように、Ｓｉ源の添加と同時または添加後に、取鍋内にＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源を添加する。ＣａＯ源としては生石灰、石灰石などが使用でき、Ａｌ2Ｏ3源としては、天然または人造のアルミナ粒（アルミナグリッド）が使用でき、また、ＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源としてはカルシウム−アルミネートセメント（アルミナセメント）を使用することができる。
【００２７】
通常、一次精錬後の溶鋼中Ｓ濃度は、予め溶銑のＳ濃度を０．００４０質量％以下に脱硫しておくことで、０．００２５質量％程度まで低下する。しかしながら、溶鋼中のＳ濃度を安定的に０．００２０質量％以下にするためには、二次精錬中での取鍋スラグによる復硫防止、更には脱硫が必要であり、そのためには、二次精錬時の取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）を高くする必要がある。一般に、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）を１．０以上に制御することで、二次精錬中での取鍋スラグによる脱硫反応が可能となる。
【００２８】
本発明においては、予め溶銑のＳ濃度を０．００４０質量％以下に脱硫して、一次精錬後の溶鋼中Ｓ濃度を０．００２５質量％以下とし、且つ、ＣａＯ源の添加によって取鍋内スラグの塩基度を１．０以上に調整するので、二次精錬後の溶鋼中Ｓ濃度を０．００２０質量％以下にすることが達成される。この場合、取鍋内スラグの塩基度が２．０を超えると、取鍋内スラグの滓化性が悪化し、後述するスラグ／メタル間反応を利用した溶鋼中Ａｌの濃度調整が困難になることから、取鍋内スラグの塩基度は２．０以下にする必要がある。また、取鍋内スラグの塩基度が２．０を超えると、スラグに起因すると思われるＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3系介在物による製品でのヘゲ状欠陥が多発することから、この観点からも取鍋内スラグの塩基度は２．０以下にする必要がある。
【００２９】
即ち、本発明においては、二次精錬後の溶鋼中のＳ濃度を安定して０．００２０質量％以下にするために、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）を上記（１）式の範囲内に制御する。
【００３０】
溶鋼中のＴｉ濃度は、取鍋内スラグのＴｉＯ2濃度及び塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）に影響される。具体的には、スラグのＴｉＯ2濃度が高く、塩基度が高い場合には、スラグ中のＴｉＯ2が溶鋼中のＳｉで還元されて溶鋼中のＴｉ濃度が上昇する。一方、スラグのＴｉＯ2濃度が低く、塩基度が低い場合には、スラグ中のＳｉＯ2が溶鋼中のＴｉで還元されるので、溶鋼中のＴｉ濃度が低下する。高Ｓｉ鋼である電磁鋼板用鋼においては、Ｔｉ濃度の増加が電磁特性に悪影響を及ぼすために、製品中のＴｉ濃度を０．００２０質量％以下にすることが望まれている。
【００３１】
多くの実験結果より、取鍋内スラグ中のＴｉＯ2濃度が「０．２／塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）」を越えると、スラグ中のＴｉＯ2が溶鋼中のＳｉによって還元され、溶鋼中のＴｉ濃度が０．００２０質量％を超えることが判明した。
【００３２】
図１に、二次精錬後の溶鋼中Ｔｉ濃度が、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）及びＴｉＯ2濃度によってどのように変化するかを調査した結果を示す。図１に示すように、取鍋内スラグ中のＴｉＯ2濃度が上記（２）式を満足することで、二次精錬後の溶鋼中Ｔｉ濃度は０．００２０質量％以下になることが分かる。
【００３３】
即ち、本発明においては、二次精錬後の溶鋼中Ｔｉ濃度を０．００２０質量％以下に維持するために、取鍋内スラグ中のＴｉＯ2濃度を上記（２）式の範囲内に制御する。
【００３４】
また、溶鋼中のＡｌ濃度は取鍋スラグのＡｌ2Ｏ3濃度及び塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）に影響される。具体的には、スラグのＡｌ2Ｏ3濃度が高く、塩基度が高い場合には、スラグ中のＡｌ2Ｏ3が溶鋼中のＳｉで還元されて溶鋼中のＡｌ濃度が上昇する。一方、スラグのＡｌ2Ｏ3濃度が低く、塩基度が低い場合には、スラグ中のＳｉＯ2が溶鋼中のＡｌで還元されるので、溶鋼中のＡｌ濃度が低下する。
【００３５】
多くの実験結果より、目標とする溶鋼中Ａｌ濃度が０．０２２０〜０．０２７０質量％の場合、取鍋スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が６５×（塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]））-2.9未満になると、たとえ二次精錬終了時に溶鋼中Ａｌ濃度を０．０２２０〜０．０２７０質量％の範囲に調整しても、その後、鋳造工程に至る期間に、溶鋼中のＡｌがスラグ中のＳｉＯ2で酸化されて、溶鋼中のＡｌ濃度は０．０２２０質量％未満に低下することが判明した。一方、取鍋スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が１８０×（塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]））-3.4を超えると、溶鋼中Ａｌ濃度が０．０００５〜０．００１０質量％の場合は、スラグ中のＡｌ2Ｏ3が溶鋼中のＳｉで還元されて、溶鋼中のＡｌ濃度は０．０２７０質量％を越えて上昇することが判明した。
【００３６】
図２に、二次精錬後の溶鋼中Ａｌ濃度が、取鍋内スラグの塩基度（[質量％ＣａＯ]／[質量％ＳｉＯ2]）及びＡｌ2Ｏ3濃度によってどのように変化するかを調査した結果を示す。図２に示すように、取鍋内スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が上記（３）式を満足することで、二次精錬後の溶鋼中Ａｌ濃度は０．０２２０質量％以上０．０２７０質量％以下の範囲に制御されることが分かる。
【００３７】
即ち、本発明においては、溶鋼中Ａｌ濃度を０．０２２０質量％以上０．０２７０質量％以下の範囲内に維持するために、取鍋内スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を上記（３）式の範囲内に制御する。
【００３８】
また更に、二次精錬後の取鍋スラグのＴ．Ｆｅ濃度（質量％）とＭｎＯ濃度（質量％）との合計値が３．０質量％を越えるとＡｌの再酸化が起こり、溶鋼中のＡｌ濃度を制御しにくくなるので、少なくとも二次精錬後の取鍋スラグのＴ．Ｆｅ濃度（質量％）とＭｎＯ濃度（質量％）との合計値を３．０質量％以下とすることが好ましい。取鍋スラグのＴ．Ｆｅ濃度及びＭｎＯ濃度の調整は、取鍋内スラグの組成調整用のＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源の添加による希釈効果によって行うことができ、また、転炉から取鍋への出鋼後、取鍋内のスラグ上に金属Ａｌ、Ａｌドロスなどの還元剤を投入して還元することでも行うことができる。尚、Ｔ．Ｆｅとは、取鍋内スラグ中の全ての鉄酸化物（ＦｅＯやＦｅ2Ｏ3など）の鉄分の合計値である。
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、Ｓ濃度が０．００２０質量％以下、Ｔｉ濃度が０．００２０質量％以下、Ａｌ濃度が０．０２２０〜０．０２７０質量％である、３．０〜３．５質量％のＳｉを含有する高Ｓｉ鋼を、安定して溶製することが実現される。
【実施例１】
【００４０】
［本発明例１］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００４０質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６７０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．２質量％まで増加した。また、取鍋内スラグの組成を調整するために、出鋼中に、ＣａＯ源として生石灰を溶鋼トンあたり２．５ｋｇ（以下、「ｋｇ／トン」と記す）、Ａｌ2Ｏ3源としてアルミナ粒を３．０ｋｇ／トン、取鍋内に添加した。
【００４１】
出鋼後、ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００４２】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：３０質量％、ＳｉＯ2：２４質量％、Ａｌ2Ｏ3：３７質量％、ＭｇＯ：７質量％、ＭｎＯ：０．５質量％、Ｔ．Ｆｅ：１．２質量％、ＴｉＯ2：０．１１質量％で、塩基度は１．２５であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．０２５０質量％、Ｔｉ濃度は０．００１４質量％、Ｓ濃度は０．００１５質量％であり、全て目標成分範囲であった。
【００４３】
［本発明例２］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００３７質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６６０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．２質量％まで増加した。また、取鍋内スラグの組成を調整するために、出鋼中に、ＣａＯ源として生石灰を３．５ｋｇ／トン、Ａｌ2Ｏ3源としてアルミナ粒を２．５ｋｇ／トン、取鍋内に添加した。
【００４４】
出鋼後、ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００４５】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：３６質量％、ＳｉＯ2：２４質量％、Ａｌ2Ｏ3：３０質量％、ＭｇＯ：８質量％、ＭｎＯ：０．５質量％、Ｔ．Ｆｅ：１．１質量％、ＴｉＯ2：０．１０質量％で、塩基度は１．５０であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．０２４０質量％、Ｔｉ濃度は０．００１４質量％、Ｓ濃度は０．００１６質量％であり、全て目標成分範囲であった。
【００４６】
［本発明例３］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００３８質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６５０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．３質量％まで増加した。また、取鍋内スラグの組成を調整するために、出鋼中に、ＣａＯ源として生石灰を４．０ｋｇ／トン、Ａｌ2Ｏ3源としてアルミナ粒を１．５ｋｇ／トン、取鍋内に添加した。
【００４７】
出鋼後、ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００４８】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：４５質量％、ＳｉＯ2：２５質量％、Ａｌ2Ｏ3：１７質量％、ＭｇＯ：１１質量％、ＭｎＯ：０．３質量％、Ｔ．Ｆｅ：１．４質量％、ＴｉＯ2：０．０９質量％で、塩基度は１．８０であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．０２６０質量％、Ｔｉ濃度は０．００１８質量％、Ｓ濃度は０．０００９質量％であり、全て目標成分範囲であった。
【００４９】
［比較例１］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００３０質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６５０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．３質量％まで増加した。取鍋内には、出鋼中もまた出鋼後も、ＣａＯ源及びＡｌ2Ｏ3源を添加せず、ＲＨ真空脱ガス装置に搬送した。
【００５０】
ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００５１】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：３５質量％、ＳｉＯ2：４３質量％、Ａｌ2Ｏ3：８質量％、ＭｇＯ：８質量％、ＭｎＯ：２．０質量％、Ｔ．Ｆｅ：３．５質量％、ＴｉＯ2：０．１５質量％で、塩基度は０．８１であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．００２０質量％であり、目標範囲よりも大幅に低下した。Ｔｉ濃度は０．００１２質量％であり、目標範囲内であった。また、Ｓ濃度は０．００３４質量％となり、目標範囲よりも大幅に高かった。
【００５２】
［比較例２］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００４０質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６７０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．２質量％まで増加した。また、取鍋内スラグの組成を調整するために、出鋼中に、ＣａＯ源として生石灰を２．５ｋｇ／トン、Ａｌ2Ｏ3源としてアルミナ粒を２．０ｋｇ／トン、取鍋内に添加した。
【００５３】
出鋼後、ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００５４】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：３６質量％、ＳｉＯ2：２９質量％、Ａｌ2Ｏ3：２５質量％、ＭｇＯ：８質量％、ＭｎＯ：０．５質量％、Ｔ．Ｆｅ：１．２質量％、ＴｉＯ2：０．１２質量％で、塩基度は１．２４であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．０１８０質量％であり、目標範囲よりも低下した。Ｔｉ濃度は０．００１４質量％であり、目標範囲内であった。また、Ｓ濃度は０．００１５質量％となり、目標範囲内であった。
【００５５】
［比較例３］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００３９質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６５０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．１質量％まで増加した。また、取鍋内スラグの組成を調整するために、出鋼中に、ＣａＯ源として生石灰を４．０ｋｇ／トン、Ａｌ2Ｏ3源としてアルミナ粒を２．０ｋｇ／トン、取鍋内に添加した。
【００５６】
出鋼後、ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００５７】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：４３質量％、ＳｉＯ2：２２質量％、Ａｌ2Ｏ3：２５質量％、ＭｇＯ：８質量％、ＭｎＯ：０．３質量％、Ｔ．Ｆｅ：１．４質量％、ＴｉＯ2：０．１５質量％で、塩基度は１．９５であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．０３４０質量％であり、目標範囲よりも大幅に増加した。Ｔｉ濃度は０．００２５質量％であり、目標範囲よりも高かった。また、Ｓ濃度は０．０００８質量％となり、目標範囲内であった。
【００５８】
［比較例４］
溶銑の脱硫処理により溶銑中のＳ濃度を０．００４０質量％とし、この溶銑を転炉で脱炭精錬して、炭素濃度が０．０２質量％である約２００トンの溶鋼を溶製し、１６６０℃の温度で取鍋に出鋼した。出鋼時に、Ｆｅ−ＭｎなどとともにＦｅ−Ｓｉを添加し、溶鋼中Ｓｉ濃度を３．３質量％まで増加した。また、取鍋内スラグの組成を調整するために、出鋼中に、ＣａＯ源として生石灰を５．０ｋｇ／トン、Ａｌ2Ｏ3源としてアルミナ粒を１．０ｋｇ／トン、取鍋内に添加した。
【００５９】
出鋼後、ＲＨ真空脱ガス装置にて二次精錬を実施し、溶鋼の清浄化並びに成分調整を実施した。ＲＨ真空脱ガス装置では、３０分間の脱ガス精錬を実施した。
【００６０】
脱ガス精錬終了後、取鍋内スラグを採取し、スラグ組成を分析した。その結果、取鍋内スラグの組成は、ＣａＯ：５１質量％、ＳｉＯ2：２４質量％、Ａｌ2Ｏ3：１３質量％、ＭｇＯ：１０質量％、ＭｎＯ：０．２質量％、Ｔ．Ｆｅ：１．０質量％、ＴｉＯ2：０．１０質量％で、塩基度は２．１３であった。また、溶鋼を連続鋳造機で鋳造した後の連続鋳造鋳片から採取した試料の分析結果から、Ａｌ濃度は０．０２５０質量％であり、目標範囲内であった。Ｔｉ濃度は０．００２５質量％であり、目標範囲よりも高かった。また、Ｓ濃度は０．００１０質量％となり、目標範囲内であった。鋳片を圧延して製造した薄鋼板製品では、その表面にＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3含有酸化物によるヘゲ状欠陥が多発し、製品歩留りが著しく悪化した。
【図１】
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【図２】
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