(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．４〜１．０％（質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．１５〜０．６％、
Ｍｎ：０．２〜０．９％、
必要に応じてＣｏ：１％以下（０％を含まない）及び／又はＣｕ：１％以下（０％を含まない）を夫々含むと共に、
Ｍｇ：０．０００２０％以下、
Ａｌ：０．０００３％以下、
Ｏ：０．００３％以下に夫々抑制し、
残部：Ｆｅ及び不可避不純物からなり、
鋼中非金属介在物中に占めるＭｇＯの比率を３．０％以下に抑制したことを特徴とする高強度極細線用鋼。
【請求項２】
鋼中非金属介在物中に占めるＡｌ2Ｏ3の比率を２５％以下に抑制したものである請求項１に記載の高強度極細線用鋼。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高強度極細線用鋼を製造する方法であって、溶鋼中に添加するＭｇ量を溶鋼１ｔ当たり２００ｇ以下に制御することを特徴とする高強度極細線用鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高強度極細線用鋼およびその製造方法に関する。詳細には、自動車タイヤ等に用いられるスチールコード用鋼において、伸線時の断線原因となるＭｇＯ系非金属介在物の量が低減される結果、伸線性および耐疲労特性が高められた高強度極細線用鋼、および該高強度極細線用鋼を効率よく製造することのできる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スチールコードは直径０．１〜０．５ｍｍまで伸線されるが、鋼中に存在するＭｇＯ系非金属介在物［主としてＭｇＯを含有する介在物であって、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 （スピネル）介在物、ＭｇＯペリクレーヌ系介在物、これらの晶出物を含む］は伸線工程における断線原因となる為、スチールコード用鋼の製造に当たっては、当該ＭｇＯ系介在物を極力低減することが極めて重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的は、伸線時の断線原因となるＭｇＯ系介在物の生成を可及的に抑制することのできる高強度極細線用鋼、および該高強度極細線用鋼を効率よく製造することのできる方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し得た本発明の高強度極細線用鋼は、Ｃ：０．４〜１．０％（質量％の意味、以下同じ）、Ｓｉ：０．１５〜０．６％、Ｍｎ：０．２〜０．９％、必要に応じてＣｏ：１％以下（０％を含まない）及び／又はＣｕ：１％以下（０％を含まない）を夫々含むと共に、Ｍｇ：０．０００２０％以下、Ａｌ：０．０００３％以下、Ｏ：０．００３％以下に夫々抑制し、残部：Ｆｅ及び不可避不純物からなり、鋼中非金属介在物中に占めるＭｇＯの比率を３．０％以下に抑制したところに要旨を有するものである。
【０００５】
ここで、鋼中非金属介在物中に占めるＡｌ2Ｏ3の比率：２５％以下に抑制することは本発明の好ましい実施態様である。
【０００７】
また、上記課題を解決し得た本発明に係る高強度極細線用鋼の製造方法とは、溶鋼中に添加するＭｇ量を溶鋼１ｔ当たり２００ｇ以下に制御するところに要旨を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
スチールコード用鋼を製造する際、Ａｌ2 Ｏ3 成分を主体とする耐火物を内張りした溶鋼精錬炉や溶鋼搬送容器を使用し、ＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系低融点組成からなる鋼中介在物を生成させることによって該介在物の軟質化を図ろうとする場合、鋼中に占めるスピネル等のＭｇＯ系介在物量が増加すると、伸線時における断線の起点となってしまう。そこで本発明者らは、この様なＭｇＯ系介在物の生成を低減すべく鋭意検討してきた。その結果、上記スチールコード用鋼線を製造する途中の溶鋼段階で、溶鋼中に混入するＭｇ量をできるだけ抑制すれば、鋼中非金属介在物中の平均的組成でＭｇＯ量が著しく低減されることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
ＭｇＯ系介在物を低減する従来法として、例えば▲１▼特公平６−７４４８５号、▲２▼特公平６−７４４８６号の各公報には、ＭｇＯやＣａＯ等の硬質非金属介在物を積極的に含有させた平均的組成に制御することにより、該硬質介在物を極めて軟質な介在物とし、伸線時に及ぼす上記介在物の影響を排除する方法が開示されている。また、▲３▼特開平７−３１６６３１号には、溶融スラグ中のＭｇＯ濃度を所定範囲内に制御することにより鋼中ＭｇＯ系介在物の生成を抑制する方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、上記▲１▼，▲２▼の方法は、いずれも鋼中非金属介在物中に占めるＭｇＯを所定量積極的に含有させようというものであり、ＭｇＯ自体を排除する、換言すれば、鋼中非金属介在物中のＭｇＯ濃度を可及的に抑制する本発明とは明瞭に差別化されるものである。また、上記▲３▼の方法は、アルミナ系介在物の生成を抑制し、且つスラグ耐火物を保護する為に、溶鋼精練時におけるスラグ中のＭｇＯ濃度を５％以上に調整しており、前記▲１▼，▲２▼と同様、ＭｇＯを積極的に含有させている点、更に溶鋼精練時のスラグ組成を制御している点で、凝固・圧延後の鋼中非金属介在物のＭｇＯ濃度を可及的に抑制する本発明とは全く相違する。
【００１１】
この様に本発明の高強度極細線用鋼は、鋼中のＭｇ量が著しく低減されたものであるところに最大の特徴を有する。即ち、本発明の高強度極細線用鋼は、鋼中のＭｇ量を０．０００２０％以下に抑制したところに最重要ポイントが存在する。Ｍｇ量が著しく低減された鋼を使用すれば、鋼材中のＭｇＯ系介在物量を大幅に低減することができ、しかも伸線時の断線回数も顕著に低減し得るのである。Ｍｇ量は少なければ少ない程良く、好ましくは０．０００１０％以下である。
【００１２】
更に、鋼中のＡｌ量を０．０００３％以下（より好ましくは０．０００２％以下）、鋼中のＯ量を０．００３％以下（より好ましくは０．００２％以下）に抑制したものは、鋼中非金属介在物中に占めるＭｇＯの比率が３．０％以下（より好ましくは２．５％以下）に抑制されるのみならず、鋼中非金属介在物中に占めるＡｌ2 Ｏ3 の比率も２５％以下に抑制される為、ＭｇＯ系介在物に加えてＡｌ2 Ｏ3 系介在物も低減することができ、伸線時の断線回数も更に低減し得るので極めて有効である。尚、上記非金属介在物組成はＳｉＯ2 ，ＭｎＯ，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ａｌ2 Ｏ3 の和を１００％として求めた。
【００１３】
上述した様に、本発明鋼の最重要ポイントは鋼中のＭｇ量を上記範囲に著しく抑制させたところに有り、その他の鋼成分については特に限定されず、通常使用されるスチールコード用鋼の極細線鋼の成分組成を適用することができる。具体的には、Ｃ：０．４〜１．０％（質量％の意味、以下同じ），Ｓｉ：０．１５〜０．６％，Ｍｎ：０．２〜０．９％を含有し、選択成分としてＣｏ：０．１％以下（０％を含まない）及び／又はＣｕ：１％以下（０％を含まない）を含み、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼を適用することができる。
【００１４】
Ｃ：０．４〜１．０％
Ｃは強度の向上に有用な元素であり、その為には０．４％以上添加することが好ましい。より好ましくは０．６％以上である。但し、１．０％を超えると脆化してしまう為、その上限を１．０％とすることが好ましい。より好ましくは０．９％以下である。
【００１５】
Ｓｉ：０．１５〜０．６％
Ｓｉは脱酸作用および介在物制御作用を有し、これらの作用を有効に発揮させる為には、０．１５％以上添加することが好ましい。但し、０．６％を超えると脆化してしまうので、その上限を０．６％とすることが好ましい。
【００１６】
Ｍｎ：０．２〜０．９％
ＭｎもＳｉと同様、脱酸作用および介在物制御作用を有する。これらの作用を有効に発揮させる為には、０．２％以上添加することが好ましい。但し、０．９％を超えると脆化してしまうので、好ましくは、その上限を０．９％とする。
【００１７】
本発明では、上記元素を必須成分とし、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなるが、更に下記元素を選択成分として積極的に添加しても良い。
【００１８】
Ｃｏ：１％以下及び／又はＣｕ：１％以下（いずれの元素も０％を含まない）
これらの元素は鋼の延性を高めるのに有効であり、その為にはＣｏ：０．０５％以上（より好ましくは０．１％以上）、Ｃｕ：０．０５％以上（より好ましくは０．１％以上）添加することが好ましい。但し、Ｃｏ：１％，Ｃｕ：１％を超えて添加しても上記作用は飽和してしまい、経済的に無駄である。より好ましくはＣｏ：０．８％以下、Ｃｕ：０．８％以下である。
【００１９】
次に、上述した本発明鋼を製造する方法について説明する。
本発明法では、溶鋼中に添加するＭｇ量を溶鋼１ｔ当たり２００ｇ以下に制御するところに最大の特徴を有する。ここで、溶鋼中に添加するＭｇ量には、Ｍｇの他、ＭｇＯ等の様なＭｇ化合物中におけるＭｇも含まれる。
【００２０】
本発明で対象とするＭｇＯ系介在物であるＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 は、精錬の際、溶鋼中にＭｇ，Ａｌ，Ｏが混入し、相互に反応することによって生成するものである。仮に、溶鋼中にＭｇ、Ａｌ、Ｏのいずれの元素も全く混入しなければ、上記ＭｇＯ系介在物は生成されず、伸線時の断線回数は極めて少なくなるが、溶鋼精錬に用いる各種媒溶剤、副原料、フラックス、溶鋼精錬搬送容器等は多かれ少なかれＭｇ，Ａｌを或る程度含有する為、溶鋼中にＭｇやＡｌが混入するのを皆無とすることは実質上不可能である。また、転炉の如く酸素吹精によって溶鋼精錬を行う場合は、溶鋼中に多量のＯを含む為、ＳｉやＭｎの添加による脱酸処理を実施したとしても、Ｏを完全に除去することも実質上不可能である。
【００２１】
そこで本発明では、精錬時において溶鋼に混入するＭｇ量を溶鋼１トンあたり２００ｇ以下に制御することにより、鋼中に固溶する金属Ｍｇ量を０．０００２０％以下に抑制し、ひいては、鋼中非金属介在物の平均的組成でＭｇＯ濃度を３％以下に低減せしめたものであり、この様な方法を採用することによって、鋼材中に占めるＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 量を大幅に低減することが可能であり、伸線時の断線回数も著しく低減することができたのである。好ましくは、溶鋼中に添加するＭｇ量を溶鋼１ｔ当たり１００ｇ以下に制御することが推奨される。
【００２２】
尚、本発明法においては、鋼中のＭｇＯ濃度をできるだけ低減させるべく、溶鋼精錬に用いる各種媒溶剤、副原料、フラックス等については、できるだけＭｇ含有量の少ないもの（好ましくは１，０％以下）を使用することが推奨される。その他、溶鋼成分調整用合金鉄、加炭材、脱酸材等についても、Ｍｇ含有量の少ないものを使用する等し、鋼中Ｍｇ量をできるだけ抑制する様、留意することが推奨される。
【００２３】
以下実施例に基づいて本発明を詳述する。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。
【００２４】
【実施例】
まず、溶銑（２４０トン）を転炉で一時精錬する。その際、溶銑以外の主原料（例えばススクラップ等）から不可避的に混入するＭｇを排除する為、該スクラップ等は転炉へ装入しない。また、精錬の際、溶銑に添加する媒溶剤、その他副原料は、Ｍｇ含有量が０．５％以下のものを使用すると共に、転炉による一次精錬の後、取鍋加熱精錬装置にてＣａＯ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系スラグによる二次精錬を実施する際においても、使用する造滓剤は、Ｍｇ含有量が０．５％以下のものを使用する。更に、精錬の搬送に用いる容器は、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分とした耐火物を内張りしたものを用いる等し、極力Ｍｇを排除する様にする。
【００２５】
上記の方法により製造したスチールコード用鋼の成分、鋼中非金属介在物の組成、鋼中非金属介在物（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）の個数を表１に示す。また、断線の指標である断線指数も併記する。
【００２６】
【表１】
0003673409.tif 000002
【００２７】
表より以下の様に考察することができる。
まず、Ａ１〜Ａ１０は、鋼中のＭｇ量が本発明の要件を満足する本発明例であるが、鋼中非金属介在物のＭｇＯ濃度も３％以下に抑制される結果、鋼材５０ｇ中に存在する大きさ２０μｍ以上のＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 の個数を著しく減少させることができると共に、伸線時の断線回数も大幅に減らすことができた。尚、Ａ４〜Ａ５／Ａ９〜Ａ１０は夫々、鋼中Ａｌ濃度／Ｏ濃度が本発明の好ましい範囲を超える例であるが、鋼中Ｍｇ濃度を本発明の範囲内に制御しているので、いずれの場合もＭｇＯの生成は抑制することができたものの、Ａ４〜Ａ５では、Ａｌ2 Ｏ3 の生成が若干増加した。
【００２８】
これに対し、Ｂ１〜Ｂ７はＭｇ量が本発明の範囲を超える比較例であり、いずれの場合も，ＭｇＯ量が上昇する為、鋼材中のＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 の個数が増加し、伸線時の断線回数も増えた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、伸線時の断線起点となるＭｇＯ系介在物（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）を著しく減少させることができ、断線回数も極めて少ない高強度極細線用鋼を効率よく提供することができた。