(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Alsol ：0.005 wt％以上を含有するAlキルド鋼を製造するにあたり、溶鋼中に、Ca, MgおよびＲＥＭのうちから選ばれる２種以上とAlとを、下記式（１）の関係を満たして含有する、Al合金を投入して脱酸し、生成する介在物中のAl2O3 を30〜85wt％の範囲内に調整することを特徴とするクラスターのないAlキルド鋼の製造方法。
記
〔Ca(wt%) ＋Mg(wt%) ＋REM(wt%)〕／Al(wt%) ≦0.5 ---- (1)
【請求項２】
Al合金の組成が、下記式（２）および（３）の関係を満たして含有することを特徴とする請求項１に記載のクラスターのないAlキルド鋼の製造方法。
記
〔Ca(wt%) ＋Mg(wt%) 〕／Al(wt%) ≦0.3 ---- (2)
REM(wt%) ／Al(wt%) ≦0.1             ---- (3)
【請求項３】
溶鋼が、該溶鋼中のフリー酸素を200 wtppm 以下とする予備脱酸を施したものである請求項１または２に記載のクラスターのないAlキルド鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミナクラスターを生成させることなく溶鋼を脱酸し、欠陥の少ない清浄な鋼製品を得るためのＡｌキルド鋼の製造方法に関するものである。
【０００２】
一般に、Ａｌキルド鋼を製造する場合、銑鉄を転炉で脱炭精錬したのち取鍋内に出鋼し、Ａｌで脱酸して溶鋼中の酸素を酸化物として除去し、さらに成分調整を行ってから連続鋳造して鋳片を得ている。
さらに、上記においてＡｌで脱酸する際、ガス攪拌やＲＨ脱ガス装置を用いて酸化物を凝集・合体させ、該酸化物の浮上を促進する方策が取られているが、鋳片には不可避的に酸化物すなわちアルミナが残留する。
【０００３】
このアルミナはクラスターを形成しやすく、特にそのクラスターが鋳片表層部に捕捉された場合、美麗さを要求される自動車用鋼板などの薄鋼板製品の表面性状が損なわれる。したがって、この種の鋼板において、アルミナクラスターの発生を防止することは極めて重要である。
【０００４】
【従来の技術】
これまで、アルミナクラスターの生成を防止するための鋼の脱酸手段として、例えば、特開昭５１−５２２４号公報（高清浄鋼の製造方法）には、Ｃａ：１０〜３０％、Ａｌ：２〜２０％、Ｍｇ：１〜１５％、Ｓｉ：１０〜６０％、Ｂａ：１０〜３０％および残余Ｆｅから成る合金剤で溶鋼（高炭素鋼）を複合脱酸処理する方法が提案開示されている。
【０００５】
しかしながら、この合金剤はＢａを含むので、脱酸剤として溶鋼中に添加した場合、その作業環境維持に問題がある。また、Ｓｉを１０〜６０％含むのでＳｉが溶鋼に残留する。このため厳しい加工を要求される自動車鋼板には使えない。さらに、この合金剤を使用する場合、蒸気圧の高いＣａとＭｇとが比較的多量に添加されることになるので、溶鋼中に添加した場合の歩留りが一定しない。このため、アルミナクラスターからの複合組成介在物の生成、介在物の形態制御性が不安定となり、アルミナクラスターの生成防止効果が一定しない。
【０００６】
また、特開昭５４−１１６３１２号公報（溶鋼用脱酸合金）には、Ａｌに対し２〜１０ｍｏｌ  ％のＩＩＩａ族元素（Ｙ，Ｃｅ，  Ｌａなど）の１種以上を含む溶鋼用脱酸合金が提案開示されている。
【０００７】
しかしながら、この溶鋼用脱酸合金を用いて脱酸すると、デンドライト状の酸化物系介在物の生成を防止するには効果的であり、巨大なクラスターの防止効果は認められるものの、自動車用鋼板で問題となる直径１００  μｍ  程度のクラスターの低減が十分でなく、また、生成した酸化物系介在物の浮上・分離性に劣るという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記した問題点を有利に解決し、アルミナクラスターがなく、かつ、欠点の少ない清浄なＡｌキルド鋼の製造方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記従来技術の問題点を解決するために実験・検討を重ねた結果、新規に知見したものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
【００１０】
１．Alsol ：0.005 wt％以上を含有するAlキルド鋼を製造するにあたり、溶鋼中に、Ca, MgおよびＲＥＭのうちから選ばれる２種以上とAlとを、下記式（１）の関係を満たして含有する、Al合金を投入して脱酸し、生成する介在物中のAl2O3 を30〜85wt％の範囲内に調整することを特徴とするクラスターのないAlキルド鋼の製造方法（第１発明）。
記
〔Ca(wt%) ＋Mg(wt%) ＋REM(wt%)〕／Al(wt%) ≦0.5 ---- (1)
【００１２】
２．Al合金の組成が、下記式（２）および（３）の関係を満たして含有することを特徴とする第１発明に記載のクラスターのないAlキルド鋼の製造方法（第２発明）。
記
〔Ca(wt%) ＋Mg(wt%) 〕／Al(wt%) ≦0.3 ---- (2)
REM(wt%) ／Al(wt%) ≦0.1             ---- (3)
【００１３】
▲３▼  溶鋼が、該溶鋼中のフリー酸素を２００  ｗｔｐｐｍ  以下とする予備脱酸を施したものである第１または第２発明に記載のクラスターのないＡｌキルド鋼の製造方法（第３発明）。
【００１４】
この発明の作用について述べる。
まず、この発明の対象をAlsol が0.005 wt% 以上のAlキルド鋼に限定するのは、Alsolが0.005 wt% 未満であると、AlがSiやMnなど溶鋼中に含まれる合金成分と複合した組成の介在物となって、アルミナクラスターが生成しにくくなるためである。
【００１５】
つぎに、この発明で用いる合金の脱酸剤について述べる。
脱酸剤として用いる合金は、Ｃａ，  ＭｇおよびＲＥＭ  （Ｃｅ，  Ｌａなど）  のうちの２種以上とＡｌとの複合物とし、これらを予め溶融し、均一化した合金とする。
【００１６】
脱酸剤をＣａ，  ＭｇおよびＲＥＭ  のうちの２種以上とＡｌとの合金とするのは、Ｃａ，  ＭｇまたはＲＥＭ  の１種とＡｌとの合金では、複合組成の介在物の形成と、その形態制御が不安定になりアルミナクラスターの生成防止効果が十分でなく、薄鋼板での十分な表面性状の改善効果が達成できないことによる。
【００１７】
ここで、図１に、１６００℃の温度における金属元素（Ｃｅ，  Ｃａ，  Ｍｇ，  Ａｌ，  Ｓｉ）  の濃度と酸素活量（ａ０  ）  との関係のグラフを示す。
【００１８】
図１において、たとえば、ねらいとするアルミナクラスターを生成することのない低融点の複合組成の介在物中の、Ａｌ２Ｏ３  の活量を０．５  、ＣａＯ  の活量を０．２  およびＣｅ２Ｏ３  の活量を０．２  とし、溶鋼中のＡｌを１５０ｗｔｐｐｍ  とすると、等価のＣａおよびＣｅはそれぞれ６ｗｔｐｐｍ  および３ｗｔｐｐｍ  となる。このような溶鋼の組成と複合介在物の組成は、少量のＭｇ−ＲＥＭ  −Ａｌ合金で脱酸することにより得られる。
【００１９】
また、ねらいとする複合介在物中のＡｌ２Ｏ３  の活量を０．５  、ＭｇＯ  の活量を０．２  およびＣｅ２Ｏ３  の活量を０．２  とし、溶鋼中のＡｌを１５０  ｗｔｐｐｍ  とすると等価のＭｇおよびＣｅはそれぞれ１２ｗｔｐｐｍ  および３  ｗｔｐｐｍ  となり、このような溶鋼の組成と複合介在物の組成は、少量のＭｇ−ＲＥＭ  −Ａｌ合金で脱酸することにより得られる。
【００２０】
この脱酸剤としての合金の組成は、ｗｔ％  であらわす（Ｃａ＋Ｍｇ＋ＲＥＭ）／Ａｌの値を０．５  以下とすることがよい。
この値が０．５  を超えると所望の介在物組成が得られない。ＣａＯ  やＭｇＯ  を多く含む介在物組成になると製品板表面にこれらが現われた時、発銹の問題を生じる場合がある。また、ＲＥＭ  酸化物を多く含むと、生成した介在物の形状が角ばったものとなり、クラスター化の抑止程度が不十分となる。
【００２１】
また、（Ｃａ＋Ｍｇ）  ／Ａｌの値が０．３  以下およびＲＥＭ  ／Ａｌの値が０．１  以下の組成の合金であればさらによく、１回の添加で比較的容易に所望の複合介在物組成を得ることが可能である。
（Ｃａ＋Ｍｇ）  ／Ａｌの値が０．３  を超えると上記の発銹性の増加をもたらすだけでなく、合金剤の価格も高くなる。
また、ＲＥＭ／Ａｌの値が０．１  を超えるとＲＥＭ  の強い脱酸・脱硫能力のため、単独のＲＥＭ  硫・酸化物を生じ易い。このＲＥＭ  硫・酸化物は比重が大きいため溶鋼からの分離、除去が困難である。
【００２２】
さらに、この発明では、生成される複合介在物中のAl2O3 濃度を30〜85wt% の範囲内に調整することが重要である。より望ましくはAl2O3 濃度を30〜70wt% とすることが好ましい。
これは、Al2O3 濃度が30wt% 未満の場合も、85wt% 超えの場合もこの発明の所期する形態及び組成である球状の複合組成の介在物が得られず、アルミナクラスターの生成抑止が不十分となるためである。従って、上記のいずれの場合にも生成する複合介在物（酸化物系介在物）の融点が高くなり、薄鋼板での表面性状が改善されないことになる。
【００２３】
加えて、複合介在物中のＡｌ２Ｏ３  濃度が３０ｗｔ％  より少ないと、相対的にＣａＯ  やＭｇＯ  が多くなり、かかる組成の複合介在物が鋼中に存在すると、薄鋼板で発錆の原因となることがあり、Ａｌ２Ｏ３  濃度が８５ｗｔ％  より多いと、鋳造時のノズル詰まりや薄鋼板でのスリバー疵の発生を防止できなくなるなどの問題がある。
Ａｌ２Ｏ３  濃度が７０ｗｔ％  以下ならばクラスターの防止効果がより安定となり、表面性状改善効果が著しい。よって、より好ましいＡｌ２Ｏ３  濃度は７０ｗｔ％  以下である。さらに、より好ましい複合介在物組成は、Ａｌ２Ｏ３  濃度が３０〜８５ｗｔ％  の範囲内にあり、かつ、重量割合で（ＣａＯ  ＋ＭｇＯ）／Ａｌ２Ｏ３  の値が０．５  〜０．８  の範囲である。
【００２４】
ついで、この発明で脱酸剤として用いる合金は、Ａｌにくらべ高価であるので、複合介在物組成の調整が可能な範囲内で添加量を減少させることが望ましい。そのため、合金添加前の溶鋼中のフリー酸素濃度を２００  ｗｔｐｐｍ  以下となるように予備脱酸しておくことが経済性の観点から極めて有効である。この予備脱酸は、真空中での溶鋼の攪拌、Ｃによる脱酸、Ａｌによる軽脱酸、ＳｉやＦｅＳｉによる脱酸等で行うことでよい。
【００２５】
【実施例】
実施例１
容量３０Ｋｇの高周波溶解炉を用い、Ｃ：０．０１ｗｔ％  、Ｓｉ：ｔｒ、Ｍｎ：０．２  ｗｔ％  、Ｐ：０．０１０  ｗｔ％  およびＳ：０．０１０  ｗｔ％  の溶鋼を溶製したのち、１６００℃の温度に保持しながら、カーボン粒子を添加して予備脱酸しフリー酸素：１３０  ｗｔｐｐｍ  の溶鋼とした。
【００２６】
この溶鋼中に、79wt% Al−16wt% Ca−５wt％REM の合金を0.8 Kg／ｔ添加して脱酸したのち鋳造し、Ｃ：0.02wt% 、Si：tr、Mn：0.2 wt% 、Ｐ：0.010 wt%、Ｓ：0.010 wt% およびAlsol ：0.005 wt％以上の鋼塊を得た。
【００２７】
図２から明らかなように、上記の合金脱酸によるもの（ａ）は、Ａｌ脱酸によるもの（ｂ）に見られるアルミナクラスターはなく、球形の複合組成の介在物が得られている。
【００２８】
実施例２
実施例１と、同じ溶解炉を用いて同じ成分組成の溶鋼を溶製したのち、予備脱酸によりフリー酸素：１８０  ｗｔｐｐｍ  の溶鋼とした。この溶鋼中に、７８ｗｔ％  Ａｌ−１５ｗｔ％  Ｍｇ−７ｗｔ％  ＲＥＭ  の合金を０．６  Ｋｇ／ｔ添加して脱酸したのち鋳造し、実施例１とほぼ同じ成分組成の鋼塊を得た。
【００２９】
かくして得られた鋼塊中の介在物を調査した結果、介在物は全て球状で、ＭｇＯ  −Ａｌ２Ｏ３  −Ｃｅ２Ｏ３  系の複合組成になるものであった。
【００３０】
実施例３
Ｃ：０．０３ｗｔ％  、Ｓｉ：ｔｒ、Ｍｎ：０．０２ｗｔ％  、Ｐ：０．０１５  ｗｔ％  、Ｓ：０．０１０  ｗｔ％  を含有する溶鋼を２８０  ｔの上、底吹転炉で溶製した。
この溶鋼をＲＨ脱ガス装置を用いて還流し、脱炭処理後に金属Ａｌを０．７  Ｋｇ／ｔ用いて予備脱酸した。この時、処理前の溶鋼温度は１６０５℃であり、５分間の還流時間で溶鋼中のフリー酸素は６００  ｗｔｐｐｍ  から１８０  ｗｔｐｐｍ  に低下した。溶鋼中のトータル酸素は処理後で１９０ｗｔｐｐｍ  であった。また、Ｃは１８ｗｔｐｐｍ  であった。
その後、この溶鋼に７９％Ａｌ−１０  ％  Ｃａ  −６％Ｍｇ−５％ＲＥＭ  合金を０．８  Ｋｇ／ｔ添加し、１０分間還流処理した。
この処理後の溶鋼の温度は１５８５℃、溶鋼のトータル酸素は１８ｐｐｍ  であった。
【００３１】
かくして得られたＡｌ合金キルド鋼溶鋼をタンディッシュを介して２２０  ×１２００ｍｍの連続鋳造鋳型に注入し、２．０ｍ／ｍｉｎ  の鋳造速度で鋳造して鋳片を得た。この鋳片を加熱後、熱間および冷間圧延を施して厚さ０．８  ｍｍの冷延鋼板とし、表面欠陥不良率を調査した。
【００３２】
その結果、従来の単独Ａｌキルド鋼の表面欠陥不良率（重量比）が０．８  ％であるのに対し、上記により得た冷延鋼板の表面欠陥不良率は０％であり、また、冷延鋼板内の介在物はＡｌ２Ｏ３  濃度が３０〜７０ｗｔ％  の範囲内にあった。
このように、この発明に基づき製造されたＡｌキルド冷延鋼板は、アルミナクラスターが認められず、極めて表面性状が優れており、介在物に起因する表面欠陥は皆無であった。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、Ａｌキルド鋼を製造するにあたり、Ｃａ、  Ｍｇ  およびＲＥＭ  のうちから選ばれる２種以上とＡｌとの合金を脱酸剤として用い、生成する介在物中のＡｌ２Ｏ３  を３０〜８５ｗｔ％  の範囲に調整するものであり、
この発明によれば、アルミナクラスターのないＡｌキルド鋼を製造することができ、Ａｌキルド鋼の欠点であるアルミナクラスターに起因する欠陥の発生を未然に防止することが可能になる。また、この発明に基づいて製造されるＡｌキルド鋼は、自動車用薄鋼板にとどまらず、軸受け用鋼やバネ用鋼などの高炭素鋼、厚板やパイプ用鋼あるいはステンレス鋼等にも有利に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１６００℃の温度における金属元素の濃度と酸素活量との関係のグラフである。
【図２】介在物の形態を示す金属組織写真である。
（ａ）は合金脱酸によるものである。
（ｂ）はＡｌ脱酸によるものである。
【図１】
0003626278.tif 000002
【図２】
0003626278.tif 000003