(57)【要約】【課題】  本発明は、溶鋼中における介在物の凝集合体を極小化し鋼板中に高融点介在物を微細分散させることにより、表面疵と内部欠陥を同時に防止し、且つ浸漬ノズル、タンディッシュノズルおよび鍋ノズルの閉塞現象をも回避できる低炭素薄鋼板、低炭素鋼鋳片およびその製造方法を提示することを課題とする。【解決手段】  低炭素鋼板中に、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物とＮｄ酸化物の合計が３質量％以上９０質量％以下、Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１以上、Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物が２以上、Ｔｉ酸化物が９５質量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５０質量％以下の平均組成の酸化物系介在物を含有することを特徴とする低炭素鋼板。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低炭素鋼板中に、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物とＮｄ酸化物の合計が３質量％以上９０質量％以下、質量比でＣｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１以上、且つＬａ酸化物／Ｎｄ酸化物が２以上、Ｔｉ酸化物が９５質量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５０質量％以下、ＣａＯが５質量％未満の平均組成の酸化物系介在物を含有することを特徴とする低炭素鋼板。
【請求項２】
低炭素鋼板中に存在する円相当直径１μｍ以上の酸化物系介在物の平均組成について、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物とＮｄ酸化物の合計が３質量％以上９０質量％以下、質量比でＣｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１以上、且つＬａ酸化物／Ｎｄ酸化物が２以上、Ｔｉ酸化物が９５質量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５０質量％以下、ＣａＯが５質量％未満であることを特徴とする低炭素鋼板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の酸化物を含有することを特徴とする低炭素鋼鋳片。
【請求項４】
低炭素濃度まで脱炭した溶鋼に、まずＡｌ添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を５０〜４００ｐｐｍになるように予備脱酸処理を行い、次いでＴｉを添加してＴｉ脱酸し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを、質量比でＣｅ／Ｌａが１以上、且つＬａ／Ｎｄが２以上の割合で添加して、Ａｌ濃度≦０．０１質量％、０．００５質量％≦Ｔｉ濃度≦０．３質量％、０．０００２質量％≦Ｃｅ濃度＋Ｌａ濃度＋Ｎｄ濃度≦０．０５質量％、Ｃｅ濃度／Ｌａ濃度≧１、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度≧２、Ｃａ＜０．０００３質量％の成分とした溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素鋼鋳片の製造方法。
【請求項５】
真空脱ガス装置により溶鋼攪拌した状態で、低炭素濃度まで脱炭した溶鋼にまずＡｌ添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を５０〜４００ｐｐｍになるように予備脱酸処理を行い、次いでＴｉを添加してＴｉ脱酸し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを、質量比でＣｅ／Ｌａが１以上、且つＬａ／Ｎｄが２以上の割合で添加して、Ａｌ濃度≦０．０１質量％、０．００５質量％≦Ｔｉ濃度≦０．３質量％、０．０００２質量％≦Ｃｅ濃度＋Ｌａ濃度＋Ｎｄ濃度≦０．０５質量％、Ｃｅ濃度／Ｌａ濃度≧１、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度≧２、Ｃａ＜０．０００３質量％の成分とした溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素鋼鋳片の製造方法。
【請求項６】
溶鋼を鋳造するに際し、１３００℃で１０ｐｏｉｓｅ以上の高粘性パウダーを使用して連続鋳造することを特徴とする請求項４または５に記載の低炭素鋼鋳片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工性、成形性に優れ、表面疵も発生し難い低炭素薄鋼板、低炭素鋼鋳片およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転炉や真空処理容器で精錬された溶鋼中には、多量の溶存酸素が含まれており、この過剰酸素は酸素との親和力が強い強脱酸元素であるＡｌにより脱酸されるのが一般的である。しかし、Ａｌは脱酸によりＡｌ2Ｏ3介在物を生成し、これが凝集合体して数１００μｍ以上の粗大なアルミナクラスターとなる。このアルミナクラスターは鋼板製造時に表面疵発生の原因となり、薄鋼板の品質を大きく劣化させる。また、連続鋳造時には、これらＡｌ2Ｏ3介在物がタンディッシュノズルから鋳型に注入する浸漬ノズル内に付着し、激しい場合には浸漬ノズルを完全に閉塞させる場合もある。特に、炭素濃度が低く、精錬後の溶存酸素濃度が高い薄鋼板用素材である低炭素溶鋼では、アルミナクラスターの量が非常に多く、表面疵と浸漬ノズル閉塞の発生率が極めて高く、アルミナクラスターの低減対策は大きな課題となっている。
【０００３】
近年、アルミナクラスターを除去するのではなく、生成させないために、Ａｌを添加せずにＴｉで脱酸する方法が特許文献１で開発されている。溶鋼をＴｉ脱酸すると、生成するＴｉ酸化物系介在物はＡｌ2Ｏ3系介在物よりも凝集合体し難いため、表面疵は減少するが、Ｔｉ酸化物系介在物はタンディッシュノズルに付着し易く、かえってタンディッシュノズル閉塞を助長するという新たな問題も生じている。これに対し、特許文献２ではＴｉ脱酸溶鋼中にＣａおよび金属ＲＥＭを添加して、溶鋼中の介在物をＴｉ酸化物−Ａｌ2Ｏ3−ＲＥＭ酸化物−ＣａＯ系の低融点組成とし、チタニアクラスター低減による表面欠陥防止とタンディッシュノズルの閉塞防止を両立させている。ここで、低融点組成とは、溶鋼中で液相状態となる介在物組成を意味する。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２３９７３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４３５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の方法の様なアルミナクラスターを全く生成しないＲＥＭおよびＣａ添加のＴｉ脱酸溶鋼中では、主に低融点のＴｉ酸化物−Ａｌ2Ｏ3−ＲＥＭ酸化物−ＣａＯ系介在物が生成するため、短時間で容易に合体し、クラスター状ではないが、粗大な球状介在物となる。この粗大な低融点介在物は、溶鋼中に一部残留する高融点介在物と混在して、取鍋からタンディッシュに溶鋼を注入する際に急激な鍋ノズル閉塞を発生し、鋳造を中止する場合もある。また、鋳片内に存在する粗大な低融点介在物は、熱間圧延時に不均一に延伸するため、鋼板中に圧延方向に長く伸びた粗大な介在物として残留し、プレス割れ等の内部欠陥発生の原因となる。
【０００６】
これらの問題を鑑み、本発明は溶鋼中における介在物の凝集合体を極小化し鋼板中に高融点介在物を微細分散させることにより、表面疵と内部欠陥を同時に防止し、且つ浸漬ノズル、タンディッシュノズルおよび鍋ノズルの閉塞現象をも回避できる低炭素薄鋼板、低炭素鋼鋳片およびその製造方法を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、アルミナクラスターを生成させないために、脱炭処理後の溶存酸素をアルミナクラスターが生成しない程度までＡｌで予備脱酸し、その後Ｔｉで脱酸するＴｉ脱酸方法を基本とし、その上でＴｉ脱酸鋼の前述の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、溶鋼中のＴｉ酸化物系介在物を特定組成の介在物に改質することで、浸漬ノズル、タンディッシュノズルおよび鍋ノズルへの付着現象を全て回避すると共に、高融点介在物であっても凝集合体して粗大なクラスターを形成せず、鋼板中に介在物を微細に分散させることができ、ひいては表面疵と内部欠陥の殆どない高品質の鋼板を製造できることを見いだした。なお、高融点介在物とは溶鋼中で主に固相状態となる介在物組成を意味する。このような知見を基に完成させた本発明は、以下の構成を要旨とする。
【０００８】
即ち、
（１）  低炭素鋼板中に、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物とＮｄ酸化物の合計が３質量％以上９０質量％以下、質量比でＣｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１以上、且つＬａ酸化物／Ｎｄ酸化物が２以上、Ｔｉ酸化物が９５質量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５０質量％以下、ＣａＯが５質量％未満の平均組成の酸化物系介在物を含有することを特徴とする低炭素鋼板。
（２）  低炭素鋼板中に存在する円相当直径１μｍ以上の酸化物系介在物の平均組成について、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物とＮｄ酸化物の合計が３質量％以上９０質量％以下、質量比でＣｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１以上、且つＬａ酸化物／Ｎｄ酸化物が２以上、Ｔｉ酸化物が９５質量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５０質量％以下、ＣａＯが５質量％未満であることを特徴とする低炭素鋼板。
（３）  （１）１または（２）に記載の酸化物を含有することを特徴とする低炭素鋼鋳片。
（４）  低炭素濃度まで脱炭した溶鋼に、まずＡｌ添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を５０〜４００ｐｐｍになるように予備脱酸処理を行い、次いでＴｉを添加してＴｉ脱酸し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを、質量比でＣｅ／Ｌａが１以上、且つＬａ／Ｎｄが２以上の割合で添加して、Ａｌ濃度≦０．０１質量％、０．００５質量％≦Ｔｉ濃度≦０．３質量％、０．０００２質量％≦Ｃｅ濃度＋Ｌａ濃度＋Ｎｄ濃度≦０．０５質量％、Ｃｅ濃度／Ｌａ濃度≧１、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度≧２、Ｃａ＜０．０００３質量％の成分とした溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素鋼鋳片の製造方法。
（５）  真空脱ガス装置により溶鋼攪拌した状態で、低炭素濃度まで脱炭した溶鋼にまずＡｌ添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を５０〜４００ｐｐｍになるように予備脱酸処理を行い、次いでＴｉを添加してＴｉ脱酸し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを、質量比でＣｅ／Ｌａが１以上、且つＬａ／Ｎｄが２以上の割合で添加して、Ａｌ濃度≦０．０１質量％、０．００５質量％≦Ｔｉ濃度≦０．３質量％、０．０００２質量％≦Ｃｅ濃度＋Ｌａ濃度＋Ｎｄ濃度≦０．０５質量％、Ｃｅ濃度／Ｌａ濃度≧１、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度≧２、Ｃａ＜０．０００３質量％の成分とした溶鋼を鋳造することを特徴とする低炭素鋼鋳片の製造方法。
（６）  溶鋼を鋳造するに際し、１３００℃で１０ｐｏｉｓｅ以上の高粘性パウダーを使用して連続鋳造することを特徴とする（４）または（５）に記載の低炭素鋼鋳片の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、溶鋼中における介在物の凝集合体を極小化し、鋼板中に高融点介在物を微細分散させることができるため、確実に表面疵と内部欠陥を防止でき、且つタンディッシュノズルと鍋ノズルの両閉塞をも回避し、その上で加工性、成形性に優れた低炭素薄鋼板を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明では低炭素鋼を対象としているが、低炭素とは炭素濃度の上限を特に規定するものではなく、他の鋼種と比較して相対的に炭素濃度が低いという意味である。特に、薄板用鋼板は、自動車用外板等の加工が厳しい用途に用いられるため、加工性を付加する必要から、Ｃ濃度は０．０５質量％以下、好ましくは０．０１質量％以下にするのが良い。Ｃ濃度の下限値は特に規定するものではない。
【００１２】
一般的に、Ｔｉ脱酸により生成したＴｉ酸化物系介在物はＡｌ2Ｏ3系介在物よりも凝集合体し難いため表面疵は減少するが、タンディッシュノズルには付着し易く、かえってノズル閉塞を助長するという問題がある。そこで、本発明者らは、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを添加して、Ｔｉ酸化物系介在物を改質すると、固相状態で凝集合体し難く、且つノズル付着し難いＴｉ酸化物−Ｃｅ酸化物−Ｌａ酸化物−Ｎｄ酸化物系介在物となることを見いだした。従来、浸漬ノズルおよびタンディッシュノズルの閉塞と凝集合体を防止するには、低融点介在物に組成制御することが一般的であったが、このような低融点介在物はクラスター状ではないが容易に一体化して粗大な球状介在物となり、圧延時に長手方向に不均一に延伸し、内部欠陥発生の原因となっている。また、粗大な低融点介在物は一部残留している高融点介在物と混在して、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入に際し急激な鍋ノズル閉塞を発生させる。本発明では、高融点介在物で凝集合体し難く、且つ全てのノズルに付着しない介在物を造り込むことを基本思想としており、表面疵と、浸漬ノズルおよびタンディッシュノズル閉塞の防止だけではなく、同時に鍋ノズル閉塞と内部欠陥をも防止することが可能となった。
【００１３】
次に、本発明において最も重要となる介在物の組成範囲について述べる。本発明の鋼板および鋳片では介在物組成はほぼ同じであるため、以下では鋼板を用いて介在物組成範囲を説明する。ここで介在物組成とは、鋼中介在物の平均組成を意味する。
【００１４】
本発明の鋼板では、介在物中のＴｉ酸化物濃度が９５質量％を超えると従来のＴｉ脱酸と同様にタンディッシュノズルの閉塞が発生するため、９５質量％以下にする必要がある。下限値は０質量％を含まない。
【００１５】
Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物は、Ｔｉ酸化物系介在物を高融点で凝集合体し難く、且つ浸漬ノズルやタンディッシュノズルに付着し難い介在物に改質する上で、重要な役割を果たす。介在物中のＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計が９０質量％を超えると、介在物が重くなり過ぎて清浄性が低下し、反対に合計濃度が３質量％未満になると凝集合体や浸漬ノズルおよびタンディッシュノズルの閉塞が起こるため、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計濃度の適正範囲は３〜９０質量％である。
【００１６】
介在物の改質効果はＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計濃度で決まるが、Ｃｅ酸化物濃度とＬａ酸化物濃度の比率（すなわち、Ｃｅ酸化物とＬａ酸化物の質量比であり、以降、（Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物）と記載することがある。）およびＬａ酸化物濃度とＮｄ酸化物濃度の比率（すなわち、Ｌａ酸化物とＮｄ酸化物の質量比であり、以降、（Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物）と記載することがある。）は介在物の融点に影響を与える。Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１未満、Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物が２未満になるとＴｉ酸化物−Ｃｅ酸化物−Ｌａ酸化物−Ｎｄ酸化物系介在物は低融点化するため、プレス成形時に割れ等の内部欠陥の原因となったり、急激な鍋ノズル閉塞の原因となる。よって、介在物を低融点化させないために、Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物を１以上、Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物を２以上にする必要がある。Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物、およびＬａ酸化物／Ｎｄ酸化物の上限値は、どちらも特に規定するものではない。
【００１７】
Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物は何れもＲＥＭ酸化物の１種であるため、他のＲＥＭ酸化物（例えば、Ｐｒ酸化物、Ｓｍ酸化物等）について介在物改質効果を評価したが、Ｃｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物と同等の改質効果を有するＲＥＭ酸化物はなく、Ｔｉ酸化物の改質にはＲＥＭ酸化物の中で特にＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物が有効である。
【００１８】
介在物中に含まれるＡｌ2Ｏ3の起源はＡｌ予備脱酸時のＡｌ2Ｏ3が主体であるが、介在物中のＡｌ2Ｏ3濃度が５０質量％を超えると、Ｃｅ酸化物とＬａ酸化物で改質しても、Ａｌ2Ｏ3系介在物と同様に凝集合体して表面疵を発生させ、さらにタンディッシュノズル閉塞の原因ともなる。よって、介在物中のＡｌ2Ｏ3濃度は５０質量％以下にすることが重要である。下限値は特に規定するものではない。
【００１９】
また、脱酸制御の際にＣａを同時に添加しないことを基本的な思想とする。但し、スラグ等を巻き込んだ場合には、介在物中にＣａＯが検出される。上述した適正組成のＴｉ酸化物−Ａｌ2Ｏ3−Ｃｅ酸化物−Ｌａ酸化物系介在物にＣａＯが混入すると、主な介在物は低融点化し、一部残留している高融点介在物と一緒に鍋ノズルに急速に付着し、激しい時には鋳造を停止する場合もある。また、ＣａＯの混入により生成した粗大な低融点介在物は、圧延時に不均一に延伸し、前述したように表面欠陥とはならないが、強加工のプレス成形時に割れ等の内部欠陥の原因となる。このため、介在物中にはＣａＯを含有させないことが好ましいが、スラグ等から混入する場合でも５質量％未満までは許容できる。これは、介在物中のＣａＯ濃度が５質量％以上になると、介在物の融点が大きく低下し、高融点介在物に維持できないためである。
【００２０】
なお、上記適正組成の介在物中には、ＭｎＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＯ等の他の酸化物を含有しても良いが、それらの合計濃度は１０質量％以下とすることも重要である。なぜなら、他の酸化物の合計濃度が１０質量％を超えると、介在物が溶鋼中で液相化し、低融点介在物になる可能性があるためである。
【００２１】
上記の適正介在物組成は鋼板中に存在する全粒径の酸化物系介在物で平均的に満足されることが好ましい。しかし、実用的にはノズルに付着したり、表面欠陥や内部欠陥となる介在物は１μｍ以上であり、さらに鋼板中で顕出される酸化物系介在物の殆どは１μｍ以上であることから、鋼板中の１μｍ以上の酸化物系介在物の平均組成が上述の適正組成であれば、その効果は十分に享受できる。
【００２２】
次に、本発明の介在物組成に制御した鋳片、鋼板を得るための製造方法と成分について述べる。
【００２３】
本発明では、転炉や電気炉等の製鋼炉で精錬して、或いはさらに真空脱ガス処理等を行って、低炭素濃度まで脱炭した溶鋼に、まずＡｌ添加して溶鋼中の溶存酸素濃度を５０〜４００ｐｐｍになるように予備脱酸処理を行う。ここで、Ａｌ予備脱酸後の溶存酸素濃度が４００ｐｐｍを超えると、その後のＴｉ脱酸で生成するＴｉ酸化物系介在物が多量に生成し、溶鋼の清浄性が大きく低下するため、反対に溶存酸素濃度が５０ｐｐｍ未満になるまでＡｌを添加するとＣｅ、ＬａおよびＮｄで改質した後の介在物中にＡｌ2Ｏ3が５０質量％を超えて含有されるためである。Ａｌ予備脱酸後の溶存酸素濃度を５０ｐｐｍ以上、介在物中のＡｌ2Ｏ3濃度が５０質量％以下に対応する溶鋼中Ａｌ濃度は０．０１質量％以下である。また、溶鋼中Ａｌ濃度の下限値は特に規定するものではなく、脱炭後の溶鋼の溶存酸素濃度に応じて適宜設定するものである。また、脱炭後の溶鋼の溶存酸素濃度が所望の濃度の場合、Ａｌ予備脱酸を省略することも可能である。
【００２４】
次いで、Ａｌ予備脱酸後の溶鋼にＴｉを添加してＴｉ脱酸し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを、質量比でＣｅ／Ｌａ（以降、Ｃｅ／Ｌａと記載することがある。）が１以上、且つ質量比でＬａ／Ｎｄ（以降、Ｌａ／Ｎｄと記載することがある。）が２以上の割合で添加する。本発明ではＴｉは脱酸と材質確保の両観点から添加される。Ｔｉ濃度が０．００５質量％未満では脱酸が不十分で全酸素濃度が高くなり材質が低下するため、Ｔｉ濃度が０．３質量％を超えるとＣｅ、ＬａおよびＮｄを添加して介在物を改質しても介在物中のＴｉ酸化物濃度が９５質量％を超えるため、その適正な濃度範囲は０．００５質量％以上０．３質量％以下である。
【００２５】
Ｃｅ、ＬａおよびＮｄは溶鋼中のＴｉ酸化物系介在物を高融点で凝集合体し難く、且つノズルにも付着し難い介在物組成に改質するものである。Ｃｅ、ＬａおよびＮｄの合計濃度が０．０００２質量％未満になると介在物中のＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計濃度が３質量％未満となり改質効果がなくなり、反対に０．０５質量％を超えると介在物中のＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計濃度が９０質量％を超えて溶鋼の清浄性が低下するため、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄの合計濃度は０．０００２質量％以上０．０５質量％以下にする必要がある。
【００２６】
また、添加するＣｅ、ＬａおよびＮｄの比率、すなわちＣｅ／Ｌａが１未満、Ｌａ／Ｎｄが２未満になると、溶鋼中のＣｅ濃度／Ｌａ濃度は１未満、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度は２未満となり、それに応じて介在物中のＣｅ酸化物／Ｌａ酸化物も１未満、Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物も２未満の低融点化介在物となり、内部欠陥や鍋ノズル閉塞の原因となるため、Ｃｅ／ＬａとＣｅ濃度／Ｌａ濃度は１以上、Ｌａ／ＮｄとＬａ濃度／Ｎｄ濃度は２以上にすることが重要である。Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを添加する際、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄをＣｅ／Ｌａで１以上、Ｌａ／Ｎｄで２以上になるように別々に添加しても良いが、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄをＣｅ／Ｌａで１以上、Ｌａ／Ｎｄで２以上になるように含有したＣｅ−Ｌａ−Ｎｄ合金やＦｅ−Ｃｅ−Ｌａ−Ｎｄ合金等で添加することも可能である。
【００２７】
Ｃｅ−Ｌａ−Ｎｄ合金中には、Ｆｅ以外の金属、例えばＰｒ、Ｓｉ、Ｎａ等を含有しても良いが、合金中にしめるＣｅ、Ｌａ、ＮｄおよびＦｅ以外の金属の合計含有率は１０質量％未満にすることが好ましい。これは、Ｃｅ、Ｌａ、ＮｄおよびＦｅ以外の金属の合計含有率が１０質量％を超えると介在物の融点が低下し、低融点介在物に変質する可能性があるためである。
【００２８】
本発明の介在物制御においてＣａ添加は原則として実施しないことを基本思想とする。Ｃａを添加すると、少量であっても溶鋼中のＣａ濃度は０．０００３質量％以上となり（Ｃａ添加なしでも、スラグ、パウダーや耐火物からの混入により０．０００３質量％未満のＣａが検出される場合がある。）、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄを添加して改質したＴｉ酸化物−Ａｌ2Ｏ3−Ｃｅ酸化物−Ｌａ酸化物−Ｎｄ酸化物系介在物にＣａＯが５質量％以上混入するため、折角の高融点介在物が一部低融点化し、鍋ノズルへの急激な付着現象やプレス成形時の割れ等の内部欠陥の原因となる。このため、溶鋼中のＣａ濃度は０．０００３質量％未満にする必要があり、本濃度条件を満足すれば実質的に介在物の融点は低下しないため、許容できる。また、Ｃａを添加しなくても、スラグ巻き込み等で外部からＣａＯが混入する場合もあるが、その場合にも極力ＣａＯの混入を防止し、介在物中のＣａＯ濃度を５質量％未満にするような溶製を行う必要がある。
【００２９】
本発明により溶製された溶鋼を連続鋳造する場合、タンディッシュノズルからの吐出流により溶鋼表面のパウダーを巻き込み、鋳型内にパウダー成分であるＣａＯを混入させる可能性がある。本発明の溶鋼ではＣａＯの混入を極力避ける必要があるため、パウダー巻き込みを防止するため高粘性パウダーを使用することが好ましい。パウダー粘性を種々変更した鋳造試験の結果、１３００℃で測定したパウダー粘度で１０ｐｏｉｓｅ以上であれば、モールドパウダーを巻き込みにくいことが分かった。このため、本発明の溶鋼を連続鋳造する場合、粘度１０ｐｏｉｓｅ以上の高粘性パウダーを使用することが好ましい。
【００３０】
本発明は、インゴット鋳造および連続鋳造でも可能であり、連続鋳造であれば通常の２５０ｍｍ厚み程度のスラブ連続鋳造に適用されるだけでなく、連続鋳造機の鋳型厚みがそれより薄い、例えば１５０ｍｍ以下の薄スラブ連続鋳造に対しても十分に効果を発現し、極めて表面疵が少なく、内部欠陥も発生し難い鋳片を得ることができる。
【００３１】
本発明で得られた鋳片を、熱間圧延、冷間圧延等の通常の方法により、鋼板を製造する。この鋼板は、内部の介在物が本発明の組成範囲に適正に制御されているため、表面疵の発生も殆どなく、且つプレス成形時に割れ等の内部欠陥も殆ど発生しない。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明について説明する。
【００３３】
実施例１：
転炉での精錬と真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．００３質量％とした３００ｔの取鍋内溶鋼に予備脱酸Ａｌを添加して３分間環流させ、溶存酸素濃度０．００７質量％の溶鋼とした。さらに、この溶鋼にＴｉを添加して脱酸し１分間環流し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄをＣｅ／Ｌａ＝１．６、Ｌａ／Ｎｄ＝３．７のＣｅ−Ｌａ−Ｎｄ合金で添加し、Ｃ濃度を０．００３質量％、Ａｌ濃度を０．００９質量％、Ｔｉ濃度を０．０５質量％、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄの合計濃度を０．００４質量％、Ｃｅ濃度／Ｌａ濃度を１．６、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度を３．７、Ｃａ濃度を０．０００２質量％以下にした溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブに鋳造した。鋳造の際に使用したモールドパウダーの粘度は１３００℃で１０ｐｏｉｓｅであった。
【００３４】
鋳造中は、タンディッシュノズルや鍋ノズルの閉塞は全く生じなかった。鋳造した鋳片は８５００ｍｍ長さに切断し、１コイル単位とした。
【００３５】
鋳片内の１μｍ以上の介在物を電子顕微鏡で調査・解析したところ、平均介在物組成でＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計濃度が５０質量％、Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１．６、Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物が３．７、Ｔｉ酸化物濃度が３５質量％、Ａｌ2Ｏ3濃度が１４質量％、ＣａＯ濃度が１質量％以下であった。
【００３６】
このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７ｍｍ厚みで幅１８００ｍｍコイルの冷延鋼板とした。
【００３７】
鋼板品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面疵の発生個数を評価した。また、内部欠陥に関しては、鋼板をプレス成形試験機で成形し、鋼板一枚当たりに発生する割れ個数で評価した。その結果、表面疵と内部欠陥は発生しなかった。また、鋼板内に存在する介在物の平均組成を調査したが、鋳片内の平均組成と同じであった。
【００３８】
実施例２：
転炉での精錬と真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．０４質量％とした３００ｔの取鍋内溶鋼に予備脱酸Ａｌを添加して４分間環流させ、溶存酸素濃度０．０３５質量％の溶鋼とした。さらに、この溶鋼にＴｉを添加して脱酸し２分間環流し、その後Ｃｅ、ＬａおよびＮｄをＣｅ／Ｌａ＝１．３、Ｌａ／Ｎｄ＝４．０の比率で添加し、Ｃ濃度を０．００４質量％、Ａｌ濃度を０．００２質量％、Ｔｉ濃度を０．０３質量％、Ｃｅ、ＬａおよびＮｄの合計濃度を０．０１質量％、Ｃｅ濃度／Ｌａ濃度を１．３、Ｌａ濃度／Ｎｄ濃度を４．０、Ｃａ濃度を０．０００２質量％以下にした溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブに鋳造した。鋳造の際に使用したモールドパウダーの粘度は１３００℃で１２ｐｏｉｓｅであった。
【００３９】
鋳造中は、タンディッシュノズルや鍋ノズルの閉塞は全く生じなかった。鋳造した鋳片は８５００ｍｍ長さに切断し、１コイル単位とした。
【００４０】
鋳片内の１μｍ以上の介在物を電子顕微鏡で調査・解析したところ、平均介在物組成でＣｅ酸化物、Ｌａ酸化物およびＮｄ酸化物の合計濃度が７５質量％、Ｃｅ酸化物／Ｌａ酸化物が１．３、Ｌａ酸化物／Ｎｄ酸化物が４．０、Ｔｉ酸化物濃度が１８質量％、Ａｌ2Ｏ3濃度が６質量％、ＣａＯ濃度が１質量％以下であった。
【００４１】
このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７ｍｍ厚みで幅１８００ｍｍコイルの冷延鋼板とした。
【００４２】
鋼板品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面疵の発生個数を評価した。また、内部欠陥に関しては、鋼板をプレス成形試験機で成形し、鋼板一枚当たりに発生する割れ個数で評価した。その結果、表面疵と内部欠陥は発生しなかった。また、鋼板内に存在する介在物の平均組成を調査したが、鋳片内の平均組成と同じであった。
【００４３】
比較例１：
転炉での精錬と真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．００３質量％とした３００ｔの取鍋内溶鋼に予備脱酸Ａｌを添加して３分間環流させ、溶存酸素濃度０．００７質量％の溶鋼とした。さらに、この溶鋼にＴｉを添加して脱酸し１分間環流し、その後ＣａとＲＥＭ合金を添加し、Ｃ濃度を０．００３質量％、Ａｌ濃度を０．００９質量％、Ｔｉ濃度を０．０５質量％、ＲＥＭ濃度を０．００１７質量％、Ｃａ濃度を０．００２２質量％にした溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブに鋳造した。鋳造の際に使用したモールドパウダーの粘度は１３００℃で４ｐｏｉｓｅであった。
【００４４】
鋳造中は、タンディッシュノズルの閉塞は発生しなかったが、鍋ノズルが鋳造後半の鍋残湯量９０ｔから急激に閉塞し、最終的には鍋溶鋼３０ｔを残して鋳造を停止した。鋳造した鋳片は８５００ｍｍ長さに切断し、１コイル単位とした。
【００４５】
鋳片内の１μｍ以上の介在物を電子顕微鏡で調査・解析したところ、平均介在物組成でＲＥＭ酸化物濃度が１５質量％、ＣａＯが３５質量％、Ｔｉ酸化物濃度が３２質量％、Ａｌ2Ｏ3濃度が１８質量％であった。
【００４６】
このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７ｍｍ厚みで幅１８００ｍｍコイルの冷延鋼板とした。
【００４７】
鋼板品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面疵の発生個数を評価した。また、内部欠陥に関しては、鋼板をプレス成形試験機で成形し、鋼板一枚当たりに発生する割れ個数で評価した。その結果、表面疵は発生しなかったが、内部欠陥としてプレス割れが４．３個／板の割合で多量に発生した。また、鋼板内に存在する介在物の平均組成を調査したが、鋳片内の平均組成と同じであった。
【００４８】
比較例２：
転炉での精錬と真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．００３質量％とした３００ｔの取鍋内溶鋼に予備脱酸Ａｌを添加して３分間環流させ、溶存酸素濃度０．００７質量％の溶鋼とした。さらに、この溶鋼にＴｉを添加して脱酸し１分間環流し、Ｃ濃度を０．００３質量％、Ａｌ濃度を０．００９質量％、Ｔｉ濃度を０．０５質量％にした溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブに鋳造した。鋳造の際に使用したモールドパウダーの粘度は１３００℃で４ｐｏｉｓｅであった。
【００４９】
鋳造中は、鍋ノズルの閉塞は発生しなかったが、タンディッシュノズルが閉塞し鋳造後半で鋳造を停止した。鋳造した鋳片は８５００ｍｍ長さに切断し、１コイル単位とした。
【００５０】
鋳片内の１μｍ以上の介在物を電子顕微鏡で調査・解析したところ、平均介在物組成でＴｉ酸化物濃度が７２質量％、Ａｌ2Ｏ3濃度が２８質量％であった。
【００５１】
このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７ｍｍ厚みで幅１８００ｍｍコイルの冷延鋼板とした。
【００５２】
鋼板品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面疵の発生個数を評価した。また、内部欠陥に関しては、鋼板をプレス成形試験機で成形し、鋼板一枚当たりに発生する割れ個数で評価した。その結果、表面疵は２．５個／コイル発生し、内部欠陥としてプレス割れは２．３個／板の割合で発生した。また、鋼板内に存在する介在物の平均組成を調査したが、鋳片内の平均組成と同じであった。
【００５３】
比較例３：
転炉での精錬と環流式真空脱ガス装置での処理により炭素濃度を０．００３質量％とした取鍋内溶鋼をＡｌで脱酸し５分間環流し、Ｃ濃度を０．００３質量％、Ａｌ濃度を０．０４質量％の溶鋼を溶製した。この溶鋼を連続鋳造法で厚み２５０ｍｍ、幅１８００ｍｍのスラブに鋳造した。鋳造の際に使用したモールドパウダーの粘度は１３００℃で４ｐｏｉｓｅであった。
【００５４】
鋳造中は、鍋ノズルの閉塞は発生しなかったが、タンディッシュノズルが閉塞し、鋳造後半でスライディングノズルを全開しても鋳型への溶鋼供給が不足し、鋳造速度を減速して完鋳した。鋳造した鋳片は８５００ｍｍ長さに切断し、１コイル単位とした。
【００５５】
鋳片内の１μｍ以上の介在物を電子顕微鏡で調査・解析したところ、平均介在物組成でＡｌ2Ｏ3が９８質量％であった。
【００５６】
このようにして得られたスラブは、常法により熱間圧延、冷間圧延し、最終的には０．７ｍｍ厚みで幅１８００ｍｍコイルの冷延鋼板とした。
【００５７】
鋳片品質については、冷間圧延後の検査ラインで目視観察を行い、１コイル当たりに発生する表面欠陥の発生個数を評価した。また、内部欠陥に関しては、鋼板をプレス成形試験機で成形し、鋼板一枚当たりに発生する割れ個数で評価した。その結果、内部欠陥としてプレス割れは発生しなかったが、表面疵は４．５個／コイルと多量に発生した。また、鋼板内に存在する介在物の平均組成を調査したが、鋳片内の平均組成と同じであった。