(57)【要約】【課題】真空脱ガス処理の復圧時、非定常時に生じる溶鋼のスラグ巻込みを抑制して、鋼中のCaO含有介在物の量と大きさを低減し、清浄性の高い鋼を製造する。【解決手段】C、Si、Mn、P、及び、Sを含有する取鍋内の溶鋼に、真空槽に浸漬管を備える脱ガス装置で真空脱ガス処理を施した後、真空槽内の圧力を、減圧状態の圧力Ｐ1[Pa]から大気圧Ｐ0[Pa]へ復圧し、溶鋼の精錬を終了する精錬方法において、(i)上記圧力Ｐ1から、下記式(1)で定義する圧力Ｐ2まで、真空槽内の溶鋼の下降速度を0.20ｍ／秒以上に維持して復圧し、次いで、(ii)圧力Ｐ2から大気圧Ｐ0まで、浸漬管内の溶鋼の下降速度を0.15ｍ／秒以下に維持して復圧することを特徴とする溶鋼の精錬方法。Ｐ2＝Ｐ0−ρ・ｇ・（ｈ−ｄ）・・・(1)  ρ：溶鋼密度[kg/m3]  ｇ：重力加速度[m/秒2]  ｈ：取鍋内の溶鋼浴面から真空槽内の溶鋼浴面までの高さ[m]  ｄ：真空槽内の溶鋼浴浸[m]【選択図】図４
2018141194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及び、Ｓを含有する取鍋内の溶鋼に、真空槽に浸漬管を備える脱ガス装置で真空脱ガス処理を施した後、真空槽内の圧力を、減圧状態の圧力Ｐ1［Ｐａ］から大気圧Ｐ0［Ｐａ］へ復圧し、溶鋼の精錬を終了する精錬方法において、
（ｉ）上記圧力Ｐ1から、下記式（１）で定義する圧力Ｐ2まで、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上に維持して復圧し、次いで、
（ii）圧力Ｐ2から大気圧Ｐ0まで、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．１５ｍ／秒以下に維持して復圧する
ことを特徴とする溶鋼の精錬方法。
Ｐ2＝Ｐ0−ρ・ｇ・（ｈ−ｄ）                                    ・・・（１）
ρ：溶鋼密度［ｋｇ／ｍ3］
ｇ：重力加速度［ｍ／秒2］
ｈ：取鍋内の溶鋼浴面から真空槽内の溶鋼浴面までの高さ［ｍ］
ｄ：真空槽内の溶鋼浴浸［ｍ］
【請求項２】
前記真空脱ガス処理をＲＨ式真空脱ガス装置で行なうことを特徴とする請求項１に記載の溶鋼の精錬方法。
【請求項３】
前記ＲＨ式真空脱ガス装置で復圧を行なう際、復圧用ガスを、溶鋼環流ガスを吹き込む部位、及び、真空槽内に直接供給する部位の一方又は両方から供給することを特徴とする請求項２に記載の溶鋼の精錬方法。
【請求項４】
前記復圧用ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項３に記載の溶鋼の精錬方法。
【請求項５】
前記溶鋼が、質量％で、Ｃ：１．２０％以下、Ｓｉ：３．００％以下、Ｍｎ：１．６０％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溶鋼の精錬方法。
【請求項６】
前記溶鋼が、さらに、質量％で、Ａｌ：０．２０％以下、Ｃｒ：３．５０％以下、Ｍｏ：０．８５％以下、Ｎｉ：４．５０％以下、Ｎｂ：０．２０％以下、Ｖ：０．４５％以下、Ｗ：０．３０％以下、Ｂ：０．００６％以下、Ｎ：０．０６０％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｐｂ：０．４５％以下、Ｂｉ：０．２０％以下、Ｔｅ：０．０１０％以下、Ｓｂ：０．２０％以下、Ｍｇ：０．０１０％以下、Ｃａ：０．０１０％以下、ＲＥＭ：０．０１０％以下、Ｏ：０．００３％以下の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項５に記載の溶鋼の精錬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清浄性の高い溶鋼を製造する精錬方法、特に、真空脱ガス精錬を終了する時の精錬方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械装置の高性能化や機械部品の小型化を図るため、機械特性に優れる鋼が求められている。鋼は、一般に、転炉で、溶鋼を脱珪処理、脱燐処理、さらに、脱炭処理を行った後、二次精錬工程にて、溶鋼の成分組成を調製し、溶鋼中の介在物を低減し、次いで、連続鋳造して製造されるが、機械特性を高めるためには、溶鋼中の介在物をできるだけ低減する必要がある。
【０００３】
例えば、軸受鋼においては、鋼中の介在物の量や大きさが、転動疲労寿命を決定するので、二次精錬工程にて、溶鋼に、取鍋スラグ精錬処理（以下「ＬＦ処理」ということがある。）や、真空脱ガス処理（以下「ＲＨ処理」ということがある。）を施し、溶鋼中の介在物の低減を図っている。
【０００４】
ＲＨ処理は、取鍋中の溶鋼に、二本の浸漬管を浸漬し、浸漬管に繋がる真空槽を減圧して、大気圧との差圧で溶鋼を真空槽内に吸い上げ、溶鋼環流ガスを、一方の浸漬管から溶鋼内に供給し、溶鋼を真空槽内と取鍋の間で環流させて、脱ガスや、介在物の低減を図る処理である。
【０００５】
ＲＨ処理では、溶鋼を強撹拌することになるので、介在物の除去は促進されるが、一方で、溶鋼中へのスラグの巻込みが発生するので、溶鋼の環流制御が重要で、これまで、環流制御に関する技術が数多く提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、塩基度３以上のスラグで還元精錬を実施した後、環流式脱ガス装置によって、処理時間の２／３を高環流、１／３を弱環流にして真空脱ガス精錬を行なうことを特徴とする軸受鋼の製造方法が提案されている。
【０００７】
特許文献２には、アーク溶解炉又は転炉で製造した溶鋼を取鍋に移注して精錬する際、取鍋における精錬を６０分以下とし、環流式脱ガス装置による溶鋼の環流量を全溶鋼の８倍以上として脱ガスを２５分以上行なうことを特徴とする高清浄鋼の製造方法が提案されている。
【０００８】
特許文献３には、転炉又は電気炉から出鋼した溶鋼を取鍋精錬装置で精錬した後、環流式真空脱ガス装置で精錬して高清浄度鋼を製造する際、環流式真空脱ガス装置で行なう精錬処理でのスラグ塩基度を６．５以上１３．５以下とし、環流式真空脱ガス装置の全処理時間の１/３〜１/２の前半処理では、溶鋼環流量１８０ton/min以上、２１０ton/min以下の高環流状態とし、後半処理では、溶鋼環流量１１０ton/min以上、１４０ton/min以下の弱環流状態とすることを特徴とする高清浄度鋼の製造方法が提案されている。
【０００９】
特許文献４には、溶鋼の真空精錬処理終了時に真空槽内に窒素ガスを導入して、真空から常圧に復圧する真空精錬装置の復圧方法において、溶鋼浴表面にはアルゴンガス等の不活性ガスを導入して、溶鋼の吸窒を防止する復圧方法が提案されている。
【００１０】
特許文献５には、真空槽内にスラグを持ち込まない状態で、真空槽内の真空度に応じて攪拌用ガスを供給することを特徴とする高清浄度極低炭素鋼の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−０６３６５０号公報
【特許文献２】特開２００１−３４２５１６号公報
【特許文献３】特開２００８−１３３５０５号公報
【特許文献４】特開平０５−３３１５２６号公報
【特許文献５】特開平０８−１９９２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述したように、鋼の機械特性に、鋼中に存在する介在物、主に、酸化物系介在物の量と大きさが大きく影響する。鋼中の酸化物系介在物のうち、特に、数１０μｍ程の粗大な介在物は、ＣａＯ含有の低融点介在物（以下「ＣａＯ含有介在物」ということがある。）である。
【００１３】
粗大なＣａＯ含有介在物は、精錬で使用する取鍋スラグが、溶鋼中に巻き込まれて発生するスラグ系介在物、スラグ中のＣａＯが還元されて溶鋼に混入し、溶鋼中のＡｌ2Ｏ3やＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3と反応して生成する介在物、さらに、これらの介在物が溶鋼中の介在物を取り込んで粗大化した介在物である。
【００１４】
粗大なＣａＯ含有介在物は、品質管理指標の極値統計値や、製品特性の疲労寿命を悪化させるので、その量と大きさを低減する必要があるが、そのためには、凝集合体の起点となる低融点介在物の量と大きさを低減するとともに、低融点介在物に取り込まれる溶鋼中の介在物の量と大きさ低減することが有効である。
【００１５】
これら介在物の量と大きさを低減するためには、製造の各工程（取鍋精錬−ＲＨ処理−連続鋳造）において、溶鋼中への介在物の混入を防止する、又は、溶鋼中の介在物を除去する等の介在物低減対策が必要である。
【００１６】
溶鋼中への取鍋スラグの巻込みは、ＲＨ処理において、溶鋼流速が大きい場合や、スラグ／溶鋼界面の擾乱が激しい場合に、その頻度が大きくなり、混入するスラグ系介在物の量と大きさが、ともに増大する。
【００１７】
ＲＨ処理の終了後は、真空槽内の溶鋼を取鍋に戻すため、真空槽内の減圧状態を大気圧へ戻す「復圧」を実施するが、復圧時には、真空槽内に吸い上げられていた溶鋼、及び、浸漬管内に貯留していた溶鋼が、急激に降下して取鍋内に戻るので、急激に降下する溶鋼が誘起する溶鋼の下降流速は非常に大きく、スラグ／溶鋼界面が激しく搖動し、スラグが溶鋼に巻き込まれるとともに、巻き込まれたスラグは取鍋内溶鋼の深部まで引き込まれることになる。
【００１８】
また、復圧時の溶鋼環流ガス流量が、ＲＨ処理中の溶鋼環流ガス流量と同じ強環流条件であれば、溶鋼は、復圧中も、スラグ巻込みの臨界溶鋼流速を超える流速で環流することになるので、真空槽内のスラグは、常に、溶鋼中に巻き込まれ易い状態におかれることとなる。さらに、スラグ／溶鋼界面において、スラグ巻込みの臨界流速を超える溶鋼流速が存在し、スラグと溶鋼の接触時間が長いと、真空槽内のスラグが溶鋼中に巻き込まれ易い状態が続くので、溶鋼中のスラグ系介在物の量は増大することになる。
【００１９】
特許文献１の方法では、環流式脱ガス処理の前半２／３を高環流とし、後半１／３を弱環流としているが、特許文献１に、復圧時の環流条件は記載されていない。また、環流式脱ガス処理の後半を弱環流にすると、溶鋼中の全酸素量Ｔ．Ｏを十分に低減できない可能性がある。
【００２０】
特許文献２の方法では、取鍋における精錬を６０分以下とし、環流式脱ガス装置による溶鋼の環流量を、全溶鋼の８倍以上として脱ガスを２５分以上行なうが、特許文献２に、復圧時の環流条件は記載されておらず、また、溶鋼中へのスラグ巻込みに影響する環流条件も不明瞭である。
【００２１】
特許文献３の方法では、環流式真空脱ガス装置の全処理時間の１/３〜１/２の前半を高環流状態とし、後半を弱環流状態としているが、特許文献１の方法と同様に、復圧時の環流条件は記載されておらず、また、後半を弱撹拌とするので、溶鋼の全酸素量Ｔ．Ｏを十分に下げることができない恐れがある。
【００２２】
特許文献４の方法では、復圧時のガス種等が規定されているが、特許文献４に、真空槽内及び取鍋内にて溶鋼のスラグ巻き込みを抑制する復圧条件は記載されていない。特許文献５の方法では、真空槽内の圧力に応じた適切な撹拌ガス流速が規定されているが、特許文献５に、真空槽内及び取鍋内において、溶鋼中へのスラグ巻込みを抑制する復圧条件は記載されていない。
【００２３】
そこで、本発明は、従来技術の現状に鑑み、溶鋼の真空脱ガス処理の復圧時、非定常時に生じる溶鋼のスラグ巻込みを抑制して、鋼中のＣａＯ含有介在物の量と大きさを低減し、清浄性の高い鋼を製造することを課題とし、該課題を解決する溶鋼の精錬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】
【００２４】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、真空脱ガス処理の復圧時、真空槽内の圧力を制御して、真空槽内及び浸漬管内の溶鋼の下降速度を最適化すれば、非定常時に生じる溶鋼のスラグ巻込み、及び、スラグ系介在物の取鍋内溶鋼の深部への浸入を抑制でき、スラグに起因して鋼中に残存するＣａＯ含有介在物の量と大きさを大幅に低減できることを見いだした。この点については後述する。
【００２５】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、その要旨は次の通りである。
【００２６】
（１）Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及び、Ｓを含有する取鍋内の溶鋼に、真空槽に浸漬管を備える脱ガス装置で真空脱ガス処理を施した後、真空槽内の圧力を、減圧状態の圧力Ｐ1［Ｐａ］から大気圧Ｐ0［Ｐａ］へ復圧し、溶鋼の精錬を終了する精錬方法において、
（ｉ）上記圧力Ｐ1から、下記式（１）で定義する圧力Ｐ2まで、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上に維持して復圧し、次いで、
（ii）圧力Ｐ2から大気圧Ｐ0まで、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．１５ｍ／秒以下に維持して復圧する
ことを特徴とする溶鋼の精錬方法。
【００２７】
Ｐ2＝Ｐ0−ρ・ｇ・（ｈ−ｄ）                                    ・・・（１）
ρ：溶鋼密度［ｋｇ／ｍ3］
ｇ：重力加速度［ｍ／秒2］
ｈ：取鍋内の溶鋼浴面から真空槽内の溶鋼浴面までの高さ［ｍ］
ｄ：真空槽内の溶鋼浴浸［ｍ］
【００２８】
（２）前記真空脱ガス処理をＲＨ式真空脱ガス装置で行なうことを特徴とする前記（１）に記載の溶鋼の精錬方法。
【００２９】
（３）前記ＲＨ式真空脱ガス装置で復圧を行なう際、復圧用ガスを、溶鋼環流ガスを吹き込む部位、及び、真空槽内に直接供給する部位の一方又は両方から供給することを特徴とする前記（２）に記載の溶鋼の精錬方法。
【００３０】
（４）前記復圧用ガスが不活性ガスであることを特徴とする前記（３）に記載の溶鋼の精錬方法。
【００３１】
（５）前記溶鋼が、質量％で、Ｃ：１．２０％以下、Ｓｉ：３．００％以下、Ｍｎ：１．６０％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の溶鋼の精錬方法。
【００３２】
（６）前記溶鋼が、さらに、質量％で、Ａｌ：０．２０％以下、Ｃｒ：３．５０％以下、Ｍｏ：０．８５％以下、Ｎｉ：４．５０％以下、Ｎｂ：０．２０％以下、Ｖ：０．４５％以下、Ｗ：０．３０％以下、Ｂ：０．００６％以下、Ｎ：０．０６０％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｐｂ：０．４５％以下、Ｂｉ：０．２０％以下、Ｔｅ：０．０１０％以下、Ｓｂ：０．２０％以下、Ｍｇ：０．０１０％以下、Ｃａ：０．０１０％以下、ＲＥＭ：０．０１０％以下、Ｏ：０．００３％以下の１種又は２種以上を含有することを特徴とする前記（５）に記載の溶鋼の精錬方法。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、非定常時に生じる溶鋼のスラグ巻込み、及び、スラグ系介在物の取鍋内溶鋼の深部への浸入を抑制でき、スラグに起因して鋼中に残存するＣａＯ含有介在物の量と大きさを大幅に低減できるので、清浄性が高く、機械特性に優れた鋼を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】真空槽の浸漬上昇管と浸漬下降管を溶鋼とスラグに浸漬し、真空槽内を減圧し、真空槽内に溶鋼とスラグを吸い上げた態様を示す図である。
【図２】真空脱ガス処理中の溶鋼とスラグの態様を示す図である。
【図３】通常の復圧時における浸漬上昇管と浸漬下降管内の溶鋼とスラグの態様を示す図である。
【図４】本発明の復圧時における浸漬上昇管と浸漬下降管内の溶鋼とスラグの態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の溶鋼の精錬方法（以下「本発明精錬方法」ということがある。）は、
Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及び、Ｓを含有する取鍋内の溶鋼に、真空槽に浸漬管を備える脱ガス装置で真空脱ガス処理を施した後、真空槽内の圧力を、減圧状態の圧力Ｐ1［Ｐａ］から大気圧Ｐ0［Ｐａ］へ復圧し、溶鋼の精錬を終了する精錬方法において、
（ｉ）上記圧力Ｐ1から、下記式（１）で定義する圧力Ｐ2まで、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上に維持して復圧し、次いで、
（ii）圧力Ｐ2から大気圧Ｐ0まで、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．１５ｍ／秒以下に維持して復圧する
ことを特徴とする。
【００３６】
Ｐ2＝Ｐ0−ρ・ｇ・（ｈ−ｄ）                                    ・・・（１）
ρ：溶鋼密度［ｋｇ／ｍ3］
ｇ：重力加速度［ｍ／秒2］
ｈ：取鍋内の溶鋼浴面から真空槽内の溶鋼浴面までの高さ［ｍ］
ｄ：真空槽内の溶鋼浴浸［ｍ］
【００３７】
以下、本発明精錬方法について、溶鋼にＲＨ式真空脱ガス処理を施す場合を例にとって説明する。
【００３８】
図１〜図３に、ＲＨ式真空脱ガス処理の態様を示す。図１に、真空槽の浸漬上昇管と浸漬下降管を溶鋼とスラグに浸漬し、真空槽内を減圧し、真空槽内に溶鋼とスラグを吸い上げた態様を示し、図２に、真空脱ガス処理中の溶鋼とスラグの態様を示し、図３に、通常の復圧時における浸漬上昇管と浸漬下降管内の溶鋼とスラグの態様を示す。
【００３９】
図１に示すように、溶鋼に真空脱ガス処理を施す際には、浸漬上昇管２ａと浸漬下降管２ｂを備え、排気管４を介し排気装置（図示なし）に接続されている真空槽１を降下させ、又は、取鍋２を上昇させ、浸漬上昇管２ａと浸漬下降管２ｂを、スラグ６ａを通して溶鋼５ａに浸漬し、真空槽１内の大気を排気管４から排気して、真空槽１内を減圧し、真空槽１内に溶鋼５ａとスラグ６ａを吸い上げる。
【００４０】
取鍋２内の溶鋼５ａはスラグ６ａに覆われているので、真空槽１内には溶鋼５ａとスラグ６ａが吸い上げられ、吸い上げられた溶鋼５ｂは、同様に、スラグ６ｂで覆われる。溶鋼５ｂがスラグ６ｂで覆われている状態で、浸漬上昇管２ａに設けた溶鋼環流ガス吹込み口３から、浸漬上昇管２ａ内の溶鋼に、溶鋼環流ガス３ａ（アルゴン、窒素などの不活性ガス）を吹き込む。
【００４１】
図２に示すように、溶鋼環流ガス３ａの吹込みで生じるポンプ作用によって、浸漬上昇管２ａ内の溶鋼５ｂが上昇し、真空槽１内において、溶鋼５ｂの盛上り５ｃが形成され、真空槽１内の溶鋼５ｂは、所要の溶鋼流速５ｄで浸漬下降管２ｂへ向かって流動し、浸漬下降管２ｂから取鍋２へ環流する（図２中「矢印」参照）。
【００４２】
溶鋼５ｂの盛上り５ｃが、真空槽１の減圧雰囲気に曝されて、溶鋼５ｂに対する脱ガス処理が進行し、溶鋼５ｂが環流する間、溶鋼５ａに対する真空脱ガス処理が進行する。
【００４３】
溶鋼５ｂを覆うスラグ６ｂは、溶鋼流速５ｄが速い場合、また、スラグ／溶鋼界面での擾乱が大きい場合に、取鍋２へ環流する溶鋼５ｂ中に巻き込まれるので、真空槽１内の減圧状態を大気圧へ復圧して真空脱ガスを終了する時、取鍋２へ環流する溶鋼５ｂの挙動と、真空脱ガス処理の間、浸漬下降管２ｂの上部に偏って滞留するスラグ６ｂの挙動が、溶鋼５ｂが取鍋２へ環流した後の溶鋼５ａの清浄性に大きく影響する。
【００４４】
真空槽１内の減圧状態を大気圧にむけて復圧していくと、真空槽１内の溶鋼５ｂの盛上り５ｃの高さは低くなっていき、それに伴い、浸漬上昇管２ａ近傍に存在するスラグ６ｂは浸漬上昇管２ａ側に流動するので、真空槽１内の溶鋼５ｂとスラグ６ｂは、図３に示すように、浸漬上昇管２ａと浸漬下降管２ｂから取鍋２へ降下する。
【００４５】
通常、復圧中も、浸漬上昇管２ａの溶鋼環流ガス吹込み口３から溶鋼環流ガス３ａを供給するので、浸漬上昇管２ａ側の溶鋼５ｂとスラグ６ｂは強撹拌されるとともに、溶鋼還流が継続する。
【００４６】
強撹拌によりスラグ６ｂが懸濁した溶鋼５ｂが浸漬管上昇管２ａから取鍋２へ降下すると、溶鋼５ａ中にスラグ６ｂが懸濁した溶鋼域が形成され、該溶鋼域が取鍋２内の溶鋼５ａの深部に浸入し、真空脱ガス処理を施した溶鋼の清浄性が低下する。
【００４７】
また、溶鋼環流が継続すると、浸漬下降管２ｂ側に偏って存在するスラグ６ｂの下面には、浸漬上昇管２ａ側から浸漬下降管２ｂ側に向かう溶鋼流速５ｄが存在することになり、真空槽１内のスラグ６ｂは、スラグ／溶鋼界面にて、上記溶鋼流速に巻き込まれ易い状態におかれることになる。
【００４８】
復圧時、溶鋼環流ガス３ａの流量が、ＲＨ処理中の溶鋼環流ガスの流量と同じ場合、溶鋼の還流量は減少するが、真空槽１内での溶鋼流速５ｄは大きくなり、溶鋼流速５ｄが、スラグ巻込みの臨界溶鋼流速を超えると、真空槽１内のスラグは、常に、溶鋼５ｂ中に巻き込まれ易い状態におかれることになる。
【００４９】
さらに、浸漬下降管２ｂ側に偏って存在するスラグ６ｂの下面に形成される、浸漬上昇管２ａ側から浸漬下降管２ｂ側に向かう溶鋼流速５ｄが、スラグ巻込みの臨界流速を超えかつ、スラグ６ｂと溶鋼５ｂの接触時間が長くなると、真空槽１内のスラグ６ｂが溶鋼５ｂに巻き込まれ易い状態が続き、溶鋼５ａ中のスラグ系介在物の量が増大する。
【００５０】
また、復圧時、真空槽１内の溶鋼５ｂとスラグ６ｂが急激に降下するので、取鍋２内のスラグ／溶鋼界面が激しく搖動し、溶鋼５ａがスラグ６ａを巻き込む可能性が増大するし、さらに、この急激な溶鋼５ｂとスラグ６ｂの降下により、スラグ／溶鋼界面近傍で、溶鋼流速がスラグ巻込み臨界流速を超えて、その状態が長時間続くと、溶鋼５ａ中に巻き込まれるスラグ系介在物の量が増大する。
【００５１】
前述したように、鋼中の非金属介在物のうち、特に、ＣａＯ含有介在物の量及び大きさの増大は、鋼の機械特性、特に、延性、靱性、疲労特性等を阻害する。
【００５２】
そこで、本発明者らは、上記のことを踏まえ、ＣａＯ含有介在物の量及び大きさの増大を抑制する、又は、該量及び大きさを低減するためには、
(x)溶鋼環流が継続（溶鋼流速が存在）するスラグ／溶鋼界面において、スラグと溶鋼の接触時間を短縮すること、及び、
(y)真空槽内及び浸漬管内の溶鋼とスラグの降下に伴うスラグ／溶鋼界面の搖動を抑制し、溶鋼中へのスラグ巻込みを低減すること
が有効であると発想し、該発想を実現する手法について鋭意検討した。
【００５３】
その結果、復圧初期の減圧状態（図２、参照）の圧力Ｐ1から、真空槽内の溶鋼の浴浸（図２中「ｄ」、参照）が０ｍとなる、上記式（１）で定義する圧力Ｐ2［Ｐａ］まで、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上に維持して急速に復圧すると、
(a)真空槽内の溶鋼の盛上りの高さが急速に低くなり、浸漬上昇管近傍に存在するスラグが浸漬上昇管側に流動する前に、溶鋼が浸漬上昇管内へ降下し、スラグの浸漬上昇管内への流入が抑制されるとともに、
(b)浸漬下降管側に偏って存在するスラグの下面に、浸漬上昇管側から浸漬下降管側に向かう溶鋼流速が存在する時間、即ち、溶鋼流速の存在下におけるスラグと溶鋼の接触時間が短縮され、取鍋に環流する溶鋼のスラグ巻き込みが抑制される
ことを見いだした。
【００５４】
さらに、真空槽内の溶鋼の浴浸が０ｍとなる圧力Ｐ2［Ｐａ］まで急速に復圧した後、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．１５ｍ／秒以下に維持して、ゆっくりと復圧すると、
(c)取鍋内におけるスラグ／溶鋼界面の搖動が抑制されて、溶鋼中へのスラグ巻込みが減少するとともに、
(d)スラグ系介在物の取鍋内溶鋼の深部への浸入が抑制される
ことを見いだした。
【００５５】
本発明精錬方法は、上記知見に基づいてなされたもので、スラグに起因して鋼中に残存するＣａＯ含有介在物の量と大きさを大幅に低減し、清浄性が高く、機械特性に優れた鋼を製造できるものである。
【００５６】
以下、本発明精錬方法の復圧（減圧状態の圧力Ｐ1から圧力Ｐ2［Ｐａ］までの復圧と、この復圧に続いて行う、圧力Ｐ2［Ｐａ］から大気圧Ｐ0［Ｐａ］までの復圧）について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００５７】
図４に、本発明精錬方法の復圧時における、浸漬上昇管と浸漬下降管内の溶鋼とスラグの態様を示す。
【００５８】
図４に示すように、復圧初期の減圧状態（図２、参照）から、真空槽内の溶鋼の浴浸（図２中「ｄ」、参照）が０ｍとなる圧力Ｐ2まで急速に復圧（以下「急速復圧」ということがある。）する。
【００５９】
急速復圧により、浸漬上昇管２ａの上部の溶鋼５ｂは浸漬上昇管２ａ内へ急速に降下するので、上記溶鋼５ｂの盛上り５ｃ（図２、参照）の高さは急速に低くなるとともに、浸漬下降管２ｂ側では、スラグ６と溶鋼５ｂが、浸漬下降管２ｂ内に急速に降下する。
【００６０】
この浸漬下降管２ｂ側でのスラグ６と溶鋼５ｂの急速降下に伴い、浸漬上昇管２ａ近傍に存在するスラグ６ｂは浸漬上昇管２ａ側に流動しないので、浸漬上昇管２ａの上部の溶鋼５ｂの盛上り５ｃは、スラグ６ｂに覆われずに浸漬上昇管２ａ内へ急速に降下する。それ故、浸漬上昇管２ａ内で、溶鋼のスラグ巻込みは生じない。
【００６１】
また、急速復圧により、浸漬下降管側に偏って存在するスラグの下面に、浸漬上昇管側から浸漬下降管側に向かう溶鋼流速が存在する時間、即ち、溶鋼流速の存在下でスラグと溶鋼が接触する時間が短縮されて、取鍋に環流する溶鋼のスラグ巻込みが抑制される。
【００６２】
真空槽内における溶鋼の浴浸（図２中「ｄ」、参照）が０ｍとなる状態を形成する圧力Ｐ2［Ｐａ］は、下記式（１）で定義することができる。
【００６３】
Ｐ2＝Ｐ0−ρ・ｇ・（ｈ−ｄ）                                    ・・・（１）
Ｐ0：大気圧［Ｐa］
ρ：溶鋼密度［ｋｇ／ｍ3］
ｇ：重力加速度［ｍ／秒2］
ｈ：取鍋内の溶鋼浴面から真空槽内の溶鋼浴面までの高さ［ｍ］
ｄ：真空槽内の溶鋼浴浸［ｍ］
【００６４】
圧力Ｐ2は、真空槽内の溶鋼の浴浸が０ｍとなるときの圧力、即ち、真空槽内で、スラグ上面が真空槽の底面と同じ高さになるときの圧力であり、大気圧Ｐ0と真空槽内の溶鋼の静圧（ρ・ｇ・（ｈ−ｄ））で決まる圧力である（図２中「ｈ」と「ｄ」、参照）。
【００６５】
復圧初期の圧力Ｐ1から、上記式（１）で定義する圧力Ｐ2まで急速復圧する際、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上とする。真空槽内の溶鋼の下降速度が０．２０ｍ／秒未満であると、真空槽内の溶鋼の浴浸が０ｍとなるまでの時間、即ち、スラグと溶鋼が接触する時間が長くなり、溶鋼のスラグ巻込みが発生して、粗大なスラグ系介在物が鋼材まで残留するので、上記下降速度は０．２０ｍ／秒以上とする。好ましくは０．４０ｍ／秒以上である。溶鋼の下降速度は、真空脱ガス装置の容量や、復圧のために真空槽内へ供給するガスの供給速度に依るので、上限は特に限定しない。
【００６６】
実操業によれば、真空槽内の溶鋼の浴浸が０．３５ｍ程度の場合、圧力Ｐ2まで１〜２秒程度で復圧することができる。この点を考慮し、実現可能な溶鋼の下降速度として、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上に設定した。
【００６７】
さらに、真空槽内の溶鋼の浴浸が０ｍとなる圧力Ｐ2［Ｐａ］まで急速復圧した後、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．１５ｍ／秒以下に維持して、大気圧まで、ゆっくりと復圧する（以下「緩速復圧」ということがある。）。緩速復圧により、取鍋内におけるスラグ／溶鋼界面の搖動が減少するので、溶鋼中へのスラグ巻き込みが抑制され、また、スラグ系介在物の取鍋内溶鋼の深部への浸入が抑制される。
【００６８】
緩速復圧において、浸漬管内の溶鋼の下降速度が０．１５ｍ／秒を超えると、取鍋内におけるスラグ／溶鋼界面の搖動が大きくなり、溶鋼中へのスラグ巻込みが増大し、また、スラグ系介在物が取鍋内溶鋼の深部へ浸入し、粗大なスラグ系介在物が鋼材まで残留するので、浸漬管内の溶鋼の下降速度は０．１５ｍ／秒以下とする。好ましくは０．０５ｍ／秒以下である。
【００６９】
例えば、実操業において、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．０５ｍ／秒にして緩速復圧を実施した場合、緩速復圧が終了するまでの時間は３０秒程度であるので、本発明精錬方法は、実操業において、無理なく実施できるものである。
【００７０】
溶鋼の下降速度は、生産性を考慮して適宜設定すればよいので、下限は特に限定しない。
【００７１】
本発明精錬方法において、真空脱ガス処理に供する、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及び、Ｓを含有する溶鋼は、通常の精錬工程（一次精錬）で精錬した、通常の成分組成の溶鋼でよい。なお、溶鋼の好ましい成分組成については後述する。
【００７２】
一次精錬に続いて行なう真空脱ガス処理（二次精錬）を、ＲＨ式真空脱ガス装置を用いて行ない、真空脱ガス処理の終了後の復圧時、上記式（１）で定義する圧力Ｐ2まで、真空槽内の溶鋼の下降速度を０．２０ｍ／秒以上に維持して復圧し、次いで、圧力Ｐ2から大気圧まで、浸漬管内の溶鋼の下降速度を０．１５ｍ／秒以下に維持して復圧し、復圧後、溶鋼を鋳造する。鋳造は、通常の鋳造でよいが、連続鋳造が好ましい。
【００７３】
例えば、転炉で一次精錬を行ない、次いで、転炉外で二次精錬を行なう精錬工程において、本発明精錬方法を適用すれば、溶鋼中へのスラグ巻込みを極力抑制できるので、本発明精錬方法は、高い清浄性が求められる鋼、例えば、軸受用鋼の製造に好適である。
【００７４】
復圧時、真空槽内に供給する復圧用ガスは、溶鋼環流用ガスを吹き込む部位及び真空槽内に直接供給する部位の一方又は両方から供給する。復圧用ガスを両方の部位から供給する場合、溶鋼環流用ガスを吹き込む部位から供給する復圧用ガスの流量を、真空脱ガス処理時の溶鋼環流ガスの流量より少なくすることが好ましい。
【００７５】
復圧時、溶鋼環流用ガスを吹き込む部位から供給する復圧用ガスの流量を、真空脱ガス処理時の溶鋼環流ガスの流量より少なくすることにより、真空槽内における溶鋼のスラグ巻込みを、より抑制することができる。復圧用ガスは、溶鋼の汚染を防止する観点から、アルゴンや窒素などの、溶鋼と反応し難い不活性ガスが好ましい。
【００７６】
真空脱ガス処理を施す溶鋼は、通常の成分組成の溶鋼、即ち、鋼の基本元素のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、及び、Ｓを含有する溶鋼であれば、溶鋼中へのスラグ巻込みが抑制されて、本発明精錬方法の介在物低減効果を得ることができるので、特定の成分組成の溶鋼に限定されないが、上記介在物低減効果が顕著に発現する溶鋼の好ましい成分組成について、以下に説明する。以下、％は質量％を意味する。
【００７７】
Ｃ：１．２０％以下
Ｃは、焼入れ後の鋼の強度や硬さを確保するのに有効な元素である。１．２０％を超えると、焼入れ時に割れが発生し、また、硬くなりすぎて、切削工具の寿命が低下するので、Ｃは１．２０％以下が好ましい。より好ましくは１．００％以下である。
【００７８】
強度又は硬さをそれほど必要としない鋼種では、Ｃを必ずしも必要としないので、下限は特に限定しないが、Ｃは、鋼の基本元素であり、０％にすることは困難であるので、下限は０％を含まない。所要の強度や硬さを確保する点で、Ｃは０．００１％以上が好ましい。
【００７９】
Ｓｉ：３．００％以下
Ｓｉは、焼入れ性を高めて、強度や硬さの確保に有効な元素である。３．００％を超えると、硬くなりすぎて、切削工具の寿命が低下するので、Ｓｉは３．００％以下が好ましい。より好ましくは２．５０％以下である。
【００８０】
強度又は硬さをそれほど必要としない鋼種では、Ｓｉを必要としないので、下限は特に定めないが、Ｓｉは、鋼の基本元素であり、０％にすることは困難であるので、下限は０％を含まない。所要の強度や硬さを確保する点で、Ｓｉは０．００１％以上が好ましい。
【００８１】
Ｍｎ：１．６０％以下
Ｍｎは、焼入れ性を高めて、強度や硬さの確保に有効な元素である。１．６０％を超えると、焼入れ時に割れが発生し、また、硬くなりすぎて、切削工具の寿命が低下するので、Ｍｎは１．６０％以下が好ましい。より好ましくは１．２０％以下である。
【００８２】
強度又は硬さをそれほど必要としない鋼種は、Ｍｎを必要としないので、下限は特に定めないが、Ｍｎは、鋼の基本元素であるので、下限は０％を含まない。所要の強度や硬さを確保する点で、Ｍｎは０．０１％以上が好ましい。
【００８３】
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは、不純物元素であり、靱性を阻害する元素である。Ｐが０．０５％を超えると、靭性が著しく低下するので、Ｐは０．０５％以下が好ましい。より好ましくは０．０３％以下である。下限は０％を含むが、Ｐを０．０００１％以下に低減すると、精錬コストが大幅に上昇するので、実用鋼上、０．０００１％が実質的な下限である。
【００８４】
Ｓ：０．０５％以下
Ｓは、Ｐと同様に、不純物元素であり、靱性を阻害する元素である。Ｓが０．０５％を超えると、靭性が著しく低下するので、Ｓは０．０５％以下が好ましい。より好ましくは０．０３％以下である。下限は０％を含むが、Ｓを０．０００１％以下に低減すると、精錬コストが大幅に上昇するので、実用鋼上、０．０００１％が実質的な下限である。
【００８５】
好ましい成分組成の溶鋼は、鋼の機械特性及び／又は化学特性を阻害しない範囲で、上記基本元素以外に、Ａｌ：０．２０％以下、Ｃｒ：３．５０％以下、Ｍｏ：０．８５％以下、Ｎｉ：４．５０％以下、Ｎｂ：０．２０％以下、Ｖ：０．４５％以下、Ｗ：０．３０％以下、Ｂ：０．００６％以下、Ｎ：０．０６０％以下、Ｔｉ：０．２５％以下、Ｃｕ：０．５０％以下、Ｐｂ：０．４５％以下、Ｂｉ：０．２０％以下、Ｔｅ：０．０１％以下、Ｓｂ：０．２０％以下、Ｍｇ：０．０１０％以下、Ｃａ：０．０１０％以下、ＲＥＭ：０．０１０％以下、Ｏ：０．００３％以下の１種又は２種以上を含有してもよい。
【００８６】
Ａｌ：０．２０％以下
Ａｌは、脱酸元素であり、また、結晶粒を微細化する元素である。０．２０％を超えると、粗大な酸化物系介在物が生成し、靭性及び延性が低下するので、Ａｌは０．２０％以下が好ましい。より好ましくは０．１５％以下である。結晶粒の微細化効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００８７】
Ｃｒ：３．５０％以下
Ｃｒは、焼入れ性を高めて、強度や硬さの確保に有効な元素である。３．５０％を超えると、靱性及び延性が低下するので、３．５０％以下が好ましい。より好ましくは２．５０％以下である。Ｃｒの添加効果を確保する点で、０．０１％以上が好ましく、０．０５％以上がより好ましい。
【００８８】
Ｍｏ：０．８５％以下
Ｍｏは、焼入れ性を高めて強度や硬さの確保に有効な元素である。また、Ｍｏは、炭化物を形成して、焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する元素である。０．８５％を超えると、過冷組織が生じ、靱性及び延性が低下するので、Ｍｏは０．８５％以下が好ましい。より好ましくは０．６５％以下である。Ｍｏの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００８９】
Ｎｉ：４．５０％以下
Ｎｉは、焼入れ性を高めて、強度や硬さの確保に有効な元素である。４．５０％を超えると、靱性及び延性が低下するので、Ｎｉは４．５０％以下が好ましい。より好ましくは３．５０％以下である。Ｎｉの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９０】
Ｎｂ：０．２０％以下
Ｎｂは、炭化物、窒化物、及び／又は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化抑制や焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する元素である。０．２０％を超えると、靱性及び延性が低下するので、Ｎｂは０．２０％以下が好ましい。より好ましくは０．１０％以下である。Ｎｂの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９１】
Ｖ：０．４５％以下
Ｖは、炭化物、窒化物、及び／又は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化抑制や焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する元素である。０．４５％を超えると、靱性及び延性が低下するので、Ｖは０．４５％以下が好ましい。より好ましくは０．３５％以下である。Ｖの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９２】
Ｗ：０．３０％以下
Ｗは、焼入れ性を高めて、強度や硬さの確保に有効な元素である。また、Ｗは、炭化物を形成して、焼戻し軟化抵抗の向上に寄与する元素である。０．３０％を超えると、過冷組織が生じ、靱性及び延性が低下するので、Ｗは０．３０％以下が好ましい。より好ましくは０．２５％以下である。Ｗの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９３】
Ｂ：０．００６％以下
Ｂは、焼入れ性を高め、強度の向上に寄与する元素である。また、Ｂは、オーステナイト粒界に偏析して、Ｐの粒界偏析を抑制し、疲労強度の向上に寄与する元素である。０．００６％を超えると、靱性が低下するので、Ｂは０．００６％以下とする。好ましくは０．００４％以下である。Ｂの添加効果を確保する点で、０．０００５％以上が好ましく、０．００１０％以上がより好ましい。
【００９４】
Ｎ：０．０６０％以下
Ｎは、微細な窒化物を形成して結晶粒を微細化し、強度及び靭性の向上に寄与する元素である。０．０６０％を超えると、窒化物が過剰に生成して、靱性が劣化するので、Ｎは０．０６０％以下が好ましい。より好ましくは０．０４０％以下である。Ｎの添加効果を確保する点で、０．００１％以上が好ましく、０．００５％以上がより好ましい。
【００９５】
Ｔｉ：０．２５％以下
Ｔｉは、微細なＴｉ窒化物を形成して結晶粒を微細化し、強度及び靭性の向上に寄与する元素である。０．２５％を超えると、Ｔｉ窒化物が過剰に生成し、靱性が低下するので、Ｔｉは０．２５％以下が好ましい。より好ましくは０．１５％以下である。Ｔｉの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９６】
Ｃｕ：０．５０％以下
Ｃｕは、耐食性の向上に寄与する元素である。０．５０％を超えると、熱間延性が低下し、割れや疵が発生するので、Ｃｕは０．５０％以下が好ましい。より好ましくは０．３０％以下である。Ｃｕの添加効果を確保する点で、０．０１％以上が好ましく、０．０５％以上がより好ましい。
【００９７】
Ｐｂ：０．４５％以下
Ｐｂは、快削性の向上に寄与する元素である。０．４５％を超えると、靱性が低下するので、Ｐｂは０．４５％以下が好ましい。より好ましくは０．３０％以下である。Ｐｂの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９８】
Ｂｉ：０．２０％以下
Ｂｉは、快削性の向上に寄与する元素である。０．２０％を超えると、靱性が低下するので、Ｂｉは０．２０％以下が好ましい。より好ましくは０．１６％以下である。Ｂｉの添加効果を確保する点で、０．００５％以上が好ましく、０．０１０％以上がより好ましい。
【００９９】
Ｔｅ：０．０１０％以下
Ｔｅは、快削性の向上に寄与する元素である。０．０１０％を超えると、靱性が低下するので、Ｔｅは０．０１０％以下が好ましい。より好ましくは０．００６％以下である。Ｔｅの添加効果を確保する点で、０．００１％以上が好ましく、０．００２％以上がより好ましい。
【０１００】
Ｓｂ：０．２０％以下
Ｓｂは、耐硫酸性及び耐塩酸性を主体とする耐食性の向上、及び、快削性の向上に寄与する元素である。０．２０％を超えると、靱性が低下するので、Ｓｂは０．２０％以下が好ましい。より好ましくは０．１５％以下である。Ｓｂの添加効果を確保する点で、０．０１％以上が好ましく、０．０３％以上がより好ましい。
【０１０１】
Ｍｇ：０．０１０％以下
Ｍｇは、快削性の向上に寄与する元素である。０．０１０％を超えると、靱性が低下するので、Ｍｇは０．０１０％以下が好ましい。より好ましくは０．００６％以下である。Ｍｇの添加効果を確保する点で、０．０００５％以上が好ましく、０．００１０％以上がより好ましい。
【０１０２】
Ｃａ：０．０１０％以下
Ｃａは、脱酸元素であり、脱酸反応で、凝集合し易い低融点のＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3系介在物を形成する元素である。０．０１０％を超えると、Ａｌ2Ｏ3系介在物が、低融点のＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3系介在物に複合化して粗大化し、粗大化したＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3系介在物は、圧延温度で液相化せず、粗大なまま鋼中に残存するので、Ｃａは０．０１０％以下が好ましい。より好ましくは０．００６％以下である。
【０１０３】
Ｃａは、少ないほど好ましいので、下限は限定しないが、不可避的に０．０００１％程度は残存するので、実用鋼上、０．０００１％が実質的な下限である。
【０１０４】
ＲＥＭ：０．０１０％以下
ＲＥＭ（希土類元素、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、及び、Ｎｄの１種又は２種以上）は、Ａｌ又はＡｌ−Ｓｉで十分に脱酸した溶鋼において、溶鋼中のＣａＯや、介在物中のＣａＯを還元して、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3系介在物を改質する作用をなす元素である。０．０１０％を超えると、介在物中に、ＲＥＭ濃度の高い低融点の化合物相が出現し、介在物の凝集合が助長されて、粗大な介在物が生成するので、ＲＥＭは０．０１０％以下が好ましい。より好ましくは０．００７％以下である。
【０１０５】
Ａｌ又はＡｌ−Ｓｉで十分に脱酸した溶鋼において、ＲＥＭの添加効果を確保する点で、０．０００５％以上が好ましく、０．００１０％以下がより好ましい。
【０１０６】
Ｏ：０．００３％以下
Ｏは、酸化物を形成する元素である。０．００３％を超えると、粗大な酸化物が生成し、転動疲労寿命が低下するので、Ｏは０．００３％以下が好ましい。より好ましくは０．００２％以下である。下限は０％を含むが、Ｏを０．０００１％以下に低減すると、精錬コストが大幅に上昇するので、実用鋼上、０．０００１％が実質的な下限である。
【０１０７】
溶鋼の成分組成において、残部はＦｅ及び不可避的不純物である。不可避的不純物は、鋼原料から及び／又は製鋼過程で不可避的に混入する元素であり、溶鋼の特性、さらに、溶鋼を鋳造した鋼の特性を阻害しない範囲で許容される元素である。
【実施例】
【０１０８】
次に、本発明の実施例について説明する。ただし、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。そのため、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【０１０９】
（実施例）
表１に示す成分組成の溶鋼に、転炉による一次精錬、ＬＦ処理及び／又はＲＨ処理による二次精錬を施した後、該溶鋼を連続鋳造し、該連鋳片を分塊圧延して鋼片を製造した。
【０１１０】
具体的には、２７０トン転炉で、上記成分組成の溶鋼を溶製し、出鋼時に、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌのいずれか１種又は２種以上にて脱酸し、次いで、所定のスラグ組成にて取鍋精錬を行い、ＲＨ式真空脱ガス装置を用いて、成分調整と清浄化処理を行い、復圧後、連続鋳造して鋳片とし、該鋳片を、加熱炉で加熱保持した後、分塊圧延に供し鋼片とした。
【０１１１】
上記鋼片において、極値統計法により、予測面積３００００ｍｍ2における非金属介在物の極値統計最大予測径［μｍ］を推定した。極値統計による介在物の最大予測径（√area（max）の推定は、例えば、「金属疲労  微小欠陥と介在物の影響」（村上敬宜著、養賢堂、１９９３年発行、ｐ．２２３−２３９）に記載の方法による。用いた方法は、二次元的検査により、一定面積内で観察される最大介在物径を推定するという二次元的手法である。
【０１１２】
上記極値統計法を用いて、鋼片のＬ断面（ルーズ面の中心線と、この対向面の中心線、及び、鋳片の中心線を含む断面）のルーズ面側の１／４の位置から試料を採取して、光学顕微鏡で撮像した非金属介在物の画像から、検査基準面：１００ｍｍ2（１０×１０ｍｍ）、検査視野：１６、予測を行う面積３００００ｍｍ2の介在物の最大予測径√area（max）を算出した。
【０１１３】
具体的には、観察で得られた介在物の最大径の１６個のデータ（１６視野のデータ）を上記文献に記載の方法に従い、極値確率用紙にプロットして、最大介在物分布直線（最大介在物と極値統計基準化変数の一次関数）を求め、最大介在物分布直線を外挿することにより、面積：３００００ｍｍ2における介在物の最大予測径√area（max）を推定した。
【０１１４】
【表１】
2018141194.tif 000003
【０１１５】
表１に、溶鋼の成分組成、復圧条件（Ｐ1、Ｐ2、Ｐ2までの溶鋼下降速度、Ｐ2から大気圧までの溶鋼下降速度）、及び、極値統計予測最大径［μｍ］を併せて示す。
【０１１６】
発明例１３〜３２では、真空脱ガス処理時、復圧初期の圧力Ｐ1から圧力Ｐ2までを０．２０ｍ／秒以上の溶鋼下降速度で復圧し、圧力Ｐ2から大気圧までを０．１５ｍ／秒以下の溶鋼下降速度で復圧したので、極値統計予測最大径が２３μｍ以下である。
【０１１７】
比較例１〜１２では、真空脱ガス処理時、復圧初期の圧力Ｐ1から圧力Ｐ2までの溶鋼下降速度、圧力Ｐ2から大気圧までの溶鋼下降速度の一方又は両方が本発明の範囲外であり、極値統計予測最大径が５１μｍを超えている。
【０１１８】
以上のとおり、発明例では、比較例に比較し、スラグに起因する粗大な介在物の大きさが低減され、高清浄性で機械特性に優れた鋼が得られることが解る。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
前述したように、本発明によれば、非定常時に生じる溶鋼のスラグ巻込み、及び、スラグ系介在物の取鍋内溶鋼の深部への浸入を抑制でき、スラグに起因して鋼中に残存するＣａＯ含有介在物の量と大きさを大幅に低減できるので、清浄性が高く、機械特性に優れた鋼を提供することができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【０１２０】
１    真空増
２    取鍋
２ａ    浸漬上昇管
２ｂ    浸漬下降管
３    溶鋼環流ガス吹込み口
３ａ    溶鋼環流ガス
４    排気管
５ａ、５ｂ    溶鋼
５ｃ    盛上り
５ｄ    溶鋼流速
６  ６ａ、６ｂ    スラグ
【図１】
2018141194.tif 000004
【図２】
2018141194.tif 000005
【図３】
2018141194.tif 000006
【図４】
2018141194.tif 000007