(57)【要約】      （修正有）【課題】電気炉用の製鋼原料として、鋼に有害なＳｎの含有量を０．０２０％未満に保証し、安価なカンプレス品を出来るだけ使用した材料配合とする方法を提供する。【解決手段】電気炉で溶製する１チャージの各スクラップ別の電気炉から出鋼するときのＳｎ値に及ぼす影響に基づき組み合わせたスクラップ配合を下記の式（１）を満足する範囲としてカンプレス品を最大限使用することにより、安価な材料配合を実現する方法である。  ０．０２０＞０．０００Ａ＋０．０００８Ｂ＋０．０１７Ｃ＋０．０４１Ｄ−０．００８Ｅ＋０．００３Ｆ＋０．１６５Ｇ＋０．００６……（１）  なお、式（１）において、Ａは社内還元屑、Ｂは購入屑、Ｃは新断バラ、Ｄは廃自動車プレス品、Ｅは銑源、Ｆはダライコ、Ｇはカンプレス品の各トン数を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラップを製鋼原料とする電気炉による鋼の溶製方法において、電気炉で溶製する１チャージの各スクラップ別の電気炉から出鋼するときのＳｎ値に及ぼす影響を組み合わせたスクラップ配合を下記の式（１）に基づいて実施し、式（１）を満足する範囲でカンプレス品を最大限使用して材料配合することを特徴とする電気炉の操業用方法。
０．０２０＞０．０００Ａ＋０．０００８Ｂ＋０．０１７Ｃ＋０．０４１Ｄ−０．００８Ｅ＋０．００３Ｆ＋０．１６５Ｇ＋０．００６……（１）
なお、式（１）において、Ａは社内還元屑、Ｂは購入屑、Ｃは新断バラ、Ｄは廃自動車プレス品、Ｅは銑源、Ｆはダライコ、Ｇはカンプレス品の各トン数を示す。
【請求項２】
材料配合はＡの社内還元屑、Ｃの新断バラ、Ｅの銑源、Ｆのダライコの使用量を決定した後、Ｄの廃自動車プレス品の使用量を決定し、続いて式（１）に基づいて電気炉から出鋼するときのＳｎ量の値を予測してＧのカンプレス品とＢの購入屑の使用量を決定することからなることを特徴とする請求項１に記載の電気炉の操業方法。
【請求項３】
廃自動車プレス品の最大限の使用は式（１）の右辺が０．０１６以上、０．０２０未満となるＧの重量を求めてカンプレス品を使用することからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気炉の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気炉操業における製鋼原料のスクラップの配合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鋼における電気炉操業では、製鋼原料のスクラップとしてカンプレス品は安価なスクラップであるので、できるだけ多く使用したい。しかし、カンプレス品はブリキを主としているため多量のＳｎが含まれている。しかも、含まれているＳｎの量にバラツキがある。
【０００３】
機械構造用鋼において、Ｓｎの含有量のアップに伴い、熱間圧延・鍛造時の疵発生率が高くなるが、Ｓｎ：０．０２０％以上となると疵発生が顕著となる。
【０００４】
ところで機械構造用鋼は、その鋼中のＳｎ含有量がアップするに伴い、熱間圧延時あるいは鍛造時の疵発生率が高くなり、特に、図１に見られるように、Ｓｎの含有量が０．０２０％以上になると圧延時の疵発生が顕著となる。そのため、電気炉用の製鋼原料の配合においては、Ｓｎの含有量を０．０２０％未満に安定してなるように保証する必要がある。しかし、上記のようにカンプレス品には多量のＳｎが含まれており、かつ、その量のぱらつきも大きい。このため電気炉用の材料としてカンプレス品を多量に使用することはできなかった。
【０００５】
一方、自販機の回収品をスクラップとして、電気炉や転炉の製鋼原料として装入する方法が知られている（例えば、特許文献１、または特許文献２参照。）。しかし、この方法は、自販機の回収品のスクラップに着目したものであるが、製鋼における電気炉操業では種々のスクラップを製鋼原料として最も適した配合割合で装入される。従ってこのような実操業に適した各種のスクラップの配合割合が求められている。
【０００６】
このような電気炉の製鋼原料としての一般的な材料の配合は、実操業にあってはスクラップの在庫、溶製する鋼種の目標化学成分および操業方法に応じた材料配合を行う。この材料配合には、一般的には、先ずＡの社内還元屑、Ｃの新断バラ、Ｅの銑源、Ｆのダライコのそれぞれの使用量が決定される。次にＣｕおよびＳｎの成分を考慮した上で、Ｄの廃自動車プレス品とＧのカンプレス品の使用量が決定され、最後に規定のスクラップ総量となるまでＢの購入屑を使用する。
【０００７】
ここで、各スクラップの特徴を説明する。Ａの社内還元屑とは、社内の製造工程で屑落しなどで発生するものである。購入品ではないため、その発生量は限られる。一方、鋼種によっては、例えばＳＮＣＭ鋼のように社内還元屑が多量に存在する場合もある。材料配合上できるだけたくさん使用したいが、発生量に限界がある上、購入屑より溶解性が悪いため、使用量は制限される。しかし、社内還元屑であるがゆえに出鋼成分中のＳｎの値に与える影響は小さい。この社内還元屑を使用する場合、一般には炉容量が６０ｔ程度以上の電気炉においては一溶解当たり（以下、「／ｃｈ」と記載する。）１０〜５０ｔとして使用されることが多い。
【０００８】
Ｂの購入屑とは、社外より購入するスクラップであり、使用できる鉄源の中ではもっとも高価なものの一つで、できるだけ使用量を減らしたい。従って、上記したように他の種類のスクラップの使用量を決定した後、規定の総量まで使用することが多い。この購入屑を使用する場合は、一般に５０ｔ／ｃｈ以上使用されることが多い。
【０００９】
Ｃの新断バラとは、同様に社外より購入するスクラップであり、使用できる鉄源の中ではもっとも高価なものの一つで、かつ、材料の嵩も比較的大きいため、できるだけ使用量を減らしたい。ところで、この新断バラはもともと良質な鉄源であるが、一部にＳｎメッキをしたブリキが混じるので、Ｓｎに関してばらつきの大きい鉄源である。ところでこの新断バラはスクラップ装入バケツの底敷きに使用されるため、通常２０〜４０ｔ／ｃｈとして使用されることが多い。
【００１０】
Ｄの廃自動車プレス品とは、廃自動車から有価金属などを除去した後にプレスしたものである。そこで銅板や銅線が多数除去されずに残っているため、多量に使用すると、出鋼成分のＣｕ値が高くなるので、その使用量が限定される。さらに廃自動車にはブリキもー部使用されているため、電気炉から出鋼するときのＳｎ値も高くなることがある。これらを考慮して一般には機械構造用鋼を溶製する場合、通常２〜４ｔ／ｃｈとして使用される。ここで、電気炉から出鋼するときのＣｕ値については、Ｓｎ値と同じく鋼中の含有量がアップするに伴い、熱間圧延時あるいは鍛造時の疵発生率が高くなる。
【００１１】
Ｅの銑源とは、鉄鉱石を原料とする製鉄所において溶銑を取り扱い中に発生する銑鉄の屑である。これは鉄鉱石を原料としているため、Ｃｕ、Ｓｎなどの不純物は少ないが、スラグが付着しているため、出鋼した溶鋼のＰやＳが高くなる恐れがある。またスラグが付着しているので、溶解性も悪い。上記の購入屑に比べればやや安価であるため、操業上問題が無ければ多めに使用したいが、上記の問題があるのでその使用量は制限され、一般には１０ｔ／ｃｈ未満として使用される。
【００１２】
Ｆのダライコとは、旋盤などの機械加工の時に発生する切り屑の総称である。これは嵩が大きく不純物も多いが、その分購入屑の中ではやや安価である。そこで多量に使用したいが、Ｃｒなどの化学成分が含有されている問題や嵩が高いことによる材料装入に問題があり、使用量が制限される。そこで、一般には１０〜３０ｔ／ｃｈとして使用される。
【００１３】
Ｇのカンプレス品とは、回収された空缶をプレス成形したスクラップ品である。これは比較的安価な鉄源であるが、ブリキ缶が含まれているため、電気炉から出鋼するときのＳｎ値が高くなる恐れがあるので、その使用量が制限される。そこで一般には使用量は０〜４ｔ／ｃｈ程度として使用される。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２４１８２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする課題は、電気炉用の製鋼原料として、鋼に有害なＳｎの含有量を０．０２０％未満に保証し、かつ安価なカンプレス品を出来るだけ使用した材料配合とする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、電気炉で溶製する１チャージの各スクラップ別の電気炉から出鋼するときのＳｎ値に及ぼす影響を組み合わせたスクラップ配合を下記の式（１）に基づいて実施し、式（１）を満足する範囲でカンプレス品を最大限使用して材料組み込みをすることにより、安価な材料配合を実現する方法である。
【００１７】
０．０２０＞０．０００Ａ＋０．０００８Ｂ＋０．０１７Ｃ＋０．０４１Ｄ−０．００８Ｅ＋０．００３Ｆ＋０．１６５Ｇ＋０．００６……（１）
【００１８】
なお、式（１）において、Ａは社内還元屑、Ｂは購入屑、Ｃは新断バラ、Ｄは廃自動車プレス品、Ｅは銑源、Ｆはダライコ、Ｇはカンプレス品の各トン数を示す。
【００１９】
従来の材料配合は、上記の従来技術に記載したように、Ａの社内還元屑、Ｃの新断バラ、Ｅの銑源、Ｆのダライコの使用量を決定し、次にＤの廃自動車プレス品とＧのカンプレス品の使用量を決定し、最後に規定のスクラップ総量となるまでＢの購入屑を使用する順で材料配合を行っていた。しかし、各材料毎にＳｎの含有量はばらつきを持っているため、カンプレス品の使用量は、電気炉から出鋼するときのＳｎ値を考慮してかなり控えめに使用せざるを得なかった。
【００２０】
今回の発明においては、先ず、従来と同様にＡの社内還元屑、Ｃの新断バラ、Ｅの銑源、Ｆのダライコの使用量を決定する。Ａの社内還元屑は、その在庫の量と社内還元屑を多量に使用した場合での電気炉の溶解性悪化の程度を考慮して、使用量を決定する。Ｃの新断バラはスクラップ装入時のスクラップ組み込みバケツの底敷きとして適量（スクラップ装入１回当たり５〜２０ｔ程度）使用されることが多い。Ｅの銑源の使用量は主に溶製する鋼種のＰ規格の値により決定されることが多い。Ｆのダライコの使用量はスクラップの嵩が許される範囲でできるだけ多く、かつ機械構造用炭素鋼を溶製する場合にはそのＣｒ規格の値に基づいて決定されることが多い。続いてＤの廃自動車プレス品の使用量を、溶製する鋼種のＣｕ規格や用途に基づいて決定する。続いて式（１）に基づいて電気炉から出鋼するときのＳｎ値を予測してＢの購入屑およびＧのカンプレス品の使用量を決定する方法である。このように式（１）を用いることにより、必要以上に出鋼成分のＳｎを恐れること無くカンプレス品を多く使用できることとした。
【００２１】
上記の式（１）は、社内操業データを基に、各材料配合が出鋼成分中のＳｎに与える影響を計算し、これにバラツキを標準偏差１シグマで考慮して係数を算出したものである。この式（１）で計算した値は、下記の実施例に見られるように、実際に操業して得られる値よりもほとんどの場合高いが、これは前述のように材料中のＳｎのバラツキを考慮したためである。逆に言うと式（１）を満たす材料配合であれば、安定して０．０２０％未満のＳｎの成分値を有する溶鋼を得ることが出来る。
なお、Ｇのカンプレス品を最大限使用するためには式（１）の値が０．０１６以上、好ましくは０．０１８以上で、０．０２０未満となるようなＧの量を多くすれば良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、機械構造用鋼を熱間圧延したときに圧延疵を急増する要因である鋼成分中のＳｎの含有量が０．０２０％以上となることのないスクラップからなる材料配合とすることで、電気炉による鋼の溶製の低コスト化が実現できる優れた効果を奏するものである。
なお、本発明でいう機械構造用鋼とは、機械構造用炭素鋼（ＳＣ）および機械構造用合金鋼（ＳＭｎ、ＳＣｒ、ＳＣＭ、ＳＮＣ、ＳＮＣＭ）、およびこれらＪＩＳ規格の鋼をベースにして各種元素を添加して成分を改良した鋼をいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を、実施例を通じて説明する。下記の表１に示す実施例１〜３と比較例１〜２の材料配合にて、Ａ〜Ｇの各スクラップの合計量の１６５ｔを１５０ｔ電気炉に装入して溶解し、機械構造用鋼を溶製した。
【実施例】
【００２４】
表１において、計算値は式（１）に基づく計算値であり、実測値は電気炉から出鋼するときのＳｎ値の実測した含有量を示す。なお、鍋下値とは溶製した溶鋼を鋳込むときに採取した試料の分析値であり、そのヒートの代表成分値である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
これらの各実施例および比較例により得られた機械構造用鋼を熱間で分塊圧延して、得られたビレット表面に生成された表面疵の発生数を調査し、鋼中のＳｎ含有率と疵発生の割合を指数で示し、図１のグラフとした。図１のグラフから鋼中のＳｎ含有率が０．０２０％を超えると指数的に疵の発生率が増加するが、本発明の実施例では式（１）を満足するものであるので、発生指数が１以下である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】鋼中のＳｎ含有率と疵発生の割合を指数で示すグラフである。
【図１】
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