(57)【要約】【課題】本発明は、高価なＦｅＴｉ合金を使用せずに、溶鋼中のＴｉ濃度を精度良く所望範囲に適中させる溶鋼中Ｔｉ濃度の調整方法を提供することを目的としている。【解決手段】新たな溶鋼中Ｔｉ濃度の調整法を開発した。その方法は、溶鋼の目標Ｔｉ濃度と該溶鋼を処理するスラグの塩基度から、下記（１）式により（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］の分配比を定め、該分配比中、前記スラグの（質量％ＴｉＯ2）が所定値になるように、ＴｉＯ2を含有するフラックスを溶鋼上に存在する該スラグに添加すると共に、その後、該スラグを撹拌処理するものである。（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］＝Ａ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]2−Ｂ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]＋Ｃ            （１）ここで、［質量％Ｔｉ］は溶鋼の目標Ｔｉ濃度を、（質量％酸化物）はスラグ中各酸化物の濃度を、Ａ，Ｂ，Ｃはいずれも鋼種により定まる係数である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼中のＴｉ濃度を調整するに当たり、
溶鋼の目標Ｔｉ濃度と該溶鋼を処理するスラグの塩基度から、下記（１）式により（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］の分配比を定め、該分配比中、前記スラグの（質量％ＴｉＯ2）が所定値になるように、ＴｉＯ2を含有するフラックスを溶鋼上に存在する該スラグに添加すると共に、その後、該スラグを撹拌処理することを特徴とする溶鋼中Ｔｉ濃度の調整方法。
（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］＝Ａ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]2−Ｂ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]＋Ｃ            （１）
ここで、［質量％Ｔｉ］は溶鋼の目標Ｔｉ濃度を、（質量％酸化物）はスラグ中各酸化物の濃度を、Ａ，Ｂ，Ｃはいずれも鋼種により定まる係数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶鋼中Ｔｉ濃度の調整方法に係わり、詳しくは、溶鋼中Ｔｉの濃度を、高価なＦｅＴｉ合金を一切使用せずに、精度良く調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶鋼中のＴｉ濃度を調整する技術がいくつか提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１には、取鍋に収容した珪素鋼の溶製用溶鋼に、７０〜８０ｗｔ％のＳｉを含有し、かつＴｉ：０．０２０ｗｔ％以下及びＡｌ：０.０５０ｗｔ％以下に抑制した成分組成のＦｅＳｉ合金を添加し、取鍋内のスラグ成分をＡｌ2Ｏ3：８ｗｔ％以下、ＴｉＯ2：０・５ｗｔ％以下で、かつＣａＯ／ＳｉＯ2：０．６〜２．０の範囲に調整することで、溶鋼中Ｔｉ濃度の低減を図る技術が開示されている。また、特許文献２には、取鍋に収容した溶鋼に、フラックスを添加して成分調整するに当たり、Ｓｉ又はＦｅＳｉとＳｉＯ2との混合物を含むフラックスを用いて、形成されるスラグの滓化を促進し、取鍋内のスラグ塩基度ＣａＯ／ＳｉＯ2を０．６〜２．Ｏの範囲に調整することで、Ｔｉのスラグへの分配比を増加し、溶鋼へのＴｉの混入を抑制する技術を開示している。
【特許文献１】特許第３１０５５２５号公報
【特許文献２】特開平５−８６４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの従来技術は、溶鋼中Ｔｉ濃度を極力低減することだけに着目し、該濃度をある範囲内に収めるためのものでないので、転炉出鋼後の溶鋼を二次精錬する際に、フラックスとしてＴｉＯ2の少ないものを使用してスラグのＴｉＯ2濃度を低減させるか、あるいは該スラグの組成を調整してＴｉの分配比を高める手法を利用している。そして、溶鋼中のＴｉ濃度をある範囲に適中させる必要が生じた場合には、上記フラックスの他に、低減させるべきＴｉを含有した高価なＦｅＴｉ合金を使用して、Ｔｉ濃度の調整を行っていた。そのため、操業費の高くなることが避けられなかった。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑み、高価なＦｅＴｉ合金を使用せずに、溶鋼中のＴｉ濃度を高精度で適中可能にする溶鋼中Ｔｉ濃度の調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【０００６】
すなわち、本発明は、溶鋼中のＴｉ濃度を調整するに当たり、溶鋼の目標Ｔｉ濃度と該溶鋼を処理するスラグの塩基度から、下記（１）式により（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］の分配比を定め、該分配比中、前記スラグの（質量％ＴｉＯ2）が所定値になるように、ＴｉＯ2を含有するフラックスを溶鋼上に存在する該スラグに添加すると共に、その後、該スラグを撹拌処理することを特徴とする溶鋼中Ｔｉ濃度の調整方法である。
（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］＝Ａ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]2−Ｂ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]＋Ｃ            （１）
ここで、［質量％Ｔｉ］は溶鋼の目標Ｔｉ濃度を、（質量％酸化物）はスラグ中各酸化物の濃度を、Ａ，Ｂ，Ｃはいずれも鋼種により定まる係数である。
【０００７】
本発明では、溶鋼中のＴｉ濃度を高精度で調整するにあたり、従来のＦｅＴｉ合金の添加に代え、スラグ−メタル間でのＴｉ＋２Ｏ⇔ＴｉＯ2となる所謂「スラグ・メタル反応」を用いて溶鋼中のＴｉ濃度を調整するようにしたので、高価なＦｅＴｉ合金を添加せずとも、安価に溶鋼中Ｔｉ濃度の調整が達成できるようになると共に、高精度で濃度調整ができるようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高価なＦｅＴｉ合金を使用せずに、多鋼種の溶鋼中Ｔｉ濃度を精度良く制御、調整できる。しかも、溶鋼中Ｔｉ濃度の調整に必要な操業費が従来より格段に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の最良な実施形態を説明する。
【００１０】
発明者は、高価なＦｅＴｉ合金を使用しないことに着眼し、それに代わるＴｉ源及びそのＴｉ源を利用した場合の溶鋼中Ｔｉ濃度の調整技術について検討した。そして、Ｔｉ源としては、安価なＴｉＯ2含有物質を採用することにした。従って、このＴｉＯ2含有物質を採用する場合には、該ＴｉＯ2含有物質を従来のように溶鋼に直接添加するのではなく、溶鋼上に存在するスラグに投入し、溶鋼とスラグとの前記「スラグ・メタル反応（[Ｔｉ]＋２[Ｏ]⇔（ＴｉＯ2））」を用いて、溶鋼中のＴｉ濃度を調整すれば良いと考えた。
【００１１】
なお、本発明の説明では、各成分のスラグ中の濃度を（質量％酸化物）、溶鋼中の濃度を[質量％元素]で表す。
【００１２】
まず、本発明では、スラグ・メタル反応を用いて、溶鋼中のＴｉ濃度を調整するため、上記スラグ・メタル反応を適切に制御する必要がある。そのため、発明者は、試験操業を行い、Ｔｉのスラグ及び溶鋼への分配比（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］とスラグの塩基度（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）との関係を調査した。その結果、下記（１）式で表す関係が成立することがわかった。
（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］＝Ａ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]2−Ｂ×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]＋Ｃ            （１）
そして、１８０トン型上底吹き転炉及び１８０トン取鍋を使用しての操業で、トランス等の鉄芯素材として用いられる一方向性珪素鋼板という鋼種の製造においては、
（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］＝１０．３７４×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]2−１７６．９１×[（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）]＋８１０．７７  
の関係が得られた。
【００１３】
従って、この関係を利用すると（図１参照）、以下の具体的な手順例により、溶鋼中のＴｉ濃度が、高精度で制御・調整できることになる。
ステップ１  転炉で溶製している溶鋼中Ｔｉ濃度の所望値［質量％Ｔｉ］を                        決める
ステップ２  溶鋼中Ｔｉ濃度の制御を行う鋼種の処理時に生じるスラグの塩                        基度（質量％ＣａＯ）／（質量％ＳｉＯ2）を決定する
ステップ３  溶鋼中Ｔｉ濃度とスラグの塩基度とから上記式で求まるＴｉの                        分配比（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］から、形成させる                        スラグ中の（質量％ＴｉＯ2）の値を定める
ステップ４  転炉から取鍋にスラグを伴う溶鋼を出鋼する
ステップ５  出鋼時に流出したスラグの塩基度を調整する塩基度調整剤（例                        えば、ＣａＯ）を出鋼時又は出鋼後にスラグへ投入する
ステップ６  前記スラグ中の（質量％ＴｉＯ2）の値が所定値になるように                        、安価なＴｉＯ2含有物質を投入する
【００１４】
なお、上記ステップ５及びステップ６は、順序を逆にしても、又同時に行っても良い。
【００１５】
また、ステップ２で決定される処理時のスラグの塩基度は、鋼種等により選ばれる常法の塩基度（０．５〜８）をさし、例えばアルミキルド鋼の溶製では、アルミナの多量生成を避けるため、高塩基度側（例えば、塩基度６．５以上）で塩基度の決定がなされ、他方、非金属介在物のスラグへの捕捉強化のためには、比較的低塩基度側（例えば、塩基度４以下）が選ばれる等である。
【００１６】
さらに、上記ステップ５及び６で行うスラグへの各種物質の投入は、必ずしも所謂「二次精錬」として取鍋で行う必要性はなく、連続鋳造に際してのタンディッシュ等において行っても良い。
【００１７】
加えて、本発明では、上記Ｔｉのスラグ及び溶鋼への分配比とスラグ塩基度との関係、つまり（１）式は、その係数Ａ，Ｂ及びＣが鋼種によって異なる。従って、本発明の実施に際しては、それらの係数を鋼種に応じて、試験操業や過去の操業データの解析で予め定めておく必要がある。
【００１８】
さらに加えて、本発明では、上記ＴｉＯ2含有物質としては、安価であるため、アルミナ分が低いバンド頁岩を利用することが好ましい。
【実施例】
【００１９】
トランス等の鉄芯素材として用いられる一方向性珪素鋼板は、磁化特性及び鉄損特性に優れていることが必要であるので、溶鋼中のＴｉ含有量を０．００３質量％以下とすることが望まれている。そこで、Ｔｉ含有量が０．００２±０．００１質量％に収まる珪素鋼板製造用の溶鋼を多数チャージ溶製した。その際、転炉から取鍋（容量１８０トン）に出鋼した溶鋼の真空脱ガス処理時に、前記した本発明を適用し、そのＴｉ濃度を調整した。また、本発明の効果を比較するため、従来のＦｅＴｉ合金を使用する方法での操業も多数チャージ行った。フラックスの投入を両者で比較して表１に示す。なお、処理時のスラグ塩基度は、４．０〜４．４を予定した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
なお、本発明例では、予定のスラグ塩基度を４．２と想定し、図１よりＴｉの分配比を２５５として操業することにしたので、分配比（質量％ＴｉＯ2）／［質量％Ｔｉ］＝２５５に基づき、形成させるスラグの（質量％ＴｉＯ2）は、０．５１質量％とした。また、スラグの塩基度調整は、別途ＣａＯ系フラックス及びフラックス２の投入により塩基度を４．２に調整すると共に、スラグ中ＴｉＯ2の調整を行った。フラックス２には、Ｔｉの添加源としてバンド頁岩を利用し、ＴｉＯ2を３．６０質量％含むようにした。さらに、溶鋼の撹拌は、不活性ガスの吹き込みで行った。
【００２２】
一方、従来例では、スラグの塩基度調整は、別途ＣａＯ系フラックス１の投入で行い、微量の（表１では２ｋｇ）ＦｅＴｉ合金を真空脱ガス槽内に配置した取鍋の溶鋼に投入した。
【００２３】
その結果、本発明では、各チャージとも溶鋼中のＴｉ濃度が０．００２±０．００１質量％に収まったが、従来のＦｅＴｉ合金を使用する方法では、０．００１〜０．００５質量％の範囲でばらついていた。また、操業費は、従来を１とすると、本発明では０．８まで低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】Ｔｉのスラグ及び溶鋼への分配比（（％ＴｉＯ2）／［％Ｔｉ］で表す）とスラグの塩基度（質量％ＣａＯ／質量％ＳｉＯ2）との関係例を示す図である。
【図２】試験操業で形成したスラグの塩基度調整結果を示す度数分布図である
【図３】試験操業で形成したスラグのＴｉＯ2濃度を示す度数分布図である
【図１】
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【図２】
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【図３】
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