(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空脱ガス処理後の最終C含有量が質量比で25ppm以下の極低炭素鋼を真空脱ガス処理によって溶製するのに先立って、質量比でC：0.02〜0.10％、O：50ppm以上を含有する低炭素鋼溶鋼を真空脱ガス槽内に導き真空脱ガス処理を施すリムド処理を施すことによって、前記極低炭素鋼の溶製に先立つ操業により真空脱ガス槽内の溶鋼到達レベル直上のフリーボード部に付着した地金を溶解・除去することを特徴とする真空脱ガス槽付着地金の除去方法。
【請求項２】
低炭素鋼によるリムド処理を、継続して２回以上行うか、あるいは10min継続するリムド処理を少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項１に記載の真空脱ガス槽付着地金の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の関係する技術の分野】
この発明は、低炭素鋼、極低炭素鋼の製造方法に供される真空脱ガス槽の地金除去方法に係り、特に真空脱ガス処理を施す際に生じる鋼中炭素[C]や鋼中酸素[O]の再上昇を防止するための真空脱ガス槽付着地金の除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用鋼板や缶用鋼板に用いられる鋼は、加工性が非常に重視されるため炭素(C)の含有率を質量比で0.0025%以下のように極度に低下させることが要求される。このような極低炭素鋼は、転炉による通常の脱炭精錬のみでは、歩留まりが悪くなり、また、精錬時間が長くなるので、真空脱ガス槽を用い、必要に応じて槽内に酸素ガスを吹き込んで、減圧下でCO反応を活発に行わせて脱炭の進行を図って製造される。
【０００３】
このような真空脱炭により極低炭素鋼等を溶製するに当たっての問題点の一つは、当該極低炭素鋼等を溶製するとき、それ以前に溶製した高炭素鋼等の地金が真空脱ガス槽内に付着し、その地金が高純度鋼である極低炭素鋼等を溶製する際に落下、あるいは再溶解して溶製中の極低炭素鋼中のCや酸素[O]の含有率を再上昇させること（以下、Cピックアップ、Oピックアップという）である。特に脱炭反応が進行して溶鋼組成が極低炭素域になったときに上記現象が起こると、製品の規格はずれを惹起する。そのため、極低炭素鋼を真空脱炭処理するときには、種々の方法で、例えば、実公平7-40509号公報に提案されているように地金を予め除去することが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に提案されているような手段をすべての真空脱炭精錬において行うことは処理経費の増大を招き、また、真空脱ガス装置の使用スケジュールを乱して現実的ではなく、さらに仮に実行したとしても完全に地金を除去できるわけではないので、極低炭素鋼の溶製の際に生ずる汚染を完全には防止できない。本発明は、真空脱ガス装置の使用スケジュールを乱したり経費の増大をもたらすことなく、また、CピックアップやOピックアップを生ずることなく、極低炭素鋼を確実に製造しうる真空脱ガス槽付着地金の除去方法を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、真空脱ガス槽付着地金を除去するに際し、従来の如く、機械的手段によらず真空脱ガス処理（真空脱ガス方式としてRH式、DH式を含む）に供する比較的低炭素含有量の溶鋼により真空脱ガス槽内を洗浄すれば地金を効果的に除去できることに着目し、上記本発明の目的の達せられる条件を探求して本発明を完成した。
【０００６】
本発明は、真空脱ガス処理後の最終C含有量が質量比で25ppm以下の極低炭素鋼を真空脱ガス処理によって溶製するのに先立って、前記極低炭素鋼の溶製に先立つ操業により真空脱ガス槽内の溶鋼到達レベル直上のフリーボード部に付着した地金を低炭素溶鋼によるリムド処理によって溶解・除去することとするものである。
【０００７】
上記地金の溶解・除去は、質量比でC：0.02〜0.10％、O：50ppm以上を含有する低炭素鋼溶鋼を真空脱ガス槽内に導き真空脱ガス処理を施すリムド処理を施すことによって行われる。
【０００８】
上記リムド処理は、継続して２回以上行うか、あるいは10min継続するリムド処理を少なくとも１回以上行うことが好適であり、これにより真空脱ガス処理の際に[C]および［O］の再上昇が起こることを確実に防止して、安定した極低炭素鋼の製造が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施手順に沿って説明する。図１は本発明を実施するときの転炉と真空脱ガス装置の稼働順序を、RH真空脱ガス装置を例として、模式的に示す説明図である。ここに示すように本発明では、極低炭素鋼の溶製に先立ち、低炭素鋼用溶鋼の溶製が転炉で行われ、RH真空脱ガス装置によってリムド処理される（ステージI）。リムド処理とは、Cに比してOを大量に含んだ溶鋼を真空処理し活発なC+1/2O2→CO反応を進行させる操作をいい、具体的には、質量比でC：0.02〜0.10％、O：50ppm以上を含有する低炭素鋼溶鋼を真空脱ガス槽内に導き真空脱ガス処理を施す操作をいう。
【００１０】
この処理は後に説明する条件にしたがい、必要な時間に亘り、必要な回数繰り返し（ステージII）、これによって、それ以前の真空脱ガス処理の際にRH脱ガス槽の溶鋼到達レベル直上に付着していた地金を溶解・除去する。ついで、転炉で極低炭素用溶鋼の溶製を行い、出鋼後、RH真空脱ガス装置により脱炭反応を進行させる（ステージIII）。
【００１１】
本発明は、基本的に上記操業手順により行われ、これによって真空脱ガス処理する際のCピックアップ、Oピックアップを防止することができるが、特に以下の点に留意して操業を行うことが必要である。
【００１２】
まず、リムド処理に当たっては、それ以前の真空脱ガス処理によってフリーボード上に形成されていた地金が低炭素溶鋼によって完全に溶解・除去されるようにしなければならない。図２(a)は、例えば取鍋２に受鋼された高炭素鋼溶鋼Ｍ１をRH脱ガス槽１内においてキルド処理による脱ガス処理を行う場合の槽内の模式図であるが、ここに示すように真空脱ガス槽１内には、溶鋼レベル直上に地金Ｓ１が付着する。この地金は、C含有率が高く、この地金Ｓ１の付着した状態の装置を極低炭素鋼の真空脱ガス処理に供すると、地金Ｓ１の再溶解によるCピックアップが発生する。
【００１３】
したがって、リムド処理に当たっては、図２(b)に示すように低炭素鋼の溶鋼Ｍ２が前回の高炭素鋼の真空脱ガス処理において形成された真空脱ガス槽１内の地金Ｓ１のレベルを超えて上昇するように行うことが必要である。その条件は、真空脱ガス処理される低炭素鋼の〔C〕、〔O〕のバランス、真空脱ガス槽１内への還流ガスの吹き込み量等によって変化するが、これらは経験によって把握可能である。
【００１４】
上記の条件に加え、上記リムド処理は、以下の条件を満足するように行うのが好ましい。まず、リムド処理に供する低炭素鋼の溶鋼はC：0.02〜0.10%、O：50ppm以上を含有するものとするのがよい。かかる組成を有する溶鋼に真空脱ガス処理を施すと、いわゆるCO反応によりリムド処理後の組成は、C：0.01〜0.04%を含有することになる。リムド処理によっても図２(b)に示すように、地金Ｓ２が真空脱ガス処理装置１内に付着するが、上記範囲内であれば、引き続く極低炭素鋼の処理に支障を生じない。なお、好ましくは、低炭素鋼のC含有率は0.02〜0.07%とするのがよい。この範囲では、リムド処理後のC量は0.01〜0.03%となり、Cピックアップを一層確実に防止できるからである。
【００１５】
さらに、低炭素鋼のリムド処理は、その処理完了後に加炭処理を行わないようにし、そのため、製品の目標C含有量を下回らないようにリムド処理を行うことが好ましい。リムド処理による脱炭後に加炭処理を行うと、加炭の際に生じたC含有率の高い溶鋼による地金付きが生じ、それが次に極低炭素鋼を処理する際のCピックアップの原因になるからである。
【００１６】
加えて、リムド処理は、5min以上継続して２回以上行うか、あるいは10min以上継続するリムド処理を少なくとも１回以上行うことが好ましい。図３は、処理能力250tの真空脱ガス装置を用い、溶鋼１t当たり還流ガス流量を0.0059ｍ３（標準状態）／minとの条件で処理したときの地金溶解・除去処理時間、処理回数と極低炭素鋼におけるCピックアップの関係を示すグラフである。
【００１７】
極低炭素鋼におけるCピックアップは低炭素鋼による地金溶解・除去回数が増すほど小さくなり、２回以上行うと最大でも1ppm以下となる。また、地金溶解・除去回数が１回の場合であっても、リムド処理時間を10min以上継続させるとCピックアップが最大でも1ppmとなる。したがって、リムド処理時間が比較的短く、例えば5minに満たない場合には、２回以上のリムド処理を行うことが好ましく、一方、リムド処理の時間が十分に長い場合、例えば10min以上継続する場合には、１回のリムド処理によって地金の溶解・除去を行えばよい。もちろん、より多数回に亘ってリムド処理を繰り返して行えば、より確実にCピックアップを防止できる。なお、上記データはRH真空脱ガス装置によるものであるが、これをDH式真空脱ガス装置に対して適用することもできる。
【００１８】
前記の点に留意してリムド処理を行い、ついで極低炭素鋼の真空脱ガス処理を行えば、図２(c)に示すように、RH脱ガス槽１のフリーボードには、高炭素鋼を処理した場合に生成した地金Ｓ１はもはや存在せず、Cピックアップが生ずることはない。なお、リムド処理を行った場合にも、図２(b)に示すように地金Ｓ２が生成するが、これは先にも述べたようにC含有率が低いものであり、また、その生成部位が続く極低炭素鋼の溶鋼レベルのかなり上方にあり、極低炭素鋼等を溶製するときのCピックアップの原因とはなり難い。
【００１９】
図４は、地金溶解・除去処理時間としてリムド処理時間を10minとして地金溶解・除去処理を行ったときの地金溶解・除去処理回数と真空脱ガス槽内付着地金の除去率の関係を示すグラフである。処理条件は、処理能力250tのRH真空脱ガス装置を用い、溶鋼1t当たり還流ガス流量を0.0059ｍ（標準状態）／minとした。２回以上の処理を行うことにより、地金除去率は95％以上となりCおよびOのピックアップの原因となる地金の除去が達成されている。
【００２０】
本発明では、このように低炭素鋼のリムド処理により、付着地金の溶解・除去を行い、しかる後、極低炭素鋼溶鋼の真空脱ガス処理を行う。すなわち、図２(c)に示すように、取鍋２に極低炭素鋼用溶鋼Ｍ１を転炉から受鋼し、これに対して真空脱ガス処理を行う。この際、必要に応じて酸素上吹き用ランス３から酸素を浴面上に吹きつけ脱炭の速やかな進行を図りうることは当然である。
【００２１】
本発明は極低炭素鋼の製造に当たり広く適用することができるが、特に、真空脱ガス処理後の最終C含有率が25ppm以下の鋼種に適用すると効果が大きい。このようなC含有率が極度に低い鋼種は、非常にCピックアップを生じやすいが、本発明により規格はずれがほとんど生じなくなくなるからである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、真空脱ガス処理により極低炭素鋼を溶製する際にCピックアップやOピックアップの原因となる地金を予め低炭素鋼のリムド処理によって溶解・除去する。その結果、真空脱ガス装置の使用スケジュールを乱すことなく、C、Oのピックアップをほぼ完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施するときの転炉とRH真空脱ガス装置の稼働順序を模式的に示す説明図である。
【図２】  本発明を実施する際の地金除去過程を示す説明図である。
【図３】  本発明を実施する際の地金溶解・除去処理時間、処理回数と極低炭素鋼におけるCピックアップの関係を示すグラフである。
【図４】  本発明を実施する際の地金溶解除去回数と槽内地金除去率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：RH脱ガス槽
２：取鍋
３：酸素上吹き用ランス
Ｍ：処理溶鋼
Ｓ：地金
【図１】
0003765266.tif 000002
【図２】
0003765266.tif 000003
【図３】
0003765266.tif 000004
【図４】
0003765266.tif 000005