[发明专利]钢的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化物系非金属夹杂物少的高洁净钢的制造方法。

背景技术

就Al镇静钢而言，在自转炉出钢时或出钢后添加金属Al作为脱氧剂，除去由于转炉中的氧化精炼(脱碳精炼)而升高的钢水中的氧，然后，利用连铸机铸造成作为轧制用原材料的铸片。通过添加该金属Al，在钢水中生成作为脱氧产物的Al₂O₃，该Al₂O₃不能从钢水中浮出、分离而残留在铸片中时，钢制品会产生由Al₂O₃引起的裂纹和表面缺陷。

因此，为了减少残留在钢中的Al₂O₃，以往采用如下方法：向收容出钢后的钢水的钢包内添加金属Al或Al浮渣，还原在热钢水面上存在的熔渣的低级氧化物(easily-reductive oxide)(FeO、MnO)而降低熔渣中的低级氧化物，然后进行Al脱氧(例如参照专利文献1)。另外，Al浮渣是为了将作为饮料用罐、建筑材料或汽车用铝车轮等使用的铝金属进行再利用而在再熔化的阶段生成的、含有约30质量%～约40质量%的金属Al的铝的氧化物和氮化物的混合物。

另外，为了降低脱氧产物，还提出了限制脱氧剂的种类、添加顺序的技术。例如，在专利文献2中，提出了按脱氧能力递增的顺序添加脱氧剂的方法，具体而言，提出了按Mn→Si→Al的顺序进行添加的方法。根据专利文献2，通过按脱氧能力递增的顺序添加脱氧剂，脱氧产物的凝聚进行，形成由多种化合物构成的脱氧产物，从而促进从钢水中浮出、分离。但是，该方法中，存在形成大量的MnO而使熔渣中的MnO浓度上升的问题。MnO为低级氧化物，与之后添加的脱氧能力强的钢水中的Al反应，在钢水中持续地形成Al₂O₃，从而难以得到洁净度高的钢。

相对于此，专利文献3中提出了如下方法：首先以使溶解氧残留的方式调节添加量来添加Al浮渣，接着依次添加Mn、Si，最后添加金属Al，从而进行脱氧。该脱氧方法中，虽然能够降低MnO的生成量，但就在利用Al进行脱氧前添加Mn这点而言，与专利文献2同样，存在不能完全抑制MnO的生成的问题。

另外，还提出了不使用金属Al而使用Ti、Ca作为主要脱氧剂的技术(例如参照专利文献4)，这是以含Ti钢作为对象的技术，Ti比Al昂贵，无法应用于普通的钢种。

另一方面，作为用于使脱氧产物无害化的技术，专利文献5和专利文献6中提出了向钢水浴面上的熔渣中添加MgO源的技术。根据专利文献5和专利文献6，在添加MgO源后，对熔渣和钢水进行搅拌时，脱氧产物的Al₂O₃与MgO源反应而形成MgO-Al₂O₃的尖晶石，MgO-Al₂O₃尖晶石的凝聚、结合性小，能够使脱氧产物保持在微细的水平，从而能够进行无害化。

另外，作为向熔渣或钢水中添加MgO源的技术，专利文献7中提出了如下技术：在RH真空脱气装置中的精炼开始后，立即将MgO源添加到真空槽内的钢水中，在钢包内的钢水与熔渣之间形成MgO富集层，通过该MgO富集层来抑制钢水与熔渣的反应。另外，在专利文献8中公开了如下技术：向钢包内添加熔渣改性剂而对钢包内的熔渣进行改性，然后，向钢包内的熔渣中添加MgO源，使钢包内的熔渣固化，从而抑制钢包内的熔渣从钢包流出到中间包。

专利文献1：日本特开平5-230516号公报

专利文献2：日本特开昭54-94422号公报

专利文献3：日本特开2009-120930号公报

专利文献4：日本特开2000-144330号公报

专利文献5：日本特开2004-169147号公报

专利文献6：日本特开2003-171714号公报

专利文献7：日本特开平6-116623号公报

专利文献8：日本特开2008-240136号公报

近年来，从提高生产率的观点出发，连铸机的铸造速度实现高速化，即使是以往仅通过采用专利文献1中提出的熔渣改性方法得到的洁净性充分高的钢制品，也会产生由氧化物系非金属夹杂物(以下，仅记为“夹杂物”)引起的缺陷。特别是，就在相当于多炉连铸(称为“全连铸”)的钢包交换时的铸片而言，观察到由夹杂物引起的缺陷。