(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023124486
(43)【公開日】2023-09-06
(54)【発明の名称】アルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法
(51)【国際特許分類】
C21C 7/06 20060101AFI20230830BHJP
C21C 7/04 20060101ALI20230830BHJP
C21C 7/072 20060101ALI20230830BHJP
【ＦＩ】
C21C7/06
C21C7/04 C
C21C7/072 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022028270
(22)【出願日】2022-02-25
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110003041
【氏名又は名称】安田岡本弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】柿崎 元樹
【テーマコード（参考）】
4K013
【Ｆターム（参考）】
4K013BA08
4K013BA14
4K013CA04
4K013CE01
4K013CE04
4K013CE06
4K013EA19
4K013EA20
4K013EA25
4K013EA28
(57)【要約】
【課題】Ｃａを溶鋼に添加すること無く、溶鋼に付与する酸素を制御することで、溶鋼中において固液共存領域を回避することができ、タンディッシュのノズルが閉塞することを防止することが可能となるアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法を提供する。
【解決手段】本発明は、二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法であって、脱炭精錬を実施した溶鋼５に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、酸素を二次精錬中の溶鋼５に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式：１２．５×Ａ（Ｃａインプット比率（％））×Ｍ（溶鋼重量（ｋｇ））＋６４．２＜Ｂ＜１０００を満たす。
【選択図】図５Ｂ
【解決手段】本発明は、二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法であって、脱炭精錬を実施した溶鋼５に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、酸素を二次精錬中の溶鋼５に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式：１２．５×Ａ（Ｃａインプット比率（％））×Ｍ（溶鋼重量（ｋｇ））＋６４．２＜Ｂ＜１０００を満たす。
【選択図】図５Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法であって、
脱炭精錬を実施した溶鋼に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、
酸素を前記二次精錬中の溶鋼に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たす
ことを特徴とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法。
１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２＜Ｂ＜１０００ ・・・（１）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
脱炭精錬を実施した溶鋼に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、
酸素を前記二次精錬中の溶鋼に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たす
ことを特徴とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法。
１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２＜Ｂ＜１０００ ・・・（１）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、転炉等で脱炭処理された溶鋼は、二次精錬工程へ搬送され、その二次精錬工程にて溶鋼の真空脱ガス処理が行われている。真空脱ガス処理（ＲＨ処理）では、主に、溶鋼の成分調整や溶鋼の脱ガス処理が実施されている。例えば、溶鋼中のカルシウムを目標とする値以下にすることが行われている。
低カルシウム鋼を溶製する技術が特許文献１に開示されている。具体的には、成分調整用の金属または合金鉄を前記真空槽にて添加して溶鋼の成分を調整するにあたり、成分調整用の金属または合金鉄の最後の添加時点からの必要環流時間ｔ０をカルシウム濃度から求めて、求めた必要環流時間ｔ０を確保し、且つ、必要環流時間ｔ０よりも６０秒を越えない範囲内で溶鋼を環流し、その後、精錬を終了することとされている。
低カルシウム鋼を溶製する技術が特許文献１に開示されている。具体的には、成分調整用の金属または合金鉄を前記真空槽にて添加して溶鋼の成分を調整するにあたり、成分調整用の金属または合金鉄の最後の添加時点からの必要環流時間ｔ０をカルシウム濃度から求めて、求めた必要環流時間ｔ０を確保し、且つ、必要環流時間ｔ０よりも６０秒を越えない範囲内で溶鋼を環流し、その後、精錬を終了することとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－１１９６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、特許文献１は、初期のＣａ濃度に応じて必要環流時間ｔ０が増加してしまうため、高成分鋼では必要環流時間ｔ０が長くなってしまい、処理に多くの時間が費やされてしまう。また、環流時間の制御範囲が狭いため、脱ガスや成分のその他の制御項目に関する自由度が小さく、使い難い技術である。
さて、地球温暖化対策の一環として、ＣＯ２の排出規制が年々厳しくなっており、自動車においては一層の軽量化が求められてきている。これに加えて、自動車においては衝突時の安全性の向上も求められており、その観点も相まって、これら軽量化と安全性のニーズに合致する高張力鋼（ハイテン鋼）の使用割合が年々増加してきている。
さて、地球温暖化対策の一環として、ＣＯ２の排出規制が年々厳しくなっており、自動車においては一層の軽量化が求められてきている。これに加えて、自動車においては衝突時の安全性の向上も求められており、その観点も相まって、これら軽量化と安全性のニーズに合致する高張力鋼（ハイテン鋼）の使用割合が年々増加してきている。
【0005】
このような鋼材のハイテン化には、圧延ー熱処理の技術を向上させるだけでは不可能であり、添加する合金を増加させることが必須となる。これにより、ハイテン鋼は年々高合金化しているが、連続鋳造工程において、タンディッシュのノズルが閉塞してしまうという問題が生じる虞がある。
このノズルの閉塞が発生する問題は、高含有のＳｉ，Ｍｎ鋼を鋳造する際に、溶鋼中において固液共存状態で存在する介在物が原因となる。つまり、液相の介在物がバインダーとなって、固相の介在物がノズルの内壁に付着してしまい、ノズルを閉塞させる。ただし、固相の介在物のみ存在する場合は、ノズル内壁に付着せずに接触する程度となり、ノズルの閉塞は起こらない。
このノズルの閉塞が発生する問題は、高含有のＳｉ，Ｍｎ鋼を鋳造する際に、溶鋼中において固液共存状態で存在する介在物が原因となる。つまり、液相の介在物がバインダーとなって、固相の介在物がノズルの内壁に付着してしまい、ノズルを閉塞させる。ただし、固相の介在物のみ存在する場合は、ノズル内壁に付着せずに接触する程度となり、ノズルの閉塞は起こらない。
【0006】
このように、ノズルの閉塞を防ぐには、溶鋼中において固液共存領域を回避する（固液共存させない）ことが必要となる。
例えば全体を、液相領域にして固液共存領域を回避する方法には、高含有のＣａ合金を使用する方法や、二次精錬後にＣａワイヤーを添加する方法がある。しかしながら、この方法では、昇熱負荷が大きく、取鍋耐火物への負荷が大きくなる。
例えば全体を、液相領域にして固液共存領域を回避する方法には、高含有のＣａ合金を使用する方法や、二次精錬後にＣａワイヤーを添加する方法がある。しかしながら、この方法では、昇熱負荷が大きく、取鍋耐火物への負荷が大きくなる。
【0007】
一方で、固相領域にして固液共存領域を回避する方法には、低Ｃａ含有の合金を使用する方法や、脱酸前に合金を添加する方法がある。しかしながら、この方法では、高成分の鋼種（Ｓｉ，Ｍｎなどが高含有の鋼種）であるほど、高純度の合金の使用が必要になってくる。
このようなことにより、本願発明者は、Ａｌキルド鋼（アルミシリコンキルド鋼）では、溶鋼中に酸素を付与することで、Ａｌ２Ｏ３が多くなることに着目した。二次精錬（ＲＨ処理）でＯＢ量（送酸量）に応じて溶鋼中の介在物組成が変化し、十分に酸素が付与された場合は介在物の組成が固相領域となることを確認したことから、Ｃａ添加量に応じた適正な送酸量を検討した。
このようなことにより、本願発明者は、Ａｌキルド鋼（アルミシリコンキルド鋼）では、溶鋼中に酸素を付与することで、Ａｌ２Ｏ３が多くなることに着目した。二次精錬（ＲＨ処理）でＯＢ量（送酸量）に応じて溶鋼中の介在物組成が変化し、十分に酸素が付与された場合は介在物の組成が固相領域となることを確認したことから、Ｃａ添加量に応じた適正な送酸量を検討した。
【0008】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、Ｃａを溶鋼に添加すること無く、溶鋼に付与する酸素を制御することで、溶鋼中において固液共存領域を回避することができ、タンディッシュのノズルが閉塞することを防止することが可能となるアルミシリコンキルド鋼の二次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】
【0009】
上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかるアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法は、二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法であって、脱炭精錬を実施した溶鋼に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、酸素を前記二次精錬中の溶鋼に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たすことを特徴とする。
本発明にかかるアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法は、二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法であって、脱炭精錬を実施した溶鋼に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、酸素を前記二次精錬中の溶鋼に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たすことを特徴とする。
【0010】
１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２＜Ｂ＜１０００ ・・・（１）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、Ｃａを溶鋼に添加すること無く、溶鋼に付与する酸素を制御することで、溶鋼中において固液共存領域を回避することができ、タンディッシュのノズルが閉塞することを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】ノズルの閉塞における付着部位と、付着物の組成を示した図である。
【図2】二次精錬前における溶鋼中の介在物の組成を示した図である。
【図3】ＥＰＭＡによる（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）組成分析結果と、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの関係を示した図である。
【図4】ＲＨ送酸量（Ｎｍ３）と、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの関係を示した図である。
【図5A】Ｃａインプット比率Ａ（％）と、送酸量Ｂ／Ｍ（Ｎｍ３／ｋｇ－ｓｔｅｅｌ）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示した図である。
【図5B】Ｃａインプット比率Ａ×溶鋼重量Ｍ（ｋｇ）と、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明にかかるアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
転炉等で脱炭処理された溶鋼５は、二次精錬工程へ搬送され、その二次精錬工程にて真空脱ガス処理（ＲＨ処理）などの処理が行われている。その後、溶鋼５は取鍋１からタンディッシュ２に移され、タンディッシュ２のノズル３から鋳型４（連続鋳造装置）に注入される。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
転炉等で脱炭処理された溶鋼５は、二次精錬工程へ搬送され、その二次精錬工程にて真空脱ガス処理（ＲＨ処理）などの処理が行われている。その後、溶鋼５は取鍋１からタンディッシュ２に移され、タンディッシュ２のノズル３から鋳型４（連続鋳造装置）に注入される。
【0014】
ＲＨ式真空脱ガス処理装置では、主に、溶鋼５の成分調整や溶鋼５の脱ガス処理が行われている。図示はしないが、ＲＨ式真空脱ガス処理装置は、溶鋼５が装入される取鍋１と、真空状態となって溶鋼５内の脱ガスを行う真空槽とを有している。真空槽の下部には、取鍋１内の溶鋼５に浸漬させる２本の浸漬管が設けられている。この浸漬管の一方側には、真空槽へ向かう溶鋼５に対してガスを吹き込むガス吹込管が設けられている。真空槽の上部には、槽内のガスを外部へ排気する排気口が設けられている。
【0015】
ＲＨ真空脱ガス処理を行うにあたっては、まず、浸漬管を取鍋１内の溶鋼５に浸漬させる。そして、ガス吹込管からアルゴンガスや窒素ガスなどのガスを吹き込むと共に、排気口から真空槽内のガスを外部へ排気して、真空槽内を略真空状態にしておき、溶鋼５を真空槽と取鍋１との間で循環させる。このとき、溶鋼５の成分を調整するために、合金等を溶鋼５に供給する。
【0016】
本発明にかかるアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法は、二次精錬後にＣａを非添加とするアルミシリコンキルド鋼（高合金鋼）の二次精錬方法であって、脱炭精錬を実施した溶鋼５に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了までの間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上とし、酸素を二次精錬中の溶鋼５に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たす。
【0017】
１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２＜Ｂ＜１０００ ・・・（１）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
以下に、本発明のアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法について、詳細に説明する。
本発明は、二次精錬後にＣａを添加しない場合における、アルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法を対象としている。
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
以下に、本発明のアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法について、詳細に説明する。
本発明は、二次精錬後にＣａを添加しない場合における、アルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法を対象としている。
【0018】
すなわち、本発明は、溶鋼５に所定量の酸素を吹き込んで、溶鋼５内の介在物中のＣａＯを取り除くことで、タンディッシュ２の底部に備えられたノズル３の閉塞を防ぐ場合を対象としている。そのため、溶鋼５に対してＣａを投入することで、ノズル３が閉塞しない介在物組成にする、二次精錬後にＣａを溶鋼５に添加する場合は対象に含まない。
ノズル３の閉塞については、Ｓｉ，Ｍｎを多く含む成分系が主となって、発生する。
ノズル３の閉塞については、Ｓｉ，Ｍｎを多く含む成分系が主となって、発生する。
【0019】
付着物に含まれるＡｌ２Ｏ３が原因となってノズル３の内壁に付着することにより、ノズル３の閉塞をもたらす。そのため、本発明では、アルミシリコンキルド鋼を対象とする。
図５Ａに、Ｃａインプット比率Ａ（％）と、送酸量Ｂ／溶鋼重量Ｍ（Ｎｍ３／ｋｇ－ｓｔｅｅｌ）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示す。
図５Ａに、Ｃａインプット比率Ａ（％）と、送酸量Ｂ／溶鋼重量Ｍ（Ｎｍ３／ｋｇ－ｓｔｅｅｌ）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示す。
【0020】
図５Ａに示すように、本発明では、脱炭精錬を実施した溶鋼５に対して脱酸Ａｌを投入した後から二次精錬終了まで間における、Ａｌを除く合金添加によるＣａインプット比率Ａを０．００１％以上としている。
なお、好ましくは、Ｃａインプット比率Ａについて、０．００１％以上０．００３％以下とするとよい（図５Ａを参照）。
なお、好ましくは、Ｃａインプット比率Ａについて、０．００１％以上０．００３％以下とするとよい（図５Ａを参照）。
【0021】
さて、本発明については、Ｓｉ，Ｍｎ添加鋼で検討して得られたものであるが、送酸量と添加量が比例する、Ａｌを除いた合金に含まれるＣａは、Ｓｉ，Ｍｎと同じ影響を及ぼす。
また、Ａｌについては、脱酸・成分調整・溶鋼５の昇熱を目的に添加するものであるが、脱炭精錬後に最初に添加するＡｌを脱酸Ａｌとする。
また、Ａｌについては、脱酸・成分調整・溶鋼５の昇熱を目的に添加するものであるが、脱炭精錬後に最初に添加するＡｌを脱酸Ａｌとする。
【0022】
ただし、他の成分を調整するための添加物に含まれる微量Ａｌについては、上記の脱酸Ａｌに含まない。
また、脱酸Ａｌを添加するまでに合金を添加した場合については、Ｃａインプット比率Ａには含めない。
Ｓｉ，Ｍｎ添加物のＣａ含有量をａ１（％），ａ２（％），ａ３（％），・・・とし、添加量をｂ１（ｋｇ），ｂ２（ｋｇ），ｂ３（ｋｇ），・・・としたとき、Ｃａインプット比率Ａは下式で与えられる。
また、脱酸Ａｌを添加するまでに合金を添加した場合については、Ｃａインプット比率Ａには含めない。
Ｓｉ，Ｍｎ添加物のＣａ含有量をａ１（％），ａ２（％），ａ３（％），・・・とし、添加量をｂ１（ｋｇ），ｂ２（ｋｇ），ｂ３（ｋｇ），・・・としたとき、Ｃａインプット比率Ａは下式で与えられる。
【0023】
Ａ＝（Σ（ａ×ｂ））／Ｍ
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
例えば、二次精錬開始前にＡｌ脱酸を実施する場合は、二次精錬で添加する全合金量をＣａインプット比率Ａとする。一方、二次精錬でＡｌ脱酸を実施する場合は、脱酸Ａｌより後に添加する合金量をＣａインプット比率Ａとする。
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
例えば、二次精錬開始前にＡｌ脱酸を実施する場合は、二次精錬で添加する全合金量をＣａインプット比率Ａとする。一方、二次精錬でＡｌ脱酸を実施する場合は、脱酸Ａｌより後に添加する合金量をＣａインプット比率Ａとする。
【0024】
Ｃａインプット比率Ａが０．００１％以上の範囲では、溶鋼５中の介在物にＣａＯが多く含まれるため、ノズル３の閉塞をもたらす介在物組成となる。
その介在物は、溶鋼５中では固液共存で存在（固相と液相が混在）している。その液相がバインダーとなって、介在物がノズル３の内壁に施工されている耐火物に付着しやすくなるため、ノズル３の閉塞をもたらす。
その介在物は、溶鋼５中では固液共存で存在（固相と液相が混在）している。その液相がバインダーとなって、介在物がノズル３の内壁に施工されている耐火物に付着しやすくなるため、ノズル３の閉塞をもたらす。
【0025】
このように、ＣａＯが含まれる介在物組成の影響による、ノズル３の閉塞を防ぐ対策については、二次精錬後にＣａを溶鋼５に添加することで組成を改質することが一般的であ
る（参考文献：鉄鋼便覧 第５版 第１巻）。
ところが、上記の手法では、本発明のようなＣａを添加せずにノズル３の閉塞を防ぐ対策に比べてコストが高い、昇熱負荷が大きい、ノズル３の耐火物が溶損してしまうといった多くのデメリット（課題）が存在する。
る（参考文献：鉄鋼便覧 第５版 第１巻）。
ところが、上記の手法では、本発明のようなＣａを添加せずにノズル３の閉塞を防ぐ対策に比べてコストが高い、昇熱負荷が大きい、ノズル３の耐火物が溶損してしまうといった多くのデメリット（課題）が存在する。
【0026】
図５Ｂに、Ｃａインプット比率Ａ×溶鋼重量Ｍ（ｋｇ）と、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示す。
図５Ｂに示すように、本発明では、酸素を二次精錬中の溶鋼５に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たす。
１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２＜Ｂ＜１０００ ・・・（１）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
式（１）は、介在物組成を固相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避することで、ノズル３の閉塞を防ぐことができる条件である。
図５Ｂに示すように、本発明では、酸素を二次精錬中の溶鋼５に付与する際に、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）に関する式（１）を満たす。
１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２＜Ｂ＜１０００ ・・・（１）
ただし、Ｍ：溶鋼重量（ｋｇ）
Ａ：Ｃａインプット比率（％）
式（１）は、介在物組成を固相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避することで、ノズル３の閉塞を防ぐことができる条件である。
【0027】
なお、Ｃａを溶鋼５に添加する手法は、介在物組成を液相領域側の組成へ改質することであるが、本発明は、前述とは異なる手法で固液共存領域の組成から回避するものとしている。
また、後ほど示す本実施例や比較例については、脱ガス精錬（ＲＨ処理）の送酸量Ｂであるが、溶鋼５中の介在物組成を改質する目的で実施するため、送酸を実施する工程に関しては脱ガス精錬に限定しない。
また、後ほど示す本実施例や比較例については、脱ガス精錬（ＲＨ処理）の送酸量Ｂであるが、溶鋼５中の介在物組成を改質する目的で実施するため、送酸を実施する工程に関しては脱ガス精錬に限定しない。
【0028】
上記のように、送酸量Ｂの下限（１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２（Ｎｍ３）＜Ｂ）については、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの範囲から求められる。
また、送酸量Ｂの上限（Ｂ＜１０００Ｎｍ３）については、送酸による処理時間が長くなる、ＲＨ真空槽内に施工された耐火物の負荷が大きくなるといったデメリットが存在するため設定した。
また、送酸量Ｂの上限（Ｂ＜１０００Ｎｍ３）については、送酸による処理時間が長くなる、ＲＨ真空槽内に施工された耐火物の負荷が大きくなるといったデメリットが存在するため設定した。
【0029】
【表1】
【0030】
［実施例］
以下に、本発明のアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法に従って実施した実施例及び、本発明と比較するために実施した比較例について、説明する。
本実施例における実施条件については、以下の通りである。
以下に、本発明のアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法に従って実施した実施例及び、本発明と比較するために実施した比較例について、説明する。
本実施例における実施条件については、以下の通りである。
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
図１に、ノズル３の閉塞における付着部位と、付着物の組成を示す。
鋼に対してＳｉやＭｎを添加する際には、単体金属や合金を用いるが、これらは不純物を含んでいる。これらの不純物のうち、Ｃａについては、溶鋼５中の介在物の組成に影響を及ぼすため、連続鋳造工程前においてノズル３の閉塞に繋がるリスクを有している。また、高張力鋼は、これらの元素を多く含むため、ノズル３の閉塞を発生させやすい。
鋼に対してＳｉやＭｎを添加する際には、単体金属や合金を用いるが、これらは不純物を含んでいる。これらの不純物のうち、Ｃａについては、溶鋼５中の介在物の組成に影響を及ぼすため、連続鋳造工程前においてノズル３の閉塞に繋がるリスクを有している。また、高張力鋼は、これらの元素を多く含むため、ノズル３の閉塞を発生させやすい。
【0034】
図１に示すように、例えば、高張力鋼を製造することを目的とした場合において、閉塞したノズル３の断面を観察すると、ＣａＯをバインダーとした介在物が付着していることがわかる。
このとき、溶鋼５中の介在物は、固液共存領域に位置していることから、Ｓｉ，Ｍｎを多く含む高張力鋼においては、安定的に連続鋳造を実施するために、この固液共存領域を回避する必要がある。
このとき、溶鋼５中の介在物は、固液共存領域に位置していることから、Ｓｉ，Ｍｎを多く含む高張力鋼においては、安定的に連続鋳造を実施するために、この固液共存領域を回避する必要がある。
【0035】
固液共存領域を回避する方法としては、溶鋼５へのＣａ添加量を増加させて介在物組成を液相領域側の組成に改質すること、または、Ｃａ添加量を減らす乃至は溶鋼５中のＣａを取り除くことで介在物組成を固相領域側の組成に改質することが挙げられる。
介在物組成を液相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避する方法には、高Ｃａ合金を使用する方法や、二次精錬後にＣａワイヤーを添加する方法などがある。ところが、前者の方法（高Ｃａ合金の使用）では、Ａｌ昇熱の実施が困難になる。また、後者の方法（Ｃａワイヤーの添加）では、Ｃａワイヤー投入による冷却量相当の昇熱が必要となるため、昇熱負荷が大きい上に、耐火物の溶損の懸念もあり、コストが高くなってしまう。
介在物組成を液相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避する方法には、高Ｃａ合金を使用する方法や、二次精錬後にＣａワイヤーを添加する方法などがある。ところが、前者の方法（高Ｃａ合金の使用）では、Ａｌ昇熱の実施が困難になる。また、後者の方法（Ｃａワイヤーの添加）では、Ｃａワイヤー投入による冷却量相当の昇熱が必要となるため、昇熱負荷が大きい上に、耐火物の溶損の懸念もあり、コストが高くなってしまう。
【0036】
一方で、介在物組成を固相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避する方法には、低Ｃａ合金を使用する方法や、脱酸前に合金を添加する方法などがある。ところが、この方法では、高成分の鋼種（Ｓｉ，Ｍｎなどが高含有の鋼種）であるほど、高純度の合金の使用が必要になり、コストが高くなってしまう。
このことから、本発明では、高純度の合金による成分調整に依存せずに、介在物組成を固相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避することで、ノズル３の閉塞を防止する対策を行っている。
このことから、本発明では、高純度の合金による成分調整に依存せずに、介在物組成を固相領域側の組成に改質して、固液共存領域を回避することで、ノズル３の閉塞を防止する対策を行っている。
【0037】
そこで、本発明は、溶鋼５中に酸素が多く含まれる場合に、ＣａＯが取り除かれることに着目した。
図２に、出鋼後に、Ｃａを０．３％含有するＳｉ合金を溶鋼５に０．９％相当添加し、その後にＡｌ脱酸を実施したときにおける二次精錬前の溶鋼５中の介在物組成を示す。ただし、介在物の平均組成については、Ａｌ２Ｏ３領域に位置する。また、ＣａＯは少ないため、Ｃａ含有合金を添加することについては、無視することができる。
図２に、出鋼後に、Ｃａを０．３％含有するＳｉ合金を溶鋼５に０．９％相当添加し、その後にＡｌ脱酸を実施したときにおける二次精錬前の溶鋼５中の介在物組成を示す。ただし、介在物の平均組成については、Ａｌ２Ｏ３領域に位置する。また、ＣａＯは少ないため、Ｃａ含有合金を添加することについては、無視することができる。
【0038】
以上のことから、脱酸後のＣａ含有合金の添加量が、溶鋼５中の介在物組成に大きく影響することがわかる。
二次精錬においては、要求される規格に応じて合金を添加する必要があるため、合金の添加量が多い鋼種では、Ｃａのインプット量が多いため、介在物中のＣａＯが多くなる。
図３に、ＥＰＭＡによる（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）組成分析の結果と、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの関係を示す。
二次精錬においては、要求される規格に応じて合金を添加する必要があるため、合金の添加量が多い鋼種では、Ｃａのインプット量が多いため、介在物中のＣａＯが多くなる。
図３に、ＥＰＭＡによる（ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３）組成分析の結果と、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの関係を示す。
【0039】
ここで、ノズル３の閉塞が発生する条件を検討するにあたっては、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの比を用いた。
図３に示すように、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３＜０．１５の領域においては、カントバックで分析したＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌと相関関係があることがわかる。
なお、カントバック分析については、株式会社島津製作所製の発光分光分析装置（Ｏｐｔiｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）、型番：ＰＤＡ－６０００あるいはＰＤＡ－７０００を用いて実施した。
図３に示すように、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３＜０．１５の領域においては、カントバックで分析したＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌと相関関係があることがわかる。
なお、カントバック分析については、株式会社島津製作所製の発光分光分析装置（Ｏｐｔiｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）、型番：ＰＤＡ－６０００あるいはＰＤＡ－７０００を用いて実施した。
【0040】
次に、ノズル３の閉塞が発生する領域を検討した。
表４に、鋼種αにおける平均Ｃａインプット（ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ）と、ノズル３の閉塞状況の関係を示す。
表４に、鋼種αにおける平均Ｃａインプット（ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ）と、ノズル３の閉塞状況の関係を示す。
【0041】
【表4】
【0042】
表４に示すように、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２では、ノズル３の閉塞が発生するようになることがわかる。このことから、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ＜８．２をノズル３の閉塞が発生しない範囲として規定し、その規定を満たすことができる操業条件の範囲を検討した。
そこで、二次精錬でのＣａＯ低減方法として、Ａｌキルド鋼において溶鋼５中に酸素を付与することで、Ａｌ２Ｏ３が増加することに着目した。この二次精錬で溶鋼５に酸素を付与する手段としては、例えば、溶鋼５の昇熱に用いられるＯＢ（酸素を溶鋼５に吹き込む方法）がある。
そこで、二次精錬でのＣａＯ低減方法として、Ａｌキルド鋼において溶鋼５中に酸素を付与することで、Ａｌ２Ｏ３が増加することに着目した。この二次精錬で溶鋼５に酸素を付与する手段としては、例えば、溶鋼５の昇熱に用いられるＯＢ（酸素を溶鋼５に吹き込む方法）がある。
【0043】
図４に、鋼種αにおけるＲＨ送酸量（Ｎｍ３）と、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌの関係を示す。
図４に示すように、送酸量１４０Ｎｍ３以上で、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ＜８．２となる。
しかしながら、鋼種でＣａインプット量が大きく異なるだけでなく、二次精錬前の成分濃度は、転炉吹錬条件や混入スラグによって大きく変動するため、二次精錬前の成分濃度と要求規格から合金を投入する必要がある。
図４に示すように、送酸量１４０Ｎｍ３以上で、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ＜８．２となる。
しかしながら、鋼種でＣａインプット量が大きく異なるだけでなく、二次精錬前の成分濃度は、転炉吹錬条件や混入スラグによって大きく変動するため、二次精錬前の成分濃度と要求規格から合金を投入する必要がある。
【0044】
そこで、ノズル３の閉塞が発生した鋼種α，βを用いて、二次精錬におけるＣａインプットに応じた必要な送酸量を検討した。
図５Ｂに、Ｃａインプット比率Ａ×溶鋼重量Ｍ（ｋｇ）と、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示す。
図５Ｂに示すように、送酸量が少ない場合のみＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２となり、Ｃａインプットが多くなると、より多い送酸量でもＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２となる傾向にあった。
図５Ｂに、Ｃａインプット比率Ａ×溶鋼重量Ｍ（ｋｇ）と、送酸量Ｂ（Ｎｍ３）の関係における、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２の分布を示す。
図５Ｂに示すように、送酸量が少ない場合のみＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２となり、Ｃａインプットが多くなると、より多い送酸量でもＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ≧８．２となる傾向にあった。
【0045】
このことより、ＰＤＡ Ｃａ／ＰＤＡ Ａｌ＜８．２となる領域（（１）と（２）を満たす範囲）を本発明の範囲とした。
（１） ＣａインプットＡ：Ａ≧２．５ｋｇ
（２） 送酸量Ｂ：Ｂ＞１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２
上記の範囲では、ノズル３の閉塞を発生させることなく、連続鋳造工程を実施することができる。
（１） ＣａインプットＡ：Ａ≧２．５ｋｇ
（２） 送酸量Ｂ：Ｂ＞１２．５×Ａ×Ｍ＋６４．２
上記の範囲では、ノズル３の閉塞を発生させることなく、連続鋳造工程を実施することができる。
【0046】
本発明のアルミシリコンキルド鋼の二次精錬方法によれば、Ｃａを溶鋼５に添加すること無く、溶鋼５に付与する酸素を制御することで、溶鋼５中において固液共存領域を回避することができ、タンディッシュ２のノズル３が閉塞することを防止することが可能となる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
【0047】
特に、今回開示された実施形態において、明示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【0048】
１ 取鍋
２ タンディッシュ
３ ノズル
４ 鋳型（連続鋳造装置）
５ 溶鋼
２ タンディッシュ
３ ノズル
４ 鋳型（連続鋳造装置）
５ 溶鋼
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
