专利名称：薄钢板用铝镇静钢的熔炼方法
技术领域：
本发明涉及是薄钢板等原材料的铝镇静钢的熔炼方法。尤其是熔炼后的钢水通过浸入式水口从中间包向铸型浇注时，防止由担心的Al2O3系夹杂物而引起的浸入式水口堵塞、在薄钢板上生锈及Al2O3系夹杂物引起的表面缺陷产生。
近年来，随着二次精炼技术的发展，薄钢板用铝镇静钢的连铸成为可能。使此成为可能是真空脱气技术的进步。
在使用真空脱气技术连铸薄钢板用铝镇静钢的情况下，经过以下4个过程来制造a.转炉炼钢b.钢包真空脱气处理c.钢包钢水向中间包的移注d.连铸此时，通常在转炉出钢后(C≥0.02％)或者真空脱气处理后(C＜0.02％)加铝进行钢水脱氧，但是在该过程中，生成细小凝块状的高熔点Al2O3系夹杂物。然而，这种高熔点Al2O3系夹杂物在上述b过程的钢包真空脱气处理中不能完全上浮分离。
因此，在将上述C过程的钢包钢水向中间包移注时，Al2O3系夹杂物附着在浸入式水口的内壁上，产生叫做水口堵塞的问题。
作为解决这样的水口堵塞的对策，已知有向水口内吹入惰性气体的方法，及通过添加Ca使Al2O3系夹杂物成为由Ca和Al2O3组成的低熔点氧化物复合体的方法。
但是，吹入惰性气体的方法还不能说是防止堵塞的彻底方法，另外随吹入条件变化，惰性气体吹入铸型内，有在铸锭表面产生种种表面缺陷的问题。
另外，即使在通过添加Ca防止在浸入水口内附着氧化铝系杂夹物的技术中，不管其操作条件怎样，也有薄钢板生锈的问题。
作为解决上述问题的方法，例如从特开昭61-276756和特开平6-599可得知。
在特开昭61-276756中所揭示的方法，是以C浓度为0.015％(重量)以下的铝镇静钢为对象，在熔炼阶段或者在连铸时通过加入Ca或Ca合金，使钢中残留2-40ppm的金属Ca，同时防止浸入式水口堵塞和生锈。
另外，在特开平6-599中所揭示的方法，是在极低碳铝镇静钢水中，在保持5ppm以上、10ppm以下的浓度那样添加Ca的同时，将浸入式水口内壁做成CaO含量为15％(重量)以上的耐火材料，以此达到同时防止浸入式水口堵塞和生锈。
但是，上述的方法都能防止浸入式水口堵塞，关于防止生锈这点，因为不能恰当地适应操作条件的大范围变化，所以不能列举充分的效果。
即，上述那样的方法，如下面所述，在生锈中关于是重要因子的CaS的生成，或者成为其原因的S浓度水平的控制，一点也没有予以考虑，因此不能达到同时防止水口堵塞和防止生锈。
本发明的目的是，有利地解决上述问题，不论在怎样的条件下制品铸锭都不生锈，同时能有效地防止浸入式水口堵塞，进而提供也能防止由Al2O3系夹杂物引起的表面缺陷(例如重皮、气孔或分层等)的薄钢板用铝镇静钢的熔炼方法。
即，本发明是以下述的特征的薄钢板用铝镇静钢的熔炼方法使用真空脱气装置将从转炉出钢的钢水脱碳至规定的碳浓度后，在该真空脱气装置中添加Al进行脱氧处理，接着在钢水成分Ca为0.0005-0.005％(重量)、而且满足[％Ca]×[％S]≤2×10-5范围内添加含金属Ca物质，然后再进行脱气处理。
关于其他手段，从本发明的说明书和权利要求书可以清楚。
附图的简单说明
图1是表示在RH真空脱气处理时的[Ca]和[O]的推移的曲线图。
图2是表示钢中[％Ca]、[％S]对水口堵塞、CaS的析出、氧化铁皮剥离性和表面缺陷等影响的图。
本发明的特征在于，用铝脱氧后，在进行Ca处理时，在过剩的Ca浓度下，通过效率良好地进行Al2O3夹杂物向CaO-Al2O3系的形态控制，在防止铸造时的水口堵塞的同时，通过用真空处理蒸发除去过剩的Ca，防止在凝固时的CaS析出，防止生锈。
再有，本发明的真空脱气装置可以是RH法、VOD法或者VAD法的任何种方法。以下使用RH法。
本发明的具体说明。
本发明与以往一样，通过添加Ca进行Al2O3夹杂物的形态控制，能够使Al2O3夹杂物低熔点化，因此能够防止在水口内的附着。
在此情况下，为了防止在水口内的附着，理想的Ca浓度是5-50ppm。
就是说，若Ca浓度不到5ppm，则按照下式(1)所示的(1)反应生成的CaO量少，CaO-Al2O3系形态控制不充分。另一方面，若Ca浓度超过50ppm，就应该添加形态控制需要量以上的Ca，因而是不经济的。
而且在像这样的条件下，即使不向水口内吹入气体，正常的铸造也成为可能。
为了向钢水中供给Ca，或者向RH真空槽内的钢水直接供给Ca，或者Ca粉末或Ca蒸汽从用耐火材料覆盖的喷枪经过RH浸入管(上升管)内将Ca吹向钢包内的钢水。
按照上述方法，因为向周围不产生气体和烟雾，所以不仅在环境上是令人满意的，而且通过真空槽、钢包进行钢水循环，因而提高搅拌效率，进而Ca和Al2O3的形态控制反应效率也提高。
接着，发明人关于添加Ca的铝镇静钢的生锈现象进行广泛实验，对其原因和生锈条件进行了研究。
其结果已清楚，添加Ca的铝镇静钢的生锈与CaS夹杂物的形成密切相关。
即，在过量添加Ca的情况下，因为Ca成为用于Al2O3形态控制以上的溶解量，所以与钢中的S反应，形成以细小CaS为主的硫化物系夹杂物。以这种CaS为主的硫化物系夹杂物若露出在钢板表面存在，例如将试样装入60℃、90％湿度的恒温恒湿槽内，进行保持10小时的生锈试验时，则这些夹杂物分解、溶出而空出孔，露出新的钢表面，该表面就生锈。
因此可以说，生锈的主要原因是尤其以水溶性夹杂物CaS为主的硫化物夹杂物。
为了防止像这样的生锈，控制Al2O3的形态后，迅速除去钢水中残留的Ca，可以抑制CaS的形成。
因此，本发明通过添加上述的Ca控制Al2O3的形态后，接着进行脱气处理，以此除去多余的Ca。
即，在RH真空脱气处理过程中，对于添加Ca的方法，若限制Ca的添加，则从真空槽的自由表面迅速除去具有高蒸汽压的Ca，由此做到控制Ca的供给量，在RH处理终了时几乎不存在溶解的Ca，因而在连铸时不形成CaS。
在图1中示出关于在RH处理时[Ca](全Ca浓度)、[O](全O浓度)的推移的调查结果。
如图1所示那样，由于镇静处理初期添加Al，[O]急剧下降。在该[O]充分降低时刻，吹入Ca。在吹入规定时间的Ca中，保持Ca为0.0005-0.005％(重量)，抑制Al2O3形态控制速度降低。而在吹入终了后，接着继续进行脱气处理，蒸发除去溶解的Ca，因而钢中的[Ca]逐渐降低。
接着，在图2中示出关于影响生锈的钢中Ca和S的关系的调查结果。该实验是对Al0.005-0.06％(重量)、O0.008％(重量)以下的冷轧钢板用碳素钢进行的。
如从图2看到的那样，若[％Ca]×[％S]大于2×10-5，则在凝固阶段析出CaS。
实际上，当制品钢板在进行生锈试验(在60℃、90％湿度的恒温恒湿槽内保持10小时)时，看到锈的产生。
另外，[％Ca]＜5×10-4，Al2O3的形态控制不完全。因此，为了充分进行Al2O3的形态控制，需要0.0005％(重量)以上的Ca，但是添加Ca超过0.0050％(重量)，S浓度就必须在0.004％以下，为此在脱硫处理上需要大的费用的同时，尤其在0.003％以下，像后面所述那样，氧化铁皮的剥离性恶化。
因此，本发明在碳素钢的Ca处理时，加入满足Ca为0.0005-0.005％(重量)、[％Ca]×[％S]≤2×10-5的量的Ca。
另外，钢中S量在0.003％(重量)以下，扁坯和热轧带卷表面的氧化铁皮剥离性恶化，另一方面，在超过0.015％(重量)时，因为表面和内部缺陷率增加，所以S量为0.003-0.015％(重量)程度是理想的。
另外，钢中O量若超过0.008％(重量)，则夹杂物的形态控制不充分，表面和内部缺陷增加，因此O含量为0.008％(重量)以下是理想的。
如上所述，在熔炼适合于本发明的薄钢板用的铝镇静钢时，希望作为熔炼对象的钢水的Al、S和O浓度分别达到Al0.005-0.06(重量)、S0.003-0.015％(重量)、O0.0080％(重量)以下。
此外在本发明中，作为含金属Ca物质，铁被覆的金属Ca和CaAl合金、Ca-Si合金等是合适的。
实施例将熔炼成C0.02-0.04％(重量)、S0.003-0.015％(重量)、O0.05-0.07％(重量)的转炉出钢后的280-300吨钢水用RH真空脱气装置进行15分钟的真空脱气处理。脱气处理后的C是0.0012-0.0020％(重量)、O是0.04-0.06％(重量)。
真空脱气处理后，在RH真空槽内加入400-600kg的Al。其结果，钢中的O量降低至0.001-0.008％(重量)。
接着，从加入Al经过3-4分钟后进行Ca处理。
这种Ca处理是将喷枪前端在RH的上升管的正下方到达钢包底部那样配置，使用0.5-2Nm3/min的氩气吹入80-150kg的Ca-Si粉(Ca30％(重量)、Si70％(重量))。另外，作为其他方法，使Ca-Si丝在RH上升管正下方溶解地投入80-150kg Ca-Si丝。再有，作为其他方法，向真空槽内直接加入80-150kg Ca-Si粉。
进行上述的Ca处理后，再进行2-10分钟的脱气处理。
关于添加Ca时的钢中Ca量和[％Ca]×[％S]值以及在连铸时的水口堵塞状况和薄钢板上的生锈状况的调查结果汇总表示在表1中。<
p><p>如从表1看到的那样，边保持Ca0.0005-0.005％(重量)、[％Ca]×[％S]≤2×10-5边进行Ca处理，接着继续进行脱气处理，蒸发除去固溶Ca，可以熔炼水口不堵塞和不生锈的薄钢板用铝镇静钢。
另外，在接照本发明熔炼时，都没有由Al2O3夹杂物引起的表面缺陷产生。
发明效果这样，按照本发明，通过在真空脱气装置中进行铝脱氧的镇静处理的途中连续添加Ca，然后蒸发除去多余的固溶Ca，不仅能够有效地防止连续铸造时的水口堵塞，而且在制品钢板上能同时防止伴随Ca处理的生锈和由Al2O3系夹杂物而引起的表面缺陷的产生。
权利要求
1.薄钢板用铝镇静钢的熔炼方法，其特征在于，使用真空脱气装置将从转炉出钢的钢水脱碳至规定的碳浓度后，在该真空脱气装置内添加Al进行脱氧处理，接着使钢成分Ca为0.0005-0.005％(重量)、而且在满足[％Ca]×[％S]≤2×10-5范围内添加含金属Ca物质，此后再进行脱气处理。
2.权利要求1所述的薄钢板用铝镇静钢的熔炼方法，其中作为熔炼对象的铝镇静钢的Al、S和O浓度分别是Al0.005-0.06％(重量)、S0.003-0.015％(重量)、O0.0080％(重量)。
全文摘要
本发明涉及薄钢板用的铝镇静钢的熔炼方法，它包括，使用真空脱气装置将从转炉出钢的钢水脱碳至规定的碳浓度后，在该真空脱气装置内添加A1进行脱氧处理，接着使钢成分Ca为0.0005-0.005重量％，而且在满足[％Ca]×[％S]≤2×10
文档编号C21C7/06GK1137065SQ9511995
公开日1996年12月4日 申请日期1995年10月18日 优先权日1994年10月18日
发明者加藤嘉英, 锅岛诚司, 伊藤阳一, 反町健一 申请人:川崎制铁株式会社