[发明专利]向钢水添加Ca的方法

说明书

通过更改钢水中添加的含Ca合金的组成，在钢包内的钢水中以高添加成品率添加Ca(钙)。本发明的向钢水添加Ca的方法是在钢包内的钢水中添加Ca(钙)时，添加含有Ca且含有满足下述(1)式的Mg(镁)的含Ca合金(含钙合金)。另外，优选在用RH真空脱气装置进行精炼后的钢包内的钢水中添加上述含Ca合金。0.3≤Mg含量(质量％)/Ca含量(质量％)≤1.0…(1)。

技术领域

本发明涉及在钢包内的钢水中以高添加成品率添加Ca(钙)的方法。

背景技术

通常为了在线管用钢、快削钢、不锈钢、电磁钢等中控制钢中的非金属夹杂物的形态并提高耐腐蚀性、机械特性、电磁特性等而进行向钢水添加Ca(钙)。例如，在制钢－铸造工序中在钢中生成的MnS(硫化锰)、Al₂O₃(氧化铝)等非金属夹杂物在轧制工序时被拉伸或粉碎，成为线管用钢等钢材中的氢致开裂(HIC)的起点。因此，在要求耐HIC特性的钢材的制造中，通过向钢水添加Ca，将上述有害非金属夹杂物重整为CaS(硫化钙)系非金属夹杂物和CaO(氧化钙)－Al₂O₃系非金属夹杂物，使非金属夹杂物无害化。

通常，在向钢水添加Ca时，作为Ca源，使用Ca－Si(硅)合金、Ca－Fe(铁)合金、Ca－Al(铝)合金等含Ca合金(含钙合金)或CaC₂(碳化钙)、CaCN₂(氰氨化钙)、CaCl₂(氯化钙)等Ca化合物(钙化合物)。但是，由于Ca的蒸汽压高，密度也相对于钢水小，所以在向钢水添加Ca时，由于钢水的热而Ca蒸发并排出到气氛中，因此向钢水添加Ca的成品率低。

如果Ca的添加成品率过低，则有害非金属夹杂物的重整不充分，不能正确地进行非金属夹杂物的形态控制。另外，考虑低添加成品率，如果增加所添加的含Ca物质的量，则无法实际添加于钢中而浪费的Ca量增加，不经济，钢材的制造成本上升。因此，提高Ca的添加成品率是向钢水添加Ca时的重要课题。

作为向钢水添加Ca的一般方法，已知如下方法：首先，在转炉出钢后的二次精炼工序中，通过助熔剂对收纳于钢包并用铝(Al)脱氧而得的钢水进行脱硫处理来减少钢水的硫含量。然后，在从RH真空脱气装置等真空脱气设备中的真空脱气精炼中或真空脱气精炼后到连续铸造设备中的铸造开始为止的期间，通过注入法或送线法向钢水添加Ca。

这里，“注入法”是指介由浸渍于钢水的喷枪将粉粒状的含Ca合金或Ca化合物与载气一起吹入钢包底部的方法。另外，“送线法”是指用夹送辊的驱动力将铁被覆钙线向钢水中以高速度供给到钢包底部的方法。这里，“铁被覆钙线”是指用薄钢板被覆粉粒状的含Ca合金而得的成型体。此时，欲使钢水中的反应均匀化的情况下，从设置于钢包的吹入管或多孔塞将非活性气体吹入钢水中，通过非活性气体搅拌钢水。

上述注入法和上述送线法是考虑Ca的高蒸汽压，在附加钢水静压的钢浴底部添加Ca，从而作为增加Ca的添加成品率的手段而开发的添加方法。以这些方法为前提，提出了许多以进一步提高Ca添加成品率为目标的添加条件改善的手段。

例如，作为Ca添加条件的研究的例子，在专利文献1中提出了为了适当量添加含Ca物质，根据含Ca物质的添加速度而适当控制载气的吹入速度的方法。但是，在专利文献1中，未限定含Ca物质的种类，未考虑由含Ca物质的合金组成引起的成品率影响。

另一方面，在专利文献2中提出了如下添加方法：在用于无方向性电磁钢的Ca添加中，作为含Ca合金的条件，对添加的含Ca合金进行钝化处理，将其组成规定为由Ca：18～27质量％、Mg(镁)：2～6质量％、Si：20～35质量％、Al：1～9质量％、Zr(锆)：1～5质量％以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质构成的组成，从而降低Ca的反应速度并增加溶解度，由此提高Ca的添加成品率。