Ｔｉ含有ステンレス鋼の製造方法
【課題】 還元剤のコストを高くせずにノズル詰まりの発生とパウダー巻き込みによる表面欠陥の発生を効果的に防止する。
【解決手段】 Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御する。その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造する。
【効果】 ノズル閉塞を防止し、かつ、良好な表面品質が得られる。
【解決手段】 Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御する。その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造する。
【効果】 ノズル閉塞を防止し、かつ、良好な表面品質が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｔｉ含有ステンレス鋼の溶製方法に関し、とくに溶鋼の脱酸生成物に起因して発生する酸化物系介在物の組成を適正に制御することによって、連続鋳造時における浸漬ノズル（以下、単に「ノズル」と言う。）詰まりとパウダー巻き込みによる表面欠陥の発生を効果的に防止可能なＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、Ｃを０．０６質量％以下、Ａｌを０．０１質量％以下、Ｔｉを０．０１〜０．４０質量％含む溶鋼を製造するに際して、Ｓｉのみで脱酸した溶鋼に所定量のＡｌを添加して溶鋼中のトータルＡｌ濃度を１０〜８０ｐｐｍとした後にＴｉを添加することで、Ｔｉ歩留まりを向上する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２１９３３６号公報
【０００３】
また、Ｃｒを５〜５０質量％含有する鋼を溶製するに当たり、まずＡｌを、溶鋼中Ａｌが０．００２〜０．０１質量％となる量添加し、ついで溶鋼中のＴｉ量が０．００８〜０．５質量％となるようＴｉを添加し、さらに溶鋼中Ｃａ量が０．０００５〜０．００５０質量％となるようにＣａを添加することにより、介在物を制御してノズル詰まりと表面欠陥を防止する方法が提案されている。
【特許文献２】特開２０００−１７１５号公報
【０００４】
また、Ｃｒを５〜５０質量％含有する鋼を溶製するに当たり、Ａｌによる脱酸処理を行わず、溶鋼中Ｓｉ量が０．１５〜１．０質量％となるようにＳｉを添加し、ついで溶鋼中Ｔｉ量が０．００８〜０．５質量％となるようにＴｉを添加し、ついで溶鋼中Ｃａ量が０．０００５〜０．００５０質量％となるようにＣａを添加することにより、ノズル詰まりと表面欠陥を防止する方法が提案されている。
【特許文献３】特開２０００−１７１６号公報
【０００５】
このように、ステンレス鋼の脱酸方法としては、通常ＡｌまたはＳｉを用いて脱酸する方法が一般的である。特に、Ｔｉを含有するステンレス鋼においては、特許文献２のようにＡｌによる脱酸を行って、Ｔｉの歩留まりを安定化する方法が一般に採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案された方法のようにＳｉ還元の後にＡｌを添加すれば、確かに溶鋼中の酸素濃度は低下するが、スラグの酸化度は低下しないため、投入時に接触したスラグ中のＳｉＯ2によって、溶鋼中のＴｉが酸化され、Ｔｉの歩留まりが低下する。
【０００７】
特にＴｉは比重が小さいため、スラグ上に浮上し易い。また、Ｔｉの歩留まりを無視したとしても、Ｓｉで還元した場合には、後述の発明者の実験によれば、スラグの塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御しない限り、ＴｉＯ2によるノズル詰まりが発生し、鋳片の表面品質の低下は避けられない。
【０００８】
また、特許文献２で提案された方法では、Ａｌ還元によって確かにノズルの閉塞は抑制できるが、還元剤のコストが高くなる。さらに、還元用Ａｌと成分用Ａｌを同時に調整しなければならず、溶鋼中のＡｌ成分の的中が困難であり、製造後に成分の分析確認が必要になる。
【０００９】
また、特許文献３で提案された方法では、スラグ酸化度が高いため、投入時に接触したスラグ中ＳｉＯ2によってＴｉが酸化され、Ｔｉの歩留まりが低下する。また、スラグ組成の制御を行っていないため、ノズルの閉塞が多発する。さらに、溶鋼中のＡｌ濃度が低いと、溶鋼中の酸素濃度が上昇し、界面張力が低下するため、鋳型内でスラグが巻き込まれ易くなり、表面欠陥の多発を招く。
【００１０】
また、Ｔｉの含有量が０．０１質量％を超える場合、Ｔｉ酸化物が溶鋼中に固相状態で存在するため、地金を取り込んだ形でタンディッシュノズルの内面に付着・堆積し、ＣａＳｉを供給しても、ノズルの閉塞を引き起こすという問題もある。
【００１１】
本発明が解決しようとする問題点は、従来のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法では、Ａｌ還元によるもの（たとえば特許文献２）は、還元剤のコストが高くなるとともに成分的中が困難であり、また、Ｓｉ還元によるもの（たとえば特許文献１，３）は、ノズル閉塞や表面欠陥の発生を引き起こすと言う点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法は、
還元剤のコストを高くせずにノズル詰まりの発生とパウダー巻き込みによる表面欠陥の発生を効果的に防止するために、
Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、
真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御し、
その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造することを最も主要な特徴としている。
【００１３】
前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、還元処理時の還元剤として、Ａｌを併用すれば、脱Ｓが促進される。
また、前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、筒状の金属または耐火物により溶鋼表面の少なくとも一部を露出させ、この露出部位にＴｉを投入するようにすれば、Ｓｉ還元においてもＴｉの歩留まりが高位に安定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、安価な還元剤を使用しながら、スラグの塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御することで、Ｓｉ−Ｏ平衡が支配的となり、ＴｉＯ2が析出するまえにＳｉＯ2が析出することになって、Ｃａ処理をした場合、低融点のＳｉＯ2によりノズル閉塞が防止されるという利点がある。
【００１５】
また、本発明では、Ａｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加することで、溶鋼中の酸素濃度が低下して溶鋼の界面張力が上昇するため、鋳型内で、パウダーの巻き込みが起こりにくくなって、表面品質が良好になるという利点がある。その際、Ｓｉでスラグ中の酸化クロムを還元した後の溶鋼中のＡｌ濃度が微量な状態からＡｌを添加するので、溶鋼中のＡｌ濃度の的中も容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明者は、Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、還元剤コストが安いＳｉによる還元における４つの問題点を解決すべく実験を行った。以下、この４つの問題点に関する知見について順に説明する。
【００１７】
（ａ）ノズルの閉塞について
ノズルの閉塞は、ＴｉＯ2が介在物として大量発生し、ノズルに付着・成長して起こる。ノズルへの付着物がＡｌ2Ｏ3のみであれば、ＣａＳｉを供給することにより低融点化すれば、前記付着物は鋳型内に流入して浮上するので容易に除去できるが、ＴｉＯ2が大量に発生した場合には、ＣａＳｉを供給してもノズルの閉塞を解消することはできない。
一方、Ａｌ還元の場合は、図１に示すように、Ｔｉよりも強脱酸されるため、Ａｌ2Ｏ3が発生しても、ＴｉＯ2の発生は少なくなってノズルの閉塞は起こりにくい。
【００１８】
塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が１．５の場合におけるＴｉ‐Ｏ、Ｓｉ‐ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を図２に示すが、この図２に示したＴｉ‐Ｏ平衡曲線およびＳｉ‐Ｏ平衡曲線から、溶鋼中のＴｉ含有量が０．０５質量％を超えた場合は、溶鋼中のＳｉ含有量が０．２質量％を超えても、Ｓｉ−ＯよりもＴｉ−Ｏの方が低Ｏで平衡する、即ち、ＴｉＯ2が発生することがわかる。
【００１９】
これに対して、塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．０の場合における図２と同様の図を図３に示すが、この場合にはＳｉＯ2の活量が低下し、Ｔｉと同程度の脱酸能力となることから、ＴｉＯ2の発生は減少し、ノズルの閉塞は起こらない。発明者の各種の実験によれば、この限界値は塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が１．８であることが判明した。
【００２０】
（ｂ）表面欠陥について
Ｔｉ含有ステンレス鋼は、鋳型内でパウダー中のＳｉＯ2を還元し、ＴｉＯ2を生成することから、パウダーの物性を変質させ易く、溶鋼へのパウダー巻き込みが発生し易い。また、Ｔｉ含有量が多いほど、また、図４に示すように、酸素濃度が高いほど溶鋼の界面張力が低く、表面欠陥の原因となるパウダーの巻き込みが起こり易い。
【００２１】
しかしながら、溶鋼中のＴｉ濃度は製品特性から変更することが困難である。したがって、パウダーの巻き込みを抑制するには、溶鋼中の酸素濃度を極力低下させる必要があり、このためには、溶鋼中にＡｌを０．０２質量％以上含有させることが有効であることを知見した（図５参照）。すなわち、溶鋼中にＡｌを０．０２質量％以上含有させることにより界面張力が増加し、パウダー巻き込みによる表面欠陥の発生頻度を低下させることができる。
【００２２】
（ｃ）Ｔｉの歩留まりについて
Ｓｉ還元では、スラグ中にＳｉＯ2が大量に発生するため、
ＳｉＯ2＋Ｔｉ→Ｓｉ＋ＴｉＯ2
の反応により、溶鋼中のＴｉが酸化ロスされる。
【００２３】
そこで、スラグとできる限り接触しないようにＴｉを溶鋼中に投入すれば、Ｓｉ還元においても、Ｔｉの酸化ロスがＡｌ還元時と同等まで低減できることが判明した。具体的には、鍋の底または浸漬ランスからガスを吹き込み、メタル浴面の少なくとも一部を露出させた状態で筒状の金属または耐火物を浸漬させる、あるいは、Ｔｉを充填したドラム缶を鋼浴に浸漬させて溶鋼内にＴｉを供給するなどである。
【００２４】
（ｄ）脱Ｓ不良について
溶鋼中のＳ濃度が２０ｐｐｍの未満の低ＳのＴｉ含有ステンレス鋼の製造に際しては、Ｓｉのみの還元・脱酸では、脱Ｓ不良が懸念される。
図６は、Ａｌ2Ｏ3系スラグと、ＳｉＯ2系スラグのサルファイドキャパシティーを示した図であり、この図６より、Ａｌ2Ｏ3系スラグの方がＳｉＯ2系スラグよりもサルファイドキャパシティーが高く、脱Ｓが促進されることがわかる。
【００２５】
そこで、発明者は、溶鋼中のＳ濃度が２０ｐｐｍの未満の低ＳのＴｉ含有ステンレス鋼の製造に際しては、脱Ｓ不良対策として、溶鋼中のＳ濃度に応じて、適度にＡｌを添加すればよいことを見出した。このＡｌを使用することによってノズル閉塞や表面欠陥などの支障は見られなかった。
【００２６】
本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法は、前述の発明者の各種の実験結果に基づく知見をもとになされたものであり、
Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、
真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御し、
その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造するものである。
【００２７】
本発明において、真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎ処理を行った後に還元処理を行うのは、鋳込み中にＴｉＮが介在物として析出し、鋳片の表面品質悪化を防止するためである。また、脱Ｎは、還元処理開始後は進行しにくく、脱Ｃ中に発生する気泡に窒素がとらわれて脱Ｎが進行しやすいので、必要な窒素レベルまでの脱Ｎは還元前に完了しておくのが望ましい。
【００２８】
すなわち、本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法では、Ｓｉにより還元を行うので、還元剤コストが安価になる。そして、その際、本発明では、還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上と高く制御することで、Ｓｉ−Ｏ平衡が支配的となり、ＴｉＯ2が析出するまえにＳｉＯ2が析出するようになって、Ｃａ処理をした場合に、低融点のＳｉＯ2により、ノズル閉塞が発生しなくなる。
【００２９】
また、Ａｌの含有量を０．０２質量％以上とすることで、溶鋼中の酸素濃度が低下して溶鋼の界面張力が上昇するため、鋳型内でパウダーの巻き込みが起こりにくくなって、表面品質の低下を抑制できるようになる。
【００３０】
前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、還元処理時の還元剤として、Ａｌを併用するようにすれば、Ａｌ2Ｏ3系スラグの方が、ＳｉＯ2系スラグよりもサルファイドキャパシティーが高いことから、脱Ｓが促進される。また、実際にＡｌを併用しても、前述のＳｉ還元時における問題は発生しない。
【００３１】
また、前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、筒状の金属または耐火物により溶鋼表面の少なくとも一部を露出させ、この露出部位にＴｉを投入するようにすれば、スラグ中のＳｉＯ2とＴｉが反応してＴｉの歩留まりが良くないＳｉ還元においても、Ｔｉの歩留まりが高位に安定するようになる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００３３】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度になるまで脱Ｃし、Ａｌを２ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを１０ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．２となるよう、生石灰を投入した。
【００３４】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００６質量％、〔Ｓｉ〕０．２３質量％、〔Ｓ〕０．０００８質量％、〔Ｃｒ〕１２．０８質量％、〔Ｎｉ〕５．４５質量％、〔Ｍｏ〕１．９５質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００３質量％、〔Ｎ〕０．００６２質量％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００３５】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、内径が７００ｍｍの耐火物の筒を溶鋼に浸漬させて筒内の一部に溶鋼が見える状態にして、ＡｌとＴｉをほぼ同時に投入し、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．０３５質量％、〔Ｔｉ〕０．０９８質量％とした。
【００３６】
このときのＡｌの歩留まりは８５％、Ｔｉの歩留まりは８８％と良好であった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅の垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞なく、完全に鋳造することができた。また、この鋳片を分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面品質の良好なパイプが得られた。
【００３７】
（比較例１）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００３８】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度となるまで脱Ｃし、Ａｌを２ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを１０ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．２となるよう、生石灰を投入した。
【００３９】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００５質量％、〔Ｓｉ〕０．２５質量％、〔Ｓ〕０．０００６質量％、〔Ｃｒ〕１２．０９質量％、〔Ｎｉ〕５．４７質量％、〔Ｍｏ〕１．９８質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００４質量％、〔Ｎ〕０．００６１％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００４０】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、内径が７００ｍｍの耐火物の筒を溶鋼に浸漬させ、筒内の一部に溶鋼が見える状態にして、Ｔｉのみを投入し、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００２質量％、〔Ｔｉ〕０．０９６質量％とした。
【００４１】
このときのＴｉの歩留まりは８７％と良好であった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅での垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞なく、完全に鋳造することができた。しかし、この鋳片を分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面欠陥の多いパイプが得られた。
【００４２】
（比較例２）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００４３】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度となるまで脱Ｃし、Ａｌを６ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを６ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が１．６となるよう、生石灰を投入した。
【００４４】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００６質量％、〔Ｓｉ〕０．２４質量％、〔Ｓ〕０．０００９質量％、〔Ｃｒ〕１２．０７質量％、〔Ｎｉ〕５．４２質量％、〔Ｍｏ〕１．９９質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００５質量％、〔Ｎ〕０．００６７質量％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００４５】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、内径が７００ｍｍの耐火物の筒を溶鋼に浸漬させ、筒内の一部に溶鋼が見える状態にして、ＡｌとＴｉをほぼ同時に投入し、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．０３５％、〔Ｔｉ〕０．０９８％とした。
【００４６】
このときのＡｌの歩留まりは８５％、Ｔｉの歩留まりは８８％と良好であった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅の垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞により、最後まで完全に鋳造することができなかった。ただし、鋳造できた鋳片は、分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面品質良好なパイプが得られた。
【００４７】
（比較例３）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００４８】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度になるまでまで脱Ｃし、ＡｌなしでＦｅＳｉのみを１３ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．４となるよう、生石灰を投入した。
【００４９】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００６質量％、〔Ｓｉ〕０．２５質量％、〔Ｓ〕０．００２２質量％、〔Ｃｒ〕１２．１０質量％、〔Ｎｉ〕５．４１質量％、〔Ｍｏ〕１．９３質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００１質量％、〔Ｎ〕０．００６６質量％、〔Ｔｉ〕微量であり、〔Ｓ〕＜０．００２０質量％を達成することができなかった。
【００５０】
（比較例４）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００５１】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度となるまで脱Ｃし、Ａｌを３ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを９ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．２となるよう、生石灰を投入した。
【００５２】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００７質量％、〔Ｓｉ〕０．２０質量％、〔Ｓ〕０．０００６質量％、〔Ｃｒ〕１２．１１質量％、〔Ｎｉ〕５．４０質量％、〔Ｍｏ〕１．９２質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００３質量％、〔Ｎ〕０．００６５質量％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００５３】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、ＡｌとＴｉをほぼ同時にスラグの上から投入し、攪拌したが、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．０１５質量％、〔Ｔｉ〕０．０６５質量％となった。
【００５４】
このときのＡｌの歩留まりは３５％、Ｔｉの歩留まりは６５％と低くなった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅の垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞なく、完全に鋳造することができた。しかし、この鋳片を分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面欠陥の多いパイプが得られた。
【００５５】
本発明は、上記の実施例に示したものに限られるものではなく、各請求項に記載した技術的思想の範囲内で適宜実施態様を変更しても良いことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、上記の実施例に示した鋼管用のＴｉ含有ステンレス鋼に限らず、他の用途に用いられるものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】Ａｌ還元時におけるＴｉ−ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を示した図である。
【図２】Ｓｉ還元時において塩基度が１．５の場合におけるＴｉ−Ｏ、Ｓｉ−ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を示した図である。
【図３】Ｓｉ還元時において塩基度が２．０の場合におけるＴｉ−Ｏ、Ｓｉ−ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を示した図である。
【図４】溶鋼中酸素濃度と界面張力の関係を示した図である。
【図５】溶鋼中のＡｌ濃度と表面欠陥の関係を示した図である。
【図６】Ａｌ2Ｏ3系スラグと、ＳｉＯ2系スラグのサルファイドキャパシティーを示した図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｔｉ含有ステンレス鋼の溶製方法に関し、とくに溶鋼の脱酸生成物に起因して発生する酸化物系介在物の組成を適正に制御することによって、連続鋳造時における浸漬ノズル（以下、単に「ノズル」と言う。）詰まりとパウダー巻き込みによる表面欠陥の発生を効果的に防止可能なＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、Ｃを０．０６質量％以下、Ａｌを０．０１質量％以下、Ｔｉを０．０１〜０．４０質量％含む溶鋼を製造するに際して、Ｓｉのみで脱酸した溶鋼に所定量のＡｌを添加して溶鋼中のトータルＡｌ濃度を１０〜８０ｐｐｍとした後にＴｉを添加することで、Ｔｉ歩留まりを向上する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２１９３３６号公報
【０００３】
また、Ｃｒを５〜５０質量％含有する鋼を溶製するに当たり、まずＡｌを、溶鋼中Ａｌが０．００２〜０．０１質量％となる量添加し、ついで溶鋼中のＴｉ量が０．００８〜０．５質量％となるようＴｉを添加し、さらに溶鋼中Ｃａ量が０．０００５〜０．００５０質量％となるようにＣａを添加することにより、介在物を制御してノズル詰まりと表面欠陥を防止する方法が提案されている。
【特許文献２】特開２０００−１７１５号公報
【０００４】
また、Ｃｒを５〜５０質量％含有する鋼を溶製するに当たり、Ａｌによる脱酸処理を行わず、溶鋼中Ｓｉ量が０．１５〜１．０質量％となるようにＳｉを添加し、ついで溶鋼中Ｔｉ量が０．００８〜０．５質量％となるようにＴｉを添加し、ついで溶鋼中Ｃａ量が０．０００５〜０．００５０質量％となるようにＣａを添加することにより、ノズル詰まりと表面欠陥を防止する方法が提案されている。
【特許文献３】特開２０００−１７１６号公報
【０００５】
このように、ステンレス鋼の脱酸方法としては、通常ＡｌまたはＳｉを用いて脱酸する方法が一般的である。特に、Ｔｉを含有するステンレス鋼においては、特許文献２のようにＡｌによる脱酸を行って、Ｔｉの歩留まりを安定化する方法が一般に採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案された方法のようにＳｉ還元の後にＡｌを添加すれば、確かに溶鋼中の酸素濃度は低下するが、スラグの酸化度は低下しないため、投入時に接触したスラグ中のＳｉＯ2によって、溶鋼中のＴｉが酸化され、Ｔｉの歩留まりが低下する。
【０００７】
特にＴｉは比重が小さいため、スラグ上に浮上し易い。また、Ｔｉの歩留まりを無視したとしても、Ｓｉで還元した場合には、後述の発明者の実験によれば、スラグの塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御しない限り、ＴｉＯ2によるノズル詰まりが発生し、鋳片の表面品質の低下は避けられない。
【０００８】
また、特許文献２で提案された方法では、Ａｌ還元によって確かにノズルの閉塞は抑制できるが、還元剤のコストが高くなる。さらに、還元用Ａｌと成分用Ａｌを同時に調整しなければならず、溶鋼中のＡｌ成分の的中が困難であり、製造後に成分の分析確認が必要になる。
【０００９】
また、特許文献３で提案された方法では、スラグ酸化度が高いため、投入時に接触したスラグ中ＳｉＯ2によってＴｉが酸化され、Ｔｉの歩留まりが低下する。また、スラグ組成の制御を行っていないため、ノズルの閉塞が多発する。さらに、溶鋼中のＡｌ濃度が低いと、溶鋼中の酸素濃度が上昇し、界面張力が低下するため、鋳型内でスラグが巻き込まれ易くなり、表面欠陥の多発を招く。
【００１０】
また、Ｔｉの含有量が０．０１質量％を超える場合、Ｔｉ酸化物が溶鋼中に固相状態で存在するため、地金を取り込んだ形でタンディッシュノズルの内面に付着・堆積し、ＣａＳｉを供給しても、ノズルの閉塞を引き起こすという問題もある。
【００１１】
本発明が解決しようとする問題点は、従来のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法では、Ａｌ還元によるもの（たとえば特許文献２）は、還元剤のコストが高くなるとともに成分的中が困難であり、また、Ｓｉ還元によるもの（たとえば特許文献１，３）は、ノズル閉塞や表面欠陥の発生を引き起こすと言う点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法は、
還元剤のコストを高くせずにノズル詰まりの発生とパウダー巻き込みによる表面欠陥の発生を効果的に防止するために、
Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、
真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御し、
その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造することを最も主要な特徴としている。
【００１３】
前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、還元処理時の還元剤として、Ａｌを併用すれば、脱Ｓが促進される。
また、前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、筒状の金属または耐火物により溶鋼表面の少なくとも一部を露出させ、この露出部位にＴｉを投入するようにすれば、Ｓｉ還元においてもＴｉの歩留まりが高位に安定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、安価な還元剤を使用しながら、スラグの塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御することで、Ｓｉ−Ｏ平衡が支配的となり、ＴｉＯ2が析出するまえにＳｉＯ2が析出することになって、Ｃａ処理をした場合、低融点のＳｉＯ2によりノズル閉塞が防止されるという利点がある。
【００１５】
また、本発明では、Ａｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加することで、溶鋼中の酸素濃度が低下して溶鋼の界面張力が上昇するため、鋳型内で、パウダーの巻き込みが起こりにくくなって、表面品質が良好になるという利点がある。その際、Ｓｉでスラグ中の酸化クロムを還元した後の溶鋼中のＡｌ濃度が微量な状態からＡｌを添加するので、溶鋼中のＡｌ濃度の的中も容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明者は、Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、還元剤コストが安いＳｉによる還元における４つの問題点を解決すべく実験を行った。以下、この４つの問題点に関する知見について順に説明する。
【００１７】
（ａ）ノズルの閉塞について
ノズルの閉塞は、ＴｉＯ2が介在物として大量発生し、ノズルに付着・成長して起こる。ノズルへの付着物がＡｌ2Ｏ3のみであれば、ＣａＳｉを供給することにより低融点化すれば、前記付着物は鋳型内に流入して浮上するので容易に除去できるが、ＴｉＯ2が大量に発生した場合には、ＣａＳｉを供給してもノズルの閉塞を解消することはできない。
一方、Ａｌ還元の場合は、図１に示すように、Ｔｉよりも強脱酸されるため、Ａｌ2Ｏ3が発生しても、ＴｉＯ2の発生は少なくなってノズルの閉塞は起こりにくい。
【００１８】
塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が１．５の場合におけるＴｉ‐Ｏ、Ｓｉ‐ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を図２に示すが、この図２に示したＴｉ‐Ｏ平衡曲線およびＳｉ‐Ｏ平衡曲線から、溶鋼中のＴｉ含有量が０．０５質量％を超えた場合は、溶鋼中のＳｉ含有量が０．２質量％を超えても、Ｓｉ−ＯよりもＴｉ−Ｏの方が低Ｏで平衡する、即ち、ＴｉＯ2が発生することがわかる。
【００１９】
これに対して、塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．０の場合における図２と同様の図を図３に示すが、この場合にはＳｉＯ2の活量が低下し、Ｔｉと同程度の脱酸能力となることから、ＴｉＯ2の発生は減少し、ノズルの閉塞は起こらない。発明者の各種の実験によれば、この限界値は塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が１．８であることが判明した。
【００２０】
（ｂ）表面欠陥について
Ｔｉ含有ステンレス鋼は、鋳型内でパウダー中のＳｉＯ2を還元し、ＴｉＯ2を生成することから、パウダーの物性を変質させ易く、溶鋼へのパウダー巻き込みが発生し易い。また、Ｔｉ含有量が多いほど、また、図４に示すように、酸素濃度が高いほど溶鋼の界面張力が低く、表面欠陥の原因となるパウダーの巻き込みが起こり易い。
【００２１】
しかしながら、溶鋼中のＴｉ濃度は製品特性から変更することが困難である。したがって、パウダーの巻き込みを抑制するには、溶鋼中の酸素濃度を極力低下させる必要があり、このためには、溶鋼中にＡｌを０．０２質量％以上含有させることが有効であることを知見した（図５参照）。すなわち、溶鋼中にＡｌを０．０２質量％以上含有させることにより界面張力が増加し、パウダー巻き込みによる表面欠陥の発生頻度を低下させることができる。
【００２２】
（ｃ）Ｔｉの歩留まりについて
Ｓｉ還元では、スラグ中にＳｉＯ2が大量に発生するため、
ＳｉＯ2＋Ｔｉ→Ｓｉ＋ＴｉＯ2
の反応により、溶鋼中のＴｉが酸化ロスされる。
【００２３】
そこで、スラグとできる限り接触しないようにＴｉを溶鋼中に投入すれば、Ｓｉ還元においても、Ｔｉの酸化ロスがＡｌ還元時と同等まで低減できることが判明した。具体的には、鍋の底または浸漬ランスからガスを吹き込み、メタル浴面の少なくとも一部を露出させた状態で筒状の金属または耐火物を浸漬させる、あるいは、Ｔｉを充填したドラム缶を鋼浴に浸漬させて溶鋼内にＴｉを供給するなどである。
【００２４】
（ｄ）脱Ｓ不良について
溶鋼中のＳ濃度が２０ｐｐｍの未満の低ＳのＴｉ含有ステンレス鋼の製造に際しては、Ｓｉのみの還元・脱酸では、脱Ｓ不良が懸念される。
図６は、Ａｌ2Ｏ3系スラグと、ＳｉＯ2系スラグのサルファイドキャパシティーを示した図であり、この図６より、Ａｌ2Ｏ3系スラグの方がＳｉＯ2系スラグよりもサルファイドキャパシティーが高く、脱Ｓが促進されることがわかる。
【００２５】
そこで、発明者は、溶鋼中のＳ濃度が２０ｐｐｍの未満の低ＳのＴｉ含有ステンレス鋼の製造に際しては、脱Ｓ不良対策として、溶鋼中のＳ濃度に応じて、適度にＡｌを添加すればよいことを見出した。このＡｌを使用することによってノズル閉塞や表面欠陥などの支障は見られなかった。
【００２６】
本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法は、前述の発明者の各種の実験結果に基づく知見をもとになされたものであり、
Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、
真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御し、
その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造するものである。
【００２７】
本発明において、真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎ処理を行った後に還元処理を行うのは、鋳込み中にＴｉＮが介在物として析出し、鋳片の表面品質悪化を防止するためである。また、脱Ｎは、還元処理開始後は進行しにくく、脱Ｃ中に発生する気泡に窒素がとらわれて脱Ｎが進行しやすいので、必要な窒素レベルまでの脱Ｎは還元前に完了しておくのが望ましい。
【００２８】
すなわち、本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法では、Ｓｉにより還元を行うので、還元剤コストが安価になる。そして、その際、本発明では、還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上と高く制御することで、Ｓｉ−Ｏ平衡が支配的となり、ＴｉＯ2が析出するまえにＳｉＯ2が析出するようになって、Ｃａ処理をした場合に、低融点のＳｉＯ2により、ノズル閉塞が発生しなくなる。
【００２９】
また、Ａｌの含有量を０．０２質量％以上とすることで、溶鋼中の酸素濃度が低下して溶鋼の界面張力が上昇するため、鋳型内でパウダーの巻き込みが起こりにくくなって、表面品質の低下を抑制できるようになる。
【００３０】
前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、還元処理時の還元剤として、Ａｌを併用するようにすれば、Ａｌ2Ｏ3系スラグの方が、ＳｉＯ2系スラグよりもサルファイドキャパシティーが高いことから、脱Ｓが促進される。また、実際にＡｌを併用しても、前述のＳｉ還元時における問題は発生しない。
【００３１】
また、前記本発明のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法において、筒状の金属または耐火物により溶鋼表面の少なくとも一部を露出させ、この露出部位にＴｉを投入するようにすれば、スラグ中のＳｉＯ2とＴｉが反応してＴｉの歩留まりが良くないＳｉ還元においても、Ｔｉの歩留まりが高位に安定するようになる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００３３】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度になるまで脱Ｃし、Ａｌを２ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを１０ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．２となるよう、生石灰を投入した。
【００３４】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００６質量％、〔Ｓｉ〕０．２３質量％、〔Ｓ〕０．０００８質量％、〔Ｃｒ〕１２．０８質量％、〔Ｎｉ〕５．４５質量％、〔Ｍｏ〕１．９５質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００３質量％、〔Ｎ〕０．００６２質量％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００３５】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、内径が７００ｍｍの耐火物の筒を溶鋼に浸漬させて筒内の一部に溶鋼が見える状態にして、ＡｌとＴｉをほぼ同時に投入し、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．０３５質量％、〔Ｔｉ〕０．０９８質量％とした。
【００３６】
このときのＡｌの歩留まりは８５％、Ｔｉの歩留まりは８８％と良好であった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅の垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞なく、完全に鋳造することができた。また、この鋳片を分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面品質の良好なパイプが得られた。
【００３７】
（比較例１）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００３８】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度となるまで脱Ｃし、Ａｌを２ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを１０ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．２となるよう、生石灰を投入した。
【００３９】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００５質量％、〔Ｓｉ〕０．２５質量％、〔Ｓ〕０．０００６質量％、〔Ｃｒ〕１２．０９質量％、〔Ｎｉ〕５．４７質量％、〔Ｍｏ〕１．９８質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００４質量％、〔Ｎ〕０．００６１％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００４０】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、内径が７００ｍｍの耐火物の筒を溶鋼に浸漬させ、筒内の一部に溶鋼が見える状態にして、Ｔｉのみを投入し、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００２質量％、〔Ｔｉ〕０．０９６質量％とした。
【００４１】
このときのＴｉの歩留まりは８７％と良好であった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅での垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞なく、完全に鋳造することができた。しかし、この鋳片を分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面欠陥の多いパイプが得られた。
【００４２】
（比較例２）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００４３】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度となるまで脱Ｃし、Ａｌを６ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを６ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が１．６となるよう、生石灰を投入した。
【００４４】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００６質量％、〔Ｓｉ〕０．２４質量％、〔Ｓ〕０．０００９質量％、〔Ｃｒ〕１２．０７質量％、〔Ｎｉ〕５．４２質量％、〔Ｍｏ〕１．９９質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００５質量％、〔Ｎ〕０．００６７質量％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００４５】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、内径が７００ｍｍの耐火物の筒を溶鋼に浸漬させ、筒内の一部に溶鋼が見える状態にして、ＡｌとＴｉをほぼ同時に投入し、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．０３５％、〔Ｔｉ〕０．０９８％とした。
【００４６】
このときのＡｌの歩留まりは８５％、Ｔｉの歩留まりは８８％と良好であった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅の垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞により、最後まで完全に鋳造することができなかった。ただし、鋳造できた鋳片は、分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面品質良好なパイプが得られた。
【００４７】
（比較例３）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００４８】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度になるまでまで脱Ｃし、ＡｌなしでＦｅＳｉのみを１３ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．４となるよう、生石灰を投入した。
【００４９】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００６質量％、〔Ｓｉ〕０．２５質量％、〔Ｓ〕０．００２２質量％、〔Ｃｒ〕１２．１０質量％、〔Ｎｉ〕５．４１質量％、〔Ｍｏ〕１．９３質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００１質量％、〔Ｎ〕０．００６６質量％、〔Ｔｉ〕微量であり、〔Ｓ〕＜０．００２０質量％を達成することができなかった。
【００５０】
（比較例４）
８０トンのＡＯＤ炉より出鋼後、ＶＯＤ真空脱ガス装置にて処理を行った。なお、ＡＯＤ炉から出鋼した後の成分は、〔Ｃ〕０．３質量％前後、〔Ｓｉ〕０．０１〜０．２質量％、〔Ｓ〕０．００６〜０．０２０質量％、〔Ｃｒ〕１０〜１９質量％、〔Ｎｉ〕２〜４質量％、〔Ｍｏ〕０．２〜３質量％、〔Ｎ〕０．００４〜０．０１８質量％であった。
【００５１】
この溶鋼７５トンを取鍋に移し、除滓後ＶＯＤ炉で所定のＣ濃度となるまで脱Ｃし、Ａｌを３ｋｇ／トン、ＦｅＳｉを９ｋｇ／トン投入し、スラグ中の酸化物を還元回収した。このとき、同時に塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））が２．２となるよう、生石灰を投入した。
【００５２】
ＶＯＤ還元後の成分は、〔Ｃ〕０．００７質量％、〔Ｓｉ〕０．２０質量％、〔Ｓ〕０．０００６質量％、〔Ｃｒ〕１２．１１質量％、〔Ｎｉ〕５．４０質量％、〔Ｍｏ〕１．９２質量％、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．００３質量％、〔Ｎ〕０．００６５質量％、〔Ｔｉ〕微量であった。
【００５３】
この溶鋼を浸漬ノズルでＡｒガスを０．０１６Ｎｍ3／ｍｉｎ／トン流しながら、ＡｌとＴｉをほぼ同時にスラグの上から投入し、攪拌したが、ｓｏｌ〔Ａｌ〕０．０１５質量％、〔Ｔｉ〕０．０６５質量％となった。
【００５４】
このときのＡｌの歩留まりは３５％、Ｔｉの歩留まりは６５％と低くなった。この溶鋼を２８０ｍｍ厚×６６０ｍｍ幅の垂直型の連続鋳造機でＣａＳｉワイヤをタンディッシュ内に１ｍ／ｍｉｎで投入しながら鋳造したところ、ノズル閉塞なく、完全に鋳造することができた。しかし、この鋳片を分塊圧延後、直径１９１ｍｍサイズにて製管したところ、表面欠陥の多いパイプが得られた。
【００５５】
本発明は、上記の実施例に示したものに限られるものではなく、各請求項に記載した技術的思想の範囲内で適宜実施態様を変更しても良いことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、上記の実施例に示した鋼管用のＴｉ含有ステンレス鋼に限らず、他の用途に用いられるものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】Ａｌ還元時におけるＴｉ−ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を示した図である。
【図２】Ｓｉ還元時において塩基度が１．５の場合におけるＴｉ−Ｏ、Ｓｉ−ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を示した図である。
【図３】Ｓｉ還元時において塩基度が２．０の場合におけるＴｉ−Ｏ、Ｓｉ−ＯおよびＡｌ−Ｏの平衡曲線を示した図である。
【図４】溶鋼中酸素濃度と界面張力の関係を示した図である。
【図５】溶鋼中のＡｌ濃度と表面欠陥の関係を示した図である。
【図６】Ａｌ2Ｏ3系スラグと、ＳｉＯ2系スラグのサルファイドキャパシティーを示した図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、
真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御し、
その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造することを特徴とするＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法。
【請求項２】
前記還元処理時の還元剤として、Ａｌを併用することを特徴とする請求項１に記載のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法。
【請求項３】
筒状の金属または耐火物により溶鋼表面の少なくとも一部を露出させ、この露出部位に前記Ｔｉを投入することを特徴とする請求項１または２に記載のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法。
【請求項１】
Ｔｉが０．０１〜０．８質量％、Ｓｉが０．１〜１．０質量％、Ｓが２０ｐｐｍ以下を含有する含Ｃｒ鋼の溶製において、
真空下または大気圧下で、Ｎが１５０ｐｐｍ以下となるように脱Ｎおよび脱炭処理を行った後、Ｓｉを用いた還元処理により還元処理後のスラグ塩基度（ＣａＯ／（ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3））を１．８以上に制御し、
その後、更にＡｌの含有量が０．０２質量％以上となるようにＡｌを添加するとともに所定量のＴｉを投入し、かつ、鋳込み前の鍋中及び／又は鋳込み中のタンディッシュ内にＣａＳｉを投入し、連続鋳造することを特徴とするＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法。
【請求項２】
前記還元処理時の還元剤として、Ａｌを併用することを特徴とする請求項１に記載のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法。
【請求項３】
筒状の金属または耐火物により溶鋼表面の少なくとも一部を露出させ、この露出部位に前記Ｔｉを投入することを特徴とする請求項１または２に記載のＴｉ含有ステンレス鋼の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１０４５３１（Ｐ２００６−１０４５３１Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９３９４８（Ｐ２００４−２９３９４８）
【出願日】平成１６年１０月６日（２００４．１０．６）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月６日（２００４．１０．６）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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