[发明专利]超低硫低氮高纯度钢的熔炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高纯度的超低硫低氮钢的熔炼方法，更详细而言，涉及一种特别是产品中的硫含有率在10ppm以下、总氧含有率在30ppm以下、氮含有率在50ppm以下的超低硫低氮高纯度钢的熔炼方法。 

背景技术

近年来，为了提高厚板用9％Ni钢中的板坯(slab)质量、减少高强度管线管件中的强度特性的改变，超低硫低氮高纯度钢的需求增高。在熔炼超低硫钢的情况下，通常在熔炼的预备处理工序中，通过添加CaO、Na₂CO₃、金属Mg等脱硫剂来进行脱硫。但是，在铁液预备处理工序中进行了脱硫的铁液，由于在接下来的转炉吹炼工序中的来自碎铁(scrap)、助溶剂的硫(S)的浸入、以及来自铁液预备处理时的残留熔渣(slag)的回硫而被硫污染，因此只是利用铁液预备处理极难制造超低硫钢。因此在熔炼超低硫钢的情况下，根据产品所要求的S含有率的等级，在转炉出钢后的二次精炼工序中实施钢液脱硫处理。 

但是，在二次精炼工序中实施钢液脱硫而熔炼超低硫低氮钢时，有二次精炼处理中的钢液的温度降低、钢液中氮(N)含有率上升的问题。因而，补偿二次精炼处理中的温度降低、确保脱硫能力、减少夹杂物以及防止氮含有率上升这些情况的各个对策是极其重要的。 

在补偿温度降低方面，有电弧加热法、电磁感应加热法等，但是由于使用电能，因此加热能量使成本增高不利于节约成本。另一方面，添加铝(Al)并附加氧的方法(以下，称为“Al升 温法”)与使用电能的升温法相比成本低，因此有时采用该方法，但有因生成Al₂O₃或FeO而导致夹杂物增加的缺点。 

作为上述问题的对策，例如实施日本特开昭63-69909号公报所公开的升温方法，即，将圆锥状的浸渍管等浸渍在浇包钢液内，在该浸渍管内部进行Al升温。但是，在该方法中，由于通过多孔喷嘴(porous nozzle)吹入的搅拌气体产生的搅拌强度较弱，因此有需较长时间才能使浇包内钢液的温度均匀化的这样的问题。另外，在脱硫处理时若采用Al升温法，则熔渣中的Al₂O₃浓度上升且熔渣的硫化物容量(脱硫能力)降低，因此Al升温法是在容许阻碍进行脱硫的基础上所使用的技术。这样，难以通过使用熔渣而实现超低硫化，因此在该文献的实施例中公开有这样的方法：极力阻止所生成的Al₂O₃与熔渣发生混合，在脱硫处理中，另外吹入脱硫用熔剂。另外，没有任何关于低氮化的记载。 

另外，在日本特开平8-109411号公报中公开一种在通过将浸渍于浇包钢液中的筒状浸渍管内减压并对其进行真空脱硫精炼来制造超低硫超低氧钢的方法，其中，从转炉出钢时向浇包中添加由生石灰、矾土及萤石构成的熔剂后，用气体搅拌钢液将熔渣成分组成调整为适当范围。该方法是一种利用Al₂O₃的吸收能力较高、且脱硫能力优良的浇包熔渣，仅通过气体搅拌处理熔炼高清净钢的方法。但是，在该方法中，用于活用熔渣的熔剂的发挥积极作用的熔融手段仅是使用萤石，使用萤石的熔融促进方法由于近年来的环境问题限制氟排出，从而其作业被限制。因此，需要开发出一种不使用萤石就可制造出超低硫超低氧钢的熔炼方法。 

另外，在日本特开2002-339014号公报中公开有如下方法：将在转炉中脱碳精炼后的钢液放在浇包中，根据其钢中S 含有率投入CaO及Al₂O₃，在真空中从浇包的底部吹入惰性气体搅拌熔渣及金属，熔炼超低硫钢。在此，还公开有一种代替投入Al₂O₃而将金属Al投入到钢液中，通过供给氧使其燃烧来使钢液升温的方法。但是，该方法必须进行真空精炼下的熔渣的强搅拌。并且，Al是为了保持钢液的温度而投入的，对于为使Al引起的氧化反应适当化而添加的CaO所起到的熔渣化促进作用，则无启示也无考虑。因此，利用在真空中送氧进行升温的方法还没有被任何具体地公开。关于钢液中N含有率的多少的记载也没有。