具有良好表面性状的钛镇静钢材及其制造方法技术

本发明专利技术提供了连续铸造时可以有效防止水口堵塞，不容易产生因丛聚状夹杂物而引起的表面缺陷和锈蚀的钢板。所述的钢材是在钛镇静的钢水中添加Ｃａ和ＲＥＭ中的任１种或２种，使其含量达到０．０００５重量％或以上的钢，其特征是，该钢中主要含有ＣａＯ、ＲＥＭ氧化物中的任１种或２种合计量为５重量％或以上、５０重量％或以下、Ｔｉ氧化物为９０重量％或以下、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］为７０重量％或以下的氧化物系夹杂物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于，特别是关于通过进行处理，控制钢中的氧化物系夹杂物，即抑制巨大丛聚状夹杂物的生成，使夹杂物微细分散化，并使作为锈蚀起点的氧化物系夹杂物丧失其有害作用，从而改善低碳钢、超低碳钢和不锈钢等薄钢板的表面性状，进而改善电镀钢板和涂装钢板的表面性状。本专利技术中所述的钛镇静钢材，泛指连铸板坯，特别是热轧钢板、冷轧钢板、表面处理钢板等薄钢板。如同特公昭44-18066中所述，Ti脱氧铜是指用钛铁脱氧的方法。但是，近年来，为了以低的成本制造氧浓度稳定的钢，大量地生产含Al0.005重量％或以上的Al脱氧钢。钢的Al脱氧方法，是使用气体搅拌或RH脱气装置使生成的氧化物凝集，上浮到钢水表面，然后从钢水中分离出去的方法，但是，使用这种方法时，Al2O3氧化物不可避免地残留在钢坯的钢中，而且，Al2O3形成丛聚状，很难分离，有时钢中残留有数百μm以上的丛聚状夹杂物。如果这样的丛聚状夹杂物聚集到钢坯的表层，就会产生脱皮、裂片等表面缺陷，对于要求外观美感的汽车用钢板来说是一个致命的缺陷。另外，在Al脱氧时，Al2O3附着在用于从中间包注入结晶器的浸入式水口的内壁上，时常导致水口堵塞。针对上述Al脱氧的问题，有人提出了一种向铝镇静的钢水中添加Ca，使之生成CaO、Al2O3复合氧化物的方法。(例如，参见特开昭61-276756、特开昭58-154447和特开平6-49523)。在该方法中，添加Ca的目的是使Al2O3与Ca反应，生成CaOAl2O3、12CaOAl2O3、3CaOAl2O3等低熔点复合氧化物，从而克服上述问题。但是，向钢水中添加Ca时，添加的Ca与钢中的S反应，生成CaS，该CaS引起锈蚀。关于这一点，在特开平6-559中提出了一种将钢中残留的Ca量限制在5ppm或以上、10ppm以下，以防止锈蚀的方法。但是，即使Ca量低于10ppm，如果钢中残留的CaO-Al2O3系氧化物的组成不恰当、特别是CaO浓度为30％或以上的氧化物的场合，该氧化物中的S的溶解度增加，在降低温度或凝固时，夹杂物内周围不可避免地生成CaS。结果，该CaS成为引发锈蚀的起点，导致成品钢板的表面性状恶化。另外，如果在残留有这样的锈蚀点的情况下进行电镀或涂装等表面处理，处理之后无论如何也得不到均一的表面品质。另一方面，在夹杂物中的CaO浓度低至20％或以下而且Al2O3浓度高的场合，特别是Al2O3浓度在70％或以上的场合，夹杂物的熔点上升，夹杂物彼此间容易烧结，不仅在连续铸造时容易引起水口堵塞，而且钢板表面上会产生脱皮、裂片等，致使表面性状显著恶化。为了解决这些问题，近年来人们研制出不添加Al、用Ti脱氧的方法(参见特开平8-239731)。与Al脱氧法相比，这种不添加Al的Ti脱氧方法虽然所达到的氧浓度较高并且夹杂物量较多，但不生成丛聚状氧化物。特别是生成的夹杂物形态为Ti氧化物-Al2O3系，呈现2-50μm左右的粒状氧化物分散的形态。因此，由于夹杂物形成丛聚状而引起的上述表面缺陷减少了。但是，在Ti脱氧的场合，在Al≤0.005重量％的钢水中，Ti浓度达到0.010重量％或以上时，固相状态的Ti氧化物以吸入钢的形式附着在中间包水口的内表面上并长大，反面引起水口堵塞。为了解决这个问题(即防止水口堵塞)，特开平8-281391中提出了一种方法，在不添加Al的Ti脱氧钢中限制通过水口的钢水的氧量，防止Ti2O3在水口内表面上长大。但是，采用这种方法时氧量的限制是有限度的，因此处理量受到限制(800吨左右)。另外，随着堵塞的进行，结晶器内液面高度的控制变得不稳定，因此不是一种根本的解决办法。另外，上述特开平8-281390中所述的技术，作为防止中间包水口堵塞的对策，提出了通过将钢水的Si浓度调整控制成适当的程度，使夹杂物组成变成Ti3O5-SiO2系，防止Ti2O3在水口内表面上长大的方法。但是，仅仅增加Si浓度还难以使夹杂物中含有SiO2，至少必须满足(Si重量％)/(Ti重量％)＞50的条件。因此，钢中的Ti浓度为0.010重量％的场合，为了得到SiO2-Ti氧化物，Si浓度必须在0.5重量％或以上。但Si的增加导致材质硬化，另外还引起电镀性能恶化。Si浓度的增加对钢板表面性状的不利影响很大，不是从根本上解决问题的办法。其次，特公平7-47764中提出了一种非时效性冷轧钢板，通过脱氧达到Mn:0.03-1.5重量％、Ti:0.02-1.5重量％，使之含有由17-31重量％MnO-Ti氧化物组成的低熔点夹杂物。这种技术方案，由于上述MnO-Ti氧化物的熔点低，在钢水中形成液相状态，因此在钢水通过中间包水口注入结晶器时不会附着在水口上，可以防止中间包水口堵塞。但是，如同森罔泰行、森田一树等铁与钢，81(1995),P.40的报告中所指出的那样，由于Mn、Ti与氧的亲合力不同，为了得到含有MnO:17-31％的MnO-Ti氧化物，必须使钢水中的Mn与Ti的浓度比达到(Mn重量％)/(Ti重量％)＞100。因此，钢中的Ti浓度为0.010重量％的场合，为了得到所需要的MnO-Ti氧化物，Mn的浓度必须在1.0重量％或以上。但是，Mn含量超过1.0重量％时，材质发生硬化。因此，形成由17-31重量％MnO-Ti氧化物组成的夹杂物在实际上是有困难的。另外，在特开平8-281394中，作为无Al的Ti脱氧钢生产过程中防止中间包水口堵塞的对策提出了一种方法，在水口上使用含有CaO·ZrO2粒子的材料，在钢水中的Ti3O5被捕集到水口上时，形成TiO2-SiO2-Al2O3-CaO-ZrO2系低熔点夹杂物，防止其长大。因此，在钢水中的氧浓度较高的场合，由于附着的夹杂物的TiO2浓度提高，不会低熔点化，故与防止水口堵塞无关，另一方面，在氧浓度低的场合，产生水口溶损的问题，不是一种理想的解决办法。此外，上面所述的各种防止水口堵塞的现有技术，在连续铸造工艺中，仍然需要向用于将钢水从中间包注入结晶器的浸入式水口中吹入Ar气或N2气进行浇铸。但是，这些吹入的气体聚集到铸坯的凝固外壳上，产生气泡性缺陷等问题。为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术人反复进行试验、调查和研究，结果研制出本专利技术的技术。本专利技术的第1个目的是，提供没有因丛聚状夹杂物而引起的表面缺陷的钛镇静钢材，特别是薄钢板。本专利技术的第2个目的是，提供在连续铸造时可以有效地防止水口堵塞的钛镇静钢材，特别是薄钢板。本专利技术的第3个目的是，提供不容易产生以夹杂物为起点的锈蚀的钛镇静钢材，特别是薄钢板。本专利技术的第4个目的是，提供在连续铸造时不需要吹入Ar、N2等气体，因而不会产生气泡性缺陷的钛镇静钢材，特别是薄钢板。为了达到上述目的，本专利技术人反复进行了研究，结果发现，钢中残留的氧化物系夹杂物，只要其组成在特定的范围内就不会引起上述水口堵塞，而且可以使夹杂物微细分散化，不会形成丛聚状的巨大夹杂物。另外，可以只生成不导致水口堵塞和引起锈蚀的氧化物，从而可以制造具有良好表面性状的钢板。基于上述见解而研制的本专利技术是具有良好表面性状的钛镇静的钢材及其制造方法，其特征是，用Ti将钢水脱氧，使之满足下列条件1或条件2，即，当钢中的Ti含量为Ti:0.010-0.50重量％时，Ti含量与Al含量之比为(本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有良好表面性状的钛镇静的钢材，其特征是，用Ｔｉ将钢水脱氧，使之满足下列条件１或条件２，即：当钢中的Ｔｉ含量为Ｔｉ：０．０１０－０．５０重量％时，Ｔｉ含量与Ａｌ含量之比为（Ｔｉ重量％）／（Ａｌ重量％）≥５（条件１），或者，当钢中的Ｔ ｉ和Ａｌ的含量为Ｔｉ：０．０１０重量％或以上、Ａｌ：０．０１５重量％或以下时，Ｔｉ含量与Ａｌ含量之比为（Ｔｉ重量％）／（Ａｌ重量％）＜５（条件２），另外，添加Ｃａ和稀土金属（ＲＥＭ）中的任１种或２种，使其含量为０．０００５重量％或以上，钢中所含的氧化物系夹杂物为，ＣａＯ和稀土金属氧化物中的任１种或２种的合计含量为氧化物系夹杂物总量的５重量％或以上、５０重量％或以下。Ｔｉ氧化物含量为氧化物系夹杂物总量的９０重量％或以下，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含量为氧化物系夹杂物总量的７ ０重量％或以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：锅岛诚司，户泽宏一，反町健一，
申请(专利权)人：川崎制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]