CN101429586B

CN101429586B - 氧化铝团簇少的钢材

Info

Publication number: CN101429586B
Application number: CN2008101838097A
Authority: CN
Inventors: 沟口利明; 上岛良之; 山口纯; 渡边祐; 三笠彰; 安井洋二
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: WO2004009854A1; CN101429586A; EP1538224A4; US7776162B2; EP1538224A1; BR0313211A; EP1538224B1; AU2003281547B2; AU2003281547B8; EP1978123A1; TWI232885B; US20060260719A1; CN1678761B; JP4430284B2; ES2333417T3; DE60330358D1; JP2004052076A; CN1678761A; KR100759609B1; TW200408714A

Abstract

本发明的一种氧化铝团簇少的钢材，是铸造用Al脱氧、添加Ce、La、Pr和Nd的1种或者1种以上的稀土类元素(REM)的钢液而成的钢材，其特征在于，全REM量在0.1ppm或其以上、不到10ppm，并且，固溶REM量不到1ppm。

Description

氧化铝团簇少的钢材

本发明专利申请是申请号为03820000.7、发明名称为“氧化铝团簇少的钢材”、申请日为2003年7月22日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及适用于汽车用钢板、结构用钢板、耐磨钢用厚板、油井管用钢管等的氧化铝团簇(cluster)少的钢材。

背景技术

钢板等的轧制钢材一般是用铝将用转炉熔炼的未脱氧的钢液脱氧作为铝镇静钢来制造的。脱氧时生成的氧化铝是硬质的、容易团簇化，作为数100μm或其以上的夹杂物残留在钢液中。

因此，该夹杂物从钢液中除去不充分的场合，成为薄板中的条片缺陷(线状缺陷)、结构用厚板中的材质不良、耐磨钢用厚板的低温韧性降低、油井管用钢管的焊接部UST缺陷(用超声波探伤检测的缺陷)等的原因。另外，在连续铸造时，氧化铝附着堆积在浸入式水口的内壁上，成为水口堵塞的原因。

作为从钢液中除去这样的氧化铝的方法有：(1)以尽可能延长脱氧后氧化铝团簇、合成一体从钢液中上浮分离的时间的方式，在转炉出钢时投入脱氧剂的方法，(2)用二次精炼法之一的CAS(密封吹氩调整成分法)或RH(钢液真空循环脱气法)处理(真空脱气处理)强搅拌钢液促进氧化铝上浮、分离的方法，(3)向钢液中添加Ca，使氧化铝改质成低熔点夹杂物的CaO-Al₂O₃而无害化的方法等。

但是，在根据上述(1)和(2)的方法的上浮分离氧化铝的方案中，存在不能完全除去数100μm或其以上的夹杂物、不能防止钢板表面生成的条片缺陷的问题。

根据上述(3)的方法的改质夹杂物的方案，可以使夹杂物低熔点化，防止团簇的生成而且可以微细化。

但是，根据城田等(参照：材料とプロセス、4(1991)、p.1214)的研究，在钢液中，为了使氧化铝形成液相的钙铝酸盐，必须将[Ca]/[T.O]控制在0.7～1.2的范围内。

因此，例如T.O(指钢液中的全氧量，即溶存氧和夹杂物中的氧的总计)为400ppm的场合，必须要向钢液中添加28～48ppm的大量的Ca。

另一方面，众所周知，一般在轮胎用钢线和阀簧材料中，可以将夹杂物改质成轧制加工时容易变形的低熔点的CaO-SiO₂-Al₂O₃(-MnO)系夹杂物而无害化。

但是，在这些方法中，通常Ca以廉价的CaSi合金的方式加入，因而在Si量的上限值需严格控制的汽车用钢板和罐用冷轧钢板的制造中，上述(3)的方法尚未实用化。

在利用Ce、La等的REM的钢液的脱氧中，已知使用(1)以Al镇静作为前提，Al脱氧后以REM作为氧化铝的改质剂的方法，和(2)不使用Al，使REM单独或者与Ca、Mg等组合作为脱氧剂而使用的方法。

作为以Al镇静为前提的方法，在特开昭52-70918号公报中公开了：通过Al脱氧或者Al-Si脱氧后，添加0.001～0.05％的Se、Sb、La或者Ce的一种或其以上，或者将添加稀土元素和钢液搅拌组合，控制钢液/氧化铝团簇之间的界面张力，使钢液中的氧化铝团簇上浮分离而除去的非金属夹杂物少的清洁钢的制造方法。

另外，特开2001-26842号公报公开了：用Al和Ti使钢液脱氧后，通过添加Ca和/或REM，使氧化物系夹杂物的大小成为50μm或其以下，并且使该夹杂物的组成成为Al₂O₃：10～30wt％、Ca氧化物和/或REM氧化物：5～30wt％、Ti氧化物：50～90wt％的表面性状和内部质量优良的冷轧钢板及其制造方法。

另外，特开平11-323426号公报公开了：通过由Al、REM和Zr复合脱氧，制造没有氧化铝团簇、缺陷少的、清洁的铝镇静钢的制造方法。

但是，在这些方法中，难以可靠地上浮分离氧化铝团簇，不能使夹杂物缺陷降低到所要求的质量水平。

作为不使用Al的方法，特许1150222号公报公开了：用含有CaO的造渣剂使钢液脱氧后，例如添加100～200ppm的含有Ca、Mg、REM的一种或其以上的合金，使夹杂物低熔点化，并且软质化的散热片用钢的制造方法。

另外，特许1266834号公报公开了：用Mn、Si等Al以外的脱氧剂将T.O(全氧量)调整至100ppm或其以下后，以防止因空气造成的氧化为目的添加50～500ppm的REM，制造极细拔丝性良好的线材的制造方法。

但是，在这些方法中，由于作为脱氧剂不使用廉价的Al，发生脱氧剂成本上升的问题。另外，在这些方法中用Si脱氧的场合，难以适用于Si量的上限值需严格控制的薄板材用钢液的脱氧。

另一方面，对于氧化铝粒子的团簇化，提出了几种生成机理。

例如，特开平9-192799号公报公开了：认为钢液中的P₂O₅可以促进Al₂O₃粒子凝聚、合成一体，通过向钢液中添加Ca，生成n CaO·m P₂O₅，降低作为Al₂O₃的粘接剂的P₂O₅的结合力，从而可以防止Al₂O₃对浸入式水口的附着。

另外，安中等(鉄と

(1995)，p.17)推测，在连续铸造中，被用于防止浸入式水口堵塞所用的Ar气的气泡捕捉的氧化铝粒子是冷轧钢板发生条片缺陷的原因。

另外，H.Yin等(ISIJ Int.，37(1997)，p.936)公开了被气泡捕捉的氧化铝粒子因毛细管作用在气泡表面凝聚、合成一体的观察结果。

这样，虽然氧化铝团簇的生成机理被逐渐地阐明，但是为防止团簇化的具体的方法尚不清楚，难以将因氧化铝团簇造成的夹杂物缺陷降低到所要求的质量水平。

发明内容

本发明为有利地解决上述的现有技术中完成的问题，其目的在于，在薄板、厚板、钢管、型钢、棒钢等的钢材的制造中通过防止在钢液中和Ar气泡表面上生成成为制品缺陷原因的粗大的氧化铝团簇，提供汽车、家电用薄板中的条片缺陷、结构用厚板中的材质不良、耐磨钢用厚板的低温韧性降低、油井管用钢管的焊接部UST缺陷等的表面缺陷和内部缺陷少的钢材。

本发明人为了解决上述课题，反复实验和研究，作为其成果清楚了以下几点：(i)在团簇的氧化铝粒子之间，FeO和FeO·Al₂O₃的低熔点氧化物作为粘合剂而存在，(ii)通过用适量的REM还原该粘合剂，可以抑制氧化铝粒子在钢液中和Ar气泡表面的聚集、合成一体，和(iii)固溶REM在钢中残存必要量或其以上时，在钢液阶段，因钢液和渣反应，会大量生成由REM氧化物和氧化铝构成的复合氧化物，钢液的洁净性恶化。

本发明是基于以上见解而完成，其要旨如下所述：

(1)一种氧化铝团簇少的钢材，该钢材是铸造用Al脱氧、添加Ce、La、Pr和Nd的1种或者1种以上的稀土类元素(REM)的钢液而成的钢材，其特征在于，以质量计，以氧化铝和REM氧化物作为主成分的氧化物系夹杂物中的REM氧化物的含量相对于该氧化物夹杂物为0.5％～15％。

(2)一种氧化铝团簇少的钢材，该钢材是铸造用Al脱氧、添加Ce、La、Pr和Nd的1种或者1种以上的稀土类元素(REM)的钢液而成的钢材，其特征在于，钢材中的全REM量相对于全氧(T.O)量的质量比：REM/T.O为0.05～0.5，并且，以质量计，以氧化铝和REM氧化物作为主成分的氧化物系夹杂物中的REM氧化物的含量相对于该氧化物夹杂物为0.5％～15％。

(3)一种氧化铝团簇少的钢材，该钢材是铸造用Al脱氧、添加Ce、La、Pr和Nd的1种或者1种以上的稀土类元素(REM)的钢液而成的钢材，其特征在于，全REM量在0.1ppm或其以上、不到10ppm，并且，固溶REM量不到1ppm。

(4)上述(1)～(3)的任一项所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材含有C：0.0005～1.5％、Si：0.005～1.2％、Mn：0.05～3.0％、P：0.001～0.1％、S：0.0001～0.05％、Al：0.005～1.5％、T.O：80ppm或其以下，其余由Fe和不可避免的杂质构成。

(5)上述(4)所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有Cu：0.1～1.5％、Ni：0.1～10.0％、Cr：0.1～10.0％、Mo：0.05～1.5％中的1种或者1种以上。

(6)上述(4)或者(5)所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有Nb：0.005～0.1％、V：0.005～0.3％、Ti：0.001～0.25％中的1种或者1种以上。

(7)上述(4)～(6)任一项所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有B：0.0005～0.005％。

(8)上述(1)～(3)中任一项所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，使上述钢材进行残渣提取得到的氧化铝团簇的最大直径在100μm或其以下。

(9)上述(8)所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，在上述氧化铝团簇中，20μm或其以上的氧化铝团簇的个数在2个/kg或其以下。

附图说明

图1是表示氧化物系夹杂物中的REM的含量与最大氧化铝团簇的直径的关系的图。

图2是表示REM/T.O与最大氧化铝团簇的直径的关系的图。

图3是表示钢中的全REM量与最大氧化铝团簇的直径的关系的图。

图4是表示钢中的固溶REM量和浇包水口的堵塞状况的关系。

具体实施方式

以下说明本发明的优选的实施方式。

上述(1)的本发明(本发明(1))中，在用Al脱氧或者Al-Si脱氧那样的Al脱氧的钢液中，添加从Ce、La、Pr和Nd等中选择的1种或其以上的稀土类元素(REM)，使以氧化铝和REM氧化物作为主成分的氧化物系夹杂物中REM氧化物的含量为0.5～15％质量。

在该REM氧化物的组成范围内，可以抑制氧化铝粒子彼此的凝聚、合成一体，可以防止生成粗大的氧化铝团簇。以质量计，氧化物系夹杂物中的REM氧化物的含量优选是2～12％。

另外，在本发明中，稀土类元素是指从原子序号57的La至原子序号71的Lu。

之所以将氧化物系夹杂物中的REM氧化物的含量的上限设为15％是由于，如图1所示，REM氧化物的含量超过15％时，夹杂物容易凝聚、合成一体，生成粗大的团簇。

另一方面，之所以将上述含量的下限设为0.5％是由于，同样如图1所示，REM氧化物的含量在不到0.5％时，没有REM添加的效果，不能防止氧化铝粒子的团簇化。

上述(2)的本发明(本发明(2))中，在用Al脱氧或者Al-Si脱氧那样的Al脱氧的钢液中，添加从Ce、La、Pr和Nd等中选择的1种或其以上的稀土类元素(REM)，为了可靠地防止氧化铝的团簇化，将氧化物系夹杂物中REM氧化物的含量设为0.5～1.5％质量，同时将钢材中的全REM量相对于全氧(T.O)量的质量比：REM/T.O设为0.05～0.5。

另外，为了更可靠地防止氧化铝的团簇化，优选REM/T.O＝0.15～0.4。

将REM/T.O的上限设为0.5的理由在于，如图2所示，REM超过0.5添加时，生成与在通常的Al脱氧中生成的团簇相同程度大小的粗大的REM氧化物主体的团簇。

另一方面，将REM/T.O的下限设为0.05的理由在于，不到0.05的REM的添加，同样如图2所示，不能充分得到防止氧化铝粒子的团簇化的效果。

另外，如前所述，T.O是钢中的全氧量，表示溶解氧和夹杂物中氧的总计。

上述(3)的本发明(本发明(3))中，在用Al脱氧或者Al-Si脱氧那样的Al脱氧的钢液中，添加从Ce、La、Pr和Nd等中选择的1种或其以上的稀土类元素(REM)，全REM量在0.1ppm或其以上、不到10ppm，并且固溶REM量不到1ppm。

在该全REM量和固溶REM量的组成范围内，可以抑制氧化铝粒子彼此的凝聚、合成一体，防止生成粗大的氧化铝团簇，同时可以防止因固溶REM和渣反应造成的钢液的洁净性的恶化。

当使全REM量不到5ppm时，可以更可靠地防止粗大的氧化铝团簇的生成。

之所以将全REM量的上限设为不到10ppm是由于，如图3所示，在10ppm或以上时，氧化物系夹杂物中的REM氧化物的浓度增加，氧化铝粒子容易凝聚、合成一体，生成粗大的团簇。另一方面，之所以将全REM量的下限设为0.1ppm是由于，同样如图3所示，不到0.1ppm时，没有REM添加的效果，不能防止氧化铝粒子发生团簇化。

为了更可靠地防止粗大的氧化铝团簇的生成，优选全REM量控制压不到5ppm。

之所以将固溶REM设为低于1ppm是由于，1ppm以上时，在钢液阶段，渣与钢中的固溶REM反应，大量生成由REM氧化物和氧化铝构成的复合氧化物，其结果，生成粗大的团簇，钢液的洁净性恶化。另外，固溶REM在1ppm或其以上时，如图4所示，浇包水口堵塞。

这里，在本发明中，用Al脱氧的钢材是铸造含有以质量计，C：0.0005～1.5％、Si：0.005～1.2％、Mn：0.05～3.0％、P：0.001～0.1％、S：0.0001～0.05％、Al：0.005～1.5％、T.O：80ppm或其以下、进一步根据需要含有从(a)Cu：0.1～1.5％、Ni：0.1～10.0％、Cr：0.1～10.0％、Mo：0.05～1.5％的1种或者1种以上，(b)Nb：0.005～0.1％、V：0.005～0.3％、Ti：0.001～0.25％的1种或者1种以上，以及(c)B：0.0005～0.005％的3个元素群中选择的1个或者1个以上的元素群、其余由Fe和不可避免的杂质构成的钢液而成的钢材，并且是通过实施必要的轧制，可以加工成薄板、厚板、钢管、型钢、棒钢等的钢材。

优选上述组成范围的理由，如下所述。

由于C是提高钢的强度的基本的元素，所以根据所希望的强度，使其含有量在0.0005～1.5％的范围内调整。为了确保所希望的强度或硬度，优选含有0.0005％或其以上，但是由于高于1.5％时，韧性受到损害，所以在1.5％或其以下为佳。

之所以将Si设为0.005～1.2％是由于，在低于0.005％时，为降低Si量会加重成本负担，损失经济性，另一方面，高于1.2％时，实施镀敷之际会发生镀敷不良，钢材的表面性状和耐蚀性劣化。

之所以将Mn设为0.05～3.0％是由于，在低于0.05％时，精炼时间变长，损失经济性，另一方面，高于3.0％时，钢材的加工性显著劣化。

之所以将P设为0.001～0.1％是由于，在不到0.001％时，对铁水的预处理要花费时间和成本，损失经济性，另一方面，高于0.1％时，钢材的加工性显著劣化。

之所以将S设为0.0001～0.05％是由于，在低于0.0001％时，对铁水的预处理要花费时间和成本，损失经济性，另一方面，高于0.05％时，钢材的加工性和耐蚀性显著劣化。

之所以将Al设为0.005～1.5％是由于，在低于0.005％时，不能形成AlN而捕获N，而不能减少固溶N，另一方面，高于1.5％时，钢材的表面性状和加工性显著劣化。

之所以将T.O取为80ppm或以下是由于，多于80ppm时，氧化铝粒子的碰撞频率增加，团簇粗大化。另外，T.O多于80ppm时，对氧化铝改质所必要的REM的添加量增大，损失经济性。

本发明将以上的成分作为基本成分，但是除该基本成分以外，根据不同的用途，可以从(a)Cu、Ni、Cr、Mo的1种或者1种以上，(b)Nb、V、Ti的1种或者1种以上，以及(c)B的3个元素群中选择含有其中任1个或者1个以上的元素群。

Cu、Ni、Cr、Mo都是提高钢的淬硬性的元素，通过使Cu、Ni和Cr含有0.1％或其以上、另外使Mo含有0.05％或其以上，可以提高钢材的强度。

但是，Cu和Mo超过1.5％、另外Ni和Cr超过10％添加时，可能会损害韧性和加工性，因而Cu设为0.1～1.5％、Ni和Cr均设为0.1～10％、Mo取为0.05～1.5％。

Nb、V、Ti都是通过析出强化提高钢的强度的元素，通过含有0.005％或其以上的Nb和V、另外含有0.001％或其以上的Ti，可以提高钢的强度。

但是，Nb超过0.1％、V超过0.3％、另外Ti超过0.25％而添加时，可能会损害韧性，因而Nb设为0.005～0.1％、V设为0.005～0.3％、Ti设为0.001～0.25％。

B是提高钢的淬硬性、提高强度的元素，通过使其含有0.0005％或其以上，可以提高钢的强度。

但是，超过0.005％添加时，B的析出物增加，担心损伤韧性，因而将B设为0.0005～0.005％。

另外，在本发明中，由铸坯的残渣提取得到的氧化铝团簇的最大直径优选在100μm或其以下。这是由于氧化铝团簇的最大直径大于100μm时，将钢材加工成钢制品后，会成为形成表面缺陷和内部缺陷的原因。

另外，在本发明中，由铸坯的残渣提取得到的20μm或其以上的氧化铝团簇的的个数优选在2个/kg或其以下。这是由于上述个数多于2个/kg时，轧制后会发生表面缺陷和内部缺陷。

向钢液中的REM的添加，例如，在使用二次精炼装置的CAS式精炼装置或RH式精炼装置使钢液脱氧后进行。REM可以是Ce、La等的纯金属、REM金属的合金或者与其它金属的合金的任一种，其形状可以是块状、粒状或者线状等。

由于REM的添加量是极微量的，所以为了使钢液中的REM浓度均匀，优选向RH式精炼槽内的回流钢液中添加，或者在浇包中添加后用Ar气等搅拌。另外，也可以将REM添加到中间包内或铸模内的钢液中。

实施例

(实施例1)

在270吨的转炉中吹炼钢液，其后调整为规定的碳浓度出钢。在2次精炼中调整为目标的钢液成分，用Al脱氧后，以Ce、La、铈(镧钕镨)合金(例如以质量计，由Ce：45％、La：35％、Pr：6％、Nd：9％和不可避免的杂质构成的合金)、或者铈(镧钕镨)合金、Si和Fe的合金(Fe-Si-30％REM)的形态添加REM。将其结果的钢液的成分组成示于表1。

用立弯型连铸机、在铸造速度1.0～1.8米/分钟、中间包内钢液温度1520～1580℃的条件下铸造表1所示成分组成的钢液，制造245mm厚×1200～2200mm宽的铸坯。

其后，对该铸坯实施热轧、酸洗、根据必要再实施冷轧，进行质量调查。热轧后的板厚是2～100mm，冷轧后的板厚是0.2mm。

对从铸坯采取的试样调查最大团簇直径、团簇个数、平均夹杂物组成和缺陷发生率等。其结果如表2所示。

由表2可以确认，本发明可以大幅度地降低起因于氧化铝团簇的制品缺陷。

另外，表1和表2中的^＊1～^＊7的含义如下所述。

^＊1：REM是Ce、La、Pr、Nd的合计。

^＊2：MM：铈(镧钕镨)合金。以质量计，由Ce：45％、La：35％、Pr：6％、Nd：9％和不可避免的杂质构成的合金。MMSi：REM-Si-Fe合金。组成是REM：30％、Si：30％，其余Fe。

^＊3：由铸坯断面任意抽出的10个夹杂物的组成的平均值。用带有EDX的SEM(扫描电镜)鉴定组成。

^＊4：最大团簇直径的测定方法是，用体视显微镜照相拍摄(40倍)由残渣电解法从(1±0.1)kg的铸坯中抽出(使用最小网目20μm)的夹杂物，用全部夹杂物求出照相拍摄的夹杂物的长径和短径的平均值，以其平均值的最大值作为最大团簇直径。

团簇个数是由残渣电解法从(1±0.1)kg的铸坯中抽出(使用最小网目20μm)的夹杂物的个数，将用光学显微镜(100倍)观察的20μm或其以上的全部夹杂物的个数换算成每1kg的个数。

^＊5：缺陷发生率由以下的式子决定。

薄板：板表面的条片缺陷发生率[＝(条片缺陷的总长/板卷长)×100(％)]。

厚板：制品板的UST缺陷发生率或者分开发生率[＝(发生缺陷的板数/检查的板的总数)×100(％)]。

另外，在夏式冲击试验后的断裂面观察中确认有无分开发生。

在厚板的缺陷发生率栏中，缺陷是UST缺陷的场合记为(UST)，是分离缺陷的场合记为(SPR)。

钢管：在油井管焊接部的UST缺陷发生率[＝(发生缺陷的管的数/检查的管的总数)×100(％)]。

^＊6：-20℃下的轧制方向上的V型缺口夏式冲击试验值。5个试样的平均值。

^＊7：室温下的制品板的板厚方向的断面收缩率[＝(拉伸试验后的断裂部分的断面积/试验前的试样的断面积)×100(％)]。

表1

表2

(实施例2)

在270吨的转炉中吹炼钢液，其后调整为规定的碳浓度出钢。用2次精炼调整为目标的钢液成分，用Al脱氧后，以Ce、La、铈(镧钕镨)合金(例如以质量计，由Ce：45％、La：35％、Pr：6％、Nd：9％和不可避免的杂质构成的合金)、或者铈(镧钕镨)合金、Si和Fe的合金(Fe-Si-30％REM)的形态添加REM。将其结果的钢液的成分组成示于表3。

用立弯型连铸机、在铸造速度1.0～1.8米/分钟、中间包内钢液温度1520～1580℃的条件下铸造表3所示成分组成的钢液，制造245mm厚×1200～2200mm宽的铸坯。

对于从铸坯采取的试样调查最大团簇直径、团簇个数、铸造后的浸入式水口的堵塞状况等。其结果如表4所示。

由表4可以确认，本发明可以大幅度地降低起因于氧化铝团簇的制品缺陷。

另外，表3和表4中的^＊1～^＊4的含义如下所述。

^＊1：REM(全REM)是Ce、La、Pr、Nd的合计。REM和T.O是从添加REM起至1分钟之间采取的钢液试样的分析值。

^＊3：最大团簇直径的测定方法是，用体视显微镜照相拍摄(40倍)由残渣电解法从(1±0.1)kg的铸坯中抽出(使用最小网目20μm)的夹杂物，由全部夹杂物求出照相拍摄的夹杂物的长径和短径的平均值，以其平均值的最大值作为最大团簇直径。

^＊4：铸造后测定在浸入式水口的内壁上附着的夹杂物的厚度。由在圆周方向上的10个点的厚度的平均值将水口堵塞状况按以下那样分级。

○：附着厚度不到1mm

△：附着厚度为1～5mm

×：附着厚度超过5mm

表3

表4

(实施例3)

在270吨的转炉中吹炼钢液，其后调整为规定的碳浓度出钢。用2次精炼调整为目标的钢液成分，用Al脱氧后，以Ce、La、铈(镧钕镨)合金(例如以质量计，由Ce：45％、La：35％、Pr：6％、Nd：9％和不可避免的杂质构成的合金)、或者铈(镧钕镨)合金、Si和Fe的合金(Fe-Si-30％REM)的形态添加REM。将其结果的钢液的成分组成示于表5。

用立弯型连铸机、在铸造速度1.0～1.8米/分钟、中间包内钢液温度1520～1580℃的条件下铸造表5所示成分组成的钢液，制造245mm厚×1200～2200mm宽的铸坯。

其后，对该铸坯实施热轧、酸洗、根据必要再实施冷轧，进行质量调查。热轧后的板厚是2～100mm，冷轧后的板厚是0.2～1.8mm。

对于从铸坯采取的试样调查最大团簇直径、团簇个数、缺陷发生率、浇包水口堵塞状况等。其结果如表6所示。

由表6可以确认，本发明可以大幅度地降低起因于氧化铝团簇的制品缺陷。

另外，表5和表6中的^＊1～^＊7的含义如下所述。

^＊1：全REM是夹杂物中存在的REM和固溶于钢中REM的合计。从在中间包中采取的直径30mm×高度60mm的钢液试样的中央部用钻头切出1g试料，用电感耦合等离子体质量分析装置(ICP-MS)分析REM(Ce、La、Pr、Nd的合计)，将其取为全REM。

另外，质量分析装置的分析下限是各元素0.1ppm。

^＊2：固溶REM按照以下那样进行分析的。即，用水冷坩锅熔化使钢中夹杂物由试样表面排出后，用钻头从没有夹杂物的试样中央部切出1g试料，用ICP-MS分析REM(Ce、La、Pr、Nd的合计)，将其作为固溶REM。

从在中间包中采取的直径30mm×高度60mm的钢液试样的中央部切出90g的钢坯，使其在水冷坩锅中熔化。熔化在Ar-2％H₂气体中实施。将在分析下限以下定性地检测出REM元素的场合在表中表示为<0.1ppm。

另外，水冷坩锅熔化的详细内容见CAMP-ISIJ，14(2001)，p.817中的报告。

^＊4：缺陷发生率由以下的式子决定。

^＊5：-20℃下的轧制方向上的V型缺口夏式冲击试验值。5个试样的平均值。

^＊6：室温下的制品板的板厚方向的断面收缩率[＝(拉伸试验后的断裂部分的断面积/试验前的试样的断面积)×100(％)]。

^＊7：浇包水口堵塞状况是，○：不堵塞，△：有堵塞但不至于降低铸造速度，×：因堵塞铸造速度降低。

表5

表6

按照本发明可以得到用Al脱氧的钢材，在最终制品，起因于粗大的氧化铝团簇的表面缺陷和内部缺陷极少的钢材。

另外，按照本发明，连续铸造中可以防止钢液中的氧化铝附着在浸入式水口上。

因此，本发明可以提供彻底解决用Al脱氧的钢中现有的问题的氧化铝团簇少的钢材，对产业的发展有极大贡献。

Claims

1.一种氧化铝团簇少的钢材，该钢材是铸造用Al脱氧、添加Ce、La、Pr和Nd的1种或者2种以上的稀土类元素REM的钢液而成的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材含有C：0.0005～1.5％、Si：0.005～1.2％、Mn：0.05～3.0％、P：0.001～0.1％、S：0.0001～0.05％、Al：0.005～1.5％、T.O：80ppm以下，其余由Fe和不可避免的杂质构成，且全REM量在0.1ppm以上、不到10ppm，并且，固溶REM量不到1ppm。

2.如权利要求1所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有Cu：0.1～1.5％、Ni：0.1～10.0％、Cr：0.1～10.0％、Mo：0.05～1.5％的1种或者2种以上。

3.如权利要求1或2所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有Nb：0.005～0.1％、V：0.005～0.3％、Ti：0.001～0.25％中的1种或者2种以上。

4.如权利要求1或2所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有B：0.0005～0.005％。

5.如权利要求3所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，以质量计，上述钢材还含有B：0.0005～0.005％。

6.如权利要求1所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，使上述钢材进行残渣提取而得到的氧化铝团簇的最大直径在100μm以下。

7.如权利要求6所述的氧化铝团簇少的钢材，其特征在于，在上述氧化铝团簇中，20μm以上的氧化铝团簇的个数在2个/kg以下。