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CN106011688B - 高Mn含量Fe-Cr-Ni合金及其制造方法 - Google Patents

高Mn含量Fe-Cr-Ni合金及其制造方法 Download PDF

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CN106011688B CN201610174969.XA CN201610174969A CN106011688B CN 106011688 B CN106011688 B CN 106011688B CN 201610174969 A CN201610174969 A CN 201610174969A CN 106011688 B CN106011688 B CN 106011688B
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Abstract

本发明提供了一种表面性状优异的高Mn含量Fe‑Cr‑Ni合金，同时提供了使用通用设备廉价地制造该合金的方法。该高Mn含量Fe‑Cr‑Ni合金是C：0.2%以下、Si：0.1‑1%、Mn：4‑20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001‑0.1%以下、Mg：0.0001‑0.01%、Ca：0.0001‑0.01%、O：0.0005‑0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，该合金中所含的非金属夹杂物包含MgO、MgO·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，所述MgO·Al2O3按照个数比例计为50%以下。

Description

高Mn含量Fe-Cr-Ni合金及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种表面品质优异的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金。本发明进一步涉及高Mn含量Fe-Cr-Ni合金的精炼方法，涉及通过控制熔渣组成和钢水中的微量成分，抑制钢水中对表面品质产生不良影响的非金属夹杂物的生成，制造表面品质优异的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金的技术。
背景技术
以SUS304为代表的Fe-Cr-Ni合金是具有优异的耐腐蚀性，通过进一步添加合金元素，可以使其具有各种特性的优异合金。比如，Mn因为是脱氧有效的元素，对于Fe-Cr-Ni合金而言是通用地使用的元素，但如果含有4%以上，则提高N的固溶度，可以使钢材硬化，或者即使施以高强度冷加工，也可以保持非磁性。因此，高Mn含量Fe-Cr-Ni合金用于电子设备部件或服饰用金属部件、化学工厂等用途。但是，高Mn含量Fe-Cr-Ni合金因为非金属夹杂物，存在产生加工裂纹或表面缺陷等问题。
关于这种高Mn含量Fe-Cr-Ni合金的制造方法，控制夹杂物形态并通过普通铸锭法进行铸造的技术公开于日本专利公开公报（特开2002-146429号）等中。该公报建议在高Mn含量Fe-Cr-Ni合金中，利用Al进行脱氧，使氧浓度为35ppm以下，将夹杂物控制为MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系夹杂物。
但是，MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系夹杂物有时会诱发MnO和Cr2O3的聚集作用，形成大型夹杂物，有最终在钢板制品上引起表面缺陷的倾向，因此属于必须避免的夹杂物。
进一步地，控制非金属夹杂物形态来改善表面性状、耐腐蚀性、焊接性的方法公开于特开2004-149833号公报和特开2004-149830号公报中。但是，这些技术可以适用于锰含量为3%以下的不锈钢，但不能适用于高Mn含量Fe-Cr-Ni合金。
发明内容
如前所述，根据现有技术的方法，很难抑制MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系夹杂物的生成，并制造表面性状优异的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金。本发明的目的是提供表面性状优异的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，同时提供了使用通用的设备廉价地制造该合金的方法。
本发明的发明人为了解决前述问题进行了刻苦的研究。首先，本发明的发明人对高Mn含量Fe-Cr-Ni合金的表面缺陷部位进行了调查。即，用SEM观察表面缺陷部位，确定了成为表面缺陷起点的杂质组成。结果是，从表面缺陷检出的杂质的主体是粗大的MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系氧化物和MgO·Al2O3氧化物。这些氧化物与产生表面缺陷的制品中所含的非金属夹杂物成分相同。因此，获得了为了防止表面缺陷的产生，必须抑制MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系夹杂物和MgO·Al2O3系夹杂物生成这一宗旨。
进一步进行研究，查明了通过包含(Mg,Mn)O、(Mg,Mn)O·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，使(Mg,Mn)O·Al2O3按照个数比例计为50%以下的话，就可以防止表面缺陷。在此，MgO·Al2O3氧化物聚集形成大型夹杂物的倾向较强，但也查明将其控制为(Mg,Mn)O·Al2O3系时该倾向较弱。在此，如(Mg,Mn)O所示这种括号所表示的含义是相对于作为主成分的MgO，MnO形成了固溶体。(Mg,Mn)O·Al2O3也是同样，其含义是相对于作为主成分的MgO·Al2O3，MnO·Al2O3形成了固溶体。
接着，本发明的发明人详细调查了该表面缺陷发生有无与操作条件的相互关系。其结果是，明确了有必要将合金中的微量成分控制在Si：0.1-1%、Al：0.001-0.1%以下、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%的范围。
即，本发明涉及高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，其是C：0.2%以下、Si：0.1-1%、Mn：4-20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001-0.1%以下、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，该合金中所含的非金属夹杂物包含MgO、MgO·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，MgO·Al2O3按照个数比例计为50%以下。
另外，除了上述记载的成分以外，还可以含有Mo：3%以下、Cu：3%以下、N：0.4%以下中的一种或两种以上。
进一步地，上述MgO也可以是主成分MgO中固溶了MnO而成的(Mg,Mn)O，上述MgO·Al2O3也可以是主成分MgO·Al2O3中固溶了MnO·Al2O3而成的(Mg,Mn)O·Al2O3。
进一步地，非金属夹杂物中，(Mg,Mn)O优选MgO：95%以上、MnO：5%以下，(Mg,Mn)O·Al2O3优选MgO：10-40%、MnO：0.1-3%、Al2O3：60-90%，CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物优选CaO：20-60%、SiO2:10-40%、Al2O3：40%以下、MgO：40%以下。
本发明也提供了该合金的制造方法。即，在电炉中，熔融原料，接着在AOD和/或VOD中脱碳后，投入石灰、萤石、硅铁合金，或者硅铁合金和/或Al，使用组成为CaO/SiO2比（熔渣中CaO与SiO2浓度（质量%）的比例，称为熔渣碱度）：1.5-10、MgO：3-15%、Al2O3：不到15%的CaO·SiO2·MgO·Al2O3·F系熔渣，将其调节成C：0.2%以下、Si：0.1-1%、Mn：4-20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001-0.1%以下、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金。特别地，本发明在用连续铸造机铸造来制造扁钢坯的情况下发挥效果。
具体实施方式
首先，对本发明的高Mn含量Fe-Cr-Ni系合金进行说明。以下对化学成分的限定理由进行说明。并且，在本申请中%指的是质量%。
C：0.2%以下
C是奥氏体稳定化元素，大量存在时，与Cr和Mo等结合形成碳化物，降低母材中含有的固溶Cr和Mo量，耐腐蚀性变差。因此，使C含量为0.2%以下。更优选0.1%以下。进一步优选0.065%。
Si：0.1-1%
Si是对脱氧有效的元素，为了将氧浓度控制在0.01%以下，0.1%是必要的。进一步地，也有还原CaO·SiO2·MgO·Al2O3·F系熔渣中的CaO和MgO等，向钢水中供给Ca和Mg等各自0.0001%以上的功能。从该观点出发，0.1%也是必要的。另一方面，超过1%含有的话，熔渣中的CaO和MgO等被过度还原，Ca、Mg的供给超过0.01%。其结果是，Ca形成CaO的单体夹杂物，制品上产生表面缺陷。另外，Mg在扁钢坯中形成Mg气泡，有造成表面缺陷的风险。因此，Si含量规定为0.1-1%。优选0.2-0.8%。更优选0.25-0.7%。进一步优选0.3-0.6%。最优选0.35-0.55%。
Mn：4-20%
本发明中Mn是重要的元素。即，在高Mn含量Fe-Cr-Ni合金中，提高N的固溶度，因此使钢材硬化，或者即使施以高强度冷加工，也保持非磁性。进一步地，也是将MgO和MgO·Al2O3夹杂物分别改性为(Mg,Mn)O、(Mg,Mn)O·Al2O3时有用的元素。考虑到这些情况，添加4%以上是必要的。但是，若添加20%以上，导磁性升高而不能维持非磁性。进一步地，形成有害的MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系夹杂物。从这些观点出发，上限为20%。优选4.2-17%。更优选5.5-16.9%。进一步优选10-16.8%。最优选13-16.6%。
S：0.01%以下
S是阻碍热加工性能的元素，同时是形成MnS降低耐腐蚀性的元素。因此，必须尽量降低，S含量为0.01%以下。优选0.005%以下。更优选0.003%以下。进一步优选0.001%以下。最优选0.0007%以下。
Ni：25%以下
Ni是使奥氏体相稳定的元素。另外，提高抗酸性同时提高含有氯离子的环境下的耐腐蚀性。进一步地，是与Mn一起对非磁性特性有效的元素。因此，含有25%以下是必要的。Ni是昂贵的元素，因此含量越高成本越高。考虑到尽量降低成本，Mn浓度按照4.2-17%含有的话，Ni含量为23%以下也满足必要的特性。另外，Mn浓度按照6-17%含有的话，Ni含量即使为21%以下也满足必要的特性。进一步地，Mn浓度按照10-16.6%含有的话，Ni含量即使为8%以下也满足必要的特性。进一步地，Mn浓度按照12-16.6%含有的话，Ni含量即使为7.7%以下也满足必要的特性。
Cr：25%以下
Cr是对确保耐腐蚀性有效的元素。在合金表面形成钝化皮膜，改善耐孔蚀性、耐裂隙腐蚀性和耐应力腐蚀开裂性、耐酸性，因此含有25%以下是必要的。但是，添加超过25%会促进作为金属间化合物的σ相的形成以及与N的化合物的形成，引发脆化举动。因此，为25%以下。优选23%以下，更优选22%以下。进一步优选20%以下。
Al：0.001-0.1%
Al是脱氧必不可少的元素，Al含量不到0.001%时，导致氧浓度上升（O>0.01%），清净度恶化，引起表面缺陷。但是，超过0.1%含有的话，夹杂物组成为氧化铝Al2O3，不仅会产生因聚集体而引起的表面缺陷，而且会产生黑点而降低焊接性。进一步地，超过0.1%含有时，就有容易聚集的性质，也存在促进不含MnO的MgO·Al2O3夹杂物生成的倾向。因此，Al含量为0.001-0.1%。优选0.002-0.08%。更优选0.003-0.06%。进一步优选0.005-0.055%。最优选0.008-0.052%。
Mg：0.0001-0.01%
Mg是将钢中的非金属夹杂物的组成在不形成聚集体的情况下控制成对表面品质没有不利影响的氧化物系(Mg,Mn)O或CaO·SiO2·Al2O3·MgO系氧化物有效的元素。该效果在含量不到0.0001%时无法获得，相反超过0.01%含有时，扁钢坯中形成Mg气泡，因此会在最终制品上产生表面缺陷。因此，Mg含量规定为0.0001-0.01%。优选0.0002-0.008%。更优选0.0003-0.006%。进一步优选0.0005-0.004%。最优选0.0011-0.0031%。
为了向钢水中有效地添加Mg，优选利用如下的反应。
在此处，括号内表示熔渣中的成分，下划线表示钢水中的成分。
为了将Mg控制在上述范围内，将熔渣碱度（表示熔渣中CaO百分数/SiO2百分数的比例）控制为1.5-10，同时将熔渣中MgO浓度调节为3-15%即可。
Ca：0.0001-0.01%
Ca是将钢中的非金属夹杂物的组成在不形成聚集体的情况下控制成对表面品质没有不利影响的CaO·SiO2·Al2O3·MgO系氧化物有效的元素。该效果在含量不到0.0001%时无法获得，相反超过0.01%含有时，形成CaO的单体夹杂物，在最终制品上产生表面缺陷。因此，Ca含量规定为0.0001-0.01%。优选0.0002-0.008%。更优选0.0003-0.007%。进一步优选0.0004-0.0055%。最优选0.0012-0.0051%。
为了向钢水中有效地添加Ca，优选利用如下的反应。
为了将Ca控制在上述范围内，将熔渣碱度控制为1.5-10即可。
O：0.0005-0.01%
O在钢中存在超过0.01%时，阻碍脱硫，钢水中S浓度会超过0.01%。相反，低至不到0.0005%时，会过分提高Si对熔渣中的MgO和CaO等的还原能力。即，由于上述式（1）和式（2）的反应过度进行，钢水中的Mg和Ca等各自会增加而超过0.01%。因此，O含量规定为0.0005-0.01%。为了控制在该范围内，有必要将Si浓度调节为0.1-1%，并且将熔渣的碱度调节为1.5-10。优选0.0006%至不到0.005%，更优选0.001-0.004%。进一步优选0.0012-0.0035%。最优选0.0014-0.0023%。
并且，通过该O含量数值，可以把握合金中氧化物的总量。O与Mg、Al、Ca、Si等形成氧化物，因此可知氧化物含量是O含量的大致1.3倍。如此可以估算氧化物的含量。
本发明的钢进一步还可以含有下述元素中的一种或两种以上。
Mo：3%以下
Mo是改善耐腐蚀性的元素。超过3%时，形成σ相的倾向增强，有脆化的倾向。因此，止步于3%以下。优选2%以下。更优选1%以下，进一步优选0.5%以下。
Cu：3%以下
Cu是对于抑制加工硬化提高成型性能有用的元素。进一步地，也是改善抗菌性和抗硫酸腐蚀性等的元素。但是，大量添加时，热加工性能降低，同时韧性也降低。因此，希望为3%以下。优选2%以下，更优选1%以下。进一步优选0.5%以下。
N：0.4%以下
N是固溶强化元素，适量含有时，提高钢的硬度和耐腐蚀性。但是，在过剩时会形成Cr氮化物，对加工性能产生不良影响。因此，N含量的上限为0.4%以下。更优选0.35%以下，进一步优选0.3%以下。并且，虽然没有特别限定，但含有0.15%以上是优选的添加量。
非金属夹杂物
根据本发明，优选的实施方式是包含(Mg,Mn)O（以下也包括仅为MgO的情况）、(Mg,Mn)O·Al2O3（以下也包括仅为MgO·Al2O3的情况）、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，(Mg,Mn)O·Al2O3按照个数比例计为50%以下。以下给出非金属夹杂物个数比例的限定依据。
非金属夹杂物的组成包含(Mg,Mn)O、(Mg,Mn)O·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系 氧化物中的一种或两种以上，(Mg,Mn)O·Al2O3按照个数比例计50%以下
本发明涉及的不锈钢取决于钢中Si、Al、Mg、Ca的含量，包含(Mg,Mn)O、(Mg,Mn)O·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上。含有这些夹杂物的理由是，首先，(Mg,Mn)O的熔点高达2750-2800℃，因此在用于从连续铸造机的中间包向铸模中注入熔融合金的浸渍水口内不发生烧结，因此不会附着堆积。因此，不会引起表面缺陷。
CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物的熔点较低，为1300℃左右，因此它也不会烧结。因此，不会引起表面缺陷。
(Mg,Mn)O·Al2O3与MgO·Al2O3相比难以在水口内聚集，但属于引起表面缺陷的夹杂物，因此尽量减少为优选。但是，其含量按照个数比例计为50%以下的话，(Mg,Mn)O·Al2O3不会在水口内附着，因此按照个数比例计规定为50%以下。优选40%以下，更优选35%以下。进一步优选30%以下。最优选25%以下。
另外，根据本发明，MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系夹杂物有形成大型夹杂物引起表面缺陷的倾向，因此通过本发明抑制其生成。同样地，Al2O3夹杂物、CaO夹杂物也有聚集而引起表面缺陷的倾向，因此通过本发明抑制其生成。
以下说明规定(Mg,Mn)O的构成成分的理由。
MgO：95%以上、MnO：5%以下
MgO的熔点高达2800℃，因此不会在浸渍水口内聚集堆积。MnO即使含有5%以下，熔点也维持在2750℃的高熔点，性质不会变化。因此，规定MgO：95%以上、MnO：5%以下。优选的是，MgO处于高浓度一侧，导致熔点更高，就更有效，因此，MgO：96%以上、MnO：4%以下，更优选MgO：98%以上、MnO：2%以下。进一步优选，MgO：99%以上、MnO：1%以下。最优选MgO：99.2%以上、MnO：0.8%以下。
以下说明规定(Mg,Mn)O·Al2O3的构成成分的理由。
MgO：10-40%、MnO：0.1-3%、Al2O3：60-90%
(Mg,Mn)O·Al2O3是具有较宽固溶体的化合物。在上述范围内形成固溶体，因此如此规定。并且，在此，MnO可以减轻聚集性质，因此规定为MgO：10-40%、MnO：0.1-3%、Al2O3：60-90%。固溶体中MgO浓度处于低浓度一侧，MnO浓度处于高浓度一侧，Al2O3浓度处于低浓度一侧，则会提高降低聚集性的效果，因此优选MgO：10-38%、MnO：0.2-3%、Al2O3：60-80%，更优选MgO：10-35%、MnO：0.5-3%、Al2O3：60-75%。最优选MgO：10-33%、MnO：1-3%、Al2O3：60-70%。
以下说明规定CaO·SiO2·Al2O3·MgO系夹杂物各成分的理由。
CaO：20-60%、SiO2：10-40%、Al2O3：40%以下、MgO：40%以下
CaO·SiO2·Al2O3·MgO系氧化物的熔点基本上保持在1300℃左右以下，因此设定为上述范围。并且，CaO不到20%时熔点变高，CaO超过60%时共存CaO夹杂物。SiO2不到10%以及超过40%，熔点都变高。Al2O3超过40%则共存纯的Al2O3夹杂物。MgO超过40%时熔点变高。
基于上述，规定CaO：20-60%、SiO2：10-40%、Al2O3：40%以下、MgO：40%以下。优选CaO：21-55%、SiO2：11-39%、Al2O3：35%以下、MgO：35%以下，更优选CaO：23-52%、SiO2：11.2-35%、Al2O3：32%以下、MgO：30%以下。进一步优选CaO：26-51.2%、SiO2：13-25%、Al2O3：25%以下、MgO：25%以下。
制造方法
根据本发明，也提供了高Mn含量Fe-Cr-Ni合金的制造方法。
它是首先在电炉中熔融原料，接着在AOD和/或VOD中脱碳后，投入石灰、萤石、硅铁合金，或者硅铁合金和/或Al，使用组成为CaO/SiO2比：1.5-10、MgO：3-15%、Al2O3：不到15%的CaO·SiO2·MgO·Al2O3·F系熔渣来精炼钢水的方法。由此将熔融合金组成调节为C：0.2%以下、Si：0.1-1%、Mn：4-20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001-0.1%以下、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金。通过如此操作，可以将夹杂物的形态控制为包含(Mg,Mn)O、(Mg,Mn)O·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，(Mg,Mn)O·Al2O3按照个数比例计为50%以下。
进一步地，还可能控制为如下组成范围：(Mg,Mn)O为MgO：95%以上、MnO：5%以下，(Mg,Mn)O·Al2O3为MgO：10-40%、MnO：0.1-3%、Al2O3：60-90%，CaO·SiO2·Al2O3·MgO系氧化物为CaO：20-60%、SiO2:10-40%、Al2O3：40%以下、MgO：40%以下。由此，可以防止最终制品上的表面缺陷，并确保良好的表面性状。
根据本发明涉及的不锈钢合金的制造方法，如前所述在熔渣的组成方面有特点。以下说明本发明中规定熔渣组成的依据。
CaO/SiO2比：1.5-10
为了使合金熔液更高效地脱氧、脱硫，并且将非金属夹杂物组成控制在本发明的范围内，有必要控制熔渣的CaO/SiO2比。该比例的数值超过10时，熔渣中CaO的活度变高，式（2）的反应过度进行。因此，钢水中被还原的Ca浓度变高而超过0.01%，生成CaO的单体非金属夹杂物，附着在水口内，使最终制品产生表面缺陷。因此，以10为上限。另一方面，CaO/SiO2比不到1.5时，无法深化脱氧和脱硫，不能控制为本发明的S浓度、O浓度范围。因此，以1.5为下限。为了控制为这种CaO/SiO2比，可以通过添加石灰或萤石作为CaO成分来进行调节。另一方面，SiO2成分可以通过作为脱氧剂的Si的氧化而获得。即，在Cr还原期投入FeSi合金，还原Cr氧化物，则在熔渣中形成二氧化硅SiO2。虽然不限定于此，但如果不足的话，作为SiO2成分适量添加石英砂也可以。因此，碱度规定为1.5-10。优选1.5-8。更优选2-7.6，进一步优选2.5-7。
MgO：3-15%
熔渣中的MgO是对于将钢水中所含的Mg浓度控制在权利要求所述的浓度范围内而言重要的元素，同时也是对于将非金属夹杂物控制为本发明优选的组成而言重要的元素。为此，以3%为下限。另一方面，MgO浓度超过15%，式（2）的反应过度进行，钢水中Mg浓度变高，扁钢坯中形成Mg气泡，因此会在最终制品上产生表面缺陷。为此，以15%为MgO浓度上限。熔渣中的MgO通过AOD精炼或VOD精炼时所用的白云石砖或镁铬砖向熔渣中溶出而成为规定的范围。或者，为了控制在规定范围内，也可以添加白云石砖或镁铬砖的废砖。优选4-13%，更优选6-12.5%。进一步优选7-12.3%。
Al2O3：不到15%
熔渣中的Al2O3高则钢水中的Al浓度也高，会生成超过50个数%的(Mg,Mn)O·Al2O3或MgO·Al2O3。另外，也会形成Al2O3氧化铝夹杂物，因此有必要尽量降低熔渣中的Al2O3浓度。因此，以15%（不到）为上限。优选13%以下，更优选12%以下。进一步优选10%以下。
实施例
以下给出实施例，进一步明确本发明的构成和作用效果，但本发明并不限于以下的实施例。通过容量60吨的电炉，以镍铁合金、纯镍、铬铁合金、铁屑、不锈钢屑、Fe-Ni、Fe-Mn合金屑等为原料，进行熔融。一部分钢种也添加FeMo或Cu作为原料。然后，在AOD和/或VOD中进行用于除去C的吹氧精炼（氧化精炼），投入石灰石和萤石，生成CaO·SiO2·Al2O3·MgO·F系熔渣，进一步投入FeSi合金或者FeSi合金和/或Al，进行Cr还原，接着进行脱氧。然后，进一步Ar搅拌深化脱硫。然后，出钢至浇包，进行温度调节和成分调节，通过连续铸造机制造扁钢坯。
所制造的扁钢坯，进行表面磨削，在1200℃加热并施以热轧，制造厚度为6mm的热带。然后，进行退火、酸洗，除去表面的氧化皮。最终施以冷轧，制造板厚度为1mm的薄板。
所获得的Fe-Cr-Ni合金的化学成分、AOD或VOD精炼结束时熔渣组成、非金属夹杂物组成和夹杂物形态以及制造性能评价和表面品质评价示于表1。并且，表1中的“—”表示因为没有添加而处于分析最低限度以下。
（1）合金的化学成分和熔渣组成：使用荧光X射线分析装置进行定量分析，合金的氧浓度通过惰性气体脉冲熔融红外线吸收法进行定量分析。
（2）非金属夹杂物组成：浇铸刚一开始，对用中间包采取的样品进行镜面研磨，使用SEM-EDS，随机选20个点测量尺寸为5微米以上的夹杂物。
（3）尖晶石夹杂物的个数比例：从上述（2）的测量结果评价个数比例。
（4）制造性能评价：判定通过连续铸造机制造扁钢坯时，从中间包向模具中供应钢水的浸渍水口有无发生堵塞以及有无发生热轧时的开裂。浸渍水口堵塞和热轧时开裂为无时记为○。另一方面，发生浸渍水口堵塞或热轧时开裂时记为×。
（5）品质评价：目视观察板厚度为1mm的薄板表面，判定有无产生表面缺陷。观察卷材全长都没有缺陷时判定为◎，1个/m2以下判定为○，超过1个/m2而大量产生时判定为×。
实施例示于表1和表2。发明例1至7满足本发明的范围，因此制造性能没有发现问题，而且最终制品上没有表面缺陷，可以获得良好的品质。另一方面，比较例落在本发明的范围之外，因此制造性能产生问题并且产生了表面缺陷。以下对各例子进行说明。
比较例8中碱度不到1.5，因此脱氧和脱硫不深入，S浓度高达0.0112%。其结果是，热加工性能降低，热加工时开裂多发。进一步地，Ca和Al低达分析最低限度以下，夹杂物组成没有以MnO·SiO2·Cr2O3·Al2O3系为主体，因此大量形成大型夹杂物，在最终制品上产生因为夹杂物而导致的表面缺陷。
比较例9中碱度高至超过10，因此氧浓度也变得过低，Ca浓度高达0.0112%。另外，熔渣中MgO浓度也低达2.1%，Mg浓度达到分析最低限度以下。其结果是，生成了CaO的单体非金属夹杂物，在铸造过程中附着在浸渍水口内壁部位，导致水口堵塞，进一步在最终制品上产生因为夹杂物而导致的表面缺陷。
比较例10中熔渣中氧化铝浓度高达18.5%，因此生成了MgO·Al2O3系为主体的非金属夹杂物，在铸造过程中附着在浸渍水口内壁部位，导致水口堵塞。该附着物进而脱落，被凝固坯壳所捕获，产生表面缺陷。
比较例11中Si不到0.1%，因此Mg和Ca浓度达到分析最低限度以下，夹杂物组成以MnO·SiO2·Al2O3·Cr2O3系为主体，在最终制品上产生因为夹杂物而引起的表面缺陷。进一步地，脱氧和脱硫没有深入进行，S浓度高达0.0131%。其结果是，热加工性能降低，热加工时产生开裂。
比较例12中Si高达1.21%，因此熔渣中CaO和MgO等被过度还原，Ca浓度为0.0108%，Mg浓度为0.0121%，属于超量供应。其结果是，夹杂物组成以CaO单体和MgO·Al2O3系为主体，导致水口堵塞，进一步在扁钢坯中形成Mg气泡，在最终制品上产生表面缺陷。
比较例13中钢水中的Al浓度高达0.123%，因此形成氧化铝夹杂物，导致水口堵塞。并且，熔渣中MgO浓度高至超过15%，因此钢水中的Mg浓度高达0.0121%，扁钢坯中形成Mg气泡，在最终制品上产生表面缺陷。
。
。
使用通用的设备，可以廉价地制造表面性状优异的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金。

Claims (5)

1.一种高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，其是C：0.2%以下、Si：0.1-1%、Mn：4-20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001-0.1%、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金，其特征在于，该合金中所含的非金属夹杂物包含主成分MgO中固溶了MnO而成的(Mg,Mn)O、主成分MgO·Al2O3中固溶了MnO·Al2O3而成的(Mg,Mn)O·Al2O3、CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物中的一种或两种以上，所述(Mg,Mn)O·Al2O3按照个数比例计为50%以下。
2.权利要求1所述的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，进一步含有Mo：3%以下、Cu：3%以下、N：0.4%以下中的一种或两种以上。
3.权利要求1所述的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，其中所述(Mg,Mn)O为MgO：95%以上、MnO：5%以下，所述(Mg,Mn)O·Al2O3为MgO：10-40%、MnO：0.1-3%、Al2O3：60-90%，所述CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物为CaO：20-60%、SiO2:10-40%、Al2O3：40%以下、MgO：40%以下。
4.权利要求2所述的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金，其中所述(Mg,Mn)O为MgO：95%以上、MnO：5%以下，所述(Mg,Mn)O·Al2O3为MgO：10-40%、MnO：0.1-3%、Al2O3：60-90%，所述CaO·SiO2·MgO·Al2O3系氧化物为CaO：20-60%、SiO2:10-40%、Al2O3：40%以下、MgO：40%以下。
5.权利要求1-4任一项所述的高Mn含量Fe-Cr-Ni合金的制造方法，是用连续铸造机铸造来制造扁钢坯的制造方法，其特征在于，在电炉中熔融原料，接着在AOD和/或VOD中脱碳后，投入石灰、萤石、硅铁合金，或者硅铁合金和/或Al，使用组成为CaO/SiO2比：1.5-10、MgO：3-15%、Al2O3：不到15%的CaO·SiO2·MgO·Al2O3·F系熔渣，将其调节成C：0.2%以下、Si：0.1-1%、Mn：4-20%、S：0.01%以下、Ni：25%以下、Cr：25%以下、Al：0.001-0.1%以下、Mg：0.0001-0.01%、Ca：0.0001-0.01%、O：0.0005-0.01%、余量由Fe和不可避免的杂质构成的合金。
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