CN115803126A - 极低碳钢制品的制造方法 - Google Patents

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CN115803126A CN202180047165.2A CN202180047165A CN115803126A CN 115803126 A CN115803126 A CN 115803126A CN 202180047165 A CN202180047165 A CN 202180047165A CN 115803126 A CN115803126 A CN 115803126A
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Abstract

本发明提供即使在气泡被凝固壳捕捉的情况下也能够在热轧工序以后的工序中抑制起泡缺陷的产生的极低碳钢制品的制造方法。一种碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢制品的制造方法，其至少具有对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的工序、对所述钢水进行铸造而制成钢坯的工序和对所述钢坯进行热轧而制成热轧钢板的工序，其中，还具有以根据与钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度预先设定的压下量对所述钢坯进行调宽轧制的调宽轧制工序。

Description

极低碳钢制品的制造方法
技术领域
本发明涉及起泡缺陷少的极低碳钢制品的制造方法。
背景技术
近年来，对于汽车、罐用的冷轧钢板或对冷轧钢板实施了镀覆处理的表面处理钢板，对表面品质的要求变得更严格。尤其是，在钢板表面产生的被称为起泡的表面缺陷因加工而开口，成为破裂、耐腐蚀性的劣化的原因，因此，产生该缺陷时，也有时停止制品出货，成为成品率降低的原因。
冷轧钢板中的起泡缺陷如非专利文献1所公开的那样，是如下产生的鼓起状表面缺陷：在热轧后的酸洗时侵入钢板的氢在钢板内的气泡滞留，随着冷轧后的退火时的加热而发生体积膨胀，由于由此升高的压力使通过加热而软化的钢板的表面发生变形。
作为抑制这样的起泡的产生的技术，在专利文献1中公开了如下方法：使用具备具有上部磁极和下部磁极的铸模、以及钢水的吐出孔位于由上部磁极和下部磁极形成的磁场的峰位置之间的喷嘴的连铸机，在控制钢水流的同时对钢坯进行铸造，由此抑制气泡被凝固壳捕捉，由此，能够抑制起泡的发生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-206846号公报
非专利文献
非专利文献1：小若正伦、“金属的腐蚀损伤与防腐蚀技术(金属の腐食損傷と防食技術)”、Agune公司、1983年、p207
发明内容
发明所要解决的问题
但是，专利文献1中公开的技术是主要在铸造阶段抑制导致起泡缺陷的气泡被凝固壳捕捉的技术。在铸造工序中，为了防止氧化铝等非金属夹杂物附着于浸渍喷嘴的内壁面而向浸渍喷嘴导入不活泼气体，因此，难以完全防止气泡被凝固壳捕捉。因此，存在如下课题：需要即使气泡被凝固壳捕捉也能够在之后的热轧工序以后的工序中抑制起泡缺陷的产生的方法。本发明是鉴于这样的现有技术的状況而完成的发明，其目的在于提供即使在气泡被凝固壳捕捉的情况下也能够在热轧工序以后的工序中抑制起泡缺陷的产生的极低碳钢制品的制造方法。
用于解决问题的方法
解决上述问题的本发明的主旨如下所述。
(1)一种极低碳钢制品的制造方法，其是碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢制品的制造方法，其至少具有对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的精炼工序、对上述钢水进行铸造而制成钢坯的铸造工序和对上述钢坯进行热轧而制成热轧钢板的热轧工序，其中，还具有将供于上述热轧工序的上述钢坯以根据与上述钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度预先设定的压下量进行调宽轧制的调宽轧制工序。
(2)一种极低碳钢制品的制造方法，其是碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢制品的制造方法，其至少具有对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的精炼工序、对上述钢水进行铸造而制成钢坯的铸造工序、对上述钢坯进行热轧而制成热轧钢板的热轧工序和对上述热轧钢板进行冷轧而制成冷轧钢板的冷轧工序，其中，在上述冷轧工序中，以根据上述热轧钢板的板厚预先设定的压下率进行冷轧。
(3)如(2)所述的极低碳钢制品的制造方法，其中，还具有将供于上述热轧工序的上述钢坯以根据与上述钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度预先设定的压下量进行调宽轧制的调宽轧制工序。
发明効果
通过实施本发明的极低碳钢制品的制造方法，能够抑制由包含气泡的极低碳钢的钢坯制造的极低碳钢制品的起泡缺陷的产生。通过抑制该起泡缺陷的产生，能够实现极低碳钢制品的制造生产线的成品率的提高。
附图说明
图1是表示调宽轧制量与起泡缺陷的产生率的关系的图。
图2是表示冷轧的压下率与起泡缺陷的产生率的关系的图。
具体实施方式
如上所述，起泡缺陷如下产生：在热轧后的酸洗时侵入钢板的氢在钢板内的气泡等部位滞留，在冷轧后随着退火时的加热而发生体积膨胀，由于由此升高的压力使通过加热而软化的钢板的表面发生变形。本发明人发现，对于供于热轧的钢坯，以根据与该钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度的尺寸(size)预先设定的压下量进行调宽轧制，使钢坯中所含的气泡发生变形，由此能够抑制起泡缺陷的产生，从而完成了本发明。以下，通过具体实施方式对本发明进行说明。
本实施方式的极低碳钢制品的制造方法至少具有对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的精炼工序、对钢水进行铸造而制成钢坯的铸造工序、对该钢坯进行调宽轧制的调宽轧制工序和对进行了调宽轧制的钢坯进行热轧的热轧工序。另外，在热轧工序后，有时也具有对热轧钢板进行冷轧的冷轧工序。极低碳钢的钢水通过将预先在转炉等精炼装置中实施了一次精炼处理的钢水进一步使用RH方式等的脱气装置进行脱气、脱碳处理来熔炼。包括这些处理的工序是对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的精炼工序的一例。本实施方式的精炼工序中，对碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢的钢水进行熔炼。
将极低碳钢的钢水使用具备中间包、铸模、足辊、导辊、夹送辊和二次冷却装置等的连铸机连铸成钢坯。使用该连铸机由钢水连铸成钢坯的工序是对钢水进行铸造而制成钢坯的铸造工序的一例。
然后，对钢坯实施热轧而制成热轧钢板，对该热轧钢板进行酸洗，制造热轧钢板。另外，可以进一步对该热轧钢板实施冷轧、退火等而制成冷轧钢板，也可以进一步对该冷轧钢板实施合金化热镀锌处理而制成合金化热镀锌钢板。包括该酸洗处理的对钢坯进行热轧而制成热轧钢板的工序是对钢坯进行热轧的热轧工序的一例，对热轧钢板实施冷轧、退火等而制成冷轧钢板的工序是对实施了热轧的钢坯进行冷轧的冷轧工序的一例。
在铸造工序中，将中间包内的钢水通过浸渍喷嘴注入到铸模中。碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢包含在利用RH脱气装置进行脱碳、脱氧处理的过程中产生的氧化铝。为了防止该氧化铝等非金属夹杂物在浸渍喷嘴的内壁面附着、堆积而使浸渍喷嘴堵塞，由从中间包向铸模注入钢水的浸渍喷嘴的内壁面向喷嘴内吹入Ar气等不活泼气体。该不活泼气体的气泡与钢水一起从浸渍喷嘴的钢水吐出孔被吐出到铸模内。
被吐出到铸模内的不活泼气体的气泡被凝固壳捕捉时，铸造出包含气泡的钢坯。将该包含气泡的钢坯制成热轧钢板、并对该热轧钢板进行酸洗时，氢滞留在气泡内，随着冷轧后的退火时的加热而发生体积膨胀，由于由此升高的压力使通过加热而软化的钢板的表面发生变形，从而产生起泡缺陷。
针对这样的起泡缺陷，本实施方式的极低碳钢制品的制造方法还具有将供于热轧的钢坯以根据与该钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度预先设定的压下量进行调宽轧制的调宽轧制工序。具体而言，使用精整压力机来进行供于热轧的钢坯的调宽轧制。由此，能够抑制冷轧后的退火时发生的起泡缺陷的产生。
接着，对抑制起泡缺陷的产生的机制进行说明。如果将钢坯中所含的气泡视为梁，则气泡的膨胀量(δ)使用两端被支撑的梁计算式以下述(1)式来表示。
δ＝WL2/384EI…(1)
上述(1)式中，δ为膨胀量(m)，W为应力(N)，L为气泡宽度(m)，E为杨氏模量(MPa)，I为截面惯性矩(m4)。
通过利用精整压力机对钢坯进行调宽轧制而使气泡宽度变窄，因此，上述(1)式的L变小。L变小时，梁中央的膨胀量(δ)也变小，因此认为，利用该效果来抑制气泡的膨胀，由此起泡缺陷的产生得到抑制。
接着，对钢坯的调宽轧制量与起泡缺陷的产生率的关系进行说明。利用精整压力机改变压下量，对宽度尺寸为1100～2100mm的钢坯分别调宽轧制500t以上。对这些进行了调宽轧制的钢坯分别进行热轧，制成热轧钢板(板厚2.6～4.0mm)，然后，利用盐酸进行酸洗，接着以一定的压下率(0.72～0.76)进行冷轧，制成冷轧钢板。对所得到的冷轧钢板实施合金化热镀锌处理，对于该合金化热镀锌钢板，利用在线表面缺陷计连续测定表面缺陷。对于该表面缺陷，利用外观检查、SEM分析、ICP分析等，目视确认表面缺陷是否是起泡缺陷，将产生了起泡缺陷的卷材质量除以全部卷材质量，将所得值乘以100而算出起泡缺陷的产生率。另外，冷轧的压下率用下述(2)式来计算。
压下率＝(冷轧入口处的钢板厚度-冷轧出口处的钢板厚度)/冷轧入口处的钢板厚度…(2)
起泡缺陷的产生率的确认使用成分浓度的标准值为C浓度：0.0000～0.0020、Si浓度：0.00～0.03质量％、Mn浓度：0.10～0.25质量％、P浓度：0.010～0.020质量％、S浓度：0.003～0.010质量％、N浓度：0.0000～0.0035质量％的极低碳钢1和成分浓度的标准值为C浓度：0.0000～0.0015、Si浓度：0.00～0.03质量％、Mn浓度：0.05～0.18质量％、P浓度：0.000～0.010质量％、S浓度：0.003～0.009质量％、N浓度：0.0000～0.0030质量％的极低碳钢2来实施。
图1是表示基于精整压力机的调宽轧制量与起泡缺陷的产生率的关系的图。图1中，横轴为钢坯的调宽轧制量(mm)，纵轴为起泡缺陷的产生率(％)。如图1所示可知，虽然将调宽轧制量从100～150mm增加至150～200mm时起泡缺陷的产生率略微升高，但整体上具有通过增大钢坯的调宽轧制量而使起泡缺陷的产生率降低的倾向。由该结果可知，通过对于供于热轧的钢坯以根据与钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度的规定压下量进行调宽轧制，能够抑制起泡缺陷的产生。
需要说明的是，根据钢坯宽度的调宽轧制量通过利用实验等掌握图1所示的调宽轧制量与起泡缺陷的产生率的关系来预先确定。即可知，图1所示的例子中，对于宽度尺寸为1100～2100mm的钢坯，利用精整压力机以200～250mm以上的压下量进行调宽轧制即可，由此能够大幅降低起泡缺陷的产生率。
如以上所说明的那样，通过实施本实施方式的极低碳钢制品的制造方法，能够抑制由包含气泡的极低碳钢的钢坯制造的极低碳钢制品的起泡缺陷的产生。通过抑制该起泡缺陷的产生，能够实现极低碳钢制品的制造生产线的成品率的提高。
另外，代替钢坯的调宽轧制、或者与钢坯的调宽轧制一起，可以以根据热轧钢板的板厚预先设定的压下率进行冷轧。通过以规定的压下率进行冷轧，钢组织中的位错密度升高，在退火时再结晶晶粒变小，钢板的强度升高。通过该强度的升高能够抑制起泡缺陷的产生。
接着，对冷轧的压下率与起泡缺陷的产生率的关系进行说明。对以一定的宽度压下量(0～100mm)进行了精整压制的钢坯进行热轧而制成热轧钢板(板厚2.6～4.0mm)，然后，利用盐酸进行酸洗，接着改变压下率来进行冷轧，分别制作200t以上的压下率不同的冷轧钢板。对所得到的冷轧钢板分别实施合金化热镀锌处理，对于该合金化热镀锌钢板，利用在线表面缺陷计连续测定表面缺陷。对于该表面缺陷，利用外观检查、SEM分析、ICP分析等，确认表面缺陷是否是起泡缺陷，算出起泡缺陷的产生率。
图2是表示冷轧的压下率与起泡缺陷的产生率的关系的图。图2中，横轴为冷轧压下率(-)，纵轴为起泡缺陷的产生率(％)。如图2所示可知，冷轧的压下率也与起泡缺陷的产生率相关，具有通过增大冷轧的压下率而使起泡缺陷的产生率降低的倾向。由该结果可知，可以代替钢坯的调宽轧制、或者与钢坯的调宽轧制一起以根据热轧钢板的板厚预先设定的压下率进行冷轧，由此，能够抑制起泡缺陷的产生。
需要说明的是，根据热轧钢板的厚度的压下率通过利用实验等掌握图2所示的冷轧的压下率与起泡缺陷的产生率的关系来预先确定。即可知，图2所示的例子中，对于厚度2.6～4.0mm的热轧钢板，以0.76以上的压下率进行冷轧即可，由此能够大幅降低起泡产生率。
另外，如上所述，利用钢坯的调宽轧制而抑制起泡缺陷的产生的机制与利用冷轧而抑制起泡缺陷的产生的机制不同，因此可知，通过将它们组合使用，能够进一步抑制起泡缺陷的产生。在这样组合使用钢坯的调宽轧制与冷轧的情况下，准备以不同的两个以上压下量进行了调宽轧制的钢坯，预先利用实验等掌握由该钢坯制造的热轧钢板的冷压下率与起泡缺陷的产生率的关系，由此，能够预先确定根据钢坯宽度的尺寸的调宽轧制的压下量和根据热轧钢板的板厚的冷轧的压下率。
需要说明的是，关于通过本实施方式的极低碳钢制品的制造方法制造的极低碳钢制品，在利用调宽轧制抑制起泡缺陷的产生的情况下，是指将0.005质量％以下的极低碳钢钢坯以规定的调宽轧制量进行调宽轧制、并进行热轧和酸洗而得到的热轧钢板。另外，在利用冷轧的压下量抑制起泡缺陷的产生的情况下，通过本实施方式的极低碳钢制品的制造方法制造的极低碳钢制品可以是对0.005质量％以下的极低碳钢钢坯进行热轧、酸洗、冷轧而得到的冷轧钢板，也可以是进一步对该冷轧钢板实施合金化热镀锌处理而得到的合金化热镀锌钢板。
此外，对于本实施方式的极低碳钢的制造方法而言，也可以应用于成分浓度的标准值为C浓度：0.0000～0.0030、Si浓度：0.00～0.03质量％、Mn浓度：0.10～0.25质量％、P浓度：0.015～0.030质量％、S浓度：0.005～0.012质量％、N浓度：0.0000～0.0035质量％的极低碳钢3、成分浓度的标准值为C浓度：0.0000～0.0020、Si浓度：0.00～0.04质量％、Mn浓度：0.10～0.25质量％、P浓度：0.000～0.010质量％、S浓度：0.004～0.012质量％、N浓度：0.0000～0.0030质量％的极低碳钢4，而并不局限于上述的极低碳钢1、2。

Claims (3)

1.一种极低碳钢制品的制造方法，其是碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢制品的制造方法，其至少具有对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的精炼工序、对所述钢水进行铸造而制成钢坯的铸造工序和对所述钢坯进行热轧而制成热轧钢板的热轧工序，其中，
还具有将供于所述热轧工序的所述钢坯以根据与所述钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度预先设定的压下量进行调宽轧制的调宽轧制工序。
2.一种极低碳钢制品的制造方法，其是碳浓度为0.005质量％以下的极低碳钢制品的制造方法，其至少具有对铁水的碳浓度进行调整而制成钢水的精炼工序、对所述钢水进行铸造而制成钢坯的铸造工序、对所述钢坯进行热轧而制成热轧钢板的热轧工序和对所述热轧钢板进行冷轧而制成冷轧钢板的冷轧工序，其中，
在所述冷轧工序中，以根据所述热轧钢板的板厚预先设定的压下率进行冷轧。
3.如权利要求2所述的极低碳钢制品的制造方法，其中，还具有将供于所述热轧工序的所述钢坯以根据与所述钢坯的轧制方向正交的方向的钢坯宽度预先设定的压下量进行调宽轧制的调宽轧制工序。
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