JP2001071019A - スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 C 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板にお
いて、確実に密着性に優れたスケールの得られる製造方
法を提供する。 【解決手段】 熱間圧延されたC 含有量が0.2wt%以上の
高炭素熱延鋼板をコイル状に巻取るに際し、熱間圧延後
の鋼板を、パーライト変態が終了する前に、500〜600
℃の巻取温度でコイル状に巻取る工程と、前記コイル状
に巻かれた鋼板を、巻取り後20分以内に500 ℃以上の温
度で酸素濃度が5%以下の雰囲気中に置く工程と、前記雰
囲気中に置かれたコイル状の鋼板を、前記鋼板の温度が
400 ℃になるまで10℃/hr 以下の平均冷却速度で冷却す
る工程とを有するスケール密着性に優れた高炭素熱延鋼
板の製造方法。
いて、確実に密着性に優れたスケールの得られる製造方
法を提供する。 【解決手段】 熱間圧延されたC 含有量が0.2wt%以上の
高炭素熱延鋼板をコイル状に巻取るに際し、熱間圧延後
の鋼板を、パーライト変態が終了する前に、500〜600
℃の巻取温度でコイル状に巻取る工程と、前記コイル状
に巻かれた鋼板を、巻取り後20分以内に500 ℃以上の温
度で酸素濃度が5%以下の雰囲気中に置く工程と、前記雰
囲気中に置かれたコイル状の鋼板を、前記鋼板の温度が
400 ℃になるまで10℃/hr 以下の平均冷却速度で冷却す
る工程とを有するスケール密着性に優れた高炭素熱延鋼
板の製造方法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸洗などの脱スケ
ール処理が施されないC 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱
延鋼板、特に、スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板
の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、C 含有量が0.2wt%以上の高炭
素熱延鋼板の一部は、酸洗などの脱スケール処理が施さ
れないまま自動車部材や建材などに使用されている。こ
うしたスケール付鋼板では、搬送時や曲げ加工時などに
スケールが剥がれて押込み疵が発生したり、外観が劣化
したりしないように、そのスケールが密着性に優れてい
ることが要求されている。 【０００３】そのため、例えば特開昭59-222533 号公報
には、550 〜700 ℃で巻取ったコイル状の鋼板( 以後、
コイルと呼ぶ) を非酸化性雰囲気中で350 ℃まで冷却し
てスケールをFeO から密着性に優れたFe3 O 4 に完全に
変態させる方法が、また、特開昭62-136561 号公報に
は、巻取り後のコイルを550 〜450 ℃で10min.以上2hr
以下保持し、その後450 ℃から1 ℃/min. 以上の冷却速
度で冷却してスケールを地鉄-Fe 3 O 4 -FeO-Fe 3 O 4
の3 層構造とし、かつ地鉄と接するFe3 O 4 層の平均厚
さを全スケール厚の1/5 以下とする方法などが提案され
ている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許公報に記載された方法は、いずれもC 含有量が0.2wt%
未満の一般の加工用熱延鋼板を対象としており、それを
そのままC 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板へ適用
しても、高炭素熱延鋼板では圧延後にパーライト変態に
伴う大きな発熱が起こるので、必ずしも密着性に優れた
スケールが得られないといった問題がある。また、特開
昭59-222533 号公報に記載された方法には、巻取温度が
600 ℃を超えるとスケール厚みが増して十分な密着性が
得られなくなるといった問題や、特開昭62-136561 号公
報に記載された方法には、FeO 層が存在しているために
厳しい加工を受けるとスケールの密着性が劣化するとい
った問題もある。 【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、C 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼
板において、巻取温度を出きる限り提言してスケールの
成長を抑え、特別な加熱装置を用いることなく高炭素鋼
特有のパーライト変態に伴う発熱を利用して、非酸化性
雰囲気の徐冷カバー内で、FeO の残留がなく、かつ地鉄
と接する部分にマグネタイトシームが生成した構造にス
ケールを調整することにより、スケール密着性に極めて
優れた高炭素熱延鋼板を製造する方法を提供することを
目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題は、熱間圧延さ
れたC 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板をコイル状
に巻取るに際し、熱間圧延後の鋼板を、パーライト変態
が終了する前に、500〜600 ℃の巻取温度でコイル状に
巻取る工程と、前記コイル状に巻かれた鋼板を、巻取り
後20分以内に500 ℃以上の温度で酸素濃度が5%以下の雰
囲気中に置く工程と、前記雰囲気中に置かれたコイル状
の鋼板を、前記鋼板の温度が400 ℃になるまで10℃/hr
以下の平均冷却速度で冷却する工程とを有するスケール
密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法により解決さ
れる。 【０００７】上記特許公報にも記載されているように、
スケールの密着性を向上させるには、FeO の残留がな
く、かつ地鉄と接する部分に密着性の高いマグネタイト
シームが形成された構造にスケールの組織を調整するこ
とが重要である。また、厚みを薄くすることも効果的で
ある。一般に、FeO を残留させずに、かつ地鉄と接する
部分に密着性の高いマグネタイトシームを形成させるに
は500 ℃以上の温度から徐冷する必要があり、厚みを薄
くするにはなるべく低温で巻取る必要があるので、両者
を両立させることは難い。 【０００８】しかし、上述したように、C 含有量が0.2w
t%以上の高炭素熱延鋼板においては、熱間圧延後にパー
ライト変態に伴う大きな発熱が生じるため、その発熱を
利用して低温で巻取っても500 ℃以上の温度から徐冷で
きるようにしたことが本発明のポイントである。以下
に、その詳細を説明する。 【０００９】 1) パーライト変態の時期について JIS G 4051のS45C相当の鋼(C:0.45wt%、Si:0.2wt% 、M
n:0.75wt%、P:0.016wt%、S:0.003wt%、Al:0.008wt%)を
用い、800 ℃の仕上温度で4.5mm 厚の鋼板に圧延後、ラ
ンナウトテーブル上での水量を変えてパーライト変態を
コントロールし、580 ℃の巻取温度でコイルに巻取り、
巻取り後のコイルを18分後に酸素濃度が4%の窒素ガスで
満たされた徐冷カバーへ挿入し、400 ℃まで5 ℃/hr の
平均冷却速度で冷却後大気中に放冷した試料を作製し、
スケールの密着性を次の方法により評価した。すなわ
ち、コイルM 部に相当する位置からサンプリングし、そ
して180 度曲げ加工後テープ剥離試験を行い、1.全面付
着、2.部分的に付着、3.付着無しの3 段階で評価した。
本発明の目的とするところは、評価3 の付着無しであ
る。 【００１０】図1 に、圧延後巻取られるまでの鋼板の代
表的な温度パターンを示す。鋼板A では、圧延後単調に
温度低下し、巻取り時に若干温度上昇するパターンを示
しており、鋼板B では、圧延後単調に温度低下し、巻取
り前に大きく温度上昇した後、巻取り時に再び温度低下
するというパターンを示している。いずれの温度上昇も
パーライト変態に伴う発熱に対応しているので、鋼板A
はパーライト変態の終了前に巻取られ、鋼板B はパーラ
イト変態の終了後に巻取られていることがわかる。 【００１１】表1 に、鋼板A 、B のスケールの密着性の
試験結果を示す。同じ巻取温度でも、鋼板A は評価3 、
鋼板B は評価2 で、鋼板A の場合に優れた密着性が得ら
れることがわかる。これは、鋼板A では、580 ℃の比較
的低温で巻取られても、パーライト変態が終了前に巻取
られているため、巻取り後に変態に伴う発熱が生じ、コ
イルを18分後に徐冷カバーへ挿入しても、550 ℃の温度
から徐冷できたためである。一方、鋼板B では、パーラ
イト変態が終了後に巻取られているため、巻取り後の発
熱はなく、コイルを18分後に徐冷カバーへ挿入すると、
温度が495 ℃まで低下し、500 ℃以上の温度から徐冷で
きなくなるため密着性が劣る。 【００１２】したがって、熱間圧延後の鋼板は、パーラ
イト変態が終了する前に巻取られる必要がある。 【００１３】なお、スケールの密着性優れた鋼板A のス
ケールを解析したところ、地鉄-Fe 3 O 4 ( マグネタイ
トシーム)-(Fe 3 O 4 +Fe)-Fe 3 O 4 からなる3 層構造
で、FeO を含まず、マグネタイトシームを有する構造で
あった。 【００１４】 【表１】 【００１５】2) 巻取温度について 圧延後、パーライト変態を巻取り後に終了させるように
ランナウトテーブル上での水量を調整し、かつ巻取温度
を400 〜700 ℃に変え、それ以外は上記1)の場合と同様
な条件で試料を作製した。そして、上記と同様な方法に
よりスケールの密着性を評価し、また、光学顕微鏡によ
る断面観察からスケールの厚さを測定し、走査型電子顕
微鏡によりマグネタイトシームの有無を調べた。 【００１６】図2 に、巻取温度とスケールの密着性、厚
さ、マグネタイトシームの有無との関係を示す。 【００１７】巻取温度を500 〜600 ℃にすれば、評価3
の優れた密着性の得られることがわかる。これは、500
℃以上であればマグネタイトシームが形成され、600 ℃
以下であれば厚さが10μｍ以下と薄くなるためである。
このとき、500 ℃の低温で巻取っても、巻取りから18分
後にコイルを徐冷カバーへ挿入すれば、マグネタイトシ
ームが形成されるのは、巻取り後のパーライト変態によ
る発熱のために、コイルが徐冷カバー内で500 ℃以上の
温度から徐冷されるためである。 【００１８】3) 巻取り後低酸素濃度の雰囲気中への移
行時間について 巻取り後のパーライト変態による発熱を利用しても、巻
取り後低酸素濃度雰囲気の徐冷カバーへ挿入するまでの
時間が20分を超えると、発熱後の温度低下の影響が大き
く現れ、徐冷カバー挿入前にコイルの温度が500 ℃未満
に低下し、地鉄と接する部分に密着性の高いマグネタイ
トシームが得られなくなる。したがって、コイルは、巻
取り後20分以内に低酸素濃度の雰囲気中に置く必要があ
る。 【００１９】4) 徐冷雰囲気中に置く温度について スケールは冷却時に560 ℃以下でFeO からFe3 O 4 へ変
態する。この変態挙動は冷却速度に依存し、スケール組
織はスケール密着性に大きな影響を及ぼす。そこで、ス
ケール密着性に及ぼすコイルを徐冷雰囲気中に置く温度
の影響を調査した。上記S45C相当のスラブを800 ℃で仕
上圧延し、パーライト変態が終了する前に580 ℃で巻取
り後、コイル搬送時間を変化させて種々の温度で徐冷カ
バーへ装入し、酸素濃度が4%の窒素ガス雰囲気中にて40
0 ℃まで5 ℃/hr で冷却した後、大気中にて放冷した。
板厚はいずれも4.5mm である。そして、上記と同様な方
法によりスケールの密着性を評価し、X 線回折によりス
ケール組成を測定し、また、走査型電子顕微鏡によるミ
クロ観察からスケールの構造を観察した。 【００２０】結果を表2 に示す。スケール密着性は、最
表層組織がFe3 O 4 、中間層が共析組織(Fe 3 O 4 +Fe)
および地鉄接触部分がマグネタイトシームの三層構造
の時、最も優れている。マグネタイトシームは徐冷カバ
ー装入温度が500 ℃以上で形成され、500 ℃未満ではマ
グネタイトシームが得られなくなる。以上のことから、
コイルを徐冷雰囲気中に置く温度の下限を500 ℃とし
た。 【００２１】 【表２】【００２２】5) 徐冷雰囲気の酸素濃度について 500 〜600 ℃の巻取温度で巻かれたコイルを、酸素濃度
を変えた窒素ガス雰囲気の徐冷カバーで徐冷した以外
は、上記2)の場合と同様な条件で試料を作製した。そし
て、上記と同様な方法によりスケールの密着性を評価
し、また、X 線回折によりスケール中のFe2 O 3 の厚さ
( μｍ) を測定 した。 【００２３】図3 に、酸素濃度とスケールの密着性、Fe
2 O 3 の厚さとの関係を示す。酸素濃度が5%以下であれ
ば、剥離しやすいFe2 O 3 が形成されなくなり、評価3
の優れた密着性が得られることがわかる。 【００２４】6) 徐冷時の平均冷却速度について 500 〜600 ℃の巻取温度で巻かれたコイルを、徐冷カバ
ー中の窒素ガス流量を変えて平均冷却速度を変えて冷却
した以外は、上記2)の場合と同様な条件で試料を作製し
た。そして、コイルのT 部、M 部、B 部からサンプリン
グし、上記と同様な方法によりスケールの密着性を評価
した。 【００２５】図4 に、平均冷却速度とスケールの密着性
との関係を示す。徐冷カバー内における平均冷却速度を
10℃/hr 以下にすれば、コイルT 部、M部、B 部いずれ
においても、評価3 の優れた密着性が得られることがわ
かる。一方、平均冷却速度が10℃/hr を超えると、マグ
ネタイトシームが形成されず密着性が劣化するが、特
に、冷却速度の速いコイルT 部、B 部でその傾向が顕著
である。 【００２６】なお、5%以下の酸素濃度の雰囲気中で10℃
/hr 以下の平均冷却速度で冷却するに当たり、400 ℃ま
でその冷却速度で冷却すれば、FeO 残留率を確実に０に
できる。したがって、生産性やコストの観点から、400
℃未満は大気中で放冷することが好ましい。また、同様
な観点から、平均冷却速度は2 ℃/hr 以上にすることが
好ましい。 【００２７】本発明法においては、熱間圧延以前の条件
は特に限定されず、スラブ加熱後圧延する方法、連続鋳
造後短時間の加熱を施してあるいは加熱することなく圧
延する直送圧延法なども適用できる。特に、スラブを室
温まで冷却せずに最加熱する方法は、省エネルギーの観
点より好ましい。また、優れたスケールの密着性を確保
するには、粗圧延後や仕上圧延直前に高圧水ジェットで
デスケーリングを行い一次スケールを完全に除去した
り、仕上スタンド間でデスケーリングを行い二次スケー
ルの生成を抑制することが好ましい。なお、熱間圧延中
においては、バーヒーターによる加熱を行ってもよい。
バーヒーターによる加熱は、コイルボックス等を用いた
連続熱延プロセスに対しても効果的に使用できる。この
際、粗圧延バーの加熱は上記以外に、コイルボックスの
前後や粗圧延機の間または後に行ってもよい。また、コ
イルボックスの後で溶接機の前後で粗圧延バーの加熱を
行っても本発明の効果は十分に発揮される。 【００２８】コイルを、5%以下の酸素濃度の雰囲気中で
10℃/hr 以下の平均冷却速度で冷却するには、上記のよ
うな断熱材でできた徐冷カバーで覆えば可能であるが、
温度制御装置を取り付けたカバーの方がより厳密に温度
管理ができるので好ましい。 【００２９】 【実施例】表3 に示す化学組成を有する高炭素鋼A 、B
、C の連続鋳造スラブを粗圧延後高圧水を用いてデス
ケーリングを行い、Ar3 変態点以上の温度で仕上圧延
後、表4 に示す条件で、コイルに巻取り、コイルを徐冷
カバーへ挿入し、徐冷を行って、400 ℃になった時点で
コイルを徐冷カバーから大気中に引き出し放冷して、試
料No.1〜21を作製した。そして、コイルのT 部、M 部、
B 部からサンプリングし、上記と同様な方法によりスケ
ールの密着性を評価し、また、スケールの厚さを測定し
た。 【００３０】結果を表4 に示す。本発明法で作製された
No.1、2 、8 、9 、15、16は、いずれもコイルの位置に
よらず、地鉄と接する部分にマグネタイトシームが形成
され評価3 の優れた密着性の得られることがわかる。な
お、いずれのサンプルにおいてもFeO の残留は認められ
なかった。 【００３１】 【表３】 【００３２】 【表４】【００３３】 【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、C 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板にお
いて、確実に密着性に優れたスケールの得られる製造方
法を提供できる。 【００３４】本発明法は、スケールの厚さを薄くできる
ので、冷延素材などの酸洗が必要な高炭素熱延鋼板にも
有効である。
ール処理が施されないC 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱
延鋼板、特に、スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板
の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、C 含有量が0.2wt%以上の高炭
素熱延鋼板の一部は、酸洗などの脱スケール処理が施さ
れないまま自動車部材や建材などに使用されている。こ
うしたスケール付鋼板では、搬送時や曲げ加工時などに
スケールが剥がれて押込み疵が発生したり、外観が劣化
したりしないように、そのスケールが密着性に優れてい
ることが要求されている。 【０００３】そのため、例えば特開昭59-222533 号公報
には、550 〜700 ℃で巻取ったコイル状の鋼板( 以後、
コイルと呼ぶ) を非酸化性雰囲気中で350 ℃まで冷却し
てスケールをFeO から密着性に優れたFe3 O 4 に完全に
変態させる方法が、また、特開昭62-136561 号公報に
は、巻取り後のコイルを550 〜450 ℃で10min.以上2hr
以下保持し、その後450 ℃から1 ℃/min. 以上の冷却速
度で冷却してスケールを地鉄-Fe 3 O 4 -FeO-Fe 3 O 4
の3 層構造とし、かつ地鉄と接するFe3 O 4 層の平均厚
さを全スケール厚の1/5 以下とする方法などが提案され
ている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許公報に記載された方法は、いずれもC 含有量が0.2wt%
未満の一般の加工用熱延鋼板を対象としており、それを
そのままC 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板へ適用
しても、高炭素熱延鋼板では圧延後にパーライト変態に
伴う大きな発熱が起こるので、必ずしも密着性に優れた
スケールが得られないといった問題がある。また、特開
昭59-222533 号公報に記載された方法には、巻取温度が
600 ℃を超えるとスケール厚みが増して十分な密着性が
得られなくなるといった問題や、特開昭62-136561 号公
報に記載された方法には、FeO 層が存在しているために
厳しい加工を受けるとスケールの密着性が劣化するとい
った問題もある。 【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、C 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼
板において、巻取温度を出きる限り提言してスケールの
成長を抑え、特別な加熱装置を用いることなく高炭素鋼
特有のパーライト変態に伴う発熱を利用して、非酸化性
雰囲気の徐冷カバー内で、FeO の残留がなく、かつ地鉄
と接する部分にマグネタイトシームが生成した構造にス
ケールを調整することにより、スケール密着性に極めて
優れた高炭素熱延鋼板を製造する方法を提供することを
目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題は、熱間圧延さ
れたC 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板をコイル状
に巻取るに際し、熱間圧延後の鋼板を、パーライト変態
が終了する前に、500〜600 ℃の巻取温度でコイル状に
巻取る工程と、前記コイル状に巻かれた鋼板を、巻取り
後20分以内に500 ℃以上の温度で酸素濃度が5%以下の雰
囲気中に置く工程と、前記雰囲気中に置かれたコイル状
の鋼板を、前記鋼板の温度が400 ℃になるまで10℃/hr
以下の平均冷却速度で冷却する工程とを有するスケール
密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法により解決さ
れる。 【０００７】上記特許公報にも記載されているように、
スケールの密着性を向上させるには、FeO の残留がな
く、かつ地鉄と接する部分に密着性の高いマグネタイト
シームが形成された構造にスケールの組織を調整するこ
とが重要である。また、厚みを薄くすることも効果的で
ある。一般に、FeO を残留させずに、かつ地鉄と接する
部分に密着性の高いマグネタイトシームを形成させるに
は500 ℃以上の温度から徐冷する必要があり、厚みを薄
くするにはなるべく低温で巻取る必要があるので、両者
を両立させることは難い。 【０００８】しかし、上述したように、C 含有量が0.2w
t%以上の高炭素熱延鋼板においては、熱間圧延後にパー
ライト変態に伴う大きな発熱が生じるため、その発熱を
利用して低温で巻取っても500 ℃以上の温度から徐冷で
きるようにしたことが本発明のポイントである。以下
に、その詳細を説明する。 【０００９】 1) パーライト変態の時期について JIS G 4051のS45C相当の鋼(C:0.45wt%、Si:0.2wt% 、M
n:0.75wt%、P:0.016wt%、S:0.003wt%、Al:0.008wt%)を
用い、800 ℃の仕上温度で4.5mm 厚の鋼板に圧延後、ラ
ンナウトテーブル上での水量を変えてパーライト変態を
コントロールし、580 ℃の巻取温度でコイルに巻取り、
巻取り後のコイルを18分後に酸素濃度が4%の窒素ガスで
満たされた徐冷カバーへ挿入し、400 ℃まで5 ℃/hr の
平均冷却速度で冷却後大気中に放冷した試料を作製し、
スケールの密着性を次の方法により評価した。すなわ
ち、コイルM 部に相当する位置からサンプリングし、そ
して180 度曲げ加工後テープ剥離試験を行い、1.全面付
着、2.部分的に付着、3.付着無しの3 段階で評価した。
本発明の目的とするところは、評価3 の付着無しであ
る。 【００１０】図1 に、圧延後巻取られるまでの鋼板の代
表的な温度パターンを示す。鋼板A では、圧延後単調に
温度低下し、巻取り時に若干温度上昇するパターンを示
しており、鋼板B では、圧延後単調に温度低下し、巻取
り前に大きく温度上昇した後、巻取り時に再び温度低下
するというパターンを示している。いずれの温度上昇も
パーライト変態に伴う発熱に対応しているので、鋼板A
はパーライト変態の終了前に巻取られ、鋼板B はパーラ
イト変態の終了後に巻取られていることがわかる。 【００１１】表1 に、鋼板A 、B のスケールの密着性の
試験結果を示す。同じ巻取温度でも、鋼板A は評価3 、
鋼板B は評価2 で、鋼板A の場合に優れた密着性が得ら
れることがわかる。これは、鋼板A では、580 ℃の比較
的低温で巻取られても、パーライト変態が終了前に巻取
られているため、巻取り後に変態に伴う発熱が生じ、コ
イルを18分後に徐冷カバーへ挿入しても、550 ℃の温度
から徐冷できたためである。一方、鋼板B では、パーラ
イト変態が終了後に巻取られているため、巻取り後の発
熱はなく、コイルを18分後に徐冷カバーへ挿入すると、
温度が495 ℃まで低下し、500 ℃以上の温度から徐冷で
きなくなるため密着性が劣る。 【００１２】したがって、熱間圧延後の鋼板は、パーラ
イト変態が終了する前に巻取られる必要がある。 【００１３】なお、スケールの密着性優れた鋼板A のス
ケールを解析したところ、地鉄-Fe 3 O 4 ( マグネタイ
トシーム)-(Fe 3 O 4 +Fe)-Fe 3 O 4 からなる3 層構造
で、FeO を含まず、マグネタイトシームを有する構造で
あった。 【００１４】 【表１】 【００１５】2) 巻取温度について 圧延後、パーライト変態を巻取り後に終了させるように
ランナウトテーブル上での水量を調整し、かつ巻取温度
を400 〜700 ℃に変え、それ以外は上記1)の場合と同様
な条件で試料を作製した。そして、上記と同様な方法に
よりスケールの密着性を評価し、また、光学顕微鏡によ
る断面観察からスケールの厚さを測定し、走査型電子顕
微鏡によりマグネタイトシームの有無を調べた。 【００１６】図2 に、巻取温度とスケールの密着性、厚
さ、マグネタイトシームの有無との関係を示す。 【００１７】巻取温度を500 〜600 ℃にすれば、評価3
の優れた密着性の得られることがわかる。これは、500
℃以上であればマグネタイトシームが形成され、600 ℃
以下であれば厚さが10μｍ以下と薄くなるためである。
このとき、500 ℃の低温で巻取っても、巻取りから18分
後にコイルを徐冷カバーへ挿入すれば、マグネタイトシ
ームが形成されるのは、巻取り後のパーライト変態によ
る発熱のために、コイルが徐冷カバー内で500 ℃以上の
温度から徐冷されるためである。 【００１８】3) 巻取り後低酸素濃度の雰囲気中への移
行時間について 巻取り後のパーライト変態による発熱を利用しても、巻
取り後低酸素濃度雰囲気の徐冷カバーへ挿入するまでの
時間が20分を超えると、発熱後の温度低下の影響が大き
く現れ、徐冷カバー挿入前にコイルの温度が500 ℃未満
に低下し、地鉄と接する部分に密着性の高いマグネタイ
トシームが得られなくなる。したがって、コイルは、巻
取り後20分以内に低酸素濃度の雰囲気中に置く必要があ
る。 【００１９】4) 徐冷雰囲気中に置く温度について スケールは冷却時に560 ℃以下でFeO からFe3 O 4 へ変
態する。この変態挙動は冷却速度に依存し、スケール組
織はスケール密着性に大きな影響を及ぼす。そこで、ス
ケール密着性に及ぼすコイルを徐冷雰囲気中に置く温度
の影響を調査した。上記S45C相当のスラブを800 ℃で仕
上圧延し、パーライト変態が終了する前に580 ℃で巻取
り後、コイル搬送時間を変化させて種々の温度で徐冷カ
バーへ装入し、酸素濃度が4%の窒素ガス雰囲気中にて40
0 ℃まで5 ℃/hr で冷却した後、大気中にて放冷した。
板厚はいずれも4.5mm である。そして、上記と同様な方
法によりスケールの密着性を評価し、X 線回折によりス
ケール組成を測定し、また、走査型電子顕微鏡によるミ
クロ観察からスケールの構造を観察した。 【００２０】結果を表2 に示す。スケール密着性は、最
表層組織がFe3 O 4 、中間層が共析組織(Fe 3 O 4 +Fe)
および地鉄接触部分がマグネタイトシームの三層構造
の時、最も優れている。マグネタイトシームは徐冷カバ
ー装入温度が500 ℃以上で形成され、500 ℃未満ではマ
グネタイトシームが得られなくなる。以上のことから、
コイルを徐冷雰囲気中に置く温度の下限を500 ℃とし
た。 【００２１】 【表２】【００２２】5) 徐冷雰囲気の酸素濃度について 500 〜600 ℃の巻取温度で巻かれたコイルを、酸素濃度
を変えた窒素ガス雰囲気の徐冷カバーで徐冷した以外
は、上記2)の場合と同様な条件で試料を作製した。そし
て、上記と同様な方法によりスケールの密着性を評価
し、また、X 線回折によりスケール中のFe2 O 3 の厚さ
( μｍ) を測定 した。 【００２３】図3 に、酸素濃度とスケールの密着性、Fe
2 O 3 の厚さとの関係を示す。酸素濃度が5%以下であれ
ば、剥離しやすいFe2 O 3 が形成されなくなり、評価3
の優れた密着性が得られることがわかる。 【００２４】6) 徐冷時の平均冷却速度について 500 〜600 ℃の巻取温度で巻かれたコイルを、徐冷カバ
ー中の窒素ガス流量を変えて平均冷却速度を変えて冷却
した以外は、上記2)の場合と同様な条件で試料を作製し
た。そして、コイルのT 部、M 部、B 部からサンプリン
グし、上記と同様な方法によりスケールの密着性を評価
した。 【００２５】図4 に、平均冷却速度とスケールの密着性
との関係を示す。徐冷カバー内における平均冷却速度を
10℃/hr 以下にすれば、コイルT 部、M部、B 部いずれ
においても、評価3 の優れた密着性が得られることがわ
かる。一方、平均冷却速度が10℃/hr を超えると、マグ
ネタイトシームが形成されず密着性が劣化するが、特
に、冷却速度の速いコイルT 部、B 部でその傾向が顕著
である。 【００２６】なお、5%以下の酸素濃度の雰囲気中で10℃
/hr 以下の平均冷却速度で冷却するに当たり、400 ℃ま
でその冷却速度で冷却すれば、FeO 残留率を確実に０に
できる。したがって、生産性やコストの観点から、400
℃未満は大気中で放冷することが好ましい。また、同様
な観点から、平均冷却速度は2 ℃/hr 以上にすることが
好ましい。 【００２７】本発明法においては、熱間圧延以前の条件
は特に限定されず、スラブ加熱後圧延する方法、連続鋳
造後短時間の加熱を施してあるいは加熱することなく圧
延する直送圧延法なども適用できる。特に、スラブを室
温まで冷却せずに最加熱する方法は、省エネルギーの観
点より好ましい。また、優れたスケールの密着性を確保
するには、粗圧延後や仕上圧延直前に高圧水ジェットで
デスケーリングを行い一次スケールを完全に除去した
り、仕上スタンド間でデスケーリングを行い二次スケー
ルの生成を抑制することが好ましい。なお、熱間圧延中
においては、バーヒーターによる加熱を行ってもよい。
バーヒーターによる加熱は、コイルボックス等を用いた
連続熱延プロセスに対しても効果的に使用できる。この
際、粗圧延バーの加熱は上記以外に、コイルボックスの
前後や粗圧延機の間または後に行ってもよい。また、コ
イルボックスの後で溶接機の前後で粗圧延バーの加熱を
行っても本発明の効果は十分に発揮される。 【００２８】コイルを、5%以下の酸素濃度の雰囲気中で
10℃/hr 以下の平均冷却速度で冷却するには、上記のよ
うな断熱材でできた徐冷カバーで覆えば可能であるが、
温度制御装置を取り付けたカバーの方がより厳密に温度
管理ができるので好ましい。 【００２９】 【実施例】表3 に示す化学組成を有する高炭素鋼A 、B
、C の連続鋳造スラブを粗圧延後高圧水を用いてデス
ケーリングを行い、Ar3 変態点以上の温度で仕上圧延
後、表4 に示す条件で、コイルに巻取り、コイルを徐冷
カバーへ挿入し、徐冷を行って、400 ℃になった時点で
コイルを徐冷カバーから大気中に引き出し放冷して、試
料No.1〜21を作製した。そして、コイルのT 部、M 部、
B 部からサンプリングし、上記と同様な方法によりスケ
ールの密着性を評価し、また、スケールの厚さを測定し
た。 【００３０】結果を表4 に示す。本発明法で作製された
No.1、2 、8 、9 、15、16は、いずれもコイルの位置に
よらず、地鉄と接する部分にマグネタイトシームが形成
され評価3 の優れた密着性の得られることがわかる。な
お、いずれのサンプルにおいてもFeO の残留は認められ
なかった。 【００３１】 【表３】 【００３２】 【表４】【００３３】 【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、C 含有量が0.2wt%以上の高炭素熱延鋼板にお
いて、確実に密着性に優れたスケールの得られる製造方
法を提供できる。 【００３４】本発明法は、スケールの厚さを薄くできる
ので、冷延素材などの酸洗が必要な高炭素熱延鋼板にも
有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧延後巻取られるまでの鋼板の代表的な温度パ
ターンを示す図である。 【図２】巻取温度とスケールの密着性、厚さ、マグネタ
イトシームの有無との関係を示す図である。 【図３】酸素濃度とスケールの密着性、Fe2 O 3 の厚さ
との関係を示す図である。 【図４】平均冷却速度とスケールの密着性との関係を示
す図である。
ターンを示す図である。 【図２】巻取温度とスケールの密着性、厚さ、マグネタ
イトシームの有無との関係を示す図である。 【図３】酸素濃度とスケールの密着性、Fe2 O 3 の厚さ
との関係を示す図である。 【図４】平均冷却速度とスケールの密着性との関係を示
す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｗ
38/06 38/06
(72)発明者 浅沼 直行
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
(72)発明者 菊池 啓泰
東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日
本鋼管株式会社内
Ｆターム(参考） 4E026 EA02 EA09
4K043 AA01 AB01 AB04 AB05 AB15
AB20 AB25 AB26 AB27 BA05
BA06 EA07 FA03 FA07 FA09
HA03
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1 】熱間圧延されたC 含有量が0.2wt%以上の高
炭素熱延鋼板をコイル状に巻取るに際し、 熱間圧延後の鋼板を、パーライト変態が終了する前に、
500 〜600 ℃の巻取温度でコイル状に巻取る工程と、 前記コイル状に巻かれた鋼板を、巻取り後20分以内に50
0 ℃以上の温度で酸素濃度が5%以下の雰囲気中に置く工
程と、 前記雰囲気中に置かれたコイル状の鋼板を、前記鋼板の
温度が400 ℃になるまで10℃/hr 以下の平均冷却速度で
冷却する工程と、 を有するスケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造
方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP25586099A JP3744279B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法 |
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| JP25586099A JP3744279B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法 |
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| JP3744279B2 JP3744279B2 (ja) | 2006-02-08 |
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| JP25586099A Expired - Fee Related JP3744279B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | スケール密着性に優れた高炭素熱延鋼板の製造方法 |
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-
1999
- 1999-09-09 JP JP25586099A patent/JP3744279B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US11981972B2 (en) | 2017-09-20 | 2024-05-14 | Baosteel Zhanjian Iron & Steel Co., Ltd. | Softening method for high-strength Q and P steel hot roll |
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| CN115516125B (zh) * | 2020-06-15 | 2023-10-03 | 住友电气工业株式会社 | 弹簧用钢线 |
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