JP2001200316A - 高炭素熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、熱間圧延後の球状化焼鈍を省略
し、生産性良く、加工性に優れた高炭素熱延鋼板を製造
する方法を提供する。 【解決手段】質量％で、Ｃを０．２％以上含有する高炭
素鋼を熱間圧延後、６５０℃超〜７２０℃で巻取り、又
はランナウトテーブル上における中間温度を６５０℃以
上とし、６５０℃超〜７２０℃で巻取り、巻取り後２０
分以内に徐冷カバーに装入し、６００〜７２０℃で１５
ｈｒ以上滞留させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高炭素鋼板の製造
方法に関し、特に熱間圧延後の球状化焼鈍を省略し、生
産性良く加工性に優れた高炭素熱延鋼板を製造する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炭素鋼板は通常、加工性を向上させる
ため、熱延コイルを焼鈍し、炭化物を球状化させる。し
かし、このような球状化焼鈍は、一旦、常温まで冷却し
たコイルを再度加熱し、極めて長い時間（全工程約４
日）を要する。そこで、熱延後の熱処理で球状化焼鈍を
行う技術が提案されている。

【０００３】特公昭５５−３７５７５号公報は、熱延後
５０〜９０％のオーステナイトが層状パーライトに変態
する状態にまで冷却して巻取り、コイル状態で徐冷ボッ
クスに装入し、２０℃／ｈｒ以下で冷却する技術であ
る。復熱を利用して球状化処理を行なうため巻取温度が
６００℃未満のような場合、徐冷カバー内の温度が低
く、球状化が十分なされず硬度低下が十分でない。

【０００４】特開昭６３−１８３１２９号公報には、熱
間圧延後、冷却速度２０℃／Ｓ以上の急冷を行ない、変
態点以上６５０℃以下で停止し、オーステナイトからパ
ーライトへの変態が５０％終了する以前に巻取り、保温
カバー内に入れて６００℃まで２０℃〜２００℃／ｈｒ
で冷却する技術が提案されている。しかし、この技術で
は、保温カバー内に入れてから６００℃までの冷却速度
が２０〜２００℃／ｈｒと速く、フェライトの粒成長が
十分なされず、通常の球状化焼鈍（バッチ焼鈍）ほど硬
度が低下せず、十分な加工性が得られない。

【０００５】特公昭５５−１７０８７号公報には、熱間
圧延後、５００〜６５０℃の温度となっている巻取り直
後の熱間圧延鋼帯を６６０℃以上Ａｃ1変態点以下に再
加熱し、６００℃に達するまでを１．０℃／ｍｉｎ以下
の冷却速度で徐冷する技術が提案されている。この技術
の場合、復熱を利用せず、かつ巻取温度が６００〜６５
０℃と低いため、再加熱に大きなエネルギーを必要とし
生産コストが上昇する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたもので、その目的は、特別な加熱設備によ
らず、熱延鋼板の保有熱を利用し、ミクロ組織を制御す
ることで、低コストで生産性良く、熱延ままでも球状化
焼鈍材と同等の低硬度で、加工性に優れる高炭素熱延鋼
板の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、高炭素熱
延鋼板の軟質化に及ぼす製造条件の影響について詳細に
検討した。その結果、圧延条件、徐冷カバーにおける冷
却条件を適正に制御した場合、球状化焼鈍を省略して
も、同等の低硬度が得られ、加工性に優れた高炭素熱延
鋼板が得られることを見出した。本発明はこれら知見を
基にさらに検討を加えてなされたものである。

【０００８】１． 質量％で、Ｃを０．２％以上含有す
る高炭素鋼を熱間圧延後急冷し、ランナウトテーブル上
における中間温度を５５０〜６５０℃とし、巻取温度６
００℃〜７００℃、且つ巻取温度≧中間温度＋２０℃で
巻取り、巻取り後２０分以内に徐冷カバーに装入し、６
００〜７２０℃で１０ｈｒ以上滞留させることを特徴と
する高炭素熱延鋼板の製造方法。

【０００９】２． 質量％で、Ｃを０．２％以上含有す
る高炭素鋼を熱間圧延後急冷し、ランナウトテーブル上
における中間温度を５５０〜６５０℃とし、その後復熱
開始後１０秒以内、且つ巻取温度６００℃〜７００℃で
巻取り、巻取り後２０分以内に徐冷カバーに装入し、６
００〜７２０℃で１０ｈｒ以上滞留させることを特徴と
する高炭素熱延鋼板の製造方法。

【００１０】

【発明の実施の形態】［化学成分］ Ｃ量：０．２％以上 Ｃ量は強度を確保するため、０．２％以上含有する。一
方、１．０％を超えると網目状炭化物が顕著となり、軟
質化し難く、またその効果も小さいため、１．０％以下
とすることが望ましい。尚、０．２％未満の場合、球状
化焼鈍が要求されることはなく、軟質化の効果も小さ
い。

【００１１】［製造条件］ １．仕上げ熱延後、ランナウトテーブル上の中間温度：
５５０〜６５０℃本発明では、仕上げ熱延後に急速冷却
を行ない、ランナウトテーブル上の鋼板温度（以後、中
間温度とする）：５５０〜６５０℃で停止後、変態復熱
により、軟質化を行なう。中間温度が５５０℃未満の場
合、フェライト組織が過度に微細となり、又、復熱して
も徐冷カバー内の滞留時間が短くなり、十分な軟質化が
得られない。一方、６５０℃を超えると、過冷度が小さ
く、復熱量が小さくなるため軟質化に長時間を要する。
従って、十分に復熱させ、軟質化させるため、中間温
度：５５０〜６５０℃とする。

【００１２】２．巻取り条件：変態による復熱開始後巻
取りまでの時間：１０秒以内、且つ巻取温度：６００〜
７００℃ 巻取条件は、その後の徐冷カバー内での炭化物の球状化
に大きな影響を及ぼし、軟質化の重要な条件である。本
発明では、中間温度近傍から開始される変態による復熱
過程で、鋼板温度が上昇し始めたところで巻取りを開始
し、復熱開始後、巻き取りを開始するまでの時間を１０
秒以内、且つ巻取温度：６００〜７００℃とする。

【００１３】巻き取りを開始するまでの時間は、徐冷カ
バー内における球状化焼鈍に必要な復熱量を確保するた
め、１０秒以内とし、且つ炭化物の球状化率が上昇し、
硬度の低下が著しく軟質化が安定して得られる６００℃
以上において巻き取りを開始する。尚、７００℃を超え
るとその後の球状化焼鈍に必要な復熱量が十分確保でき
ないため巻き取り温度の上限は７００℃とする。尚、本
発明では巻き取り開始時の温度を巻取温度とする。

【００１４】図１に、熱延後の硬度および炭化物の球状
化率と巻取温度の関係を示す。

【００１５】Ｓ５０Ｃ相当の鋼（Ｃ：０．５０％，Ｓ
ｉ：０．２％，Ｍｎ：０．７５％，Ｐ：０．０１８％，
Ｓ：０．００４％，Ａｌ：０．０３％）の鋳造スラブを
加熱後熱間圧延において、８２０℃で仕上げ圧延を終了
し、急冷により中間温度を５６０〜６４０℃とし、その
後の冷却帯で冷却速度を調節し、巻取温度を種々変化さ
せ、巻取り後、直ちに（２０分以内）徐冷カバーに装入
し、冷却した。このとき、６００℃までの滞留時間は１
５ｈｒである。熱延板の板厚はいずれも３．２ｍｍとし
た。得られた鋼板のコイルＭ部からサンプルを採取し、
板面硬度測定（ＨＲＢ），炭化物球状化率を測定した。

【００１６】その結果、巻取温度の上昇とともに球状化
率が上昇し、特に巻取温度が６００℃を超えると顕著と
なっている。

【００１７】３．巻取温度≧中間温度＋２０℃ 本発明では巻き取り条件を本パラメータを満足し、且つ
巻取温度：６００〜７００℃として規定することも可能
である。巻取温度を中間温度＋２０℃以上とした場合、
軟質化に必要な復熱量を確保することができ、上述した
巻き取り条件による軟質化と同様な効果が安定して得ら
れる。 図２に熱延板の硬度と復熱量（中間温度から巻
取温度までの温度上昇量）の関係を示す。Ｓ５０Ｃ相当
の鋼（Ｃ：０．５０％，Ｓｉ：０．２％，Ｍｎ：０．７
５％，Ｐ：０．０１８％，Ｓ：０．００４％，Ａｌ：
０．０３％）の鋳造スラブを加熱後熱間圧延において、
８２０℃で仕上げ圧延を終了し、急冷により中間温度を
６００℃とし、その後の冷却帯で冷却速度を調節し、巻
取温度を種々変化させ、巻取り後、直ちに（２０分以
内）徐冷カバーに装入し、冷却した。このとき、６００
℃までの滞留時間は１５ｈｒである。熱延板の板厚はい
ずれも３．２ｍｍとした。得られた鋼板のコイルＭ部か
らサンプルを採取し、板面硬度（ＨＲＢ）を測定した。
その結果、復熱量が２０℃以上の場合、板面硬度（ＨＲ
Ｂ）は８７以下で十分軟質化している。

【００１８】３．徐冷カバーまでのコイル搬送時間：２
０分以内 コイルの搬送時間が２０分を超えて長くなると、コイル
温度が低下し、徐冷カバー内で６００〜７２０℃で１０
ｈｒ以上の滞留時間が得られず、軟質化が達成できない
ため、２０分以内とする。

【００１９】４．徐冷カバー冷却条件：６００〜７２０
℃で１０ｈｒ以上 徐冷カバー装入後の熱延コイル冷却条件は、炭化物の球
状化およびフェライトの粒成長に大きな影響を及ぼし、
適正に制御すべき重要な要件である。

【００２０】徐冷カバー内におけるコイルの滞留温度
（軟質化温度）が６００℃未満の場合、炭化物の球状化
に時間を要し、フェライト粒の成長も得られない。一
方、７２０℃を超える場合、粗大パーライトが生成し、
球状化の進行が極めて遅くなるため６００〜７２０℃と
する。

【００２１】滞留時間は軟質化の観点から長時間が好ま
しい。１０ｈｒ未満の場合、炭化物の球状化が得られて
も、その後の炭化物のオストワルド成長によるフェライ
ト粒の成長が十分でなく、球状化焼鈍材と同水準の軟質
化が得られないため、１０ｈｒ以上とする。尚、冷却終
了は、生産性の観点から短時間が好ましく、滞留温度
（軟質化温度）より低く、かつスケール変態終了後とす
るため４００℃以下とする。

【００２２】本発明に係る鋼板の製造方法では、スラブ
加熱後圧延する方法、連続鋳造後加熱処理を施して、あ
るいは該加熱工程を省略して、直ちに圧延する方法のい
ずれでもよい。粗圧延の際に、複数（２本以上）のスラ
ブを接合して熱間圧延してもよい。また、熱間圧延中、
バーヒータにより加熱を行なってもよい。鋼板の仕上圧
延機出側温度は、材質確保の点からＡｒ3点以上が好ま
しい。さらに、徐冷カバーの形態は、特に規定されるも
のでなく、巻取り時にそのまま保熱することが可能なコ
イルボックスでもよい。また、徐冷カバー内の雰囲気
は、大気などの酸化雰囲気、不活性ガス、還元ガスなど
の非酸化雰囲気のいずれでもよい。また、本発明による
熱延鋼板を、その後、冷間圧延し、冷延鋼板とすること
ができる。

【００２３】

【実施例】本発明の効果を実施例を用いて詳細に説明す
る。

【００２４】表１に示す化学成分の供試鋼を連続鋳造に
て鋳片とし、粗圧延後、Ａ鋼は８６０℃、Ｂ鋼は８２０
℃にて仕上圧延を終了した後、ランナウトテーブル上で
制御冷却を行ない、中間温度（ＭＴ）および巻取温度を
種々変化させた。

【００２５】巻取り後、徐冷カバーへ装入し、４００℃
まで種々の冷却速度で冷却し、その後、徐冷カバーを外
し大気中にて放冷した。比較材として６８０℃×４０ｈ
ｒの条件による球状化焼鈍材も製造した。熱延板の板厚
はいずれも３．２ｍｍとした。

【００２６】得られた鋼板のコイルのＭ部からサンプル
を切り出し、板面硬度（ＨＲＢ）測定および光学顕微鏡
による炭化物の球状化率、フェライト粒径を測定した。

【００２７】表２に製造条件を、表３に測定結果を示
す。表２の製造条件において、鋼Ｎｏ．Ａ３、Ｂ３は，
コイル搬送条件、徐冷カバー内の滞留条件が本発明の範
囲外で請求項１，２記載の発明の比較例であり、鋼Ｎ
ｏ．Ａ４，Ａ６，Ｂ４，Ｂ６は，巻取温度が本発明の範
囲外で請求項１，２記載の発明の比較例となっている。

【００２８】鋼Ｎｏ．Ａ５，Ｂ５はランナウトテーブル
上における中間温度が請求項２記載の発明の範囲外で、
比較例となっている。表３から明らかなように、本発明
例では球状化焼鈍材と同等の軟質化が得られているのに
対し、比較例では軟質化が十分でない。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、特別な加熱設備も必要
とせず、熱延ままで球状化とともにフェライト粒成長が
なされ、球状化焼鈍材と同等の低硬度が得られることか
ら、従来の熱延後、球状化焼鈍材より低コストで、かつ
短時間で加工性の優れた高炭素熱延鋼板を製造すること
が可能となり、又，その後冷延した場合、冷間圧延負荷
が低減し、産業上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】高炭素熱延鋼板（Ｓ５０Ｃ）の炭化物球状化率
および硬度に及ぼす巻取温度の影響を示す図

【図２】高炭素熱延鋼板（Ｓ５０Ｃ）の硬度に及ぼす復
熱量（巻取温度―中間温度）の影響を示す図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 雪彦 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 谷合 潤 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） 4K037 EA06 EA07 EA08 FD06 FE02 FE03 FF02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、Ｃを０．２％以上含有する高
   炭素鋼を熱間圧延後急冷し、ランナウトテーブル上にお
   ける中間温度を５５０〜６５０℃とし、巻取温度６００
   ℃〜７００℃、且つ巻取温度≧中間温度＋２０℃で巻取
   り、巻取り後２０分以内に徐冷カバーに装入し、６００
   〜７２０℃で１０ｈｒ以上滞留させることを特徴とする
   高炭素熱延鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 質量％で、Ｃを０．２％以上含有する高
   炭素鋼を熱間圧延後急冷し、ランナウトテーブル上にお
   ける中間温度を５５０〜６５０℃とし、その後復熱開始
   後１０秒以内、且つ巻取温度６００℃〜７００℃で巻取
   り、巻取り後２０分以内に徐冷カバーに装入し、６００
   〜７２０℃で１０ｈｒ以上滞留させることを特徴とする
   高炭素熱延鋼板の製造方法。