JP2002316240A

JP2002316240A - 内部品質の良好な高強度厚鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2002316240A
Application number: JP2001117970A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamanaka; 章裕山中; Jun Furukawa; 純古川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: JP3562483B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳片の厚さを厚くし、鋳造速度を速くする条件
で連続鋳造した鋳片を熱間圧延した厚鋼板であって、そ
の溶接時または曲げ加工時に割れが発生しない、内部品
質の良好な高強度厚鋼板の製造方法の提供。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｂ：０．００
０８〜０．００３％を含み、Ｍｎ／Ｓの値が３００以上
の炭素鋼または低合金鋼からなる、厚さが６〜１５０ｍ
ｍの高強度厚鋼板の製造方法であって、厚さ２００〜３
５０ｍｍの横断面形状が長方形の鋳片を、速度０．７〜
２．５ｍ／分で鋳造し、次いで鋳片を素材として熱間圧
延する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部品質の良好な
高強度厚鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業機械、圧力容器などに用いられる高
強度の厚鋼板の熱間圧延用の素材として、連続鋳造した
鋳片が用いられている。ところで、近年、連続鋳造にお
ける生産性の向上の要望が高まり、鋳片の厚さを厚く
し、速い速度で鋳造することが指向されている。鋳片の
厚さが厚く、鋳造速度が速くなると、鋳片内部の凝固界
面が鋳造中に破断して、鋳片内部に割れが発生しやす
い。

【０００３】鋳造後の鋳片を切断して調査すると、破断
した凝固界面である割れの部分が空孔として観察される
ことはまれで、切断面を腐食したり、サルファプリント
した後に、偏析線として確認できることが多い。このよ
うな偏析線とは、凝固界面の破断した部分に偏析成分が
濃化した溶鋼が吸引され、そのまま凝固して形成された
ものである。

【０００４】実際に割れている内部割れと、上記のよう
な破断した凝固界面である空孔に偏析成分が濃化した偏
析線を、総称して、一般に鋳片の内部割れと呼んでいる
（以下、このような偏析線を、単に内部割れと記す場合
がある）。

【０００５】このような内部割れの発生した鋳片を熱間
圧延して厚鋼板とすると、鋳片の内部割れは、厚鋼板に
おいてＣ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓなどの成分が濃化した偏析部分
として残存する。この厚鋼板の偏析部分は、その周りの
組織より硬化している。その硬化の程度が著しいと、厚
鋼板を溶接する際、または曲げ加工などの際に、その硬
化した偏析部分を起点として割れが発生しやすい。とく
に、厚鋼板の厚さが厚い程、鋳片の内部割れが厚鋼板に
偏析部分として残存しやすくなる。

【０００６】このような鋳片の内部割れの発生機構は、
つぎのように考えられている。すなわち、横断面形状が
長方形である、いわゆるスラブの連続鋳造においては、
鋳片の非金属介在物対策などの観点から、垂直曲げ型連
続鋳造機を用いた鋳造が主流となっており、このような
連続鋳造機では、鋳造中の鋳片にさまざまな応力が作用
する。たとえば、内部に未凝固部を含む鋳片が引き抜か
れて垂直部から湾曲部に進む際に、鋳片は円弧状に曲げ
られるので、円弧の外側に相当する鋳片内部の凝固殻の
凝固界面には、引張り応力が作用して引張り歪が発生す
る。さらに、内部に未凝固部を含む鋳片が湾曲部から水
平部に進む際に、鋳片は矯正されて真っ直ぐになるの
で、円弧の内側の鋳片の凝固殻の凝固界面には、引張り
応力が作用して引張り歪が発生する。

【０００７】また、未凝固部を含む鋳片が支持用ガイド
ロールで支持されつつ引き抜かれる際、溶鋼静圧によっ
て鋳片はガイドロール間でバルジングし、バルジングし
た部分は、その後ガイドロールで圧下される。そのた
め、圧下された近傍の鋳片内部の凝固殻の凝固界面に
は、引張り応力が作用して引張り歪が発生する。鋳片は
複数の支持用ガイドロールを通過するので、繰り返して
バルジングおよび圧下の変形を受けることになり、繰り
返して引張り歪みが発生する。さらに、支持用ガイドロ
ールが所定のパスラインよりずれている場合、そのずれ
に相当する厚さだけ、鋳片のバルジング量が大きくな
り、さらに、圧下量も大きくなって、凝固界面に作用す
る引張り歪が大きくなる。鋳片の冷却過程で、ＺＳＴ
（抗張力発現温度）からＺＤＴ（延性発現温度）までの
間に鋳片内部の凝固殻に作用する引張り歪量の総和が、
鋼に固有の限界値（内部割れ発生限界歪）を超えると、
鋳片の内部割れが発生することが知られている。近年指
向されているように、鋳片の厚さが厚くなり、鋳造速度
が速くなると、鋳片の抜熱が相対的に低下し、上記のＺ
ＳＴからＺＤＴまでの温度領域に相当する鋳造方向の間
隔が長くなり、その間に凝固殻に作用する引張り歪量の
総和が多くなる。したがって、鋳片の内部割れの発生の
危険性が飛躍的に大きくなるのである。とくに鋳片の厚
さが２００ｍｍを超えると、これら内部割れが著しく発
生しやすくなる。

【０００８】ところで、産業機械、圧力容器などに用い
られる高強度厚鋼板には、通常、Ｂ含有鋼が用いられて
いる。Ｂを含有させるのは、厚鋼板の焼入れ性を向上さ
せ、厚さ方向に均一な高強度厚鋼板を得るためである。

【０００９】しかし、鋳片の連続鋳造において、Ｂを含
有すると鋳片では、割れ感受性が高くなり、鋳片の内部
割れ発生の危険性が高くなる。

【００１０】このように、鋳片の厚さを厚くし、鋳造速
度を速くする近年の連続鋳造では、破断した凝固界面で
ある空孔およびその空孔に偏析成分が濃化した偏析線で
ある鋳片の内部割れが発生しやすく、さらに、Ｂを含有
する鋳片では、内部割れがより発生しやすい。このよう
な内部割れの発生した鋳片を素材として熱間圧延した厚
鋼板では、溶接時または曲げ加工時などの際に、割れが
発生しやすい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋳片の厚さ
を厚くし、鋳造速度を速くする条件で連続鋳造した鋳片
を素材として熱間圧延した高強度厚鋼板において、その
溶接時または曲げ加工時に割れが発生しない、内部品質
の良好な高強度厚鋼板の製造方法の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、質量％
で、Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ：０．０５〜０．４
％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：
０．００５％以下、Ｂ：０．０００８〜０．００３％を
含み、Ｍｎ／Ｓの値が３００以上の炭素鋼または低合金
鋼からなる、厚さが６〜１５０ｍｍの高強度厚鋼板の製
造方法であって、厚さ２００〜３５０ｍｍの横断面形状
が長方形の鋳片を、速度０．７〜２．５ｍ／分で鋳造
し、次いで上記鋳片を素材として熱間圧延する内部品質
の良好な高強度厚鋼板の製造方法にある。

【００１３】本発明で規定する「炭素鋼または低合金
鋼」とは、上記Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、ＳおよびＢ以外
に、必要に応じて、質量％で、Ａｌ；０．１％以下、Ｃ
ｒ；１．５％以下、Ｍｏ；１．５％以下、Ｎｉ；１．５
％以下、Ｃｕ；１．５％以下、Ｔｉ；０．１％以下、Ｎ
ｂ；０．１％以下およびＶ；０．１％以下のうちの１種
類または２種類以上を含有し、残部がＦｅおよび不純物
からなる鋼を意味する。

【００１４】破断した凝固界面である空孔、およびその
空孔に偏析成分が濃化した偏析線である鋳片の内部割れ
の発生には、鋳片の厚さ、鋳造速度および鋼の化学組成
の条件が影響する。

【００１５】内部割れに対する鋳片の厚さおよび鋳造速
度の影響は、下記のとおりである。すなわち、とくに、
０．７〜２．５ｍ／分の高速で鋳造した２００〜３５０
ｍｍの厚さの横断面形状が長方形の鋳片には、内部割れ
が発生しやすい。鋳造速度が０．７〜２．５ｍ／分程度
に速くなると、メニスカスからの距離が同じ位置の未凝
固部を含む鋳片において、凝固殻の厚さが相対的に薄く
なるので、凝固界面で発生するバルジング歪み、曲げ歪
み、矯正歪みなどが大きくなり、歪量の総和が大きくな
って、鋼に固有の限界値を超え、凝固界面が破断しやす
くなる。さらに、鋳片の厚さが２００〜３５０ｍｍ程度
に厚くなると、未凝固部を含む鋳片からの抜熱が相対的
に低下するので、ＺＳＴ（抗張力発現温度）からＺＤＴ
（延性発現温度）までの間隔が長くなり、内部割れが発
生しやすくなるのは、前述のとおりである。

【００１６】つぎに、内部割れに対する鋼の化学組成の
影響は、下記のとおりである。すなわち、産業機械、圧
力容器などに用いられる高強度厚鋼板には、詳細後述す
るように、鋼の強度確保のためにＣを、鋼の焼入れ性の
向上のためにＢを、それぞれ鋼中に含有させる。また、
ＰおよびＳは不純物として鋼中に含有される。しかし、
これらＣ、Ｐ、ＳおよびＢは、平衡分配係数が１よりか
なり小さいので、鋳片において偏析しやすい。これらが
偏析した凝固殻は、割れ感受性が高くなるが、とくにＢ
を含有する場合に、凝固殻の割れ感受性がより高くな
る。さらに、Ｂは、凝固殻と未凝固の溶鋼とのぬれ性を
促進させる。このぬれ性が促進されると、未凝固の溶鋼
と接する凝固殻の界面、すなわち、凝固界面の割れの原
因となる液膜脆化を助長するので、内部割れが発生しや
すくなる。ここでいう液膜脆化の現象とは、既に凝固し
た結晶粒全体が未凝固の溶鋼で液膜状に覆われ、結晶粒
同士の接合性が妨げら、凝固組織が脆くなって、内部割
れが発生しやすくなる現象のことである。

【００１７】さらに、本発明者らは、不純物元素であ
り、偏析しやすいＳの作用を詳細検討した結果、Ｓは凝
固殻と未凝固の溶鋼とのぬれ性を促進させ、Ｂと同様に
内部割れを発生しやすくする作用があるばかりでなく、
ＳおよびＢが同時に溶鋼中に存在すると、上記の液膜脆
化の現象が、相乗的に大きく現れることを知見した。つ
まり、凝固界面近傍にある凝固直前の未凝固の溶鋼中に
偏析したＳおよびＢは、その未凝固の溶鋼の融点を、そ
れらＳまたはＢが単独で偏析した場合よりも大きく低下
させる。そのため、凝固直前の未凝固の溶鋼の過熱度が
上昇し、凝固殻と未凝固の溶鋼とのぬれ性が相乗的に促
進し、相乗的に内部割れが発生しやすくなる。

【００１８】そこで、本発明の高強度厚鋼板では、ま
ず、鋳片の内部割れの発生の要因となるＳおよびＢの含
有率をともに低下させる。具体的には、Ｓ含有率は０．
００５質量％以下と低くし、Ｂ含有率は０．０００８〜
０．００３質量％と低くする。さらに、液膜脆化に対す
るＢとＳの相乗的な作用を、より確実に低減させるた
め、ＳおよびＢの含有率を、それぞれ上記範囲内に低く
することに加えて、凝固界面近傍の凝固直前の未凝固の
溶鋼中に偏析したＳをＭｎＳとして固定することが効果
的であることがわかった。その際、Ｓ含有率に対するＭ
ｎ含有率の比、Ｍｎ／Ｓの値を３００以上とすることが
効果的である。

【００１９】ところで、未凝固の溶鋼中に偏析したＢを
Ｎで固定することも考えられるが、Ｎ含有率を多くする
と、鋳片表面に横割れが発生しやすくなるという問題が
あり、ＢをＮで固定することは効果的な方法ではない。
このように、ＳおよびＢの含有率を低くすることに加え
て、Ｓ含有率に対するＭｎ含有率の比、Ｍｎ／Ｓの値を
高くすることにより、液膜脆化に対するＢとＳの相乗的
な作用を低減でき、厚鋼板が速度０．７〜２．５ｍ／分
で鋳造した厚さ２００〜３５０ｍｍの横断面形状が長方
形の鋳片を素材として熱間圧延した厚鋼板であっても、
鋳片の内部割れの発生を防止できるので、鋳片の内部割
れに起因する厚鋼板の溶接時または曲げ加工時における
割れの発生も防止できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、厚鋼板の化学組成および厚
さを以下に説明する。なお、以下の％表示は質量％を意
味する。Ｃ：０．０５〜０．２％Ｃは、厚鋼板の強度を確保する上で安価で有用な元素で
あり、所要の強度などの機械的特性による成分設計に基
づいて含有率を決めればよい。その効果を発揮させるた
めには、その下限は０．０５％とする。一方、０．２％
を超えて含有させると、厚鋼板の溶接性および加工性を
悪化させることから、その上限は０．２％とする。ま
た、Ｃは、鋳片において偏析しやすい元素であり、Ｃが
偏析した凝固界面の割れ感受性が高くなるが、上記の範
囲内の含有率であれば、とくに影響はない。したがっ
て、Ｃ含有率は、０．０５〜０．２％とする。

【００２１】Ｓｉ：０．０５〜０．４％Ｓｉは、通常、溶鋼の脱酸と厚鋼板の強度確保のために
含有されるが、厚鋼板の加工性を劣化することなく強度
を高めることができる元素であり、その効果を発揮させ
るためには、その下限は０．０５％とする。０．４％を
超えて含有させると厚鋼板の化成処理性が悪化するの
で、その上限は０．４％とする。したがって、Ｓｉ含有
率は、０．０５〜０．４％とする。

【００２２】Ｍｎ：０．２〜２％で、かつ、Ｍｎ／Ｓの
値が３００以上Ｍｎは、厚鋼板の強度を高める上で有用な元素であり、
その効果を発揮させるためには、その下限は０．２％と
する。しかし、鋳片において偏析しやすい元素であるの
で、その上限は２％とする。鋳片の厚さ中心部にＭｎが
偏析すると、その鋳片の中心偏析が厚鋼板の厚さ中心部
に硬化層として残存し、厚鋼板の曲げ加工時に、その硬
化層を起点に割れが発生しやすい。したがって、Ｍｎ含
有率は、０．２〜２％とする。Ｍｎは偏析しやすい元素
であるが、Ｓ含有率に対してＭｎを適宜多く含有させる
ことにより、鋳片の内部割れの発生を防止できる。すな
わち、ＳはＭｎＳとしてＭｎに固定されるので、凝固殻
と未凝固の溶鋼とのぬれ性の上昇が抑制され、鋳片の内
部割れの発生が抑制される。したがって、Ｓ含有率に対
するＭｎ含有率の比であるＭｎ／Ｓの値は３００以上と
する。また、この比、Ｍｎ／Ｓの値は１０００以下が望
ましい。Ｍｎ／Ｓの値が１０００を超えると、高価なＭ
ｎ合金鉄を多く添加したり、またはＳを大きく低下させ
るために、製造コストが高くなる。

【００２３】Ｐ：０．０２％以下Ｐは、不純物元素であり、また、鋳片において偏析しや
すく、Ｐが偏析した凝固界面の割れ感受性は高くなる。
しかし、０．０２％以下の範囲内の含有率であれば、と
くに影響はない。したがって、Ｐ含有率は、０．０２％
以下とする。

【００２４】Ｓ：０．００５％以下Ｓは、不純物元素であり、また、鋳片において偏析しや
すく、Ｓが偏析した凝固界面の割れ感受性は高くなる。
さらに、Ｓは未凝固の溶鋼のぬれ性を上昇させる元素で
あり、鋳片の内部割れが発生しやすくなるが、前述のと
おり、Ｓ含有率に対するＭｎ含有率の比であるＭｎ／Ｓ
の値は３００以上とするので、上記Ｓの範囲内の含有率
であれば、とくに鋳片の内部割れに対する影響はない。
したがって、Ｓ含有率は、０．００５％以下とする。

【００２５】Ｂ：０．０００８〜０．００３％Ｂは、微量含有させるだけで厚鋼板の焼入れ性を向上さ
せることができる。その効果を発揮させるためには、そ
の下限は０．０００８％とする。一方、Ｂは、鋳片にお
いて偏析しやすく、Ｂが偏析した凝固界面の割れ感受性
は高くなり、さらに、未凝固の溶鋼のぬれ性を上昇さ
せ、鋳片に内部割れが発生しやすくなるので、その上限
は０．００３％とする。したがって、Ｂ含有率は、０．
０００８〜０．００３％とする。

【００２６】本発明の炭素鋼または低合金鋼からなる高
強度厚鋼板は、上記Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、ＳおよびＢ以
外に、必要に応じて、Ａｌ；０．１％以下、Ｃｒ；１．
５％以下、Ｍｏ；１．５％以下、Ｎｉ；１．５％以下、
Ｃｕ；１．５％以下、Ｔｉ；０．１％以下、Ｎｂ；０．
１％以下およびＶ；０．１％以下のうちの１種類または
２種類以上を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる
鋼とする。

【００２７】これらＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔ
ｉ、ＮｂおよびＶの元素を含有させると、厚鋼板の強
度、靱性などの機械的特性が改善される。また、これら
の元素は、上記の範囲内の含有率であれば、鋳片の内部
割れの発生への影響はない。

【００２８】本発明の高強度厚鋼板の厚さは６〜１５０
ｍｍとする。産業機械、圧力容器などに用いられる厚鋼
板の製品用途から、上記厚さとする。さらに、１５０ｍ
ｍを超える厚さの厚鋼板では、後述する厚さの鋳片を素
材として熱間圧延した場合に、所要の厚鋼板の強度、靱
性などの機械的特性が得られにくい。

【００２９】つぎに、高強度厚鋼板の熱間圧延用の素材
である鋳片の鋳造方法を説明する。断面形状が長方形で
厚さ２００〜３５０ｍｍの鋳片を速度０．７〜２．５ｍ
／分の条件で鋳造する。

【００３０】鋳片の厚さが２００ｍｍ未満では、上記鋳
造速度の範囲内において、鋳片の生産性が低い。また、
鋳片の厚さが３５０ｍｍを超えると、鋳片の内部割れが
発生しやすい。また、連続鋳造機が大型になる。したが
って、鋳片の厚さは２００〜３５０ｍｍとする。

【００３１】鋳片の厚さを厚鋼板の厚さで除した圧下比
（鋳片の厚さ／厚鋼板の厚さ）が１．５以上となるよう
に、厚鋼板の厚さに応じた鋳片の厚さを確保するのが望
ましい。上記圧下比が１．５未満では、鋳片の凝固組織
が厚鋼板にまで残存し、厚鋼板の強度、靱性などに影響
するからである。

【００３２】鋳造速度が０．７ｍ／分未満では、鋳片の
内部割れの発生を抑制できるが、上記鋳片の厚さの範囲
内において、鋳片の生産性が低い。また、２．５ｍ／分
を超えると、鋳片表面に割れが発生しやすく、また内部
割れが発生しやすい。したがって、鋳造速度は０．７〜
２．５ｍ／分とする。

【００３３】厚さ２００〜３５０ｍｍの鋳片を、０．７
〜２．５ｍ／分の速度で鋳造する場合に、前述の化学組
成とすることにより、鋳片の内部割れの発生を防止する
ことができる。

【００３４】鋳片を熱間圧延して高強度厚鋼板を得る際
に、圧延前の鋳片の加熱温度、加熱時間などの加熱条
件、および圧延温度、仕上温度などの圧延条件は、鋼に
応じた通常の条件とすることができる。

【００３５】

【実施例】垂直部長さ３ｍ、円弧半径１０ｍ、５点曲げ
４点矯正、機長３０ｍの垂直曲げ型連続鋳造機を用い、
厚さ２００ｍｍまたは２５０ｍｍ、幅１８００ｍｍの鋳
片を鋳造する試験を実施した。連続鋳造機のガイドロー
ルの軸心間距離は、垂直部で２５０ｍｍ、湾曲部で２５
０〜４００ｍｍ、水平部で４００〜４５０ｍｍである。
鋳片の二次冷却の比水量は１〜２リットル／ｋｇ−鋼と
した。

【００３６】用いた鋼は、後述する表１および表２に示
すように、Ｃ含有率が０．０７〜０．２０質量％、Ｂ含
有率が０．０００９〜０．００３５質量％である低炭素
鋼または中炭素鋼である。後述する試験Ｎｏ．１および
Ｎｏ．８以外の試験では、Ａｌ、Ｔｉ、ＮｂおよびＶ
を、１種または２種含有させた鋼を用いた。また鋳造速
度は、厚さ２００ｍｍの鋳片の鋳造時には２．０ｍ／
分、厚さ２５０ｍｍの鋳片の鋳造時には１．０ｍ／分と
した。なお、以下に記載する％は、質量％を意味する。

【００３７】各試験で得られた鋳片から鋳造方向に長さ
１００ｍｍの全幅の横断サンプルを採取し、その横断面
をサルファプリントした後、破断した凝固界面である空
孔およびその空孔に偏析成分が濃化した偏析線である鋳
片の内部割れの発生の有無を目視により調査した。

【００３８】得られた鋳片を熱間圧延し、厚さ１０〜１
２０ｍｍの厚鋼板とした。その際、鋳片を１０００〜１
３００℃の温度範囲内で加熱し、７５０〜１０００℃で
圧延を終了した。得られた厚鋼板の厚さ中心部相当の位
置から、ＪＩＳＺ２２０１で規定される４号または
５号試験片を圧延方向に垂直な方向に採取し、引張試験
を行った。

【００３９】また、得られた厚鋼板から溶接試験用サン
プルを採取し、拘束溶接割れ試験を行い、熱影響部にお
いて割れが発生するかどうかを調査した。図１は、拘束
溶接割れ試験に用いる試験片の形状、寸法を示す図であ
る。図１（ａ）は開先の横断面を示す側面図、図１
（ｂ）は開先を上から見た平面図である。図中の符号ａ
は厚鋼板の厚さを示し、１０〜１２０ｍｍの範囲内の厚
さである。符号ｂは拘束板の厚さを示し、用いる厚鋼板
の厚さに対応して、６０〜２００ｍｍとした。厚鋼板お
よび拘束板の縦横寸法である符号ｆおよびｇの寸法は、
それぞれ５００ｍｍとした。厚鋼板と拘束板を重ね、開
先と反対側の下端部を溶接試験前に事前に溶接した。符
号ｈが、その溶接部である。この溶接部の符号ｃで示す
寸法は約１０ｍｍ、符号ｄで示す寸法は約２０ｍｍとし
た。開先角度は９０゜とし、開先深さｅは２０ｍｍとし
た。

【００４０】被覆アーク溶接棒を用い、下向姿勢で溶接
を行い、溶接ビードは符号ｇで示す長さとした。溶接
後、図１（ｂ）中に示すＡ１−Ａ２線部分を機械加工に
より切断し、その横断面の溶接熱影響部の割れの発生の
有無をダイチェックして観察した。試験条件および試験
結果を、表１および表２に示す。

【００４１】

【表１】

【表２】本発明例の試験Ｎｏ．１では、厚さ２００ｍｍの鋳片を
速度２．０ｍ／分で鋳造した。用いた鋼は中炭素鋼で、
Ｍｎ含有率１．１５％、Ｓ含有率０．００２０％で、Ｍ
ｎ／Ｓの値は５７５である。得られた鋳片を熱間圧延
し、厚さ１０ｍｍの厚鋼板とした。これら化学組成、鋳
片の厚さ、鋳造速度および厚鋼板の厚さの各条件は、本
発明で規定する条件の範囲内である。この試験では、鋳
片の内部割れは発生せず、また、厚鋼板の拘束溶接割れ
試験において、熱影響部に割れは発生しなかった。得ら
れた厚鋼板の引張強さは６７４ＭＰａで、高強度の厚鋼
板であった。

【００４２】本発明例の試験Ｎｏ．２では、Ａｌを含有
させた中炭素鋼を用いたこと以外は、試験Ｎｏ．１とほ
ぼ同じ条件で試験した。化学組成、鋳片の厚さ、鋳造速
度および厚鋼板の厚さの各条件は、本発明で規定する条
件の範囲内である。この試験では、鋳片の内部割れは発
生しなかった。また、厚鋼板の拘束溶接割れ試験におい
て、熱影響部に割れは発生しなかった。得られた厚鋼板
の引張強さは６６９ＭＰａで、高強度の厚鋼板であっ
た。

【００４３】本発明例の試験Ｎｏ．３では、Ａｌおよび
Ｔｉを含有させた低炭素鋼を用いたこと以外は、試験Ｎ
ｏ．１とほぼ同じ条件で試験した。化学組成、鋳片の厚
さ、鋳造速度および厚鋼板の厚さの各条件は、本発明で
規定する条件の範囲内である。この試験では、鋳片の内
部割れは発生しなかった。また、厚鋼板の拘束溶接割れ
試験において、熱影響部に割れは発生しなかった。得ら
れた厚鋼板の引張強さは、試験Ｎｏ．１に比べてＣ含有
率が低いために、Ｎｏ．１より低い５４５ＭＰａであっ
た。

【００４４】本発明例の試験Ｎｏ．４では、Ｎｂを含有
させた中炭素鋼を用いたこと以外は、試験Ｎｏ．２とほ
ぼ同じ条件で試験した。化学組成、鋳片の厚さ、鋳造速
度および厚鋼板の厚さの各条件は、本発明で規定する条
件の範囲内である。この試験では、鋳片の内部割れは発
生しなかった。また、厚鋼板の拘束溶接割れ試験におい
て、熱影響部に割れは発生しなかった。得られた厚鋼板
の引張強さは６８４ＭＰａで、試験Ｎｏ．２の厚鋼板よ
り高強度であった。

【００４５】本発明例の試験Ｎｏ．５では、Ｖを含有さ
せた中炭素鋼を用いたこと、厚鋼板の厚さを５０ｍｍと
したこと以外は、試験Ｎｏ．２とほぼ同じ条件で試験し
た。化学組成、鋳片の厚さ、鋳造速度および厚鋼板の厚
さの各条件は、本発明で規定する条件の範囲内である。
この試験では、鋳片の内部割れは発生しなかった。ま
た、厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部に割
れは発生しなかった。さらに、得られた厚鋼板の引張強
さは６３２ＭＰａで、鋳片の厚さを厚鋼板の厚さで除し
た圧下比が４であり、試験Ｎｏ．２の圧下比２０に比べ
て小さいことから、試験Ｎｏ．２より低い強度であっ
た。

【００４６】本発明例の試験Ｎｏ．６では、厚さ２５０
ｍｍの鋳片を速度１．０ｍ／分で鋳造したこと、厚鋼板
の厚さを７０ｍｍとしたこと以外は、試験Ｎｏ．５とほ
ぼ同じ条件で試験した。化学組成、鋳片の厚さ、鋳造速
度および厚鋼板の厚さの各条件は、本発明で規定する条
件の範囲内である。この試験では、鋳片の内部割れは発
生しなかった。また、厚鋼板の拘束溶接割れ試験におい
て、熱影響部に割れは発生しなかった。さらに、得られ
た厚鋼板の引張強さは６３８ＭＰａで、鋳片の厚さを厚
鋼板の厚さで除した圧下比が３．６であり、試験Ｎｏ．
５の圧下比４より小さい圧下比であるが、Ｂ含有率がＮ
ｏ．５より高いので、試験Ｎｏ．５とほぼ同じ程度の高
強度であった。

【００４７】本発明例の試験Ｎｏ．７では、Ｔｉおよび
Ｎｂを含有させた中炭素鋼を用いたこと、厚鋼板の厚さ
を１２０ｍｍとしたこと以外は、試験Ｎｏ．６とほぼ同
じ条件で試験した。化学組成、鋳片の厚さ、鋳造速度お
よび厚鋼板の厚さの各条件は、本発明で規定する条件の
範囲内である。この試験では、鋳片の内部割れは発生し
なかった。また、厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、
熱影響部に割れは発生しなかった。さらに、得られた厚
鋼板の引張強さは６２５ＭＰａで、鋳片の厚さを厚鋼板
の厚さで除した圧下比が２．１であり、試験Ｎｏ．６の
圧下比３．６に比べて小さく、試験Ｎｏ．６より低い強
度であった。

【００４８】比較例の試験Ｎｏ．８では、Ｓ含有率を
０．００４０％と高くし、Ｍｎ／Ｓの値を２８８と低く
すること以外は、試験Ｎｏ．１とほぼ同じ条件で試験し
た。Ｍｎ／Ｓの値が、本発明で規定する条件を外れて低
い値である。この試験では、鋳片に著しい偏析線である
内部割れが発生した。また、得られた厚鋼板の引張強さ
は６８２ＭＰａで、試験Ｎｏ．１とほぼ同じ高強度であ
ったが、厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部
に割れが発生した。

【００４９】比較例の試験Ｎｏ．９では、Ｓ含有率を
０．００４３％と高くし、Ｍｎ／Ｓの値を２８６と低く
すること以外は、試験Ｎｏ．３とほぼ同じ条件で試験し
た。Ｍｎ／Ｓの値が、本発明で規定する条件を外れて低
い値である。この試験では、鋳片に著しい偏析線である
内部割れが発生した。また、得られた厚鋼板の引張強さ
は５４９ＭＰａで、試験Ｎｏ．３とほぼ同じ強度であっ
たが、厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部に
割れが発生した。

【００５０】比較例の試験Ｎｏ．１０では、Ｓ含有率を
０．００４５％と高くし、Ｍｎ／Ｓの値を２７８と低く
すること以外は、試験Ｎｏ．５とほぼ同じ条件で試験し
た。Ｍｎ／Ｓの値が、本発明で規定する条件を外れて低
い値である。この試験では、鋳片に著しい偏析線である
内部割れが発生した。また、得られた厚鋼板の引張強さ
は６２５ＭＰａで、試験Ｎｏ．５とほぼ同じ高強度であ
ったが、厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部
に割れが発生した。

【００５１】比較例の試験Ｎｏ．１１では、Ｍｎ含有率
を１．４０％と高くしたが、Ｓ含有率も０．００４８％
と高くし、Ｍｎ／Ｓの値を２９２と低くすること以外
は、試験Ｎｏ．６とほぼ同じ条件で試験した。Ｍｎ／Ｓ
の値が、本発明で規定する条件を外れて低い値である。
この試験では、鋳片に著しい偏析線である内部割れが発
生した。得られた厚鋼板の引張強さは、Ｂ含有率が試験
Ｎｏ．６より低いので、試験Ｎｏ．６より低い６２９Ｍ
Ｐａであった。また、厚鋼板の拘束溶接割れ試験におい
て、熱影響部に割れが発生した。

【００５２】比較例の試験Ｎｏ．１２では、Ｓ含有率を
０．００２４％と低くしたが、Ｍｎ含有率も０．７０％
と低くし、Ｍｎ／Ｓの値を２９２と低くすること以外
は、試験Ｎｏ．７とほぼ同じ条件で試験した。Ｍｎ／Ｓ
の値が、本発明で規定する条件を外れて低い値である。
この試験では、鋳片に著しい偏析線である内部割れが発
生した。また、得られた厚鋼板の引張強さは６２８ＭＰ
ａで、試験Ｎｏ．７とほぼ同じ高強度であったが、厚鋼
板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部に割れが発生
した。

【００５３】比較例の試験Ｎｏ．１３では、Ｂ含有率を
０．００３２％と高くしたこと以外は、試験Ｎｏ．６と
ほぼ同じ条件で試験した。Ｂ含有率が、本発明で規定す
る条件を外れて高い値である。この試験では、鋳片に著
しい偏析線である内部割れが発生した。また、得られた
厚鋼板の引張強さは、試験Ｎｏ．６よりＢ含有率が高い
ので、試験Ｎｏ．６より高い６５４ＭＰａであったが、
厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部に割れが
発生した。

【００５４】比較例の試験Ｎｏ．１４では、Ｂ含有率を
０．００３５％と高くしたこと以外は、試験Ｎｏ．７と
ほぼ同じ条件で試験した。Ｂ含有率が、本発明で規定す
る条件を外れて高い値である。この試験では、鋳片に著
しい偏析線である内部割れが発生した。また、得られた
厚鋼板の引張強さは、試験Ｎｏ．７よりＢ含有率が高い
ので、試験Ｎｏ．７より高い６３８ＭＰａであったが、
厚鋼板の拘束溶接割れ試験において、熱影響部に割れが
発生した。

【００５５】

【発明の効果】本発明の適用により、鋳片の厚さを厚く
し、鋳造速度を速くする条件で鋳造した鋳片を素材とし
て熱間圧延した厚鋼板において、その溶接時に割れが発
生しない、内部品質の良好な高強度厚鋼板を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】拘束溶接割れ試験に用いる試験片の形状、寸法
を示す図である。

【符号の説明】

ａ：厚鋼板の厚さｂ：拘束板の厚さｃ：溶接部の寸法ｄ：溶接部の寸法ｅ：開先深さｆ：厚鋼板および
拘束板の縦寸法ｇ：厚鋼板および拘束板の横寸法ｈ：厚鋼板を拘束
するための溶接部

───────────────────────────────────────────────────── 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 38/04 Ｃ２２Ｃ 38/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％で、Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．４％、Ｍｎ：０．２〜２％、Ｐ：
０．０２％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｂ：０．００
０８〜０．００３％を含み、Ｍｎ／Ｓの値が３００以上
の炭素鋼または低合金鋼からなる、厚さが６〜１５０ｍ
ｍの高強度厚鋼板の製造方法であって、厚さ２００〜３
５０ｍｍの横断面形状が長方形の鋳片を、速度０．７〜
２．５ｍ／分で鋳造し、次いで上記鋳片を素材として熱
間圧延することを特徴とする内部品質の良好な高強度厚
鋼板の製造方法。