JP2003049244A - 高炭素鋼線材 - Google Patents
高炭素鋼線材Info
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続鋳造用パウダーの巻き込みによる大型介
在物を無害化し、伸線性に優れた高炭素線材を提供す
る。 【解決手段】 パウダー系の非金属介在物の組成をＭｎ
Ｏ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：５
〜２０％含むように制御し、介在物の伸線過程における
破砕性を確保する。
在物を無害化し、伸線性に優れた高炭素線材を提供す
る。 【解決手段】 パウダー系の非金属介在物の組成をＭｎ
Ｏ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：５
〜２０％含むように制御し、介在物の伸線過程における
破砕性を確保する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間加工性および
疲労特性の優れた高清浄度鋼、特に超高張力線、極細線
において優れた性能を有する高炭素鋼線材に関する。
疲労特性の優れた高清浄度鋼、特に超高張力線、極細線
において優れた性能を有する高炭素鋼線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、Ａｌ＜０．００２％以下のＳｉ
脱酸鋼中の硬質な介在物は、極細線用途においては断線
の原因となり、疲労強度が問題となる用途においては疲
労破壊の原因になり、また被削性が要求される用途にお
いては被削性悪化の原因となる。そのため介在物の組成
制御に関わる技術が多く開発されている。
脱酸鋼中の硬質な介在物は、極細線用途においては断線
の原因となり、疲労強度が問題となる用途においては疲
労破壊の原因になり、また被削性が要求される用途にお
いては被削性悪化の原因となる。そのため介在物の組成
制御に関わる技術が多く開発されている。
【０００３】例えば、特公平６−７４４８４号公報で
は、圧延鋼材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ）
の比がｌ／ｄ≦５の非金属介在物の平均的組成が、Ｓｉ
Ｏ２：２０〜６０％、ＭｎＯ：１０〜８０％に、Ｃａ
Ｏ：５０％以下、ＭｇＯ：１５％以下の一方又は両方を
含む冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度鋼が開
示されている。このような介在物の組成にする理由は、
ＳｉＯ２が高いと硬質のＳｉＯ２介在物が析出するため
であり、一方、ＳｉＯ２が低く、ＣａＯあるいはＭｇＯ
が高いと、ＣａＯ系あるいはＭｇＯ系の硬質介在物が発
生するためである。鋼の連続鋳造において、鋳型内溶鋼
の空気酸化防止、保温、および鋳型と凝固鋳片間の潤
滑、伝熱制御の目的で連続鋳造用パウダーが使用されて
いる。しかし、中心偏析抑制のため等軸晶凝固を促進す
る目的で鋳型内電磁攪拌の印加したり、あるいは鋳造速
度を増加すると、鋳型内の溶鋼流動が激しくなり、連続
鋳造用パウダーは溶鋼中に巻き込まれて鋼中の非金属介
在物となる。一般に、連続鋳造用パウダーは、Ｓｉ
Ｏ２，ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｌｉ２
Ｏ等の金属酸化物およびＣａＦ２等の金属弗化物、また
カーボン粉末などを溶融速度調整用に加えた物から成っ
ている。
は、圧延鋼材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ）
の比がｌ／ｄ≦５の非金属介在物の平均的組成が、Ｓｉ
Ｏ２：２０〜６０％、ＭｎＯ：１０〜８０％に、Ｃａ
Ｏ：５０％以下、ＭｇＯ：１５％以下の一方又は両方を
含む冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度鋼が開
示されている。このような介在物の組成にする理由は、
ＳｉＯ２が高いと硬質のＳｉＯ２介在物が析出するため
であり、一方、ＳｉＯ２が低く、ＣａＯあるいはＭｇＯ
が高いと、ＣａＯ系あるいはＭｇＯ系の硬質介在物が発
生するためである。鋼の連続鋳造において、鋳型内溶鋼
の空気酸化防止、保温、および鋳型と凝固鋳片間の潤
滑、伝熱制御の目的で連続鋳造用パウダーが使用されて
いる。しかし、中心偏析抑制のため等軸晶凝固を促進す
る目的で鋳型内電磁攪拌の印加したり、あるいは鋳造速
度を増加すると、鋳型内の溶鋼流動が激しくなり、連続
鋳造用パウダーは溶鋼中に巻き込まれて鋼中の非金属介
在物となる。一般に、連続鋳造用パウダーは、Ｓｉ
Ｏ２，ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｌｉ２
Ｏ等の金属酸化物およびＣａＦ２等の金属弗化物、また
カーボン粉末などを溶融速度調整用に加えた物から成っ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、鉄鋼製品のコス
トダウンを図るため大断面ブルーム、分塊圧延工程を経
て製造する方法に代わり高級線材用ビレットを小断面ビ
レット連鋳機で直接製造する試みがある。しかし、小断
面ビレット連鋳機で高炭素線材を製造する場合には、大
断面のブルーム鋳片に比べて圧減比が小さいため、中心
偏析および介在物に対してさらに厳しい品質が要求され
る。この課題に対して鋳型内電磁攪拌を適用し等軸晶凝
固させることで中心偏析の低減を図っているが、電磁攪
拌の推力を増すと溶鋼中に連続鋳造用パウダーが巻き込
まれパウダー系の非金属介在物が増加する。このパウダ
ー系介在物の粒径は大きなものでは５００〜８００μｍ
に達する。
トダウンを図るため大断面ブルーム、分塊圧延工程を経
て製造する方法に代わり高級線材用ビレットを小断面ビ
レット連鋳機で直接製造する試みがある。しかし、小断
面ビレット連鋳機で高炭素線材を製造する場合には、大
断面のブルーム鋳片に比べて圧減比が小さいため、中心
偏析および介在物に対してさらに厳しい品質が要求され
る。この課題に対して鋳型内電磁攪拌を適用し等軸晶凝
固させることで中心偏析の低減を図っているが、電磁攪
拌の推力を増すと溶鋼中に連続鋳造用パウダーが巻き込
まれパウダー系の非金属介在物が増加する。このパウダ
ー系介在物の粒径は大きなものでは５００〜８００μｍ
に達する。
【０００５】このパウダー巻き込みは大断面ブルームで
も発生するものであるが、小断面ビレット連鋳機におい
ては鋳造速度が１．５〜３．５ｍ／分と大きいために巻
き込まれたパウダーが浮上しきれない場合が多く、パウ
ダー系介在物の個数がブルームに比べて多い。また、ブ
ルームに比べて圧延工程における圧減比の小さいビレッ
トでは圧延工程においてパウダー系介在物が十分に延伸
しきれず粒径の大きなまま線材に残るという問題もあ
る。
も発生するものであるが、小断面ビレット連鋳機におい
ては鋳造速度が１．５〜３．５ｍ／分と大きいために巻
き込まれたパウダーが浮上しきれない場合が多く、パウ
ダー系介在物の個数がブルームに比べて多い。また、ブ
ルームに比べて圧延工程における圧減比の小さいビレッ
トでは圧延工程においてパウダー系介在物が十分に延伸
しきれず粒径の大きなまま線材に残るという問題もあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたもので、その要旨は次のとおり
である。 （１）圧延鋼材のＬ断面において検出される非金属介在
物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが５超で、
かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８０％以上
がＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２
Ｏ：５〜２０％であり鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．６
〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線材。 （２）圧延鋼材のＬ断面において検出される非金属介在
物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが５超で、
かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８０％以上
がＣａＯ：１０〜４０％、ＳｉＯ２：３０〜５０％、Ｍ
ｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：
５〜２０％であり、鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．６〜
１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線材。
解決するためになされたもので、その要旨は次のとおり
である。 （１）圧延鋼材のＬ断面において検出される非金属介在
物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが５超で、
かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８０％以上
がＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２
Ｏ：５〜２０％であり鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．６
〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線材。 （２）圧延鋼材のＬ断面において検出される非金属介在
物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが５超で、
かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８０％以上
がＣａＯ：１０〜４０％、ＳｉＯ２：３０〜５０％、Ｍ
ｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：
５〜２０％であり、鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．６〜
１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線材。
【０００７】（３）圧延鋼材のＬ断面において検出され
る非金属介在物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／
Ｄが５超で、かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物
の８０％以上がＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１
０％、Ｎａ２Ｏ：５〜２０％含む酸化物であり、Ｌ／Ｄ
が５以下である非金属介在物の８０％以上がＳｉＯ２：
２５〜７０％、ＭｎＯ：８〜３０％、ＭｇＯ：４０％以
下、Ａｌ２Ｏ３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、Ｔ
ｉＯ２：６％以下で、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯのいずれかま
たは両方を５％以上含み、さらにＣａＯとＴｉＯ２のい
ずれかまたは両方を２％以上含み、鋼成分が、質量％
で、Ｃ：０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％を含むことを特徴とする高炭素
鋼線材。 （４）圧延鋼材のＬ断面において検出される非金属介在
物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが５超で、
かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８０％以上
がＣａＯ：１０〜４０％、ＳｉＯ２：３０〜５０％、Ｍ
ｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：
５〜２０％含む酸化物であり、Ｌ／Ｄが５以下である非
金属介在物の８０％以上がＳｉＯ２：２５〜７０％、Ｍ
ｎＯ：８〜３０％、ＭｇＯ：４０％以下、Ａｌ２Ｏ３：
３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、ＴｉＯ２：６％以下
で、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯのいずれかまたは両方を５％以
上含み、さらにＣａＯとＴｉＯ２のいずれかまたは両方
を２％以上含み、鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．６〜
１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線材。
る非金属介在物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／
Ｄが５超で、かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物
の８０％以上がＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１
０％、Ｎａ２Ｏ：５〜２０％含む酸化物であり、Ｌ／Ｄ
が５以下である非金属介在物の８０％以上がＳｉＯ２：
２５〜７０％、ＭｎＯ：８〜３０％、ＭｇＯ：４０％以
下、Ａｌ２Ｏ３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、Ｔ
ｉＯ２：６％以下で、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯのいずれかま
たは両方を５％以上含み、さらにＣａＯとＴｉＯ２のい
ずれかまたは両方を２％以上含み、鋼成分が、質量％
で、Ｃ：０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％を含むことを特徴とする高炭素
鋼線材。 （４）圧延鋼材のＬ断面において検出される非金属介在
物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが５超で、
かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８０％以上
がＣａＯ：１０〜４０％、ＳｉＯ２：３０〜５０％、Ｍ
ｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎａ２Ｏ：
５〜２０％含む酸化物であり、Ｌ／Ｄが５以下である非
金属介在物の８０％以上がＳｉＯ２：２５〜７０％、Ｍ
ｎＯ：８〜３０％、ＭｇＯ：４０％以下、Ａｌ２Ｏ３：
３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、ＴｉＯ２：６％以下
で、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯのいずれかまたは両方を５％以
上含み、さらにＣａＯとＴｉＯ２のいずれかまたは両方
を２％以上含み、鋼成分が、質量％で、Ｃ：０．６〜
１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜
１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線材。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。まず、Ｌ／Ｄが５超、Ｄが１０以上の介在物につい
て説明する。本発明者らは、小断面ビレット連鋳機で製
造した鋳片に存在する鋼中のパウダー系介在物の変形挙
動について調査し以下のことを明らかにした。まず、熱
間の線材圧延工程において、パウダー系介在物は圧延時
に塑性変形し圧延方向に延ばされ介在物の長径（Ｌ）／
短径（Ｄ）の比が大きくなる。しかし、一辺が１３０ｍ
ｍのビレット鋳片で、粒径：５００〜８００μｍを有す
るパウダー系介在物は、直径６ｍｍの線材にまで圧延し
た後も短径が２０〜１００μｍ程度の介在物もあり非常
に大きい。しかも、上記圧延後の粒径はブルーム・分塊
・線材圧延を経たものにくらべて大きい。これは小断面
で鋳造した場合には厚減比が小さい理由によるものであ
る。しかしながら、このように非常に大きなパウダー系
介在物が存在しても、組成によっては冷間での伸線加工
により、図１に示すように、さらに細かく破砕されるこ
とがわかった。
る。まず、Ｌ／Ｄが５超、Ｄが１０以上の介在物につい
て説明する。本発明者らは、小断面ビレット連鋳機で製
造した鋳片に存在する鋼中のパウダー系介在物の変形挙
動について調査し以下のことを明らかにした。まず、熱
間の線材圧延工程において、パウダー系介在物は圧延時
に塑性変形し圧延方向に延ばされ介在物の長径（Ｌ）／
短径（Ｄ）の比が大きくなる。しかし、一辺が１３０ｍ
ｍのビレット鋳片で、粒径：５００〜８００μｍを有す
るパウダー系介在物は、直径６ｍｍの線材にまで圧延し
た後も短径が２０〜１００μｍ程度の介在物もあり非常
に大きい。しかも、上記圧延後の粒径はブルーム・分塊
・線材圧延を経たものにくらべて大きい。これは小断面
で鋳造した場合には厚減比が小さい理由によるものであ
る。しかしながら、このように非常に大きなパウダー系
介在物が存在しても、組成によっては冷間での伸線加工
により、図１に示すように、さらに細かく破砕されるこ
とがわかった。
【０００９】図２は、パウダー系介在物の冷間での伸線
過程における粒径の変化を示している。パウダー系介在
物は非常によく破砕されるために線材径の減少とともに
急激に介在物短径が減少している。従って、パウダー系
介在物は伸線時に細かく破砕されるために、鋼線を直径
０．１５ｍｍにまで伸線してもパウダー系介在物を起点
として線材が断線に至ることはない。
過程における粒径の変化を示している。パウダー系介在
物は非常によく破砕されるために線材径の減少とともに
急激に介在物短径が減少している。従って、パウダー系
介在物は伸線時に細かく破砕されるために、鋼線を直径
０．１５ｍｍにまで伸線してもパウダー系介在物を起点
として線材が断線に至ることはない。
【００１０】次に介在物組成について説明する。このよ
うに、破砕性に富むパウダー系介在物を得るには介在物
組成を適正にすることが重要である。本発明者らは、伸
線加工初期の線材中の介在物を顕微鏡で観察し組成分析
を行った。その結果、介在物の組成がＣａＯ：１０〜４
０％、ＳｉＯ２：３０〜５０％、ＭｎＯ：１〜５％、Ａ
ｌ２Ｏ３：１〜５％、Ｎａ２Ｏ：５〜２０％を含んでい
れば介在物の破砕性がよいことが分った。また、その他
の成分としてフッ素を１０％以下含有することが好まし
く、またＭｇＯ，ＺｒＯ２等の酸化物を含んでもよい。
うに、破砕性に富むパウダー系介在物を得るには介在物
組成を適正にすることが重要である。本発明者らは、伸
線加工初期の線材中の介在物を顕微鏡で観察し組成分析
を行った。その結果、介在物の組成がＣａＯ：１０〜４
０％、ＳｉＯ２：３０〜５０％、ＭｎＯ：１〜５％、Ａ
ｌ２Ｏ３：１〜５％、Ｎａ２Ｏ：５〜２０％を含んでい
れば介在物の破砕性がよいことが分った。また、その他
の成分としてフッ素を１０％以下含有することが好まし
く、またＭｇＯ，ＺｒＯ２等の酸化物を含んでもよい。
【００１１】ここで、この介在物の主成分は、ＣａＯ，
ＳｉＯ２であり、これらの酸化物の濃度を規定する理由
はＣａＯが４０％を超え、またＳｉＯ２が３０％未満に
なると、ＣａＯの硬質な介在物が生成するからである。
一方、ＣａＯが１０％未満、ＳｉＯ２が５０％を超える
と、ＳｉＯ２の硬質介在物が生成するからである。Ｎａ
２Ｏは介在物を低融点化し破砕性を向上するために必須
であり、５％以上２０％以下の範囲で含むことが必要で
ある。ＭｎＯとＡｌ２Ｏ３は少量含まれることにより介
在物が低融点化し破砕性がよくなる。しかし、パウダー
中にＭｎＯ，Ａｌ２Ｏ３を必要以上に添加することは連
続鋳造における操業安定性を悪化させるので上限は５％
である。
ＳｉＯ２であり、これらの酸化物の濃度を規定する理由
はＣａＯが４０％を超え、またＳｉＯ２が３０％未満に
なると、ＣａＯの硬質な介在物が生成するからである。
一方、ＣａＯが１０％未満、ＳｉＯ２が５０％を超える
と、ＳｉＯ２の硬質介在物が生成するからである。Ｎａ
２Ｏは介在物を低融点化し破砕性を向上するために必須
であり、５％以上２０％以下の範囲で含むことが必要で
ある。ＭｎＯとＡｌ２Ｏ３は少量含まれることにより介
在物が低融点化し破砕性がよくなる。しかし、パウダー
中にＭｎＯ，Ａｌ２Ｏ３を必要以上に添加することは連
続鋳造における操業安定性を悪化させるので上限は５％
である。
【００１２】フッ素も介在物を軟質化させるために重要
な役割を担っていると考えられるが、後述する簡便な線
材中の介在物を分析する方法では検出が不可能であるた
め特定の範囲を定めるには至っていない。また、その他
の元素としてはＭｇＯ，ＺｒＯ２が含まれる場合が多
い。これらはＺｒＯ２質の浸漬ノズルの溶損防止に対し
て有効であるため不可避的にパウダー中に含まれる。
な役割を担っていると考えられるが、後述する簡便な線
材中の介在物を分析する方法では検出が不可能であるた
め特定の範囲を定めるには至っていない。また、その他
の元素としてはＭｇＯ，ＺｒＯ２が含まれる場合が多
い。これらはＺｒＯ２質の浸漬ノズルの溶損防止に対し
て有効であるため不可避的にパウダー中に含まれる。
【００１３】次に上記介在物組成の測定方法について述
べる。この介在物は、圧延の加熱炉において複数の相に
変態する場合があるため、以下のように複数の点におい
て分析を行う必要がある。ＳＥＭにおいて鋼材中の介在
物を観察し、ＥＤＸにより１個の非金属介在物中におい
て任意の３点の分析を行う。点分析のビーム系は３μｍ
程度とする。なお、非金属介在物のうち軽元素であるフ
ッ素はこの方法では検出されない。測定後ＺＡＦ法によ
り補正し、バックグラウンドとして存在するＦｅを差し
引いて介在物の組成を求める。
べる。この介在物は、圧延の加熱炉において複数の相に
変態する場合があるため、以下のように複数の点におい
て分析を行う必要がある。ＳＥＭにおいて鋼材中の介在
物を観察し、ＥＤＸにより１個の非金属介在物中におい
て任意の３点の分析を行う。点分析のビーム系は３μｍ
程度とする。なお、非金属介在物のうち軽元素であるフ
ッ素はこの方法では検出されない。測定後ＺＡＦ法によ
り補正し、バックグラウンドとして存在するＦｅを差し
引いて介在物の組成を求める。
【００１４】次に介在物サイズについて説明する。Ｌ／
Ｄが５超であるのは、上述のパウダー巻き込みによる介
在物が熱間での延性にも富むため、熱間圧延時に大きく
延伸するためである。また、Ｄが１０μｍ以上としてい
るのは、パウダー系介在物では巻き込まれたときのもと
もとの粒径が上述のように５００〜８００μｍ程度と大
きいために、熱間加工時の延伸しても線材における介在
物の短径Ｄは１０μｍ以上、３０〜５０μｍ程度となる
ことが多いからである。
Ｄが５超であるのは、上述のパウダー巻き込みによる介
在物が熱間での延性にも富むため、熱間圧延時に大きく
延伸するためである。また、Ｄが１０μｍ以上としてい
るのは、パウダー系介在物では巻き込まれたときのもと
もとの粒径が上述のように５００〜８００μｍ程度と大
きいために、熱間加工時の延伸しても線材における介在
物の短径Ｄは１０μｍ以上、３０〜５０μｍ程度となる
ことが多いからである。
【００１５】次に、Ｌ／Ｄが５以下の介在物組成は特公
平４−８４９９号公報で述べられているものに準じてい
る。すなわち、ＳｉＯ２：２５〜７０％、ＭｎＯ：８〜
３０％、Ａｌ２Ｏ３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以
下、ＭｇＯ：４０％以下、ＴｉＯ２：６％以下でＡｌ２
Ｏ３とＭｇＯのいずれかまたは両方を５％以上含み、さ
らにＣａＯとＴｉＯ２のいずれかまたは両方を２％以上
含む酸化物である。この介在物は溶鋼の脱酸により生成
するものであり、その組成は以下の理由により規定され
る。
平４−８４９９号公報で述べられているものに準じてい
る。すなわち、ＳｉＯ２：２５〜７０％、ＭｎＯ：８〜
３０％、Ａｌ２Ｏ３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以
下、ＭｇＯ：４０％以下、ＴｉＯ２：６％以下でＡｌ２
Ｏ３とＭｇＯのいずれかまたは両方を５％以上含み、さ
らにＣａＯとＴｉＯ２のいずれかまたは両方を２％以上
含む酸化物である。この介在物は溶鋼の脱酸により生成
するものであり、その組成は以下の理由により規定され
る。
【００１６】ＳｉＯ２が２５％未満では軟質な多元系介
在物が得られなくなる。また７０％以上になると硬質な
介在物が発生する。ＭｎＯは８％未満では硬質介在物が
生成しやすい。なお、Ｌ／Ｄ超の介在物ではＭｎＯの濃
度が低くても軟質で破砕性に富む介在物が得られるが、
これは主にＮａ２Ｏ濃度に起因していると考えられる。
Ａｌ２Ｏ３は３５％を超えると硬質介在物が生成するの
で、それ以下である必要がある。またＭｇＯも同様に４
０％を超えると硬質介在物が生成する。ＴｉＯ２は６％
以下の場合に介在物を軟質化する効果がある。
在物が得られなくなる。また７０％以上になると硬質な
介在物が発生する。ＭｎＯは８％未満では硬質介在物が
生成しやすい。なお、Ｌ／Ｄ超の介在物ではＭｎＯの濃
度が低くても軟質で破砕性に富む介在物が得られるが、
これは主にＮａ２Ｏ濃度に起因していると考えられる。
Ａｌ２Ｏ３は３５％を超えると硬質介在物が生成するの
で、それ以下である必要がある。またＭｇＯも同様に４
０％を超えると硬質介在物が生成する。ＴｉＯ２は６％
以下の場合に介在物を軟質化する効果がある。
【００１７】本発明は、以上のように介在物の組成と大
きさを制御することにより伸線性および伸線後の疲労特
性を確保することができた。本発明の鋼成分の規定につ
いて述べる。Ｃは鋼の強化するのに０．６％以上必要で
ある。１．１％を超えると鋼の延性が低下するのでそれ
以下である必要性がある。ＳｉとＭｎは脱酸と介在物組
成制御および鋼を強化するために０．１％以上必要であ
る。また１．５％をこえると鋼が脆化する。
きさを制御することにより伸線性および伸線後の疲労特
性を確保することができた。本発明の鋼成分の規定につ
いて述べる。Ｃは鋼の強化するのに０．６％以上必要で
ある。１．１％を超えると鋼の延性が低下するのでそれ
以下である必要性がある。ＳｉとＭｎは脱酸と介在物組
成制御および鋼を強化するために０．１％以上必要であ
る。また１．５％をこえると鋼が脆化する。
【００１８】
【実施例】本実施例による鋼はＬＤ転炉にて溶製し、受
鋼後の取鍋内溶鋼はＳｉ，Ｍｎで脱酸されたいわゆるキ
ルド鋼である。この溶鋼にスラグ調整を行った後にさら
に複数の合金鉄を添加して脱酸した。上記溶鋼を、タン
ディッシュを介して連続鋳造により鋳造した。鋳片は１
５０ｍｍ角のビレットであり、鋳造速度は３ｍ／ｍｉｎ
であった。中心偏析を抑制するため鋳型内で電磁攪拌し
ながら鋳造した。ビレットは加熱炉を経由して線材圧延
により５．５ｍｍφ線材に製造した。
鋼後の取鍋内溶鋼はＳｉ，Ｍｎで脱酸されたいわゆるキ
ルド鋼である。この溶鋼にスラグ調整を行った後にさら
に複数の合金鉄を添加して脱酸した。上記溶鋼を、タン
ディッシュを介して連続鋳造により鋳造した。鋳片は１
５０ｍｍ角のビレットであり、鋳造速度は３ｍ／ｍｉｎ
であった。中心偏析を抑制するため鋳型内で電磁攪拌し
ながら鋳造した。ビレットは加熱炉を経由して線材圧延
により５．５ｍｍφ線材に製造した。
【００１９】本実施例において、非金属介在物の個数、
大きさ、組成は、５．５ｍｍφの線材の１コイルから
０．５ｍ長さのサンプルを切り出し、さらに任意の１０
箇所から長さ１１ｍｍの小サンプルを切り出した。それ
ぞれ長さ方向の中心を通る断面の顕微鏡調査を行い介在
物の大きさを測定するとともに、介在物の組成を上述の
方法で分析し、その平均組成を求めた。その後、線材を
０．１７５ｍｍφにまで伸線し伸線性を断線指数として
評価した。表１および表２に本発明の実施例を比較例と
共に示す。本発明の実施例１〜５では、伸線過程におい
て断線を起こすことなく良好な製品を得ることができ
た。
大きさ、組成は、５．５ｍｍφの線材の１コイルから
０．５ｍ長さのサンプルを切り出し、さらに任意の１０
箇所から長さ１１ｍｍの小サンプルを切り出した。それ
ぞれ長さ方向の中心を通る断面の顕微鏡調査を行い介在
物の大きさを測定するとともに、介在物の組成を上述の
方法で分析し、その平均組成を求めた。その後、線材を
０．１７５ｍｍφにまで伸線し伸線性を断線指数として
評価した。表１および表２に本発明の実施例を比較例と
共に示す。本発明の実施例１〜５では、伸線過程におい
て断線を起こすことなく良好な製品を得ることができ
た。
【００２０】比較例について説明すると、比較例１で
は、Ｌ／Ｄ≦５の介在物中のＡｌ２Ｏ３濃度が本発明の
範囲よりも高く、そのため硬質な介在物であるＡｌ２Ｏ
３が生成して断線が発生している。比較例２では、Ｌ／
Ｄ≦５の介在物中のＳｉＯ２濃度が著しく高く、硬質な
介在物ＳｉＯ２が生成したため断線指数が高い。従っ
て、Ｌ／Ｄ＞５以上で１０μｍ以上の大きな介在物の組
成が適正にコントロールされていても元々の脱酸生成物
の組成制御ができていないと断線する。
は、Ｌ／Ｄ≦５の介在物中のＡｌ２Ｏ３濃度が本発明の
範囲よりも高く、そのため硬質な介在物であるＡｌ２Ｏ
３が生成して断線が発生している。比較例２では、Ｌ／
Ｄ≦５の介在物中のＳｉＯ２濃度が著しく高く、硬質な
介在物ＳｉＯ２が生成したため断線指数が高い。従っ
て、Ｌ／Ｄ＞５以上で１０μｍ以上の大きな介在物の組
成が適正にコントロールされていても元々の脱酸生成物
の組成制御ができていないと断線する。
【００２１】比較例３，４は、いずれもＬ／Ｄ＞５以上
の介在物のＮａ２Ｏ濃度が本発明の範囲よりも低いため
に、断線が発生している。この場合連続鋳造鋳造用パウ
ダーとしてＮａ２Ｏ含有量の非常に低いものを使用し
た。比較例５はＬ／Ｄ＞５の介在物中のＭｎＯ濃度が本
発明よりも低く、比較例６はＬ／Ｄ＞５の介在物中のＭ
ｎＯおよびＡｌ２Ｏ３濃度が本発明よりも低いため、介
在物が十分に破砕できなかったために断線が起こった。
の介在物のＮａ２Ｏ濃度が本発明の範囲よりも低いため
に、断線が発生している。この場合連続鋳造鋳造用パウ
ダーとしてＮａ２Ｏ含有量の非常に低いものを使用し
た。比較例５はＬ／Ｄ＞５の介在物中のＭｎＯ濃度が本
発明よりも低く、比較例６はＬ／Ｄ＞５の介在物中のＭ
ｎＯおよびＡｌ２Ｏ３濃度が本発明よりも低いため、介
在物が十分に破砕できなかったために断線が起こった。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】本発明により、連鋳機において中心偏析
を抑制するために鋳型内電磁攪拌を印加することで発生
していた連続鋳造用パウダーの巻き込みによる大型介在
物を無害化することが可能となり、線材の伸線時におけ
る断線率が減少し、冷間加工性および疲労特性の優れた
超高張力線、極細線において優れた性能を有する高炭素
鋼線材が得られる。
を抑制するために鋳型内電磁攪拌を印加することで発生
していた連続鋳造用パウダーの巻き込みによる大型介在
物を無害化することが可能となり、線材の伸線時におけ
る断線率が減少し、冷間加工性および疲労特性の優れた
超高張力線、極細線において優れた性能を有する高炭素
鋼線材が得られる。
【図１】伸線加工において破砕したパウダー系介在物を
示す図。
示す図。
【図２】伸線加工における介在物の短径（伸線方向に垂
直な方向）の変化を示す図。
直な方向）の変化を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西田 世紀
千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式
会社君津製鐵所内
(72)発明者 室賀 也康
千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式
会社君津製鐵所内
(72)発明者 工藤 紘一
東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本
製鐵株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 圧延鋼材のＬ断面において検出される非
金属介在物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが
５超で、かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８
０％以上がＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０
％、Ｎａ２Ｏ：５〜２０％であり鋼成分が、質量％で、
Ｃ：０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍ
ｎ：０．１〜１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼
線材。 - 【請求項２】 圧延鋼材のＬ断面において検出される非
金属介在物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが
５超で、かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８
０％以上がＣａＯ：１０〜４０％、ＳｉＯ２：３０〜５
０％、ＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎ
ａ２Ｏ：５〜２０％であり、鋼成分が、質量％で、Ｃ：
０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：
０．１〜１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線
材。 - 【請求項３】 圧延鋼材のＬ断面において検出される非
金属介在物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが
５超で、かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８
０％以上がＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０
％、Ｎａ２Ｏ：５〜２０％含む酸化物であり、Ｌ／Ｄが
５以下である非金属介在物の８０％以上がＳｉＯ２：２
５〜７０％、ＭｎＯ：８〜３０％、ＭｇＯ：４０％以
下、Ａｌ２Ｏ３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、Ｔ
ｉＯ２：６％以下で、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯのいずれかま
たは両方を５％以上含み、さらにＣａＯとＴｉＯ２のい
ずれかまたは両方を２％以上含み、鋼成分が、質量％
で、Ｃ：０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％を含むことを特徴とする高炭素
鋼線材。 - 【請求項４】 圧延鋼材のＬ断面において検出される非
金属介在物のうち長径（Ｌ）と短径（Ｄ）の比Ｌ／Ｄが
５超で、かつＤが１０μｍ以上である非金属介在物の８
０％以上がＣａＯ：１０〜４０％、ＳｉＯ２：３０〜５
０％、ＭｎＯ：１〜５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１０％、Ｎ
ａ２Ｏ：５〜２０％含む酸化物であり、Ｌ／Ｄが５以下
である非金属介在物の８０％以上がＳｉＯ２：２５〜７
０％、ＭｎＯ：８〜３０％、ＭｇＯ：４０％以下、Ａｌ
２Ｏ３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、ＴｉＯ２：
６％以下で、Ａｌ２Ｏ３とＭｇＯのいずれかまたは両方
を５％以上含み、さらにＣａＯとＴｉＯ２のいずれかま
たは両方を２％以上含み、鋼成分が、質量％で、Ｃ：
０．６〜１．１％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：
０．１〜１．５％を含むことを特徴とする高炭素鋼線
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272699A JP4477800B2 (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 高炭素鋼線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272699A JP4477800B2 (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 高炭素鋼線材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003049244A true JP2003049244A (ja) | 2003-02-21 |
| JP4477800B2 JP4477800B2 (ja) | 2010-06-09 |
Family
ID=19098026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001272699A Expired - Fee Related JP4477800B2 (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 高炭素鋼線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4477800B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009215657A (ja) * | 2009-06-24 | 2009-09-24 | Kobe Steel Ltd | 高清浄度ばね用鋼 |
| US8668783B2 (en) | 2005-09-05 | 2014-03-11 | Kobe Steel, Ltd. | Steel wire rod having excellent drawability and fatigue properties, and manufacturing method of the same |
| CN104280413A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-14 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种统计钢中硫化锰夹杂长宽比的方法 |
| CN111485052A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-04 | 青岛特殊钢铁有限公司 | 一种97级超高强度帘线钢的冶炼方法 |
-
2001
- 2001-08-07 JP JP2001272699A patent/JP4477800B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8668783B2 (en) | 2005-09-05 | 2014-03-11 | Kobe Steel, Ltd. | Steel wire rod having excellent drawability and fatigue properties, and manufacturing method of the same |
| JP2009215657A (ja) * | 2009-06-24 | 2009-09-24 | Kobe Steel Ltd | 高清浄度ばね用鋼 |
| CN104280413A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-14 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种统计钢中硫化锰夹杂长宽比的方法 |
| CN111485052A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-04 | 青岛特殊钢铁有限公司 | 一种97级超高强度帘线钢的冶炼方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4477800B2 (ja) | 2010-06-09 |
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