JP2003103304A - Ｎｉ含有条鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニッケルクロムモリブデン鋼、ニッケルクロ
ム鋼等に代表されるＮｉ含有条鋼に発生しやすいスケー
ル疵を容易かつ確実に防止することができるＮｉ含有条
鋼の製造方法の提供を目的とするものである。 【解決手段】 Ｎｉ含有鋼からなるビレットを形成する
前処理工程（ＳＴＰ１）、このビレット表面のスケール
層及びＮｉ濃化層を除去する表層除去工程（ＳＴＰ
２）、ビレットを熱間加工温度に加熱する加熱工程（Ｓ
ＴＰ３）、ビレット表面のスケール層を高圧水ジェット
の噴射により除去するデスケーリング工程（ＳＴＰ４）
及びビレットに対して熱間圧延を施す圧延工程（ＳＴＰ
５）をこの順に有するＮｉ含有条鋼の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケルクロムモ
リブデン鋼（ＳＮＣＭ）、ニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）
等に代表されるＮｉ含有鋼からなる棒鋼、鋼製線材、型
鋼等の条鋼の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】条鋼の製造方法としては、従来、例えば
特開平１０−２６３６０２号公報、特開２０００−４２
６１９公報等に開示される熱間圧延による方法が広く知
られている。かかる条鋼の製造方法は、基本的には前処
理工程、加熱工程、デスケーリング工程、圧延工程から
なる。具体的には、まず精錬、造塊、分塊圧延等の前処
理工程を経てビレット（圧延素材）が形成される。次
に、加熱工程において、形成されたビレットが加熱炉等
によって加熱される。その後、デスケーリング工程にお
いて、ビレット表面に形成されたスケール層が高圧水ジ
ェットの噴射によって除去される。このデスケーリング
工程は、ビレット表面のスケールがその後の圧延工程で
圧延ロールに押え込まれ、製品表面に肌荒れ（以下、ス
ケール疵という）が発生してしまうことを低減してい
る。最後に、圧延工程において、このビレットに多段の
圧延機による熱間圧延が施される。かかる各工程を経る
ことで、細径化かつ長尺化した条鋼が製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｎｉ含
有鋼からなる条鋼を製造する場合、加熱工程及び前処理
工程においてビレット表面に形成されるスケール層の密
着性が高く、デスケーリング工程における高圧水ジェッ
トの噴射では完全にスケール層を除去することが困難で
あることから、残存したスケールによって条鋼表面にス
ケール疵が発生するおそれがある。

【０００４】一方、特開平９−５２１１０号公報には、
スケール層と地金との界面の凹凸を定量化するＬ／Ａな
るパラメータ（Ａ；上記界面の直線長さ、Ｌ；上記界面
の凹凸に沿った曲線長さ）を導入し、加熱工程後にＬ／
Ａが１．４以下となるよう制御することで、デスケーリ
ング工程でのスケール層の除去を容易にし、スケール疵
の発生を低減する方法が開示されている。この方法で
は、使用する鋼材の成分組成や、加熱工程での温度、時
間、雰囲気、加熱パターン等の加熱処理条件を総合的に
制御する必要があるため、温度や時間等の加熱処理条件
が制約され、さらに鋼種によっては他の圧延キズ（例え
ばしわ疵等）が発生してしまうという不都合がある。

【０００５】本発明はこれらの不都合に鑑みてなされた
ものであり、ニッケルクロムモリブデン鋼、ニッケルク
ロム鋼等のＮｉ含有鋼に発生しやすいスケール疵を容易
かつ確実に防止することができるＮｉ含有条鋼の製造方
法の提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らはＮｉ含有条
鋼のスケール疵を低減するために鋼組成、加熱工程にお
ける加熱処理条件、デスケーリング工程における高圧水
ジェットの噴射水圧等を変えてＮｉ含有条鋼の製造実験
を重ね、鋭意検討した結果、デスケーリング工程でのス
ケール層除去の困難性は加熱工程後におけるビレットの
Ｎｉ濃化層に起因し、Ｎｉ濃化層が薄くなるほどデスケ
ーリング工程でのスケール層の除去が容易になることを
見出した。

【０００７】その結果得られた上記課題を解決するため
になされた発明は、（ａ）Ｎｉ含有鋼からなるビレット
を形成する前処理工程と、（ｂ）このビレット表面に形
成されたのスケール層及びＮｉ濃化層を除去する表層除
去工程と、（ｃ）ビレットを熱間加工温度に加熱する加
熱工程と、（ｄ）ビレット表面に形成されたスケール層
を高圧水ジェットの噴射により除去するデスケーリング
工程と、（ｅ）ビレットに対して熱間圧延を施す圧延工
程とをこの順に有するＮｉ含有条鋼の製造方法である。

【０００８】当該Ｎｉ含有条鋼の製造方法によれば、前
処理工程後に行われる表層除去工程によってビレット表
面のスケール層及びＮｉ濃化層を一旦除去することか
ら、その後の加熱工程でビレット表面に形成されるＮｉ
濃化層厚さを低減することができる。そのため、デスケ
ーリング工程において、高圧水ジェットの噴射によるス
ケール層の除去が容易になり、その結果、スケールの残
存によるスケール疵の発生を容易かつ確実に低減するこ
とができる。

【０００９】上記デスケーリング工程直前におけるビレ
ットのＮｉ濃化層厚さを０．２ｍｍ以下とするとよい。
上記表層除去工程でのビレット表面のスケール層及びＮ
ｉ濃化層の除去及び加熱工程での加熱処理条件によって
Ｎｉ濃化層厚さを０．２ｍｍ以下に制御することで、デ
スケーリング工程におけるスケール層の除去の完全性を
促進することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ本発
明の実施の形態を詳説する。図１は本発明の一実施形態
に係るＮｉ含有条鋼の製造方法を実施するための製造設
備を示すブロック図、図２は図１の製造設備によるＮｉ
含有条鋼の製造方法を示すフローチャート、図３は図２
の前処理工程で作製されたニッケルクロムモリブデン鋼
（ＪＩＳ−Ｇ−４１０３に規定するＳＮＣＭ２２０）製
のビレット３０個のスケール層厚さ分布を示すグラフ、
図４はビレットのＮｉ濃化層厚さとデスケーリング工程
後のスケール残存率との関係を示すグラフである。

【００１１】図１のＮｉ含有条鋼の製造設備は、Ｎｉ含
有鋼からなる棒鋼、鋼製線材等の条鋼を製造するための
ものであり、溶解精錬部１、鋳造部２、分塊圧延部３、
表層削除部４、加熱炉５、デスケーリング部６、熱間圧
延部７及び二次加工部１１を製造過程の上流側からこの
順に備えている。

【００１２】上記溶解精錬部１は、目的の組成に調整さ
れたＮｉ含有鋼の溶湯を製造するための電気炉、取鍋、
ＲＨ脱ガス装置等を備えている。鋳造部２は、溶解精錬
部１で得られた溶湯から鋼塊又はブルームＡを製造する
ための鋳造装置又は連続鋳造装置を備えている。分塊圧
延部３は、鋼塊又はブルームＡからビレットＢを製造す
るための分塊圧延装置を備え、その他必要に応じて鋼片
圧延装置又は大形棒鋼圧延装置を備えている。

【００１３】また、表層削除部４は、ビレットＢの表層
を除去するためのピーリング装置、ベルト研磨装置、タ
ーニング装置又はグラインディング装置を備えている。
加熱炉５は、ビレットＢを熱間加工温度にまで加熱する
例えばウォーキングビーム方式等の装置を備えている。

【００１４】さらに、デスケーリング部６は、ビレット
Ｂ表面に形成されたスケール層を除去するための高圧水
ジェット噴射装置を備えている。熱間圧延部７は、ビレ
ットＢに対して熱間圧延を施すための粗列圧延機８、中
間列圧延機９及び仕上列圧延機１０を備え、各圧延機
８、９、１０は多段連続圧延装置を形成している。二次
加工部１１は、条鋼に対して仕上げ加工を施すものであ
り、裁断装置、熱処理装置、矯正装置等を適宜備えてい
る。

【００１５】図２のＮｉ含有条鋼の製造方法は、図１の
製造設備により実施されるものであり、前処理工程（Ｓ
ＴＰ１）、表層除去工程（ＳＴＰ２）、加熱工程（ＳＴ
Ｐ３）、デスケーリング工程（ＳＴＰ４）、圧延工程
（ＳＴＰ５）及び二次加工工程（ＳＴＰ６）をこの順に
有している。

【００１６】前処理工程（ＳＴＰ１）は、Ｎｉ含有鋼か
らなるビレットＢを形成する工程である。この前処理工
程は、詳細には、溶解精錬部１により目的の組成に調整
されたＮｉ含有鋼の溶湯を製造する工程と、鋳造部２に
よりこの溶湯から鋼塊又はブルームＡを製造する工程
と、分塊圧延部３により鋼塊又はブルームＡからビレッ
トＢを製造する工程とからなる。このビレットＢは、後
述する圧延工程に好適な形状、一般的には円柱状に形成
されている。

【００１７】表層除去工程（ＳＴＰ２）は、ビレットＢ
の表面に形成されたスケール層及びＮｉ濃化層を表層削
除部４により除去する工程である。この表層除去工程に
おいて、ビレットＢの表層を除去する手段としては、特
に限定されるものではなく、例えばピーリング、ベルト
研磨（その表面に砥粒を備えたベルトによる研磨）、タ
ーニング、グラインディング等の手段が用いられる。こ
の表層除去工程により一旦スケール層及びＮｉ濃化層を
除去することで、後の加熱工程でビレットＢに形成され
るＮｉ濃化層を低減することができる。

【００１８】この表層除去工程において、除去する表層
の厚さとしては１ｍｍ以上が好ましい。図３に示すよう
にビレットＢのスケール層厚さは１ｍｍ未満であり、こ
のスケール層にＮｉ濃化層を加えた厚さの最大値が１ｍ
ｍであることから、このようにビレットＢの表層を厚さ
１ｍｍ以上除去することでスケール層及びＮｉ濃化層を
ほぼ完全に除去することができる。

【００１９】加熱工程（ＳＴＰ３）は、上記表層削除部
４から搬送された加熱炉５内において、ビレットＢを熱
間加工温度に加熱する工程である。この加熱工程におけ
る加熱手段としては、ビレットＢを熱間加工温度に加熱
できれば特に限定されるものではないが、多数のビレッ
トＢを連続的に加熱することができるウォーキングビー
ム方式が好ましい。

【００２０】デスケーリング工程（ＳＴＰ４）は、デス
ケーリング部６において高圧水ジェットをビレットＢ表
面に噴射することで、上記加熱工程で生じたビレットＢ
表面のスケール層を除去する工程である。上記表層除去
工程でのスケール層及びＮｉ濃化層の除去によって加熱
工程でビレットＢ表面に形成されるＮｉ濃化層が低減さ
れていることから、このデスケーリング工程でのスケー
ル層除去の容易性及び完全性が促進される。

【００２１】このデスケーリング工程における高圧水ジ
ェットの噴射水圧としては、８ＭＰａ以上２０ＭＰａ以
下が好ましく、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が特に好
ましい。これは、高圧水ジェットの噴射水圧が上記範囲
より小さいと、スケール層を除去する能力が小さく、ス
ケールの残存により圧延工程後の条鋼にスケール疵が発
生するおそれがあることからであり、逆に、高圧水ジェ
ットの噴射水圧が上記範囲を超えると、高圧水ジェット
による水冷作用が高まる結果、昇温したビレットＢの温
度低下を招来し、その後の圧延工程においてしわ疵等が
発生するおそれがあることからである。

【００２２】圧延工程（ＳＴＰ５）は、上記熱間圧延部
７に備える粗列圧延機８、中間列圧延機９及び仕上列圧
延機１０によってビレットＢに対して熱間圧延を順次施
す工程である。この圧延工程における多段の熱間圧延に
よって、ビレットＢが段階的に細径化かつ長尺化し、条
鋼に形成される。上記デスケーリング工程でビレットＢ
表面のスケール層がほぼ完全に除去されていることか
ら、この圧延工程において条鋼表面のスケール疵を防止
することができる。

【００２３】二次加工工程（ＳＴＰ６）は、上記圧延工
程で得られた条鋼に対し、二次加工部１１により仕上げ
加工を施す工程である。具体的には、所定寸法への裁
断、矯正、熱処理、巻取り等が当該二次加工工程に属す
る。

【００２４】当該Ｎｉ含有条鋼の製造方法によれば、上
記各工程を経ることでスケール疵が格段に低減されたＮ
ｉ含有条鋼を製造することができる。このＮｉ含有条鋼
のスケール疵をより完全に防止するためにはデスケーリ
ング工程直前（つまり、加熱工程後）におけるビレット
ＢのＮｉ濃化層厚さが０．２ｍｍ以下となるよう加熱工
程の加熱条件を制御するとよい。ビレットＢのＮｉ濃化
層厚さとデスケーリング工程でのスケール層の剥離性と
の関係は、図４に示すように、Ｎｉ濃化層厚さが０．２
ｍｍで急激に変化し、０．２ｍｍを超えるとスケール層
の残存率が上昇する。従って、このようにＮｉ濃化層厚
さを０．２ｍｍ以下とすることで、デスケーリング工程
におけるスケール層の除去の完全性を促進することがで
きる。

【００２５】上記加熱工程におけるビレットＢの加熱温
度としては、９５０℃以上１１５０℃以下が好ましく、
１０６０℃以上１１５０℃以下が特に好ましい。これ
は、ビレットＢの加熱温度が上記範囲より小さいと、圧
延工程における圧延時にしわ疵の発生等の悪影響を及ぼ
すおそれがあり、逆に、ビレットＢの加熱温度が上記範
囲を超えると、表層除去工程で一旦スケール層及びＮｉ
濃化層を除去したビレットＢであってもＮｉ濃化層厚さ
が０．２ｍｍを超え、デスケーリング工程でのスケール
層の剥離性が低下してしまうことからである。

【００２６】なお、本発明のＮｉ含有条鋼の製造方法は
上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、圧延
工程のみで条鋼の製造が可能であれば二次加工工程は必
ずしも必要でなく、ビレットＢの素材が入手できれば前
処理工程の溶解精錬工程や鋳造工程は不要である。

【００２７】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、
この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈され
るべきではない。

【００２８】［実施例１］まず溶解、精錬、鋳造、分塊
圧延等によりビレットを作製し（前処理工程）、このビ
レットの表層（厚さ１．５ｍｍ）をピーリングにより切
削除去し（表層除去工程）、表層が除去されたビレット
を加熱炉内において１１００℃で６０分間加熱し（加熱
工程）、加熱したビレット表面にデスケーリング部によ
って噴射水圧が２０ＭＰａの高圧水ジェットを噴射し
（デスケーリング工程）、最後このビレットに熱間圧延
部により熱間圧延を施すことで（圧延工程）、ＳＮＣＭ
２２０に規定される実施例１のＮｉ含有条鋼を得た。

【００２９】［実施例２］デスケーリング部による高圧
水ジェットの噴射水圧を８ＭＰａとした以外は上記実施
例１と同様にして実施例２のＮｉ含有条鋼を得た。

【００３０】［実施例３］加熱炉における加熱温度を９
４０℃とした以外は上記実施例１と同様にして実施例３
のＮｉ含有条鋼を得た。

【００３１】［実施例４］加熱炉における加熱温度を１
１６０℃とした以外は上記実施例１と同様にして実施例
４のＮｉ含有条鋼を得た。

【００３２】［比較例］ビレットの表層の除去（表層除
去工程）を行わない以外は上記実施例１と同様にして比
較例のＮｉ含有条鋼を得た。

【００３３】［特性の評価］上記実施例１〜４のＮｉ含
有条鋼及び比較例のＮｉ含有条鋼を用い、これらのＮｉ
含有条鋼の表面性状を検査し、スケール疵やしわ疵等の
表面欠陥がない場合を○、上記表面欠陥が少し発生して
いる場合を△、上記表面欠陥が明らかに発生している場
合を×として評価した。また、これらのＮｉ含有条鋼の
製造過程において、加熱工程後のビレットのＮｉ濃化層
厚さを測定した。その結果を下記表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記表１に示すように、比較例のＮｉ含有
条鋼と比較して、実施例１〜４のＮｉ含有条鋼は、表層
除去工程により一旦スケール層及びＮｉ濃化層が除去さ
れているため、加熱工程後のビレットのＮｉ濃化層厚さ
が小さく、その結果、デスケーリング工程でのスケール
層の剥離性が良好になり、スケールの残存に起因するス
ケール疵の発生が防止又は低減されている。

【００３６】また、実施例２のＮｉ含有条鋼は、デスケ
ーリング工程における高圧水ジェットの噴射水圧が８Ｍ
Ｐａと比較的低いため、スケール層の剥離性が若干低下
し、問題ない程度ではあるがスケール疵が少し発生して
いる。さらに、実施例３のＮｉ含有条鋼は、加熱工程に
おける加熱温度が９４０℃と比較的低温であることか
ら、圧延工程においてしわ疵が少し発生している。逆
に、加熱炉における加熱温度が１１６０℃と比較的高い
実施例４のＮｉ含有条鋼は、表層除去工程で一旦は除去
したＮｉ濃化層の厚さが０．２ｍｍ以上となり、その結
果、スケール層の剥離性が若干低下し、スケール疵が少
し発生している。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、表層除去工程を有することでデスケーリング
工程でのスケール層の剥離性を高め、ニッケルクロムモ
リブデン鋼、ニッケルクロム鋼等に代表されるＮｉ含有
条鋼に発生しやすいスケール疵の発生を容易かつ確実に
防止又は低減することができる。従って、このＮｉ含有
条鋼の製造方法により歩留まりが向上し、また、Ｎｉ含
有条鋼の品質が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＮｉ含有条
鋼の製造方法を実施するための製造設備を示すブロック
図である。

【図２】図２は、図１の製造設備によるＮｉ含有条鋼の
製造方法を示すフローチャートである。

【図３】図３は、図２の前処理工程で作製されたビレッ
ト（３０個）のスケール層厚さの分布を示すグラフであ
る。

【図４】図４は、ビレットのＮｉ濃化層厚さとデスケー
リング工程後のスケール残存率との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１・・・溶解精錬部 ２・・・鋳造部 ３・・・分塊圧延部 ４・・・表層削除部 ５・・・加熱炉 ６・・・デスケーリング部 ７・・・熱間圧延部 ８・・・粗列圧延機 ９・・・中間列圧延機 １０・・・仕上列圧延機 １１・・・二次加工部 ＳＴＰ１・・・前処理工程 ＳＴＰ２・・・表層除去工程 ＳＴＰ３・・・加熱工程 ＳＴＰ４・・・デスケーリング工程 ＳＴＰ５・・・圧延工程 ＳＴＰ６・・・二次加工工程

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉ含有鋼からなるビレットを形成する
   前処理工程と、 このビレット表面に形成されたのスケール層及びＮｉ濃
   化層を除去する表層除去工程と、 ビレットを熱間加工温度に加熱する加熱工程と、 ビレット表面に形成されたスケール層を高圧水ジェット
   の噴射により除去するデスケーリング工程と、 ビレットに対して熱間圧延を施す圧延工程とをこの順に
   有するＮｉ含有条鋼の製造方法。
2. 【請求項２】 上記デスケーリング工程直前におけるビ
   レットのＮｉ濃化層厚さが０．２ｍｍ以下である請求項
   １に記載のＮｉ含有条鋼の製造方法。