JP2004244680A - スケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】質量%で、C:0.01〜0.2%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜1.5%、P≦0.1%、S≦0.1%、Al:0.001〜0.10%を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋳片を1170℃以上に再加熱し、粗圧延及びデスケーリングを行った後、仕上げ圧延開始まで880℃以上で1秒間以上保持し、次に880℃以上で仕上げ圧延を開始し、800℃〜880℃の温度域で仕上げ圧延を終了し、次に10℃/秒以上で冷却し、巻き取りを行うことにより、鋼板地鉄表面の粗度を表面粗さ(Ra)で0.5μm以上、1インチ当たりの山数(PPI)を250以上、スケール平均厚みを10μm以下に制御する。
【選択図】 なし
【解決手段】質量%で、C:0.01〜0.2%、Si:0.1〜1.0%、Mn:0.1〜1.5%、P≦0.1%、S≦0.1%、Al:0.001〜0.10%を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋳片を1170℃以上に再加熱し、粗圧延及びデスケーリングを行った後、仕上げ圧延開始まで880℃以上で1秒間以上保持し、次に880℃以上で仕上げ圧延を開始し、800℃〜880℃の温度域で仕上げ圧延を終了し、次に10℃/秒以上で冷却し、巻き取りを行うことにより、鋼板地鉄表面の粗度を表面粗さ(Ra)で0.5μm以上、1インチ当たりの山数(PPI)を250以上、スケール平均厚みを10μm以下に制御する。
【選択図】 なし
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建築用材料等に用いられるスケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱延鋼板は、熱間圧延により製造された後は、鋼板表層に主としてマグネタイト(Fe3O4)、ヘマタイト(Fe2O3)、ウスタイト(FeO)からなるスケール層が付着している。通常、スケール層は酸洗処理により除去して用いられるが、建築用材料等の一部の用途においては、スケールが付着したままで曲げ等の成形加工が施され用いられる。
その場合、成形工程において、スケールが剥がれると、成形後の製品の外観を劣化させる。また、剥がれたスケールが粉塵となるため、労働環境を劣化させる。このため、成形によってもスケールが剥離しない鋼板が望まれている。
スケール密着性に関しては、ウスタイトと地鉄の界面にマグネタイトを生成させた場合に良好となることが示されている(例えば、非特許文献1参照)。この理由は地鉄とウスタイトの界面から生成したマグネタイト層は地鉄との整合性が良好であるためと推定されている。この原理の基づいて、地鉄−ウスタイト界面からマグネタイトを生成させる方法が提示されている(例えば特許文献1参照)。しかし、この原理に基づいた方法は、巻き取り温度の制御が必要であり、歩留り、生産性の劣化を招くため、好ましくない。
【0003】
【非特許文献1】日本鉄鋼協会第136回秋期講演大会講演論文集(「材料とプロセス−材料の組織と特性」、P1087
【特許文献1】特開昭63−111125号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、スケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【0005】
【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、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
発明1は、 質量%で、
C :0.01〜0.2%、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.1〜1.5%、
P ≦0.1%、
S ≦0.1%、
Al:0.001〜0.10%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
鋼板地鉄表面の粗度が表面粗さ(Ra)で0.5μm以上であり、1インチ当たりの山数(PPI)で250以上であり、スケール平均厚みが10μm以下であることを特徴とする、スケール密着性に優れた熱延鋼板である。
発明2は、質量%で、
Cr:0.1〜1.5%、
Ni:0.1〜1.5%、
Mo:0.1〜1.5%、
Cu:0.1〜1.5%の内1種または2種以上を含むことを特徴とする発明1に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板である。
方法3は、質量%で、
Nb:0.01〜0.05%、
Ti:0.01〜0.1%の内1種または2種を含むことを特徴とする発明1または発明2に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板である。
発明3は、 前記方法1〜3に記載の成分からなる鋳片を1170℃以上に再加熱し、粗圧延およびデスケーリングを行った後、仕上げ圧延開始まで880℃以上で1秒間以上保持し、次に880℃以上で仕上げ圧延を開始し、800℃〜880℃の温度域で仕上げ圧延を終了し、次に10℃/秒以上で冷却し、巻き取りを行うことを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】
熱延鋼板のスケール密着性を改善するため、本発明者らは、熱延鋼板(板厚=3.0mm)のスケール密着性の支配要因について検討した。そして、スケール密着性は、スケール平均厚み、鋼板表面の粗さ(平均粗さRa、1インチ当たりの山数PPI)に関係することを見いだした。即ち、スケール平均厚みが薄く、また、表面粗度が粗く(Raが大きい)、かつ鋼板地鉄表面のPPI(鋼板地鉄表面の単位長さ当たりの山数)が大きいほどスケール剥離性が良好となることが分かった。
【0007】
図1は、諸々の表面粗度(Ra)にて、スケール平均厚みを変えスケール剥離性測定を行った結果である。スケール剥離性試験は、曲げ半径=板厚×2の条件で90度曲げ試験を行い、鋼板の曲げ外側でのスケールの剥離程度によって評点0〜2として評価した。評点0はまったくスケール剥離が見られなかった水準であり、評点1はスケールの若干の剥離が見られたもの(剥離部面積率<10%)、評点2は面積率で10%以上のスケールが剥離している水準である。本図から、PPI>250の場合、スケール平均厚みが10μm以下、かつ、鋼板表面粗度(Ra)が0.5μm以上の場合、スケール密着性が安定して良好(評点0)であることが分かる。また、PPI<250の場合には、スケール平均厚みが10μm以下、かつ、鋼板表面粗度(Ra)が0.5μm以上の場合でもスケール密着性は良好ではないことも分かる。
以上から、十分なスケール密着性を得るには、Ra≧0.5μm、PPI≧250、スケール平均厚み≦10μmが必要であることを知見した。但し、Raは好ましくは3.0μm未満とした方がよい。これは、3.0μm以上の場合、成形段階において表面粗度の凹凸による切り欠き効果が現れ破断を起こしやすくなることが懸念されるためである。
尚、ここで用いられた鋼板のスケール層は、実験室の熱処理により得られたものであるが、80%以上がマグネタイト(Fe3O4)からなるものである。
また、ここで、Ra、PPIの値はJISB6061に準拠し求めた値である。Raを求める際のカットオフ値は0.8μmとした。また、PPIはカウントレベルを0.5μmとし、「+−方式」で求めた。
【0008】
次に、本発明の鋼板の組成について説明する。
Cは、強化元素のために必要な元素であるが、過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、上限を0.2%とする。下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができるが、極度にC量を低減するとコストを著しく増加させるので、0.01%以上であることが好ましい。
Siも、強化元素として必要な元素であるが、過多にあると強度を上昇させ加工性を損なうため、鋼の加工性を良好に保つために上限を1.0%とする。下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。Siには鋼板表面粗度を粗くする効果もあり、低減しすぎると、粗度が小さくなるので下限は0.1%ととする。
Mnは、強化元素として必要な元素である。過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、上限を1.5%とする。下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。しかし、極度にMn量を低減するとコストの増加要因となるため、0.1%以上であることが好ましい。
Pは不純物であり、その含有量が増加すると延性低下の原因になるとともに粒界脆化の起因となるため、極力減らした方がよく、極度の延性低下・粒界脆化を回避するために上限を0.1%とする。
【0009】
Sは、不純物であり、MnSの生成により、延性に悪影響を及ぼすので、上限を0.1%とする。
Alは、脱酸元素として鋼中の介在物を低減するために必要であり、過度に少ない場合は脱酸が不十分となるので下限を0.001%とする。しかし、過多にあるとコスト増加を招くので上限を0.1%とする。
Cr、Ni、Mo、Cuは強化元素として最低1種以上の添加が好ましい。その効果を得るためにはCrは0.1%以上、Niは0.1%以上、Moは0.1%以上必要である。しかし、過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、それぞれの元素の含有量の上限を1.5%とする。
また、Nb、Tiは強度確保のため最低1種以上の添加が好ましい。その効果を得るためにはNbは0.01%以上、Tiは0.01%以上必要である。しかし、過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、それぞれNbは0.05%,Tiは0.1%を上限とする。
【0010】
次に、鋼板地鉄の表面粗さ(Ra)を所定のものとする製造方法について説明する。C=0.09%、Si=0.12%、Mn=0.95%、P=0.01%、S=0.003%、Al=0.015%の組成の鋼を用い、種々の熱延条件にて熱延を行い、巻き取り温度を600℃として熱延鋼板(板厚=2.6mm)の試作試験を行った結果に基づいて説明する。
図2は鋳片の再加熱温度を1200℃とし、仕上げ圧延開始温度を900℃、仕上げ圧延終了温度を820℃の場合の、粗圧延と仕上げ圧延の間でデスケーリングを行い、最終デスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間(以下「tdf」と称す)と表面粗さ(Ra)の関係である。これより、Ra>0.5μmとするには仕上げ圧延前の最後のデスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間が1秒以上とする必要があることが分かる。tdfが長いほどRaが大きいのは、デスケーリング〜仕上げ圧延開始までの間に生成したスケールに十分な厚みがある場合に、そのスケールが仕上げ圧延時に噛み込まれて鋼板表面の粗度を粗くするためと考えられる。仕上げ圧延前のデスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間の上限は特に定めないが、圧延開始温度の過度の低下を防ぐ観点からは、5秒以下であることが好ましい。
【0011】
図3は、tdf=1.1秒、仕上げ圧延終了温度=820〜850℃の場合の仕上げ圧延開始温度と表面粗さ(Ra)の関係である。図示するようにRa>0.5μmとするには仕上げ圧延開始温度は880℃以上とする必要がある。これは、仕上げ圧延開始温度が880℃より低い場合、仕上げ圧延開始前の保持段階で十分にスケールが生成しないためと考えられる。
図4はtdf=1.1秒、仕上げ圧延開始温度=880〜1000℃の場合の仕上げ圧延終了温度と表面粗さ(Ra)の関係である。仕上げ圧延終了温度が低いほど表面粗さは大きくなり、表面粗さ(Ra)を0.5μm以上とするためには仕上げ圧延終了温度を880℃以下とする必要がある。これは仕上げ圧延終了温度が低いほど表面粗さが大きくなるのは、仕上げ圧延温度が低いほどスケールが塑性を失い、圧延中により異物として鋼板表面へ押し込まれるためと考えられる。仕上げ圧延温度の下限は800℃とする。これは、これより低温の場合、Ar3変態点以下となるため、製造された熱延鋼板に粗大粒が発生し成形性が劣化するためである。
【0012】
また、仕上げ圧延終了後の冷却速度は、10℃/秒以上とする必要がある。これはこれより冷却速度が小さい場合、スケールが厚くなりすぎるためである。
また、PPI>250とするためには、組成制御と加熱温度制御が必要であり、Siを0.1%以上添加した上で、更に加熱温度を1170℃以上とする必要がある。これは、Si添加鋼は高温で酸化されるとSi酸化物を含む低融点の液相スケールを生成し、その場合に地鉄の形状により局所的に酸化反応が加速される箇所が現れ、地鉄の凹凸が発達するためであろうと推定される。尚、ここで加熱温度は炉内の最高温度である。加熱温度の上限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができるが、省エネルギー・製造コストの低減のためには1250℃以下とすることが好ましい。
以上の条件を満たした上で仕上げ圧延終了後、巻き取りを行うことによりスケール密着性の良好な鋼板を製造することができる。巻き取り温度は好ましくは400℃以上とした方がよい。これは、この場合に、スケール組成が初期に生成したウスタイトからマグネタイトととなる割合が増え、よりスケール密着性が良好となるためである。
スケール密着性は、本発明の地鉄表面粗度、スケール平均厚みが得られれば、スケールの組成、分率とは関係なく、良好となる。
【0013】
【実施例】
次に、本発明により、良好な成形性を得た例について説明する。
表1に示す組成の鋳片を同じく表1に示す熱延条件にて製造した熱延鋼板のスケール密着性を表2に示す。スケール密着性は前述と同様の方法にて測定した。前述の評価指標で評点0を「良」としており、評点1、2を「劣」としている。
鋼A、B、C、D、E、F、Gは本発明の要件を満たしており、良好なスケール密着性が得られている。
一方鋼H、I、J、K、L、Mは比較例であり、鋼Hでは、仕上げ圧延開始温度が低すぎるため、仕上げ圧延開始前のスケール生成量が少なく、鋼板表面粗さ(Ra)が小さい。このため、スケール密着性は良好ではない。
【0014】
鋼Iでは、最終デスケーリングから仕上げ圧延開始の間の保持時間が短すぎるため、同じく仕上げ圧延開始前のスケール生成量が少なく、鋼板表面粗さ(Ra)が小さい。このため、スケール密着性は良好ではない。
鋼Jでは、仕上げ圧延終了温度が高すぎるため鋼板表面粗さ(Ra)が小さく、スケール密着性は良好ではない。
鋼Kでは、加熱温度が低すぎるため、表面の1インチ当たりの山数(PPI)が不十分であり、スケール密着性が良好でない。
鋼Lでは、冷却速度が小さいため、スケール厚みが大きすぎ、スケール密着性が良好でない。
鋼Kは、Si量が小さいため、表面の1インチ当たりの山数(PPI)が不十分であり、スケール密着性が良好でない。
【表1】
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、スケール密着性に優れた熱延鋼板および製造方法を提供することができ、自動車軽量化および燃費低減に大きく貢献するなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼板の表面粗度(表面粗さ)とスケール密着性の関係を示す図である。
【図2】熱間圧延工程における最終のデスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間と鋼板表面粗度(表面粗さ)の関係を示す図である。
【図3】仕上げ圧延開始温度と鋼板表面粗度(表面粗さ)の関係を示す図である。
【図4】仕上げ圧延終了温度と鋼板表面粗度(表面粗さ)の関係を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として建築用材料等に用いられるスケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
熱延鋼板は、熱間圧延により製造された後は、鋼板表層に主としてマグネタイト(Fe3O4)、ヘマタイト(Fe2O3)、ウスタイト(FeO)からなるスケール層が付着している。通常、スケール層は酸洗処理により除去して用いられるが、建築用材料等の一部の用途においては、スケールが付着したままで曲げ等の成形加工が施され用いられる。
その場合、成形工程において、スケールが剥がれると、成形後の製品の外観を劣化させる。また、剥がれたスケールが粉塵となるため、労働環境を劣化させる。このため、成形によってもスケールが剥離しない鋼板が望まれている。
スケール密着性に関しては、ウスタイトと地鉄の界面にマグネタイトを生成させた場合に良好となることが示されている(例えば、非特許文献1参照)。この理由は地鉄とウスタイトの界面から生成したマグネタイト層は地鉄との整合性が良好であるためと推定されている。この原理の基づいて、地鉄−ウスタイト界面からマグネタイトを生成させる方法が提示されている(例えば特許文献1参照)。しかし、この原理に基づいた方法は、巻き取り温度の制御が必要であり、歩留り、生産性の劣化を招くため、好ましくない。
【0003】
【非特許文献1】日本鉄鋼協会第136回秋期講演大会講演論文集(「材料とプロセス−材料の組織と特性」、P1087
【特許文献1】特開昭63−111125号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、スケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【0005】
【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、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
発明1は、 質量%で、
C :0.01〜0.2%、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.1〜1.5%、
P ≦0.1%、
S ≦0.1%、
Al:0.001〜0.10%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
鋼板地鉄表面の粗度が表面粗さ(Ra)で0.5μm以上であり、1インチ当たりの山数(PPI)で250以上であり、スケール平均厚みが10μm以下であることを特徴とする、スケール密着性に優れた熱延鋼板である。
発明2は、質量%で、
Cr:0.1〜1.5%、
Ni:0.1〜1.5%、
Mo:0.1〜1.5%、
Cu:0.1〜1.5%の内1種または2種以上を含むことを特徴とする発明1に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板である。
方法3は、質量%で、
Nb:0.01〜0.05%、
Ti:0.01〜0.1%の内1種または2種を含むことを特徴とする発明1または発明2に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板である。
発明3は、 前記方法1〜3に記載の成分からなる鋳片を1170℃以上に再加熱し、粗圧延およびデスケーリングを行った後、仕上げ圧延開始まで880℃以上で1秒間以上保持し、次に880℃以上で仕上げ圧延を開始し、800℃〜880℃の温度域で仕上げ圧延を終了し、次に10℃/秒以上で冷却し、巻き取りを行うことを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】
熱延鋼板のスケール密着性を改善するため、本発明者らは、熱延鋼板(板厚=3.0mm)のスケール密着性の支配要因について検討した。そして、スケール密着性は、スケール平均厚み、鋼板表面の粗さ(平均粗さRa、1インチ当たりの山数PPI)に関係することを見いだした。即ち、スケール平均厚みが薄く、また、表面粗度が粗く(Raが大きい)、かつ鋼板地鉄表面のPPI(鋼板地鉄表面の単位長さ当たりの山数)が大きいほどスケール剥離性が良好となることが分かった。
【0007】
図1は、諸々の表面粗度(Ra)にて、スケール平均厚みを変えスケール剥離性測定を行った結果である。スケール剥離性試験は、曲げ半径=板厚×2の条件で90度曲げ試験を行い、鋼板の曲げ外側でのスケールの剥離程度によって評点0〜2として評価した。評点0はまったくスケール剥離が見られなかった水準であり、評点1はスケールの若干の剥離が見られたもの(剥離部面積率<10%)、評点2は面積率で10%以上のスケールが剥離している水準である。本図から、PPI>250の場合、スケール平均厚みが10μm以下、かつ、鋼板表面粗度(Ra)が0.5μm以上の場合、スケール密着性が安定して良好(評点0)であることが分かる。また、PPI<250の場合には、スケール平均厚みが10μm以下、かつ、鋼板表面粗度(Ra)が0.5μm以上の場合でもスケール密着性は良好ではないことも分かる。
以上から、十分なスケール密着性を得るには、Ra≧0.5μm、PPI≧250、スケール平均厚み≦10μmが必要であることを知見した。但し、Raは好ましくは3.0μm未満とした方がよい。これは、3.0μm以上の場合、成形段階において表面粗度の凹凸による切り欠き効果が現れ破断を起こしやすくなることが懸念されるためである。
尚、ここで用いられた鋼板のスケール層は、実験室の熱処理により得られたものであるが、80%以上がマグネタイト(Fe3O4)からなるものである。
また、ここで、Ra、PPIの値はJISB6061に準拠し求めた値である。Raを求める際のカットオフ値は0.8μmとした。また、PPIはカウントレベルを0.5μmとし、「+−方式」で求めた。
【0008】
次に、本発明の鋼板の組成について説明する。
Cは、強化元素のために必要な元素であるが、過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、上限を0.2%とする。下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができるが、極度にC量を低減するとコストを著しく増加させるので、0.01%以上であることが好ましい。
Siも、強化元素として必要な元素であるが、過多にあると強度を上昇させ加工性を損なうため、鋼の加工性を良好に保つために上限を1.0%とする。下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。Siには鋼板表面粗度を粗くする効果もあり、低減しすぎると、粗度が小さくなるので下限は0.1%ととする。
Mnは、強化元素として必要な元素である。過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、上限を1.5%とする。下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。しかし、極度にMn量を低減するとコストの増加要因となるため、0.1%以上であることが好ましい。
Pは不純物であり、その含有量が増加すると延性低下の原因になるとともに粒界脆化の起因となるため、極力減らした方がよく、極度の延性低下・粒界脆化を回避するために上限を0.1%とする。
【0009】
Sは、不純物であり、MnSの生成により、延性に悪影響を及ぼすので、上限を0.1%とする。
Alは、脱酸元素として鋼中の介在物を低減するために必要であり、過度に少ない場合は脱酸が不十分となるので下限を0.001%とする。しかし、過多にあるとコスト増加を招くので上限を0.1%とする。
Cr、Ni、Mo、Cuは強化元素として最低1種以上の添加が好ましい。その効果を得るためにはCrは0.1%以上、Niは0.1%以上、Moは0.1%以上必要である。しかし、過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、それぞれの元素の含有量の上限を1.5%とする。
また、Nb、Tiは強度確保のため最低1種以上の添加が好ましい。その効果を得るためにはNbは0.01%以上、Tiは0.01%以上必要である。しかし、過度の添加は鋼の加工性を劣化させるので、それぞれNbは0.05%,Tiは0.1%を上限とする。
【0010】
次に、鋼板地鉄の表面粗さ(Ra)を所定のものとする製造方法について説明する。C=0.09%、Si=0.12%、Mn=0.95%、P=0.01%、S=0.003%、Al=0.015%の組成の鋼を用い、種々の熱延条件にて熱延を行い、巻き取り温度を600℃として熱延鋼板(板厚=2.6mm)の試作試験を行った結果に基づいて説明する。
図2は鋳片の再加熱温度を1200℃とし、仕上げ圧延開始温度を900℃、仕上げ圧延終了温度を820℃の場合の、粗圧延と仕上げ圧延の間でデスケーリングを行い、最終デスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間(以下「tdf」と称す)と表面粗さ(Ra)の関係である。これより、Ra>0.5μmとするには仕上げ圧延前の最後のデスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間が1秒以上とする必要があることが分かる。tdfが長いほどRaが大きいのは、デスケーリング〜仕上げ圧延開始までの間に生成したスケールに十分な厚みがある場合に、そのスケールが仕上げ圧延時に噛み込まれて鋼板表面の粗度を粗くするためと考えられる。仕上げ圧延前のデスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間の上限は特に定めないが、圧延開始温度の過度の低下を防ぐ観点からは、5秒以下であることが好ましい。
【0011】
図3は、tdf=1.1秒、仕上げ圧延終了温度=820〜850℃の場合の仕上げ圧延開始温度と表面粗さ(Ra)の関係である。図示するようにRa>0.5μmとするには仕上げ圧延開始温度は880℃以上とする必要がある。これは、仕上げ圧延開始温度が880℃より低い場合、仕上げ圧延開始前の保持段階で十分にスケールが生成しないためと考えられる。
図4はtdf=1.1秒、仕上げ圧延開始温度=880〜1000℃の場合の仕上げ圧延終了温度と表面粗さ(Ra)の関係である。仕上げ圧延終了温度が低いほど表面粗さは大きくなり、表面粗さ(Ra)を0.5μm以上とするためには仕上げ圧延終了温度を880℃以下とする必要がある。これは仕上げ圧延終了温度が低いほど表面粗さが大きくなるのは、仕上げ圧延温度が低いほどスケールが塑性を失い、圧延中により異物として鋼板表面へ押し込まれるためと考えられる。仕上げ圧延温度の下限は800℃とする。これは、これより低温の場合、Ar3変態点以下となるため、製造された熱延鋼板に粗大粒が発生し成形性が劣化するためである。
【0012】
また、仕上げ圧延終了後の冷却速度は、10℃/秒以上とする必要がある。これはこれより冷却速度が小さい場合、スケールが厚くなりすぎるためである。
また、PPI>250とするためには、組成制御と加熱温度制御が必要であり、Siを0.1%以上添加した上で、更に加熱温度を1170℃以上とする必要がある。これは、Si添加鋼は高温で酸化されるとSi酸化物を含む低融点の液相スケールを生成し、その場合に地鉄の形状により局所的に酸化反応が加速される箇所が現れ、地鉄の凹凸が発達するためであろうと推定される。尚、ここで加熱温度は炉内の最高温度である。加熱温度の上限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができるが、省エネルギー・製造コストの低減のためには1250℃以下とすることが好ましい。
以上の条件を満たした上で仕上げ圧延終了後、巻き取りを行うことによりスケール密着性の良好な鋼板を製造することができる。巻き取り温度は好ましくは400℃以上とした方がよい。これは、この場合に、スケール組成が初期に生成したウスタイトからマグネタイトととなる割合が増え、よりスケール密着性が良好となるためである。
スケール密着性は、本発明の地鉄表面粗度、スケール平均厚みが得られれば、スケールの組成、分率とは関係なく、良好となる。
【0013】
【実施例】
次に、本発明により、良好な成形性を得た例について説明する。
表1に示す組成の鋳片を同じく表1に示す熱延条件にて製造した熱延鋼板のスケール密着性を表2に示す。スケール密着性は前述と同様の方法にて測定した。前述の評価指標で評点0を「良」としており、評点1、2を「劣」としている。
鋼A、B、C、D、E、F、Gは本発明の要件を満たしており、良好なスケール密着性が得られている。
一方鋼H、I、J、K、L、Mは比較例であり、鋼Hでは、仕上げ圧延開始温度が低すぎるため、仕上げ圧延開始前のスケール生成量が少なく、鋼板表面粗さ(Ra)が小さい。このため、スケール密着性は良好ではない。
【0014】
鋼Iでは、最終デスケーリングから仕上げ圧延開始の間の保持時間が短すぎるため、同じく仕上げ圧延開始前のスケール生成量が少なく、鋼板表面粗さ(Ra)が小さい。このため、スケール密着性は良好ではない。
鋼Jでは、仕上げ圧延終了温度が高すぎるため鋼板表面粗さ(Ra)が小さく、スケール密着性は良好ではない。
鋼Kでは、加熱温度が低すぎるため、表面の1インチ当たりの山数(PPI)が不十分であり、スケール密着性が良好でない。
鋼Lでは、冷却速度が小さいため、スケール厚みが大きすぎ、スケール密着性が良好でない。
鋼Kは、Si量が小さいため、表面の1インチ当たりの山数(PPI)が不十分であり、スケール密着性が良好でない。
【表1】
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、スケール密着性に優れた熱延鋼板および製造方法を提供することができ、自動車軽量化および燃費低減に大きく貢献するなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼板の表面粗度(表面粗さ)とスケール密着性の関係を示す図である。
【図2】熱間圧延工程における最終のデスケーリングから仕上げ圧延開始までの時間と鋼板表面粗度(表面粗さ)の関係を示す図である。
【図3】仕上げ圧延開始温度と鋼板表面粗度(表面粗さ)の関係を示す図である。
【図4】仕上げ圧延終了温度と鋼板表面粗度(表面粗さ)の関係を示す図である。
Claims (4)
- 質量%で、
C :0.01〜0.2%、
Si:0.1〜1.0%、
Mn:0.1〜1.5%、
P ≦0.1%、
S ≦0.1%、
Al:0.001〜0.10%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
鋼板地鉄表面の粗度が表面粗さ(Ra)で0.5μm以上であり、1インチ当たりの山数(PPI)が250以上であり、スケール平均厚みが10μm以下であることを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板。 - 質量%で、
Cr:0.1〜1.5%、
Ni:0.1〜1.5%、
Mo:0.1〜1.5%、
Cu:0.1〜1.5%の内1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板。 - 質量%で、
Nb:0.01〜0.05%、
Ti:0.01〜0.1%の内1種または2種を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板。 - 請求項1乃至請求項3に記載の成分からなる鋳片を1170℃以上に再加熱し、粗圧延およびデスケーリングを行った後、仕上げ圧延開始まで880℃以上で1秒間以上保持し、次に880℃以上で仕上げ圧延を開始し、800℃〜880℃の温度域で仕上げ圧延を終了し、次に10℃/秒以上で冷却し、巻き取りを行うことを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法。
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