JP2015083717A - オーステナイト粒粗化温度が高い鋼材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】0.4重量%未満の炭素、0.06重量%未満のアルミニウム、0.01重量%未満のチタン、0.01重量%未満のニオビウム、0.02重量%未満のバナジウムを有し、鋼微構造に分布したケイ素及び鉄を含む微細酸化物粒子を有する、オーステナイト粒粗化温度の高い鋼材。鋼材は、750℃までの温度、20分までの滞留時間で、少なくとも10.0%までの歪みレベルでのフェライト再結晶を制限できる、微構造に分布した微細酸化物粒子を持つことができる。鋳造ロール間に導入され、全酸素含量が少なくとも70ppm、通常は250ppm未満、遊離酸素含量が20〜60ppmの溶融炭素鋼の鋳造溜めを形成し、鋳造ロールを相互方向に回転させ鋼ストリップを連続鋳造することで鋼材を造ることができる。
【選択図】図1
Description
間にロール間隙を有し、ロール間隙の端に隣接した閉込めクロージャを備えた、一対の冷却鋳造ロールを組立て、
溶融炭素鋼を対の鋳造ロール間に導入して、ロール間隙端に隣接して鋳造溜めを閉込める前記クロージャにより鋳造ロール間の鋳造溜めを形成し、溶鋼の鋳造溜めでの全酸素含量が少なくとも70ppm、通常は250ppm未満で、遊離酸素含量が20〜60ppmであり、
鋳造ロールを相互方向に回転させて溶鋼を凝固させ、溶鋼の全酸素含量を反映したレベルの混在酸化物を含む金属殻を鋳造ロールに形成して、薄鋼ストリップの形成を促進し、
鋳造ロール間のロール間隙を介して凝固薄鋼ストリップを形成して、ロール間隙から下方に送給される凝固鋼ストリップを製造する
という諸段階で造ることができる。
間にロール間隙を有し、ロール間隙の端に隣接した閉込めクロージャを備えた、一対の冷却鋳造ロールを組立て、
溶融炭素鋼を対の鋳造ロール間に導入して、ロール間隙端に隣接して鋳造溜めを閉込める前記クロージャにより鋳造ロール間の鋳造溜めを形成し、溶鋼の鋳造溜めでの全酸素含量が少なくとも100ppm、通常は250ppm未満で、遊離酸素含量が30〜50ppmであり、
鋳造ロールを相互方向に回転させて溶鋼を凝固させ、溶鋼の全酸素含量を反映したレベルの混在酸化物を含む金属殻を鋳造ロールに形成して、薄鋼ストリップの形成を促進し、
鋳造ロール間のロール間隙を介して凝固薄鋼ストリップを形成して、ロール間隙から下方に送給される凝固鋼ストリップを製造する
という諸段階で造ることができる。
Mn + Si + 3O = MnO・SiO2
炭素 0.06重量%
マンガン 0.6重量%
ケイ素 0.28重量%
アルミニウム 0.002重量%。
Mn+Si+3O+Al2O3 ⇔ (Al2O3)・MnO・SiO2
[入力]
単位面積あたりの臨界核生成 120。この値は、ディップテスト作業での実験での(充分な伝熱速度を得るのに必要な)密度数/mm2 であった。
ロール幅(m) 1
ストリップ厚(mm) 1.6
取鍋トン(t) 120
鋼密度(kg/m3) 7800
全酸素(ppm) 75
混在物密度(kg/m3) 3000
[出力]
混在物質量(kg) 21.42857
混在物サイズ(m) 2.00E−06
混在物容積(m3) 0.0
混在物の全数 1706096451319381.5
表面層厚μm(片側) 2
表面混在物のみの全数 4265241128298.4536
これらの混在物が初期核生成工程に参画できる
鋳造速度(m/分) 80
ストリップ長(m) 9615.38462
ストリップ表面積(m2) 19230.76923
必要な核生成場所の全数 2307692.30760
核生成工程に参画するのに必要な利用可能な混在物の% 54.10462
本発明のオーステナイト粒粗化温度の高い鋼材を造るのに用いられる化学組成及び処理条件により、鋼微構造全体にわたって平均粒子サイズが50ナノメートル未満であるケイ素及び鉄の沈殿、微細サイズ酸化物粒子が分布形成されることになる。溶鋼の化学組成及び特定の全酸素含量及び遊離酸素含量並びに本双ロール鋳造方法の非常に高速な凝固速度 は、鋼材中に斯かる微細粒子が全般に均一分布で形成されることを引き起こすことができる。微細酸化物粒子のこの分布が特に、従来未知であった高いオーステナイト粒粗化温度という特性を鋼材に与えることが判明している。
(付録1)
a.記号一覧表
w = ロール幅(m)
t = ストリップ厚(mm)
ms = 取鍋内の鋼重量(トン)
ρs = 鋼密度(kg/m3)
ρi = 混在物密度(kg/m3)
Ot = 鋼の全酸素(ppm)
d = 混在物径(m)
vi = 1混在物の容積(m3)
mi = 混在物の質量(kg)
Nt = 混在物の全数
ts = 表面層厚(ミクロン)
Ns = (核生成プロセスに参画できる)表面中にある混在物の全数
u = 鋳造速度(m/分)
Ls = ストリップ長(m)
As = ストリップ表面積(m2)
Nreq = 目標の核生成密度を達成するのに必要な混在物全数
NCt = (ディップテストから得た)単位面積当たりの目標核生成密度(数/mm2)
Nav = 初期核生成工程のため鋳造ロール表面での溶鋼から利用可能な全混在物の%
b.式
(1)mi= (Ot× ms× 0.001)/0.42
注:マンガンケイ素キルド鋼では、酸素0.42kgが、30%MnO、40%SiO2及び30%Al2O3組成の混在物1kgを製造するのに必要である。(カルシウム注入の)アルミニウムキルド鋼では、酸素0.38kgが、50%Al2O3及び50%CaO組成の混在物1kgを製造するのに必要である。
(2)vi = 4.19 × (d/2)3
(3)Nt= mi/(ρi× vi)
(4)Ns= (2.0ts× 0.001 × Nt/t)
(5)Ls= (ms× 1000)/(ρs× w × t/1000)
(6)As= 2.0 × Ls× w
(7)Nreq= As× 106× NCt
(8)Nav% = (Nreq/Ns) × 100.0
式1は、鋼中の混在物質量を計算する。
式2は、球状であると仮定した1混在物の容積を計算する。
式3は、鋼中で利用可能な混在物全数を計算する。
式4は、(各側で2μmであると想定して)表面層で利用可能な全混在物数を計算する。これらの混在物が初期核生成でのみ参画できることに注意。
式5及び式6は、ストリップの全表面積を計算するのに用いる。
式7は、目標の核生成速度を達成するのに表面で必要な混在物数を計算する。
式8は、核生成工程に参画しなければならない表面で利用可能な全混在物の%を計算するのに用いられる。この数が100%より大ならば、表面での混在物の数は目標の核生成速度達成に充分でないことに注意。
Claims (12)
- 0.4重量%未満の炭素、0.06重量%未満のアルミニウム、0.01重量%未満のチタン、0.01重量%未満のニオビウム及び0.02重量%未満のバナジウムからなり、鋼ミクロ組織に分布したケイ素及び鉄の微細酸化物粒子を有し、前記ケイ素及び鉄の微細酸化物粒子がオーステナイト粒粗化に対する抵抗を少なくとも1000℃にまで高めた、オーステナイト粒粗化温度の高い鋼材。
- アルミニウム含量が0.02%未満である、請求項1に記載の鋼材。
- アルミニウム含量が0.01%未満である、請求項1に記載の鋼材。
- 鉄・ケイ素系酸化物粒子の平均粒径が5〜30ナノメートルである、請求項1乃至3のいずれかに記載の鋼材。
- 鉄・ケイ素系酸化物粒子の平均粒径が40ナノメートル未満である、請求項4に記載の鋼材。
- 0.4重量%未満の炭素、0.06重量%未満のアルミニウム、0.01重量%未満のチタン、0.01重量%未満のニオビウム及び0.02重量%未満のバナジウムからなり、鋼ミクロ組織に分布した微細酸化物粒子を有し、平均オーステナイト粒サイズを、少なくとも1000℃までの温度、少なくとも20分の滞留時間で50ミクロン未満に制限する、オーステナイト粒粗化温度の高い鋼材。
- アルミニウム含量が0.02%未満である、請求項6に記載の鋼材。
- 少なくとも1000℃までの温度、少なくとも20分の滞留時間で平均オーステナイト粒サイズが5〜50ミクロンである、請求項6又は請求項7に記載の鋼材。
- 少なくとも1050℃までの温度、少なくとも20分の滞留時間で平均オーステナイト粒サイズが40ミクロン未満である、請求項6又は請求項7に記載の鋼材。
- 0.4重量%未満の炭素、0.06重量%未満のアルミニウム、0.01重量%未満のチタン、0.01重量%未満のニオビウム及び0.02重量%未満のバナジウムを有する鋼からなり、微構造に分布した微細酸化物粒子を有し、前記微細酸化物粒子による歪みを10%までの歪みレベルにするよう、750℃までの温度、20分までの滞留時間でフェライト再結晶を制限する、オーステナイト粒粗化温度の高い鋼材。
- アルミニウム含量が0.02%未満である、請求項10に記載の鋼材。
- アルミニウム含量が0.01%未満である、請求項10に記載の鋼材。
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