JP2021503558A - Ｎｐｒ非磁性ロックボルト鋼材料及びその生産方法 - Google Patents

Ｎｐｒ非磁性ロックボルト鋼材料及びその生産方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ロックボルトの高引張強度及び高有効伸びを実現する。【解決手段】ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料及びその生産方法であって、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成及び重量パーセント含有量としては、Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。【選択図】図６

Description

本発明は、鉱山機械用材料の技術分野に関し、特に、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料及びその生産方法に関する。
地下工学の継続的な発展に伴って、一部の特別な地下工事支持にとって、ロックボルトの磁性が厳しく要求されている。経済的建設におけるエネルギー需要量の増加及び採掘強度の継続的な増大につれて、浅層資源がますます枯渇してしまい、中国国内外の鉱山は、次々と深層採掘状態に入っている。
現在、世界中の多くの金属鉱山は、その採掘深度が１０００メートルを超えている。例えば、スイス、カナダ、オーストラリア、南アフリカ等の国の殆どの金属鉱山は、その採掘深度が１０００メートルを超えており、その中に、３０００メートルさえ超えているケースもある。中国では、一部の金属及び非鉄金属鉱山は、８００メートル〜１０００メートルの範囲の深さで採掘されている。今後の２０年間で、中国の多くの炭鉱の採掘深度が１０００メートル〜２０００メートルに達すると推定されている。
深層採掘では、高い地質応力、高い地温、高いカルスト水圧、採掘外乱（「３つの『高』及び１つの外乱」）等の複雑な地質条件の影響を受け、工学的岩盤は、殆ど軟岩大変形の力学的状態を示している。採掘工事開始後、坑道周辺の岩石は、すべて、大変形破壊の特徴、具体的に、軟岩の大変形、岩破裂の大変形、ガス爆発の大変形等の特徴を示している。
現在、中国国内外の鉱山の炭層坑道では、従来のロックボルト、ケーブル、Ｕ字型の鋼製伸縮式支持体等の従来の材料を基礎とした支持保護方法が広く使用されている。統計によると、中国の炭鉱坑道は、８０００ｋｍ／年の速度で増えており、そのうち、約８０％がロックボルトで支えられており、毎年、数億本のロックボルトは、坑道周辺の岩石を支えるために使用されている。
しかし、これらのロックボルトは、全て、変形量が小さくて、強度、伸び及び伸縮量等の性能が低い塑性硬化材料である従来のポアソン比材料に属し、深層坑道周辺の岩石の非線形大変形破壊の特徴に適応できなくなっており、衝撃荷重の作用下で、ロックボルトがその降伏強度に瞬時に達し、破断して無効になり、ベアリング能力及び保護能力が失われ、その結果、坑道が繰り返し修復され、鉄骨が歪んで変形し、キャストコンクリートがひび割れするなどの破壊現象をもたらしてしまう。したがって、鉱山採掘深さの継続的な増加は、深層坑道の支持保護材の研究にも厳しい挑戦をもたらし、今は、既に中国国内外の地盤力学及び地下工学分野の研究のホットスポットとなっている。
従来のロックボルト材料は、２点アンカー型ロックボルト（例えば、拡張シェルロックボルト）、フルレングスアンカー型ロックボルト（例えばねじ切り鉄筋、ねじ切り鉄筋は、高い支持保護抵抗を備えるが、変形量が小さくて、坑道周辺の岩石の大変形破壊に適応できず、破断して無効になってしまう）、及び摩擦型ロックボルト（ボルト本体と穴壁との間の摩擦作用により、周辺の岩石の弾塑性変形に適応しているが、ベアリング力が小さくて、十分な支持保護抵抗を提供できない）の三種類に分けられる。したがって、理想的な坑道支持保護システムは、十分な強度を有するだけでなく、深層坑道周辺の岩石の非線形大変形破壊特徴に適応するように大きい変形量を有する必要がある。
過去２０数年間で、坑道周辺の岩石の大変形破壊を控えるように、中国国内外の研究者はエネルギー吸収型ロックボルトの研究に取り組み始めていた。現在、世界の主要なエネルギー吸収型ロックボルトには、錐形ボルト（Cone bolt）、Ｇａｒｆｏｒｄロックボルト、Ｒｏｆｆｅｘロックボルト（定抵抗８０ｋＮ〜９０ｋＮ、最大変形量３００ｍｍ）、ＭＣＢコーンボルト（最大１８０ｍｍまでの伸び量）、Ｄ型ロックボルト（定抵抗１００ｋＮ〜２１０ｋＮ、変形量１１０〜１６７ｍｍ）等が含まれる。
しかし、これらのエネルギー吸収型ロックボルトは、主にボルト本体の材料の変更又は摩擦構造によって支持保護性能を達成しているため、高い定抵抗と大きい変形量を同時に提供することはできず、実際の工学的応用で、深層坑道の軟岩の大変形、岩破裂の大変形等の工学的災害を控えることはまだ不可能である。現在、殆どのロックボルトは、高強度を維持するために、体心立方構造のマルテンサイトやフェライトから成るが、体心立方構造の結晶は、大体、強い磁性を有するので、現在、略全てのロックボルトに強磁性問題がある。一方、オーステナイト系ステンレス鋼は、一般に、室温で単一のオーステナイト組織を有し、面心立方構造に属し、非磁性である。
要約すると、従来技術におけるロックボルト鋼は、その抱いている材料問題により、強磁性を有し、引張強度及び有効伸びの両方が低い。坑道支持過程において、従来技術におけるロックボルトは、周辺の岩石の大変形の需要を満たすことができず、使用中にロックボルトが破断してしまう場合がある。
本発明の実施例は、従来技術におけるロックボルトの低引張強度及び低有効伸びという課題を解決するために、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料及びその生産方法を提供する。
上記課題を解決するために、第１の発明は、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を提供している。ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成及び重量パーセント含有量としては、Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
また、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、熱間圧延状態での降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％であり、且つ、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料のポアソン比の値が０．００３〜０．００８であってもよい。
第２の発明は、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法を提供している。前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、熱間圧延丸鋼または冷間圧延状態であり、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の熱間圧延状態での降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％であり、且つ、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料のポアソン比の値が０．００３〜０．００８である。
また、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成及び重量パーセント含有量としては、Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
このようなＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法は、
ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成比に合わせた合金元素を添加し、中間周波数製鋼プロセスによって製錬し、製錬中に活性石灰、蛍石を添加して造滓（造滓とは、スラグを生じることを指す）の調整を行い、完了後にオンライン成分分析を行い、合金元素を補充し、溶鋼の比例を設計比例に調整して、脱酸素、脱硫、脱燐を行う中間周波数製錬工程と、
中間周波炉で製錬された溶鋼を精錬炉に吊り込み、底部にアルゴンを３Ｌ／ｍｉｎ〜６０Ｌ／ｍｉｎのアルゴンガス量で吹かして精錬及び造滓を行い、フッ化カルシウム、石灰、脱滓剤を精錬炉に添加して、脱酸素、脱硫、脱燐をさらに行い、完了後にオンライン成分分析を行い、溶鋼の化学成分を微調整する精錬工程と、
精錬炉で精錬された溶鋼の出鋼温度を１５６０℃〜１５９０℃に制御して、精錬された溶鋼をタンディッシュに導入し、鋼型の予め保温しておく温度を２００℃〜２５０℃に制御して鋳型鋳造し、自然冷却後に、離型する連続鋳型鋳造工程と、
鋳型鋳造工程後の冷却されたインゴットを加熱炉に入れて、１２００℃の炉内温度で２時間〜４時間保温する加熱炉加熱工程と、
鋼スラブに対して熱間圧延処理を行い、そのうち、圧延開始温度が１０５０℃±５０℃、圧延終了温度が８５０℃±５０℃、圧延速度が８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓに制御され、鋼スラブを熱間圧延処理後に、室温まで自然冷却する連続熱間圧延工程と、
熱間圧延丸鋼に対して連続冷間圧延を行い、異なった降伏強度及び伸びの需要に応じて、１時間保温してから、炉外で自然冷却処理を行う連続冷間圧延工程と、を含む。
また、連続鋳型鋳造工程の後、且つ加熱炉加熱工程の前に、鋼スラブの表面検出方法に従って、鋼スラブの表面欠陥を検出する鋼スラブ検査工程をさらに含んでもよい。
また、前記精錬炉は、ＬＦ（Ladle Furnace）精錬炉であってもよい。
本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、従来のロックボルト鋼材料に比べて、完全オーステナイト組織であり、非磁性であり、その降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％であり、且つ、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料のポアソン比の値が０．００３〜０．００８であるという技術的利点を有する。
本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の塑性変形前後の典型的な金属組織の模式図である。 本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の変形前後の典型的なＸ線回折スペクトルの模式図である。 熱間圧延円鋼を冷間圧延及び５５０℃連続焼鈍後の、本発明の実施例によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を引っ張る実験曲線の模式図である。 本発明の実施例による熱間圧延円鋼のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を引っ張る実験曲線の模式図である。 本発明の実施例によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の負のポアソン比効果の模式図である。 本発明の実施例によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法のフロー模式図である。 従来技術における通常のロックボルトを引っ張る実験曲線の模式図である。
以下、図面及び具体的な実施例を参照しながら本発明をさらに詳しく説明する。しかし、これは本発明を制限することを意図するものではない。
本発明の実施例によれば、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料が提供されている。ＮＰＲとは、負のポアソン比（Negative Poisson’s ratio）の材料を指す。ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成及び重量パーセント含有量としては、Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
Ｃ（炭素）は、鋼材料の強度を向上させるのに最も効果的な元素であり、０．４％〜０．７％を選択することにより、鋼材料の塑性及び靭性を元のレベルに保ち、衝撃性能が低下しないのを保証する。
Ｍｎ（マンガン）は、主にフェライトに固溶して材料の強度を向上させるものであり、優れた脱酸素剤及び脱硫剤でもあり、一定量のマンガンを含むと、硫黄に起因した脆性を除去又は弱めることができる。これにより、鋼の加工性能が改善される。
Ｃｒ（クロム）は、圧延状態の炭素鋼の強度及び硬度を高め、伸び及び断面収縮率を低減することができ、一定量のクロムを含むと、鋼の強度を高めることができる。
Ｃａ（カルシウム）は、一定量のカルシウムによって、結晶粒を微細化し、部分的に脱硫し、非金属介在物の成分、数量及び形態を変更し、溶鋼の流動性を改善し、鋼の硬度及び耐久性を向上させることができる。
Ｓｉ（シリコン）は、鋼中に炭化物を形成せず、フェライト又はオーステナイトに固溶体の形で存在し、鋼の弾性限界、降伏強度及び降伏比を大幅に向上させるものであるため、含有量が低い。したがって、Ｓｉの選択範囲は０．１％以下にする。
Ｃｕ（銅）は、微量の銅を添加すると、鋼の強度及び降伏比を高めることができる。
Ｎｉ（ニッケル）は、鋼の強度、靭性、焼入れ性を高めることができ、一定量のニッケルを含むと、強度及び靭性を改善することができる。
Ｐ（燐）、Ｓ（硫黄）は、有害な元素として、その含有量が低いほど良い。Ｓの含有量が多すぎると、大量のＭｎＳ介在物が形成され、鋼材料の延性及び靭性が低下するため、含有量が低いほど良い。したがって、Ｓの選択範囲は０．００１％以下にする。また、Ｐは結晶粒界にて偏析し易く、鋼の脆性を高め、衝撃性能を大幅に低下させるため、含有量が少ないほど良い。したがって、Ｐの選択範囲は０．００１％以下にする。
図１は、ＮＰＲ非磁性鋼の塑性変形前後の典型的な金属組織である（ａは変形前、ｂは変形後）。同図から、ＮＰＲ非磁性鋼は、変形前後のどちらでも、安定したオーステナイト組織であることがわかる。図２は、ＮＰＲ非磁性鋼の塑性変形前後の典型的なＸ線回折スペクトルである。同図から、ＮＰＲ非磁性鋼は、変形前後のどちらでも、単一のオーステナイトであることがわかる（図２の下の曲線が変形前、図２の上の曲線が変形後である）。これは、ＮＰＲ鋼が安定した非磁性オーステナイト組織であることをさらに示している。非磁性鋼が変形前後のどちらでも単一のオーステナイトであることは、ＮＰＲ鋼が安定した非磁性オーステナイト組織であることをさらに示しており、本発明によるロックボルト鋼材料が非磁性であることを証明することができる。
図３には、本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を引っ張る実験曲線が示されている。図３のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を引っ張る前後の引張力−変位曲線から分かるように、このＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の降伏強度が９８０ＭＰａ、引張強度が１１００ＭＰａ、均一伸び≧３０％であることが分かる。このように、本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、従来のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料に比べると、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の降伏強度が９８０ＭＰａに達し、引張強度が１１００ＭＰａであり、高強度を維持すると共に３０％以上の伸びも備えるという技術的利点を有する。
また、本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、上記の利点を有するだけでなく、顕著な負のポアソン比効果を示すことができる。図５を参照すると、通常のロックボルトの動的ポアソン比及びＮＰＲロックボルト材料（即ち、本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料）の動的ポアソン比の試験値が示されている。図中の陰影領域がＮＰＲロックボルト材料（即ち、本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料）の負のポアソン比効果領域であり、そのポアソン比の値が０．００３であり、通常のロックボルトのポアソン比０．０３に比べると、顕著な負のポアソン比効果を示している。
図７は、現在、幅広く使用されている通常のロックボルトを引っ張る実験曲線の模式図であり、その降伏強度が５２０ＭＰａ（２００ＫＮ）、引張強度が７００ＭＰａ（２７２ＫＮ）、伸びが１５％であり、磁性を有している。
本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、熱間圧延状態での降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％であり、且つ、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料のポアソン比の値が０．００３〜０．００８である。
また、本発明には、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法の実施例がさらに提供されている。図６を参照すると、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は熱間圧延丸鋼であり、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％である。図６と図７とを比較すると、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、より高い降伏強度、引張強度、伸び、及び非磁性等の特徴を有し、その性能は通常のロックボルトよりもはるかに優れていることがわかる。
ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成及び重量パーセント含有量としては、Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素であり、その生産方法は、中間周波数製錬工程（Ｓ１０）と、精錬工程（Ｓ２０）と、連続鋳型鋳造工程（Ｓ３０）と、鋼スラブ検査工程（Ｓ４０）と、加熱炉加熱工程（Ｓ５０）と、連続熱間圧延工程（Ｓ６０）と、連続冷間圧延工程（Ｓ７０）と、を含む。
詳細には、中間周波数製錬工程（Ｓ１０）においては、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成比に合わせた合金元素を添加し、中間周波数製鋼プロセスによって製錬し、製錬中に活性石灰、蛍石を添加して造滓（造滓とは、スラグを生じることを指す）の調整を行い、完了後にオンライン成分分析を行い、合金元素を補充し、溶鋼の比例を設計比例に調整して、脱酸素、脱硫、脱燐を行う。
また、精錬工程（Ｓ２０）においては、中間周波炉で製錬された溶鋼をＬＦ精錬炉に吊り込み、底部にアルゴンを３Ｌ／ｍｉｎ〜６０Ｌ／ｍｉｎのアルゴンガス量で吹かして精錬及び造滓を行い、フッ化カルシウム、石灰、脱滓剤をＬＦ精錬炉に添加して、脱酸素、脱硫、脱燐をさらに行い、完了後にオンライン成分分析を行い、溶鋼の化学成分を微調整する。
さらに、連続鋳型鋳造工程（Ｓ３０）においては、ＬＦ精錬炉で精錬された溶鋼の出鋼温度を１５６０℃〜１５９０℃に制御して、精錬された溶鋼をタンディッシュに導入し、鋼型の予め保温しておく温度を２００℃〜２５０℃に制御して鋳型鋳造し、自然冷却後に、離型する。
さらにまた、鋼スラブ検査工程（Ｓ４０）においては、鋼スラブの表面検出方法に従って、鋼スラブの表面欠陥を検出する。
また、加熱炉加熱工程（Ｓ５０）においては、鋳型鋳造工程後の冷却されたインゴットを加熱炉に入れて、１２００℃の炉内温度で２時間〜４時間保温する。
さらに、連続熱間圧延工程（Ｓ６０）においては、鋼スラブに対して熱間圧延処理を行い、そのうち、圧延開始温度が１０５０℃±５０℃、圧延終了温度が８５０℃±５０℃、圧延速度が８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓに制御され、鋼スラブを熱間圧延処理後に、室温まで自然冷却する。
そして、連続冷間圧延工程（Ｓ７０）においては、熱間圧延丸鋼に対して連続冷間圧延を行い、異なった降伏強度及び伸びの需要に応じて、１時間保温してから、炉外で自然冷却処理を行う。
前記のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法は、製錬成分が単純であり、制御が安定で、生産効率が高く、生産コストが低くい。したがって、従来技術によるロックボルトの生産方法又は生産プロセスにおけるような複雑な手順、高い生産コスト、及び低い生産効率の問題が解決される。前記生産方法に従って得られたＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、従来のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料に比べると、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組織が典型的な非磁性オーステナイト組織であり、変形前後のどちらでも、安定した非磁性の完全オーステナイト組織を有している。具体的には、図１及び図２に示されている。
ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の降伏強度が９８０ＭＰａに達し、引張強度が１１００ＭＰａであり、高強度を維持すると共に３０％の伸びも備えるという技術的利点を有する。さらに、ここで提供されたＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料に基づいて、本発明によるＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、異なる降伏強度及び伸びの需要に応じて変形量を２０％以内に制御でき、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲内で調整可能であり、伸びが２０％〜６０％の範囲内で調整可能である、という利点をさらに有する。具体的には、図３〜図４に示されている。そのうち、図３は、熱間圧延丸鋼を冷間圧延、及び５５０℃で連続焼鈍後の、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を引っ張る実験曲線の模式図である。図４は、本発明の実施例による熱間圧延丸鋼のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料を引っ張る実験曲線の模式図である。
図３〜図４から、別々の直径のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料及び冷間圧延後の異なる焼鈍温度の場合でも、ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲内に、伸びが２０％〜６０％の範囲内に維持できることが分かる。
本明細書で使用される用語は、具体的な実施形態を説明するためのものだけであり、本願による例示的な実施形態を制限することを意図するものではないことに留意されたい。本明細書で使用される単数形は、文脈からそうでないことが明確に示されていない限り、複数形も含むことを意図している。また、本明細書で「含む」及び／又は「含める」という用語が使用される場合、それらは、特徴、ステップ、操作、デバイス、コンポーネント、及び／又はそれらの組み合わせがあることを示すことも理解されたい。
本願の明細書、特許請求の範囲、及び上述した図面における「第１」及び「第２」等の用語は、類似した対象を区別するために使用されるものであり、特定の順序又は前後順序を説明するために必ずしも使用されないことに留意されたい。このように使用されているデータは、本明細書に記載の本願の実施形態が、本明細書に図示又は説明したもの以外の順序でも実施できるように、適切な状況下で入れ替えることが可能であることを理解されたい。
むろん、以上は本発明の好ましい実施例である。当業者にとって、本発明の基本原理から逸脱することなく、何らかの改良及び修正を行うことができ、これらの改良及び修正も本発明の保護範囲内と見なされることに留意されたい。

Claims (5)

  1. ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料であって、
    その組成及び重量パーセント含有量としては、Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素であることを特徴とするＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料。
  2. 前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、熱間圧延状態での降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％であり、且つ、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料のポアソン比の値が０．００３〜０．００８であることを特徴とする請求項１に記載のＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料。
  3. ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法であって、
    前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料は、熱間圧延丸鋼又は冷間圧延状態であり、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の熱間圧延状態での降伏強度が６００ＭＰａ〜１０００ＭＰａ、引張強度が９００ＭＰａ〜１１００ＭＰａ、均一伸び≧２０％〜５０％であり、且つ、前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料のポアソン比の値が０．００３〜０．００８であり、
    前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成及び重量パーセント含有量としては、
    Ｃ：０．４％〜０．７％、Ｍｎ：１５％〜２０％、Ｃｒ：１％〜１８％、Ｓｉ：０．３％〜３％、Ｃａ：０．０５％〜０．１５％、Ｃｕ：≦０．０３％、Ｎｉ：≦０．０２％、Ｓ：≦０．００１％、Ｐ：≦０．００１％、残りはＦｅ及び不可避な不純物元素であり、
    前記生産方法は、
    前記ＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の組成比に合わせた合金元素を添加し、中間周波数製鋼プロセスによって製錬し、製錬中に活性石灰、蛍石を添加して造滓の調整を行い、完了後にオンライン成分分析を行い、合金元素を補充し、溶鋼の比例を設計比例に調整して、脱酸素、脱硫、脱燐を行う中間周波数製錬工程（Ｓ１０）と、
    中間周波炉で製錬された溶鋼を精錬炉に吊り込み、底部にアルゴンを３Ｌ／ｍｉｎ〜６０Ｌ／ｍｉｎのアルゴンガス量で吹かして精錬及び造滓を行い、フッ化カルシウム、石灰、脱滓剤を精錬炉に添加して、脱酸素、脱硫、脱燐をさらに行い、完了後にオンライン成分分析を行い、溶鋼の化学成分を微調整する精錬工程（Ｓ２０）と、
    精錬炉で精錬された溶鋼の出鋼温度を１５６０℃〜１５９０℃に制御して、精錬された溶鋼をタンディッシュに導入し、鋼型の予め保温しておく温度を２００℃〜２５０℃に制御して鋳型鋳造し、自然冷却後に、離型する連続鋳型鋳造工程（Ｓ３０）と、
    鋳型鋳造工程後の冷却されたインゴットを加熱炉に入れて、１２００℃の炉内温度で２時間〜４時間保温する加熱炉加熱工程（Ｓ５０）と、
    鋼スラブに対して熱間圧延処理を行い、そのうち、圧延開始温度が１０５０℃±５０℃、圧延終了温度が８５０℃±５０℃、圧延速度が８ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓに制御され、鋼スラブを熱間圧延処理後に、室温まで自然冷却する連続熱間圧延工程（Ｓ６０）と、
    熱間圧延丸鋼に対して連続冷間圧延を行い、異なった降伏強度及び伸びの需要に応じて、１時間保温してから、炉外で自然冷却処理を行う連続冷間圧延工程（Ｓ７０）と、
    を含むことを特徴とするＮＰＲ非磁性ロックボルト鋼材料の生産方法。
  4. 前記連続鋳型鋳造工程（Ｓ３０）の後、且つ前記加熱炉加熱工程（Ｓ５０）の前に、鋼スラブの表面検出方法に従って、鋼スラブの表面欠陥を検出する鋼スラブ検査工程（Ｓ４０）をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の生産方法。
  5. 前記精錬炉は、ＬＦ精錬炉であることを特徴とする請求項３に記載の生産方法。
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