JP2023128419A - Thick steel plate and method for manufacturing the same - Google Patents

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裕之 川田
Hiroyuki Kawada
寛志 多根井
Hiroshi Tanei
貴幸 原野
Takayuki Harano
辰彦 坂井
Tatsuhiko Sakai
竜一 本間
Ryuichi Honma
浩幸 白幡
Hiroyuki Shirahata
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Nippon Steel Corp
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  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

To provide a thick steel plate which enhances adhesion of a scale, suppresses or prevents scale peeling at the time of laser irradiation, and accordingly is useful for applying laser cutting, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: A thick steel plate includes a steel plate, and a scale formed on the surface of the steel plate, wherein a density of a CuNi-concentrated part existing in an island state on the interface between the steel plate and the scale is 1.0×107 pieces/m2 or more, and thickness deviation of the scale is 10.0% or less of an average thickness of the scale. A method for manufacturing a thick steel plate includes the steps of: applying bending work with the amount of strain on the surface of a slab of 20-40% at a surface temperature of the slab in continuous casting of 1,000-1,200°C; heating the slab at a predetermined highest heating temperature in predetermined time; rolling the slab at a cumulative draft of 15% or more, then subjecting the slab to descaling by high-pressure water, setting temperature deviation in a width direction of a rolled material at 25°C or lower, and then applying additional hot-rolling; and cooling the steel plate under a predetermined condition.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、厚鋼板およびその製造方法に関し、より詳しくは構造体の成形に当たってレーザー切断を施して利用する厚鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a thick steel plate and a method for manufacturing the same, and more particularly to a thick steel plate that is subjected to laser cutting for use in forming a structure, and a method for manufacturing the same.

船舶、建築部材、産業機械、橋梁等の大型鋼構造物には多量の厚鋼板が使用されている。これらの鋼構造物の構築では、切断および溶接が施工工数の多くを占める。そのため、切断工数を削減するとともに、溶接工数を削減するために精度の良い切断を行うことが求められる。 Large quantities of thick steel plates are used in large steel structures such as ships, building materials, industrial machinery, and bridges. When constructing these steel structures, cutting and welding account for the majority of the construction work. Therefore, it is required to cut with high precision in order to reduce the cutting man-hours and to reduce the welding man-hours.

鋼板の切断方法としては、従来のガス切断に加えて、レーザー切断やプラズマ切断が知られている。レーザー切断は、従来のガス切断と比較して、切断面の精度に優れ、切断による熱影響部が小さく、さらには自動化による工数削減が可能なことから薄手の鋼板の切断を中心に普及してきた。近年では、高出力のレーザー切断機の実用化により、前記大型鋼構造物に用いられる厚手の鋼板の切断においてもレーザー切断が行われることがある。 In addition to conventional gas cutting, laser cutting and plasma cutting are known as methods for cutting steel plates. Compared to conventional gas cutting, laser cutting has become popular mainly for cutting thin steel plates because it has superior cut surface accuracy, has a smaller heat-affected zone, and can reduce man-hours through automation. . In recent years, with the practical use of high-power laser cutting machines, laser cutting is sometimes performed even when cutting thick steel plates used for the above-mentioned large steel structures.

厚鋼板等の鋼板の製造はスラブを熱間圧延する工程を一般に含み、熱間圧延された鋼板には大気中で酸化してその表面にスケール(酸化鉄)が形成することが知られている。厚鋼板のレーザー切断においては、このスケールが鋼板表面において切断前および/または切断中に剥離することで、厚鋼板が切断できなかったり、切断面にえぐれた異常切断部が生じたりし、安定して切断ができず、却って工数の増大や切断精度の劣化が起こる。 The production of steel plates such as thick steel plates generally involves the process of hot rolling slabs, and it is known that hot rolled steel plates oxidize in the atmosphere and form scale (iron oxide) on their surfaces. . When laser cutting thick steel plates, this scale peels off on the surface of the steel plate before and/or during cutting, resulting in the thick steel plate not being able to be cut, or creating abnormal cuts with gouges on the cut surface, resulting in unstable cuts. This results in an increase in man-hours and a deterioration in cutting accuracy.

レーザー切断性を改善する手法として、例えば、特許文献1では、表面にチタニア粉末および亜鉛粉末およびアルミニウム粉末および黒色酸化鉄顔料、黒色焼成顔料の1種または2種以上からなる着色顔料を含有する乾燥塗膜を付与した鋼材が提案されている。また、特許文献2では、表面に2以上のアルコキシ基を有するアルコキシシランおよび/もしくはその加水分解物もしくは縮合物(例、テトラアルコキシシラン)、亜鉛末、ならびにリン酸アルミニウム(好ましくはトリポリリン酸アルミニウム)の粉末もしくはリン酸アルミニウムとリン酸亜鉛との混合粉末を含有する塗料組成物を塗布した鋼材が提示されている。 As a method for improving laser cutting properties, for example, Patent Document 1 discloses a drying method in which the surface contains a colored pigment consisting of one or more of titania powder, zinc powder, aluminum powder, black iron oxide pigment, and black fired pigment. Steel materials with coatings have been proposed. Further, in Patent Document 2, alkoxysilane having two or more alkoxy groups on the surface and/or its hydrolyzate or condensate (e.g., tetraalkoxysilane), zinc powder, and aluminum phosphate (preferably aluminum tripolyphosphate) are used. A steel material coated with a coating composition containing a powder of aluminum phosphate or a mixed powder of aluminum phosphate and zinc phosphate has been proposed.

一方、特許文献3では、レーザー切断性を改善するために、鋼板表面のスケールに占めるマグネタイト相(Fe34)の割合を85%以上として密着性を高め、かつ、当該スケールの厚さを6μm以下に制限した鋼板が提示されている。 On the other hand, in Patent Document 3, in order to improve laser cutting properties, the proportion of magnetite phase (Fe 3 O 4 ) in the scale on the steel sheet surface is increased to 85% or more to increase adhesion, and the thickness of the scale is A steel plate limited to 6 μm or less has been proposed.

また、特許文献4では、レーザー切断性は鋼の酸化反応熱を適正範囲に制御することが重要との観点から、鋼板が含有する化学組成として適量のC、SiおよびMn等を添加した高張力鋼板が記載され、適正なスケール厚みを得てそれによって酸化反応を抑制するために熱間圧延の圧延終了温度を700~850℃とすることなどが教示されている。 In addition, in Patent Document 4, from the viewpoint that it is important to control the heat of oxidation reaction of steel within an appropriate range for laser cuttability, it is proposed that the chemical composition of the steel sheet is high tensile strength with the addition of appropriate amounts of C, Si, Mn, etc. A steel plate is described, and it is taught that the end-of-rolling temperature of hot rolling should be between 700 and 850° C. in order to obtain a suitable scale thickness and thereby suppress oxidation reactions.

さらに、特許文献5では、鋼板が含有する化学組成として適量のCuおよびNiを添加し、圧延工程においてCu-Ni合金の融点以上の温度で加熱した後に、Cu-Ni合金の融点以下でデスケーリング処理を施すことで、スケール中にFe、Cu、Niを主成分とする合金からなるメタル微粒子を含有するスケール/メタル混合層を形成することが記載され、当該スケール/メタル混合層はスケール単体に比べて熱容量が大きいため、レーザー光が当ったときにバッファの役目を果たし、レーザー光による衝撃を吸収して、スケール層が鋼表面から剥離するのを防ぐ効果があると教示されている。 Furthermore, in Patent Document 5, appropriate amounts of Cu and Ni are added to the chemical composition of the steel sheet, and after being heated at a temperature higher than the melting point of the Cu-Ni alloy in the rolling process, descaling is performed at a temperature lower than the melting point of the Cu-Ni alloy. It is described that by applying the treatment, a scale/metal mixed layer containing fine metal particles made of an alloy mainly composed of Fe, Cu, and Ni is formed in the scale, and the scale/metal mixed layer is formed in the scale alone. It is taught that because it has a relatively large heat capacity, it acts as a buffer when laser light hits it, absorbing the impact of the laser light, and preventing the scale layer from peeling off from the steel surface.

国際公開第2013/065349号International Publication No. 2013/065349 特開2008-156377号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-156377 特開2003-221640号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-221640 特開平09-194988号公報Japanese Patent Application Publication No. 09-194988 特開2006-219712号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-219712

人口減社会における省コスト化のため、鋼板をレーザーによって切断するに当たって、その自動化の要求は一層高まっている。一方、構造体の大型化による切断対象の厚肉化と、高出力のファイバーレーザーによる切断の高速化に対応するため、従来よりも更にレーザー切断性に優れた鋼板が必要とされている。具体的には、レーザー切断性を改善するために、従来よりも高出力のレーザー照射に対して不規則に剥離しない、密着性に非常に優れたスケールを有する鋼板が求められている。 In order to reduce costs in a society with a declining population, there is an increasing demand for automation when cutting steel plates using lasers. On the other hand, in order to cope with the increase in the thickness of the objects to be cut due to larger structures and the faster cutting speed using high-power fiber lasers, there is a need for steel plates with even better laser cutting properties than conventional ones. Specifically, in order to improve laser cuttability, there is a need for a steel plate that does not peel irregularly when irradiated with a laser of higher power than conventional steel sheets and has a scale that has excellent adhesion.

特許文献3に記載の鋼板では、スケールの不規則な剥離に対する対策が為されているが、圧延の全パスにおいて高圧水によるデスケーリングを施す必要があり、根本の課題である省コスト化に対する対応としては依然として改善の余地がある。特許文献5に記載の鋼板では、スケールの密着性を高めることでレーザー切断性を高めているが、レーザーの出力の上昇に対して依然として改善の余地がある。 In the steel plate described in Patent Document 3, measures are taken to prevent irregular peeling of scale, but descaling using high-pressure water must be performed during all rolling passes, making it difficult to address the fundamental issue of cost reduction. However, there is still room for improvement. In the steel plate described in Patent Document 5, the laser cuttability is improved by increasing the adhesion of the scale, but there is still room for improvement with respect to the increase in laser output.

そこで、本発明は、スケールの密着性を高め、レーザー照射時のスケール剥離を抑制または防止し、それゆえレーザー切断を適用するのに有用な厚鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a thick steel plate that increases scale adhesion, suppresses or prevents scale peeling during laser irradiation, and is therefore useful for applying laser cutting, and a method for manufacturing the same. .

本発明者らは、上記目的を達成するため、レーザー切断において安定して連続切断を行うために必要な耐スケール剥離特性について検討を行った。その結果、レーザーを連続照射することで加熱された鋼板において、レーザーが照射された箇所におけるスケール剥離が起こらないことが、安定して連続切断を行うためには有効であることを見出した。更に検討を行い、そのような対スケール剥離特性を得るための手段として、スケール/鋼板(地鉄)界面において、特にはスケール/鋼板界面の鋼板側表面においてCuおよびNiの濃化した領域(以下、CuNi濃化部)の個数を増やし、更に鋼板上のスケール厚を揃えることで、前記耐スケール剥離特性が向上することを見出した。 In order to achieve the above object, the present inventors investigated the scale peeling resistance necessary for stable and continuous cutting in laser cutting. As a result, it was found that in a steel plate heated by continuous laser irradiation, it is effective for stable continuous cutting to prevent scale peeling from occurring at the laser irradiated area. Further studies were carried out, and as a means to obtain such anti-scale peeling characteristics, we found that at the scale/steel plate (substrate) interface, particularly at the steel plate side surface of the scale/steel plate interface, areas with concentrated Cu and Ni (hereinafter referred to as , CuNi enriched portions) and by making the scale thickness on the steel sheet uniform, the scale peeling resistance was improved.

CuNi濃化部の耐スケール剥離特性への作用メカニズムは不明であるが、CuNi濃化部がデスケーリング後のスケール生成サイトとして働くことで、その密度が高まることによってスケールの均質な形成が促進され、更にCuNi濃化部とそこから生成したスケールの界面の密着性が極めて良好なことから、レーザー照射時の熱応力によって発生する鋼板とスケールとのミクロな剥離部の連結が抑制され、鋼板からスケールが剥がれ落ちる大規模な剥離が進展しないと推定される。 The mechanism by which the CuNi-enriched area affects the anti-scale peeling properties is unknown, but the CuNi-enriched area acts as a scale generation site after descaling, increasing its density and promoting the homogeneous formation of scale. Furthermore, since the adhesion between the CuNi-enriched area and the scale generated therefrom is extremely good, the connection of the microscopic peeling between the steel plate and the scale caused by thermal stress during laser irradiation is suppressed, and the separation from the steel plate is suppressed. It is presumed that large-scale flaking of the scale will not develop.

上記目的を達成し得た本発明は下記の通りである。
(1)鋼板と、前記鋼板の表面に形成されたスケールとを含み、前記鋼板と前記スケールの界面において島状に存在するCuおよび/またはNiの濃化部(CuNi濃化部)の密度が1.0×107個/m2以上であり、前記スケールの厚さ偏差が前記スケールの平均厚さの10.0%以下である、厚鋼板。
(2)前記スケールの平均厚さが6~60μmである、上記(1)に記載の厚鋼板。
(3)前記鋼板が、質量%で、
C:0.001~0.300%、
Si:0.01~1.00%、
Mn:0.10~2.50%、
P:0.001~0.050%、
S:0.0001~0.0100%、
Al:0.001~0.200%、
Cu:0.01~1.00%、
Ni:0.01~2.00%、
N:0.0150%以下、
O:0.0050%以下、
Cr:0~1.00%、
Mo:0~1.00%、
W:0~0.50%、
Nb:0~0.500%、
Ti:0~0.500%、
V:0~1.000%、
B:0~0.0100%、
Sn:0~0.500%、
Sb:0~0.500%、
Ca:0~0.0100%、
Mg:0~0.0100%、
Hf:0~0.0100%、
Te:0~0.0100%、
Sr:0~0.0100%、
REM:0~0.0100%、ならびに
残部:Feおよび不純物からなり、
下記式(1)を満たす化学組成を有する、上記(1)または(2)に記載の厚鋼板。
0.05≦[Cu]+0.5[Ni]≦1.00 ・・・式(1)
[Cu]および[Ni]は、鋼板におけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
(4)前記化学組成が、質量%で、
Cr:0.01~1.00%、
Mo:0.01~1.00%、
W:0.003~0.50%、
Nb:0.003~0.500%、
Ti:0.003~0.500%、
V:0.003~1.000%、
B:0.0003~0.0100%、
Sn:0.003~0.500%、
Sb:0.003~0.500%、
Ca:0.0003~0.0100%、
Mg:0.0003~0.0100%、
Hf:0.0003~0.0100%、
Te:0.0003~0.0100%、
Sr:0.0003~0.0100%、および
REM:0.0003~0.0100%
からなる群から選択される1種または2種以上を含む、上記(3)に記載の厚鋼板。
(5)スラブを連続鋳造法によって製造する工程であって、連続鋳造時の鋳片の表面温度が1000~1200℃となる範囲で、前記鋳片の表面におけるひずみ量が20~40%となる曲げ加工を施す鋳造工程、
前記スラブを加熱する工程であって、前記スラブの表面温度が(T0+20)℃~1300℃となる最高加熱温度まで加熱し、T0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間が下記式(2)を満たすように制御される加熱工程、
前記スラブを熱間圧延する工程であって、前記スラブの表面温度が1080℃~T0の温度範囲で累積圧下率が15%以上の圧延を施した後、得られた圧延材の表面温度が1080~T0の温度範囲で高圧水デスケーリングを施し、前記高圧水デスケーリング後の圧延材の幅方向での温度偏差を25℃以下とし、次いで追加の熱間圧延を圧延完了温度が900~1050℃となるように実施する熱間圧延工程、および
得られた鋼板を冷却する工程であって、熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間が下記式(3)を満たすように制御される冷却工程
を含む、上記(1)~(4)のいずれか1項に記載の厚鋼板の製造方法。
1.00≦x10≦10.00 ・・・式(2)
1=D1・{(T1-T02+D21+D3}・Δt0.5・exp(-D4/T1
n=xn 2・D1 -2・{(Tn+1-T02+D2n+1+D3-2・exp(D4/Tn+1
n=D1・{(Tn-T02+D2n+D3}・(tn-1+Δt)0.5・exp(-D4/Tn
nは、加熱工程においてスラブの表面温度がT0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のCuNi濃化部の形成度合いを表す指標であり、nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示し、
1、D2、D3およびD4は定数であり、それぞれ8.92×10-4、2.47×100、-1.09×103および5.89×103であり、
nは10等分した区間のn番目の領域における平均スラブ温度[℃]であり、
Δtは前記経過時間の10分の1の時間[秒]であり、
10は、上記計算式によりx1からx2、x3・・・と順に計算することで得られる。
1.00≦y10≦10.00 ・・・式(3)
1=E1・(J1 2+E21+E3)・Δk0.5・exp(-E4/J1
n=yn 2・E1 -2・(Jn+1 2+E2n+1+E3-2・exp(2・E4/Jn+1
n=E1・(Jn 2+E2n+E3)・(kn-1+Δk)0.5・exp(-E4/Jn
nは、冷却工程において熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のスケールの成長度合いを表す指標であり、nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示し、
1、E2、E3およびE4は定数であり、それぞれ9.14×10-4、2.47×100、-1.09×103および5.89×103であり、
nは10等分した区間のn番目の領域における平均鋼板温度[℃]であり、
Δkは前記経過時間の10分の1の時間[秒]であり、
10は、上記計算式によりy1からy2、y3・・・と順に計算することで得られる。
0は下記式(4)によって求められる温度である。
0=K1+K2[Cu][Ni]+K3[Cu][Ni]0.5(K4-[Cu])+K5(K6+log10[Si])2+K7Al+K8Mn ・・・式(4)
1=1.158×103、K2=6.288×100、K3=3.337×101、K4=1.783×100、K5=1.400×100、K6=1.000×100、K7=-3.500×101、およびK8=-1.560×101であり、
[Cu]および[Ni]は、スラブにおけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
The present invention that achieves the above object is as follows.
(1) The density of a Cu and/or Ni enriched area (CuNi enriched area) that includes a steel plate and a scale formed on the surface of the steel plate and exists in an island shape at the interface between the steel plate and the scale. A thick steel plate, wherein the number of scales is 1.0×10 7 pieces/m 2 or more, and the thickness deviation of the scales is 10.0% or less of the average thickness of the scales.
(2) The thick steel plate according to (1) above, wherein the scale has an average thickness of 6 to 60 μm.
(3) The steel plate is in mass%,
C: 0.001-0.300%,
Si: 0.01-1.00%,
Mn: 0.10 to 2.50%,
P: 0.001-0.050%,
S: 0.0001-0.0100%,
Al: 0.001-0.200%,
Cu: 0.01 to 1.00%,
Ni: 0.01-2.00%,
N: 0.0150% or less,
O: 0.0050% or less,
Cr: 0-1.00%,
Mo: 0-1.00%,
W: 0-0.50%,
Nb: 0 to 0.500%,
Ti: 0 to 0.500%,
V: 0-1.000%,
B: 0 to 0.0100%,
Sn: 0-0.500%,
Sb: 0 to 0.500%,
Ca: 0-0.0100%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Hf: 0-0.0100%,
Te: 0 to 0.0100%,
Sr: 0 to 0.0100%,
REM: 0 to 0.0100%, and the remainder: Fe and impurities,
The thick steel plate described in (1) or (2) above, having a chemical composition that satisfies the following formula (1).
0.05≦[Cu]+0.5[Ni]≦1.00...Formula (1)
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the steel plate.
(4) the chemical composition is in mass%;
Cr: 0.01-1.00%,
Mo: 0.01-1.00%,
W: 0.003-0.50%,
Nb: 0.003 to 0.500%,
Ti: 0.003 to 0.500%,
V: 0.003-1.000%,
B: 0.0003 to 0.0100%,
Sn: 0.003 to 0.500%,
Sb: 0.003 to 0.500%,
Ca: 0.0003-0.0100%,
Mg: 0.0003 to 0.0100%,
Hf: 0.0003-0.0100%,
Te: 0.0003 to 0.0100%,
Sr: 0.0003 to 0.0100%, and REM: 0.0003 to 0.0100%
The thick steel plate according to (3) above, comprising one or more selected from the group consisting of:
(5) A process of manufacturing a slab by a continuous casting method, in which the surface temperature of the slab during continuous casting is in the range of 1000 to 1200°C, and the amount of strain on the surface of the slab is 20 to 40%. Casting process that involves bending,
The step of heating the slab, in which the surface temperature of the slab is heated to a maximum heating temperature of (T 0 +20) °C to 1300 °C, and the elapsed time from exceeding T 0 °C to completion of the heating process is as follows. a heating step controlled to satisfy formula (2);
The step of hot rolling the slab, in which the surface temperature of the slab is rolled at a temperature range of 1080°C to T 0 and a cumulative reduction rate of 15% or more, the surface temperature of the obtained rolled material is High-pressure water descaling is performed in a temperature range of 1080 to T 0 , the temperature deviation in the width direction of the rolled material after high-pressure water descaling is 25°C or less, and then additional hot rolling is carried out until the rolling completion temperature is 900 to 900°C. The hot rolling process is carried out to achieve a temperature of 1050°C, and the process of cooling the obtained steel plate, in which the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling is controlled so that the following formula (3) is satisfied. The method for producing a thick steel plate according to any one of (1) to (4) above, including a cooling step.
1.00≦ x10 ≦10.00...Formula (2)
x 1 =D 1・{(T 1 −T 0 ) 2 +D 2 T 1 +D 3 }・Δt 0.5・exp(−D 4 /T 1 )
t n =x n 2・D 1 -2・{(T n+1 −T 0 ) 2 +D 2 T n+1 +D 3 } -2・exp(D 4 /T n+1 )
x n =D 1・{(T n −T 0 ) 2 +D 2 T n +D 3 }・(t n-1 +Δt) 0.5・exp(−D 4 /T n )
x n is an index representing the degree of formation of the CuNi-enriched portion after each section is completed by dividing the elapsed time from the time when the surface temperature of the slab exceeds T 0 °C to the completion of the heating process into 10 equal parts. Yes, n indicates that the calculation corresponds to the nth section of the interval divided into 10 equal parts,
D 1 , D 2 , D 3 and D 4 are constants and are 8.92×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 and 5.89×10 3 , respectively;
T n is the average slab temperature [°C] in the nth region of the 10 equally divided sections,
Δt is one tenth of the elapsed time [seconds],
x 10 is obtained by sequentially calculating x 1 to x 2 , x 3 . . . using the above calculation formula.
1.00≦y 10 ≦10.00...Formula (3)
y 1 =E 1・(J 1 2 +E 2 J 1 +E 3 )・Δk 0.5・exp(−E 4 /J 1 )
k n =y n 2・E 1 -2・(J n+1 2 +E 2 J n+1 +E 3 ) -2・exp(2・E 4 /J n+1 )
y n =E 1・(J n 2 +E 2 J n +E 3 )・(k n-1 +Δk) 0.5・exp(−E 4 /J n )
y n is an index representing the degree of scale growth after each section is completed by dividing the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling into 10 equal parts in the cooling process, and n is the index representing the degree of scale growth after each section is completed. Indicates that it is the nth calculation,
E 1 , E 2 , E 3 and E 4 are constants and are 9.14×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 and 5.89×10 3 , respectively;
J n is the average steel plate temperature [°C] in the nth region of the 10 equally divided sections,
Δk is one-tenth of the elapsed time [seconds],
y 10 is obtained by sequentially calculating from y 1 to y 2 , y 3 , etc. using the above calculation formula.
T 0 is the temperature determined by the following equation (4).
T 0 = K 1 + K 2 [Cu] [Ni] + K 3 [Cu] [Ni] 0.5 (K 4 - [Cu]) + K 5 (K 6 + log 10 [Si]) 2 + K 7 Al + K 8 Mn... Formula (4)
K 1 =1.158×10 3 , K 2 =6.288×10 0 , K 3 =3.337×10 1 , K 4 =1.783×10 0 , K 5 =1.400×10 0 , K 6 =1.000×10 0 , K 7 =−3.500×10 1 , and K 8 =−1.560×10 1 ,
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the slab.

本発明によれば、スケールの密着性を高めることで、レーザー照射時のスケールの剥離が抑制または防止され、それゆえレーザー切断を適用するのに有用な厚鋼板およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, peeling of the scale during laser irradiation is suppressed or prevented by increasing the adhesion of the scale, and therefore it is possible to provide a thick steel plate useful for applying laser cutting and a method for manufacturing the same. can.

CuNi濃化部の密度を測定するためのEPMA解析によって得られる元素マップの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an elemental map obtained by EPMA analysis for measuring the density of a CuNi enriched area.

以下、本発明の実施形態に係る厚鋼板およびその製造方法についてより詳しく説明するが、これらの説明は本発明の好ましい形態の例示を意図するものであって、本発明を特定の実施形態に限定することを意図するものではない。 Hereinafter, thick steel plates and methods for manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be explained in more detail, but these explanations are intended to be exemplifications of preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to specific embodiments. It is not intended to.

[好ましい化学組成]
本発明の実施形態においては、鋼板は、鋼板とスケールの界面において島状に存在するCuNi濃化部の密度が1.0×107個/m2以上であるという要件を満たす任意の材料であってよい。したがって、鋼板の化学組成は、特に限定されず、当該要件を満たす範囲で適切に決定すればよい。より詳しくは、本発明は、上記のとおり、スケールの密着性を高め、レーザー照射時のスケール剥離を抑制または防止し、それゆえレーザー切断を適用するのに有用な厚鋼板を提供することを目的とするものであって、鋼板とスケールの界面において島状に存在するCuNi濃化部の密度を1.0×107個/m2以上とし、さらにスケールの厚さ偏差をスケールの平均厚さの10.0%以下とすることによって当該目的を達成するものである。したがって、鋼板全体の化学組成は、本発明の目的を達成する上で必須の技術的特徴でないことは明らかである。以下、本発明の実施形態に係る鋼板の好ましい化学組成について説明するが、これらの説明は、鋼板とスケールの界面において島状に存在するCuNi濃化部の密度が1.0×107個/m2以上であるという要件を満たすための鋼板における好ましい化学組成の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の化学組成を有する鋼板に限定することを意図するものではない。また、以下の説明において、各元素の含有量の単位である「%」は、特に断りが無い限り、「質量%」を意味するものである。
[Preferred chemical composition]
In the embodiment of the present invention, the steel plate is any material that satisfies the requirement that the density of CuNi enriched areas existing in island form at the interface between the steel plate and the scale is 1.0×10 7 pieces/m 2 or more. It's good. Therefore, the chemical composition of the steel plate is not particularly limited, and may be appropriately determined within a range that satisfies the requirements. More specifically, as described above, the present invention aims to improve scale adhesion, suppress or prevent scale peeling during laser irradiation, and therefore provide a thick steel plate useful for laser cutting. The density of the CuNi enriched areas existing in the form of islands at the interface between the steel plate and the scale shall be 1.0×10 7 pieces/m 2 or more, and the thickness deviation of the scale shall be the average thickness of the scale. This objective is achieved by reducing the amount of carbon dioxide to 10.0% or less. Therefore, it is clear that the chemical composition of the entire steel sheet is not an essential technical feature to achieve the object of the present invention. The preferred chemical composition of the steel plate according to the embodiment of the present invention will be explained below, but these explanations are based on the assumption that the density of the CuNi enriched parts existing in the form of islands at the interface between the steel plate and the scale is 1.0 × 10 7 / This is intended to be merely an example of a preferable chemical composition in a steel plate to meet the requirement that the chemical composition be 2 m2 or more, and the present invention is not intended to be limited to steel plates having such a specific chemical composition. . Furthermore, in the following description, "%", which is the unit of content of each element, means "% by mass" unless otherwise specified.

[C:0.001~0.300%]
Cは一般的な製鉄法において不可避的に含まれる元素であり、0.001%未満に制限することは製錬工程における負荷が大きく、経済的に好ましくない。この観点から、Cの含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Cは強度を大きく高める元素であり、強度を高めるため、0.030%以上含有することが好ましく、0.050%以上含有することが更に好ましい。一方、Cが0.300%を超えると、鋼板の靭性が大きく劣化するため、Cの含有量は0.300%以下とすることが好ましい。また、Cは溶接性および溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点から、Cの含有量は0.230%以下であることが好ましく、0.200%以下であることが更に好ましい。
[C: 0.001-0.300%]
C is an element that is unavoidably included in general iron manufacturing methods, and limiting it to less than 0.001% places a large burden on the smelting process, which is economically undesirable. From this point of view, the content of C is preferably 0.001% or more. C is an element that greatly increases strength, and in order to increase strength, it is preferably contained in an amount of 0.030% or more, and more preferably 0.050% or more. On the other hand, if C exceeds 0.300%, the toughness of the steel plate will be significantly degraded, so the C content is preferably 0.300% or less. Further, C is an element that impairs weldability and the toughness of the weld zone, and from this point of view, the C content is preferably 0.230% or less, and more preferably 0.200% or less.

[Si:0.01~1.00%]
Siは脱酸元素であり、強度の向上にも寄与する元素である。これらの効果を十分に得るため、Si含有量は0.01%以上とすることが好ましい。特に強度を高めるため、Siの含有量は0.05%以上であることが好ましく、0.10%以上であることが更に好ましい。一方、Siの含有量が多いと、鋼板の表面におけるスケールの形成挙動が不均質となる場合があるため、Siの含有量は1.00%以下とすることが好ましい。また、Siは鋼板の靭性を損なう元素であり、この観点からSiの含有量は0.70%以下であることが好ましく、0.50%以下であることが更に好ましい。
[Si: 0.01 to 1.00%]
Si is a deoxidizing element and also contributes to improving strength. In order to fully obtain these effects, the Si content is preferably 0.01% or more. In particular, in order to increase the strength, the Si content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more. On the other hand, if the Si content is high, the scale formation behavior on the surface of the steel plate may become non-uniform, so the Si content is preferably 1.00% or less. Further, Si is an element that impairs the toughness of a steel sheet, and from this point of view, the Si content is preferably 0.70% or less, and more preferably 0.50% or less.

[Mn:0.10~2.50%]
Mnは強度の向上に寄与する元素であり、この効果を十分に得るため、Mnの含有量は0.10%以上とすることが好ましい。強度を高める観点から、Mnの含有量は0.30%以上とすることが好ましく、0.50%以上とすることが更に好ましい。一方、Mnを過度に含有すると、粗大なMnSが生成し、鋼板の靭性が大きく劣化する懸念がある。この観点から、Mnの含有量は2.50%以下に制限することが好ましい。また、Mnは溶接性および溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点からMnの含有量は2.00%以下であることが好ましく、1.80%以下であることが更に好ましい。
[Mn: 0.10-2.50%]
Mn is an element that contributes to improving strength, and in order to fully obtain this effect, the Mn content is preferably 0.10% or more. From the viewpoint of increasing strength, the Mn content is preferably 0.30% or more, more preferably 0.50% or more. On the other hand, if Mn is contained excessively, coarse MnS will be generated, and there is a concern that the toughness of the steel sheet will be significantly deteriorated. From this point of view, it is preferable to limit the Mn content to 2.50% or less. Further, Mn is an element that impairs weldability and the toughness of the weld zone, and from this point of view, the Mn content is preferably 2.00% or less, and more preferably 1.80% or less.

[P:0.001~0.050%]
Pは一般的な製鉄法において不可避的に含まれる元素であり、0.001%未満に制限することは製錬工程における負荷が大きく、経済的に好ましくない。この観点から、Pの含有量は0.001%以上とすることが好ましい。一方、Pは靭性を損なう元素であり、この観点から、Pの含有量は0.050%以下に制限することが好ましい。また、Pは溶接性および溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点からPの含有量は0.030%以下であることが好ましく、0.020%以下であることが更に好ましい。
[P:0.001-0.050%]
P is an element that is unavoidably included in general iron manufacturing methods, and limiting it to less than 0.001% imposes a large burden on the smelting process, which is economically undesirable. From this viewpoint, the P content is preferably 0.001% or more. On the other hand, P is an element that impairs toughness, and from this point of view, it is preferable to limit the P content to 0.050% or less. Furthermore, P is an element that impairs weldability and the toughness of the weld zone, and from this point of view, the P content is preferably 0.030% or less, and more preferably 0.020% or less.

[S:0.0001~0.0100%]
Sは一般的な製鉄法において不可避的に含まれる元素であり、0.0001%未満に制限することは製錬工程における負荷が大きく、経済的に好ましくない。この観点から、Sの含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。一方、Sは粗大な硫化物を形成して靭性を損なう元素であり、この観点から、Sの含有量は0.0100%以下に制限することが好ましい。また、Sは溶接性および溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点からSの含有量は0.0060%以下であることが好ましく、0.0040%以下であることが更に好ましい。
[S:0.0001-0.0100%]
S is an element that is unavoidably included in general iron manufacturing methods, and limiting it to less than 0.0001% imposes a large burden on the smelting process, which is economically undesirable. From this point of view, the S content is preferably 0.0001% or more. On the other hand, S is an element that forms coarse sulfides and impairs toughness, and from this point of view, it is preferable to limit the S content to 0.0100% or less. Further, S is an element that impairs weldability and the toughness of the welded part, and from this point of view, the S content is preferably 0.0060% or less, and more preferably 0.0040% or less.

[Al:0.001~0.200%]
Alは脱酸元素であり、その効果を得るため、Alの含有量は0.001%以上とすることが好ましい。脱酸効果を十分に発揮するためには、Alの含有量は0.005%以上であることが好ましい。一方、Alは靭性を損なう元素であり、Alの含有量は0.200%以下に制限することが好ましい。また、Alは溶接性および溶接部の靭性も損なうことから、Alの含有量は0.120%以下であることが好ましく、0.080%以下であることが更に好ましい。
[Al: 0.001-0.200%]
Al is a deoxidizing element, and in order to obtain this effect, the content of Al is preferably 0.001% or more. In order to fully exhibit the deoxidizing effect, the Al content is preferably 0.005% or more. On the other hand, Al is an element that impairs toughness, and the content of Al is preferably limited to 0.200% or less. Furthermore, since Al also impairs weldability and the toughness of the welded part, the Al content is preferably 0.120% or less, more preferably 0.080% or less.

[Cu:0.01~1.00%]
Cuは、Niと共に鋼板とスケールの密着性を高め、鋼板のレーザー切断性を高める元素である。この観点から、Cuの含有量は0.01%以上とすることが好ましい。スケールの密着性を高めるため、Cuの含有量は0.03%以上とすることが好ましく、0.08%以上とすることが更に好ましい。Cuの含有量は0.10%以上、0.12%以上、0.15%以上、0.20%以上または0.30%以上であってもよい。一方、Cuの含有量が過剰であると、鋳片の表面に疵が発生し、圧延に支障が生じる懸念があるため、Cuの含有量は1.00%以下に制限することが好ましい。また、Cuは溶接性を劣化させるため、Cuの含有量は0.70%以下とすることが好ましく、0.50%以下とすることが更に好ましい。
[Cu: 0.01 to 1.00%]
Cu is an element that, together with Ni, increases the adhesion between the steel plate and the scale, and improves the laser cuttability of the steel plate. From this viewpoint, the content of Cu is preferably 0.01% or more. In order to improve scale adhesion, the Cu content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.08% or more. The content of Cu may be 0.10% or more, 0.12% or more, 0.15% or more, 0.20% or more, or 0.30% or more. On the other hand, if the Cu content is excessive, there is a concern that flaws will occur on the surface of the slab and that rolling will be hindered, so the Cu content is preferably limited to 1.00% or less. Further, since Cu deteriorates weldability, the content of Cu is preferably 0.70% or less, and more preferably 0.50% or less.

[Ni:0.01~2.00%]
Niは、Cuと共に鋼板とスケールの密着性を高め、鋼板のレーザー切断性を高める元素である。この観点から、Niの含有量は0.01%以上とすることが好ましい。スケールの密着性を高めるため、Niの含有量は0.03%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることが更に好ましい。Niの含有量は0.10%以上、0.12%以上、0.15%以上、0.20%以上、0.30%以上、0.40%以上または0.50%以上であってもよい。一方、Niの含有量が過剰であると、鋳片の表面に疵が発生し、圧延に支障が生じる懸念があるため、Niの含有量は2.00%以下に制限することが好ましい。また、Niは溶接性を劣化させるため、Niの含有量は1.50%以下とすることが好ましく、1.00%以下とすることが更に好ましく、0.70%以下とすることが更に好ましい。
[Ni:0.01-2.00%]
Ni, together with Cu, is an element that increases the adhesion between the steel plate and the scale, and improves the laser cuttability of the steel plate. From this point of view, the Ni content is preferably 0.01% or more. In order to improve scale adhesion, the Ni content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more. Even if the Ni content is 0.10% or more, 0.12% or more, 0.15% or more, 0.20% or more, 0.30% or more, 0.40% or more, or 0.50% or more good. On the other hand, if the Ni content is excessive, there is a concern that flaws will occur on the surface of the slab and that rolling will be hindered, so the Ni content is preferably limited to 2.00% or less. Further, since Ni deteriorates weldability, the Ni content is preferably 1.50% or less, more preferably 1.00% or less, and even more preferably 0.70% or less. .

[Cu+0.5Ni:0.05~1.00%]
CuとNiが、鋼板表面のスケールと鋼板の界面において、特には当該界面の鋼板側表面においてCuNi濃化部を形成することにより、本発明の実施形態に係る厚鋼板における密着性に優れたスケールが得られる。当該スケールを得るため、鋼板のCuおよびNiの含有量は、上記個別の元素ごとの含有量の範囲に加え、次の式(1)を満たすことが好ましい。
0.05≦[Cu]+0.5[Ni]≦1.00 ・・・式(1)
ここで、[Cu]および[Ni]は、鋼板におけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
CuおよびNiの含有量が少なく、式(1)を満たさない場合、鋼板の表面に十分な密度のCuNi濃化部、すなわち1.0×107個/m2以上の密度を有する島状のCuNi濃化部が形成されないことがあり、このような場合には密着性が劣位なスケールが形成される。一方、CuおよびNiの含有量が過剰であり、式(1)を満たさない場合、CuNi濃化部が偏在して一部のCuNi濃化部が粗大化し、却って島状のCuNi濃化部の密度が低減することがある。CuNi濃化部が偏在して形成される粗大なCuNi濃化部は、その上に形成されるスケールとの密着性が過剰に高く、後述する熱間圧延工程でのスラブの加熱によって生じた不均質なスケールを除去するためのデスケーリングに際して、部分的にスケールが残存してしまう場合がある。このような場合には、その後の冷却工程において不均質なスケールが形成され、スケールの密着性が却って劣位となる。CuNi濃化部の密度を高め、スケールの密着性をより確実に向上させるには、式(1)の値は0.08%以上、0.70%以下であることが好ましく、0.10%以上、0.50%以下であることが更に好ましい。
[Cu+0.5Ni: 0.05-1.00%]
The scale with excellent adhesion in the thick steel plate according to the embodiment of the present invention is formed by Cu and Ni forming a CuNi-enriched area at the interface between the scale on the steel plate surface and the steel plate, particularly on the steel plate side surface of the interface. is obtained. In order to obtain the scale, it is preferable that the content of Cu and Ni in the steel plate satisfies the following formula (1) in addition to the above content range for each individual element.
0.05≦[Cu]+0.5[Ni]≦1.00...Formula (1)
Here, [Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the steel plate.
When the content of Cu and Ni is low and does not satisfy formula (1), the surface of the steel sheet has CuNi enriched areas with a sufficient density, that is, island-like areas with a density of 1.0 × 10 7 pieces/m 2 or more. A CuNi-enriched area may not be formed, and in such a case, a scale with poor adhesion is formed. On the other hand, if the content of Cu and Ni is excessive and does not satisfy formula (1), CuNi-enriched areas are unevenly distributed, some of the CuNi-enriched areas become coarse, and on the contrary, island-like CuNi-enriched areas become Density may be reduced. The coarse CuNi-enriched areas formed by unevenly distributed CuNi-enriched areas have excessively high adhesion with the scale formed thereon, and the defects caused by the heating of the slab in the hot rolling process described below. During descaling to remove homogeneous scale, some scale may remain partially. In such a case, a non-uniform scale is formed in the subsequent cooling step, and the adhesion of the scale is rather poor. In order to increase the density of the CuNi-enriched area and more reliably improve scale adhesion, the value of formula (1) is preferably 0.08% or more and 0.70% or less, and 0.10% Above, it is more preferable that it is 0.50% or less.

[N:0.0150%以下]
Nは一般的な製鉄法において不可避的に含まれる元素である。多量のNが含まれると粗大な窒化物が形成され、鋼板の靭性が損なわれるため、Nの含有量は0.0150%以下に制限することが好ましい。また、Nは溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点から、Nの含有量は0.0100%以下にすることが好ましく、0.0060%以下とすることが更に好ましい。Nの含有量の下限は特に設けないが、0.0003%未満に制限することは製錬工程における負荷が大きく、経済的に好ましくないため、0.0003%以上とすることが好ましい。
[N: 0.0150% or less]
N is an element that is inevitably included in general iron manufacturing methods. If a large amount of N is included, coarse nitrides will be formed and the toughness of the steel sheet will be impaired, so it is preferable to limit the N content to 0.0150% or less. Further, N is an element that impairs the toughness of the weld zone, and from this point of view, the N content is preferably 0.0100% or less, and more preferably 0.0060% or less. Although there is no particular lower limit to the N content, limiting it to less than 0.0003% places a heavy burden on the smelting process and is economically unfavorable, so it is preferably 0.0003% or more.

[O:0.0050%以下]
Oは一般的な製鉄法において不可避的に含まれる元素である。多量のOが含まれると粗大な酸化物が形成され、鋼板の靭性が損なわれるため、Oの含有量は0.0050%以下に制限することが好ましい。また、Oは溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点から、Oの含有量は0.0035%以下にすることが好ましく、0.0025%以下とすることが更に好ましい。Oの含有量の下限は特に設けないが、0.0002%未満に制限することは製錬工程における負荷が大きく、経済的に好ましくないため、0.0002%以上とすることが好ましい。
[O: 0.0050% or less]
O is an element that is inevitably included in general iron manufacturing methods. If a large amount of O is included, coarse oxides are formed and the toughness of the steel sheet is impaired, so it is preferable to limit the O content to 0.0050% or less. Furthermore, O is an element that impairs the toughness of the weld zone, and from this point of view, the content of O is preferably 0.0035% or less, more preferably 0.0025% or less. There is no particular lower limit for the content of O, but limiting it to less than 0.0002% puts a heavy burden on the smelting process and is economically unfavorable, so it is preferably 0.0002% or more.

本発明の実施形態に係る鋼板の基本化学組成は上記のとおりである。さらに、当該鋼板は、必要に応じて以下の任意選択元素のうち1種または2種以上を含有してもよい。鋼板は、Cr:0~1.00%、Mo:0~1.00%およびW:0~0.50%からなる群から選択される1種または2種以上を含有してもよい。また、鋼板は、Nb:0~0.500%、Ti:0~0.500%およびV:0~1.000%からなる群から選択される1種または2種以上を含有してもよい。また、鋼板は、B:0~0.0100%を含有してもよい。また、鋼板は、Sn:0~0.500%およびSb:0~0.500%からなる群から選択される1種または2種を含有してもよい。また、鋼板は、Ca:0~0.0100%、Mg:0~0.0100%、Hf:0~0.0100%、Te:0~0.0100%、Sr:0~0.0100%およびREM:0~0.0100%からなる群から選択される1種または2種以上を含有してもよい。以下、これらの任意選択元素について詳しく説明する。 The basic chemical composition of the steel plate according to the embodiment of the present invention is as described above. Furthermore, the steel plate may contain one or more of the following optional elements as necessary. The steel plate may contain one or more selected from the group consisting of Cr: 0 to 1.00%, Mo: 0 to 1.00%, and W: 0 to 0.50%. Further, the steel plate may contain one or more selected from the group consisting of Nb: 0 to 0.500%, Ti: 0 to 0.500%, and V: 0 to 1.000%. . Further, the steel plate may contain B: 0 to 0.0100%. Further, the steel plate may contain one or two selected from the group consisting of Sn: 0 to 0.500% and Sb: 0 to 0.500%. In addition, the steel plate contains Ca: 0 to 0.0100%, Mg: 0 to 0.0100%, Hf: 0 to 0.0100%, Te: 0 to 0.0100%, Sr: 0 to 0.0100% and REM: May contain one or more selected from the group consisting of 0 to 0.0100%. These optional elements will be explained in detail below.

[Cr:0~1.00%]
Crは強度の向上に寄与する元素である。Crの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.001%以上または0.01%以上であってもよい。強度を高める観点から、Crの含有量は0.05%以上とすることが好ましく、0.15%以上とすることが更に好ましい。一方、Crを過度に含有すると、粗大なCr炭窒化物が生成し、鋼板の靭性が大きく劣化する懸念がある。この観点から、Crの含有量は1.00%以下に制限することが好ましい。また、Crは溶接性および溶接部の靭性を損なう元素であり、この観点からCrの含有量は0.60%以下であることが好ましい。
[Cr: 0-1.00%]
Cr is an element that contributes to improving strength. The content of Cr may be 0%, but when included, it may be 0.001% or more or 0.01% or more. From the viewpoint of increasing strength, the Cr content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.15% or more. On the other hand, if Cr is contained excessively, coarse Cr carbonitrides will be generated, and there is a concern that the toughness of the steel sheet will be significantly deteriorated. From this point of view, it is preferable to limit the Cr content to 1.00% or less. Further, Cr is an element that impairs weldability and the toughness of the weld zone, and from this point of view, the Cr content is preferably 0.60% or less.

[Mo:0~1.00%]
Moは強度の向上に寄与する元素である。Moの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.001%以上または0.01%以上であってもよい。強度を高める観点から、Moの含有量は0.02%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることが更に好ましい。一方、Moを過度に含有すると、溶接性および溶接部の靭性が損なわれる懸念がある。この観点から、Moの含有量は1.00%以下に制限することが好ましく、0.60%以下であることが更に好ましい。
[Mo: 0-1.00%]
Mo is an element that contributes to improving strength. The content of Mo may be 0%, but when it is included, it may be 0.001% or more or 0.01% or more. From the viewpoint of increasing strength, the content of Mo is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more. On the other hand, if Mo is contained excessively, there is a concern that the weldability and the toughness of the welded part will be impaired. From this point of view, the Mo content is preferably limited to 1.00% or less, more preferably 0.60% or less.

[W:0~0.50%]
Wは強度の向上に寄与する元素である。Wの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.001%以上または0.003%以上であってもよい。強度を高める観点から、Wの含有量は0.05%以上とすることが好ましく、0.15%以上とすることが更に好ましい。一方、Wを過度に含有すると、溶接性および溶接部の靭性が損なわれる懸念がある。この観点から、Wの含有量は0.50%以下に制限することが好ましく、0.30%以下であることが更に好ましい。
[W: 0-0.50%]
W is an element that contributes to improving strength. The content of W may be 0%, but when included, it may be 0.001% or more or 0.003% or more. From the viewpoint of increasing strength, the W content is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.15% or more. On the other hand, if W is contained excessively, there is a concern that the weldability and the toughness of the welded part will be impaired. From this point of view, the content of W is preferably limited to 0.50% or less, more preferably 0.30% or less.

[Nb:0~0.500%]
Nbは強度の向上に寄与する元素である。Nbの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.001%以上または0.003%以上であってもよい。強度を高める観点から、Nbの含有量は0.005%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることが更に好ましい。一方、Nbを過度に含有すると、粗大なNb炭窒化物が生成し、鋼板および溶接部の靭性が大きく劣化する懸念がある。この観点から、Nbの含有量は0.500%以下に制限することが好ましく、0.100%以下であることが更に好ましい。
[Nb: 0 to 0.500%]
Nb is an element that contributes to improving strength. The content of Nb may be 0%, but when included, it may be 0.001% or more or 0.003% or more. From the viewpoint of increasing strength, the Nb content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more. On the other hand, if Nb is contained excessively, coarse Nb carbonitrides will be generated, and there is a concern that the toughness of the steel plate and welded portion will be significantly deteriorated. From this viewpoint, the Nb content is preferably limited to 0.500% or less, and more preferably 0.100% or less.

[Ti:0~0.500%]
Tiは強度の向上に寄与する元素である。Tiの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.001%以上または0.003%以上であってもよい。強度を高める観点から、Tiの含有量は0.005%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることが更に好ましい。一方、Tiを過度に含有すると、粗大なTi炭窒化物が生成し、鋼板および溶接部の靭性が大きく劣化する懸念がある。この観点から、Tiの含有量は0.500%以下に制限することが好ましく、0.200%以下であることが更に好ましい。
[Ti: 0 to 0.500%]
Ti is an element that contributes to improving strength. The content of Ti may be 0%, but when included, it may be 0.001% or more or 0.003% or more. From the viewpoint of increasing strength, the Ti content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more. On the other hand, if Ti is contained excessively, coarse Ti carbonitrides will be generated, and there is a concern that the toughness of the steel plate and the welded portion will be significantly deteriorated. From this viewpoint, the Ti content is preferably limited to 0.500% or less, and more preferably 0.200% or less.

[V:0~1.000%]
Vは強度の向上に寄与する元素である。Vの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.001%以上または0.003%以上であってもよい。強度を高める観点から、Vの含有量は0.030%以上とすることが好ましく、0.080%以上とすることが更に好ましい。一方、Vを過度に含有すると、溶接性および溶接部の靭性が損なわれる懸念がある。この観点から、Vの含有量は1.000%以下に制限することが好ましく、0.600%以下であることが更に好ましい。
[V: 0-1.000%]
V is an element that contributes to improving strength. The content of V may be 0%, but when it is included, it may be 0.001% or more or 0.003% or more. From the viewpoint of increasing strength, the content of V is preferably 0.030% or more, more preferably 0.080% or more. On the other hand, if V is contained excessively, there is a concern that the weldability and the toughness of the welded part may be impaired. From this point of view, the V content is preferably limited to 1.000% or less, more preferably 0.600% or less.

[B:0~0.0100%]
Bは強度の向上に寄与する元素である。Bの含有量は0%であってもよいが、含有させる場合には0.0001%以上であってもよい。強度を高める観点から、Bの含有量は0.0003%以上とすることが好ましく、0.0008%以上とすることが更に好ましい。一方、Bを過度に含有すると、溶接性および溶接部の靭性が損なわれる懸念がある。この観点から、Bの含有量は0.0100%以下に制限することが好ましく、0.0035%以下であることが更に好ましい。
[B: 0 to 0.0100%]
B is an element that contributes to improving strength. The content of B may be 0%, but when included, it may be 0.0001% or more. From the viewpoint of increasing strength, the content of B is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0008% or more. On the other hand, if B is contained excessively, there is a concern that the weldability and the toughness of the welded part may be impaired. From this point of view, the content of B is preferably limited to 0.0100% or less, more preferably 0.0035% or less.

[Sn:0~0.500%]
Snは、鋼板とスケールの界面に濃化し、同界面近傍における他の金属元素の濃縮を促進する元素であり、CuNi濃化部の形成を促進して、スケールの密着性を高める効果がある。Snの含有量は0%であってもよいが、スケールの密着性を高め、レーザー切断性を向上させるため、Snの含有量は0.001%以上または0.003%以上であることが好ましい。この効果を十分に得るには、Snの含有量は0.005%以上であることが好ましく、0.025%以上であることが更に好ましい。一方、Snを多量に含有すると、溶接性および溶接部の靭性が損なわれるため、Snの含有量は0.500%以下に制限することが好ましい。この観点から、Snの含有量は0.300%以下とすることが好ましく、0.200%以下であることが更に好ましい。
[Sn: 0 to 0.500%]
Sn is an element that is concentrated at the interface between the steel plate and the scale and promotes the concentration of other metal elements near the interface, and has the effect of promoting the formation of a CuNi-enriched area and increasing the adhesion of the scale. The Sn content may be 0%, but in order to improve scale adhesion and laser cutting properties, the Sn content is preferably 0.001% or more or 0.003% or more. . In order to fully obtain this effect, the Sn content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.025% or more. On the other hand, if a large amount of Sn is contained, the weldability and the toughness of the welded part will be impaired, so it is preferable to limit the Sn content to 0.500% or less. From this viewpoint, the content of Sn is preferably 0.300% or less, more preferably 0.200% or less.

[Sb:0~0.500%]
Sbは、鋼板とスケールの界面に濃化し、同界面近傍における他の金属元素の濃縮を促進する元素であり、CuNi濃化部の形成を促進して、スケールの密着性を高める効果がある。Sbの含有量は0%であってもよいが、スケールの密着性を高め、レーザー切断性を向上させるため、Sbの含有量は0.001%以上または0.003%以上であることが好ましい。この効果を十分に得るには、Sbの含有量は0.005%以上であることが好ましく、0.025%以上であることが更に好ましい。一方、Sbを多量に含有すると、溶接性および溶接部の靭性が損なわれるため、Sbの含有量は0.500%以下に制限することが好ましい。この観点から、Sbの含有量は0.300%以下とすることが好ましく、0.200%以下であることが更に好ましい。
[Sb: 0 to 0.500%]
Sb is an element that concentrates at the interface between the steel plate and the scale and promotes the concentration of other metal elements near the interface, and has the effect of promoting the formation of a CuNi-enriched area and increasing the adhesion of the scale. The Sb content may be 0%, but in order to improve scale adhesion and laser cutting properties, the Sb content is preferably 0.001% or more or 0.003% or more. . In order to fully obtain this effect, the content of Sb is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.025% or more. On the other hand, if a large amount of Sb is contained, the weldability and the toughness of the welded part will be impaired, so it is preferable to limit the Sb content to 0.500% or less. From this point of view, the Sb content is preferably 0.300% or less, more preferably 0.200% or less.

[Ca:0~0.0100%]
[Mg:0~0.0100%]
[Hf:0~0.0100%]
[Te:0~0.0100%]
[Sr:0~0.0100%]
[REM:0~0.0100%]
Ca、Mg、Hf、Te、SrおよびREMは、硫化物を微細化し、鋼板の靭性を向上させる元素である。Ca、Mg、Hf、Te、SrおよびREMの含有量は0%であってもよいが、この効果を得るには、Ca、Mg、Hf、Te、SrおよびREMの含有量は、それぞれ0.0001%以上または0.0003%以上であることが好ましい。一方、これらの元素を過度に含有すると、効果が飽和し、それゆえCa、Mg、Hf、Te、SrおよびREMを必要以上に鋼板に含有させることは製造コストの上昇を招く。従って、Ca、Mg、Hf、Te、SrおよびREMの含有量は0.0100%以下に制限することが好ましく、0.0040%以下であることが更に好ましい。ここで、REMとは、Sc、Yおよびランタノイド(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLu)の総称であり、これら17元素の含有量の総計をREMの含有量とする。
[Ca: 0-0.0100%]
[Mg: 0 to 0.0100%]
[Hf: 0 to 0.0100%]
[Te: 0 to 0.0100%]
[Sr: 0 to 0.0100%]
[REM: 0 to 0.0100%]
Ca, Mg, Hf, Te, Sr, and REM are elements that refine sulfides and improve the toughness of the steel sheet. The contents of Ca, Mg, Hf, Te, Sr, and REM may be 0%, but in order to obtain this effect, the contents of Ca, Mg, Hf, Te, Sr, and REM should be 0%, respectively. It is preferably at least 0.0001% or at least 0.0003%. On the other hand, if these elements are contained in excess, the effects will be saturated, and therefore, containing Ca, Mg, Hf, Te, Sr, and REM in a steel sheet in excess of necessary will lead to an increase in manufacturing costs. Therefore, the content of Ca, Mg, Hf, Te, Sr and REM is preferably limited to 0.0100% or less, more preferably 0.0040% or less. Here, REM is a general term for Sc, Y, and lanthanoids (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu), and these 17 Let the total content of elements be the content of REM.

本発明の実施形態に係る鋼板において、上記の元素以外の残部はFeおよび不純物からなる。不純物とは、鋼板を工業的に製造する際に、鉱石やスクラップ等のような原料をはじめとして、製造工程の種々の要因によって混入する成分等である。 In the steel plate according to the embodiment of the present invention, the remainder other than the above elements consists of Fe and impurities. Impurities are components that are mixed in during industrial manufacturing of steel sheets due to various factors in the manufacturing process, including raw materials such as ore and scrap.

鋼板の化学組成は、一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、鋼板の化学組成は、誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-AES:Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定すればよい。CおよびSは燃焼―赤外線吸収法を用いる。 The chemical composition of the steel plate may be measured by a general analytical method. For example, the chemical composition of a steel plate may be measured using inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES). For C and S, combustion-infrared absorption method is used.

続いて、本発明の実施形態に係る厚鋼板について、そのスケール、スケール/鋼板界面、および同界面近傍における特徴を述べる。 Next, the scale, the scale/steel plate interface, and the characteristics in the vicinity of the interface will be described regarding the thick steel plate according to the embodiment of the present invention.

[鋼板とスケールの界面において島状に存在するCuおよび/またはNiの濃化部の密度≧1.0×107個/m2
本発明の実施形態に係る厚鋼板は、鋼板(地鉄)とスケールの界面において、特には当該界面の鋼板側表面において島状にCuおよび/またはNiの濃化部(CuNi濃化部)が存在することを特徴とする。前記界面における島状のCuNi濃化部の密度が大きいほど、スケールの密着性が高まり、レーザー切断性が改善する。この効果を十分に得るため、本発明の実施形態に係る厚鋼板においては、前記界面におけるCuNi濃化部の密度を1.0×107個/m2以上とする。
[Density of concentrated areas of Cu and/or Ni existing in the form of islands at the interface between the steel plate and the scale ≧1.0×10 7 pieces/m 2 ]
The thick steel plate according to the embodiment of the present invention has island-shaped Cu and/or Ni enriched areas (CuNi enriched areas) at the interface between the steel plate (substrate) and the scale, particularly on the steel plate side surface of the interface. characterized by its existence. The greater the density of the island-shaped CuNi-enriched portions at the interface, the higher the scale adhesion and the better the laser cuttability. In order to fully obtain this effect, in the thick steel plate according to the embodiment of the present invention, the density of the CuNi enriched portions at the interface is set to 1.0×10 7 pieces/m 2 or more.

前記界面に存在する島状のCuNi濃化部は、熱間圧延工程においてデスケーリング後のスケールの形成サイトとして機能するため、その密度が高まることによってスケールの均質性が高まり、レーザー照射時のスケールの吸熱および膨張挙動が一定となり、その結果としてスケールの剥離が抑制されることでレーザー切断性が向上するものと考えられる。また、それがスケールの形成サイトとしても機能することから、CuNi濃化部とスケール層との密着性、ひいては鋼板とスケール層との密着性が高くなり、このような高い密着性に起因してレーザー照射に伴う鋼板の熱膨張によって生じるスケールと鋼板とのミクロな剥離部の連結によるマクロな剥離現象の発生が抑制されるものと考えられる。このため、前記界面の全域に渡ってCuNi濃化部が形成されれば、スケールの形成は鋼板の全域に渡って促進され、スケールの均質性は高まり、スケールの密着性が向上してレーザー切断性がより顕著に向上するとも考えられる。しかしながら、そのためには多量のCuおよび/またはNiを含有させる必要があり、また、後述する鋳造工程において付与するひずみを増大させることが求められるが、いずれも鋳片の表面性状が悪化し、同鋳片を熱間圧延工程に供することが困難となるため、必ずしも好ましくない。したがって、このような製造上の不利益を回避しつつ、スケール密着性を更に高めるため、同密度は1.5×107個/m2以上であることが好ましく、2.0×107個/m2以上であることが更に好ましい。同密度に上限は設定しないが、島状のCuNi濃化部の密度を過度に高めようとすると、CuNi濃化部同士が連結し、却って同密度が低下する。この場合には、同密度の低下に伴い、粗大なCuNi濃化部が形成されることとなり、粗大なCuNi濃化部が存在する領域のみスケールの形成が異常に促進されてしまい、却ってスケールの均質性が損なわれ、レーザー照射時のスケールの吸熱および膨張挙動が不均質となってスケールの剥離が助長され、レーザー切断性が劣化すると考えられる。以上の観点から、前記界面におけるCuNi濃化部の密度は1.0×108個/m2以下に留めることが好ましい。 The island-like CuNi enriched areas present at the interface function as scale formation sites after descaling in the hot rolling process, so their density increases, which increases the homogeneity of the scale and reduces the scale during laser irradiation. It is thought that the heat absorption and expansion behavior of the steel become constant, and as a result, the peeling of the scale is suppressed, thereby improving the laser cuttability. In addition, since it also functions as a scale formation site, the adhesion between the CuNi enriched area and the scale layer, and ultimately the adhesion between the steel plate and the scale layer, increases. It is thought that the occurrence of macroscopic peeling phenomenon due to the connection of microscopic peeled parts between the scale and the steel plate caused by thermal expansion of the steel plate due to laser irradiation is suppressed. Therefore, if a CuNi enriched area is formed over the entire area of the interface, scale formation will be promoted over the entire area of the steel sheet, the homogeneity of the scale will increase, and the adhesion of the scale will improve, leading to laser cutting. It is also considered that the performance is more markedly improved. However, in order to do this, it is necessary to contain a large amount of Cu and/or Ni, and it is also necessary to increase the strain applied in the casting process described below, but both deteriorate the surface properties of the slab and This is not necessarily preferable because it becomes difficult to subject the slab to a hot rolling process. Therefore, in order to further improve scale adhesion while avoiding such manufacturing disadvantages, the density is preferably 1.5 x 10 7 pieces/m 2 or more, and 2.0 x 10 7 pieces/m 2 or more. /m 2 or more is more preferable. Although no upper limit is set for the density, if an attempt is made to increase the density of the island-shaped CuNi-enriched parts too much, the CuNi-enriched parts will connect with each other, and the density will actually decrease. In this case, as the density decreases, coarse CuNi enriched areas will be formed, and scale formation will be abnormally promoted only in the area where coarse CuNi enriched areas exist. It is thought that the homogeneity is impaired, and the heat absorption and expansion behavior of the scale during laser irradiation become non-uniform, promoting peeling of the scale and deteriorating the laser cuttability. From the above viewpoint, it is preferable that the density of the CuNi enriched portions at the interface be kept at 1.0×10 8 pieces/m 2 or less.

前記界面の特に鋼板側に存在する島状のCuNi濃化部の密度は、以下の手順によって測定する。スケール層を含む厚鋼板の、片面を研削して厚鋼板の厚さを2.0mmまで研削し、スケールの残った面を曲げ外とする曲げ半径5.0mmの90度曲げ加工を施し、更に曲げ加工部を平坦に均す曲げ戻し加工を施し、同曲げ曲げ戻し加工を施した箇所のスケールにセロハンテープを貼って剥がすことでスケール層をはぎ取り、スケールと鋼板の界面の鋼板側を露出させる。スケール層が十分に剥がれない場合、同曲げ曲げ戻し加工を施した箇所を曲げ内として、再度曲げ曲げ戻し加工およびセロハンテープによるスケール剥ぎ取りを施す。スケール層が十分に剥がれるまで、曲げ外と曲げ内とを交互に変えながら、曲げ曲げ戻し加工を繰り返す。 The density of the island-shaped CuNi enriched portions present at the interface, particularly on the steel plate side, is measured by the following procedure. Grind one side of a thick steel plate containing a scale layer to a thickness of 2.0 mm, bend the plate at 90 degrees with a bending radius of 5.0 mm with the surface where the scale remains outside the bending process, and then Perform an unbending process to flatten the bent part, then apply cellophane tape to the scale where the unbending process was applied and peel it off to peel off the scale layer and expose the steel plate side at the interface between the scale and the steel plate. . If the scale layer cannot be peeled off sufficiently, the part where the same bending and unbending process has been applied is used as the inside of the bending process, and the bending process is performed again and the scale is removed using cellophane tape. The bending and unbending process is repeated while alternating between outside bending and inside bending until the scale layer is sufficiently peeled off.

続いて、電子プローブマイクロアナライザー(Electron Probe Micro Analyzer(EPMA))による元素分布分析を行う。EPMAによる分析は、目視によってスケールが剥離して見える箇所において、測定を行うステップサイズを0.5μmとして行う。EPMA解析によって得られる元素マップの模式図を図1に示す。CuNi濃化部の密度を得るに際し、目視によってスケールが剥離して見える箇所においても微細なスケールが残存し、鋼板表面が被覆されている箇所がある。このため、鋼板表面におけるCuNi濃化部の密度を得るにあたっては、鋼板表面が被覆されたスケール残存部の面積を求め、EPMA解析を行った面積から引くことで分析された鋼板表面の面積を得る必要がある。EPMAによって分析された元素量として、O(酸素)の濃度が質量%で5.0%以上である箇所をスケールが残存している箇所と判断し、その測定点数からスケールが残存している面積Sを求める。EPMA解析を行った面積S0からSを減じた面積がCuNi濃化部の密度を得るに当たって鋼板表面を分析した面積(S0-S)であり、CuNi濃化部の平均密度を得るため、この面積が1.0×10-82以上となるようにEPMA解析を行う。 Subsequently, elemental distribution analysis is performed using an electron probe microanalyzer (EPMA). Analysis by EPMA is performed with a step size of 0.5 μm for measurement at locations where scale appears to have peeled off visually. A schematic diagram of an elemental map obtained by EPMA analysis is shown in FIG. When obtaining the density of the CuNi enriched portion, even in locations where scale appears to have peeled off visually, there are locations where fine scale remains and the steel plate surface is coated. Therefore, in order to obtain the density of the CuNi-enriched area on the steel plate surface, the area of the scale remaining area covered with the steel plate surface is determined, and the area of the analyzed steel plate surface is obtained by subtracting it from the area where the EPMA analysis was performed. There is a need. As the elemental amount analyzed by EPMA, locations where the concentration of O (oxygen) is 5.0% or more in mass % are determined to be locations where scale remains, and the area where scale remains is determined from the number of measurement points. Find S. The area obtained by subtracting S from the area S 0 where EPMA analysis was performed is the area (S 0 - S) where the steel plate surface was analyzed to obtain the density of the CuNi enriched part, and in order to obtain the average density of the CuNi enriched part, EPMA analysis is performed so that this area is 1.0×10 −8 m 2 or more.

EPMA解析によって得られる元素マップの、上記解析から鋼板が観察されていると判断される領域において、CuとNiの濃度が下記式(5)を満たし、かつ、連続して12点以上存在する測定点群を、1つの島状に存在する又は島状のCuNi濃化部と判断する。島状のCuNi濃化部をこのように決定する理由は、CuとNiの濃度が低いとスケールの生成を助長する能力が弱く、また、同濃化部が微小であるとスケールの生成を助長する能力が弱くなると考えられるからである。このようにして得られた島状のCuNi濃化部の個数Nを数え、鋼板表面を分析した面積(S0-S)で除することにより、本発明の実施形態に係る厚鋼板を特徴づけるスケール/鋼板界面における島状のCuNi濃化部の密度を得ることができる。
[Cu]+0.5[Ni]≧5.0質量% ・・・式(5)
[Cu]および[Ni]は、鋼板におけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
Measurements in which the concentration of Cu and Ni satisfies the following formula (5) and there are 12 or more consecutive points in the region of the elemental map obtained by EPMA analysis where it is determined that the steel plate is observed from the above analysis. The point group is determined to be an island-like or island-like CuNi enriched area. The reason why the island-like CuNi enriched areas are determined in this way is that when the concentration of Cu and Ni is low, the ability to promote scale generation is weak, and when the enriched areas are minute, they promote scale generation. This is because it is thought that the ability to do so will be weakened. The thick steel plate according to the embodiment of the present invention is characterized by counting the number N of island-shaped CuNi enriched areas obtained in this way and dividing the number by the analyzed area (S 0 - S) of the steel plate surface. The density of island-like CuNi enriched areas at the scale/steel plate interface can be obtained.
[Cu]+0.5[Ni]≧5.0% by mass...Formula (5)
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the steel plate.

[スケールの厚さ偏差がスケールの平均厚さの10.0%以下]
本発明の実施形態に係る厚鋼板は、スケールの厚さが均質であることを特徴とする。スケール厚さの均質性は以下の手順で評価する。厚鋼板から圧延方向に平行で、板面方向に平行な断面を切り出し、スケールを含む表面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope(SEM))を用いて観察し、圧延方向に平行に1mmの範囲におけるスケールから、任意の5点における鋼板とスケールの界面からスケール表面までの距離を測定し、その平均値をもって当該箇所におけるスケール厚さ(h1)とする。上記の手法により、厚鋼板の幅方向における中央部と、そこから幅方向に互いに100mm以上離れた箇所でのスケール厚さを2箇所で測定し、計3箇所のスケール厚さ(h1、h2、h3)の単純平均をもって同厚鋼板におけるスケールの平均厚さ(h)とする。更に、h1、h2、h3の3つのスケール厚さのうち、最大のものと最小のものとの差を、同厚鋼板におけるスケールの厚さ偏差(Δh)とする。
[Scale thickness deviation is 10.0% or less of the average scale thickness]
The thick steel plate according to the embodiment of the present invention is characterized in that the scale thickness is uniform. The homogeneity of scale thickness is evaluated using the following procedure. A cross section parallel to the rolling direction and parallel to the plate surface direction was cut out from a thick steel plate, and the surface including scale was observed using a scanning electron microscope (SEM), and a 1 mm area parallel to the rolling direction was cut out. Measure the distance from the interface between the steel plate and the scale to the scale surface at five arbitrary points from the scale, and use the average value as the scale thickness (h 1 ) at that point. Using the above method, scale thickness was measured at two locations: at the center in the width direction of a thick steel plate and at a location 100 mm or more apart from each other in the width direction, and the scale thickness at a total of three locations (h 1 , h 2 , h 3 ) is taken as the average scale thickness (h) for the same thickness steel plate. Further, among the three scale thicknesses h 1 , h 2 , and h 3 , the difference between the maximum and minimum scale thicknesses is defined as the scale thickness deviation (Δh) in steel plates of the same thickness.

スケールの平均厚さに比して、スケールの厚さ偏差が大きいほど、レーザー照射に伴う鋼板への入熱が不均質となり、スケールに局所的に大きな熱応力がかかり、スケールの剥離が促進されて、レーザー切断性が劣化する。このため、本発明の実施形態に係る厚鋼板におけるスケールの厚さ偏差は、スケールの平均厚さの10.0%以下(すなわちΔh/h×100≦10.0%)に制限する。スケールの厚さ偏差が小さいほどレーザー照射時のスケールの剥離が抑制されるため、スケールの厚さ偏差は、スケールの平均厚さの8.0%以下であることが好ましく、6.0%以下であることが更に好ましい。スケールの厚さ偏差に特に下限は設定せず、小さいほどレーザー照射時のスケールの剥離が抑制される。特に限定されないが、例えば、スケールの厚さ偏差は、スケールの平均厚さの1.0%以上または2.0%以上であってもよい。 The larger the thickness deviation of the scale compared to the average thickness of the scale, the more uneven the heat input to the steel plate due to laser irradiation becomes, the larger the local thermal stress is applied to the scale, and the more peeling of the scale is promoted. As a result, laser cuttability deteriorates. Therefore, the thickness deviation of the scale in the thick steel plate according to the embodiment of the present invention is limited to 10.0% or less of the average thickness of the scale (that is, Δh/h×100≦10.0%). The smaller the scale thickness deviation, the more the scale peeling during laser irradiation is suppressed, so the scale thickness deviation is preferably 8.0% or less of the average thickness of the scale, and 6.0% or less. It is more preferable that There is no particular lower limit set for the scale thickness deviation, and the smaller the thickness deviation, the more suppressed the peeling of the scale during laser irradiation. Although not particularly limited, for example, the thickness deviation of the scale may be 1.0% or more or 2.0% or more of the average thickness of the scale.

上記のスケールの厚さ偏差とスケールの平均厚さの比を小さくする効果は、スケールの平均厚さによらず発揮されるが、スケールの平均厚さが小さくなるほどスケールの厚さ偏差をより小さくする必要があり、操業上の負荷が高まる。この観点から、スケールの平均厚さは6μm以上とすることが好ましく、10μm以上とすることがより好ましく、16μm以上とすることが更に好ましい。スケールの平均厚さは17μm以上、18μm以上、20μm以上、22μm以上または25μm以上であってもよい。一方、スケールの平均厚さが過度に大きくなると、スケールが脆くなり、運搬時の衝撃などのレーザー照射以外の原因によって部分的に剥離し、結果としてレーザー切断性が劣化する懸念がある。この観点から、スケールの平均厚さは60μm以下とすることが好ましく、50μm以下とすることがより好ましく、40μm以下とすることが更に好ましい。 The effect of reducing the ratio between the scale thickness deviation and the scale average thickness described above is exerted regardless of the scale average thickness, but the smaller the scale average thickness, the smaller the scale thickness deviation. This increases the operational burden. From this viewpoint, the average thickness of the scale is preferably 6 μm or more, more preferably 10 μm or more, and even more preferably 16 μm or more. The average thickness of the scale may be 17 μm or more, 18 μm or more, 20 μm or more, 22 μm or more, or 25 μm or more. On the other hand, if the average thickness of the scale becomes too large, the scale becomes brittle and may partially peel off due to causes other than laser irradiation, such as impact during transportation, and as a result, there is a concern that laser cuttability may deteriorate. From this viewpoint, the average thickness of the scale is preferably 60 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 40 μm or less.

本発明の実施形態に係る厚鋼板は、レーザー切断の適用が可能である任意の厚さを有することができ、特に限定されないが、例えば6~40mmの板厚を有していてもよい。板厚は、例えば8mm以上、10mm以上、15mm以上または20mm以上であってもよい。同様に、板厚は、例えば35mm以下、30mm以下または25mm以下であってもよい。 The thick steel plate according to the embodiment of the present invention can have any thickness to which laser cutting can be applied, and may have a thickness of, for example, 6 to 40 mm, although it is not particularly limited. The plate thickness may be, for example, 8 mm or more, 10 mm or more, 15 mm or more, or 20 mm or more. Similarly, the plate thickness may be, for example, 35 mm or less, 30 mm or less, or 25 mm or less.

続いて、本発明の実施形態に係る厚鋼板について、その好ましい製造方法について説明する。以下の説明は、本発明の実施形態に係る厚鋼板を製造するための特徴的な方法の例示であって、当該厚鋼板を、以下に説明する製造方法によって製造されるものに限定するものではない。 Next, a preferred method for manufacturing the thick steel plate according to the embodiment of the present invention will be described. The following explanation is an illustration of a characteristic method for manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention, and is not intended to limit the thick steel plate to that manufactured by the manufacturing method described below. do not have.

本発明の実施形態に係る厚鋼板の製造方法は、
スラブを連続鋳造法によって製造する工程であって、連続鋳造時の鋳片の表面温度が1000~1200℃となる範囲で、前記鋳片の表面におけるひずみ量が20~40%となる曲げ加工を施す鋳造工程、
前記スラブを加熱する工程であって、前記スラブの表面温度が(T0+20)℃~1300℃となる最高加熱温度まで加熱し、T0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間が下記式(2)を満たすように制御される加熱工程、
前記スラブを熱間圧延する工程であって、前記スラブの表面温度が1080℃~T0の温度範囲で累積圧下率が15%以上の圧延を施した後、得られた圧延材の表面温度が1080~T0の温度範囲で高圧水デスケーリングを施し、前記高圧水デスケーリング後の圧延材の幅方向での温度偏差を25℃以下とし、次いで追加の熱間圧延を圧延完了温度が900~1050℃となるように実施する熱間圧延工程、および
得られた鋼板を冷却する工程であって、熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間が下記式(3)を満たすように制御される冷却工程
を含むことを特徴としている。
1.00≦x10≦10.00 ・・・式(2)
1=D1・{(T1-T02+D21+D3}・Δt0.5・exp(-D4/T1
n=xn 2・D1 -2・{(Tn+1-T02+D2n+1+D3-2・exp(D4/Tn+1
n=D1・{(Tn-T02+D2n+D3}・(tn-1+Δt)0.5・exp(-D4/Tn
nは、加熱工程においてスラブの表面温度がT0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のCuNi濃化部の形成度合いを表す指標であり、nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示し、
1、D2、D3およびD4は定数であり、それぞれ8.92×10-4、2.47×100、-1.09×103および5.89×103であり、
nは10等分した区間のn番目の領域における平均スラブ温度[℃]であり、
Δtは前記経過時間の10分の1の時間[秒]であり、
10は、上記計算式によりx1からx2、x3・・・と順に計算することで得られる。
1.00≦y10≦10.00 ・・・式(3)
1=E1・(J1 2+E21+E3)・Δk0.5・exp(-E4/J1
n=yn 2・E1 -2・(Jn+1 2+E2n+1+E3-2・exp(2・E4/Jn+1
n=E1・(Jn 2+E2n+E3)・(kn-1+Δk)0.5・exp(-E4/Jn
nは、冷却工程において熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のスケールの成長度合いを表す指標であり、nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示し、
1、E2、E3およびE4は定数であり、それぞれ9.14×10-4、2.47×100、-1.09×103および5.89×103であり、
nは10等分した区間のn番目の領域における平均鋼板温度[℃]であり、
Δkは前記経過時間の10分の1の時間[秒]であり、
10は、上記計算式によりy1からy2、y3・・・と順に計算することで得られる。
0は下記式(4)によって求められる温度である。
0=K1+K2[Cu][Ni]+K3[Cu][Ni]0.5(K4-[Cu])+K5(K6+log10[Si])2+K7Al+K8Mn ・・・式(4)
1=1.158×103、K2=6.288×100、K3=3.337×101、K4=1.783×100、K5=1.400×100、K6=1.000×100、K7=-3.500×101、およびK8=-1.560×101であり、
[Cu]および[Ni]は、スラブにおけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
The method for manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention includes:
A process of manufacturing slabs by continuous casting, in which the surface temperature of the slab during continuous casting is in the range of 1000 to 1200°C, and the bending process is performed such that the amount of strain on the surface of the slab is 20 to 40%. casting process,
The step of heating the slab, in which the surface temperature of the slab is heated to a maximum heating temperature of (T 0 +20) °C to 1300 °C, and the elapsed time from exceeding T 0 °C to completion of the heating process is as follows. a heating step controlled to satisfy formula (2);
The step of hot rolling the slab, in which the surface temperature of the slab is rolled at a temperature range of 1080°C to T 0 and a cumulative reduction rate of 15% or more, the surface temperature of the obtained rolled material is High-pressure water descaling is performed in a temperature range of 1080 to T 0 , the temperature deviation in the width direction of the rolled material after high-pressure water descaling is 25°C or less, and then additional hot rolling is carried out until the rolling completion temperature is 900 to 900°C. The hot rolling process is carried out to achieve a temperature of 1050°C, and the process of cooling the obtained steel plate, in which the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling is controlled so that the following formula (3) is satisfied. It is characterized by including a cooling process.
1.00≦ x10 ≦10.00...Formula (2)
x 1 =D 1・{(T 1 −T 0 ) 2 +D 2 T 1 +D 3 }・Δt 0.5・exp(−D 4 /T 1 )
t n =x n 2・D 1 -2・{(T n+1 −T 0 ) 2 +D 2 T n+1 +D 3 } -2・exp(D 4 /T n+1 )
x n =D 1・{(T n −T 0 ) 2 +D 2 T n +D 3 }・(t n-1 +Δt) 0.5・exp(−D 4 /T n )
x n is an index representing the degree of formation of the CuNi-enriched portion after each section is completed by dividing the elapsed time from the time when the surface temperature of the slab exceeds T 0 °C to the completion of the heating process into 10 equal parts. Yes, n indicates that the calculation corresponds to the nth section of the interval divided into 10 equal parts,
D 1 , D 2 , D 3 and D 4 are constants and are 8.92×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 and 5.89×10 3 , respectively;
T n is the average slab temperature [°C] in the nth region of the 10 equally divided sections,
Δt is one tenth of the elapsed time [seconds],
x 10 is obtained by sequentially calculating x 1 to x 2 , x 3 . . . using the above calculation formula.
1.00≦y 10 ≦10.00...Formula (3)
y 1 =E 1・(J 1 2 +E 2 J 1 +E 3 )・Δk 0.5・exp(−E 4 /J 1 )
k n =y n 2・E 1 -2・(J n+1 2 +E 2 J n+1 +E 3 ) -2・exp(2・E 4 /J n+1 )
y n =E 1・(J n 2 +E 2 J n +E 3 )・(k n-1 +Δk) 0.5・exp(−E 4 /J n )
y n is an index representing the degree of scale growth after each section is completed by dividing the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling into 10 equal parts in the cooling process, and n is the index representing the degree of scale growth after each section is completed. Indicates that it is the nth calculation,
E 1 , E 2 , E 3 and E 4 are constants and are 9.14×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 and 5.89×10 3 , respectively;
J n is the average steel plate temperature [°C] in the nth region of the 10 equally divided sections,
Δk is one-tenth of the elapsed time [seconds],
y 10 is obtained by sequentially calculating from y 1 to y 2 , y 3 , etc. using the above calculation formula.
T 0 is the temperature determined by the following equation (4).
T 0 = K 1 + K 2 [Cu] [Ni] + K 3 [Cu] [Ni] 0.5 (K 4 - [Cu]) + K 5 (K 6 + log 10 [Si]) 2 + K 7 Al + K 8 Mn... Formula (4)
K 1 =1.158×10 3 , K 2 =6.288×10 0 , K 3 =3.337×10 1 , K 4 =1.783×10 0 , K 5 =1.400×10 0 , K 6 =1.000×10 0 , K 7 =−3.500×10 1 , and K 8 =−1.560×10 1 ,
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the slab.

[鋳造工程]
所定の化学組成に調整した溶鋼を、連続鋳造法によって鋳造し、熱間圧延に供するスラブを製造する。溶鋼の製造方法は特に指定しない。連続鋳造に当たり、形成中の鋳片の表面温度が1000~1200℃となる範囲で、同鋳片の表面におけるひずみ量が20~40%となる曲げ加工を施す。この処理により、鋳片表面のスケール中のCuおよびNiを高温下で溶融させ、さらに溶融したCuおよびNiをひずみの導入によりスケールと鋼の界面へ濃化させて、その後の熱間圧延工程におけるCuNi濃化部の形成を促進する。曲げ加工を施す温度が高すぎるかまたは曲げ加工において与えるひずみ量が大きすぎると、CuおよびNiがスケールと鋼の界面から鋼中へと過度に侵入し、スラブ表面に疵が発生し、熱間圧延後の鋼板の外観が損なわれたり、あるいは、熱間圧延中に割れを生じたりする。一方、曲げ加工を施す温度が低すぎるかまたは曲げ加工において与えるひずみ量が小さすぎると、CuおよびNiのスケールと鋼の界面への濃化が不十分となり、熱間圧延工程でのCuおよびNiの濃化が不十分となる。曲げ加工におけるひずみ量は、例えば、連続鋳造機における湾曲部の曲率半径を適切に選択することによって所望の範囲内に制御することが可能である。
[Casting process]
Molten steel adjusted to a predetermined chemical composition is cast by a continuous casting method to produce a slab for hot rolling. The manufacturing method of molten steel is not specified. During continuous casting, bending is performed so that the surface temperature of the slab being formed is in the range of 1000 to 1200°C, and the amount of strain on the surface of the slab is 20 to 40%. Through this treatment, the Cu and Ni in the scale on the slab surface are melted at high temperatures, and the molten Cu and Ni are further concentrated at the interface between the scale and the steel by introducing strain, which is then used in the subsequent hot rolling process. Promotes the formation of CuNi-enriched areas. If the bending temperature is too high or the amount of strain applied during bending is too large, Cu and Ni will excessively penetrate into the steel from the scale-steel interface, causing flaws on the slab surface and causing hot-bending. The appearance of the steel plate after rolling may be impaired, or cracks may occur during hot rolling. On the other hand, if the bending temperature is too low or the amount of strain applied during bending is too small, the concentration of Cu and Ni at the interface between the scale and the steel will be insufficient, resulting in becomes insufficiently concentrated. The amount of strain during bending can be controlled within a desired range, for example, by appropriately selecting the radius of curvature of the curved portion in the continuous casting machine.

鋳造したスラブは、CuおよびNiを適度に濃化させたスケールと鋼の界面を残し、熱間圧延工程に供するため、スラブの表面を研削する手入を行ってはならない。 Since the cast slab is subjected to the hot rolling process while leaving an interface between the scale and the steel that is moderately enriched with Cu and Ni, the surface of the slab must not be ground.

[加熱工程]
製造したスラブを、熱間圧延するため、加熱する。この加熱は、最高加熱温度を、(T0+20)℃~1300℃の範囲とし、更にT0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間が下記式(2)を満たすように施す。ここで、T0は、スラブを構成する化学組成から、下記式(4)によって導かれる温度とする。この加熱によって、オーステナイトを適当なサイズに制御しつつ、スケールとスラブの界面に濃化したCuおよびNiを液相化させてオーステナイト粒界に侵入させることで、CuNi濃化部をスラブに形成する。ここで、式(2)のx10は後述する計算によって求められるCuNi濃化部の形成度合いを表す指標である。
1.00≦x10≦10.00 ・・・式(2)
0=K1+K2[Cu][Ni]+K3[Cu][Ni]0.5(K4-[Cu])+K5(K6+log10[Si])2+K7Al+K8Mn ・・・式(4)
1=1.158×103、K2=6.288×100、K3=3.337×101、K4=1.783×100、K5=1.400×100、K6=1.000×100、K7=-3.500×101、およびK8=-1.560×101であり、
[Cu]および[Ni]は、スラブにおけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
加熱工程において、加熱温度が高すぎると、オーステナイト粒が成長しすぎ、CuNi濃化部の密度が不十分となり、スケールの密着性が損なわれる。一方、加熱温度が低すぎると、CuおよびNiがスラブに十分侵入せず、CuNi濃化部の密度が不十分となり、スケールの密着性が損なわれる。CuNi濃化部の密度を十分に得るため、最高加熱温度を(T0+20)℃~1300℃の範囲とする。スケールの密着性を高めるため、最高加熱温度は(T0+40)℃~1270℃の範囲とすることが好ましい。
[Heating process]
The manufactured slab is heated for hot rolling. This heating is performed such that the maximum heating temperature is in the range of (T 0 +20)° C. to 1300° C., and the elapsed time from exceeding T 0 ° C. to completion of the heating step satisfies the following formula (2). Here, T 0 is a temperature derived from the following formula (4) from the chemical composition constituting the slab. Through this heating, while controlling the austenite to an appropriate size, the Cu and Ni concentrated at the interface between the scale and the slab are liquefied and penetrated into the austenite grain boundaries, thereby forming a CuNi-enriched area in the slab. . Here, x 10 in equation (2) is an index representing the degree of formation of the CuNi-enriched portion, which is determined by calculations described later.
1.00≦ x10 ≦10.00...Formula (2)
T 0 = K 1 + K 2 [Cu] [Ni] + K 3 [Cu] [Ni] 0.5 (K 4 - [Cu]) + K 5 (K 6 + log 10 [Si]) 2 + K 7 Al + K 8 Mn... Formula (4)
K 1 =1.158×10 3 , K 2 =6.288×10 0 , K 3 =3.337×10 1 , K 4 =1.783×10 0 , K 5 =1.400×10 0 , K 6 =1.000×10 0 , K 7 =−3.500×10 1 , and K 8 =−1.560×10 1 ,
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the slab.
In the heating step, if the heating temperature is too high, the austenite grains will grow too much, the density of the CuNi-enriched area will be insufficient, and the adhesion of the scale will be impaired. On the other hand, if the heating temperature is too low, Cu and Ni will not sufficiently penetrate into the slab, the density of the CuNi-enriched area will be insufficient, and scale adhesion will be impaired. In order to obtain a sufficient density of the CuNi-enriched portion, the maximum heating temperature is set in the range of (T 0 +20)°C to 1300°C. In order to improve the adhesion of the scale, the maximum heating temperature is preferably in the range of (T 0 +40)°C to 1270°C.

更に、加熱中の経過時間によってCuおよびNiのスラブ中への侵入の程度が変化する。なお、時間経過による影響はその時々の温度によって変化するため、加熱中の経過時間は式(2)によって管理する。経過時間が短すぎ、x10が1.00を下回ると、CuおよびNiがスラブ中へ十分に侵入しきれず、CuNi濃化部の密度が不十分となり、スケールの密着性が損なわれる箇所が生じるため、x10を1.00以上とする。CuNi濃化部の密度を高め、密着性を更に向上させるため、x10は1.50以上とすることが好ましく、2.00以上とすることが更に好ましい。一方、経過時間が長すぎると、オーステナイト粒が成長し、CuNi濃化部の密度が減少する。このため、x10は10.00以下に制限し、9.00以下とすることが好ましく、8.00以下とすることが更に好ましい。ここで、式(2)は下記の通りであり、そこでのx10は下記の計算によって求められる。
1.00≦x10≦10.00・・・式(2)
1=D1・{(T1-T02+D21+D3}・Δt0.5・exp(-D4/T1
n=xn 2・D1 -2・{(Tn+1-T02+D2n+1+D3-2・exp(D4/Tn+1
n=D1・{(Tn-T02+D2n+D3}・(tn-1+Δt)0.5・exp(-D4/Tn
Furthermore, the degree of penetration of Cu and Ni into the slab changes depending on the elapsed time during heating. Note that since the influence of the passage of time changes depending on the temperature at the time, the elapsed time during heating is managed using equation (2). If the elapsed time is too short and x 10 is less than 1.00, Cu and Ni will not fully penetrate into the slab, resulting in insufficient density in the CuNi-enriched area and areas where scale adhesion is impaired. Therefore, x 10 is set to be 1.00 or more. In order to increase the density of the CuNi-enriched portion and further improve the adhesion, x 10 is preferably set to 1.50 or more, and more preferably 2.00 or more. On the other hand, if the elapsed time is too long, austenite grains will grow and the density of the CuNi enriched area will decrease. Therefore, x 10 is limited to 10.00 or less, preferably 9.00 or less, and more preferably 8.00 or less. Here, equation (2) is as follows, and x 10 therein is obtained by the calculation below.
1.00≦x 10 ≦10.00...Formula (2)
x 1 =D 1・{(T 1 −T 0 ) 2 +D 2 T 1 +D 3 }・Δt 0.5・exp(−D 4 /T 1 )
t n =x n 2・D 1 -2・{(T n+1 −T 0 ) 2 +D 2 T n+1 +D 3 } -2・exp(D 4 /T n+1 )
x n =D 1・{(T n −T 0 ) 2 +D 2 T n +D 3 }・(t n-1 +Δt) 0.5・exp(−D 4 /T n )

これらの計算は、加熱工程においてスラブの表面温度(スラブ温度ともいう)がT0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のCuNi濃化部の形成度合い(xn)を評価するものであり、添字nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示す。D1、D2、D3、D4は定数であり、それぞれ、8.92×10-4、2.47×100、-1.09×103、5.89×103である。Tnは10等分した区間のn番目の領域における平均スラブ温度[℃]、すなわち、n番目の領域全体における所定時間ごと、例えば10秒ごとの温度測定値の算術平均である。Δtは、前記経過時間の10分の1の時間[秒]である。式(2)におけるx10は、上記計算式により、x1からx2、x3・・・と順に計算することで得られる。 These calculations are performed by dividing the elapsed time from the time when the surface temperature of the slab (also called slab temperature) exceeds T 0 °C until the completion of the heating process into 10 equal parts, and calculating the CuNi enriched area after each section is completed. It is used to evaluate the degree of formation (x n ), and the subscript n indicates that the calculation corresponds to the nth section of the interval divided into 10 equal parts. D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 are constants, and are 8.92×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 , and 5.89×10 3 , respectively. T n is the average slab temperature [° C.] in the n-th region of the 10-equally divided section, that is, the arithmetic mean of the temperature measurements in the entire n-th region at predetermined intervals, for example, every 10 seconds. Δt is one-tenth of the elapsed time [seconds]. x 10 in formula (2) is obtained by calculating x 1 to x 2 , x 3 , etc. in order using the above calculation formula.

[熱間圧延工程]
加熱したスラブの表面には、鋳造工程および加熱工程において形成され、成長した不均質なスケールが存在する。よって、熱間圧延および高圧水によるデスケーリングを施し、不均質なスケールを除去し、改めて適当なCuNi濃化部を有する鋼板表面に均質なスケールを形成させることで、密着性に優れたスケールを有する、レーザー切断性に優れた厚鋼板を得ることができる。
[Hot rolling process]
On the surface of the heated slab, there is a heterogeneous scale formed and grown during the casting and heating processes. Therefore, by hot rolling and descaling using high-pressure water to remove the non-uniform scale and re-form a homogeneous scale on the surface of the steel plate with an appropriate CuNi enriched area, we were able to create a scale with excellent adhesion. A thick steel plate having excellent laser cuttability can be obtained.

デスケーリングによってスケールを十分に除去するため、デスケーリングに先立って熱間圧延を施し、スケールを破砕する。デスケーリングに先立つ圧延は、スラブの表面温度が1080℃~T0の温度範囲において、1回ないし複数回に分けて施し、その圧下率はスラブ厚に対して累積で15%以上とする。すなわち、デスケーリングに先立つ圧延を複数回に分けて施す場合には、スラブ厚に対する当該複数回の圧延完了後の板厚によって求められる累積圧下率を15%以上とする。熱間圧延を施す温度がT0を超えると、スケールの破砕が不十分となり、デスケーリングによって十分にスケールを除去することができない。このため、最終的に得られるスケールが不均質となり、スケールの厚さ偏差が大きくなってスケールの密着性が損なわれる。一方、当該熱間圧延を施す温度が1080℃を下回ると、当該熱間圧延を施す際の一部のスケールの密着性が高まり、高圧水によるデスケーリングを施しても一部のスケールが残存してしまい、同様に最終的に得られるスケールが不均質となり、スケールの厚さ偏差が大きくなってスケールの密着性が損なわれる。デスケーリングに先立って熱間圧延を施す温度は、デスケーリングに供する圧延材の温度を十分に高める観点から、1100℃以上とすることが好ましい。また、当該温度範囲において施す熱間圧延の累積圧下率が15%未満であると、スケールの破砕が不十分となり、高圧水によるデスケーリングを施しても一部のスケールが残存してしまい、最終的に得られるスケールが不均質となる。その結果として、スケールの厚さ偏差が大きくなってスケールの密着性が損なわれる。当該熱間圧延の累積圧下率の上限は特に設定しないが、累積圧下率は30%以下であってよく、累積圧下率が30%を超えると、スケールは十分に破砕されており、デスケーリングによる不均質なスケールの除去を助ける効果は飽和する。 In order to sufficiently remove scale by descaling, hot rolling is performed prior to descaling to crush the scale. The rolling prior to descaling is performed once or in multiple times at a slab surface temperature in the temperature range of 1080° C. to T 0 , and the rolling reduction is cumulatively 15% or more with respect to the slab thickness. That is, when rolling is performed in multiple steps prior to descaling, the cumulative reduction ratio determined by the thickness of the slab after completing the multiple rounds of rolling is set to 15% or more. If the hot rolling temperature exceeds T 0 , the scale will not be sufficiently crushed, and the scale will not be sufficiently removed by descaling. For this reason, the scale finally obtained becomes non-uniform, the thickness deviation of the scale becomes large, and the adhesion of the scale is impaired. On the other hand, if the temperature at which the hot rolling is performed is lower than 1080°C, the adhesion of some scales during the hot rolling increases, and some scales may remain even after descaling with high-pressure water. Similarly, the final scale obtained becomes non-uniform, the thickness deviation of the scale becomes large, and the adhesion of the scale is impaired. The temperature at which hot rolling is performed prior to descaling is preferably 1100° C. or higher from the viewpoint of sufficiently increasing the temperature of the rolled material to be subjected to descaling. In addition, if the cumulative reduction rate of hot rolling performed in the temperature range is less than 15%, the scale will not be crushed sufficiently, and even if descaling is performed using high-pressure water, some scale will remain, resulting in the final The scale obtained is non-uniform. As a result, the thickness deviation of the scale becomes large and the adhesion of the scale is impaired. There is no particular upper limit to the cumulative reduction rate of the hot rolling, but the cumulative reduction rate may be 30% or less, and if the cumulative reduction rate exceeds 30%, the scale has been sufficiently crushed, and the descaling The effect of helping remove heterogeneous scales is saturated.

上記熱間圧延の後、得られた圧延材に対して高圧水によるデスケーリングを施す。デスケーリングは、例えば衝突圧が10~15MPaの高圧水を用いて実施することができる。ここで、デスケーリングを施す温度(圧延材の表面温度)が1080℃を下回ると、一部の不均質に成長したスケールが残存し、最終的に得られるスケールが不均質となって、スケールの密着性が損なわれる。一方、デスケーリングを施す温度がT0を超えると、CuNi濃化部の密度が低下し、スケールの密着性が却って損なわれる。これは、デスケーリングを過剰に高温で施すと、加熱工程までに形成されたCuNi濃化部の一部がスケールと合わせて除去されるためと推定される。上記の観点から、上記熱間圧延後にデスケーリングを施す温度は、1080℃~T0の範囲に制限し、更に、1100℃~(T0-20)℃の範囲で施すことが好ましい。 After the above-mentioned hot rolling, the obtained rolled material is subjected to descaling using high pressure water. Descaling can be carried out using high pressure water with an impingement pressure of 10 to 15 MPa, for example. If the descaling temperature (surface temperature of the rolled material) falls below 1080°C, some non-uniformly grown scales will remain, and the final scale will be non-uniform, resulting in a lack of scale. Adhesion is impaired. On the other hand, if the temperature at which descaling is performed exceeds T 0 , the density of the CuNi-enriched portion decreases, and the adhesion of the scale is rather impaired. This is presumed to be because if descaling is performed at an excessively high temperature, part of the CuNi enriched area formed up to the heating step is removed together with the scale. From the above point of view, the temperature at which descaling is performed after the hot rolling is preferably limited to a range of 1080°C to T 0 , and more preferably within a range of 1100°C to (T 0 -20)°C.

上記デスケーリングを施すに際し、圧延材表面の温度をデスケーリングの前後に圧延材の幅方向で測定し、デスケーリング前の温度分布に応じてデスケーリングを施す水量を幅方向で調整することで、デスケーリング後の圧延材の幅方向温度偏差を小さくし、デスケーリング直後から始まるスケールの形成を、圧延材の各所で均質に進めることができる。デスケーリングを施す水量は、圧延材のサイズや設備の様態によって大きく変わるため、具体的には指定しないが、デスケーリング前に測定した温度の高低に合わせ、デスケ―リングにおいて吹き付ける高圧水の水量を幅方向で増減させ、あるいは水量を一定にし、デスケーリング後の圧延材の幅方向温度偏差を25℃以下に制御することで、均質なスケールが得られる。スケールの均質性を高めるには、デスケーリング後の圧延材の幅方向温度偏差は20℃以下に制御することが好ましい。 When performing the above descaling, the temperature of the surface of the rolled material is measured in the width direction of the rolled material before and after descaling, and the amount of water for descaling is adjusted in the width direction according to the temperature distribution before descaling. It is possible to reduce the temperature deviation in the width direction of the rolled material after descaling, and to uniformly proceed with scale formation at various locations of the rolled material, which starts immediately after descaling. The amount of water used for descaling varies greatly depending on the size of the rolled material and the state of the equipment, so it is not specified specifically, but the amount of high-pressure water sprayed during descaling is determined according to the temperature measured before descaling. A homogeneous scale can be obtained by increasing or decreasing the amount of water in the width direction or by keeping the amount of water constant and controlling the temperature deviation in the width direction of the rolled material after descaling to 25° C. or less. In order to improve scale homogeneity, it is preferable to control the temperature deviation in the width direction of the rolled material after descaling to 20° C. or less.

デスケーリング後の圧延材の幅方向温度偏差は、上記デスケーリングが完了してから10秒以内に測定した、圧延材の板幅中央および両端からそれぞれ1/4幅の箇所において測定した3つの表面温度のうち、最高の温度と最低の温度との差の絶対値をもって、圧延材の幅方向温度偏差とする。 The temperature deviation in the width direction of the rolled material after descaling is measured within 10 seconds after the above descaling is completed, and is measured at the center of the rolled material and at 1/4 width from both ends of the rolled material. Among the temperatures, the absolute value of the difference between the highest temperature and the lowest temperature is taken as the temperature deviation in the width direction of the rolled material.

上記デスケーリングの後、更に追加の熱間圧延を施し、圧延材を用途に応じた板厚とする。圧延材表面のスケールは、上記デスケーリングの後にCuNi濃化部を主な起点として形成し、成長するが、特に全ての圧延が完了した後に大きく成長する。ここで、圧延を完了させる温度が高すぎると、スケールの形成および/または成長が不均質となり、スケール厚さの均質性が損なわれる。一方、圧延を完了させる温度が低すぎると、一部のスケールが剥離したり、あるいは剥離したスケールが圧延によって他の箇所に押し込まれたりして、スケール厚さの均質性が損なわれる。以上の観点から、圧延の完了温度は900℃以上、1050℃以下とする。スケールの均質性を更に高めるため、圧延の完了温度は915℃以上、1010℃以下とすることが好ましく、930℃以上、980℃以下とすることが更に好ましい。 After the above descaling, additional hot rolling is performed to give the rolled material a thickness suitable for the intended use. The scale on the surface of the rolled material is formed and grows mainly from the CuNi enriched area after the descaling described above, and it grows particularly large after all the rolling is completed. Here, if the temperature at which rolling is completed is too high, scale formation and/or growth will be non-uniform, and the uniformity of scale thickness will be impaired. On the other hand, if the temperature at which rolling is completed is too low, some scales may peel off or the peeled scales may be pushed into other locations by rolling, impairing the uniformity of scale thickness. From the above viewpoint, the completion temperature of rolling is set to be 900°C or higher and 1050°C or lower. In order to further improve scale homogeneity, the rolling completion temperature is preferably 915°C or higher and 1010°C or lower, and more preferably 930°C or higher and 980°C or lower.

[冷却工程]
熱間圧延工程完了後、スケールの成長が過剰に進行すると、スケールの厚さの均質性が損なわれる。一方、スケールの成長を過度に抑制すると、スケールが薄くなり、スケールの平均厚さに対するスケール厚さの偏差が大きくなり、レーザー照射時にスケールが剥離しやすくなる。以上の観点から、熱間圧延工程完了から、スケール成長を停止させめるために水冷を施すまでの経過時間を制御し、スケールの密着性を高める。なお、時間経過による影響はその時々の温度によって変化するため、熱間圧延工程完了後の経過時間は式(3)によって管理する。ここで、熱間圧延工程完了から水冷するまでの経過時間が短すぎ、y10が1.00を下回ると、スケールの成長が過度に抑制され、スケールの厚さ偏差が却って生じ、スケールの密着性が損なわれる箇所が生じるため、y10を1.00以上とする。一方、熱間圧延工程完了から水冷するまでの時間が長すぎ、y10が10.00を超えると、スケールが過度に成長し、スケールの厚さ偏差が生じ、スケールの密着性が損なわれる箇所が生じるため、y10を10.00以下とする。スケールを均質化し、スケールの密着性を高めるには、y10は2.00以上、8.00以下とすることが好ましく、3.00以上、7.00以下とすることが更に好ましい。
1.00≦y10≦10.00 ・・・式(3)
ここで、ynは下記の計算によって求められる。
1=E1・(J1 2+E21+E3)・Δk0.5・exp(-E4/J1
n=yn 2・E1 -2・(Jn+1 2+E2n+1+E3-2・exp(2・E4/Jn+1
n=E1・(Jn 2+E2n+E3)・(kn-1+Δk)0.5・exp(-E4/Jn
[Cooling process]
If the scale grows excessively after the hot rolling process is completed, the uniformity of the scale thickness will be impaired. On the other hand, if scale growth is excessively suppressed, the scale becomes thinner, the deviation of the scale thickness from the average thickness of the scale increases, and the scale easily peels off during laser irradiation. From the above point of view, the elapsed time from the completion of the hot rolling process until water cooling is applied to stop scale growth is controlled to improve scale adhesion. Note that since the influence of the passage of time changes depending on the temperature at the time, the elapsed time after the completion of the hot rolling process is managed using equation (3). If the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the water cooling is too short and y10 is less than 1.00, scale growth will be excessively suppressed, resulting in scale thickness deviation and scale adhesion. Since there are places where the properties are impaired, y10 is set to 1.00 or more. On the other hand, if the time from the completion of the hot rolling process to the water cooling is too long and y10 exceeds 10.00, the scale will grow excessively, causing thickness deviation of the scale and areas where the adhesion of the scale is impaired. occurs, so y 10 is set to 10.00 or less. In order to homogenize the scale and improve the adhesion of the scale, y 10 is preferably set to 2.00 or more and 8.00 or less, and more preferably 3.00 or more and 7.00 or less.
1.00≦y 10 ≦10.00...Formula (3)
Here, y n is determined by the following calculation.
y 1 =E 1・(J 1 2 +E 2 J 1 +E 3 )・Δk 0.5・exp(−E 4 /J 1 )
k n =y n 2・E 1 -2・(J n+1 2 +E 2 J n+1 +E 3 ) -2・exp(2・E 4 /J n+1 )
y n =E 1・(J n 2 +E 2 J n +E 3 )・(k n-1 +Δk) 0.5・exp(−E 4 /J n )

これらの計算は、冷却工程において熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のスケールの成長度合い(yn)を評価するものであり、添字nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示す。E1、E2、E3、E4は定数であり、それぞれ、9.14×10-4、2.47×100、-1.09×103、5.89×103である。Jnは10等分した区間のn番目の領域における平均鋼板温度[℃]、すなわち、n番目の領域全体における所定時間ごとの温度測定値の算術平均である。Δkは、前記経過時間の10分の1の時間[秒]である。式(3)におけるy10は、上記計算式により、y1からy2、y3・・・と順に計算することで得られる。 In these calculations, the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling in the cooling process is divided into 10 equal parts, and the degree of scale growth (y n ) after the completion of each section is evaluated, and the subscript n indicates that the calculation corresponds to the n-th interval divided into 10 equal parts. E 1 , E 2 , E 3 , and E 4 are constants, and are 9.14×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 , and 5.89×10 3 , respectively. J n is the average steel plate temperature [° C.] in the nth region of the 10 equally divided sections, that is, the arithmetic mean of the temperature measurements at predetermined time intervals in the entire nth region. Δk is a time [second] that is one-tenth of the elapsed time. y 10 in equation (3) is obtained by sequentially calculating y 1 to y 2 , y 3 , etc. using the above calculation formula.

なお、前記デスケーリング後から熱間圧延工程を完了するまでの間に、スケールの過剰な成長を抑制し、外観品位を向上させる目的で、更に高圧水によるデスケーリングを施しても構わない。デスケーリングを追加で施す場合、吹き付ける水量は幅方向で一定とするなどして、圧延材の温度偏差を強めないように施すことが好ましい。 Note that, after the descaling and until the hot rolling process is completed, descaling using high-pressure water may be further performed for the purpose of suppressing excessive scale growth and improving the appearance quality. When descaling is additionally applied, it is preferable to spray the water at a constant amount in the width direction so as not to increase the temperature deviation of the rolled material.

本発明の実施形態に係る厚鋼板の製造方法では、水冷の条件を特に定めないが、水冷を完了する鋼板温度が700℃を超えると、水冷後もスケールが成長してスケールの均質性が損なわれる懸念があり、水冷を完了する鋼板温度は700℃以下とすることが好ましい。また、水冷を完了する鋼板温度が300℃を下回ると、鋼板に生じる熱応力が大きくなり、部分的にスケールが破砕してスケールの均質性が損なわれる懸念があり、水冷を完了する鋼板温度は300℃以上とすることが好ましい。 In the method for manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention, water cooling conditions are not particularly defined, but if the steel plate temperature at which water cooling is completed exceeds 700°C, scale will grow even after water cooling and scale homogeneity will be impaired. Therefore, it is preferable that the temperature of the steel plate at which water cooling is completed is 700° C. or lower. In addition, if the temperature of the steel plate at which water cooling is completed is below 300°C, the thermal stress generated in the steel plate will increase, and there is a concern that the scale will partially fracture and the homogeneity of the scale will be impaired. The temperature is preferably 300°C or higher.

本発明の実施形態に係る厚鋼板の製造方法では、鋼板の水冷後の冷却条件は、特に定めないが、水冷後に過度に保熱すると鋼板の靭性が損なわれる懸念があり、空冷および/または放冷することが好ましい。あるいは、水冷後ないし水冷中の鋼板をコイル状に巻き取り、更に水冷、空冷、および/または放冷しても構わない。また、鋼板を冷却完了後、本発明の実施形態に係る厚鋼板の特徴を損なわない範囲で、焼戻処理を施しても構わない。 In the method for manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention, the cooling conditions after water cooling the steel plate are not particularly defined, but there is a concern that the toughness of the steel plate will be impaired if excessive heat retention is performed after water cooling, so air cooling and/or Preferably, it is cooled. Alternatively, the steel plate may be wound into a coil after being water-cooled or water-cooled, and may be further water-cooled, air-cooled, and/or allowed to cool. Further, after the steel plate is completely cooled, a tempering treatment may be performed within a range that does not impair the characteristics of the thick steel plate according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態に係る厚鋼板の製造方法では、上記の鋳造工程、加熱工程、圧延工程、冷却工程に加えて、ホットレベラー等による平坦化工程を更に含んでいてもよい。 In addition to the above-mentioned casting process, heating process, rolling process, and cooling process, the method for manufacturing a thick steel plate according to the embodiment of the present invention may further include a flattening process using a hot leveler or the like.

本発明の実施形態に係る厚鋼板の製造方法によって製造された厚鋼板は、鋼板とスケールの界面において島状に存在するCuおよび/またはNiの濃化部の密度が1.0×107個/m2以上であり、前記スケールの厚さ偏差が前記スケールの平均厚さの10.0%以下であるため、レーザー切断作業において厚鋼板にレーザーを照射した際のスケールの剥離を抑制することができる。それゆえ、このような厚鋼板は、レーザー切断作業においてバーニング等の作業を阻害する事象を引き起こすことなく、安定して任意の形状への切断を進めることができ、造成、建築、産業機械、橋梁等の構造物に供することができる。 The thick steel plate manufactured by the thick steel plate manufacturing method according to the embodiment of the present invention has a density of 1.0×10 7 Cu and/or Ni enriched areas existing in an island shape at the interface between the steel plate and the scale. /m 2 or more, and the thickness deviation of the scale is 10.0% or less of the average thickness of the scale, so that peeling of the scale is suppressed when a thick steel plate is irradiated with a laser during laser cutting work. I can do it. Therefore, such thick steel plates can be stably cut into any shape without causing any problems such as burning during laser cutting, and are suitable for construction, construction, industrial machinery, bridges, etc. It can be used for structures such as

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用する一条件例である。本発明は、これらの条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用しうる。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, and the conditions in the examples are examples of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention. The present invention is not limited to these example conditions. The present invention may adopt various conditions as long as the objectives of the present invention are achieved without departing from the gist of the present invention.

以下の実施例では、本発明の実施形態に係る厚鋼板を種々の条件下で製造し、得られた厚鋼板に対してレーザーを照射した際のスケール剥離の発生度合いについて調べた。 In the following examples, thick steel plates according to embodiments of the present invention were manufactured under various conditions, and the degree of occurrence of scale peeling when the obtained thick steel plates were irradiated with a laser was investigated.

まず、表1に示す化学組成を有する溶鋼を用い、表2に示す曲げ加工を施しながら、連続鋳造法によってスラブを鋳造し、得られたスラブに対して表3に示す条件で加熱工程、熱間圧延工程および冷却工程を実施することで、実施例および比較例を含む、実験例としての厚鋼板を得た。なお、実験例56および69は、熱間圧延工程完了後の水冷によって、それぞれ330℃、および、260℃まで冷却後に大気下で放冷することで得られた厚鋼板であり、実験例57および68は、熱間圧延工程完了後の水冷によって、それぞれ630℃、および、670℃まで冷却後に大気下で放冷することで得られた厚鋼板である。更に、その他の実験例は熱間圧延工程完了後の水冷によって、450~600℃まで水冷した後に大気下で放冷することで得られた厚鋼板であり、特に、実験例13および22は、それぞれ460℃、および510℃まで水冷した後に、厚鋼板をコイル状に巻き取り、大気下で放冷することで得られた厚鋼板である。 First, using molten steel having the chemical composition shown in Table 1, a slab was cast by a continuous casting method while undergoing the bending process shown in Table 2.The obtained slab was subjected to a heating process under the conditions shown in Table 3. By performing the inter-rolling process and the cooling process, thick steel plates as experimental examples including examples and comparative examples were obtained. In addition, Experimental Examples 56 and 69 are thick steel plates obtained by cooling to 330°C and 260°C, respectively, by water cooling after the completion of the hot rolling process, and then cooling them in the atmosphere. 68 is a thick steel plate obtained by cooling to 630° C. and 670° C., respectively, by water cooling after the completion of the hot rolling process, and then allowing it to cool in the atmosphere. Furthermore, other experimental examples are thick steel plates obtained by water cooling after the completion of the hot rolling process to 450 to 600 ° C. and then cooling in the atmosphere, and in particular, experimental examples 13 and 22, These thick steel plates were obtained by water-cooling the steel plates to 460°C and 510°C, respectively, and then winding the steel plates into a coil and leaving them to cool in the atmosphere.

Figure 2023128419000001
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Figure 2023128419000002
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Figure 2023128419000003
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Figure 2023128419000004
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Figure 2023128419000005
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[スケール密着性の評価]
得られた厚鋼板のスケール密着性は、厚鋼板にレーザーを照射した状態を模擬する試験によって評価した。まず、表層にスケールを含む厚鋼板を100mm×100mmに切断し、レーザーによってある程度加熱されたレーザー切断途中の状態を模擬するためにバーナーによって200℃まで加熱し、厚鋼板表面の中央部に下記の条件でレーザーを長さ10mmに渡って照射し、表面のレーザー照射痕の中央部における長さ1mmの領域を光学顕微鏡によって観察し、同領域におけるスケールの剥離度合いを評価した。1度の照射によって、当該箇所においてスケールが剥離する面積率が30%を超えた場合を「×」、5%超30%以下を「○」、5%以下を「◎」とし、「○」または「◎」が得られた厚鋼板を、スケール密着性に優れ、レーザー照射時のスケール剥離が抑制または防止された厚鋼板であるとして、合格と判断した。その結果を表4に示す。
レーザー出力:500W
パルス周波数:60kHz
集光径:0.70mm
照射速度:3000m/秒
[Evaluation of scale adhesion]
The scale adhesion of the obtained thick steel plate was evaluated by a test simulating the state in which the thick steel plate was irradiated with a laser. First, a thick steel plate containing scale on the surface layer was cut into 100 mm x 100 mm, heated to 200°C with a burner to simulate the state in the middle of laser cutting, which was heated to some extent by the laser, and the following was placed in the center of the thick steel plate surface. A laser beam was irradiated over a length of 10 mm under the following conditions, and a 1 mm long area at the center of the laser irradiation mark on the surface was observed using an optical microscope to evaluate the degree of scale peeling in the same area. If the area ratio of scale peeling off at the relevant location exceeds 30% after one irradiation, it will be marked "x", if it exceeds 5% and 30% or less, it will be marked "○", if it is 5% or less, it will be marked "◎", and "○". A thick steel plate that received a rating of "◎" was considered to be a steel plate that had excellent scale adhesion and suppressed or prevented scale peeling during laser irradiation, and was judged to be acceptable. The results are shown in Table 4.
Laser power: 500W
Pulse frequency: 60kHz
Focusing diameter: 0.70mm
Irradiation speed: 3000m/sec

Figure 2023128419000006
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Figure 2023128419000007
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表1~4に記載する実験例において、実験例35は、鋳造工程において鋳片の表面にひずみを付与する温度が低く、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部が十分に形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例64は、鋳造工程において鋳片の表面にひずみを付与する温度が高く、鋳造工程を経て製造されたスラブの表面に割れが生じたため、熱間圧延工程のために加熱する前にスラブの表面を研削する必要が生じ、そのため、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部が十分に形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例7は、鋳造工程の所定の温度範囲において付与するひずみ量が小さく、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部が十分に形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例11は、鋳造工程の所定の温度範囲において付与するひずみ量が大きく、鋳造工程を経て製造されたスラブの表面に割れが生じたため、熱間圧延工程のために加熱する前にスラブの表面を研削する必要が生じ、そのため、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部が十分に形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例20は、加熱工程におけるスラブの最高加熱温度が低く、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部が十分に形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例12は、加熱工程におけるスラブの最高加熱温度が高く、CuNi濃化部の密度が不足し、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例8は、加熱工程における加熱時間が短く、式(2)が満たされない場合であり、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部が十分に形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例27は、加熱工程における加熱時間が長く、式(2)が満たされない場合であり、鋼板とスケールの界面にCuNi濃化部の密度が低減し、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例3は、デスケーリング前に施す熱間圧延の累積圧下率が小さく、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。また、実験例16は、デスケーリング前に熱間圧延を施す温度が低く、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例24は、デスケーリング前に熱間圧延を施す温度が高く、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例15は、デスケーリングを施す温度が低く、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例32は、デスケーリングを施す温度が高く、CuNi濃化部の密度が低下し、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例19は、デスケーリング後の圧延材の温度偏差が大きく、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例4は、圧延完了温度が低く、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例23は、圧延完了温度が高く、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例31は、熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間が短く、式(3)が満たされない場合であり、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。一方、実験例28は、熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間が長く、式(3)が満たされない場合であり、スケールの厚さ偏差が大きくなり、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
実験例73~77は厚鋼板の化学組成が必ずしも適切でなく、鋼板とスケールの界面に所望のCuNi濃化部が形成されず、スケールの密着性が劣位となった比較例である。
In the experimental examples listed in Tables 1 to 4, in experimental example 35, the temperature at which strain is applied to the surface of the slab in the casting process is low, and the CuNi enriched part is not sufficiently formed at the interface between the steel plate and the scale, and the scale This is a comparative example in which the adhesion was inferior. On the other hand, in Experimental Example 64, the temperature at which strain is applied to the surface of the slab during the casting process is high, and cracks occurred on the surface of the slab manufactured through the casting process. This is a comparative example in which it was necessary to grind the surface of the slab, and as a result, a CuNi enriched portion was not sufficiently formed at the interface between the steel plate and the scale, resulting in inferior scale adhesion.
Experimental Example 7 is a comparative example in which the amount of strain applied in the predetermined temperature range of the casting process was small, and a CuNi enriched part was not sufficiently formed at the interface between the steel plate and the scale, resulting in inferior scale adhesion. . On the other hand, in Experimental Example 11, the amount of strain applied in the predetermined temperature range of the casting process was large, and cracks occurred on the surface of the slab manufactured through the casting process. This is a comparative example in which it was necessary to grind the surface of the steel plate, and as a result, a CuNi-enriched portion was not sufficiently formed at the interface between the steel plate and the scale, resulting in inferior scale adhesion.
Experimental example 20 is a comparative example in which the maximum heating temperature of the slab in the heating step was low, and the CuNi enriched portion was not sufficiently formed at the interface between the steel plate and the scale, resulting in inferior scale adhesion. On the other hand, Experimental Example 12 is a comparative example in which the maximum heating temperature of the slab in the heating step was high, the density of the CuNi-enriched portion was insufficient, and the adhesion of the scale was inferior.
Experimental Example 8 is a case where the heating time in the heating process was short and formula (2) was not satisfied, and the CuNi enriched area was not sufficiently formed at the interface between the steel plate and the scale, resulting in inferior scale adhesion. This is a comparative example. On the other hand, in Experimental Example 27, the heating time in the heating process was long and equation (2) was not satisfied, and the density of the CuNi enriched area at the interface between the steel plate and the scale was reduced, and the adhesion of the scale was inferior. This is a comparative example.
Experimental Example 3 is a comparative example in which the cumulative reduction ratio of hot rolling performed before descaling was small, the thickness deviation of the scale was large, and the adhesion of the scale was inferior. Further, Experimental Example 16 is a comparative example in which the hot rolling temperature before descaling was low, the scale thickness deviation was large, and the scale adhesion was inferior. On the other hand, Experimental Example 24 is a comparative example in which the hot rolling temperature before descaling was high, the scale thickness deviation was large, and the scale adhesion was inferior.
Experimental example 15 is a comparative example in which the descaling temperature was low, the scale thickness deviation was large, and the scale adhesion was inferior. On the other hand, Experimental Example 32 is a comparative example in which the descaling temperature was high, the density of the CuNi-enriched portion was reduced, and the scale adhesion was inferior.
Experimental Example 19 is a comparative example in which the temperature deviation of the rolled material after descaling was large, the scale thickness deviation was large, and the scale adhesion was inferior.
Experimental example 4 is a comparative example in which the rolling completion temperature was low, the scale thickness deviation was large, and the scale adhesion was inferior. On the other hand, Experimental Example 23 is a comparative example in which the rolling completion temperature was high, the scale thickness deviation was large, and the scale adhesion was inferior.
Experimental example 31 is a case in which the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling is short and formula (3) is not satisfied, and the scale thickness deviation is large and the scale adhesion is inferior. This is an example. On the other hand, in Experimental Example 28, the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling was long, and the equation (3) was not satisfied, so the thickness deviation of the scale was large and the adhesion of the scale was inferior. This is a comparative example.
Experimental Examples 73 to 77 are comparative examples in which the chemical composition of the thick steel plate was not necessarily appropriate, the desired CuNi enriched area was not formed at the interface between the steel plate and the scale, and the adhesion of the scale was inferior.

上記の比較例を除く実験例、すなわち、実験例1、2、5、6、9、10、13、14、17、18、21、22、25、26、29、30、33、34、36~63および65~72は、本発明の実施例であり、優れたスケール密着性を有する厚鋼板が得られた。 Experimental examples other than the above comparative examples, i.e. Experimental examples 1, 2, 5, 6, 9, 10, 13, 14, 17, 18, 21, 22, 25, 26, 29, 30, 33, 34, 36 -63 and 65-72 are examples of the present invention, and thick steel plates with excellent scale adhesion were obtained.

Claims (5)

鋼板と、前記鋼板の表面に形成されたスケールとを含み、前記鋼板と前記スケールの界面において島状に存在するCuおよび/またはNiの濃化部(CuNi濃化部)の密度が1.0×107個/m2以上であり、前記スケールの厚さ偏差が前記スケールの平均厚さの10.0%以下である、厚鋼板。 A density of a Cu and/or Ni enriched area (CuNi enriched area) that includes a steel plate and a scale formed on the surface of the steel plate and exists in an island shape at the interface between the steel plate and the scale is 1.0. ×10 7 pieces/m 2 or more, and the thickness deviation of the scales is 10.0% or less of the average thickness of the scales. 前記スケールの平均厚さが6~60μmである、請求項1に記載の厚鋼板。 The thick steel plate according to claim 1, wherein the scale has an average thickness of 6 to 60 μm. 前記鋼板が、質量%で、
C:0.001~0.300%、
Si:0.01~1.00%、
Mn:0.10~2.50%、
P:0.001~0.050%、
S:0.0001~0.0100%、
Al:0.001~0.200%、
Cu:0.01~1.00%、
Ni:0.01~2.00%、
N:0.0150%以下、
O:0.0050%以下、
Cr:0~1.00%、
Mo:0~1.00%、
W:0~0.50%、
Nb:0~0.500%、
Ti:0~0.500%、
V:0~1.000%、
B:0~0.0100%、
Sn:0~0.500%、
Sb:0~0.500%、
Ca:0~0.0100%、
Mg:0~0.0100%、
Hf:0~0.0100%、
Te:0~0.0100%、
Sr:0~0.0100%、
REM:0~0.0100%、ならびに
残部:Feおよび不純物からなり、
下記式(1)を満たす化学組成を有する、請求項1または2に記載の厚鋼板。
0.05≦[Cu]+0.5[Ni]≦1.00 ・・・式(1)
[Cu]および[Ni]は、鋼板におけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
The steel plate is in mass%,
C: 0.001-0.300%,
Si: 0.01-1.00%,
Mn: 0.10 to 2.50%,
P: 0.001-0.050%,
S: 0.0001-0.0100%,
Al: 0.001-0.200%,
Cu: 0.01 to 1.00%,
Ni: 0.01-2.00%,
N: 0.0150% or less,
O: 0.0050% or less,
Cr: 0-1.00%,
Mo: 0-1.00%,
W: 0-0.50%,
Nb: 0 to 0.500%,
Ti: 0 to 0.500%,
V: 0-1.000%,
B: 0 to 0.0100%,
Sn: 0-0.500%,
Sb: 0 to 0.500%,
Ca: 0-0.0100%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Hf: 0-0.0100%,
Te: 0 to 0.0100%,
Sr: 0 to 0.0100%,
REM: 0 to 0.0100%, and the remainder: Fe and impurities,
The thick steel plate according to claim 1 or 2, having a chemical composition that satisfies the following formula (1).
0.05≦[Cu]+0.5[Ni]≦1.00...Formula (1)
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the steel plate.
前記化学組成が、質量%で、
Cr:0.01~1.00%、
Mo:0.01~1.00%、
W:0.003~0.50%、
Nb:0.003~0.500%、
Ti:0.003~0.500%、
V:0.003~1.000%、
B:0.0003~0.0100%、
Sn:0.003~0.500%、
Sb:0.003~0.500%、
Ca:0.0003~0.0100%、
Mg:0.0003~0.0100%、
Hf:0.0003~0.0100%、
Te:0.0003~0.0100%、
Sr:0.0003~0.0100%、および
REM:0.0003~0.0100%
からなる群から選択される1種または2種以上を含む、請求項3に記載の厚鋼板。
The chemical composition is in mass%,
Cr: 0.01-1.00%,
Mo: 0.01-1.00%,
W: 0.003-0.50%,
Nb: 0.003 to 0.500%,
Ti: 0.003 to 0.500%,
V: 0.003-1.000%,
B: 0.0003 to 0.0100%,
Sn: 0.003 to 0.500%,
Sb: 0.003 to 0.500%,
Ca: 0.0003-0.0100%,
Mg: 0.0003 to 0.0100%,
Hf: 0.0003-0.0100%,
Te: 0.0003 to 0.0100%,
Sr: 0.0003 to 0.0100%, and REM: 0.0003 to 0.0100%
The thick steel plate according to claim 3, comprising one or more selected from the group consisting of:
スラブを連続鋳造法によって製造する工程であって、連続鋳造時の鋳片の表面温度が1000~1200℃となる範囲で、前記鋳片の表面におけるひずみ量が20~40%となる曲げ加工を施す鋳造工程、
前記スラブを加熱する工程であって、前記スラブの表面温度が(T0+20)℃~1300℃となる最高加熱温度まで加熱し、T0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間が下記式(2)を満たすように制御される加熱工程、
前記スラブを熱間圧延する工程であって、前記スラブの表面温度が1080℃~T0の温度範囲で累積圧下率が15%以上の圧延を施した後、得られた圧延材の表面温度が1080~T0の温度範囲で高圧水デスケーリングを施し、前記高圧水デスケーリング後の圧延材の幅方向での温度偏差を25℃以下とし、次いで追加の熱間圧延を圧延完了温度が900~1050℃となるように実施する熱間圧延工程、および
得られた鋼板を冷却する工程であって、熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間が下記式(3)を満たすように制御される冷却工程
を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の厚鋼板の製造方法。
1.00≦x10≦10.00 ・・・式(2)
1=D1・{(T1-T02+D21+D3}・Δt0.5・exp(-D4/T1
n=xn 2・D1 -2・{(Tn+1-T02+D2n+1+D3-2・exp(D4/Tn+1
n=D1・{(Tn-T02+D2n+D3}・(tn-1+Δt)0.5・exp(-D4/Tn
nは、加熱工程においてスラブの表面温度がT0℃を超えてから加熱工程完了までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のCuNi濃化部の形成度合いを表す指標であり、nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示し、
1、D2、D3およびD4は定数であり、それぞれ8.92×10-4、2.47×100、-1.09×103および5.89×103であり、
nは10等分した区間のn番目の領域における平均スラブ温度[℃]であり、
Δtは前記経過時間の10分の1の時間[秒]であり、
10は、上記計算式によりx1からx2、x3・・・と順に計算することで得られる。
1.00≦y10≦10.00 ・・・式(3)
1=E1・(J1 2+E21+E3)・Δk0.5・exp(-E4/J1
n=yn 2・E1 -2・(Jn+1 2+E2n+1+E3-2・exp(2・E4/Jn+1
n=E1・(Jn 2+E2n+E3)・(kn-1+Δk)0.5・exp(-E4/Jn
nは、冷却工程において熱間圧延工程完了から水冷開始までの経過時間を10等分し、各区間が完了した後のスケールの成長度合いを表す指標であり、nは10等分した区間のn番目に当たる計算であることを示し、
1、E2、E3およびE4は定数であり、それぞれ9.14×10-4、2.47×100、-1.09×103および5.89×103であり、
nは10等分した区間のn番目の領域における平均鋼板温度[℃]であり、
Δkは前記経過時間の10分の1の時間[秒]であり、
10は、上記計算式によりy1からy2、y3・・・と順に計算することで得られる。
0は下記式(4)によって求められる温度である。
0=K1+K2[Cu][Ni]+K3[Cu][Ni]0.5(K4-[Cu])+K5(K6+log10[Si])2+K7Al+K8Mn ・・・式(4)
1=1.158×103、K2=6.288×100、K3=3.337×101、K4=1.783×100、K5=1.400×100、K6=1.000×100、K7=-3.500×101、およびK8=-1.560×101であり、
[Cu]および[Ni]は、スラブにおけるそれぞれの元素の含有量[質量%]を表す。
A process of manufacturing slabs by continuous casting, in which the surface temperature of the slab during continuous casting is in the range of 1000 to 1200°C, and the bending process is performed such that the amount of strain on the surface of the slab is 20 to 40%. casting process,
The step of heating the slab, in which the surface temperature of the slab is heated to a maximum heating temperature of (T 0 +20) °C to 1300 °C, and the elapsed time from exceeding T 0 °C to completion of the heating process is as follows. a heating step controlled to satisfy formula (2);
The step of hot rolling the slab, in which the surface temperature of the slab is rolled at a temperature range of 1080°C to T 0 and a cumulative reduction rate of 15% or more, the surface temperature of the obtained rolled material is High-pressure water descaling is performed in a temperature range of 1080 to T 0 , the temperature deviation in the width direction of the rolled material after high-pressure water descaling is 25°C or less, and then additional hot rolling is carried out until the rolling completion temperature is 900 to 900°C. The hot rolling process is carried out to achieve a temperature of 1050°C, and the process of cooling the obtained steel plate, in which the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling is controlled so that the following formula (3) is satisfied. The method for producing a thick steel plate according to any one of claims 1 to 4, comprising a cooling step.
1.00≦ x10 ≦10.00...Formula (2)
x 1 =D 1・{(T 1 −T 0 ) 2 +D 2 T 1 +D 3 }・Δt 0.5・exp(−D 4 /T 1 )
t n =x n 2・D 1 -2・{(T n+1 −T 0 ) 2 +D 2 T n+1 +D 3 } -2・exp(D 4 /T n+1 )
x n =D 1・{(T n −T 0 ) 2 +D 2 T n +D 3 }・(t n-1 +Δt) 0.5・exp(−D 4 /T n )
x n is an index representing the degree of formation of the CuNi-enriched portion after each section is completed by dividing the elapsed time from the time when the surface temperature of the slab exceeds T 0 °C to the completion of the heating process into 10 equal parts. Yes, n indicates that the calculation corresponds to the nth section of the interval divided into 10 equal parts,
D 1 , D 2 , D 3 and D 4 are constants and are 8.92×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 and 5.89×10 3 , respectively;
T n is the average slab temperature [°C] in the nth region of the 10 equally divided sections,
Δt is one tenth of the elapsed time [seconds],
x 10 is obtained by sequentially calculating x 1 to x 2 , x 3 . . . using the above calculation formula.
1.00≦y 10 ≦10.00...Formula (3)
y 1 =E 1・(J 1 2 +E 2 J 1 +E 3 )・Δk 0.5・exp(−E 4 /J 1 )
k n =y n 2・E 1 -2・(J n+1 2 +E 2 J n+1 +E 3 ) -2・exp(2・E 4 /J n+1 )
y n =E 1・(J n 2 +E 2 J n +E 3 )・(k n-1 +Δk) 0.5・exp(−E 4 /J n )
y n is an index representing the degree of scale growth after each section is completed by dividing the elapsed time from the completion of the hot rolling process to the start of water cooling into 10 equal parts in the cooling process, and n is the index representing the degree of scale growth after each section is completed. Indicates that it is the nth calculation,
E 1 , E 2 , E 3 and E 4 are constants and are 9.14×10 −4 , 2.47×10 0 , −1.09×10 3 and 5.89×10 3 , respectively;
J n is the average steel plate temperature [°C] in the nth region of the 10 equally divided sections,
Δk is one-tenth of the elapsed time [seconds],
y 10 is obtained by sequentially calculating from y 1 to y 2 , y 3 , etc. using the above calculation formula.
T 0 is the temperature determined by the following equation (4).
T 0 = K 1 + K 2 [Cu] [Ni] + K 3 [Cu] [Ni] 0.5 (K 4 - [Cu]) + K 5 (K 6 + log 10 [Si]) 2 + K 7 Al + K 8 Mn... Formula (4)
K 1 =1.158×10 3 , K 2 =6.288×10 0 , K 3 =3.337×10 1 , K 4 =1.783×10 0 , K 5 =1.400×10 0 , K 6 =1.000×10 0 , K 7 =−3.500×10 1 , and K 8 =−1.560×10 1 ,
[Cu] and [Ni] represent the content [mass%] of each element in the slab.
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