JP2857761B2

JP2857761B2 - 耐爪とび性の優れた連続鋳造製ほうろう用鋼板の製造法

Info

Publication number: JP2857761B2
Application number: JP5707289A
Authority: JP
Inventors: 昭彦草野; 眞之松田; 宏持木; 政明柴田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH02235550A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は耐爪とび性の優れた連続鋳造製ほうろう用鋼
板の製造法に関する。

（従来の技術）ほうろう用鋼板の具備すべき要件は耐爪とび性を有す
ることである。爪とびはほうろう焼成時に鋼板に固溶さ
れた水素が焼成後の温度低下によって溶解度を減じ、鋼
板とほうろうの界面に集り、その圧力でほうろう層を破
壊する現象である。爪とびはほうろう製品の大きな欠陥
となるので、その発生を防がねばならない。

また、ほうろう用鋼板にピンホール，ブローホール等
に起因する表面欠陥が発生すると、ほうろう前処理の酸
洗時に酸洗残滓が集積し、これもほうろう焼成時の泡欠
陥の原因となるので、表面欠陥が生じないことが要求さ
れる。

従来、ほうろう用鋼板の製造は爪とび防止に有効な介
在物を形成し易い点から、造塊−分塊法により行われて
いた。即ち、キャップド鋼，キルド鋼またはリムド鋼を
造塊し、分塊，熱延，冷延の後に脱炭焼鈍し、炭素や窒
素を数10ppm以下に減少させることによって製造されて
きた。

このような方法によれば、ほうろう特性の良い鋼板が
得られるが、しかし、造塊−分塊法にて鋼片を製造する
から歩留り低下は否めない。また製造日数を要するなど
の問題もある。

近年、連続鋳造法が著しく発達し、安価で良質の鋼が
得られるようになっている。ほうろう用鋼板についても
連続鋳造化が試みられており、溶鋼を真空脱ガス処理し
Ｃを下げ、Ti,REM等を添加したキルドほうろう用鋼は連
続鋳造法の適用が可能となったが、表面欠陥は克服でき
ず、２回掛けほうろう用鋼板に用途が限定されている。

そこで、キャップド鋼あるいはリムド鋼に、造塊−分
塊法に代わり連続鋳造法を適用することにより、ほうろ
う用鋼板を製造するための検討がなされている。例えば
特開昭54−97520号公報には、溶鋼を真空脱ガス処理し
Ｃを0.02％以下とした後、Alを微量添加し、酸素含有量
を100〜400ppmに調整して連続鋳造することが開示され
ている。また特開昭59−190331号公報には、溶鋼を真空
脱ガス処理した後のＣが30ppm以下,C＋Ｎが30ppm以下，
酸素含有量が300〜700ppmであり、残部が鉄および不可
避的不純物からなる鋼を連続鋳造する方法が開示されて
いる。

これらの方法によれば、それなりの効果があるが、連
続鋳造製のほうろう用鋼板は酸素含有量を多くしていて
も、造塊−分塊法製に比べ耐爪とび性が劣っている。そ
れは鋼中に生成された介在物の不足に起因し、また脱炭
焼鈍によるＣ空隙がないためと考えられる。

また、表面欠陥の低減を図る方法として、特開昭62−
203646号公報に連続鋳造の際、Ｃ含有量が1.5％以下の
パウダーを用い、引抜き速度0.8m/分以上にて鋳造する
方法が提案されている。

これらの方法によれば、それなりの効果が奏されるで
あろうが、連続鋳造での溶鋼の凝固特性から介在物が鋳
片表層またはその近傍に生成することが散見され、特に
高酸素含有鋼ではこの傾向が強く、表面欠陥の発生を防
ぐ必要がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は耐爪とび性が従来の造塊−分塊法によるほう
ろう用鋼板と同等以上で、かつ、ピンホール，ブローホ
ール，ヘゲ疵等の表面欠陥がない連続鋳造製ほうろう用
鋼板を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は耐爪とび性が優れ、さらに表面欠陥のないほ
うろう用鋼板を連続鋳造法を適用して得るべく実験し検
討した結果なされたもので、その要旨は、重量％で、C:
0.010％以下,Mn:0.20〜0.80％,S:0.0005〜0.04％,Al:0.
010％以下、Cu:0.01〜0.05％,O:0.020〜0.080％を含
み、残部が鉄および不可避的不純物からなる溶鋼を連続
鋳造し、鋳片を熱間圧延し、冷間圧延し、焼鈍を行うほ
うろう用鋼板の製造法において、鋳型に鋳込み中の溶鋼
の下降流れにワイヤを介してZr,REM,Nbの１種または２
種以上を添加し、さらに必要に応じて、V,Bの１種また
は２種を添加し、次いでメニスカスから1m以上10m以下
の位置で溶鋼に電磁撹拌をかけて連続鋳造し、Zr:0.005
〜0.10％,REM:0.01〜0.15％,Nb:0.004〜0.040％の１種
または２種以上を含み、さらに必要に応じてV:0.010〜
0.060％,B:0.0001〜0.0030％の１種または２種を含有し
た鋳片とし、該鋳片を連続鋳造後直接または1350℃以下
の温度に加熱して熱間圧延し，冷間圧延し，焼鈍を行う
ことを特徴とする耐爪とび性の優れた連続鋳造製ほうろ
う用鋼板の製造法にある。

本発明によると水素吸蔵能が優れたZr酸化物系介在
物,REM酸化物系介在物およびNb酸化物系介在物は鋼板内
部に均一に分散して形成され、表面層部にはピンホー
ル，へゲなど表面欠陥のないほうろう用鋼板が得られ
る。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明では鋼成分が、重量％で、C:0.010％以下,Mn:
0.20〜0.80％,S:0.005〜0.04％,Al:0.010％以下,Cu:0.0
1〜0.05％,O:0.020〜0.080％さらに、Zr:0.005〜0.10
％,REM:0.01〜0.15％,Nb;0.004〜0.040％の１種または
２種以上と、また必要に応じて、V:0.010〜0.060％,B;
0.0001〜0.0030％の１種または２種を含み、残部が鉄お
よび不可避的不純物からなる鋳片を連続鋳造で得るが、
先ずこれについて述べる。

ほうろう用鋼板にZrやREMを含有させると耐爪とび性
が改善されることは知られている（例えば特開昭50−14
2419号公報）が、連続鋳造法を適用した場合にはZr,REM
を添加したほうろう用鋼板には爪とびが散発し、また表
面欠陥が生じる。この問題を解決すべく検討したとこ
ろ、Zr,REMはAlより酸素との親和力が強く、Zr酸化物,R
EM酸化物を生成するが、これらは比重が4.5以上であ
り、溶鋼より大であるか、もしくはそれに近い値である
ため生成した位置で連鋳片のシェル（凝固相）に捕捉さ
れ、特に高酸素含有鋼では生成酸化物が増え表面欠陥を
多発することがあって、耐爪とび性の向上に寄与してい
ないことをつきとめた。

しかして、溶鋼は第１図に示すように、タンデシュ１
から浸漬ノズル２を介して連続鋳造鋳型３に注入される
が、連続鋳造鋳型３に鋳込み中の溶鋼へのZr,REM,Nb添
加は次のようにする。第１図には連続鋳造鋳型３に浸漬
ノズル２から注入された溶鋼の流れを模式的に示してい
るが、浸漬ノズル２から出た溶鋼は一般に連続鋳造鋳型
３に向かって二つの方向に分かれて流れる。１つは上昇
流れA,他は下降流れＢと呼ばれる。本発明では、連鋳片
のシェル厚みが成長する下降流れＢのところでワイヤ４
を介してZr,REM,Nbの１種または２種以上を添加する。

このようにして添加しただけでは、Zr,REM,Nbが溶鋼
内の酸素等と反応して形成されるZr系,REM系,Nb系酸化
物は耐爪とび性の向上に十分に寄与しないので、Zr,RE
M,Nbを添加した溶鋼に前記Zr系,REM系,Nb系酸化物がシ
ェルに捕捉されずに、鋳片内に均一に分散されるよう
に、メニスカスから1m以上10m以下の位置で溶鋼に電磁
撹拌作用を与える。

電磁撹拌の作用位置を前記のようにメニスカスから1m
以上とするのは生成されたシェルが電磁撹拌作用により
再溶解して薄くなるのを防いで表面欠陥をなくし、併せ
てZr系,REM系,Nb系酸化物を均一な分散状態で存在さ
せ、耐爪とび性を高めるためである。一方、メニスカス
からの距離が余り大きくなると、爪とびが生じるので、
10m以下とするものである。

Zr,REM,Nbの添加量は、Zrは0.005〜0.10％,REMは0.01
〜0.15％,Nbは0.004〜0.040％とする。

Zrは比重の大きな介在物を形成し、連続鋳造によるほ
うろう用鋼板の爪とび発生防止に有効な成分で、この効
果を奏するためには0.005％以上を必要とする。一方、
その含有量が多くなると表面欠陥が生じ、また加工性を
も害するので0.10％以下とする。

REMは前記Zrと同様な作用があり、耐爪とび性を高め
るために、0.01％以上添加する。一方、その含有量が多
くなると表面欠陥が生じるので、0.15％以下とする。

また、Nbについても前記Zrと同様な作用があり、耐爪
とび性を高めるため0.004％以上添加する。一方、その
含有量が多くなると効果が飽和するので0.040％以下と
する。

次に、この他の成分の限定理由について述べる。

Ｃはほうろう焼成歪や泡等のほうろう欠陥の発生を無
くし、また加工性を向上させるために、含有量を0.010
％以下とする。一方、この含有量が0.010％を超えると
連続鋳造工程においてＣとＯが反応し、COガスが生成し
易くなり、鋳片にピンホール，ブローホール等の表面欠
陥を生じる。

MnはMnOやMnS等の介在物を形成し耐爪とび性を高める
ために0.20％以上含有させる。一方、その含有量が多く
なると加工性が劣化するので、0.80％以下とする。

Ｓは水素吸蔵能を有するMnSを形成させるために0.005
％以上とする。反面、Ｓは溶接性に対して有害であると
共にその含有量が多くなると加工性が劣化するので、0.
04％以下とする。

Alは溶製時に鋼中の酸素量を調整し、連続鋳造製スラ
ブを素材とする鋼板に耐爪とび性を確保せしめるために
含有させるが、その含有量が0.010％を超えると鋼中酸
素量を減じるので、0.010％以下とする。

Cuはほうろう密着性を高めるために0.01％以上含有さ
せる。一方その含有量が多くなると、ほうろう前処理時
の酸洗性が劣化するので0.05％以下とする。

Ｏは連続鋳造製ほうろう用鋼板に水素吸蔵能を付与す
る酸化物を形成させるために必要な成分であり、その効
果を奏させるために0.020％以上含有させる。しかしそ
の含有量が多すぎると溶鋼の凝固時に気泡が発生し表面
欠陥の原因となり、また加工性が劣化するので、0.080
％以下とする。

さらに、必要に応じて加工性の向上のためにV,Bの１
種または２種を含有させる。

これらV,Bは鋳型に鋳込み中の溶鋼に添加し、これら
元素の効果が鋼板内で一様に働くように均一に分散させ
る。

Ｖは加工性を高める効果と、非時効化の効果があり、
これらの効果を奏するには0.010％以上が必要である。
一方その含有量があまり多くなっても効果は飽和し、か
つコスト高を招くので0.060％以下とする。

Ｂは不可避的に含まれるＮを固定し、非時効化効果と
加工性の向上効果があり、これらの効果を奏するには0.
0001％以上が必要である。一方、その含有量があまり多
くなると鋳片割れを生じるので、0.0030％以下とする。

前記の如く規定された化学成分組成を有し、残部が鉄
及び不可避的不純物からなる溶鋼を、前記のように連続
鋳造し、鋳片とした後、そのまま熱間圧延するか、ある
いは1350℃以下の温度に再加熱して熱間圧延する。再加
熱は熱間圧延性を高めるために行うものであるが、加熱
はコスト高を招き、焼き減りも生じるので高くとも1350
℃に加熱する。

熱間圧延は仕上温度800℃以上、捲取温度500〜800℃
で行うことが望ましい。

次いで、脱スケールし、50％以上の圧下率で冷間圧延
し、焼鈍する。

焼鈍は連続焼鈍あるいは箱焼鈍のいずれでもよく、再
結晶温度以上Ar₃以下の温度でなされる。

次に、実施例について述べる。

（実施例）第１表に示す成分組成の鋼を溶製し、この溶鋼を鋳型
に鋳込む際の降下溶鋼流にZr,REM,Nbをワイヤを介して
添加した。またV,Bについても前記降下溶鋼流に添加し
て含有させた。次いで、電磁撹拌作用を与えつつ連続鋳
造した。電磁撹拌は作用位置を同表に示すようにメニス
カスからの距離を変えて行った。比較材は電磁撹拌をか
けずに連続鋳造したものもある。得られた鋳片（スラ
ブ）は直接またはスラブ加熱し、その後、熱間圧延を仕
上温度を870〜900℃、捲取温度を600〜640℃として行
い、脱スケールし、冷間圧延を圧下率75％で行い板厚0.
80mmとし、760℃で２分の連続焼鈍にて行った。得られ
た鋼板について、耐爪とび性，機械的性質，表面欠陥有
無を調査し、その結果を同表に示す。なお、耐爪とび性
は水素透過時間Ｔの測定により試験し、この時間Ｔが10
分以上では爪とびは生ぜず、耐爪とび性はよいと判定さ
れるので、10分以上の合格率で示す。

同表から認められるように、本発明による鋼板は水素
透過時間Ｔが長く、耐爪とび性が優れている。また表面
欠陥は皆無である。このような特性はバラツキが殆どな
く優れたほうろう用鋼板が安定して得られることがわか
る。

また、添加したZrが鋳片（スラブ）に均一に溶解して
いるか否かを調査するため、符号1,11,12の鋳片につい
て、幅方向に10〜100mmピッチで鋳片からドリルでサン
プリングし、Zrを分析した。その結果を第２図に示す。

本発明による鋳片では均一に分布しているのに対し、
電磁撹拌を実施しない比較材はZrを添加していない側が
少なく、不均一分布となっている。電磁撹拌をかけても
撹拌位置がメニスカスから11mの比較材は鋳片の幅方向
で分布にバラツキがみられる。

（発明の効果）以上のように、本発明によると耐爪とび性が優れ、表
面欠陥がないほうろう用鋼板が連続鋳造法を適用して安
定して得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における連続鋳造の態様を示す説明図、
第２図は鋳片中のZrの分布状態を示す図表である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｔ 38/14 38/14 (72)発明者柴田政明福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１新日本製鐵株式會社八幡製鐵所内 (56)参考文献特開昭64−31929（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−7531（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−13311（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 11/00,11/10,11/12 C22C 38/00,38/14 C21D 8/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、C:0.010％以下,Mn:0.20〜0.80
％,S:0.005〜0.04％,Al:0.010％以下、Cu:0.01〜0.05
％,O:0.020〜0.080％を含み、残部が鉄および不可避的
不純物からなる溶鋼を連続鋳造し、鋳片を熱間圧延し、
冷間圧延し、焼鈍を行うほうろう用鋼板の製造法におい
て、鋳型に鋳込み中の溶鋼の下降流れにワイヤを介して
Zr,REM,Nbの１種または２種以上を添加し、次いでメニ
スカスから1m以上10m以下の位置で溶鋼に電磁撹拌をか
けて連続鋳造し、Zr:0.005〜0.10％,REM:0.01〜0.15％,
Nb:0.004〜0.040％の１種または２種以上を含有した鋳
片とし、該鋳片を連続鋳造後直接または1350℃以下の温
度に加熱して熱間圧延し、冷間圧延し、焼鈍を行うこと
を特徴とする耐爪とび性の優れた連続鋳造製ほうろう用
鋼板の製造法
【請求項２】重量％で、C:0.010％以下,Mn:0.20〜0.80
％,S:0.005〜0.04％,Al:0.010％以下、Cu:0.01〜0.05
％,O:0.020〜0.080％を含み、残部が鉄および不可避的
不純物からなる溶鋼を連続鋳造し、鋳片を熱間圧延し、
冷間圧延し、焼鈍を行うほうろう用鋼板の製造法におい
て、鋳型に鋳込み中の溶鋼の下降流れにワイヤを介して
Zr,REM,Nbの１種または２種以上を添加するとともに、
V,Bの１種または２種を添加し、次いでメニスカスから1
m以上10m以下の位置で溶鋼に電磁撹拌をかけて連続鋳造
し、Zr:0.005〜0.10％,REM:0.01〜0.15％,Nb:0.004〜0.
040％の１種または２種以上とV:0.010〜0.060％,B:0.00
01〜0.0030％の１種または２種を含有した鋳片とし、該
鋳片を連続鋳造後直接または1350℃以下の温度に加熱し
て熱間圧延し、冷間圧延し、焼鈍を行うことを特徴とす
る耐爪とび性の優れた連続鋳造製ほうろう用鋼板の製造
法