JP3390584B2 - 熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
熱延鋼板およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼板、とくに
熱延のままで、もしくはさらに冷延されて使途に供され
る鋼板とそれの製造方法に関するものであって、黒皮ま
までの加工に際してはスケールの剥離が少なく、一方酸
洗して用いる用途では酸洗効率の良好な、表面粗度が0.
8 μｍ以下で、スケール厚４μm 以下の薄スケールを有
する熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。
熱延のままで、もしくはさらに冷延されて使途に供され
る鋼板とそれの製造方法に関するものであって、黒皮ま
までの加工に際してはスケールの剥離が少なく、一方酸
洗して用いる用途では酸洗効率の良好な、表面粗度が0.
8 μｍ以下で、スケール厚４μm 以下の薄スケールを有
する熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に熱延鋼板は、連続鋳造法あるいは
造塊法によって得た鋼片を熱間圧延して製造される。こ
うして得られた熱延鋼板の表層には、熱間圧延中に発生
した、５μm 〜15μm 程度の厚みの、FeO −Fe3O4 −Fe
2O3 の３層よりなる、いわゆる２次スケールが生成して
いる。熱延鋼板の表面に生成した上記２次スケールは、
黒皮まま（熱延鋼板の表面に黒皮を付けたまま）で成形
加工をすると、その一部が剥離し、加工ラインを汚染し
たり、剥離したスケールが押し込み疵となって加工後の
製品の表面欠陥を誘発したりする。そのために従来は、
熱延鋼板への加工はごく軽度のものに限って行ってい
た。
造塊法によって得た鋼片を熱間圧延して製造される。こ
うして得られた熱延鋼板の表層には、熱間圧延中に発生
した、５μm 〜15μm 程度の厚みの、FeO −Fe3O4 −Fe
2O3 の３層よりなる、いわゆる２次スケールが生成して
いる。熱延鋼板の表面に生成した上記２次スケールは、
黒皮まま（熱延鋼板の表面に黒皮を付けたまま）で成形
加工をすると、その一部が剥離し、加工ラインを汚染し
たり、剥離したスケールが押し込み疵となって加工後の
製品の表面欠陥を誘発したりする。そのために従来は、
熱延鋼板への加工はごく軽度のものに限って行ってい
た。
【０００３】これに対し、かかる熱延鋼板を用いて歪み
量の大きい加工を行う場合や、冷延鋼板用の素材とする
ような場合には、酸洗工程を通してスケール除去を図る
必要があった。ここにおいても従来技術の下では、熱間
圧延後の巻取温度を材質上の理由から550 ℃以上の高温
にした場合、鋼板エッジ部のスケールが厚く成長した
り、FeO からFe3O4 ＋Feへの変態が生じてスケールが緻
密化するなど、酸洗効率が低下してラインの負荷が非常
に大きくなるといった問題があった。
量の大きい加工を行う場合や、冷延鋼板用の素材とする
ような場合には、酸洗工程を通してスケール除去を図る
必要があった。ここにおいても従来技術の下では、熱間
圧延後の巻取温度を材質上の理由から550 ℃以上の高温
にした場合、鋼板エッジ部のスケールが厚く成長した
り、FeO からFe3O4 ＋Feへの変態が生じてスケールが緻
密化するなど、酸洗効率が低下してラインの負荷が非常
に大きくなるといった問題があった。
【０００４】そこで、スケールが及ぼす上述したような
各種の障害を軽減するために、これまでにもスケールを
薄くする努力が幾つか試みられている。例えば、特公平
６−１０４８５３号公報では、Si：0.02〜0.2 ％、Cr：
0.02〜0.2 ％を含む鋼を1150℃に均熱後、圧下率90％以
上の圧延を1000℃以下で開始して860 ℃以下で終了し、
500 ℃以下で巻き取る方法が開示されている。また、熱
延途中にスケールを除去する方法として、例えば、特開
平４−２３８６２０号公報では、難剥離性スケールが生
成する鋼種に熱間圧延を施して熱延鋼板を製造するに際
し、仕上圧延前に単位散布面積あたりの衝突圧が２０〜
４０ｇ／mm2 で、かつ流量が0.1 〜0.2 リットル／min
・mm2 の高圧水スプレーを鋼板表面に噴射してデスケー
リングする方法が開示されている。
各種の障害を軽減するために、これまでにもスケールを
薄くする努力が幾つか試みられている。例えば、特公平
６−１０４８５３号公報では、Si：0.02〜0.2 ％、Cr：
0.02〜0.2 ％を含む鋼を1150℃に均熱後、圧下率90％以
上の圧延を1000℃以下で開始して860 ℃以下で終了し、
500 ℃以下で巻き取る方法が開示されている。また、熱
延途中にスケールを除去する方法として、例えば、特開
平４−２３８６２０号公報では、難剥離性スケールが生
成する鋼種に熱間圧延を施して熱延鋼板を製造するに際
し、仕上圧延前に単位散布面積あたりの衝突圧が２０〜
４０ｇ／mm2 で、かつ流量が0.1 〜0.2 リットル／min
・mm2 の高圧水スプレーを鋼板表面に噴射してデスケー
リングする方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平６−１０４８５３号公報に示された方法は熱間圧延
後の巻取温度を500 ℃以下に制限するもので、材質上の
観点から500 ℃を超える巻取温度が必要になるような鋼
種には適用できないという問題があった。また、上記特
開平４−２３８６２０号公報で示された方法では、スケ
ールの大半が除去されるものの、多量のSiを含むような
鋼種では地鉄に喰い込むような構造のスケールを生じて
除去しきれず、これが圧延されて赤スケールと呼ばれる
スケール疵を生ずるという問題があった。また、この方
法を実施しただけでは、必ずしも薄いスケールを得るの
に十分ではないという問題があった。さらに、これらの
従来技術によって製造した鋼板の表面粗度は、いずれも
１〜３μｍ程度のものしか得られず、黒皮ままで成形加
工に供した場合に十分な密着性が得られず、その反面で
酸洗を行って使用する場合には酸洗性を阻害するという
問題を抱えていた。
公平６−１０４８５３号公報に示された方法は熱間圧延
後の巻取温度を500 ℃以下に制限するもので、材質上の
観点から500 ℃を超える巻取温度が必要になるような鋼
種には適用できないという問題があった。また、上記特
開平４−２３８６２０号公報で示された方法では、スケ
ールの大半が除去されるものの、多量のSiを含むような
鋼種では地鉄に喰い込むような構造のスケールを生じて
除去しきれず、これが圧延されて赤スケールと呼ばれる
スケール疵を生ずるという問題があった。また、この方
法を実施しただけでは、必ずしも薄いスケールを得るの
に十分ではないという問題があった。さらに、これらの
従来技術によって製造した鋼板の表面粗度は、いずれも
１〜３μｍ程度のものしか得られず、黒皮ままで成形加
工に供した場合に十分な密着性が得られず、その反面で
酸洗を行って使用する場合には酸洗性を阻害するという
問題を抱えていた。
【０００６】そこで、本発明の主たる目的は、熱延板ス
ケールが抱えている上述した問題のない熱延鋼板および
その製造方法を提供することにある。この発明の他の目
的は、薄スケール熱延鋼板を、超高圧デスケーリングを
適用して有利に製造する方法を提案することにある。本
発明のさらに他の目的は、巻取温度が高い場合でも、ま
た多量のSiを含有するような場合であっても、黒皮まま
での加工性や酸洗効率に支障をきたさないような、スケ
ール厚が４μm以下の薄スケールで表面粗度0.78μｍ以
下の熱延鋼板およびその製造方法を提案することにあ
る。
ケールが抱えている上述した問題のない熱延鋼板および
その製造方法を提供することにある。この発明の他の目
的は、薄スケール熱延鋼板を、超高圧デスケーリングを
適用して有利に製造する方法を提案することにある。本
発明のさらに他の目的は、巻取温度が高い場合でも、ま
た多量のSiを含有するような場合であっても、黒皮まま
での加工性や酸洗効率に支障をきたさないような、スケ
ール厚が４μm以下の薄スケールで表面粗度0.78μｍ以
下の熱延鋼板およびその製造方法を提案することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を達成すべく、主として仕上圧延に先立って行うデスケ
ーリングの条件に着目して、鋭意研究を重ねた結果、上
記目的実現のためには、これまで用いられたことのない
ような超高圧のデスケーリングを適用することによっ
て、鋼板表面のスケール性状が大きく改善できることを
知見し、本発明を完成するに至った。
を達成すべく、主として仕上圧延に先立って行うデスケ
ーリングの条件に着目して、鋭意研究を重ねた結果、上
記目的実現のためには、これまで用いられたことのない
ような超高圧のデスケーリングを適用することによっ
て、鋼板表面のスケール性状が大きく改善できることを
知見し、本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明の要旨構成は下記のとお
りである。 (1) Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt％、Mn：
0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05wt％以
下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下を含
有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であ
って、表面に厚みが４μm以下のスケールを有し、表面
粗度が0.78μm以下であることを特徴とする熱延鋼板。
りである。 (1) Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt％、Mn：
0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05wt％以
下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下を含
有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であ
って、表面に厚みが４μm以下のスケールを有し、表面
粗度が0.78μm以下であることを特徴とする熱延鋼板。
【０００９】(2) Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.5
0wt％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.
05wt％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％
以下を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下
の１種または２種を含有し、残部はFe及び不可避的不純
物よりなる鋼組成であって、表面に厚みが４μm以下の
スケールを有し、表面粗度が0.78μm以下であることを
特徴とする熱延鋼板。
0wt％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.
05wt％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％
以下を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下
の１種または２種を含有し、残部はFe及び不可避的不純
物よりなる鋼組成であって、表面に厚みが４μm以下の
スケールを有し、表面粗度が0.78μm以下であることを
特徴とする熱延鋼板。
【００１０】(3) Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.5
0wt％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.
05wt％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％
以下を含み、かつＢ：0.0100wt％以下を含有し、残部は
Fe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であって、表面に
厚みが４μm以下のスケールを有し、表面粗度が0.78μm
以下であることを特徴とする熱延鋼板。
0wt％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.
05wt％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％
以下を含み、かつＢ：0.0100wt％以下を含有し、残部は
Fe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であって、表面に
厚みが４μm以下のスケールを有し、表面粗度が0.78μm
以下であることを特徴とする熱延鋼板。
【００１１】(4) Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.5
0wt％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.
05wt％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％
以下を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下
の１種または２種を含有し、さらにＢ：0.0100wt％以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼組成
であって、表面に厚みが４μm以下のスケールを有し、
表面粗度が0.78μm以下であることを特徴とする熱延鋼
板。
0wt％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.
05wt％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％
以下を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下
の１種または２種を含有し、さらにＢ：0.0100wt％以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼組成
であって、表面に厚みが４μm以下のスケールを有し、
表面粗度が0.78μm以下であることを特徴とする熱延鋼
板。
【００１２】
(5) Ｃ：0.001 〜0.20wt％、 Si：0.01〜0.50wt％
Mn：0.05〜2.0 wt％、 Ｐ：0.05wt％以下
Ｓ：0.05wt％以下、 sol.Al：0.01〜0.10wt％
Ｎ：0.020 wt％以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼素材
を、Ａc3点以上に加熱後（Ａr3点＋100 ℃）〜（Ａr3点
＋50℃）の温度範囲で粗圧延を終了し、その後、衝突圧
が２５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上かつ液量密度が 0.002リット
ル／ｃｍ2 以上を満たす条件の超高圧デスケーリングを
行い、引き続き、圧下率８０％以上、圧延終了温度Ａr3
点以上の仕上げ圧延を５秒以内に開始し、そして７００
℃以下で巻き取ることを特徴とする熱延鋼板の製造方
法。
を、Ａc3点以上に加熱後（Ａr3点＋100 ℃）〜（Ａr3点
＋50℃）の温度範囲で粗圧延を終了し、その後、衝突圧
が２５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上かつ液量密度が 0.002リット
ル／ｃｍ2 以上を満たす条件の超高圧デスケーリングを
行い、引き続き、圧下率８０％以上、圧延終了温度Ａr3
点以上の仕上げ圧延を５秒以内に開始し、そして７００
℃以下で巻き取ることを特徴とする熱延鋼板の製造方
法。
【００１３】
(6) Ｃ：0.001 〜0.20wt％、 Si：0.01〜0.50wt％
Mn：0.05〜2.0 wt％、 Ｐ：0.05wt％以下
Ｓ：0.05wt％以下、 sol.Al：0.01〜0.10wt％
Ｎ：0.020 wt％以下
を含み、かつ
Ti：0.10wt％以下、 Nb：0.10wt％以下
Ｂ：0.0100wt％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有し、残部
はFe及び不可避的不純物よりなる鋼素材を、Ａc3点以上
に加熱後（Ａr3点＋100 ℃）〜（Ａr3点＋50℃）の温度
範囲で粗圧延を終了し、その後、衝突圧が２５ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上かつ液量密度が 0.002リットル／ｃｍ2 以上
を満たす条件の超高圧デスケーリングを行い、引き続
き、圧下率８０％以上、圧延終了温度Ａr3点以上の仕上
げ圧延を５秒以内に開始し、そして７００℃以下で巻き
取ることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
はFe及び不可避的不純物よりなる鋼素材を、Ａc3点以上
に加熱後（Ａr3点＋100 ℃）〜（Ａr3点＋50℃）の温度
範囲で粗圧延を終了し、その後、衝突圧が２５ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上かつ液量密度が 0.002リットル／ｃｍ2 以上
を満たす条件の超高圧デスケーリングを行い、引き続
き、圧下率８０％以上、圧延終了温度Ａr3点以上の仕上
げ圧延を５秒以内に開始し、そして７００℃以下で巻き
取ることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について詳細に説明する。 (1) 鋼成分について；Ｃ：0.001 〜0.20wt％ Ｃは、強度確保のために必要な元素である。その量が、
0.001 wt％未満では強度確保の効果がなく、一方、0.20
wt％を超えるとスケールと地鉄の界面にCOガスを発生し
て圧延途中にスケールの剥離を生じてスケール疵の原因
となるため、0.001 〜0.20wt％、好ましくは0.001 〜0.
10wt％とする。
について詳細に説明する。 (1) 鋼成分について；Ｃ：0.001 〜0.20wt％ Ｃは、強度確保のために必要な元素である。その量が、
0.001 wt％未満では強度確保の効果がなく、一方、0.20
wt％を超えるとスケールと地鉄の界面にCOガスを発生し
て圧延途中にスケールの剥離を生じてスケール疵の原因
となるため、0.001 〜0.20wt％、好ましくは0.001 〜0.
10wt％とする。
【００１５】Si：0.01〜0.50wt％
Siは、脱酸に用いられるほか、強度の向上にも有用な元
素である。その量が、0.01wt％未満では効果がなく、一
方、0.50wt％を超えて添加すると赤スケールのようなス
ケール疵が発生しやすくなるので、0.01〜0.5 wt％、好
ましくは0.01〜0.2 wt％とする。
素である。その量が、0.01wt％未満では効果がなく、一
方、0.50wt％を超えて添加すると赤スケールのようなス
ケール疵が発生しやすくなるので、0.01〜0.5 wt％、好
ましくは0.01〜0.2 wt％とする。
【００１６】Mn：0.05〜2.0 wt％
Mnは、熱間加工時の脆化の原因となる固溶ＳをMnS とし
て無害化するほか、強度の向上にも効果がある元素であ
る。その量が、0.05wt％未満では効果がなく、一方、2.
0 wt％を超えて添加すると靱性低下を招くので、0.05〜
2.0 wt％、好ましくは0.05〜1.0 wt％とする。
て無害化するほか、強度の向上にも効果がある元素であ
る。その量が、0.05wt％未満では効果がなく、一方、2.
0 wt％を超えて添加すると靱性低下を招くので、0.05〜
2.0 wt％、好ましくは0.05〜1.0 wt％とする。
【００１７】Ｐ：0.05wt％以下
Ｐは、粒界脆化に悪影響を及ぼすので、できるかぎり少
なくするのが望ましい元素である。Ｐの含有量が、0.05
wt％を超えるとその悪影響を生じやすくなるので、0.05
wt％以下、好ましくは0.01wt％以下とする。なお、現状
の精錬技術の下では、0.001 wt％以下に低下させるには
製鋼コストが著しく増大するので、その下限量は0.001
wt％とするのが経済的である。
なくするのが望ましい元素である。Ｐの含有量が、0.05
wt％を超えるとその悪影響を生じやすくなるので、0.05
wt％以下、好ましくは0.01wt％以下とする。なお、現状
の精錬技術の下では、0.001 wt％以下に低下させるには
製鋼コストが著しく増大するので、その下限量は0.001
wt％とするのが経済的である。
【００１８】Ｓ：0.05wt％以下
Ｓは、熱間加工性や靱性を著しく劣化させる元素であ
る。Ｓの含有量が0.05wt％を超えるとこれらの悪影響が
大きくなるので、0.05wt％以下、好ましくは0.01wt％以
下とする。なお、現状の精錬技術の下では、0.001 wt％
以下に低下させるには製鋼コストが著しく増大するの
で、その下限量は0.001 wt％とするのが経済的である。
る。Ｓの含有量が0.05wt％を超えるとこれらの悪影響が
大きくなるので、0.05wt％以下、好ましくは0.01wt％以
下とする。なお、現状の精錬技術の下では、0.001 wt％
以下に低下させるには製鋼コストが著しく増大するの
で、その下限量は0.001 wt％とするのが経済的である。
【００１９】sol.Al：0.01〜0.10wt％
Alは、脱酸剤として必要に応じて添加される元素であ
る。その含有量がsol.Alにして0.01wt％に満たないと効
果がなく、一方0.10wt％を超えて添加してもコストアッ
プとなるばかりか鋼板を脆化させるので、0.01〜0.1 wt
％とする。なお、コストパフォーマンスの観点からは0.
04〜0.1 wt％とするのが好ましい。
る。その含有量がsol.Alにして0.01wt％に満たないと効
果がなく、一方0.10wt％を超えて添加してもコストアッ
プとなるばかりか鋼板を脆化させるので、0.01〜0.1 wt
％とする。なお、コストパフォーマンスの観点からは0.
04〜0.1 wt％とするのが好ましい。
【００２０】Ｎ：0.020 wt％以下
Ｎは、積極的に添加して強化に利用することも可能であ
るが、0.020 wt％を超えて過多に含有すると鋼板を脆化
させる元素である。したがって、0.020 wt％以下の範囲
で必要に応じて添加する。特に強化を必要としない場合
にはさらに0.01wt％以下とするのが好ましい。なお、現
状の精錬技術の下では、0.001 wt％以下に低下させるに
は製鋼コストが著しく増大するので、その下限量は0.00
1 wt％とするのが経済的である。
るが、0.020 wt％を超えて過多に含有すると鋼板を脆化
させる元素である。したがって、0.020 wt％以下の範囲
で必要に応じて添加する。特に強化を必要としない場合
にはさらに0.01wt％以下とするのが好ましい。なお、現
状の精錬技術の下では、0.001 wt％以下に低下させるに
は製鋼コストが著しく増大するので、その下限量は0.00
1 wt％とするのが経済的である。
【００２１】Ti：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下
Ti, Nbは、いずれも炭窒化物を形成する元素であり、固
溶Ｃ，Ｎ低減による伸び、ｒ値の向上や微細炭窒化物に
よる強度上昇を目的に添加される。いずれもその添加量
が0.10wt％を超えるとスケール剥離を生じてスケール疵
の発生を招くので、0.10wt％以下とする。なお、好まし
い添加量は0.01〜0.06wt％である。
溶Ｃ，Ｎ低減による伸び、ｒ値の向上や微細炭窒化物に
よる強度上昇を目的に添加される。いずれもその添加量
が0.10wt％を超えるとスケール剥離を生じてスケール疵
の発生を招くので、0.10wt％以下とする。なお、好まし
い添加量は0.01〜0.06wt％である。
【００２２】Ｂ：0.0100wt％以下
Ｂは、固溶ＣとＮの量が総量で0.0005wt％以下まで低減
した場合に生じる粒界脆化を抑制するほか、焼入性を高
める効果があり、必要に応じて添加する元素である。し
かしながら、0.0100wt％を超えて添加すると鋼が硬質化
して脆化するので、0.0100wt％以下とする。なお、好ま
しい添加量は0.0005〜0.0030wt％である。
した場合に生じる粒界脆化を抑制するほか、焼入性を高
める効果があり、必要に応じて添加する元素である。し
かしながら、0.0100wt％を超えて添加すると鋼が硬質化
して脆化するので、0.0100wt％以下とする。なお、好ま
しい添加量は0.0005〜0.0030wt％である。
【００２３】(2) 製造条件について；
ａ．熱延前の鋼素材の加熱は完全な溶体化がなされれば
よく、Ａc3点以上に加熱されればよい。具体的には、通
常のスラブ加熱温度範囲である1050〜1300℃が適する。 ｂ．上記加熱の後、粗圧延および仕上げ圧延よりなる熱
間圧延を行う。その後、超高圧水によるデスケーリング
と仕上げ圧延を行う。以下、これら工程のうち本発明に
おいて、特に重要な要件についてその限定理由を含めて
説明する。
よく、Ａc3点以上に加熱されればよい。具体的には、通
常のスラブ加熱温度範囲である1050〜1300℃が適する。 ｂ．上記加熱の後、粗圧延および仕上げ圧延よりなる熱
間圧延を行う。その後、超高圧水によるデスケーリング
と仕上げ圧延を行う。以下、これら工程のうち本発明に
おいて、特に重要な要件についてその限定理由を含めて
説明する。
【００２４】まず、粗圧延を（Ａr3点＋100℃）〜（Ａr
3点＋50℃）で終了するのは、これに引き続くデスケー
リング時に、鋼の表面が部分的にγからαへ変態するこ
とにより、表面が軟質化して平滑な表面が得られ、表面
粗度Ｒａ≦0.78μｍが達成可能になるからである。すな
わち、粗圧延終了温度がＡr3点＋100℃を超えると表層
がγ域の状態でデスケーリングが施されるので、強度が
高くＲa：0.78μｍ以下の表面粗度が得られなくなる。
一方、Ａr3点＋50℃より低くなると、デスケーリング中
にα変態が進行し、むしろ強度が上昇するため、同様に
所定の粗度が達成できなくなる。このようにして得られ
た低表面粗度を有する薄スケール鋼板においては、酸洗
時には極めて短時間のデスケーリングが可能になること
に加えて、軽度の塑性変形時には応力の集中が抑制さ
れ、極めて優れた密着性が得られる。
3点＋50℃）で終了するのは、これに引き続くデスケー
リング時に、鋼の表面が部分的にγからαへ変態するこ
とにより、表面が軟質化して平滑な表面が得られ、表面
粗度Ｒａ≦0.78μｍが達成可能になるからである。すな
わち、粗圧延終了温度がＡr3点＋100℃を超えると表層
がγ域の状態でデスケーリングが施されるので、強度が
高くＲa：0.78μｍ以下の表面粗度が得られなくなる。
一方、Ａr3点＋50℃より低くなると、デスケーリング中
にα変態が進行し、むしろ強度が上昇するため、同様に
所定の粗度が達成できなくなる。このようにして得られ
た低表面粗度を有する薄スケール鋼板においては、酸洗
時には極めて短時間のデスケーリングが可能になること
に加えて、軽度の塑性変形時には応力の集中が抑制さ
れ、極めて優れた密着性が得られる。
【００２５】上記粗圧延の後、超高圧デスケーリングお
よび仕上げ圧延を行う。この場合に、スケール厚を４μ
ｍ以下に制御するためには、かかる超高圧デスケーリン
グの条件は、図１に示すように、鋼板表面での衝突圧：
２５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、液量密度：0.002 リットル／
ｃｍ2 以上とすること、および図２に示すように、デス
ケーリング後の仕上圧延を開始するまでの時間を５秒以
内とすることが必要である。ここで、液量密度は、デス
ケーリングで鋼板の単位面積当たりに投入される総液(
水) 量を表す。
よび仕上げ圧延を行う。この場合に、スケール厚を４μ
ｍ以下に制御するためには、かかる超高圧デスケーリン
グの条件は、図１に示すように、鋼板表面での衝突圧：
２５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、液量密度：0.002 リットル／
ｃｍ2 以上とすること、および図２に示すように、デス
ケーリング後の仕上圧延を開始するまでの時間を５秒以
内とすることが必要である。ここで、液量密度は、デス
ケーリングで鋼板の単位面積当たりに投入される総液(
水) 量を表す。
【００２６】これらの結果は、次の実験条件により得ら
れたものである。実験に供した鋼の組成は、0.03wt％Ｃ
−0.01wt％Si−0.12wt％Mn−0.004 wt％Ｐ−0.007 wt％
Ｓ−0.05wt％Al−0.003 wt％Ｎのもので、スラブ厚さ：
260mm 、スラブ加熱温度：1150℃であり、粗圧延は終了
温度930 〜970 ℃（Ａr3＝870 ℃) 、７パスの圧延によ
りシートバーの厚さ40mmとし、仕上げ圧延は７パス、仕
上げ温度：875 ℃、仕上げ板厚：3.5mm とし、巻取温度
610 ℃であった。
れたものである。実験に供した鋼の組成は、0.03wt％Ｃ
−0.01wt％Si−0.12wt％Mn−0.004 wt％Ｐ−0.007 wt％
Ｓ−0.05wt％Al−0.003 wt％Ｎのもので、スラブ厚さ：
260mm 、スラブ加熱温度：1150℃であり、粗圧延は終了
温度930 〜970 ℃（Ａr3＝870 ℃) 、７パスの圧延によ
りシートバーの厚さ40mmとし、仕上げ圧延は７パス、仕
上げ温度：875 ℃、仕上げ板厚：3.5mm とし、巻取温度
610 ℃であった。
【００２７】なお、デスケーリング時の鋼板表面での上
記衝突圧ｐは、一般に、ノズルの吐出圧Ｐおよび吐出量
Ｑ、鋼板表面とノズルとの間の距離Ｈから次式により求
めることができる。（「鉄と鋼」1991 vol.77 No.9 p1
1450参照) ｐ＝5.64ＰＱ／Ｈ2 ただし、ｐ：鋼板表面での衝突圧（ＭＰａ） Ｐ：吐出圧（ＭＰａ） Ｑ：吐出量（リットル／ｓｅｃ） Ｈ：鋼板表面とノズルとの間の距離（ｃｍ）
記衝突圧ｐは、一般に、ノズルの吐出圧Ｐおよび吐出量
Ｑ、鋼板表面とノズルとの間の距離Ｈから次式により求
めることができる。（「鉄と鋼」1991 vol.77 No.9 p1
1450参照) ｐ＝5.64ＰＱ／Ｈ2 ただし、ｐ：鋼板表面での衝突圧（ＭＰａ） Ｐ：吐出圧（ＭＰａ） Ｑ：吐出量（リットル／ｓｅｃ） Ｈ：鋼板表面とノズルとの間の距離（ｃｍ）
【００２８】本発明において、超高圧デスケーリング条
件およびデスケーリング後の仕上圧延を開始するまでの
時間が、最終的なスケール厚に影響するメカニズムは必
ずしも明らかではないが、衝突圧が２５kg／cm2 という
超高圧になると、表層の凹凸が消滅して平滑化し、とく
に凹部において局所的に厚いスケールが生成するのを抑
制するようになると共に、水量密度が0.002 リットル／
cm2 を超えるようになると、極表層のみが効果的に冷却
され約５秒の間にデスケーリング後のスケール生成が顕
著に抑制されることがその理由であろうと考えられる。
しかも本発明においては、特に粗圧延条件を規制した結
果、熱延中間段階における鋼板表面が低粗度となり、こ
のことが、その後のスケールの板厚方向への成長を抑制
する効果をもたらしたことも考えられる。因に、従来の
高圧デスケーリングの衝突圧は 1.0〜4.0 kgf/cm2 程度
であり、その約１０倍に当たる超高圧を採用すること
で、本発明では、従来技術の下では期待されていなかっ
た特有の作用効果を発現したものと思われる。
件およびデスケーリング後の仕上圧延を開始するまでの
時間が、最終的なスケール厚に影響するメカニズムは必
ずしも明らかではないが、衝突圧が２５kg／cm2 という
超高圧になると、表層の凹凸が消滅して平滑化し、とく
に凹部において局所的に厚いスケールが生成するのを抑
制するようになると共に、水量密度が0.002 リットル／
cm2 を超えるようになると、極表層のみが効果的に冷却
され約５秒の間にデスケーリング後のスケール生成が顕
著に抑制されることがその理由であろうと考えられる。
しかも本発明においては、特に粗圧延条件を規制した結
果、熱延中間段階における鋼板表面が低粗度となり、こ
のことが、その後のスケールの板厚方向への成長を抑制
する効果をもたらしたことも考えられる。因に、従来の
高圧デスケーリングの衝突圧は 1.0〜4.0 kgf/cm2 程度
であり、その約１０倍に当たる超高圧を採用すること
で、本発明では、従来技術の下では期待されていなかっ
た特有の作用効果を発現したものと思われる。
【００２９】次に、上記超高圧デスケーリングに引き続
いて行う仕上圧延は、圧下率８０％以上で圧延終了温度
Ａr3点以上の条件で行い、700 ℃以下で巻き取ることが
必要である。なぜなら、Ａr3点未満で圧延された場合に
は、加工組織が残ったり、好ましくない集合組織が形成
されたりして材質が劣化するからであり、仕上圧延の圧
下率が８０％未満では圧延によるスケールの展伸が不十
分となって薄スケールが達成されないからである。ま
た、巻取温度が700 ℃を超えた場合には、特にコイル端
部において巻取後のスケール成長が著しくなるほか、結
晶粒が異常に粗大化して材質が劣化するなどの不具合を
生じるからである。
いて行う仕上圧延は、圧下率８０％以上で圧延終了温度
Ａr3点以上の条件で行い、700 ℃以下で巻き取ることが
必要である。なぜなら、Ａr3点未満で圧延された場合に
は、加工組織が残ったり、好ましくない集合組織が形成
されたりして材質が劣化するからであり、仕上圧延の圧
下率が８０％未満では圧延によるスケールの展伸が不十
分となって薄スケールが達成されないからである。ま
た、巻取温度が700 ℃を超えた場合には、特にコイル端
部において巻取後のスケール成長が著しくなるほか、結
晶粒が異常に粗大化して材質が劣化するなどの不具合を
生じるからである。
【００３０】
【実施例】実施例１
Ｃ：0.0025wt％、Si：0.01wt％、Mn：0.15wt％、Ｐ：0.
009wt％、Ｓ：0.006wt％、sol.Al：0.05wt％、Ｎ：0.00
27wt％を含む鋼スラブを、1150℃に加熱後、表１に示す
種々の温度で粗圧延を施し、35mmのシートバーとし、次
いで仕上圧延では90％の圧下を加え3.5mmとし、910℃で
仕上圧延を終了（Ａr3＝910℃）した。巻取温度は550℃
であった。このとき、デスケーリング条件、デスケーリ
ング後仕上圧延開始までの時間を、表１に示すように変
化させた。得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、ス
ケールの厚み表面粗度Ｒa(μm)を調査した。酸洗時間
は、20％塩酸(50℃)でスケールが完全に剥離するまでの
時間とした。また、これを冷間圧延（圧下率75％、0.7m
m厚さ）・焼鈍（800℃、60秒の連続焼鈍）した後の材質
を調査した。これらの結果を併せて表１に示す。表１か
ら明らかなように、本発明によって製造した熱延鋼板
は、いずれもスケール厚４μｍ以下の薄スケールで、表
面粗度Ｒaも0.78μｍ以下となり、酸洗性が良好である
のみならず冷延後の材質も良好である。
009wt％、Ｓ：0.006wt％、sol.Al：0.05wt％、Ｎ：0.00
27wt％を含む鋼スラブを、1150℃に加熱後、表１に示す
種々の温度で粗圧延を施し、35mmのシートバーとし、次
いで仕上圧延では90％の圧下を加え3.5mmとし、910℃で
仕上圧延を終了（Ａr3＝910℃）した。巻取温度は550℃
であった。このとき、デスケーリング条件、デスケーリ
ング後仕上圧延開始までの時間を、表１に示すように変
化させた。得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、ス
ケールの厚み表面粗度Ｒa(μm)を調査した。酸洗時間
は、20％塩酸(50℃)でスケールが完全に剥離するまでの
時間とした。また、これを冷間圧延（圧下率75％、0.7m
m厚さ）・焼鈍（800℃、60秒の連続焼鈍）した後の材質
を調査した。これらの結果を併せて表１に示す。表１か
ら明らかなように、本発明によって製造した熱延鋼板
は、いずれもスケール厚４μｍ以下の薄スケールで、表
面粗度Ｒaも0.78μｍ以下となり、酸洗性が良好である
のみならず冷延後の材質も良好である。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施例２
Ｃ：0.08wt％、Si：0.01wt％、Mn：0.51wt％、Ｐ：0.01
1wt％、Ｓ：0.008wt％、sol.Al：0.04wt％、Ｎ：0.004w
t％を含む鋼スラブを1200℃に加熱後、表２に示す種々
の温度で粗圧延を施し、35mmのシートバーとし、次いで
仕上圧延では92％の圧下を加え2.8mmとし、875℃で仕上
圧延を完了（Ａr3＝850℃)した。巻取温度は610℃であ
った。このとき、デスケーリング条件、デスケーリング
後仕上圧延開始までの時間を表２に示すように変化させ
た。得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、スケール
の厚み表面粗度Ｒa(μm)を調査した。その結果を併せて
表２に示す。ここに、酸洗時間は、20％塩酸(50℃)でス
ケールが完全に剥離するまでの時間とした。表２から明
らかなように、本発明によって製造した熱延鋼板は、い
ずれもスケール厚４μｍ以下、表面粗度Ｒaも0.78μｍ
以下となり、酸洗性も良好である。
1wt％、Ｓ：0.008wt％、sol.Al：0.04wt％、Ｎ：0.004w
t％を含む鋼スラブを1200℃に加熱後、表２に示す種々
の温度で粗圧延を施し、35mmのシートバーとし、次いで
仕上圧延では92％の圧下を加え2.8mmとし、875℃で仕上
圧延を完了（Ａr3＝850℃)した。巻取温度は610℃であ
った。このとき、デスケーリング条件、デスケーリング
後仕上圧延開始までの時間を表２に示すように変化させ
た。得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、スケール
の厚み表面粗度Ｒa(μm)を調査した。その結果を併せて
表２に示す。ここに、酸洗時間は、20％塩酸(50℃)でス
ケールが完全に剥離するまでの時間とした。表２から明
らかなように、本発明によって製造した熱延鋼板は、い
ずれもスケール厚４μｍ以下、表面粗度Ｒaも0.78μｍ
以下となり、酸洗性も良好である。
【００３３】
【表２】
【００３４】実施例３
表３の成分からなる各鋼スラブを1200℃に加熱後、粗圧
延を行って35mmのシートバーとし、次いでデスケーリン
グを行い、90％の圧下を加え3.5mmとする仕上げ圧延を
施した。これらの各製造条件をまとめて表４に示す。得
られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、スケールの厚
み、表面粗度および酸洗時間（20％塩酸(50℃)でスケー
ルが完全に剥離するまでの時間）を測定した。その結果
を併せて表４に示す。表３および表４から明らかなよう
に、本発明によって製造した熱延鋼板は、いずれもスケ
ール厚４μｍ以下で、表面粗度Ｒaも0.78μｍ以下とな
り、酸洗性も良好である。
延を行って35mmのシートバーとし、次いでデスケーリン
グを行い、90％の圧下を加え3.5mmとする仕上げ圧延を
施した。これらの各製造条件をまとめて表４に示す。得
られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、スケールの厚
み、表面粗度および酸洗時間（20％塩酸(50℃)でスケー
ルが完全に剥離するまでの時間）を測定した。その結果
を併せて表４に示す。表３および表４から明らかなよう
に、本発明によって製造した熱延鋼板は、いずれもスケ
ール厚４μｍ以下で、表面粗度Ｒaも0.78μｍ以下とな
り、酸洗性も良好である。
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
以上の実施例から明らかなように、本発明鋼板は、熱延
のままで成形加工に供されるばかりか、冷間圧延後再結
晶焼鈍した冷延鋼板や、表面処理鋼板に適用できる。
のままで成形加工に供されるばかりか、冷間圧延後再結
晶焼鈍した冷延鋼板や、表面処理鋼板に適用できる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる熱
延鋼板は、黒皮ままで加工に供する用途ではスケールの
厚みが薄いうえ、密着性が良好なため剥離が極めて少な
く、また酸洗して用いる用途では酸洗性が良好である。
また、本発明の製造方法によれば、上記の熱延鋼板を超
高圧デスケーリングなどの適用によって効果的に付与す
ることができ、それ故に、生産性、経済性の面で著効が
ある。
延鋼板は、黒皮ままで加工に供する用途ではスケールの
厚みが薄いうえ、密着性が良好なため剥離が極めて少な
く、また酸洗して用いる用途では酸洗性が良好である。
また、本発明の製造方法によれば、上記の熱延鋼板を超
高圧デスケーリングなどの適用によって効果的に付与す
ることができ、それ故に、生産性、経済性の面で著効が
ある。
【図１】衝突圧、水量と熱延板のスケール厚との関係を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図２】デスケーリング後仕上圧延を開始するまでの時
間と熱延板のスケール厚との関係を示したグラフであ
る。
間と熱延板のスケール厚との関係を示したグラフであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小原 隆史
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎
製鉄株式会社 技術研究所内
(56)参考文献 特開 平７−252593（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 38/00 - 38/60
B21B 45/08
Claims (6)
- 【請求項１】Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt
％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05w
t％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼組成
であって、表面に厚みが４μm以下のスケールを有し、
表面粗度が0.78μm以下であることを特徴とする熱延鋼
板。 - 【請求項２】Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt
％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05w
t％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下
を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下の１
種または２種を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よ
りなる鋼組成であって、表面に厚みが４μm以下のスケ
ールを有し、表面粗度が0.78μm以下であることを特徴
とする熱延鋼板。 - 【請求項３】Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt
％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05w
t％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下
を含み、かつＢ：0.0100wt％以下を含有し、残部はFe及
び不可避的不純物よりなる鋼組成であって、表面に厚み
が４μm以下のスケールを有し、表面粗度が0.78μm以下
であることを特徴とする熱延鋼板。 - 【請求項４】Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt
％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05w
t％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下
を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下の１
種または２種を含有し、さらにＢ：0.0100wt％以下を含
有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であ
って、表面に厚みが４μm以下のスケールを有し、表面
粗度が0.78μm以下であることを特徴とする熱延鋼板。 - 【請求項５】Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt
％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05w
t％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼素材
を、Ａc3点以上に加熱後（Ａr3＋100℃）〜（Ａr3＋50
℃）の温度範囲で粗圧延を終了し、その後、衝突圧が25
kgf／cm2以上かつ液量密度が0.002リットル／cm2以上を
満たす条件の超高圧デスケーリングを行い、引き続き、
圧下率80％以上、圧延終了温度Ａr3点以上の仕上げ圧延
を５秒以内に開始し、そして700℃以下で巻き取ること
を特徴とする熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項６】Ｃ：0.001〜0.20wt％、Si：0.01〜0.50wt
％、Mn：0.05〜2.0wt％、Ｐ：0.05wt％以下、Ｓ：0.05w
t％以下、sol.Al：0.01〜0.10wt％、Ｎ：0.020wt％以下
を含み、かつTi：0.10wt％以下、Nb：0.10wt％以下、
Ｂ：0.0100wt％以下のうちから選ばれる１種または２種
以上を含有し、残部はFe及び不可避的不純物よりなる鋼
素材を、Ａc3点以上に加熱後（Ａr3＋100℃）〜（Ａr3
＋50℃）の温度範囲で粗圧延を終了し、その後、衝突圧
が25kgf／cm2以上かつ液量密度が0.002リットル／cm2以
上を満たす条件の超高圧デスケーリングを行い、引き続
き、圧下率80％以上、圧延終了温度Ａr3点以上の仕上げ
圧延を５秒以内に開始し、そして700℃以下で巻き取る
ことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22287495A JP3390584B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 熱延鋼板およびその製造方法 |
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