JP3466419B2 - 熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製造用鋼材による熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製造用鋼材による熱延鋼板の製造方法Info
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Description
て、粗圧延後の鋼材(以下粗バーと称する)を複数本つ
なぎあわせて、破断なく連続的に仕上げ圧延を行う、い
わゆる熱延連続化プロセスおける熱延鋼板製造用鋼材に
よる熱延鋼板の製造方法に関する。
―粗圧延―仕上げ圧延という工程をスラブ一本ずつ別々
に行っていたが、この方法では、圧延される材料の先端
・後端部分の熱間圧延時の温度制御や冷却制御が困難な
ため、材質不良や疵発生を起こしやすく、歩留まりの低
下を招いていた。
め、仕上げ圧延の前で粗バーを接合し、複数本まとめて
仕上げ圧延を行う方式が採用されるようになってきた。
平6−170411号公報では、粗圧延後の鋼片をコイ
ル状に巻き取った後、端部を切断排除し、その切断面を
突き合わせて加熱、押圧して接合した後、仕上げ圧延で
圧延する設備を提案している。
板を連続して製造するプロセスにおいては、接合後巻き
取るまでの間、特に仕上げ圧延中に接合部が破断しない
ことが最大の重要事項である。破断することにより生産
性が著しく悪化するからである。
報においては、突き合わせ部を高温状態で接合した後、
そのまま仕上げ圧延するため、たとえば、鉄と鋼(日本
鉄鋼協会発行、昭和54年第14号56ページ)の文献
に記載されている高温脆化、特に2領域脆化が生じる。
よって、材料によっては仕上げ圧延の途中で破断を起こ
したり、接合部両端部が大きく割れる(耳割れ)ことか
ら、破断なく安定して鋼板を製造することができない場
合が生じる。
耳割れを回避し、破断することなく安定して鋼板を製造
することのできる熱延鋼板製造用鋼材による熱延鋼板の
製造方法を課題とするものである。
の手段(1)、(2)は下記のとおりである。
部と後行鋼材の先端部を接合した後、連続的に仕上げ圧
延を行う熱延連続化プロセスで熱延鋼板を製造する方法
において、精錬工程で鋼材の成分のうち、S、Al、M
n、Ti、Bを下記(1)式に代入することによりX値
(脆化指標値)を算出し、X値が2を超える場合には、
該S、Al、Mn、Ti、Bのうち1つ或いは複数の元
素の含有量を精錬工程で調整して2以下にすることを特
徴とする熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製造用鋼
材による熱延鋼板の製造方法。 10000{([S]/32)+0.03([Al]/27) −0.045([Mn]/55)−0.4([Ti]/48) −0.6([B]/11)}=X(脆化指標値) ・・・・(1) 但し、[S]、[Al]、[Mn]、[Ti]、[B]
は重量%で表したそれぞれの元素の含有量。
部と後行鋼材の先端部を接合した後、連続的に仕上げ圧
延を行う熱延連続化プロセスで熱延鋼板を製造する方法
において、精錬工程で鋼材の成分のうち、S、Al、M
n、Ti、Bを下記(1)式に代入することによりX値
(脆化指標値)を算出し、X値が5を超える場合には、
該S、Al、Mn、Ti、Bのうち1つ或いは複数の元
素の含有量を精錬工程で調整して2を超え5以下にし、
前記接合後に該接合部へ0.5%以上の歪みを加えるこ
とを特徴とする熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製
造用鋼材による熱延鋼板の製造方法。 10000{([S]/32)+0.03([Al]/27) −0.045([Mn]/55)−0.4([Ti]/48) −0.6([B]/11)}=X(脆化指標値) ・・・・(1) 但し、[S]、[Al]、[Mn]、[Ti]、[B]
は重量%で表したそれぞれの元素の含有量。
法、加熱・押圧法の他、接合可能な方法であれば何でも
よい。
破断を防ぐために接合率を高めて接合部の強度を高める
方法が従来より採られているが、たとえ全断面を接合し
ても、接合後の破断を起こすことがある。これは、接合
部の加熱によって非常に高温になった接合部及びその近
傍部分に高温脆化が生じ、伸びが著しく低下するためで
ある。
な張力が働くため、伸びが悪いと該端部から割れが生
じ、それが仕上げ圧延中に拡大して破断に到るのであ
る。この高温脆化はMnSの固溶温度(1250〜13
00℃程度)以上に加熱した後、そのまま850〜11
00℃程度で圧延する場合に生じる。
法について鋭意実験・検討を行った結果、通常の加工用
低炭素鋼材においてはMn、Al、S、B、Ti等の成
分がこの脆化と相関があることを見出した。
して求めた値が図1に実線で示す様に2超になると急速
に接合部に高温脆化割れに起因する耳割れ及び破断が発
生し、2以下にすると耳割れ及び破断を防止する事が可
能になることが判明した。 10000{([S]/32)+0.03([Al]/27) −0.045([Mn]/55)−0.4([Ti]/48) −0.6([B]/11)}=X(脆化指標値) ・・・・(1) 但し、[S]、[Al]、[Mn]、[Ti]、[B]
は重量%で表したそれぞれの元素の含有量。
部に予め適度な歪みを付加することも高温脆化の回避に
有効であることがわかった。即ち、鋼材成分のMn、A
l、S、B、Tiを上記(1)式に代入して、その値が
2以下であれば勿論、5以下においても、その接合部に
歪みを加えることにより図1の点線に示すように高温脆
化割れに起因する耳割れ及び破断を回避出来る事が判明
した。この場合、付加する歪み量は図2に示したよう
に、0.5%以上あればよく、しかも、この歪は圧縮及
び引張りのどちらでもよい。
により高温脆化が回避できる理由については以下のよう
に推定される。この高温脆化は、粒界上に固溶Sが濃化
することより、ある温度範囲(850〜1100℃程
度)で液相が生じ、粒界が弱くなることが原因と考えら
れる。この液相については、鉄と鋼(日本鉄鋼協会発
行、昭和62年1号152ページ)に記載されている。
よって、S量が多いほど脆化し易くなる。
元素が増えると、より多くの固溶Sが加工前に硫化物と
して析出するため、粒界に濃化する固溶Sが減少し、高
温脆化が起こり難くなる。また、BもSと同様に粒界に
濃化する元素であり、Sが粒界に濃化し難くするか、熱
力学的に上記の液相を出難くすることなどにより高温脆
化を抑制するものと考えられる。Alは高温脆化を起こ
り易くするが、その理由については明確でないが、固溶
Alが熱力学的に上記の液相を出易くすることなどが推
定される。
脆化を抑制するということは全く新しい発見である。従
来は、BはBNとして析出することにより脆化を促進す
るといわれていたが、BNが析出しない条件で固溶Bの
ままであれば、固溶Sとの相互作用により2領域脆化を
抑制するということを初めて見出したものである。
が生じ難くなる原因については、以下のように推定され
る。歪みを付加すると粒内に転位が生じ、そこに硫化物
が生じて、粒界上への固溶Sの濃化が抑えられる。よっ
て、粒界上に液相が生じ難くなり高温脆化が抑制され
る。この歪みの付加により、成分系の限定範囲が緩和さ
れる。
従って説明する。
値を狙って成分調整した後、連続鋳造2でスラブとす
る。このとき、実際の成分を分析し、(1)式で求めら
れたX値(以下脆化指標値と称す)により、後の工程を
最終的に判断する。たとえば、脆化指標値が5以下であ
るが2を超える場合は、仕上げ圧延前に0.5%以上の
歪みを付与することとする。
延機4で粗圧延を行って粗バーにし、コイルボックス5
で巻き取る。該コイルを巻き戻してシャー6で先行粗バ
ーの後端部と後行粗バーの先端部を切断する。そして、
この切断した先行粗バーの後端部と後行粗バーの先端部
を突き合わせ、溶接装置7を用いて接合する。
接合部から離れた位置(接合部から少なくとも10mm
以上離れた位置)で歪み付与装置8の鋏み機構で鋏み、
この歪み付与装置8で接合部に圧縮または引張を付与し
歪みを加える。
圧延を行って熱延鋼板とし、ランアウトテーブル10で
必要な冷却などの処理を行った後、高速シャー11によ
り接合部の前後を切断して接合部を切り落とし、巻き取
り機12で巻き取る。
の実施の形態で熱延鋼板の製造を実施した。たとえば、
鋼種Eは前記(1)式で求めた脆化指標値が5以下を満
たすが、2以下を満たさないため、精錬工程1でBを添
加することにより脆化指標値が2以下になるように調整
した。それが鋼種Aである。また、鋼種Hは前記(1)
式で求めた脆化指標値が5を超えたため、AlとSの量
を低減して5以下になるように調整した。それが鋼種F
である。
表2中、No.1〜8は本発明例であり、いずれも圧延
時にバー接合部の破断や耳割れがなく、良好な状態で巻
き取ることが出来たものであり、No.1〜4は表1に
示すように脆化指標値が5以下であっために接合しただ
けで圧延できたものであり、No.5は脆化指標値が5
以下であったが、前記接合部に0.5%の圧縮歪みを加
えたものである。更に、No.6〜8は脆化指標値が2
を超え5以下であったので、接合部に0.5%以上の歪
み(No.6、7は圧縮歪み付与、No.8は引張歪み
付与)を加えたものである。
No.9は、脆化指標値が5以下を満たしたが2以下を
満たず、しかも、圧延前に歪みを付与しなかったため、
仕上げ圧延中に大きな耳割れを生じ、破断してもおかし
くない状況であった。また、No.10はNo.9同様
脆化指標値が5以下を満たしたが2以下を満たず、圧縮
歪を加えたが、この付与した歪みが0.5%に満たなか
ったことから、前記同様に仕上げ圧延中に大きな耳割れ
を生じた。更に、No.11〜13は、脆化指標値が5
以下を共に満たしていないために、仕上げ圧延前に接合
部に0.5%以上の圧縮又は引張歪みを付与したが、仕
上げ圧延中に接合部が破断し連続圧延を停止せざるを得
なかった。
うに圧延前に歪みをかけなければ耳割れが発生する。し
かし、鋼種Eに対してBを添加することにより脆化指標
値が2以下になるように調整した鋼種Aでは、No.1
のようにNo.9と同じ圧延条件でも耳割れが発生しな
い。ただし、鋼種EでもNo.6のように圧延前に十分
な歪みを付与すれば、耳割れは発生しない。
前に0.5%の歪みをかけても仕上げ圧延中に破断す
る。しかし、鋼種Hに対してAlとSの量を低減して脆
化指標値が5以下になるように調整した鋼種Fでは、N
o.7のようにNo.11と同じ圧延条件でも破断せず
耳割れも発生しない。
耳割れを生じることなく仕上げ圧延することが可能にな
り、粗バーを接合して連続的に熱延鋼板を製造する熱延
連続化プロセスが成立する。これにより、材質や表面状
態の安定した熱延鋼板を歩留まりよく製造することがで
き、経済効果は非常に高い。
た図
歪み量の関係を示した図
明図
Claims (2)
- 【請求項1】 粗圧延した先行鋼材の後端部と後行鋼材
の先端部を接合した後、連続的に仕上げ圧延を行う熱延
連続化プロセスで熱延鋼板を製造する方法において、精
錬工程で鋼材の成分のうち、S、Al、Mn、Ti、B
を下記(1)式に代入することによりX値(脆化指標
値)を算出し、X値が2を超える場合には、該S、A
l、Mn、Ti、Bのうち1つ或いは複数の元素の含有
量を精錬工程で調整して2以下にすることを特徴とする
熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製造用鋼材による
熱延鋼板の製造方法。 10000{([S]/32)+0.03([Al]/27) −0.045([Mn]/55)−0.4([Ti]/48) −0.6([B]/11)}=X(脆化指標値) ・・・・(1) 但し、[S]、[Al]、[Mn]、[Ti]、[B]
は重量%で表したそれぞれの元素の含有量。 - 【請求項2】 粗圧延した先行鋼材の後端部と後行鋼材
の先端部を接合した後、連続的に仕上げ圧延を行う熱延
連続化プロセスで熱延鋼板を製造する方法において、精
錬工程で鋼材の成分のうち、S、Al、Mn、Ti、B
を下記(1)式に代入することによりX値(脆化指標
値)を算出し、X値が5を超える場合には、該S、A
l、Mn、Ti、Bのうち1つ或いは複数の元素の含有
量を精錬工程で調整して2を超え5以下にし、前記接合
後に該接合部へ0.5%以上の歪みを加えることを特徴
とする熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製造用鋼材
による熱延鋼板の製造方法。 10000{([S]/32)+0.03([Al]/27) −0.045([Mn]/55)−0.4([Ti]/48) −0.6([B]/11)}=X(脆化指標値) ・・・・(1) 但し、[S]、[Al]、[Mn]、[Ti]、[B]
は重量%で表したそれぞれの元素の含有量。
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JP13165497A JP3466419B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 熱延連続化プロセスにおける熱延鋼板製造用鋼材による熱延鋼板の製造方法 |
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JPH10310849A JPH10310849A (ja) | 1998-11-24 |
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