JP4007166B2

JP4007166B2 - フェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法

Info

Publication number: JP4007166B2
Application number: JP2002336078A
Authority: JP
Inventors: 武司和田; 将人重見; 直人江川
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: JP2004167546A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法に関し、とくに、同スラブの冷却中あるいは熱間粗圧延中に割れが発生するのを有効に防止しうるフェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト単相系ステンレス鋼スラブは、高温で製造した後、常温まで冷却すると、例えば図７に示すように、表面に割れ２が生じる場合がある。このほか、熱間粗圧延中等に割れる場合もある。原因はよくわかっていないが、常温まで冷却する過程で脆化するからと考えられる。
【０００３】
ここで、フェライト単相系ステンレス鋼とは、鋳造温度から常温までの冷却の過程で変態しない鋼のことである。これに対し、最も一般的な低炭素鋼又は極低炭素鋼等は、鋳造温度から常温までの冷却の過程で、オーステナイトからフェライトに変態する。
このように温度低下すると割れが生じやすいフェライト単相系ステンレス鋼は、鋳造しスラブ化後、短時間で加熱炉に装入することで装入温度を確保したり、搬送時に断熱材でスラブをカバーしたり（例えば特許文献１参照）、スチーム加熱の保温炉内でスラブを保持することでスラブ温度を高温に維持したり（例えば特許文献２参照）していた。いずれにしても、フェライト単相系ステンレス鋼スラブは、鋳造し、スラブ化後、高温のうちに可及的速やかに熱間圧延工場の加熱炉に入れてしかる後すぐに圧延してしまい、割れを防止するのがよいとされてきた。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５７−１５２４２０号公報
【特許文献２】
特開昭５８−８７２１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、何らかのトラブル等で熱間圧延工場が長時間停止した場合は、すぐに加熱炉に入れられなくなって脆化割れの懸念が増大する。また、生産計画上優先して圧延すべき材料がほかに存在する場合などは、他品種の納期遅れを発生させる可能性がある等の問題がある。そして、ひとたび脆化割れが発生すると、たちまち熱間圧延工場が停止し、操業の安定を阻害し、稼動率の低下につながる。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解決し、フェライト単相系ステンレス鋼スラブがその製造後から加熱炉装入までに長時間を要しても、冷却中あるいは熱間粗圧延中等に、割れが発生するのを有効に防止しうるフェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためになされた本発明は、フェライト単相系ステンレス鋼を鋳造し、スラブとした後、熱間圧延のための再加熱を開始するまでの間、一時的に保持する際、低炭素鋼又は極低炭素鋼の温片スラブを前記フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブの上下に配して重ねることによって前記フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブの表面温度を 200 ℃超えに保つことを特徴とするフェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法である。本発明では、前記一時的に保持するに代えて、搬送するとし、その際、同様に重ねるようにしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明でいうフェライト単相系ステンレス鋼とは、前記したように鋳造温度から常温までの冷却の過程で変態しない鋼のことである。なお、これには、特許文献２記載の、次の実験式で与えられるCr当量値が16.0以上になるフェライト系ステンレス鋼が含まれる。
【０００９】
Cr当量＝%Cr+2*%Si+1.2*%Mo+12*[Ti]+[Nb]-30*%C-15*[N]-2*%Si-%Mn
式中、[Ti]＝%Ti-48/14*%N、[Nb]＝%Nb-98/14*%N、[N] ＝%N-(14/48*Ti+14/93*%Nb、% は質量% 、* は積演算子である。ただし、式中に記される成分を全部含むとは限らない。
フェライト単相系ステンレス鋼の代表的なものしては、Ｒ４０９Ｌ（代表組成：11Cr-0.15Ti-0.01C ；成分元素記号に前置した数値はその成分元素の質量% 含有量を表す。以下同じ。) 、Ｒ４３４ＬＴ−１（代表組成：16.5Cr-0.95Mo-0.18Ti-0.004C ）の２鋼種に、代表組成：20Cr-5Alのものを加えた３鋼種等が挙げられる。
【００１０】
フェライト単相系ステンレス鋼は、例えば図４に示すように、475 ℃付近に長時間保持されると脆化し、シャルピー破面遷移温度が 200℃程度となる。そのため、スラブを高温から冷却する際に 475℃付近を速い冷却速度で通過させれば脆化は防止可能と考えられるが、そのような方法は生産現場での実施が困難である。そこで、本発明では、加熱炉装入時のフェライト単相系ステンレス鋼スラブの表面温度を、シャルピー破面遷移温度である 200℃よりも十分高い温度に確保しておけば、脆化が生じていても割れには至らないとの考え方に立って、同鋼の温片スラブを 200℃よりも十分高い表面温度に確実かつ簡便に保温する手段として、同鋼の温片スラブの上下に脆化割れの懸念のない低炭素鋼又は極低炭素鋼の温片スラブを配することとした。
【００１１】
図５は、本発明が適用される製鋼ヤードから加熱炉にかけての設備レイアウト例を示すものである。なお、この例で取り扱われるフェライト単相系ステンレス鋼スラブとしては連続鋳造で製造されたものとするが、これに限らず造塊から分塊圧延を経て製造されたスラブであっても 200℃以上の高温の状態のスラブであればもちろんよい。図５では、低炭素鋼又は極低炭素鋼（以下、一般鋼）スラブと、フェライト単相系ステンレス鋼スラブとが、別々の連続鋳造設備（図示省略）で連続鋳造され、一般鋼スラブは一般鋼スラブ供給ルート14から、フェライト単相系ステンレス鋼スラブはフェライト単相系ステンレス鋼スラブ供給ルート15から、製鋼ヤード５にまず搬入される。搬入されたスラブは製鋼ヤード５に積載された後、搬送台車６にて熱間圧延工場に付設のスラブヤード10へ搬送される。搬送されてきたスラブは、スラブヤード10に、あるいはさらに必要に応じて温片ピット17内に仮置きされ、圧延操業の進展に従い、装入台車９（２つあるうちのいずれか）経由で３基の加熱炉11,12,13のいずれかに装入され、所定の温度に加熱された後、抽出されて払出ルート16から圧延機（熱間圧延工場の熱間圧延ライン上にある：図示省略）へ送られる。
【００１２】
フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブは、１枚単独の場合はその上下面が冷却され、脆化割れを発生しやすくなる。複数枚重ね合わせたとしても、最上部スラブの上面と最下部スラブの下面はやはり冷却され、脆化割れを発生しやすくなる。このため、本発明では、１枚単独あるいは重ね合わせた複数枚の上下を低炭素鋼（極低炭素鋼でもよい）などの脆化割れの懸念のない一般鋼の温片スラブでサンドイッチする。また、本発明では、上下に加えて中間にも脆化割れの懸念のない一般鋼の温片スラブを重ねたとしても、何らこれを禁ずるものではない。
【００１３】
一般鋼の温片スラブの温度は、理論的には 200℃を超えていればよいわけであるが、安全を見て、 500℃以上とするのがよい。上限はとくに規定しないが、鋳造完了時の温度よりは高くならず、1100℃とする。
本発明の実施の形態の例を図１、図２、図３に示す。図１は、製鋼ヤード５に積み重ねたフェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブ３の上下に一般鋼の温片スラブ４を配してサンドイッチした例、図２は、温片ピット９内に積み重ねたフェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブ３の上下に一般鋼の温片スラブ４を配してサンドイッチした例、図３は、搬送台車６上に積み重ねたフェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブ３の上下に一般鋼の温片スラブ４を配してサンドイッチした例をそれぞれ示すものである。なお、例えば図３に示すように、必要に応じて搬送台車６上に積み重ねたスラブの全体を、断熱材等で構成した保温カバー７で覆ってもよい。また、搬送台車６はフェライト単相系ステンレス鋼スラブを積載して図示しないスラブ精整ヤードへ移送され、スラブ表面をグラインダー手入れ後、すみやかに製鋼ヤード５に戻ってくる、というルートを経る場合もある。
【００１４】
本発明にいう一時的に保持するとは、図１、図２、図３のいずれかの状態にすることをいう。
フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブが加熱炉に装入された後は、その上下あるいは中間に配されていた一般鋼の温片スラブは、何ら制約を受けずに圧延操業計画に組み込まれ圧延される。
【００１５】
上記本発明のスラブ取扱い方法を実施することにより、フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブの表面温度を、相当長時間にわたり脆化割れの懸念のない 200℃超の温度に保持することができる。
【００１６】
【実施例】
図５に例示した設備レイアウトを有する製鋼‐熱間圧延設備において、図１〜図３に例示した形態で本発明を実施し、加熱炉装入時のフェライト単相系ステンレス鋼スラブの表面温度とトラックタイム（スラブの鋳造完了から加熱炉装入完了までの所要時間）の関係を調査し、その結果を本発明例（プロット点●）として図６に示す。また、図６には本発明未実施当時の同関係の調査実績を比較例（プロット点○）として併記した。なお、フェライト単相系ステンレス鋼としては、前記３鋼種を調査対象とした。
【００１７】
比較例のデータからわかるように、本発明未実施当時では、トラックタイムが24時間を超過するとスラブの表面温度が 200℃まで低下してしまう場合が多々生じ、そのため、フェライト単相系ステンレス鋼スラブのトラックタイムを24時間以内に制限する必要があって、圧延操業計画上の大きな制約になっていた。これに対し、本発明実施後は、同図６の本発明例（プロット点●）のデータからわかるように、トラックタイムが48時間経過してもスラブ表面温度は 200℃よりも十分高い 300℃程度を確保でき、この結果、トラックタイムの時間制限を本発明未実施当時の２倍の48時間に延長でき、圧延操業計画上の制約が大幅に緩和された。
【００１８】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、フェライト単相系ステンレス鋼スラブの冷却中、あるいは熱間粗圧延中等に割れが発生するのを有効に防止することができるため、熱間圧延操業の安定化、稼働率の向上を図ることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】製鋼ヤード内での本発明の実施の形態を示す模式図である。
【図２】温片ピット内での本発明の実施の形態を示す模式図である。
【図３】搬送台車上での本発明の実施の形態を示す模式図である。
【図４】フェライト単相系ステンレス鋼のシャルピー試験における温度と脆性破面率の関係を示すグラフである。
【図５】製鋼ヤードから加熱炉にかけての設備レイアウト例を示す模式図である。
【図６】加熱炉装入時のスラブ表面温度とトラックタイムの関係を示す図である。
【図７】フェライト単相系ステンレス鋼スラブの表面に生じた割れの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１スラブ
２割れ
３フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブ
４低炭素鋼又は極低炭素鋼の温片スラブ
５製鋼ヤード
６搬送台車
７保温カバー
８レール
９装入台車
10 スラブヤード
11、12、13 加熱炉
14 一般鋼（低炭素鋼又は極低炭素鋼スラブ）供給ルート
15 フェライト単相系ステンレス鋼スラブ供給ルート
16 払出ルート
17 温片ピット

Claims

フェライト単相系ステンレス鋼を鋳造し、スラブとした後、熱間圧延のための再加熱を開始するまでの間、一時的に保持する際、低炭素鋼又は極低炭素鋼の温片スラブを前記フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブの上下に配して重ねることによって前記フェライト単相系ステンレス鋼の温片スラブの表面温度を 200 ℃超えに保つことを特徴とするフェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法。
前記一時的に保持するに代えて、搬送するとし、その際、同様に重ねることを特徴とする請求項１記載のフェライト単相系ステンレス鋼スラブの取扱い方法。