JP5064934B2 - Method for producing Si and Cr-containing strips with excellent scale peelability - Google Patents
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Description
本発明は、SiおよびCrを含有する熱間圧延条鋼材の製造方法に関し、熱間圧延時に不可避に発生するスケールとくに鋼中に含まれるSiおよびCr由来のサブスケールに起因する表面疵の発生を徹底的に抑制することができ、表面性状に優れた条鋼材を製造する熱間圧延方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a hot-rolled steel bar containing Si and Cr, and the occurrence of surface flaws due to the scale inevitably generated during hot rolling, particularly the subscale derived from Si and Cr contained in the steel. The present invention relates to a hot rolling method for producing a strip material that can be thoroughly suppressed and has excellent surface properties.
棒鋼および鋼線材あるいは形鋼等の条鋼製品に求められる表面品質が厳しさを増す状況下で、これらの用途面から必要とされるSiおよびCr等の易酸化性合金元素を多く含む鋼種では、加熱・圧延過程でそれら合金元素を含むサブスケールの生成は避けられない。このスケールロスは、ビレットの加熱をより低温、たとえば1150℃以下で行なうことにより、多少とも低減させることができる。しかし、1150℃までの低温時に生成するSi・Cr由来の組成・構造を有するサブスケールは緻密で薄く、高圧水デスケーリングを行なっても除去が困難である。そして、このサブスケールがビレットの表面に残ったまま圧延されると、それが鋼内に押し込まれてスケール疵となり、製品の表面品質を悪化させる。とくにNi含有鋼の場合は、鋼とサブスケールとの密着性をさらに高めることが問題である。 Under the situation where the surface quality required for steel bar products such as steel bars and steel wire rods or section steels is becoming more severe, in steel types that contain a large amount of easily oxidizable alloy elements such as Si and Cr required for these applications, Subscales containing these alloy elements are inevitable during the heating and rolling process. This scale loss can be reduced somewhat by heating the billet at a lower temperature, for example, 1150 ° C. or lower. However, the subscale having a composition and structure derived from Si · Cr generated at a low temperature up to 1150 ° C. is dense and thin, and is difficult to remove even by performing high-pressure water descaling. When the subscale is rolled while remaining on the surface of the billet, it is pushed into the steel and becomes scale wrinkles, which deteriorates the surface quality of the product. In particular, in the case of Ni-containing steel, it is a problem to further improve the adhesion between the steel and the subscale.
このようなサブスケール対策として、加水によりサブスケールを脆弱化し、デスケーリング性を向上させることにより、すぐれた表面性状の条鋼を製造する方法がすでに周知されている。 As a countermeasure against such subscale, a method of manufacturing a steel bar having excellent surface properties by weakening the subscale by adding water and improving descalability has already been known.
下記特許文献1あるいは同2はその代表的な例を開示しており、前者1の方法は、加熱炉内で水分を供給しながら、ビレットを1100℃以上で10分以上もしくは1200℃以上で5分以上加熱することにより、サブスケール内に気孔を生じさせて脆弱化させている。 The following Patent Document 1 or 2 discloses a typical example, and the former method 1 is that the billet is heated at 1100 ° C. or higher for 10 minutes or more or 1200 ° C. or higher while supplying moisture in a heating furnace. By heating for more than a minute, pores are generated in the subscale and weakened.
また、特許文献2は水蒸気を加えた雰囲気下で2段階の加熱を実施する方法を提案する。1段目は温度1200〜1350℃・水蒸気濃度20〜30%の高温加熱、そして2段目は温度1000〜1200℃・水蒸気濃度20%以下の低温加熱である。この2段階にわたる水蒸気加熱により、高圧水デスケーリング時のサブスケールの剥離性を向上させる方法である。 Patent Document 2 proposes a method of performing two-stage heating in an atmosphere to which water vapor is added. The first stage is high-temperature heating at a temperature of 1200 to 1350 ° C. and a water vapor concentration of 20 to 30%, and the second stage is low-temperature heating at a temperature of 1000 to 1200 ° C. and a water vapor concentration of 20% or less. This is a method of improving the subscale peelability during high-pressure water descaling by steam heating over two stages.
上記2種の発明は、基本的には、サブスケールの剥離性を向上させるのによい方法であるが、つぎのような生産管理面での難点をともなう問題がある。まず、加熱炉内の高温加熱は、ビレットがその温度レベルのままで加熱炉内に長時間滞留するような現場での事態が発生した場合に、大量のスケールロスを発生させるおそれがある。つぎに、加熱炉内への水蒸気添加は、そのライン上の都合で水蒸気添加を必要としない他の鋼種への切り替えが必要になった時、炉内雰囲気をただちに安定させる操作が容易でないために、後続鋼種のスケール安定性を確保する操業上の難点が懸念される。
本発明は、水分を利用したサブスケールの剥離性を改善する手法を基本にした上で、設備ならびに操業の両面で実用性が十分に勘案された、そして表面性状のすぐれたSi・Cr含有条鋼材の製造を意図した方法である。したがって、本発明は、加熱炉内ではビレットを低温加熱と急速加熱とを組合せ、そして加熱炉外にあって水蒸気添加による湿潤雰囲気制御をすることによって、加熱炉で生成したスケールを剥離性の良い性状に改質することが、実操業面で無理なく実施できる方法を提供することを課題とする。すなわち、本発明は、条鋼材を熱間圧延する際に形成される表面疵の発生を大きな設備投資をすることなく抑制することができ、近年の厳しい表面疵保証を満足する条鋼材製品を製造することができる条鋼材の熱間圧延方法を提供することを具体的課題とするものである。 The present invention is based on a technique for improving the subscale peelability using moisture, and the practicality is sufficiently taken into consideration in terms of both equipment and operation, and the Si / Cr-containing strip having excellent surface properties. This method is intended for the production of steel. Therefore, the present invention combines the low temperature heating and rapid heating of the billet inside the heating furnace, and controls the wet atmosphere by adding water vapor outside the heating furnace, so that the scale generated in the heating furnace has good peelability. It is an object of the present invention to provide a method that can be easily carried out in terms of actual operation to improve the properties. That is, the present invention can produce a steel strip product that can suppress the occurrence of surface defects formed when hot rolling the steel strip without making a large capital investment, and satisfies the recent severe surface defects guarantee. It is a specific object to provide a hot rolling method for a strip steel material that can be performed.
本発明は、上記課題を解決するために、下記手段を特徴とする。
(1)0.05〜3質量%(%と略記。以下同様。)のSiおよび0.1〜5%のCrを含有する鋼ビレットを加熱炉内で1000℃以上1150℃の温度で60分以内保持する低温加熱をおこなったのち、その抽出前に、1200〜1350℃の温度まで5℃/min.以上の加熱速度で急速加熱をおこない、10分以内保持して加熱炉より抽出後、露点:30〜60℃の湿潤雰囲気中に2秒以下の短時間曝す水蒸気酸化処理を1回もしくは2回以上行ない、高圧水デスケーリングならびに圧延するスケール剥離性に優れたSi、Cr含有条鋼材の製造方法。
(2)加熱炉より抽出直後、露点:30〜60℃の湿潤雰囲気中に2秒以下の短時間曝す水蒸気酸化処理を行なったのち、高圧水デスケーリングならびに圧延する上記(1)に記載のスケール剥離性に優れたSi、Cr含有条鋼材の製造方法。
(3)圧延工程中における前後の圧延機間において、露点:30〜60℃の湿潤雰囲気中に2秒以下の短時間曝す水蒸気酸化処理を行なったのち、高圧水デスケーリングする上記(1)に記載のスケール剥離性に優れたSi、Cr含有条鋼材の製造方法。
(4)加熱炉より抽出後、露点:30〜60℃の湿潤雰囲気中に2秒以下の短時間曝す水蒸気酸化処理を行なったのち、高圧水デスケーリングならびに圧延する上記(2)に記載のスケール剥離性に優れたSi、Cr含有条鋼材の製造方法。
(5)0.1%以上のNiを含有する鋼ビレットを使用する上記(1)(2)(3)もしくは(4)に記載のスケール剥離性に優れたSi、Cr含有条鋼材の製造方法。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by the following means.
(1) A steel billet containing 0.05 to 3% by mass (abbreviated as%; the same applies hereinafter) and 0.1 to 5% Cr in a heating furnace at a temperature of 1000 ° C. to 1150 ° C. for 60 minutes. Within 5 ° C./min. To a temperature of 1200 to 1350 ° C. before the extraction. Perform rapid heating at the above heating rate, hold within 10 minutes, extract from the heating furnace, then perform steam oxidation treatment once or twice or more in a humid atmosphere with a dew point of 30-60 ° C for 2 seconds or less A method for producing a strip material containing Si and Cr excellent in high-pressure water descaling and rolling scale peeling.
(2) Immediately after extraction from the heating furnace, dew point: scale after high pressure water descaling and rolling after performing steam oxidation treatment for 2 seconds or less in a humid atmosphere of 30-60 ° C. A method for producing a strip material containing Si and Cr having excellent releasability.
(3) Between the rolling mills before and after the rolling process, after performing steam oxidation treatment for 2 seconds or less in a moist atmosphere with a dew point of 30 to 60 ° C., the above-mentioned (1) for high-pressure water descaling The manufacturing method of Si and Cr containing strip steel material excellent in scale peelability of description.
(4) After the extraction from the heating furnace, the scale described in (2) above is subjected to high-pressure water descaling and rolling after performing steam oxidation treatment with a dew point of 30 to 60 ° C. in a humid atmosphere for a short period of 2 seconds or less. A method for producing a strip material containing Si and Cr having excellent releasability.
(5) A method for producing a Si or Cr-containing strip steel material excellent in scale peelability as described in (1), (2), (3) or (4) above, wherein a steel billet containing 0.1% or more of Ni is used. .
本発明は、鋼ビレットを最初に低温加熱することと、抽出前での高温加熱は急速かつ短時間に制御することでスケールロスをできる限り少なくすることのできる点がひとつの効果である。そして、不可避のサブスケールに対しては、一定条件での湿潤雰囲気中における1回以上の曝露をほどこすことにより、サブスケール自体を脆弱化して高圧水によるデスケーリングをより効果的にすることができる。その結果として、残留サブスケールに起因する表面疵を極限まで低減し、表面性状に優れた条鋼材の製造を可能にしたのである。 One advantage of the present invention is that scale loss can be reduced as much as possible by first heating the steel billet at a low temperature and controlling the high-temperature heating before extraction rapidly and in a short time. For inevitable subscales, it is possible to weaken the subscale itself and make descaling with high-pressure water more effective by performing one or more exposures in a humid atmosphere under certain conditions. it can. As a result, the surface flaw caused by the residual subscale is reduced to the utmost limit, making it possible to produce a strip with excellent surface properties.
しかも、この方法は、多品種素材の熱間圧延に容易に対応できる操業上の簡易性があるため、多大の設備投資を必要としないで、近年の厳しい表面疵保証を満足する条鋼材製品を製造することが可能である。 Moreover, since this method has operational simplicity that can easily cope with hot rolling of a wide variety of materials, it does not require a large amount of capital investment, and a steel product that satisfies the recent severe surface defect guarantee can be obtained. It is possible to manufacture.
本発明は、多種の用途面から要求されるもっとも実用性の高い条鋼材の品種として、0.05%以上のSiおよび0.1%以上のCrを含有する条鋼材を基本的な鋼組成として製造対象とする。なお、本発明の効果が発現されるSi量の上限は3%、Cr量の上限は5%程度までである。また、用途面の要求から、合金化元素として、さらに0.1%以上のNiを追加的に含有させる場合もある。 In the present invention, as the most practical type of strip material required from various applications, a strip material containing 0.05% or more of Si and 0.1% or more of Cr is used as a basic steel composition. The manufacturing target. In addition, the upper limit of the Si amount that exhibits the effect of the present invention is 3%, and the upper limit of the Cr amount is about 5%. In addition, there may be a case where 0.1% or more of Ni is additionally contained as an alloying element due to the demands of applications.
本発明は、鋼ビレットを低温加熱後、抽出前に急速加熱して短時間の高温加熱を行なうこと、さらに鋼ビレットを加熱炉から抽出した後に水蒸気添加による湿潤雰囲気処理を行なうことの組み合わせにより、低温加熱時に生成する緻密なサブスケールを脆弱化して剥離しやすくすることを基本思想とする。 The present invention is a combination of heating the steel billet at a low temperature and then quickly heating it before extraction to perform a high temperature heating for a short time, and further performing a wet atmosphere treatment by adding steam after extracting the steel billet from the heating furnace, The basic idea is to weaken the dense subscale generated during low-temperature heating so that it can be easily peeled off.
通常の雰囲気下では、鋼ビレットの熱間圧延時におけるスケールロスの発生は不可避であるが、加熱温度が低いほどスケールロスを減少させるので、たとえば1150℃以下の低温加熱が望まれる。ところが、SiおよびCr等の易酸化性合金元素を多く含む鋼種では、低温加熱でも図1aに示すようなFeCr2O4、Fe2SiO4から構成される緻密なサブスケールがスケールと地鉄との界面に発生し、デスケーリング不良を誘発させる。そして、これらの緻密なサブスケールはSi量が0.05%以上、Cr量が0.1%以上含有する鋼の場合に発生しやすいことがわかっている。また、合金化元素として、さらにNiを添加する場合、その添加量が0.1%を超えると、Niがスケールと鋼材との界面に不均一に濃化するため図1b参照)、デスケーリング性はさらに悪化する。 Under normal atmosphere, the occurrence of scale loss during hot rolling of the steel billet is inevitable, but the lower the heating temperature, the more the scale loss is reduced. For example, low temperature heating at 1150 ° C. or lower is desired. However, in a steel type that contains a large amount of easily oxidizable alloy elements such as Si and Cr, a dense subscale composed of FeCr 2 O 4 and Fe 2 SiO 4 as shown in FIG. It occurs at the interface of and induces descaling failure. It has been found that these fine subscales are likely to occur when the steel contains 0.05% or more of Si and 0.1% or more of Cr. In addition, when Ni is added as an alloying element, if the added amount exceeds 0.1%, Ni concentrates unevenly at the interface between the scale and the steel material. Gets worse.
そして、デスケーリングされずに取り残されたこれらのサブスケールは、圧延中に地鉄表面に押し込まれて、表面疵発生の原因となることは、既述のとおりである。 As described above, these subscales left without being descaled are pushed into the surface of the iron core during rolling, and cause surface defects.
そこで、本発明では、鋼ビレットをまず加熱炉内で1000℃以上1150℃の温度で60分以内保持する低温加熱をおこなった後、その抽出前に、5℃/min.以上の加熱速度のもとで、1200〜1350℃の温度まで急速加熱した後、10分以内保持して加熱炉より抽出することを特徴とする。 Therefore, in the present invention, the steel billet is first heated in a heating furnace at a temperature of 1000 ° C. or higher and 1150 ° C. for 60 minutes or less, and then extracted at 5 ° C./min. Under the above heating rate, it is rapidly heated to a temperature of 1200 to 1350 ° C., held within 10 minutes, and extracted from a heating furnace.
このように、低温加熱と高温での急速加熱とを組み合わせると、低温加熱のためにサブスケールの生成がより少なめに抑制されるとともに、抽出に先立つ高温で短時間保持することにより、サブスケールの急成長による成長応力が発生して、界面のサブスケールが破壊される。 In this way, combining low temperature heating with rapid heating at a high temperature suppresses the generation of subscales due to low temperature heating, and by holding the subscale for a short time at a high temperature prior to extraction. Growth stress due to rapid growth occurs, and the subscale of the interface is destroyed.
なお、上記低温加熱が1000℃未満では、加熱炉からの抽出温度(圧延温度+α)との差が大きく、急速加熱の時間、さらには圧延に必要な温度を確保するために、急速加熱後の保持時間を延長せざるを得ず、結果的に高温域での滞在時間が長くなり、スケールロスが多くなる。なお、1000℃以上とする低温加熱の下限温度は、圧延に必要とされる温度が確保されるように決定すればよい。 When the low temperature heating is less than 1000 ° C., the difference from the extraction temperature from the heating furnace (rolling temperature + α) is large, and in order to secure the time for rapid heating and the temperature necessary for rolling, The holding time must be extended, resulting in a longer staying time in the high temperature range and an increased scale loss. In addition, what is necessary is just to determine the minimum temperature of the low temperature heating made into 1000 degreeC or more so that the temperature required for rolling may be ensured.
また、この低温加熱が1150℃より高い温度で行なわれると、後続する高温加熱とあいまって、サブスケール(FeCr2O4、Fe2SiO4)はもとより、その上層のスケール(FeO、Fe3O4、Fe2O3)までもが過剰に成長しすぎて、スケールロスを増加させる。 When this low-temperature heating is performed at a temperature higher than 1150 ° C., combined with the subsequent high-temperature heating, not only the subscale (FeCr 2 O 4 , Fe 2 SiO 4 ) but also the scale (FeO, Fe 3 O) of the upper layer. 4 and Fe 2 O 3 ) grow too much, increasing the scale loss.
そして、上記低温加熱の保持時間の上限は60分とする。60分を超えると、後続工程の急速加熱ならびに水蒸気添加の効果もあいまってスケールロスが増加する。また、保持時間の下限は、生成するサブスケールの厚みを考慮して決定されるが、保持時間が不足すると、サブスケールが薄くなりすぎて剥離性がかえって困難となる。したがって、サブスケールが適度に生成する低温加熱の保持時間の下限としては、15分が好ましい。 And the upper limit of the holding time of the said low temperature heating shall be 60 minutes. If it exceeds 60 minutes, the scale loss increases due to the rapid heating of the subsequent process and the effect of water vapor addition. The lower limit of the holding time is determined in consideration of the thickness of the subscale to be generated. However, if the holding time is insufficient, the subscale becomes too thin and the peelability becomes difficult. Therefore, 15 minutes is preferable as the lower limit of the low-temperature heating holding time at which the subscale is appropriately generated.
つぎに、本発明は、低温加熱を終えた鋼ビレットを、毎分5℃以上の加熱速度で制御しながら、1200〜1350℃の温度域に上昇させ、これを10分以内保持する急速加熱を行なうことを特徴とする。 Next, in the present invention, the steel billet that has been subjected to low-temperature heating is controlled to a temperature range of 1200 to 1350 ° C. while being controlled at a heating rate of 5 ° C. or more per minute, and rapid heating that maintains this within 10 minutes is performed. It is characterized by performing.
この高温急速加熱により、低温加熱時に生成していたスケールが一気に成長し、その作用によって、サブスケール(FeCr2O4、Fe2SiO4)が破壊される。そして、このためには、加熱速度は5℃/min以上が必要で、これ未満ではスケールの成長がサブスケールを破壊するには不十分である。 By this high temperature rapid heating, the scale generated during the low temperature heating grows at a stretch, and the subscales (FeCr 2 O 4 , Fe 2 SiO 4 ) are destroyed by the action. For this purpose, a heating rate of 5 ° C./min or more is necessary, and below this, scale growth is insufficient to destroy the subscale.
また、急速加熱後の最終到達温度が1200℃未満では、サブスケール(FeCr2O4、Fe2SiO4)の破壊効果が少なく、1350℃を超えるとスケール成長が過剰となってスケールロスが増えるばかりか、かえってスケール除去を困難にする。また10分を超える高温加熱は、やはりスケール成長が促進されすぎて、スケールロスや剥離性の観点から好ましくない。 In addition, when the final temperature after rapid heating is less than 1200 ° C., the subscale (FeCr 2 O 4 , Fe 2 SiO 4 ) has little destruction effect, and when it exceeds 1350 ° C., scale growth becomes excessive and scale loss increases. On the contrary, it makes the descaling difficult. Further, heating at a high temperature exceeding 10 minutes is not preferable from the viewpoint of scale loss and peelability because the scale growth is promoted too much.
つぎに、本発明は、以上の条件下で加熱処理されて加熱炉から抽出される鋼ビレットを、露点:30〜60℃の湿潤雰囲気中に2秒以下の短時間曝す水蒸気酸化処理を1回もしくは2回以上行ない、高圧水デスケーリングならびに圧延することを特徴とする。 Next, the present invention provides a steam oxidation treatment in which a steel billet that has been heat-treated under the above conditions and extracted from a heating furnace is exposed to a short time of 2 seconds or less in a humid atmosphere with a dew point of 30 to 60 ° C. once. Or, it is performed twice or more, and is characterized by high-pressure water descaling and rolling.
鋼ビレットがこのような湿潤雰囲気中で極短時間水蒸気酸化処理されると、水蒸気がサブスケール内を介してサブスケールと鋼との界面に作用して、この界面に脆いウスタイト(FeO)を形成する。そして、この脆弱なウスタイトは、その上層にあるサブスケールを粉砕するかのように微塵化して図2a、スケールの剥離性が容易に改善される。この作用効果は、Niが添加されている場合でも同様であり、Niの界面濃化が減少する効果も重なって、スケールの剥離性が向上する。 When a steel billet is subjected to steam oxidation in such a humid atmosphere for a very short time, the steam acts on the interface between the subscale and the steel through the subscale, forming brittle wustite (FeO) at this interface. To do. And this weak wustite makes it fine as if the subscale in the upper layer is pulverized, and the peelability of the scale in FIG. 2a is easily improved. This effect is the same even when Ni is added, and the effect of reducing the interface concentration of Ni is also overlapped to improve the peelability of the scale.
しかも、水蒸気の存在は、以上の効果に加えてスケールと鋼との界面の凹凸を低減する効果もあり、圧延中における疵抑制にきわめて有効である。 Moreover, the presence of water vapor has the effect of reducing irregularities at the interface between the scale and the steel in addition to the above effects, and is extremely effective for suppressing wrinkles during rolling.
湿潤雰囲気処理を露点30〜60℃の雰囲気中で行なうのは、サブスケールの破壊に必要な露点が30℃以上であり、露点30℃未満ではサブスケールの破壊が不十分になるからである。露点60℃以上の湿潤雰囲気では、スケールが成長しすぎて、スケール剥離がかえって困難になる。 The reason why the wet atmosphere treatment is performed in an atmosphere having a dew point of 30 to 60 ° C. is that the dew point necessary for the destruction of the subscale is 30 ° C. or more. In a humid atmosphere with a dew point of 60 ° C. or higher, the scale grows too much and the scale peeling becomes difficult.
湿潤雰囲気に曝す時間を2秒以下とするのは、この処理時間が短いほど、湿潤雰囲気での水蒸気酸化による界面のウスタイト形成効果が発揮されやすいことを見出したからである。実際、湿潤雰囲気での処理時間が2秒を超えると、酸化が進行して界面部に形成されたウスタイト(FeO)がマグネタイト(Fe3O4)に変化する。このマグネタイトは地鉄との融合性が高いため、サブスケールの剥離を困難にしてスケール押し込みによる表面疵の発生を助長し、同時に地鉄とスケールとの界面を平滑化する効果を喪失させる。 The reason why the exposure time to the humid atmosphere is set to 2 seconds or less is because it has been found that the shorter the treatment time, the easier the effect of forming the wustite at the interface by the steam oxidation in the wet atmosphere. In fact, when the treatment time in the humid atmosphere exceeds 2 seconds, the oxidation proceeds and wustite (FeO) formed at the interface changes to magnetite (Fe3O4). Since this magnetite is highly compatible with the ground iron, it makes it difficult to peel off the subscale and promotes the generation of surface defects due to the indentation of the scale. At the same time, the effect of smoothing the interface between the ground iron and the scale is lost.
なお、湿潤雰囲気処理は、図3aに示すように、加熱炉より抽出直後の鋼ビレットに対して高圧水によるデスケーリングの手前で実施するか、もしくは、同図bに示すように、既に圧延工程に移行してから、圧延機列における前後2機間において、やはり高圧水デスケーリングの手前で圧延材に向けて行なう。あるいは、以上の双方を併用することもできる。いずれを採用するかは、製品条鋼材の種別やその鋼種等を考慮して選択すればよい。 The wet atmosphere treatment is performed before descaling with high-pressure water on the steel billet immediately after extraction from the heating furnace, as shown in FIG. 3a, or, as shown in FIG. After the transition to, it is carried out toward the rolled material before the high-pressure water descaling between the two front and rear machines in the rolling mill row. Alternatively, both of the above can be used in combination. Which one is to be adopted may be selected in consideration of the type of the product strip material, its steel type, and the like.
なお、湿潤雰囲気は、湿潤雰囲気ブース図2を設置し、水蒸気供給配管から水蒸気を導入して、所定の露点に調整する。湿潤雰囲気中の露点は、鋼ビレットまたは条鋼材の表面近傍であって、鋼表面より50cm以内の高さ内の雰囲気ガスを採取して、鏡面式露点計を用いて容易に測定することができる。
(実施例1)
表1に示す合金組成に溶製された7種類の鋼ビレット(150mm角)を用意し、表2に示すように、まず本発明で規制される1000〜1150℃の温度範囲で、その大部分を低温加熱する一方、No.9のみは、同温度範囲より高温域にて加熱し比較例とした。
The wet atmosphere is adjusted to a predetermined dew point by installing a wet atmosphere booth FIG. 2 and introducing water vapor from the water vapor supply pipe. The dew point in the wet atmosphere is near the surface of the steel billet or strip and can be easily measured using a specular dew point meter by collecting atmospheric gas within a height of 50 cm from the steel surface. .
(Example 1)
Seven types of steel billets (150 mm square) melted in the alloy composition shown in Table 1 were prepared, and as shown in Table 2, first, most of them were in the temperature range of 1000 to 1150 ° C. regulated by the present invention. Is heated at a low temperature. Only 9 was heated in a higher temperature range than the same temperature range as a comparative example.
つぎに、加熱された各鋼ビレットを加熱炉より抽出後、図3aに示すように、加熱炉の出側に近接して設置された湿潤雰囲気ブースにて直ちに湿潤雰囲気中における水蒸気酸化処理を行ない、高圧水デスケーリングを行なった。つづいてそれぞれ熱間圧延して直径8.0mmの鋼線材を製造した。 Next, after each heated steel billet is extracted from the heating furnace, as shown in FIG. 3a, steam oxidation treatment is immediately performed in a humid atmosphere in a humid atmosphere booth installed close to the outlet side of the furnace. High pressure water descaling was performed. Subsequently, each was hot-rolled to produce a steel wire having a diameter of 8.0 mm.
加熱炉の燃焼用ガスとしてLNGガスを使用し、炉内雰囲気はいずれも72%N2−18%H2O−9%CO2−1%O2に調整した。 LNG gas was used as the combustion gas for the heating furnace, and the atmosphere in the furnace was adjusted to 72% N 2 -18% H 2 O-9% CO 2 -1% O 2 .
製造された各鋼線材のスケール起因の表面疵を評価するために、鋼線材の断面を100倍の倍率で光学顕微鏡観察する方法により、表面疵の有無ならびに個数をカウントした。 In order to evaluate the surface defects due to the scale of each manufactured steel wire, the presence and number of surface defects were counted by a method of observing the cross section of the steel wire at an optical microscope at a magnification of 100 times.
また、これらがスケール起因の表面疵であるかどうかの確認はつぎの方法によった。すなわち、全表面疵の断面をEPMAマッピングにより500倍の倍率で分析し、SiもしくはCrまたはその両者が、鋼線材中における当該各元素の組成の2倍以上である領域が存在した場合に、それをもってサブスケール(FeCr2O4、Fe2SiO4)が押し込まれたスケール起因の表面疵であると判断した。 Also, the following method was used to confirm whether or not these were surface defects caused by scale. That is, when the cross section of the entire surface flaw is analyzed by EPMA mapping at a magnification of 500 times, if there is a region in which Si or Cr or both are more than twice the composition of each element in the steel wire, It was determined that the surface defect was caused by the scale in which the subscale (FeCr 2 O 4 , Fe 2 SiO 4 ) was pressed.
一方、鋼線材の長手方向(鋼の圧延方向)に垂直な横断面の10箇所以上で観察される表面疵を計測し、その平均値を下式により算出した。 On the other hand, the surface defects observed at 10 or more points in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the steel wire (steel rolling direction) were measured, and the average value was calculated by the following equation.
・疵個数の合計数/測定断面数の合計数=1測定断面当たりの疵個数
ここでいう疵とは、疵深さが10μm以上に達するスケール起因の表面疵のことで、つぎの5段階に分類整理して評価した。なお、10μm未満の深さの疵は、表面疵としては認識されず、加工時に割れなどの問題を引き起こすことは実質的にないので、10μm以上に達する表面疵のみを対象として判別することにした。
・ Total number of wrinkles / total number of cross sections to be measured = number of wrinkles per measurement cross section Here, wrinkles refers to surface wrinkles caused by scales that reach a depth of 10 μm or more. Classification and evaluation were performed. It should be noted that a wrinkle having a depth of less than 10 μm is not recognized as a surface flaw and does not substantially cause a problem such as a crack during processing. Therefore, the determination is made only for a surface flaw reaching 10 μm or more. .
・ランク0:疵個数の平均値が0(疵なし)のもの
・ランク1:疵個数の平均値が0超10個以下のもの
・ランク2:10個超20個未満のもの
・ランク3:20個以上30個未満のもの
・ランク4:30個超のもの
ランク1以下であれば、スケール起因の表面疵に関して、製品としては全く問題がないことになる。
・ Rank 0: The average number of hooks is 0 (no hooks) ・ Rank 1: The average number of hooks is more than 0 and less than 10 ・ Rank 2: More than 10 and less than 20 ・ Rank 3: 20 or more and less than 30 ・ Rank 4: More than 30 If rank 1 or less, there is no problem as a product with respect to surface defects due to scale.
表2から明らかなように、鋼ビレットの低温加熱温度・時間、抽出前の急速加熱速度・到達温度・時間ならびに加熱炉出側での湿潤雰囲気中における水蒸気酸化処理の露点・時間のすべてが本発明の規制する各条件を満足する本発明の下記実施例の製品線材は、すべて表面疵レベルが0もしくは1で満足できるものであった。 As is apparent from Table 2, the low temperature heating temperature / time of the steel billet, the rapid heating rate / attainment temperature / time before extraction, and the dew point / time of the steam oxidation treatment in the humid atmosphere on the heating furnace exit side are all present. The product wire rods of the following examples of the present invention that satisfy the conditions regulated by the invention were all satisfactory when the surface flaw level was 0 or 1.
・実施例No.3、4、5、8、11、12、13、15、18および19
これに対して、本発明の規制する各条件の一つまたは二つ以上を逸脱する比較例は、下記するように、いずれも表面疵レベルが3以上と評価され、品質が満足できないことが確認された。
-Example No. 3, 4, 5, 8, 11, 12, 13, 15, 18 and 19
On the other hand, in the comparative examples that deviate from one or more of the conditions regulated by the present invention, as described below, the surface flaw level is evaluated as 3 or more, and it is confirmed that the quality cannot be satisfied. It was done.
比較例No.1、10および14は、鋼ビレットを1150℃以下の低温加熱したのみで抽出したので、緻密なサブスケールが発生しており、高圧水デスケーリングしてもほとんど除去できず、そのままの圧延では、残留サブスケールが押し込まれて表面疵が大量に発生している。 Comparative Example No. Since 1, 10 and 14 were extracted only by heating the steel billet at a low temperature of 1150 ° C. or lower, a dense subscale was generated, which could hardly be removed even by high-pressure water descaling. Residual subscale is pushed in and a large amount of surface flaws are generated.
比較例No.2、16および21は、急速加熱後の保持時間が長すぎるためにスケールが過剰に成長し、高圧水デスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. 2, 16 and 21 are examples in which the scale grows excessively because the holding time after rapid heating is too long and cannot be completely removed even by high-pressure water descaling, resulting in a large amount of surface defects.
比較例No.17は、湿潤雰囲気中の水蒸気酸化処理時間が長すぎて、界面部に地鉄との融合性が高いマグネタイト(Fe3O4)が形成されたために、サブスケールの剥離を困難にして、スケール押し込みによる表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. No. 17 is a surface formed by pressing the scale, making it difficult to peel off the subscale because magnetite (Fe 3 O 4) having high fusion with the ground iron was formed at the interface because the steam oxidation time in the humid atmosphere was too long. This is an example of a large amount of soot.
比較例No.6および20は、急速加熱後の保持温度が高すぎ、スケールが過剰に成長してデスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生している。 Comparative Example No. In Nos. 6 and 20, the holding temperature after rapid heating is too high, the scale grows excessively and cannot be completely removed even by descaling, and a large amount of surface defects are generated.
比較例No.7は、湿潤雰囲気の露点が高すぎて、スケールが過剰に成長し、デスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. No. 7 is an example in which the dew point of the humid atmosphere is too high, the scale grows excessively, cannot be completely removed even by descaling, and a large amount of surface defects occur.
比較例No.9は、低温加熱するべき最初の加熱温度が高すぎて、スケールが過剰に成長し、デスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. No. 9 is an example in which the initial heating temperature to be heated at a low temperature is too high, the scale grows excessively, cannot be completely removed even by descaling, and a large amount of surface flaws are generated.
(実施例2)
表3に示す合金組成に溶製された7種類の鋼ビレット(150mm角)を用意し、表4に示すように、まず本発明で規制される1000〜1150℃の温度範囲で、その大部分を低温加熱する一方、No.23 のみは、同温度範囲より高温域にて加熱し比較例とした。
(Example 2)
Seven types of steel billets (150 mm square) melted in the alloy composition shown in Table 3 were prepared. As shown in Table 4, first, most of the steel billet was in the temperature range of 1000 to 1150 ° C. regulated by the present invention. Is heated at a low temperature. Only No. 23 was heated in a higher temperature range than the same temperature range as a comparative example.
つぎに、加熱された各鋼ビレットを加熱炉より抽出後、図3bに示すように、圧延工程に移行してから、圧延機列における前後2機間において水蒸気酸化処理を行い、高圧水デスケーリングを行なった。さらに熱間圧延して直径8.0mmの鋼線材を製造した。 Next, after extracting each heated steel billet from a heating furnace, as shown in FIG. 3b, after moving to the rolling process, steam oxidation treatment is performed between the two machines before and after the rolling mill row, and high pressure water descaling is performed. Was done. Further, hot rolling was performed to manufacture a steel wire having a diameter of 8.0 mm.
加熱炉の燃焼用ガスとしてLNGガスを使用し、炉内雰囲気はいずれも72%N2−18%H2O−9%CO2−1%O2に調整した。 LNG gas was used as the combustion gas for the heating furnace, and the atmosphere in the furnace was adjusted to 72% N 2 -18% H 2 O-9% CO 2 -1% O 2 .
表面疵の評価方法は実施例1と同じである。 The method for evaluating surface defects is the same as in Example 1.
表4から明らかなように、鋼ビレットの低温加熱温度・時間、抽出前の急速加熱速度・到達温度・時間ならびに圧延機間での湿潤雰囲気中における水蒸気酸化処理の露点・時間のすべてが本発明の規制する各条件を満足する本発明の下記実施例の製品線材は、すべて表面疵レベルが0もしくは1で満足できるものであった。 As is apparent from Table 4, the low temperature heating temperature / time of the steel billet, the rapid heating rate / attainment temperature / time before extraction, and the dew point / time of the steam oxidation treatment in a humid atmosphere between the rolling mills are all included in the present invention. The product wire rods of the following examples of the present invention satisfying the conditions regulated by the above were all satisfactory when the surface flaw level was 0 or 1.
・実施例No.22、24、27、31、32、34、38
これに対して、本発明の規制する各条件の一つまたは二つ以上を逸脱する比較例は、下記するように、いずれも表面疵レベルが3以上と評価され、品質が満足できないことが確認された。
-Example No. 22, 24, 27, 31, 32, 34, 38
On the other hand, in the comparative examples that deviate from one or more of the conditions regulated by the present invention, as described below, the surface flaw level is evaluated as 3 or more, and it is confirmed that the quality cannot be satisfied. It was done.
比較例No.25、29、33および36は、鋼ビレットを1150℃以下の低温加熱したのみで抽出したので、緻密なサブスケールが発生しており、高圧水デスケーリングしてもほとんど除去できず、そのままの圧延では、残留サブスケールが押し込まれて表面疵が大量に発生している。 Comparative Example No. 25, 29, 33 and 36 were extracted only by heating the steel billet at a low temperature of 1150 ° C. or lower, so that a dense subscale was generated, which could hardly be removed even by high-pressure water descaling. Then, the residual subscale is pushed in and a large amount of surface flaws are generated.
比較例No.28、35は、急速加熱後の保持時間が長すぎるためにスケールが過剰に成長し、高圧水デスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. Nos. 28 and 35 are examples in which the scale grows excessively because the holding time after rapid heating is too long and cannot be completely removed even by high-pressure water descaling, and a large amount of surface flaws are generated.
比較例No.37は、湿潤雰囲気中の水蒸気酸化処理時間が長すぎて、界面部に地鉄との融合性が高いマグネタイト(Fe3O4)形成されたために、サブスケールの剥離を困難にして、スケール押し込みによる表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. No. 37 was formed because magnetite (Fe 3 O 4) having high fusion with the ground iron was formed at the interface because the steam oxidation time in a humid atmosphere was too long. This is an example of a large amount of occurrence.
比較例No.30は、急速加熱後の保持温度が高すぎ、スケールが過剰に成長してデスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生している。 Comparative Example No. In No. 30, the holding temperature after rapid heating is too high, the scale grows excessively and cannot be completely removed even by descaling, and a large amount of surface defects are generated.
比較例No.26は、湿潤雰囲気の露点が高すぎて、スケールが過剰に成長し、デスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. No. 26 is an example in which the dew point of the humid atmosphere is too high, the scale grows excessively, cannot be completely removed even by descaling, and a large amount of surface flaws occur.
比較例No.23は、低温加熱するべき最初の加熱温度が高すぎて、スケールが過剰に成長し、デスケーリングによっても完全に除去できず、表面疵が大量に発生した例である。 Comparative Example No. No. 23 is an example in which the initial heating temperature to be heated at a low temperature is too high, the scale grows excessively, cannot be completely removed even by descaling, and a large amount of surface defects occur.
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