JP5821792B2 - Method for producing continuous cast slab of steel containing B and method for continuous casting - Google Patents
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Description
本発明は、垂直曲げ型或いは湾曲型の連続鋳造機を用いて連続鋳造する際、鋳造中に受ける冷却の熱履歴及び曲げ・矯正に伴う歪み履歴を起点として発生する、鋳造以降のプロセスも含めた鋳片の表面割れ及び鋼板の表面疵を抑制するB(ホウ素)を含有する鋼の連続鋳造鋳片の製造方法、及びその連続鋳造方法に関するものである。 The present invention also includes processes after casting, in which, when continuously cast using a vertical bending type or curved type continuous casting machine, the heat history of cooling received during casting and the strain history accompanying bending / correction are generated as starting points. The present invention relates to a method for producing a continuous cast slab of steel containing B (boron) that suppresses surface cracks of the cast slab and surface flaws of the steel sheet, and a continuous casting method thereof.
湾曲型或いは垂直曲げ型の連続鋳造機を用いて鋼を連続鋳造する際、曲げ或いは矯正に伴って鋳片に作用する引っ張り歪みにより、旧オーステナイト粒界に沿った割れが鋳片表面に発生しやすい。 When steel is continuously cast using a curved or vertical bending type continuous casting machine, cracks along the prior austenite grain boundaries occur on the slab surface due to tensile strain acting on the slab as it is bent or straightened. Cheap.
このような割れが特に発生しやすい鋼種の一つとして、Bを含有した鋼がある。特に、BはNとの親和力が非常に大きいので、粒界上に脆化の起点となるBNが析出しやすく、他の鋼と比べて高温延性に劣る。 One type of steel in which such cracks are particularly likely to occur is steel containing B. In particular, since B has a very high affinity with N, BN, which is the starting point of embrittlement, easily precipitates on the grain boundaries, and is inferior in hot ductility compared to other steels.
一方、鋼中のBは変態点温度を低下させ、粒界の焼き入れ性を高めるので、鋼材の組織を制御して鋼材強度を高めることができる。従って、特にBを含有する鋼は、厚鋼板用途として用いられることが多い。 On the other hand, B in the steel lowers the transformation point temperature and increases the hardenability of the grain boundaries, so that the steel material strength can be increased by controlling the structure of the steel material. Therefore, steel containing B in particular is often used for thick steel plate applications.
このように、Bは溶接熱影響部の特性改善などに対して、非常に有用な元素の一つであることから、ますます需要が高まりつつある高強度厚板用途の鋼板を製造する上では、必須の添加元素の一つである。 In this way, B is one of the very useful elements for improving the characteristics of the heat affected zone, and so on, when manufacturing steel sheets for high-strength thick plates that are increasingly in demand. , One of the essential additive elements.
しかしながら、Bを含有した鋼は、鋳片の表面割れや鋼板の表面疵が発生しやすいため、表面手入れの頻度が増すだけでなく、歩留まりロスが増大し、生産性の低下や生産コストの増加に繋がってしまう。 However, steel containing B is prone to surface cracks in the slab and surface flaws in the steel sheet, which not only increases the frequency of surface maintenance, but also increases yield loss, lowering productivity and increasing production costs. It will lead to.
それゆえ、優れた特性を有するBを含有する厚鋼板の、連続鋳造時や熱間圧延時における鋳片或いは鋼板の表面割れを防止する方法が提案されてきた。 Therefore, a method has been proposed for preventing the surface cracking of a slab or a steel plate during continuous casting or hot rolling of a thick steel plate containing B having excellent characteristics.
例えば特許文献1では、Bを含有する連続鋳造鋳片の表面割れを抑制する方法が提案されている。特許文献1で提案された方法は、鋼中のB濃度及びN濃度を適正な制御範囲に規制することで、Bを含む化合物のオーステナイト粒界析出を抑制し、鋳片の表面割れを抑制しようとするものである。
For example,
また、特許文献2には、B及びNを含有する鋼を垂直曲げ型連続鋳造機を用いて連続鋳造する場合に生じる旧オーステナイト粒界に沿った横ヒビ割れやコーナ部割れを、連続鋳造時に最適な冷却を行うことで防止する方法が提案されている。 Patent Document 2 also discloses lateral cracks and corner cracks along the prior austenite grain boundaries that occur when steel containing B and N is continuously cast using a vertical bending type continuous casting machine. Proposals have been made to prevent this by optimal cooling.
しかしながら、これら特許文献1,2で提案された方法は、連続鋳造したまま(As Cast)の段階の鋳片に生じる表面割れのみに限定されたものである。従って、例えAs Cast段階の鋳片に生じる表面割れを抑制できたとしても、圧延前の加熱後の鋳片や、圧延後の鋼板において、新たに表面疵が顕在化してしまう懸念がある。
However, the methods proposed in
これに対し、特許文献3では、As Cast段階の鋳片に発生する割れに加えて、熱間圧延前の加熱或いは圧延した際に表面に発生する割れを防止した連続鋳造鋳片及びその製造方法が提案されている。 On the other hand, in Patent Document 3, in addition to cracks occurring in the slab at the As Cast stage, continuous cast slabs that prevent cracks occurring on the surface when heated or rolled before hot rolling and a method for manufacturing the same Has been proposed.
しかしながら、特許文献3では、BNの平衡析出量を規定し、さらに、B,N,Ti濃度の適正範囲を明示しているだけで、連続鋳造時、鋳片が曲げ及び矯正による歪みを受ける際の適正な鋳片表面温度が存在することは明記されていない上、表面割れの原因となるAl濃度に関する規定も示唆されていない。 However, in Patent Document 3, when the equilibrium precipitation amount of BN is specified and the appropriate range of B, N, and Ti concentration is specified, the slab is subjected to distortion due to bending and straightening during continuous casting. It is not specified that there is an appropriate slab surface temperature, nor is there any provision regarding the Al concentration causing surface cracks.
本発明が解決しようとする問題点は、従来のB含有鋼を連続鋳造する場合の表面疵の抑制は、As Cast段階の鋳片に生じる表面割れのみに限定されたものであったという点である。また、連続鋳造時、鋳片が曲げ及び矯正による歪みを受ける際の適正な鋳片表面温度の存在については開示されていないという点である。 The problem to be solved by the present invention is that the suppression of surface flaws in the case of continuous casting of conventional B-containing steel was limited to only surface cracks occurring in the slab at the As Cast stage. is there. In addition, there is no disclosure about the existence of an appropriate slab surface temperature when the slab is subjected to bending and straightening during continuous casting.
垂直曲げ型或いは湾曲型の連続鋳造機を使用して連続鋳造した場合、鋳片が曲げられる時又は矯正される時、鋳片表面に歪みが作用する。特に、引っ張り歪みが作用する際の鋳片表面温度が、第III領域の脆化温度域(600〜900℃)に合致すると、連続鋳造鋳片に粒界割れなどの表面疵が発生しやすいことが一般に知られている。 In the case of continuous casting using a vertical bending type or curved type continuous casting machine, when the slab is bent or straightened, distortion is applied to the surface of the slab. In particular, if the surface temperature of the slab when tensile strain is applied matches the embrittlement temperature region (600 to 900 ° C) of the III region, surface defects such as intergranular cracks are likely to occur in the continuous cast slab. Is generally known.
しかしながら、上記の第III領域の脆化温度域を回避し、連続鋳造直後の鋳片には割れなどの表面欠陥が見当たらなかった場合でも、以降の鋳片の熱処理プロセスや圧延プロセスを経てはじめて鋳片又は鋼板に表面欠陥が発生する現象の存在が新たに明らかになった。 However, even if the embrittlement temperature range in the above-mentioned region III is avoided and no surface defects such as cracks are found in the slab immediately after continuous casting, the casting is not performed until the subsequent slab heat treatment process or rolling process. The existence of a phenomenon in which a surface defect occurs on a piece or a steel sheet has been newly clarified.
発明者らは、特にBを含有した鋼は、連続鋳造履歴の影響により鋳造以降のプロセスで表面疵が顕在化する傾向にあることを見出し、鋼の組成や鋳造条件を適正な範囲で制御すれば、例え表面欠陥の原因となるBを含有した鋼でも、鋳片や鋼板に生じる表面欠陥を防止できることを知見した。 The inventors have found that steel containing B in particular tends to reveal surface defects in the processes after casting due to the influence of continuous casting history, and the steel composition and casting conditions are controlled within an appropriate range. For example, it has been found that even a steel containing B, which causes surface defects, can prevent surface defects generated in slabs and steel sheets.
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、
質量%で、
C:0.05%以上、0.18%以下、
Si:0.10%以上、0.40%以下、
Mn:0.5%以上、2.0%以下、
P:0.020%以下、
S:0.003%以下、
Ti:0.005%以上、0.030%以下、
Al:0.005%以上、0.060%以下、
B:0.0005%以上、0.0050%以下、
及び、
N:0.0015%以上、0.0070%以下を含有し、
さらに、
Cu:0.1%以上、0.5%以下、
Cr:0.2%以上、2.0%以下、
Ni:0.3%以上、2.5%以下、
Mo:0.1%以上、0.8%以下、
V:0.01%以上、0.10%以下、
Nb:0.005%以上、0.050%以下、
Ca:0.0005%以上、0.0060%以下、
のうち一種或いは二種以上を含有し、残部はFe及び不純物からなるとともに、下記式を満足することを最も主要な特徴とするBを含有する鋼の連続鋳造鋳片の製造方法である。
{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005
但し、ε:連続鋳造中の鋳片の曲げ・矯正に伴う総歪み量(%)
The present invention has been made based on the above findings,
% By mass
C: 0.05% or more, 0.18% or less,
Si: 0.10% or more, 0.40% or less,
Mn: 0.5% or more, 2.0% or less,
P: 0.020% or less,
S: 0.003% or less,
Ti: 0.005% or more, 0.030% or less,
Al: 0.005% or more, 0.060% or less,
B: 0.0005% or more, 0.0050% or less,
as well as,
N: 0.0015% or more, containing 0.0070% or less,
further,
Cu: 0.1% or more, 0.5% or less,
Cr: 0.2% or more, 2.0% or less,
Ni: 0.3% or more, 2.5% or less,
Mo: 0.1% or more, 0.8% or less,
V: 0.01% or more, 0.10% or less,
Nb: 0.005% or more, 0.050% or less,
Ca: 0.0005% or more, 0.0060% or less,
Among them, one or two or more of them are contained, and the balance is made of Fe and impurities, and is the method for producing a continuous cast slab of steel containing B, the main feature of which is to satisfy the following formula.
{([% N] /14.0)-([% Ti] /47.9)} × ε ≦ 0.29 × {([% Al] /27.0) + ([% B] /10.8)} + 0.0005
Where ε is the total strain (%) due to bending and straightening of the slab during continuous casting
上記の本発明の連続鋳造鋳片を、垂直曲げ型又は湾曲型の連続鋳造機を用いて製造するには、前記連続鋳造機内で鋳片が曲げ又は矯正歪みを受ける領域内では、鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域の鋳片表面温度を750℃以上とすることによって製造することができる。これが本発明のBを含有する鋼の連続鋳造方法である。 In order to manufacture the continuous cast slab of the present invention using a vertical bend type or curved type continuous caster, in the region where the slab is subjected to bending or straightening distortion in the continuous caster, It can be manufactured by setting the slab surface temperature in the region from the corner to a point between 100 and 250 mm at 750 ° C. or higher. This is the continuous casting method for steel containing B of the present invention.
本発明によって、Bを含有する極厚鋼板の連続鋳造時や熱間圧延時、鋳片や鋼板の表面に発生する割れや疵を防止でき、生産効率の向上を期待できる。 According to the present invention, it is possible to prevent cracks and flaws generated on the surface of a slab or a steel plate during continuous casting or hot rolling of an extremely thick steel plate containing B, and an improvement in production efficiency can be expected.
本発明は、Bを含有する極厚鋼板の連続鋳造時や熱間圧延時、鋳片や鋼板の表面に発生する割れや疵を防止するという目的を、鋼の組成や鋳造条件を適正な範囲で制御することで実現した。 The present invention aims to prevent cracks and flaws that occur on the surface of slabs and steel plates during continuous casting and hot rolling of very thick steel plates containing B, and within an appropriate range of steel composition and casting conditions. Realized by controlling with.
以下、本発明の着想から課題解決に至るまでの経過と共に本発明について説明する。
発明者らは、Bを含有した鋼の高温延性に関する実験を実験A〜実験Cの順に行った。その結果、連続鋳造から圧延工程を経る過程で生じるB含有鋼の表面欠陥の発生メカニズムを見出し、表面欠陥防止条件を導き出した。
Hereinafter, the present invention will be described along with the progress from the idea of the present invention to the solution of the problem.
The inventors conducted experiments on hot ductility of steel containing B in the order of Experiment A to Experiment C. As a result, we found the mechanism of surface defects in B-containing steel that occurs in the process from continuous casting to rolling process, and derived surface defect prevention conditions.
(a)実験A:As Castの鋳片組織を有する鋼の高温延性について
Ti,sol.Al,B,N濃度が異なる下記表1に示す3種類の試料を用いて、以下に示す鋼の高温延性を評価した。
(A) Experiment A: High temperature ductility of steel with slab structure of As Cast
Using the three types of samples shown in Table 1 below with different Ti, sol. Al, B, and N concentrations, the high temperature ductility of the steels shown below was evaluated.
試料1は、試料2,3と比べてB,N濃度が大きく、またsol.Al濃度も高い。試料2は、試料1と同様にB濃度は高位であるが、sol.Alは3種類の中で最も低い。試料3は、Ti濃度は最も高位である一方、B,N濃度は最も低い。
表1に示す組成を有する3種類の丸棒状の鋼(φ10×190mm、鍛伸材でAs Cast組織を有さない)を、形状を維持したまま長さ方向中心部における約30mm長さを溶融させた後、連続的に冷却させながら、そのまま凝固させた。 Three types of round bar steel (φ10 × 190mm, forged material with no As Cast structure) having the composition shown in Table 1 was melted to a length of about 30mm at the center in the longitudinal direction while maintaining the shape. Then, it was solidified as it was while continuously cooling.
試料1〜3の冷却過程で、その凝固部の試料温度が600〜1000℃の範囲で、連続鋳造時に作用する矯正・曲げ時の歪み速度と桁数が概ね合致する3×10-4sec-1で、試料を引っ張って破断させた。 In the cooling process of the sample 1-3, in the range of sample temperature 600 to 1000 ° C. of its freezing unit, 3 × 10 -4 sec of strain speed and digits during bending straightening-acting during continuous casting is generally matches - At 1 , the sample was pulled to break.
下記(1)式で定義される破断前後における試料の断面積減少率(RA)によって、鋼の高温延性を評価した。
RA={(A0−Af)/A0}×100 (%)…(1)
ここで、A0は引張前の試料断面積(m2)、Afは破断後の試料断面積(m2)を表す。
The high temperature ductility of the steel was evaluated by the cross-sectional area reduction rate (RA) before and after the fracture defined by the following formula (1).
RA = {(A0−Af) / A0} × 100 (%) (1)
Here, A0 represents the cross-sectional area of the sample before tension (m 2 ), and Af represents the cross-sectional area of the sample after fracture (m 2 ).
垂直曲げ型或いは湾曲型の連続鋳造機を使用した際に、鋳片表面が受ける引っ張り歪み量を想定すると、前記RA値が60%以上であれば、鋳造中の鋳片に表面割れが生じる懸念がない。 Assuming the amount of tensile strain applied to the slab surface when using a vertical bending type or curved type continuous casting machine, if the RA value is 60% or more, there is a concern that surface cracks may occur in the slab during casting. There is no.
試料1のみ、700〜850℃の範囲で、断面収縮率が20〜40%を示し、As Cast組織の鋼の高温延性の低下を確認した。これは第III領域における脆化の典型例である。
一方、試料2、試料3では、700〜850℃の範囲で、断面収縮率は70〜98%を確保し、As Castにおいて高温延性が良好であることを確認した。
Only
On the other hand, Sample 2 and Sample 3 were confirmed to have a high cross-sectional shrinkage of 70 to 98% in the range of 700 to 850 ° C. and good high temperature ductility in As Cast.
従って、これらの結果から、Bを含有する鋼であっても、一般に知られている第III領域の脆化温度(600〜900℃)で、必ずしも連続鋳造鋳片に表面割れが発生しないことが明瞭になった。 Therefore, from these results, even in steel containing B, surface cracking does not always occur in the continuous cast slab at the generally known embrittlement temperature of region III (600-900 ° C). It became clear.
(b)実験B:溶融させず、高温保持させたままの鋼の高温延性について
実験Bは、連続鋳造時に鋳片の曲げや矯正に伴う表面割れを模した実験Aとは異なり、鋼の高温延性に及ぼす鋳造以降の鋳片の加熱プロセスの影響、すなわち、鋳片加熱時に作用する熱歪みの影響調査を目的としたものである。
(B) Experiment B: High temperature ductility of steel that is not melted and kept at high temperature Experiment B is different from Experiment A that simulates surface cracks associated with bending and straightening of a slab during continuous casting, and the high temperature of steel. The purpose is to investigate the influence of the heating process of the slab after casting on the ductility, that is, the influence of the thermal strain acting when the slab is heated.
実験AのAs Cast組織では脆化が認められなかった試料2、試料3を対象に、試料が溶融することのない1200℃まで昇温し、そこで2〜6時間保持して溶体化処理を行った後、10-4,10-3,10-2sec-1の3水準の歪み速度で、600〜1000℃の範囲で高温引っ張り試験を実施した。 For sample 2 and sample 3 where no embrittlement was observed in the As Cast structure of experiment A, the temperature was raised to 1200 ° C at which the sample did not melt, and the solution treatment was performed for 2 to 6 hours. Thereafter, a high-temperature tensile test was performed in the range of 600 to 1000 ° C. at three strain rates of 10 −4 , 10 −3 , and 10 −2 sec −1 .
破断前後の試料断面積から断面収縮率を評価した結果、前記条件に関係なく断面収縮率は70%以上に達し、連続鋳造の影響を受けていない単なる熱処理や圧延プロセスのみの影響であっても、表面割れが発生しにくいことを確認した。 As a result of evaluating the cross-sectional shrinkage rate from the cross-sectional area of the sample before and after the fracture, the cross-sectional shrinkage rate reached 70% or more regardless of the above conditions, even if it is only an influence of heat treatment or rolling process not affected by continuous casting It was confirmed that surface cracks are unlikely to occur.
(c)実験C:As Cast組織を有する鋼に10%の歪み量を付与した後、熱処理を経た鋼の高温延性について (C) Experiment C: High temperature ductility of steel after heat treatment after applying 10% strain to steel with As Cast structure
試料2、試料3を対象に、実験Aと同様に試料を溶融させて凝固させた後、下記の条件1と条件2の2つの水準の条件を経たものを用意し、そのまま継続して、1200℃まで再昇温させて2時間保持した後、700〜850℃の範囲に降温させる間に、2回目の引っ張り歪みを与え、試料を破断させた。
Samples 2 and 3 were prepared by melting and solidifying the sample in the same manner as in Experiment A, and then preparing samples that passed through the two levels of
・条件1:
引っ張り温度600℃以上、750℃未満、3×10-3sec-1の歪み速度で、試料の破断までには至らない10%の歪み量(予歪み)を与えた。
・ Condition 1:
A tensile amount of 600 ° C. or higher, less than 750 ° C., and a strain rate of 3 × 10 −3 sec −1 gave a strain amount (pre-strain) of 10% that did not lead to the sample breaking.
・条件2:
引っ張り温度750℃以上、1000℃未満、3×10-4sec-1の歪み速度で、試料の破断までには至らない10%の歪み量(予歪み)を与えた。
・ Condition 2:
A tensile amount of 750 ° C. or more, less than 1000 ° C., and a strain rate of 3 × 10 −4 sec −1 gave a strain amount (pre-strain) of 10% that did not lead to the sample breaking.
750〜1000℃において予歪みが付与された条件2では、試料2、試料3とも2度目の引っ張り温度に関係なく、断面収縮率は75%以上を確保し、予歪み付与の影響はまったく見られなかった。 Under condition 2 where pre-strain was applied at 750 to 1000 ° C, both sample 2 and sample 3 had a cross-sectional shrinkage rate of 75% or more regardless of the second pulling temperature, and the effect of pre-strain was completely observed. There wasn't.
しかしながら、600℃以上、750℃未満において予歪みが付与された条件1では、試料2のみ2度目の引っ張り温度における引っ張り歪みの付与によって、断面収縮率が30〜50%まで急激に低下し、予歪みの付与と加熱処理の双方の影響によって、高温延性が悪化する条件の存在を初めて確認した。一方、試料3の場合は、600℃以上、750℃未満において予歪みを付与しても、2度目の引っ張り温度における引っ張り歪みの付与の影響はまったく見られなかった。
However, in
このことより、発明者らは、特定の温度域で予め引っ張り歪みを受けたことに起因する表面割れが、例えAs Cast組織を有する鋳片段階に発生しなかった場合でも、延性が低下する現象を発見した。 From this, the inventors have a phenomenon that the ductility is reduced even when the surface crack caused by receiving tensile strain in a specific temperature range does not occur in the slab stage having the As Cast structure, for example. I found
すなわち、連続鋳造中に、鋳片表面に引っ張り歪みが作用したために、加熱プロセスなど鋳造以降のプロセスにおいて、鋳造履歴に起因した表面割れが発生する可能性があることが明らかとなった。 That is, it has been clarified that surface cracks due to casting history may occur in processes after casting such as a heating process because tensile strain acts on the surface of the slab during continuous casting.
そこで、試料2を対象として、実験Cにおいて、(1)700℃で10%の歪み量を付与しただけのサンプル、(2)700℃で10%の歪みを付与した後に、1200℃で2時間保持したサンプルを作製した。 Therefore, for sample 2, in Experiment C, (1) a sample that only gave 10% strain at 700 ° C, and (2) 2 hours at 1200 ° C after applying 10% strain at 700 ° C A retained sample was made.
電解抽出分析法によって、鋼中窒化物(AlN,BN,TiN)を秤量した結果、(1)では、TiN及びAlNのみがそれぞれ約10mass ppm、及び約30mass ppm存在した。これに対し、(2)では、TiNが同程度の15mass ppm存在したが、AlNは減少し、新たにBNが30mass ppm存在した。 As a result of weighing nitrides (AlN, BN, TiN) in steel by electrolytic extraction analysis, in (1), only TiN and AlN were present at about 10 mass ppm and about 30 mass ppm, respectively. On the other hand, in (2), 15 mass ppm with the same level of TiN was present, but AlN decreased and BN was newly present at 30 mass ppm.
さらに、実験Cで高温延性の低下が認められた破断後の試料について、引っ張り方向と同一平行面を、飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)によってBの定性分析を行った結果、旧オーステナイト粒界に明瞭なB偏析を確認した。 Furthermore, as a result of performing qualitative analysis of B by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) on the same parallel plane as the tensile direction of the sample after fracture in which a decrease in hot ductility was observed in Experiment C, Clear B segregation was confirmed at the prior austenite grain boundaries.
以上より、Bを含有した鋼において、例え第III領域で引っ張り歪みの作用を受けた連続鋳造直後の鋳片段階で割れが見当たらなかったとしても、圧延前の加熱工程や圧延プロセスによって、鋳片又は鋼板の表面に割れが発生するメカニズムを、発明者らは以下の通り解明した。 From the above, in the steel containing B, even if no cracks were found in the slab stage immediately after continuous casting, which was affected by tensile strain in the region III, the slab was removed by the heating process or rolling process before rolling. Alternatively, the inventors have elucidated the mechanism of cracking on the surface of a steel sheet as follows.
600℃以上、750℃未満において、おおよそ10-4〜10-3sec-1の歪み速度で、引っ張り変形を受けた結果、動的析出によって旧オーステナイト粒界上にAlNが生成する。再び、オーステナイト相が熱力学的に安定な高温域で加熱保持されると、一旦生成したAlNが分解される。 As a result of tensile deformation at a strain rate of approximately 10 −4 to 10 −3 sec −1 at 600 ° C. or more and less than 750 ° C., AlN is generated on the prior austenite grain boundaries by dynamic precipitation. Once again, when the austenite phase is heated and held in a thermodynamically stable high temperature range, once generated AlN is decomposed.
しかしながら、オーステナイト中の溶質Bの粒界への拡散も同時に起こる上、オーステナイト中のBの拡散速度はその他の溶質元素と比べて2〜5桁以上大きい。従って、AlNを一つの窒素源として、オーステナイト粒界上に数μm以下のBNが析出する。過剰量のBNがオーステナイト粒界上に存在すると、熱的或いは機械的な引っ張り歪みが作用しただけ、容易に粒界割れの起点となってしまう。 However, diffusion of the solute B in the austenite to the grain boundary occurs simultaneously, and the diffusion rate of B in the austenite is 2 to 5 orders of magnitude higher than that of other solute elements. Accordingly, BN of several μm or less is precipitated on the austenite grain boundary using AlN as one nitrogen source. If an excessive amount of BN is present on the austenite grain boundaries, thermal or mechanical tensile strains can easily act as starting points for grain boundary cracks.
従って、連続鋳造中のAlNの析出抑制、及び、以降の加熱、圧延プロセスにおけるオーステナイト粒界へのBN析出抑制のため、{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005の関係を満たすAl,B,N,Ti濃度及び曲げ・矯正に伴う総歪み量ε(%)を規定することとした。 Therefore, {([% N] /14.0)-([% Ti] /47.9)} to suppress precipitation of AlN during continuous casting and to suppress BN precipitation at the austenite grain boundaries in the subsequent heating and rolling processes. × ε ≦ 0.29 × {([% Al] /27.0) + ([% B] /10.8)} + 0.0005 satisfying the relationship of Al, B, N, Ti and total strain ε ( %).
さらに、連続鋳造時におけるAlNの動的析出を防ぐためには、垂直曲げ型或いは湾曲型連続鋳造機において、鋳片の曲げ・矯正時、鋳片の表面温度を750℃以上にすることが望ましく、好ましくは770℃以上にすることが望ましい。このとき、[%sol.Al]は酸可溶性Alの質量%濃度を表す。 Furthermore, in order to prevent dynamic precipitation of AlN during continuous casting, it is desirable that the surface temperature of the slab be 750 ° C. or higher when bending or straightening the slab in a vertical bending mold or a curved continuous casting machine, The temperature is preferably 770 ° C or higher. At this time, [% sol.Al] represents the mass% concentration of acid-soluble Al.
本発明は、前記(a),(b),(c)の実験結果、及びその検討結果に基づき完成させたものであり、
質量%で、
C:0.05%以上、0.18%以下、
Si:0.10%以上、0.40%以下、
Mn:0.5%以上、2.0%以下、
P:0.020%以下、
S:0.003%以下、
Ti:0.005%以上、0.030%以下、
Al:0.005%以上、0.060%以下、
B:0.0005%以上、0.0050%以下、
及び、
N:0.0015%以上、0.0070%以下を含有し、
さらに、
Cu:0.1%以上、0.5%以下、
Cr:0.2%以上、2.0%以下、
Ni:0.3%以上、2.5%以下、
Mo:0.1%以上、0.8%以下、
V:0.01%以上、0.10%以下、
Nb:0.005%以上、0.050%以下、
Ca:0.0005%以上、0.0060%以下、
のうち一種或いは二種以上を含有し、残部はFe及び不純物からなるとともに、下記式を満足することを特徴とするBを含有する鋼の連続鋳造鋳片の製造方法である。
{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005
但し、ε:連続鋳造中の鋳片の曲げ・矯正に伴う総歪み量(%)
The present invention has been completed based on the experimental results (a), (b), and (c), and the results of the examination thereof.
% By mass
C: 0.05% or more, 0.18% or less,
Si: 0.10% or more, 0.40% or less,
Mn: 0.5% or more, 2.0% or less,
P: 0.020% or less,
S: 0.003% or less,
Ti: 0.005% or more, 0.030% or less,
Al: 0.005% or more, 0.060% or less,
B: 0.0005% or more, 0.0050% or less,
as well as,
N: 0.0015% or more, containing 0.0070% or less,
further,
Cu: 0.1% or more, 0.5% or less,
Cr: 0.2% or more, 2.0% or less,
Ni: 0.3% or more, 2.5% or less,
Mo: 0.1% or more, 0.8% or less,
V: 0.01% or more, 0.10% or less,
Nb: 0.005% or more, 0.050% or less,
Ca: 0.0005% or more, 0.0060% or less,
A method for producing a continuous cast slab of steel containing B, characterized in that one or more of them are contained, the balance is Fe and impurities, and satisfies the following formula.
{([% N] /14.0)-([% Ti] /47.9)} × ε ≦ 0.29 × {([% Al] /27.0) + ([% B] /10.8)} + 0.0005
Where ε is the total strain (%) due to bending and straightening of the slab during continuous casting
先ず、前記本発明のBを含有する鋼の連続鋳造鋳片の化学組成について説明する。以下の説明において、鋼の化学組成を示す%は、特に断りがない限り質量%を意味する。 First, the chemical composition of the continuous cast slab of steel containing B of the present invention will be described. In the following description, “%” indicating the chemical composition of steel means “% by mass” unless otherwise specified.
・C:0.05%以上、0.18%以下
一般に、Cは鋼の強度に大きな影響を及ぼす元素として知られ、0.05%未満では高強度厚鋼板などの用途に対して所定の強度を得ることが困難となる。一方、C濃度が0.18%を超えると、硬度が著しく高くなって新たな疵の原因となるので、熱処理に特段の工程が必要となる他、溶接部及び熱影響部の硬化のため厚鋼板として必要な溶接性を損なう。従って、本発明では、Cの濃度範囲を、0.05%以上、0.18%以下と規定した。
・ C: 0.05% or more, 0.18% or less Generally, C is known as an element having a great influence on the strength of steel, and if it is less than 0.05%, it is difficult to obtain a predetermined strength for applications such as high-strength thick steel plates. Become. On the other hand, if the C concentration exceeds 0.18%, the hardness becomes extremely high and causes new flaws. Therefore, a special process is required for heat treatment, and as a thick steel plate for hardening the weld and heat affected zone Impairs necessary weldability. Therefore, in the present invention, the concentration range of C is defined as 0.05% or more and 0.18% or less.
・Si:0.10%以上、0.40%以下
Siは、鋼の製造プロセスでは、一般に脱酸元素として鋼中の酸素濃度を低減するために有効な元素の一つであり、鋼を強化する効果もある。溶鋼が十分に脱酸されていない状態で連続鋳造すると鋼中に気泡が生成し、製品の欠陥となるばかりでなく、時にブレークアウトを誘発し操業できないという問題がある。従って、本発明では、0.10%以上と規定した。しかしながら、その含有量が0.40%を超えると縞状マルテンサイトが生成するようになり、溶接時にHAZ靭性を悪化させるという問題がある。従って、本発明では、上限を0.40%としたが、より望ましくは0.30%未満である。
・ Si: 0.10% or more, 0.40% or less
Si is an effective element for reducing the oxygen concentration in steel as a deoxidizing element in the steel manufacturing process, and has an effect of strengthening steel. Continuous casting in a state where the molten steel has not been sufficiently deoxidized causes bubbles to form in the steel, resulting in defects in the product, and sometimes causing breakout and inability to operate. Therefore, in the present invention, it was defined as 0.10% or more. However, when the content exceeds 0.40%, striped martensite is generated, and there is a problem that HAZ toughness is deteriorated during welding. Therefore, in the present invention, the upper limit is set to 0.40%, but more preferably less than 0.30%.
・Mn:0.5%以上、2.0%以下
Mnは、一般に鋼材の強度に大きな影響を与える元素であるが、0.5%未満では高強度厚鋼板として十分な強度を得ることが困難である。一方、2.0%を超えると、固溶強化のために強度強化が著しく、製品の強度調整が困難となる。また、Mnは、中心偏析部で濃化するため、鋳片や圧延後の厚鋼板内で強度むらを生じさせる。このため、本発明では、Mnの濃度範囲を0.5%以上、2.0%以下と規定した。
・ Mn: 0.5% or more, 2.0% or less
Mn is an element that generally has a great influence on the strength of steel, but if it is less than 0.5%, it is difficult to obtain sufficient strength as a high-strength thick steel plate. On the other hand, if it exceeds 2.0%, strength strengthening is remarkable due to solid solution strengthening, and it becomes difficult to adjust the strength of the product. Further, since Mn is concentrated at the center segregation part, it causes unevenness in strength in the cast slab and the thick steel plate after rolling. Therefore, in the present invention, the Mn concentration range is defined as 0.5% or more and 2.0% or less.
・P:0.020%以下
Pは、鋼中に不可避的に含有する不純物元素の一つであり、含有量は少ない方が望ましい。また、Pは、凝固時の固液界面における平衡分配係数が小さいため、著しく偏析する。このため、種々の製品特性に悪影響を与えることが懸念される。偏析部では融点も著しく低下するため、圧延時には濃化部が溶融し、製品疵につながることもある。従って、本発明では、含有量の上限を0.020%とした。偏析部における種々の問題を防止するために、望ましくは0.010%未満とすることが望ましい。
・ P: 0.020% or less
P is one of the impurity elements inevitably contained in the steel, and it is desirable that the content is small. P is segregated remarkably because the equilibrium partition coefficient at the solid-liquid interface during solidification is small. For this reason, there is a concern that various product characteristics may be adversely affected. In the segregation part, the melting point also decreases remarkably, so the thickening part melts during rolling, which may lead to product defects. Therefore, in the present invention, the upper limit of the content is set to 0.020%. In order to prevent various problems in the segregation part, it is desirable to make it less than 0.010%.
・S:0.003%以下
Pと同様、Sも鋼中に不可避的に含有する不純物元素の一つであり、できるだけ少ない方が望ましい。また、凝固後の固液界面における平衡分配係数が小さいため、著しく偏析する元素であるばかりでなく、偏析部では融点を低下させ、特に圧延時には表面疵の発生原因となる。従って、本発明では、0.003%を上限とした。高強度鋼など、より要求レベルの厳しい条件では、上限を0.002%とすることが望ましい。
・ S: 0.003% or less
Like P, S is one of the impurity elements inevitably contained in steel, and it is desirable that it be as small as possible. In addition, since the equilibrium distribution coefficient at the solid-liquid interface after solidification is small, not only is the element segregated remarkably, but the melting point is lowered at the segregated portion, and it causes surface flaws particularly during rolling. Therefore, in the present invention, 0.003% is made the upper limit. In the more demanding conditions such as high strength steel, the upper limit is preferably 0.002%.
・Ti:0.005%以上、0.030%以下
Tiは、鋼の強度を向上させるとともに鋼中のNをTiNとして固定するため、本発明の要点であるAlN及びBNの生成にも影響を与える。このことから、連続鋳造の鋳片の曲げ・矯正時の鋳片表面割れを防止する効果もある。このような効果を得るためには0.005%以上の添加が必要である。しかしながら、0.030%を超えて含有すると炭化物が多数生成し、溶接熱影響部の靭性を低下させるとともに粗大なTiNが生成する原因となる。このため、本発明では、0.005%以上、0.030%以下と規定した。鋳片の表面割れ及びTiNに基づく表面性状の低下の双方を安定的に抑制する観点からは、0.010%以上、0.020%以下とすることが望ましい。
・ Ti: 0.005% or more, 0.030% or less
Since Ti improves the strength of the steel and fixes N in the steel as TiN, it also affects the generation of AlN and BN, which are the main points of the present invention. This also has the effect of preventing slab surface cracks during bending and straightening of continuously cast slabs. In order to obtain such an effect, addition of 0.005% or more is necessary. However, if the content exceeds 0.030%, a large number of carbides are generated, which deteriorates the toughness of the heat affected zone and causes coarse TiN to be generated. For this reason, in this invention, it prescribed | regulated as 0.005% or more and 0.030% or less. From the viewpoint of stably suppressing both the surface crack of the slab and the deterioration of the surface properties based on TiN, it is desirable that the content be 0.010% or more and 0.020% or less.
・Al:0.005%以上、0.060%以下
Alも脱酸元素として鋼中の酸素濃度を低減するために有効な元素の一つである。脱酸のために必要となる含有量は0.005%以上である。0.005%未満になると、製錬工程における十分な脱硫も困難になるからである。一方、過剰に添加するとAlNが生成しやすく、鋳片表面割れの原因となって本発明の目的とは相反するようになるため、本発明では、0.060%以下としている。
・ Al: 0.005% or more, 0.060% or less
Al is also an effective element for reducing the oxygen concentration in steel as a deoxidizing element. The content required for deoxidation is 0.005% or more. If it is less than 0.005%, sufficient desulfurization in the smelting process becomes difficult. On the other hand, if it is added excessively, AlN is likely to be formed, which causes cracks on the slab surface and contradicts the object of the present invention. Therefore, in the present invention, the content is made 0.060% or less.
・B:0.0005%以上、0.0050%以下
Bは粒界の焼き入れ性を高め、鋼材の組織を制御し、鋼材の強度を高める成分として添加される。Bは微量の添加で高い効果があるが、引っ張り強度が700MPa〜1200MPaという高い強度を実現するためには、0.0005%以上の添加が必要である。しかしながら、0.0050%を超えて添加するとその効果が飽和するとともに靭性も低下するので、本発明では上限を0.0050%とした。厚鋼板のミクロ組織を制御し、Bの添加効果を明確に発現する観点からは、0.0010%以上、0.0040%以下とすることが望ましい。
・ B: 0.0005% or more, 0.0050% or less
B is added as a component that increases the hardenability of the grain boundaries, controls the structure of the steel material, and increases the strength of the steel material. B is highly effective when added in a small amount, but 0.0005% or more must be added in order to achieve a high tensile strength of 700 MPa to 1200 MPa. However, if added over 0.0050%, the effect is saturated and the toughness is lowered, so the upper limit was made 0.0050% in the present invention. From the viewpoint of controlling the microstructure of the thick steel plate and clearly expressing the addition effect of B, it is desirable that the content be 0.0010% or more and 0.0040% or less.
・N:0.0015%以上、0.0070%以下
Nは転炉などの大気雰囲気で溶製する場合には鋼中に不可避的に浸入する元素であり、本発明で着目しているAlNやBNの構成元素である。鋼材中ではTiなどと窒化物を形成する元素であり、これらの窒化物は熱間加工の過程でピン留め粒子として結晶粒を微細化する効果を有することから鋼材の機械特性に影響を与える。このため、本発明では0.0015%以上の濃度と規定した。一方で前述のようにこれらの窒化物が連続鋳造時にオーステナイト粒界に動的析出することにより鋳片表面割れの原因となることから、本発明では、上限を0.0070%とした。組織のピン留め効果を確実に発揮するとともに、鋳片の中心部などにおける粗大な炭・窒化物の生成に伴う靱性低下を防止する観点からは、0.0020%以上、0.0040%以下とすることが望ましい。
・ N: 0.0015% or more, 0.0070% or less
N is an element that inevitably penetrates into steel when it is melted in an air atmosphere such as a converter, and is a constituent element of AlN and BN focused in the present invention. In steel materials, it is an element that forms nitrides with Ti and the like. These nitrides have an effect of refining crystal grains as pinning particles in the process of hot working, and thus affect the mechanical properties of steel materials. For this reason, in the present invention, the concentration is defined as 0.0015% or more. On the other hand, as described above, these nitrides are dynamically precipitated at the austenite grain boundaries during continuous casting, which causes slab surface cracks. Therefore, in the present invention, the upper limit is set to 0.0070%. From the viewpoint of reliably exhibiting the pinning effect of the structure and preventing toughness deterioration due to the formation of coarse carbon / nitride in the center of the slab, it is desirable to be 0.0020% or more and 0.0040% or less .
引っ張り強度が700MPa以上となる高強度の達成や、溶接性、耐候性など他の特性を発現させるには、以下の元素の一種以上を添加する必要がある。 In order to achieve high strength with a tensile strength of 700 MPa or more, and to develop other characteristics such as weldability and weather resistance, it is necessary to add one or more of the following elements.
・Cu:0.1%以上、0.5%以下
Cuは鋼の焼き入れ性を向上させる。そのためには0.1%以上の添加が必要であるが、0.5%を超えるとその効果が過剰となるばかりでなく、鋼材の熱間加工性が低下する。従って、本発明では0.1%以上、0.5%以下と規定した。但し、Cuは連続鋳造時にはスタークラックと称する表面割れを誘発する元素であることから、0.2%以上添加する場合にはその1/3以上の濃度のNiを併せて添加する必要がある。
・ Cu: 0.1% or more, 0.5% or less
Cu improves the hardenability of steel. For that purpose, addition of 0.1% or more is necessary, but when it exceeds 0.5%, not only the effect becomes excessive, but also the hot workability of the steel material decreases. Therefore, in the present invention, it is defined as 0.1% or more and 0.5% or less. However, since Cu is an element that induces a surface crack called a star crack during continuous casting, when adding 0.2% or more, it is necessary to add Ni at a concentration of 1/3 or more.
・Cr:0.2%以上、2.0%以下
Crには鋼の強度、靭性を高める効果がある。そのためには、0.2%以上の添加が必要である。1mm2当たりの引っ張り強度が780Nクラス以上の高強度のスペックが要求される場合には、半ば必須の添加元素となる。一方で、2.0%以上添加すると溶接割れが発生する等の問題が発生する。従って、本発明では0.2%以上、2.0%以下と規定した。但し、前記理由により溶接性を重視する場合には1.5%を上限とすべきである。
・ Cr: 0.2% or more, 2.0% or less
Cr has the effect of increasing the strength and toughness of steel. For that purpose, addition of 0.2% or more is necessary. When a high-strength specification with a tensile strength per 1 mm 2 of 780 N class or higher is required, it is a semi-essential additive element. On the other hand, when 2.0% or more is added, problems such as weld cracking occur. Therefore, in the present invention, it is defined as 0.2% or more and 2.0% or less. However, if the weldability is important for the above reasons, the upper limit should be 1.5%.
・Ni:0.3%以上、2.5%以下
Niには固溶強化によって鋼の強度を向上させるとともに、靭性を改善する効果もある。これらの効果を得るためには0.3%以上添加する必要があるが、2.5%を超えて添加してもその効果は飽和し、溶接性を悪化させる。従って、本発明では0.3%以上、2.5%以下と規定した。
・ Ni: 0.3% or more, 2.5% or less
Ni has the effect of improving the toughness as well as improving the strength of the steel by solid solution strengthening. In order to obtain these effects, it is necessary to add 0.3% or more, but even if added over 2.5%, the effect is saturated and weldability is deteriorated. Therefore, in the present invention, it is defined as 0.3% or more and 2.5% or less.
・Mo:0.1%以上、0.8%以下
Moは鋼板の焼き入れ性を向上させ、強度上昇にも寄与する。Crと同様、1mm2当たりの引っ張り強度が780Nクラス以上の高強度のスペックが要求される場合には半ば必須の添加元素となる。そして、この効果を得るためには0.1%以上の添加が必要となる。しかしながら、Moは高価な元素でありコスト増加に繋がるばかりでなく、0.8%を超えて添加すると、ベイナイトやマルテンサイト相などの硬化相が生成し、熱間加工性や溶接性を悪化させる。従って、本発明では0.1%以上、0.8%以下と規定した。
・ Mo: 0.1% or more, 0.8% or less
Mo improves the hardenability of the steel sheet and contributes to an increase in strength. Like Cr, it is a semi-essential additive element when high-strength specifications with a tensile strength per mm 2 of 780 N class or higher are required. In order to obtain this effect, addition of 0.1% or more is necessary. However, Mo is an expensive element, which not only leads to an increase in cost, but if added over 0.8%, a hardened phase such as a bainite or martensite phase is generated, deteriorating hot workability and weldability. Therefore, in the present invention, it is defined as 0.1% or more and 0.8% or less.
・V:0.01%以上、0.10%以下
Vは鋼中でフェライト中への固溶ならびに炭窒化物を形成し、鋼の強度を高めるために有効な元素である。そのためには0.01%以上添加する必要がある。しかしながら、Vの含有量が0.10%を超えると溶接熱影響部での析出状況が変化し靭性に悪影響を与える。また、過剰に添加すると鋳片内部にVNとして析出し、鋳片表面割れの原因となる。従って、本発明では0.01%以上、0.10%以下と規定した。
・ V: 0.01% or more, 0.10% or less
V is an effective element for increasing the strength of steel by forming solid solution and carbonitride in ferrite in steel. Therefore, it is necessary to add 0.01% or more. However, if the content of V exceeds 0.10%, the precipitation state in the weld heat affected zone changes and adversely affects toughness. Moreover, when it adds excessively, it will precipitate as VN inside a slab, and will cause a slab surface crack. Therefore, in the present invention, it is defined as 0.01% or more and 0.10% or less.
・Nb:0.005%以上、0.050%以下
Nbは鋼中で炭窒化物を形成し、鋼の強度を高めるとともに靱性の向上にも有効な元素である。そのためには0.005%以上添加する必要がある。また、特にTMCP(Thermo-Mechanical Control Process)において固溶および析出を制御することにより鋼板のミクロ組織を制御するために使用される。この効果を得るためにも0.005%以上添加する必要がある。しかしながら、0.050%以上含有すると加熱時にも固溶せず、ミクロ組織の制御ができなくなる。また、過剰に添加すると鋳片内部にNbCとして析出し、鋳片表面割れの原因となる。このため、本発明では、0.005%以上、0.050%以下と規定した。
・ Nb: 0.005% or more, 0.050% or less
Nb is an element that forms carbonitrides in steel and is effective in increasing the strength of steel and improving toughness. For that purpose, it is necessary to add 0.005% or more. It is also used to control the microstructure of steel sheets by controlling solid solution and precipitation, especially in TMCP (Thermo-Mechanical Control Process). In order to obtain this effect, it is necessary to add 0.005% or more. However, if it contains 0.050% or more, it does not dissolve at the time of heating, and the microstructure cannot be controlled. Moreover, when it adds excessively, it will precipitate as NbC inside a slab, and will cause a slab surface crack. For this reason, in this invention, it prescribed | regulated as 0.005% or more and 0.050% or less.
さらに、Caは他の成分元素と異なり、鋼の材料特性には大きな影響を与えないが、連続鋳造時のノズル閉塞を防止する効果があり、このために添加される場合がある。また、鋼中にCaを添加するとS濃度を低減させ、MnSの生成を防止する効果が得られることから、硫化物の形態制御のために添加されることもある。 Furthermore, Ca, unlike other constituent elements, does not have a significant effect on the material properties of steel, but has the effect of preventing nozzle clogging during continuous casting, and may be added for this purpose. In addition, when Ca is added to steel, the effect of reducing the S concentration and preventing the formation of MnS is obtained, so it may be added to control the form of sulfide.
・Ca:0.0005%以上、0.0060%以下
上記の効果を得るためには、Caは0.0005%以上添加することが必要である。一方、0.0060%を超えて添加してもその効果は飽和し、製造コストの増加を招くばかりでなく、かえってノズル閉塞を助長する場合もある。このため、本発明では、0.0005%以上、0.0060%以下と規定した。
-Ca: 0.0005% or more, 0.0060% or less To obtain the above effect, Ca needs to be added by 0.0005% or more. On the other hand, even if added over 0.0060%, the effect is saturated and not only increases the manufacturing cost but also promotes nozzle clogging. Therefore, in the present invention, it is defined as 0.0005% or more and 0.0060% or less.
なお、以上の元素の他に、材料特性上その他の必要に応じて、W,S,Se,Te,希土類金属,Mgなどの元素を鋼中に少量添加しても本発明の意図する表面疵防止の効果が変わることはない。 In addition to the above elements, if necessary, other elements such as W, S, Se, Te, rare earth metals, and Mg may be added to the steel in accordance with other requirements in terms of material characteristics. The effect of prevention does not change.
上述した元素以外は、Feおよび不純物である。ここで、「不純物」とは、鋼材の工業的生産において原料たる鉱石、スクラップや製造設備からの溶出成分等から混入するものであり、性能に悪影響を及ぼさない範囲で含有されていてもよい。 Other than the elements described above, Fe and impurities. Here, the “impurity” is a mixture of ore as a raw material in industrial production of steel materials, an elution component from scrap, manufacturing equipment, or the like, and may be contained within a range that does not adversely affect performance.
本発明では、鋼の化学組成以外に、{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005の関係を満たすAl,B,N,Ti濃度、および曲げ・矯正に伴う総歪み量ε(%)を規定している。 In the present invention, in addition to the chemical composition of steel, {([% N] /14.0) − ([% Ti] /47.9)} × ε ≦ 0.29 × {([% Al] /27.0) + ([% B] /10.8)}+0.0005, Al, B, N, Ti concentrations satisfying the relationship, and total strain ε (%) accompanying bending and straightening are specified.
Nと親和力が大きいAl,Bがオーステナイト粒界に窒化物を形成することによって、鋼が脆化しやすくなる。さらに、これらAlやBの窒化物は引っ張り歪みが作用した際、より一層動的に析出しやすくなる。そのため、これらAlやBと比べても、Nとの親和力が大きい上、1300〜1400℃程度の高温域から窒化物を形成しやすいTiを添加することによって、固溶N量を低減でき、たとえ引っ張り歪みが作用しても、脆化起因となるAlやBの窒化物生成を抑制できる。 Al and B, which have a high affinity with N, form nitrides at the austenite grain boundaries, which makes the steel more susceptible to embrittlement. Furthermore, these Al and B nitrides are more likely to precipitate dynamically when tensile strain acts. Therefore, compared with these Al and B, the amount of solid solution N can be reduced by adding Ti which has a large affinity with N and easily forms nitrides from a high temperature range of about 1300 to 1400 ° C. Even when tensile strain is applied, the formation of nitrides of Al and B that cause embrittlement can be suppressed.
上記本発明のBを含有する鋼の連続鋳造鋳片は、垂直曲げ型又は湾曲型の連続鋳造機を用いて連続鋳造する際、前記連続鋳造機内で鋳片が曲げ又は矯正歪みを受ける領域内では、鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域の鋳片表面温度を750℃以上とすることで連続鋳造することができる。これが、本発明の連続鋳造方法である。 When the continuous casting slab of steel containing B of the present invention is continuously cast using a vertical bending type or curved type continuous casting machine, the slab is subjected to bending or straightening distortion in the continuous casting machine. Then, continuous casting can be performed by setting the slab surface temperature in the region from the corner of the slab to a point between 100 and 250 mm to be 750 ° C. or higher. This is the continuous casting method of the present invention.
本発明の連続鋳造方法において、連続鋳造機内で鋳片が曲げ又は矯正歪みを受ける領域内で、鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域の鋳片表面温度を750℃以上と規定したのは、600℃以上、750℃未満の温度域で引っ張り歪みが作用するときに脆化しやすいためである。また、鋳片の中央部に比べ、鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域が、一般に過冷状態になりやすいためである。 In the continuous casting method of the present invention, the slab surface temperature in the region from the corner of the slab to a point between 100 and 250 mm within the region where the slab is subjected to bending or straightening distortion in the continuous casting machine is 750 ° C. or higher. This is because it is easy to become brittle when tensile strain acts in a temperature range of 600 ° C. or higher and lower than 750 ° C. Moreover, it is because the area | region from the corner of a slab to the point between 100-250 mm tends to be in an overcooling state compared with the center part of a slab.
鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域は、連続鋳造に使用する鋳型の幅によって変化するもので、鋳型幅が1800mmの場合は鋳片のコーナから100mmの領域、鋳型幅が2300mmの場合は鋳片のコーナから250mmの領域で、鋳型幅が1800mm〜2300mmの間の場合は、鋳片のコーナから100mm〜250mmの間の一次関数で求められる領域となる。 The area from the corner of the slab to the point between 100 and 250 mm varies depending on the width of the mold used for continuous casting. If the mold width is 1800 mm, the area from the corner of the slab to 100 mm, the mold width is In the case of 2300 mm, the region is 250 mm from the corner of the slab, and in the case where the mold width is between 1800 mm and 2300 mm, the region is obtained by a linear function between 100 mm and 250 mm from the corner of the slab.
次に、本発明の実施例について説明する。
容量270tonの転炉で吹錬した溶鋼を、取鍋処理、RH処理を行った後、垂直部の長さ2.5mの垂直曲げ型連続鋳造機で鋳造し、厚さ250mm或いは300mm、幅1800〜2300mmの鋳片を得た。鋳造及び圧延を行った鋼の組成を下記表2,3に示す。なお、単位はいずれも質量%であり、各鋼における残部はFe及び不純物である。
Next, examples of the present invention will be described.
Molten steel blown in a converter with a capacity of 270 tons is treated with a ladle and RH, then cast with a vertical bending type continuous casting machine with a vertical section length of 2.5 m, and a thickness of 250 mm or 300 mm, width 1800- A 2300 mm slab was obtained. The composition of the steel that has been cast and rolled is shown in Tables 2 and 3 below. The unit is mass%, and the balance of each steel is Fe and impurities.
鋳造速度は0.45〜1.20m/min、二次冷却の比水量は0.7〜0.8リットル/kg‐steelである。鋳片表面温度を、鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域であって、鋳片の引き抜き方向の面上(円弧の内側)で曲げ部及び矯正部の位置において、非接触型放射温度計によって測定した。 The casting speed is 0.45 to 1.20 m / min, and the specific water amount for secondary cooling is 0.7 to 0.8 liter / kg-steel. The slab surface temperature is a region from the corner of the slab to a point between 100 and 250 mm, and is non-contact at the position of the bending part and the correction part on the surface in the drawing direction of the slab (inside the arc) Measured with a type radiation thermometer.
得られた鋳片を平積みに重ねて徐冷カバーを掛けて150時間程度かけて室温まで徐々に冷却し、表面を1〜2mm程度グラインダで旋削し、JIS Z 2343に規定された染色浸透探傷試験、いわゆるカラーチェック法により割れの発生の有無を目視で調査した。 The obtained slabs are stacked in layers, covered with a gradual cooling cover, gradually cooled to room temperature over about 150 hours, the surface is turned with a grinder about 1 to 2 mm, and the dye penetration test specified in JIS Z 2343 The presence of cracks was visually inspected by a test, the so-called color check method.
さらに、この鋳片を1150〜1250℃に加熱し、厚板用の圧延機にて仕上げ温度が800℃程度となる条件で熱間圧延し、厚さ50mmの厚鋼板とした。圧延後の表面疵は圧延後冷却した板材の表面を目視観察した。 Further, this slab was heated to 1150 to 1250 ° C. and hot-rolled with a thick plate rolling mill under a condition that the finishing temperature was about 800 ° C. to obtain a thick steel plate having a thickness of 50 mm. The surface defect after rolling was visually observed on the surface of the plate cooled after rolling.
表面疵の発生程度を指標化した値(疵指数)の4段階(0,1,2,3)で、表面割れを含む疵の程度を評価した。 The degree of flaws including surface cracks was evaluated in four levels (0, 1, 2, 3) of values (flaw index) that indexed the degree of occurrence of surface flaws.
疵指数が0(ゼロ)は、鋳片及び鋼板の双方において、疵が全くなかったものである。また、疵指数が1は、鋳片の疵の個数はわずかで、容易に手入れで除去できるレベルで、鋼片では疵がないものである。 A haze index of 0 (zero) means that there was no flaw in both the slab and the steel plate. Moreover, when the iron index is 1, the number of iron slabs in the slab is so small that it can be easily removed by care, and the steel slab has no slag.
一方、疵指数が2は、鋳造後のAs Cast段階で割れが散見された場合である。この場合は、圧延は実施しなかった。さらに、疵指数が3は、鋳片では疵が全くなく鋼板段階で、疵が散見された場合である。 On the other hand, when the crack index is 2, cracks are found in the As Cast stage after casting. In this case, rolling was not performed. Furthermore, a crack index of 3 is a case where there is no defects in the slab, and defects are found in the steel plate stage.
従って、疵発生指数0,1は、製品として支障がないレベルに該当し、疵指数2,3は、製品としての使用を許容できないレベルに該当する。
Therefore, the
図1は、表2,3に示した実施例及び比較例の、{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}と{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×εの関係を示した図である。 FIG. 1 shows {([% Al] /27.0) + ([% B] /10.8)} and {([% N] /14.0) − ([ % Ti] /47.9)} × ε.
前記の表2及び表3に示す実施例1〜7は、請求項1に規定する鋼の化学組成及び{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005の関係を共に満足する例である。
Examples 1 to 7 shown in Tables 2 and 3 are the chemical composition of steel defined in
一方、比較例1〜5は、鋼の化学組成は請求項1の規定を満足するが、{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005の関係を満足しない例である。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, the chemical composition of the steel satisfies the definition of
表2,3及び図1より、鋼の化学組成と{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005の関係を共に満足しない比較例の場合は、製品としての使用を許容できないレベルの疵が発生することが分かる。 From Tables 2 and 3 and FIG. 1, the chemical composition of steel and {([% N] /14.0)-([% Ti] /47.9)} × ε ≦ 0.29 × {([% Al] /27.0) + ([ % B] /10.8)} + 0.0005, it can be seen that wrinkles at a level that cannot be used as a product occur in the comparative example.
特に、実施例3では、手入れ除去が容易な疵発生指数1のレベルを達成できたが、実施例3と同じ成分であっても、比較例4は、矯正・曲げに伴う総歪み量が大きいために、{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005の関係を満足しないので、疵発生指数は3のレベルとなった。
In particular, in Example 3, it was possible to achieve a level of
実施例2に示す鋼の組成条件において、連続鋳造時の曲げ及び矯正時の鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域の表面温度を変化させた、本発明の請求項2で規定する連続鋳造方法の実施例8,9および比較例6を下記表4に示す。 In the compositional condition of the steel shown in Example 2, the surface temperature of the region from the corner of the slab during bending and straightening to the point between 100 and 250 mm is changed. Examples 8 and 9 and Comparative Example 6 of the prescribed continuous casting method are shown in Table 4 below.
実施例8,9は、請求項2の規定を満足する例であり、いずれも疵の発生が無く、一切の表面手入れを必要としなかった。一方、比較例6は、請求項2の規定を満足しない例である。比較例6では、鋳造中の鋳片表面温度が請求項2を満足していないため、疵発生を皆無化できず、手入れを必要とする表面疵が残存した。 Examples 8 and 9 are examples satisfying the provisions of claim 2, and no wrinkles were generated and no surface maintenance was required. On the other hand, Comparative Example 6 is an example that does not satisfy the provisions of claim 2. In Comparative Example 6, since the slab surface temperature during casting did not satisfy claim 2, the generation of wrinkles could not be eliminated, and surface flaws requiring maintenance remained.
本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described examples, and the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in the claims.
Claims (2)
C:0.05%以上、0.18%以下、
Si:0.10%以上、0.40%以下、
Mn:0.5%以上、2.0%以下、
P:0.020%以下、
S:0.003%以下、
Ti:0.005%以上、0.030%以下、
Al:0.005%以上、0.060%以下、
B:0.0005%以上、0.0050%以下、
及び、
N:0.0015%以上、0.0070%以下を含有し、
さらに、
Cu:0.1%以上、0.5%以下、
Cr:0.2%以上、2.0%以下、
Ni:0.3%以上、2.5%以下、
Mo:0.1%以上、0.8%以下、
V:0.01%以上、0.10%以下、
Nb:0.005%以上、0.050%以下、
Ca:0.0005%以上、0.0060%以下、
のうち一種或いは二種以上を含有し、残部はFe及び不純物からなるとともに、下記式を満足することを特徴とするBを含有する鋼の連続鋳造鋳片の製造方法。
{([%N]/14.0)−([%Ti]/47.9)}×ε≦0.29×{([%Al]/27.0)+([%B]/10.8)}+0.0005
但し、ε:連続鋳造中の鋳片の曲げ・矯正に伴う総歪み量(%) % By mass
C: 0.05% or more, 0.18% or less,
Si: 0.10% or more, 0.40% or less,
Mn: 0.5% or more, 2.0% or less,
P: 0.020% or less,
S: 0.003% or less,
Ti: 0.005% or more, 0.030% or less,
Al: 0.005% or more, 0.060% or less,
B: 0.0005% or more, 0.0050% or less,
as well as,
N: 0.0015% or more, containing 0.0070% or less,
further,
Cu: 0.1% or more, 0.5% or less,
Cr: 0.2% or more, 2.0% or less,
Ni: 0.3% or more, 2.5% or less,
Mo: 0.1% or more, 0.8% or less,
V: 0.01% or more, 0.10% or less,
Nb: 0.005% or more, 0.050% or less,
Ca: 0.0005% or more, 0.0060% or less,
A method for producing a continuous cast slab of steel containing B, wherein one or more of them are contained, the balance is Fe and impurities, and satisfies the following formula.
{([% N] /14.0)-([% Ti] /47.9)} × ε ≦ 0.29 × {([% Al] /27.0) + ([% B] /10.8)} + 0.0005
Where ε is the total strain (%) due to bending and straightening of the slab during continuous casting
前記連続鋳造機内で鋳片が曲げ又は矯正歪みを受ける領域内では、鋳片のコーナから100〜250mmの間の点に至る領域の鋳片表面温度を750℃以上とすることを特徴とするBを含有する鋼の連続鋳造方法。 A method for producing the continuous cast slab according to claim 1 using a vertical bending mold or a curved continuous casting machine,
Within the region where the slab is subjected to bending or straightening distortion in the continuous casting machine, the slab surface temperature in the region from the corner of the slab to a point between 100 and 250 mm is 750 ° C. or more B A continuous casting method for steel containing steel.
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