JP6237808B2 - Continuously cast slab, method for producing the same, and method for producing high-tensile steel plate excellent in workability - Google Patents

Continuously cast slab, method for producing the same, and method for producing high-tensile steel plate excellent in workability Download PDF

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本発明は、自動車の構造部材や補強部材などの内板部品に使用される高張力鋼板の素材である連続鋳造スラブ及びその製造方法、並びに、この連続鋳造スラブから加工性に優れた高張力鋼板を製造する方法に関する。   The present invention relates to a continuous cast slab that is a material of a high-strength steel plate used for inner plate parts such as structural members and reinforcing members of automobiles, a method for manufacturing the same, and a high-tensile steel plate having excellent workability from the continuous cast slab It relates to a method of manufacturing.

地球環境保全の観点から、CO2排出量を削減することが求められており、自動車業界においては、自動車々体の強度を維持しつつその軽量化を図り、自動車の燃費を改善することが、非常に重要な課題となっている。自動車々体の強度を維持しつつその軽量化を図るうえでは、自動車部品用の素材となる鋼板の高強度化によって鋼板を薄くすることが有効である。そのため、近年、高張力鋼板が自動車部品に積極的に使用されている。 From the viewpoint of protecting the global environment, it is required to reduce CO 2 emissions. In the automobile industry, reducing the weight while maintaining the strength of automobiles and improving the fuel efficiency of automobiles. It has become a very important issue. In order to reduce the weight while maintaining the strength of automobiles, it is effective to make the steel sheet thinner by increasing the strength of the steel sheet used as a material for automobile parts. Therefore, in recent years, high-tensile steel plates have been actively used for automobile parts.

鋼板を高強度化する手段の一つとして、微細な析出物を鋼板中に分散させる手法が知られている。微細な析出物を鋼板中に均一に分散させることにより、塑性変形の原因となる転位の移動が妨げられ、鋼板の高強度化が実現される。鋼板の高強度化に寄与する析出物は、主として炭化物、窒化物及び炭窒化物である。これらの析出物は、熱間圧延後の冷却過程において鋼板中に析出する。   As one of means for increasing the strength of a steel sheet, a technique for dispersing fine precipitates in the steel sheet is known. By dispersing fine precipitates uniformly in the steel sheet, the movement of dislocations that cause plastic deformation is hindered, and high strength of the steel sheet is realized. Precipitates that contribute to increasing the strength of the steel sheet are mainly carbides, nitrides, and carbonitrides. These precipitates precipitate in the steel sheet during the cooling process after hot rolling.

但し、析出物が鋼板の高強度化に寄与するためには、析出物の平均粒径がナノメートルサイズであることが好ましい。したがって、析出物の平均粒径がナノメートルサイズになるように、鋼板の製造条件や化学成分が最適化されている。   However, in order for the precipitates to contribute to increasing the strength of the steel sheet, the average particle size of the precipitates is preferably a nanometer size. Therefore, the manufacturing conditions and chemical components of the steel sheet are optimized so that the average particle size of the precipitates is nanometer size.

鋼板を素材とする自動車部品の多くは、プレス加工やバーリング加工などによって成型されるので、自動車部品用鋼板には優れた加工性(伸び及び伸びフランジ性)を安定的に発揮することが要求されている。また、部分的に強度の異なる鋼板をプレス成型すると、鋼板の強度に比例してスプリングバック量が変化し、部品がねじれる現象が生じる。つまり、所望の強度と寸法・形状精度とを有する部品を得るためには、素材となる鋼板の強度及び加工性の両立が求められている。また、一般的に、鉄鋼材料は、強度の上昇に伴って加工性が低下する。   Since many automotive parts made of steel plates are molded by pressing or burring, etc., steel plates for automotive parts are required to stably exhibit excellent workability (elongation and stretch flangeability). ing. In addition, when steel plates having partially different strengths are press-molded, the amount of springback changes in proportion to the strength of the steel plates, causing a phenomenon that the parts are twisted. That is, in order to obtain a part having desired strength and dimensional / shape accuracy, it is required to satisfy both strength and workability of a steel plate as a material. In general, the workability of steel materials decreases with increasing strength.

そこで、高強度且つ高加工性を有する鋼板に関して多くの研究がなされてきた。鋼板の加工性の指標である、伸び特性及び伸びフランジ特性を向上させる技術として、例えば、下記の特許文献1及び特許文献2が提案されている。   Therefore, many studies have been made on steel sheets having high strength and high workability. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 listed below have been proposed as techniques for improving stretch properties and stretch flange properties, which are indexes of workability of steel plates.

特許文献1には、実質的にフェライト単相組織であり、平均粒径10nm未満のTi及びMoを含む炭化物が分散析出している、引張強度が590MPa以上の加工性に優れた高張力鋼板が開示されている。   Patent Document 1 discloses a high-tensile steel plate having a workability with a tensile strength of 590 MPa or more, in which carbides containing Ti and Mo having an average particle diameter of less than 10 nm are dispersed and precipitated, which is substantially a ferrite single-phase structure. It is disclosed.

特許文献2には、質量%で、C:0.05〜0.2%、Si:0.001〜3.0%、Mn:0.5〜3.0%、P:0.001〜0.2%、Al:0.001〜3%、V:0.1%を超えて1.0%までを含み、残部はFe及び不可避的不純物からなり、組織が平均粒径1〜5μmのフェライトを主相とし、フェライト粒内に平均粒径が50nm以下のVの炭窒化物が存在する、引張強度が800MPaを超える熱延鋼板が開示されている。   In Patent Document 2, in mass%, C: 0.05 to 0.2%, Si: 0.001 to 3.0%, Mn: 0.5 to 3.0%, P: 0.001 to 0 .2%, Al: 0.001 to 3%, V: more than 0.1% up to 1.0%, the balance being Fe and inevitable impurities, the structure of ferrite having an average grain size of 1 to 5 μm A hot-rolled steel sheet having a tensile strength exceeding 800 MPa, in which V carbonitride having an average particle diameter of 50 nm or less exists in ferrite grains, is disclosed.

特許第3591502号公報Japanese Patent No. 3591502 特開2004−143518号公報JP 2004-143518 A

ところで、平均粒径がナノメートルサイズの炭化物や窒化物などを熱間圧延後の鋼板中に析出させるためには、熱間圧延前の連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物や窒化物を、熱間圧延前の連続鋳造スラブ(以下、単に「スラブ」とも記す)の加熱段階で完全に固溶させる必要がある。スラブの加熱時間を長くする、或いは、加熱温度を高くすれば、連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物や窒化物を固溶させることができる。しかしながら、生産性及び設備上の制約から加熱時間や加熱温度には自ずと限界がある。また、このようにすることで、コスト面でも不利になる。   By the way, in order to precipitate carbide or nitride having an average particle size of nanometer size in the steel sheet after hot rolling, carbide or nitride that has been precipitated in the continuous cast slab before hot rolling, It is necessary to form a solid solution completely in the heating stage of a continuous cast slab (hereinafter also simply referred to as “slab”) before hot rolling. If the heating time of the slab is lengthened or the heating temperature is increased, the carbides and nitrides precipitated in the continuously cast slab can be dissolved. However, the heating time and the heating temperature are naturally limited due to restrictions on productivity and equipment. In addition, this is disadvantageous in terms of cost.

上記従来技術は、熱間圧延前の連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物や窒化物を、熱間圧延前に完全に固溶させるという点について、何ら配慮しておらず、加工性(伸び特性及び伸びフランジ特性)に優れた高張力鋼板を安定して製造する及び生産性を高めて製造するという観点からは未だ改善すべき点がある。   The above prior art does not give any consideration to the fact that carbides and nitrides precipitated in the continuous cast slab before hot rolling are completely dissolved before hot rolling, and workability (elongation) There is still a point to be improved from the viewpoint of stably producing a high-tensile steel sheet having excellent characteristics and stretch flange characteristics) and increasing productivity.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、微細な析出物を利用して加工性に優れた高張力鋼板を製造するにあたり、高張力鋼板の素材である連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物や窒化物などを、熱間圧延前のスラブ加熱の段階で、加熱温度を高くすることなく、短時間で連続鋳造スラブ中に固溶させることができ、加工性に優れた高張力鋼板を安定して得ることのできる連続鋳造スラブ及びその製造方法を提供することであり、また、この連続鋳造スラブから加工性に優れた高張力鋼板を製造する方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to produce a high-tensile steel plate excellent in workability using fine precipitates, and continuous casting which is a material of the high-tensile steel plate. Carbides and nitrides that have precipitated in the slab can be dissolved in the continuous casting slab in a short time without increasing the heating temperature at the stage of slab heating before hot rolling. The present invention provides a continuous cast slab capable of stably obtaining a high-strength steel sheet excellent in quality and a method for producing the same, and also provides a method for producing a high-tensile steel sheet having excellent workability from the continuous cast slab. That is.

本発明者らは、上記課題を解決するべく、連続鋳造スラブ中の炭化物や窒化物などの析出物を熱間圧延前のスラブ加熱時に短時間で固溶させることを目的として、熱間圧延前のスラブ加熱について、非可逆過程における材料ミクロ組織の時間変化を再現することに定評のあるフェーズフィールド法に基づくシミュレーションを実施した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made it possible to dissolve precipitates such as carbides and nitrides in a continuously cast slab in a short time during hot slab heating before hot rolling. A simulation based on the phase field method, which has a reputation for reproducing the temporal change of the material microstructure in the irreversible process, was performed.

即ち、TiCが多数析出した状態のFe−C−Mn−Ti成分系鋼材のオーステナイト相マトリックス中を対象とし、図1(A)に示すTiC分布の初期設定と、図1(B)に示すオーステナイト粒界の初期設定とを組み合わせた、図1(C)に示す初期設定の条件下で、図2に示す加熱パターン、つまり、30℃/sの昇温速度で800℃から1250℃まで加熱して1250℃で保持したとき、加熱中のTiCの溶解挙動とオーステナイト粒の成長挙動とを、刊行物1(I.Steinbach et al.,Phys.D94(1996).p135-147)に記載されるMulti Phase Field法に基づく計算コードMicressによって、フェーズフィールド法シミュレーションを行った。尚、図1において、円形で示すものがTiCであり、また、以下、オーステナイトを「γ」とも表示する。   That is, the initial setting of the TiC distribution shown in FIG. 1 (A) and the austenite shown in FIG. 1 (B) are targeted in the austenite phase matrix of the Fe—C—Mn—Ti component steel with a large amount of TiC precipitated. Under the initial setting conditions shown in FIG. 1 (C) in combination with the initial setting of the grain boundaries, the heating pattern shown in FIG. In the publication 1 (I. Steinbach et al., Phys. D94 (1996). P135-147), the dissolution behavior of TiC and the growth behavior of austenite grains during heating at 1250 ° C. are described. The phase field method simulation was performed by the calculation code Micress based on the Multi Phase Field method. In FIG. 1, what is shown by a circle is TiC, and hereinafter, austenite is also expressed as “γ”.

図3に、計算開始時点からほぼTiCが溶解し終わった52秒経過後までのシミュレーション結果を示す。図3に示すように、4秒経過した時点辺りから、溶解途中の残存したTiCによってオーステナイト粒界の移動が阻害されている現象(ピン止め効果)の生じていることが確認できる。   FIG. 3 shows the simulation results from the start of calculation until 52 seconds have passed since the dissolution of TiC. As shown in FIG. 3, it can be confirmed that a phenomenon (pinning effect) in which the movement of the austenite grain boundary is inhibited by the remaining TiC in the middle of dissolution is observed from the time when 4 seconds have passed.

図4は、オーステナイト粒の成長挙動を示す図であり、TiCによってオーステナイト粒界の移動が妨げられ、オーステナイト粒の成長挙動が影響を受けることがわかる。また、「ピン止め効果」に関わっているTiCは、初期設定の状態(球形)から変化し、形状が真円ではなく、先端が尖り、中心部が膨らんだ紡錘形の形状をしている。そのために、TiC/γ相の界面の曲率半径が大きくなっている。これが、後述するように、TiCの完全固溶時間に影響してくると考えられる。   FIG. 4 is a diagram showing the growth behavior of austenite grains, and it can be seen that the austenite grain growth behavior is affected by the movement of the austenite grain boundaries being hindered by TiC. Further, TiC related to the “pinning effect” is changed from the initial setting state (spherical shape), and has a spindle shape with a sharp tip and a swelled center instead of a perfect circle. For this reason, the curvature radius of the TiC / γ phase interface is increased. This is considered to affect the complete solid solution time of TiC, as will be described later.

図5は、TiCモル分率とTiCの溶解時間との関係を示す図である。縦軸が0(ゼロ)になる時の時間が、TiCが完全に固溶する時間である。図5に示すように、TiC固溶のみの場合よりも、オーステナイト粒の成長挙動を連成させた場合のほうが、TiCが完全に固溶するまでの時間(完全固溶時間)が長くなることがわかる。また、両者に差が生じ始める時間は、残存TiCによるオーステナイト粒界の「ピン止め効果」が明確になってくる時間(図4参照)と対応していることが認められた。即ち、「ピン止め効果」は、オーステナイト粒の成長挙動だけではなく、TiCの溶解挙動にも影響を及ぼすことが明らかになった。その原因として、以下の事柄を考察した。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the TiC mole fraction and the dissolution time of TiC. The time when the vertical axis becomes 0 (zero) is the time for complete dissolution of TiC. As shown in FIG. 5, the time until the TiC completely dissolves (complete solution time) is longer when the growth behavior of austenite grains is coupled than when only TiC solid solution is present. I understand. Moreover, it was recognized that the time when the difference starts to occur corresponds to the time when the “pinning effect” of the austenite grain boundary due to the residual TiC becomes clear (see FIG. 4). That is, it became clear that the “pinning effect” affects not only the growth behavior of austenite grains but also the dissolution behavior of TiC. The following were considered as the cause.

一般に、界面エネルギーの単位は[J/m2]で表されるが、[J/m2]=[Nm/m2]=[N/m]と変形できることから、「界面エネルギーの最小化」は「界面長さの最小化」と解釈し直すことができる。即ち、界面は常に長さを最小化しようとする張力が印加された状態であるといえる。 In general, the unit of interface energy is represented by [J / m 2 ], but it can be transformed as [J / m 2 ] = [Nm / m 2 ] = [N / m]. Can be reinterpreted as “minimization of interface length”. That is, it can be said that the interface is always in a state where a tension is applied to minimize the length.

ここで、オーステナイト粒界とTiC/γ界面との三重点に注目すると、図6に示すように、各界面の張力の釣り合いから、TiC/γ界面はオーステナイト粒界に引っ張られたような形となり、その結果、TiCは、上述したように紡錘形のような形状となる。したがって、TiCは、溶解が進むにつれて、真円状態と比べて曲率半径が大きくなっていく。尚、図6は、TiC溶解時の表面張力とオーステナイト界面との関係を示す概略図である。   Here, paying attention to the triple point of the austenite grain boundary and the TiC / γ interface, as shown in FIG. As a result, TiC has a spindle-like shape as described above. Therefore, as the melting of TiC proceeds, the radius of curvature increases as compared to the perfect circle state. FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the surface tension and the austenite interface during dissolution of TiC.

TiCの曲率半径(R)が大きくなると、TiCが有するギブスの自由エネルギー(G)は小さくなる(ギブス・トムソン効果;G∝1/R)。TiCが溶解するときの駆動力はこのギブスの自由エネルギー(G)であり、ギブスの自由エネルギー(G)が小さくなることで溶解の駆動力が小さくなる。即ち、TiCの曲率半径(R)が大きくなるとギブスの自由エネルギー(G)が小さくなるために、TiCの溶解の進行が遅くなり、その結果、完全固溶時間が長くなったと考えられる。したがって、オーステナイト粒界の密度が高いほど、「ピン止め効果」に関与するTiCの割合が増え、TiCの完全固溶時間は長くなる。   As the curvature radius (R) of TiC increases, the Gibbs free energy (G) of TiC decreases (Gibbs-Thomson effect; G∝1 / R). The driving force when TiC dissolves is the Gibbs free energy (G), and the melting driving force decreases as the Gibbs free energy (G) decreases. That is, when the curvature radius (R) of TiC is increased, the Gibbs free energy (G) is decreased, so that the progress of dissolution of TiC is delayed, and as a result, the complete solid solution time is considered to be increased. Therefore, the higher the density of austenite grain boundaries, the higher the proportion of TiC involved in the “pinning effect”, and the longer the complete solid solution time of TiC.

フェーズフィールド法シミュレーションによるこれらの結果から、以下の(イ)、(ロ)、(ハ)の知見を得た。   From these results of the phase field method simulation, the following findings (a), (b), and (c) were obtained.

(イ)スラブ加熱前の時点で連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物及び窒化物により、スラブ加熱によるフェライトの変態で生成するオーステナイトの粒界の移動が妨げられる(いわゆる「ピン止め効果」)。   (B) The carbides and nitrides precipitated in the continuous cast slab before the slab heating prevent the austenite grain boundaries from moving due to ferrite transformation by the slab heating (so-called “pinning effect”). .

(ロ)上記(イ)に記載したオーステナイト粒界との相互作用によって炭化物や窒化物の形態が変化し、炭化物や窒化物は、その曲率半径が大きくなっていきながら固溶していく。   (B) The form of carbides and nitrides changes due to the interaction with the austenite grain boundaries described in (a) above, and the carbides and nitrides are dissolved as the radius of curvature increases.

(ハ)上記(ロ)に関連して、オーステナイト粒界との相互作用により、炭化物や窒化物が完全に固溶する時間は長くなる。つまり、オーステナイト粒界の密度が高いほど、炭化物や窒化物が完全に固溶する時間は長くなる。   (C) In relation to (b) above, the time during which the carbides and nitrides are completely dissolved becomes longer due to the interaction with the austenite grain boundaries. That is, the higher the density of austenite grain boundaries, the longer the time during which carbides and nitrides are completely dissolved.

これらの知見から、熱間圧延前のスラブ加熱時に析出物を完全に固溶させるための時間を短くするには、析出物による「ピン止め効果」が起こりにくい条件とすればよいことがわかる。   From these findings, it can be seen that in order to shorten the time for completely dissolving the precipitate during the slab heating before hot rolling, it is necessary to set the condition that the “pinning effect” due to the precipitate does not easily occur.

そのための方策として、まず考えられることは、スラブ中の析出物を減らすこと、つまりスラブの鋳造時及び鋳造後に析出する析出物の元となる化学成分を減らすことである。しかし、この方策は、最終製品である鋼板の引張強度の低下に直結するので採用することはできない。したがって、析出物による「ピン止め効果」を起こりにくくする別の方策として、オーステナイトの粒界密度を減じること、つまりスラブ加熱時に生成するオーステナイト粒径を大きくすることが考えられる。   As a measure for that, the first thing to be considered is to reduce the precipitates in the slab, that is, to reduce the chemical components that are the basis of the precipitates that are deposited during and after the casting of the slab. However, this measure cannot be adopted because it directly leads to a decrease in the tensile strength of the steel plate as the final product. Therefore, as another measure for making the “pinning effect” due to precipitates less likely to occur, it is conceivable to reduce the austenite grain boundary density, that is, to increase the austenite grain size generated during slab heating.

スラブ加熱時に生成するオーステナイトの粒径は、スラブ加熱前、即ち鋳造されたスラブの段階でのフェライト粒径に左右される。これは、スラブ加熱時にフェライトがオーステナイトへと変態する際に、オーステナイト粒は、まずフェライト粒界から発生することから、フェライト粒径が大きくなり、これによってフェライト粒界の密度が小さくなれば、オーステナイト粒の発生頻度も減るからである。   The grain size of austenite produced during slab heating depends on the ferrite grain size before slab heating, that is, at the stage of the cast slab. This is because when the ferrite transforms into austenite during slab heating, the austenite grains are first generated from the ferrite grain boundaries, so if the ferrite grain size increases, thereby reducing the ferrite grain boundary density, the austenite grains This is because the frequency of grain generation is also reduced.

即ち、スラブ加熱時、析出物を完全固溶させる時間を短くするべく、析出物による「ピン止め効果」を起こりにくくするためには、鋳造されたスラブの段階においてフェライト粒径を大きくすればよいとの知見を得た。   That is, in order to shorten the time for completely dissolving the precipitate during slab heating, in order to make the “pinning effect” caused by the precipitate less likely to occur, the ferrite grain size should be increased at the stage of the cast slab. And gained knowledge.

本発明は上記知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
[1]質量%で、C:0.02〜0.15%、Si:2.0%以下、Mn:0.5〜2.0%、P:0.08%以下、S:0.0060%以下、Al:0.005〜0.1%、N:0.006%以下、Ti:0.05〜0.3%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、熱間圧延工程における加熱前の段階で、フェライト粒の平均結晶粒径が70μm以上であることを特徴とする連続鋳造スラブ。
[2]更に、質量%で、Nb:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする、上記[1]に記載の連続鋳造スラブ。
[3]更に、質量%で、Cr:0.005〜0.3%、Mo:0.005〜0.3%、Cu:0.005〜0.5%、Ni:0.005〜0.5%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする、上記[1]または上記[2]に記載の連続鋳造スラブ。
[4]更に、質量%で、B:0.0002〜0.005%を含有することを特徴とする、上記[1]ないし上記[3]のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブ。
[5]更に、質量%で、Ca:0.0005〜0.02%、REM(希土類元素):0.0005〜0.02%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする、上記[1]ないし上記[4]のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブ。
[6]上記[1]ないし上記[5]のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブの製造方法であって、連続鋳造機での鋳造後、連続鋳造スラブの表面温度が少なくともAr3点の時点から100℃になる時点まで、35℃/hr以下の冷却速度で冷却することを特徴とする、連続鋳造スラブの製造方法。
[7]上記[1]ないし上記[5]のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブ、または、上記[6]に記載の連続鋳造スラブの製造方法で製造された連続鋳造スラブを、Ac3点以上の温度で加熱し、加熱した後に熱間圧延することを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] By mass%, C: 0.02 to 0.15%, Si: 2.0% or less, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.08% or less, S: 0.0060 %: Al: 0.005 to 0.1%, N: 0.006% or less, Ti: 0.05 to 0.3%, the balance being Fe and inevitable impurities, hot rolling step A continuous cast slab characterized in that the average grain size of ferrite grains is 70 μm or more at the stage before heating in.
[2] Furthermore, the composition further contains at least one element selected from Nb: 0.005 to 0.1% and V: 0.005 to 0.1% by mass%. The continuous cast slab according to [1].
[3] Furthermore, Cr: 0.005-0.3%, Mo: 0.005-0.3%, Cu: 0.005-0.5%, Ni: 0.005-0. The continuous cast slab according to [1] or [2] above, which contains at least one element selected from 5%.
[4] The continuous casting slab according to any one of [1] to [3] above, further containing B: 0.0002 to 0.005% by mass%.
[5] Furthermore, it contains at least one element selected from Ca: 0.0005 to 0.02% and REM (rare earth element): 0.0005 to 0.02% by mass%. The continuous cast slab according to any one of [1] to [4] above.
[6] [1] to [5] above method for manufacturing a continuous casting slab according to any one of, after casting in a continuous casting machine, the surface temperature of the continuous casting slab of at least A r3 point A method for producing a continuous cast slab, characterized in that cooling is performed at a cooling rate of 35 ° C./hr or less from the time to 100 ° C.
[7] Continuous casting slab according to any one of the above [1] to [5] above, or a continuous cast slab produced by the production method of the continuous casting slab according to the above [6], A c3 A method for producing a high-tensile steel sheet having excellent workability, characterized by heating at a temperature equal to or higher than a point, and hot rolling after heating.

本発明によれば、熱間圧延工程における加熱前の連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径を70μm以上とするので、連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物や窒化物などの析出物を、熱間圧延工程におけるスラブ加熱処理で、加熱温度を高くすることなく短時間でオーステナイトに完全に固溶させることが実現される。その結果、微細な析出物の析出を利用した、加工性(伸び特性及び伸びフランジ特性)に優れた高張力鋼板を安定して製造することが可能になるのみならず、熱間圧延工程におけるスラブ加熱時間を短縮することが可能となる。   According to the present invention, since the average grain size of the ferrite grains of the continuous cast slab before heating in the hot rolling process is 70 μm or more, precipitates such as carbides and nitrides precipitated in the continuous cast slab are removed. In the slab heat treatment in the hot rolling process, it is possible to completely dissolve in austenite in a short time without increasing the heating temperature. As a result, it is possible not only to stably produce high-tensile steel sheets with excellent workability (elongation characteristics and stretch flange characteristics) using the precipitation of fine precipitates, but also slabs in the hot rolling process. It is possible to shorten the heating time.

フェーズフィールド法シミュレーションにおける各相の初期設定を示す概略図である。It is the schematic which shows the initial setting of each phase in a phase field method simulation. フェーズフィールド法シミュレーションにおける材料の加熱パターンを示す図である。It is a figure which shows the heating pattern of the material in a phase field method simulation. 計算開始時点からほぼTiCが溶解し終わった52秒経過後までのシミュレーション結果を示す概略図である。It is the schematic which shows the simulation result from the calculation start time to 52 seconds after the TiC has almost completely dissolved. オーステナイト粒の成長挙動を示す概略図である。It is the schematic which shows the growth behavior of an austenite grain. TiCモル分率とTiCの溶解時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a TiC molar fraction and the melt | dissolution time of TiC. TiC溶解時の表面張力とオーステナイト界面との関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between the surface tension at the time of TiC melt | dissolution, and an austenite interface. 加熱前スラブにおけるフェライト粒の平均結晶粒径とTi析出物の完全固溶時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average grain size of the ferrite grain in the slab before a heating, and the complete solid solution time of Ti precipitate.

以下、本発明を具体的に説明する。尚、各元素の含有量を示す「%」は、特に断らない限り「質量%」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described. “%” Indicating the content of each element means “% by mass” unless otherwise specified.

(1)連続鋳造スラブの化学成分
C(炭素):0.02〜0.15%
Cは、主に固溶強化によって鋼板の強度を増加させる元素である。このような効果を得るためには、C含有量を0.02%以上とする必要がある。一方、C含有量が0.15%を超えると、伸びフランジ特性を大きく低下させる。そのため、C含有量は0.02〜0.15%とする必要があり、好ましくは、0.05〜0.12%、更に好ましくは、0.07〜0.11%とする。
(1) Chemical component of continuous casting slab C (carbon): 0.02-0.15%
C is an element that increases the strength of the steel sheet mainly by solid solution strengthening. In order to obtain such an effect, the C content needs to be 0.02% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.15%, the stretch flange characteristic is greatly deteriorated. Therefore, the C content needs to be 0.02 to 0.15%, preferably 0.05 to 0.12%, and more preferably 0.07 to 0.11%.

Si(珪素):2.0%以下
Siは、固溶強化により鋼板の強度を安定させるとともに、延性向上にも寄与する元素である。一方、Si含有量が2.0%を超えると、表面性状を低下させるだけでなく、板厚中央部のMnの偏析を助長するとともに、Si自身も偏析する元素である。そのため、Si含有量は2.0%とする必要があり、好ましくは、0.05〜1.0%、更に好ましくは、0.05〜0.8%とする。
Si (silicon): 2.0% or less Si is an element that stabilizes the strength of the steel sheet by solid solution strengthening and contributes to improving ductility. On the other hand, when the Si content exceeds 2.0%, not only the surface properties are deteriorated, but also the segregation of Mn in the central portion of the plate thickness is promoted, and Si itself is segregated. Therefore, the Si content needs to be 2.0%, preferably 0.05 to 1.0%, and more preferably 0.05 to 0.8%.

Mn(マンガン):0.5〜2.0%
Mnは、主に固溶強化によって鋼板の強度を増加させる元素である。このような効果を得るためには、Mn含有量を0.5%以上とする必要がある。一方、Mn含有量が2.0%を超えると、Mnの中心偏析が著しくなり、種々の特性、例えば鋼板の伸びフランジ性を劣化させる原因となる。そのため、Mn含有量は0.5〜2.0%とする必要があり、好ましくは、0.5〜1.8%、更に好ましくは、1.0〜1.6%とする。
Mn (manganese): 0.5 to 2.0%
Mn is an element that increases the strength of the steel sheet mainly by solid solution strengthening. In order to acquire such an effect, it is necessary to make Mn content 0.5% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.0%, the center segregation of Mn becomes remarkable, which causes various properties such as stretch flangeability of the steel sheet to deteriorate. Therefore, the Mn content needs to be 0.5 to 2.0%, preferably 0.5 to 1.8%, and more preferably 1.0 to 1.6%.

P(燐):0.08%以下
Pは、粒界に偏析して伸びを低下させる元素である。そのため、P含有量は0.08%以下とするが、できる限り低減させることが好ましい。好ましくは0.04%以下とし、更に好ましくは0.020%以下とし、より一層好ましくは0.010%以下とする。Pの含有量は0(ゼロ)であっても問題ない。
P (phosphorus): 0.08% or less P is an element that segregates at the grain boundary to lower the elongation. Therefore, the P content is 0.08% or less, but is preferably reduced as much as possible. Preferably it is 0.04% or less, More preferably, it is 0.020% or less, More preferably, it is 0.010% or less. There is no problem even if the content of P is 0 (zero).

S(硫黄):0.0060%以下
Sは、硫化物を形成して加工性を低下させる。そのため、S含有量は0.0060%以下とするが、極力低減させることが好ましい。好ましくは0.0030%以下とし、更に好ましくは0.0020%以下とし、より一層好ましくは0.0010%以下とする。Sの含有量は0(ゼロ)であっても問題ない。
S (sulfur): 0.0060% or less S forms sulfides and decreases workability. Therefore, the S content is 0.0060% or less, but it is preferable to reduce it as much as possible. Preferably it is 0.0030% or less, More preferably, it is 0.0020% or less, More preferably, it is 0.0010% or less. There is no problem even if the S content is 0 (zero).

Al(アルミニウム):0.005〜0.1%
Alは、脱酸剤として作用する元素である。このような効果を得るためには、Al含有量を0.005%以上とする必要がある。一方、Al含有量が0.1%を超えると、鋼板中にAlの酸化物として残存し、このAlの酸化物が凝集して粗大化し易くなり、伸びフランジ性を劣化させる要因になる。そのため、Al含有量は0.005〜0.1%とする必要があり、好ましくは0.005〜0.07%とし、更に好ましくは0.015〜0.05%とする。
Al (aluminum): 0.005 to 0.1%
Al is an element that acts as a deoxidizer. In order to obtain such an effect, the Al content needs to be 0.005% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.1%, it remains as an Al oxide in the steel sheet, and the Al oxide aggregates and becomes easy to be coarsened, which causes deterioration of stretch flangeability. Therefore, the Al content needs to be 0.005 to 0.1%, preferably 0.005 to 0.07%, and more preferably 0.015 to 0.05%.

N(窒素):0.006%以下
Nは、粗大な窒化物を形成して加工性を低下させる。そのため、N含有量は0.006%以下とするが、できる限り低減させることが望ましく、N含有量は0.005%以下とすることが好ましい。Nの含有量は0(ゼロ)であっても問題ない。
N (nitrogen): 0.006% or less N forms coarse nitrides and lowers workability. Therefore, the N content is 0.006% or less, but it is desirable to reduce it as much as possible, and the N content is preferably 0.005% or less. There is no problem even if the content of N is 0 (zero).

Ti(チタン):0.05〜0.3%
Tiは、本発明において最も重要な元素であり、鋼板の高強度化に顕著な影響を及ぼす。このような効果を得るためには、Ti含有量を0.05%以上とする必要がある。一方、Ti含有量が0.3%を超えると、Tiの炭化物が粗大化する傾向が見られ、鋼板において所望の引張強度を得ることが困難となる。そのため、Ti含有量は0.05〜0.3%とする必要があり、好ましくは、0.06〜0.15%とする。
Ti (titanium): 0.05 to 0.3%
Ti is the most important element in the present invention, and has a significant effect on increasing the strength of the steel sheet. In order to obtain such an effect, the Ti content needs to be 0.05% or more. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.3%, Ti carbide tends to be coarsened, making it difficult to obtain a desired tensile strength in the steel sheet. Therefore, the Ti content must be 0.05 to 0.3%, and preferably 0.06 to 0.15%.

残部はFe(鉄)及び不可避的不純物であるが、下記の理由により、更に、下記の(a)〜(d)に示す元素を、個別にまたは同時に含有させることが好ましい。   The balance is Fe (iron) and inevitable impurities, but for the following reasons, it is preferable to further contain the elements shown in the following (a) to (d) individually or simultaneously.

(a)Nb(ニオブ):0.005〜0.1%、V(バナジウム):0.005〜0.1%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素
(b)Cr(クロム):0.005〜0.3%、Mo(モリブデン):0.005〜0.3%、Cu(銅):0.005〜0.5%、Ni(ニッケル):0.005〜0.5%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素
(c)B(ボロン):0.0002〜0.005%
(d)Ca(カルシウム):0.0005〜0.02%、REM(希土類元素):0.0005〜0.02%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素
以下、それぞれ説明する。
(A) Nb (niobium): 0.005 to 0.1%, V (vanadium): at least one element selected from 0.005 to 0.1% (b) Cr (chromium): 0. 005-0.3%, Mo (molybdenum): 0.005-0.3%, Cu (copper): 0.005-0.5%, Ni (nickel): 0.005-0.5% At least one element selected from (c) B (boron): 0.0002 to 0.005%
(D) Ca (calcium): 0.0005 to 0.02%, REM (rare earth element): at least one element selected from 0.0005 to 0.02% Each of these will be described below.

Nb:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた少なくとも一種
Nb及びVは、いずれも炭窒化物形成元素であり、鋼を高強度化するうえで重要な元素である。このような効果を得るためには、それぞれの含有量を0.005%以上とすることが好ましい。一方、それぞれの含有量が0.1%を超えると、こうした効果は飽和してコストアップを招く。そのため、Nb含有量及びV含有量は0.005〜0.1%とすることが好ましい。
Nb: at least one selected from 0.005 to 0.1%, V: 0.005 to 0.1% Nb and V are both carbonitride-forming elements and increase the strength of steel. It is an important element. In order to acquire such an effect, it is preferable to make each content 0.005% or more. On the other hand, if the respective contents exceed 0.1%, these effects are saturated and cost increases. Therefore, the Nb content and the V content are preferably 0.005 to 0.1%.

Cr:0.005〜0.3%、Mo:0.005〜0.3%、Cu:0.005〜0.5%、Ni:0.005〜0.5%のうちから選ばれた少なくとも一種
これらの元素は、焼入れ性を向上させる作用を有し、加工性向上にも寄与する元素である。このような効果を得るためには、それぞれの含有量を0.005%以上とすることが好ましい。一方、Cr含有量が0.3%を超え、また、Mo含有量が0.3%を超えると、このような効果は飽和してコストアップを招く。また、Cu含有量やNi含有量が0.5%を超えると、熱間圧延中に表面疵が発生しやすくなる。そのため、Cr含有量は0.005〜0.3%、Mo含有量は0.005〜0.3%、Cu含有量は0.005〜0.5%、Ni含有量は0.005〜0.5%とすることが好ましい。より好ましくは、Cr含有量は0.005〜0.1%、Mo含有量は0.005〜0.1%、Cu含有量は0.005〜0.2%、Ni含有量は0.005〜0.2%である。
At least selected from Cr: 0.005-0.3%, Mo: 0.005-0.3%, Cu: 0.005-0.5%, Ni: 0.005-0.5% Type 1 These elements are elements that have an effect of improving hardenability and contribute to improvement of workability. In order to acquire such an effect, it is preferable to make each content 0.005% or more. On the other hand, when the Cr content exceeds 0.3% and the Mo content exceeds 0.3%, such an effect is saturated and the cost is increased. Further, if the Cu content or Ni content exceeds 0.5%, surface flaws are likely to occur during hot rolling. Therefore, Cr content is 0.005-0.3%, Mo content is 0.005-0.3%, Cu content is 0.005-0.5%, Ni content is 0.005-0. 0.5% is preferable. More preferably, the Cr content is 0.005 to 0.1%, the Mo content is 0.005 to 0.1%, the Cu content is 0.005 to 0.2%, and the Ni content is 0.005. ~ 0.2%.

B:0.0002〜0.005%
Bは、鋼のオーステナイトからフェライトへの変態を遅延させる元素であり、オーステナイト−フェライト変態を抑制することでTiの炭化物の析出温度を低温化し、該炭化物の微細化に寄与する。このような効果を得るためには、B含有量を0.0002%以上とすることが好ましい。一方、B含有量が0.005%を超えると、Bによるベイナイト変態効果が強くなり、フェライト組織とすることが困難となる。そのため、B含有量は0.0002〜0.005%とすることが好ましい。より好ましくは0.0002〜0.0025%である。
B: 0.0002 to 0.005%
B is an element that delays the transformation of steel from austenite to ferrite, and suppresses the austenite-ferrite transformation, thereby lowering the precipitation temperature of Ti carbide and contributing to refinement of the carbide. In order to obtain such an effect, the B content is preferably 0.0002% or more. On the other hand, if the B content exceeds 0.005%, the bainite transformation effect due to B becomes strong, and it becomes difficult to obtain a ferrite structure. Therefore, the B content is preferably 0.0002 to 0.005%. More preferably, it is 0.0002 to 0.0025%.

Ca:0.0005〜0.02%、REM(希土類元素):0.0005〜0.02%のうちから選ばれた少なくとも一種
Ca及びREMは、硫化物の形態制御に有効な元素である。このような効果を得るためには、それぞれの量を0.0005%以上とすることが好ましい。一方、それぞれの量が0.02%を超えると、こうした効果は飽和してコストアップを招く。そのため、Ca含有量は0.0005〜0.02%、REM含有量は0.0005〜0.02%とすることが好ましい。より好ましくは、それぞれ0.0005〜0.005%である。尚、REM(希土類元素)は、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)及びランタノイド(15元素)の合計17元素の総称である。
Ca: 0.0005 to 0.02%, REM (rare earth element): at least one selected from 0.0005 to 0.02% Ca and REM are effective elements for controlling the form of sulfide. In order to acquire such an effect, it is preferable to make each amount 0.0005% or more. On the other hand, when each amount exceeds 0.02%, such an effect is saturated and the cost is increased. Therefore, the Ca content is preferably 0.0005 to 0.02%, and the REM content is preferably 0.0005 to 0.02%. More preferably, it is 0.0005 to 0.005%, respectively. Note that REM (rare earth element) is a generic name for a total of 17 elements including Sc (scandium), Y (yttrium), and lanthanoid (15 elements).

(2)熱間圧延工程における加熱前の段階で、連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径が70μm以上
前述したとおり、連続鋳造スラブ中の析出物を、熱間圧延工程におけるスラブ加熱処理時に加熱温度を従来よりも高くすることなく、短い加熱時間で完全にオーステナイトに固溶させるためには、連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径を大きくする必要がある。連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径が大きいほど、短いスラブ加熱時間で析出物をオーステナイトに固溶させることができる。そのためには、連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径は70μm以上である必要がある。連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径が70μm未満の場合には、析出物が完全固溶するのに必要な加熱時間が長くなる。
(2) At the stage before heating in the hot rolling process, the average grain size of the ferrite grains of the continuous cast slab is 70 μm or more. As described above, the precipitates in the continuous cast slab are subjected to slab heat treatment in the hot rolling process. In order to completely dissolve in austenite in a short heating time without increasing the heating temperature, it is necessary to increase the average crystal grain size of the ferrite grains of the continuously cast slab. As the average grain size of the ferrite grains of the continuously cast slab is larger, the precipitate can be dissolved in austenite in a shorter slab heating time. For that purpose, the average grain size of the ferrite grains of the continuous cast slab needs to be 70 μm or more. When the average grain size of the ferrite grains of the continuous cast slab is less than 70 μm, the heating time required for complete precipitation of the precipitates becomes long.

(3)連続鋳造機での鋳造後、連続鋳造スラブの表面温度が少なくともAr3点の時点から100℃になる時点まで35℃/hr以下の冷却速度で冷却
連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径を70μm以上とするためには、連続鋳造スラブの製造時における連続鋳造スラブの冷却速度を遅くする必要がある。具体的には、連続鋳造スラブの冷却速度を35℃/hr以下に制御する必要がある。本発明では、冷却速度の最も速いスラブ表面の冷却速度を35℃/hr以下に制御することで、スラブの内部を含めた全体の冷却速度を35℃/hr以下に制御する。
(3) after casting in a continuous casting machine, the ferrite grains having an average crystal 35 ° C. / hr or less of cooling the continuous cast slab at a cooling rate up to the point the surface temperature of the continuous casting slab comprising in 100 ° C. from the time of at least A r3 point In order to make the particle size 70 μm or more, it is necessary to slow down the cooling rate of the continuously cast slab during the production of the continuously cast slab. Specifically, it is necessary to control the cooling rate of the continuously cast slab to 35 ° C./hr or less. In the present invention, the overall cooling rate including the inside of the slab is controlled to 35 ° C./hr or less by controlling the cooling rate of the slab surface having the fastest cooling rate to 35 ° C./hr or less.

連続鋳造スラブの冷却時、オーステナイトからフェライトへの変態はAr3点(スラブの化学成分にもよるが、およそ800〜910℃の範囲の或る値)で起こることから、連続鋳造スラブの表面温度が少なくともAr3点の時点から100℃になる時点まで、35℃/hr以下の冷却速度で冷却する。35℃/hr以下の冷却速度で冷却する場合、オーステナイトからフェライトへの変態はAr3点で起こり、スラブの表面では、オーステナイトからフェライトへの変態が開始された後、A点(727℃)よりも少し過冷された温度(Ar1点という)でオーステナイトからフェライトへの変態は完了するが、連続鋳造スラブの表面温度が少なくとも100℃になる時点まで35℃/hr以下の冷却速度で冷却を継続する。これは、スラブの表面温度がAr3点以下になった直後は、スラブの内部はAr3点以上の高温であり、スラブの表面温度がAr3点以下になり、スラブ表面の変態が完了した直後からスラブ表面の冷却速度を速くすると、スラブ内部の冷却速度は35℃/hrを超える可能性があるからである。つまり、スラブの内部全体がオーステナイトからフェライトへ変態するまで、スラブの内部を35℃/hr以下の冷却速度で冷却するためである。 When the continuously cast slab cooling, transformation from austenite to ferrite A r3 point (depending on the chemical composition of the slab, a certain value in the range of approximately eight hundred to nine hundred and ten ° C.) from what happens in the surface temperature of the continuously cast slab Is cooled at a cooling rate of 35 ° C./hr or less from at least Ar 3 point to 100 ° C. When cooling at a cooling rate of 35 ° C./hr or less, the transformation from austenite to ferrite occurs at the Ar 3 point, and on the surface of the slab, A 1 point (727 ° C.) after the transformation from austenite to ferrite starts. to complete the transformation to ferrite from austenite in a slightly subcooled temperature (referred a r1 point) than, but cooled at a surface temperature of 35 ° C. until the time is at least 100 ° C. / hr or less in the cooling rate of continuously cast slabs Continue. This is because immediately after the surface temperature of the slab has fallen below the Ar3 point, the inside of the slab is at a high temperature of the Ar3 point or higher, the surface temperature of the slab has fallen below the Ar3 point, and the transformation of the slab surface has been completed. This is because if the cooling rate of the slab surface is increased immediately thereafter, the cooling rate inside the slab may exceed 35 ° C./hr. That is, this is because the inside of the slab is cooled at a cooling rate of 35 ° C./hr or less until the entire inside of the slab is transformed from austenite to ferrite.

連続鋳造機でスラブを鋳造する場合に、連続鋳造機内で、スラブ内部に未凝固の溶鋼を有するスラブの表面温度がAr3点未満になることもあるが、その後、スラブ内部の未凝固の溶鋼からの熱によってスラブ表面の温度が上昇し、連続鋳造機内でスラブの表面温度がAc3点以上になる場合には問題はない。 When casting a slab with a continuous casting machine, the surface temperature of the slab having unsolidified molten steel inside the slab may become less than Ar 3 point in the continuous casting machine. There is no problem when the temperature of the surface of the slab rises due to the heat from and the surface temperature of the slab becomes higher than the Ac3 point in the continuous casting machine.

但し、スラブ内部に未凝固溶鋼が存在しない場合は、スラブ表面の温度上昇は起こらない、または起こっても極めて小さいので、連続鋳造機の出側に設けられた切断機で切断されて連続鋳造機から払い出される時点(この時点では、スラブ内部に未凝固溶鋼は存在しない)でのスラブの表面温度をAr3点以上にする必要がある。その後、保温ピットに装入して徐冷する、または、数枚のスラブを積み重ねて大気中で放冷するなどの処置を施し、スラブの表面温度が少なくともAr3点の時点から100℃になる時点まで、35℃/hr以下の冷却速度でスラブを冷却する。 However, when there is no unsolidified molten steel inside the slab, the temperature of the slab surface does not rise or is extremely small, so it is cut by a cutting machine provided on the outlet side of the continuous casting machine and continuously casted. It is necessary to set the surface temperature of the slab at a point of Ar3 or higher at the time when the steel is discharged (at this time, there is no unsolidified molten steel inside the slab). After that, it is inserted into the heat retaining pit and gradually cooled, or several slabs are stacked and allowed to cool in the atmosphere, so that the surface temperature of the slab reaches 100 ° C. from at least the Ar 3 point. The slab is cooled at a cooling rate of 35 ° C./hr or less until the time point.

尚、連続鋳造機内でスラブの表面温度を一旦Ar3点未満にすると、オーステナイトからフェライトへの変態が起こり、その後、表面温度をAc3点以上にすることでフェライトからオーステナイトへ変態するが、この場合のオーステナイト粒径は、連続鋳造機内でスラブ表面温度をAr3点以上に保持し続けたときのオーステナイト粒径よりも小さくなり、その後の変態で発生するフェライト粒径も小さくなる可能性がある。したがって、連続鋳造機内でもスラブ表面温度をAr3点以上に保持し続けることが好ましい。これは、二次冷却水量及び/または鋳造速度の調整によって実現することができる。 In the continuous casting machine, once the surface temperature of the slab is made lower than the Ar 3 point, transformation from austenite to ferrite occurs, and then the transformation from ferrite to austenite occurs by making the surface temperature higher than the Ac 3 point. In this case, the austenite grain size becomes smaller than the austenite grain size when the slab surface temperature is kept at Ar 3 point or higher in the continuous casting machine, and the ferrite grain size generated in the subsequent transformation may also become smaller. . Therefore, it is preferable to keep the slab surface temperature at Ar3 or higher even in the continuous casting machine. This can be achieved by adjusting the amount of secondary cooling water and / or the casting speed.

このようにして製造される連続鋳造スラブを、必要に応じて表面手入れを実施した後に熱間圧延工程に搬送する。熱間圧延工程では、加熱炉において、連続鋳造スラブをAc3点以上の温度で加熱した後、所定の板厚、板幅に熱間圧延して、熱延鋼板とする。そのまま熱延鋼板として使用することも可能であり、冷間圧延及び冷間圧延後の表面処理工程を施した冷延鋼板または表面処理鋼板として使用することも可能である。 The continuous cast slab manufactured in this way is transported to a hot rolling process after performing surface care as necessary. In the hot rolling process, the continuous cast slab is heated at a temperature of Ac3 point or higher in a heating furnace, and then hot rolled to a predetermined plate thickness and plate width to obtain a hot rolled steel plate. It can also be used as a hot-rolled steel sheet as it is, and can also be used as a cold-rolled steel sheet or a surface-treated steel sheet that has been subjected to a cold rolling and a surface treatment step after cold rolling.

尚、Ac3点とは、フェライトからオーステナイトへの変態点温度であり、また、高張力鋼板とは、引張強度が340MPa以上の鋼板である。また、本発明の対象とする高張力鋼板は、自動車の車体向けの用途が多いことから薄鋼板が主体であるが、本発明で製造されるスラブを用いるのであれば、薄鋼板以外の製品であっても適用可能である。 Note that the A c3 point, a transformation temperature of ferrite to austenite, and the high-tensile steel plate, a tensile strength of steel sheet of more than 340 MPa. In addition, the high-tensile steel plate that is the subject of the present invention is mainly a thin steel plate because there are many uses for automobile bodies, but if the slab manufactured in the present invention is used, it is a product other than the thin steel plate. Even if it exists, it is applicable.

以上説明したように、本発明によれば、熱間圧延工程における加熱前の連続鋳造スラブのフェライト粒の平均結晶粒径を70μm以上とするので、連続鋳造スラブ中に析出していた炭化物や窒化物などの析出物を、熱間圧延工程におけるスラブ加熱処理で、加熱温度を高くすることなく短時間でオーステナイトに完全に固溶させることが実現される。その結果、微細な析出物を利用した、加工性(伸び特性及び伸びフランジ特性)に優れた高張力鋼板を安定して製造することが可能になるのみならず、熱間圧延工程におけるスラブ加熱時間を短縮することが可能となる。   As described above, according to the present invention, since the average grain size of the ferrite grains of the continuous cast slab before heating in the hot rolling process is 70 μm or more, carbides and nitrides precipitated in the continuous cast slab. It is realized that a precipitate such as a product is completely dissolved in austenite in a short time without increasing the heating temperature by the slab heat treatment in the hot rolling process. As a result, it is possible not only to stably produce high-tensile steel sheets with excellent workability (elongation characteristics and stretch flange characteristics) using fine precipitates, but also to slab heating time in the hot rolling process. Can be shortened.

C:0.052%、Si:0.08%、Mn:1.13%、P:0.036%、S:0.0019%、Al:0.066%、N:0.0038%、Ti:0.123%で、残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有する250トンの溶鋼を転炉で溶製し、その後、連続鋳造機で連続鋳造スラブに鋳造した。連続鋳造機では、スラブの表面温度をAr3点よりも高温である920℃以上に制御し、表面温度が920℃以上のスラブを連続鋳造機から払い出した。 C: 0.052%, Si: 0.08%, Mn: 1.13%, P: 0.036%, S: 0.0019%, Al: 0.066%, N: 0.0038%, Ti : 250 tons of molten steel having a composition of 0.123%, the balance being Fe and inevitable impurities, was melted in a converter, and then cast into a continuous cast slab with a continuous casting machine. In the continuous casting machine, the surface temperature of the slab was controlled to 920 ° C. or higher, which is higher than the Ar 3 point, and the slab having a surface temperature of 920 ° C. or higher was discharged from the continuous casting machine.

その後、連続鋳造スラブを、保温ピットに装入して徐冷する、大気中で放冷する、送風機で送風して冷却する、空気と水とのミストを噴霧して冷却するなどして、鋳造後のスラブの冷却速度を変化させて常温まで冷却した。常温まで冷却したスラブから試料を採取して、それぞれのスラブでのフェライト粒の平均結晶粒径をスラブ表面から10mmの位置で調査した。フェライト粒の平均結晶粒径の測定は、JIS G 0551:2013に準じて行った。鋳造後の冷却速度を変えることで、スラブでのフェライト粒の平均結晶粒径は変化した。つまり、鋳造後の冷却速度を遅くすることで、フェライト粒の平均結晶粒径が大きくなることを確認した。   After that, cast the continuous casting slab by charging it into the heat retaining pit, cooling it slowly, letting it cool in the atmosphere, blowing it with a blower and cooling it, spraying and cooling the mist of air and water, etc. The cooling rate of the subsequent slab was changed to cool to room temperature. Samples were taken from slabs cooled to room temperature, and the average grain size of ferrite grains in each slab was examined at a position 10 mm from the slab surface. The average crystal grain size of the ferrite grains was measured according to JIS G 0551: 2013. By changing the cooling rate after casting, the average grain size of ferrite grains in the slab changed. That is, it was confirmed that the average crystal grain size of the ferrite grains was increased by slowing the cooling rate after casting.

その後、それぞれのスラブから採取した複数の試料を1250℃の均熱炉で加熱し、所定の時間経過毎に試料を均熱炉から取り出し、取り出した直後に水中で冷却し、この試料の固溶Ti量を測定した。固溶Ti量の値がほぼ変化しなくなった時間を完全固溶時間とした。尚、固溶Ti量の評価は刊行物2(鋼中固溶マイクロアロイの定量、鉄と鋼、Vol.99(2013).No.5,p.362)に記載の方法に準じて行った。また、Ac3点以上の温度で均熱した試料を、Ar3点以上の温度から水中で急冷することで、均熱時の溶質元素の固溶状態が常温まで凍結される。 Thereafter, a plurality of samples collected from the respective slabs are heated in a soaking furnace at 1250 ° C., the samples are taken out from the soaking furnace every predetermined time, cooled immediately in water immediately after being taken out, and the samples are dissolved. Ti amount was measured. The time when the value of the amount of solid solution Ti hardly changed was defined as the complete solid solution time. In addition, the amount of solid solution Ti was evaluated according to the method described in publication 2 (quantification of solid solution microalloy in steel, iron and steel, Vol.99 (2013) .No.5, p.362). . Moreover, the solid solution state of the solute element at the time of soaking is frozen to room temperature by rapidly cooling the sample soaked at a temperature of the Ac 3 point or higher in water from the temperature of the Ar 3 point or higher.

調査結果を表1に示し、また、加熱前スラブにおけるフェライト粒の平均結晶粒径とTi析出物の完全固溶時間との関係を図7に示す。   The investigation results are shown in Table 1, and the relationship between the average grain size of ferrite grains in the pre-heating slab and the complete solid solution time of Ti precipitates is shown in FIG.

表1及び図7に示すように、連続鋳造後のスラブ段階でのフェライト粒径が大きいほうが、析出物が完全に固溶するまでの時間が短くなる。スラブ段階でのフェライト粒径を大きくするには、スラブ冷却速度を遅くすればよく、特に冷却速度を35℃/hr以下とすることで、フェライト粒の平均結晶粒径を70μm以上とすることができる。   As shown in Table 1 and FIG. 7, the larger the ferrite grain size in the slab stage after continuous casting, the shorter the time until the precipitate is completely dissolved. In order to increase the ferrite grain size in the slab stage, the slab cooling rate may be slowed down. In particular, by setting the cooling rate to 35 ° C./hr or less, the average grain size of the ferrite grains may be set to 70 μm or more. it can.

Claims (7)

質量%で、C:0.02〜0.15%、Si:2.0%以下、Mn:0.5〜2.0%、P:0.08%以下、S:0.0060%以下、Al:0.005〜0.1%、N:0.006%以下、Ti:0.05〜0.3%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、熱間圧延工程における加熱前の段階で、フェライト粒の平均結晶粒径が70μm以上であることを特徴とする連続鋳造スラブ。   In mass%, C: 0.02-0.15%, Si: 2.0% or less, Mn: 0.5-2.0%, P: 0.08% or less, S: 0.0060% or less, Al: 0.005 to 0.1%, N: 0.006% or less, Ti: 0.05 to 0.3%, with the balance being Fe and inevitable impurities, before heating in the hot rolling step A continuous cast slab characterized in that the average grain size of ferrite grains is 70 μm or more at the stage. 更に、質量%で、Nb:0.005〜0.1%、V:0.005〜0.1%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする、請求項1に記載の連続鋳造スラブ。   Furthermore, it contains at least one element selected from Nb: 0.005 to 0.1% and V: 0.005 to 0.1% by mass%. Continuous slab as described. 更に、質量%で、Cr:0.005〜0.3%、Mo:0.005〜0.3%、Cu:0.005〜0.5%、Ni:0.005〜0.5%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の連続鋳造スラブ。   Furthermore, by mass%, Cr: 0.005-0.3%, Mo: 0.005-0.3%, Cu: 0.005-0.5%, Ni: 0.005-0.5% The continuous cast slab according to claim 1 or 2, which contains at least one element selected from among them. 更に、質量%で、B:0.0002〜0.005%を含有することを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブ。   The continuous cast slab according to any one of claims 1 to 3, further comprising B: 0.0002 to 0.005% in mass%. 更に、質量%で、Ca:0.0005〜0.02%、REM(希土類元素):0.0005〜0.02%のうちから選ばれた少なくとも一種の元素を含有することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブ。   Furthermore, it is characterized by containing at least one element selected from Ca: 0.0005 to 0.02% and REM (rare earth element): 0.0005 to 0.02% by mass%. The continuous cast slab according to any one of claims 1 to 4. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブの製造方法であって、連続鋳造機での鋳造後、連続鋳造スラブの表面温度が少なくともAr3点の時点から100℃になる時点まで、35℃/hr以下の冷却速度で冷却することを特徴とする、連続鋳造スラブの製造方法。 The method for manufacturing a continuous cast slab according to any one of claims 1 to 5, wherein after the casting in the continuous casting machine, the surface temperature of the continuous cast slab is at least 100 ° C from the point of Ar 3 point. The manufacturing method of the continuous casting slab characterized by cooling at a cooling rate of 35 degrees C / hr or less until it becomes. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の連続鋳造スラブ、または、請求項6に記載の連続鋳造スラブの製造方法で製造された連続鋳造スラブを、Ac3点以上の温度で加熱し、加熱した後に熱間圧延することを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。 The continuous cast slab according to any one of claims 1 to 5 or the continuous cast slab manufactured by the method for manufacturing a continuous cast slab according to claim 6 is heated at a temperature equal to or higher than Ac3 point. And hot rolling after heating, a method for producing a high-strength steel sheet having excellent workability.
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