JP6260755B1

JP6260755B1 - 船舶バラストタンク用鋼材および船舶

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Publication number: JP6260755B1
Application number: JP2017548310A
Authority: JP
Inventors: 塩谷　和彦; 和彦塩谷; 至寒澤; 博司池田; 慶一郎岸; 長谷　和邦; 和邦長谷
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2036-10-06
Also published as: TWI636142B; TW201814065A; PH12019500755A1; CN109790607B; CN109790607A; JPWO2018066018A1; WO2018066018A1; KR20190062480A

Abstract

所定の成分組成にするとともに、ACB値を0.50以下、Sn偏析度を18未満とすることにより、優れた耐食性と優れた耐ラメラテア性とを両立した船舶バラストタンク用鋼材を提供する。

Description

本発明は、石炭船、鉱石船、鉱炭兼用船、原油タンカー、ＬＰＧ船、ＬＮＧ船、ケミカルタンカー、コンテナ船、ばら積み船、木材専用船、チップ専用船、冷凍運搬船、自動車専用船、重量物船、ＲＯＲＯ船、石灰石専用船およびセメント専用船等の船舶に用いられる鋼材に関し、特に、海水による厳しい腐食環境下にあるバラストタンクにおいて優れた耐食性を発揮するとともに、優れた耐ラメラテア性を発揮する船舶バラストタンク用鋼材に関するものである。なお、ここでいう船舶バラストタンク用鋼材には、厚鋼板はもちろんのこと、薄鋼板および形鋼が含まれる。
また、本発明は、上記の鋼材を用いてなる船舶に関するものである。

船舶のバラストタンクは、積荷がない時に、海水を注入して船舶の安定航行を可能にする役目を担うものであるため、非常に厳しい腐食環境下におかれている。そのため、船舶のバラストタンクに用いられる鋼材の防食には、通常、エポキシ系塗料による防食塗装が施されている。

しかし、かような防食対策を講じても、バラストタンクの腐食環境は依然として厳しい状態にある。
すなわち、バラストタンクに海水を注入した時に海水に完全に浸されている部分については、電気防食が機能している場合、腐食の進行を抑えることができる。しかし、電気防食が機能していない場合、海水による激しい腐食が起きる。また、バラストタンクに海水が注入されていない場合、バラストタンク全体で、電気防食が全く働かず、残留付着塩分の作用によって激しい腐食を受ける。

このような厳しい腐食環境下にあるバラストタンクの防食塗膜の寿命は、一般に約１５年といわれており、船舶の寿命（約２５年）の２／３程度である。従って、残りの約１０年は、補修塗装を行うことよって、耐食性を維持しているのが実状である。しかし、バラストタンクは、上記のような厳しい腐食環境にあるため、補修塗装を行ってもその効果を長時間持続させることが難しい。また、補修塗装は、狭い空間での作業となるため、作業環境としては好ましくない。
そのため、補修塗装までの期間をできる限り延長し、かつ補修塗装作業をできるだけ軽減できる耐食性に優れた鋼材の開発が望まれている。

上記の要望に応えるべく、従来から、種々の鋼材が提案されている。
例えば、特許文献１には、
「化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０１〜１．００％、Ｍｎ：０．０５〜３．００％、Ｓｎ：０．０１〜０．５０％、Ｏ：０．０００１〜０．０１００％、Ｃｕ：０〜０．１０％未満、Ｃｒ：０〜０．１０％未満、Ｍｏ：０〜０．０５０％未満、Ｗ：０〜０．０５０％未満、Ｃｕ＋Ｃｒ：０〜０．１０％未満、Ｍｏ＋Ｗ：０〜０．０５０％未満、Ｓｂ：０〜０．０５％未満、Ｎｉ：０〜０．０５％、Ｎｂ：０〜０．０５０％、Ｖ：０〜０．０５０％、Ｔｉ：０〜０．０２０％、Ａｌ：０〜０．１００％、Ｃａ：０〜０．０１００％未満、Ｍｇ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．０１００％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、残部：Ｆｅおよび不純物であり；フェライトである軟質組織と、パーライト、ベーナイト、およびマルテンサイトである硬質組織とを有し；前記軟質組織中のＳｎ濃度に対する前記硬質組織中のＳｎ濃度の比であるＳｎ濃度比が１．２以上６．０未満である；ことを特徴とする鋼材。」
が開示されている。
また、特許文献２には、
「質量％で、Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０３％以上０．６０％未満、Ｍｎ：０．５〜２.０％、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．００５％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００６％を超えて０．１０％以下、Ｓｎ：０．０２〜０．４０％を含有し、Ｃｒ、ＭｏおよびＷから選択される１種以上を合計で０．０３〜１．０％を含み、残部はＦｅおよび不純物からなることを特徴とする耐食性及び溶接部の継手疲労特性に優れたバラストタンク用鋼材。」
が開示されている。

特許第5839151号公報特開2012-57236号公報

ところで、船舶では様々な部位において溶接が施されており、多くの部位の溶接継手で、板厚方向に引張応力を受ける。そして、かような溶接継手では、ラメラテアが生じる危険性があることが最近明らかとなってきた。ここで、ラメラテアとは、十字継手、Ｔ継手、角継手などの板厚方向に引張応力を受ける溶接継手において、引張応力によって鋼板表面に平行な方向に、鋼材内部においてき裂が進展し、割れが発生する現象である。
このため、船舶バラストタンク用鋼材では、上記した船舶のバラストタンクの使用環境での耐食性に加え、耐ラメラテア性にも優れていることが要求される。

しかし、特許文献１および２ではいずれも、溶接継手においてラメラテアが発生するリスクを全く考慮しておらず、耐ラメラテア性については何ら考慮されていない。

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたものであって、船舶のバラストタンクの使用環境における耐食性に優れ、かつ耐ラメラテア性にも優れる船舶バラストタンク用鋼材を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記の船舶バラストタンク用鋼材を用いてなる船舶を提供することを目的とする。

さて、発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意研究を重ね、以下の知見を得た。
（１）バラストタンクの使用環境における耐食性の向上には、Snとともに、Ｗ、Mo、SbおよびSiのうちから選んだ１種または２種以上を複合添加することが有効である。
（２）一方、耐ラメラテア性の観点からは、鋼中のＳを低減するとともに、Snを低減することが有効である。

このように、バラストタンクの使用環境における耐食性の向上の観点からはSnの添加が有効であるものの、耐ラメラテア性の観点からは、Snを低減することが有効である。そこで、発明者らは、上記の知見を基に、耐食性と耐ラメラテア性とを両立すべく、さらに検討を重ねた。

その結果、
（３）Snの中心偏析を抑制して、Snを鋼材全体に極力拡散させてやれば、Snを一定量含有していても優れた耐ラメラテア性が得られる、
（４）また、Snとともに、Ｗ、Mo、SbおよびSiを複合添加し、これらの含有量で定義されるACB値を所定の範囲に調整すれば、Sn量を低減しても、船舶バラストタンクの使用環境における優れた耐食性が得られる、
（５）すなわち、Sn量を、Ｗ、Mo、SbおよびSi量との関係で適正に調整しつつ、Snの中心偏析を抑制して、Snを鋼材全体に拡散させてやれば、船舶バラストタンクの使用環境における耐食性と耐ラメラテア性とを両立することできる、
との知見を得た。
また、
（６）Ｓ量に応じてSn量を厳密に制御することで、一層、耐ラメラテア性が向上する、
との知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を重ねて完成させたものである。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．質量％で、
Ｃ：0.03〜0.18％、
Mn：0.10〜2.00％、
Ｐ：0.030％以下、
Ｓ：0.0070％以下、
Al：0.001〜0.100％、
Sn：0.01〜0.20％および
Ｎ：0.0080％以下
を含有するとともに、
Ｗ：0.01〜0.50％、
Mo：0.01〜0.50％、
Sb：0.01〜0.30％および
Si：0.01〜1.50％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、
次式(1)で定義されるACB値が0.50以下であり、かつ
次式(2)で定義されるSn偏析度が18未満である、船舶バラストタンク用鋼材。
ACB＝｛1−（0.8×[％W]+0.5×[％Mo]）^0.3｝×｛1−（[％Sn]+0.4×[％Sb]）^0.3｝×{1−（0.05×[％Si]）^0.3}---(1)
［Sn偏析度］＝［中心偏析部のSn濃度］／［平均のSn濃度］--- (2)
ここで、[％W]、[％Mo]、[％Sn]、[％Sb]および[％Si]はそれぞれ、成分組成におけるＷ、Mo、Sn、SbおよびSiの含有量（質量％）である。

２．前記成分組成におけるＳ含有量とSn含有量とが、次式(3)の関係を満足する、前記１に記載の船舶バラストタンク用鋼材。
10000×[％S]×[％Sn]² ≦ 1.40 --- (3)
ここで、[％S]および[％Sn]はそれぞれ、成分組成におけるＳおよびSnの含有量（質量％）である。

３．前記成分組成が、さらに質量％で、
Cu：0.01〜0.50％、
Ni：0.01〜0.50％、
Cr：0.01〜0.50％および
Co：0.01〜0.50％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有する、前記１または２に記載の船舶バラストタンク用鋼材。

４．前記成分組成が、さらに質量％で、
Ti：0.001〜0.100％、
Zr：0.001〜0.100％、
Nb：0.001〜0.100％および
Ｖ：0.001〜0.100％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有する、前記１〜３のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材。

５．前記成分組成が、さらに質量％で、
Ca：0.0001〜0.0100％、
Mg：0.0001〜0.0200％および
REM：0.0002〜0.2000％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有する、前記１〜４のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材。

６．前記成分組成が、さらに質量％で、
Ｂ：0.0001〜0.0300％
を含有する、前記１〜５のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材。

７．前記１〜６のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材を用いてなる船舶。

本発明によれば、船舶のバラストタンクの使用環境における耐食性に優れ、かつ耐ラメラテア性にも優れる船舶バラストタンク用鋼材が得られる。
そして、本発明の船舶バラストタンク用鋼材を船舶のバラストタンクに適用することで、高い安全性を確保しながら、バラストタンクの検査や塗装にかかる費用を低減することが可能となる。

以下、本発明を具体的に説明する。まず、本発明において鋼の成分組成を前記の範囲に限定した理由について説明する。なお、鋼の成分組成における元素の含有量の単位はいずれも「質量％」であるが、以下、特に断らない限り単に「％」で示す。

Ｃ：0.03〜0.18％
Ｃは、鋼の強度確保に必要な元素である。このような効果を得るため、Ｃ量は0.03％以上とする。しかし、Ｃ量が0.18％を超えると、溶接性および溶接熱影響部の靭性が低下する。従って、Ｃ量は0.03〜0.18％の範囲とする。好ましくは0.04％以上、0.16％以下である。

Mn：0.10〜2.00％
Mnは、鋼の強度を高める元素である。このような効果を得るため、Mn量は0.10％以上とする。しかし、Mn量が2.00％を超えると、鋼の靭性および溶接性が低下する。また、Mnの中心偏析によって、耐ラメラテア性も低下する。従って、Mn量は0.10〜2.00％の範囲とする。好ましくは0.60％以上、1.80％以下である。より好ましくは、0.80％以上、1.60％以下である。

Ｐ：0.030％以下
Ｐは、靭性及び溶接性を劣化させる。このため、Ｐ量は0.030％以下とする。好ましくは0.025％以下である。より好ましくは0.015％以下である。なお、下限については特に限定されないが、0.003％とすることが好ましい。

Ｓ：0.0070％以下
Ｓは、耐ラメラテア性に関与する重要な元素である。すなわち、Ｓは、非金属介在物である粗大なMnSを形成し、このMnSがラメラテアの起点となる。特に、Ｓ量が0.0070％を超えると、耐ラメラテア性の大幅な低下を招く。従って、Ｓ量は0.0070％以下とする。好ましくは0.0060％以下である。より好ましくは0.0050％以下である。なお、下限については特に限定されないが、0.0003％とすることが好ましい。

Al：0.001〜0.100％
Alは、脱酸剤として添加される元素であり、Al量は0.001％以上とする。しかし、Al量が0.100％を超えると、鋼の靭性が低下する。このため、Al量は0.001〜0.100％の範囲とする。

Sn：0.01〜0.20％
Snは、バラストタンクの使用環境における耐食性を向上させるために必要な元素であるとともに、耐ラメラテア性に関与する重要な元素である。具体的には、Snは、耐食性を向上させる一方で、耐ラメラテア性を低下させる元素である。
すなわち、Snは、バラストタンクの使用環境において、腐食の進行に伴い、鋼材表面の錆中に取り込まれ、これにより、錆粒子を微細化する。そして、錆粒子の微細化に伴い、Feのアノード反応を抑制し、ひいては腐食を抑制する。このような効果はSn量を0.01％以上とすることで発現する。好ましくは0.02％以上である。
一方で、Snは鋼材中心部に偏析し易く、かような偏析部では、硬度が著しく増大するために、耐ラメラテア性が劣化する。特に、Sn量が0.20％を超えると、耐ラメラテア性が大きく劣化する。従って、耐ラメラテア性の確保の観点から、Sn量は0.20％以下とする。好ましくは0.15％以下である。より好ましくは0.10％以下である。

Ｎ：0.0080％以下
Ｎは、靭性を低下させる有害な元素であるので、極力低減させることが望ましい。特に、Ｎ量が0.0080％を超えると、靭性の低下が大きくなる。従って、Ｎ量は0.0080％以下とする。好ましくは0.0070％である。なお、下限については特に限定されないが、0.0005％とすることが好ましい。

Ｗ：0.01〜0.50％、Mo：0.01〜0.50％、Sb：0.01〜0.30％およびSi：0.01〜1.50％のうちから選んだ１種または２種以上
Ｗ、Mo、SbおよびSiは、Snとともに複合添加することで、バラストタンクの使用環境における耐食性を向上させる元素である。
上述したように、Snは耐食性の向上に有効な元素であるものの、耐ラメラテア性の観点から多量には含有させることができない。このため、バラストタンクの使用環境における耐食性と耐ラメラテア性とを両立するには、Ｗ：0.01〜0.50％、Mo：0.01〜0.50％、Sb：0.01〜0.30％およびSi：0.01〜1.50％のうちから選んだ１種または２種以上を含有させることが必要である。
ここで、Sbは、腐食の進行に伴い、鋼材表面に溶出し、錆粒子を微細化する。また、Ｗ、MoおよびSiはそれぞれ、WO₄ ²⁻、MoO₄ ²⁻、SiO₄ ⁴⁻として遊離し、錆中に取り込まれ、錆にカチオン選択透過性を付与し、鋼界面（錆層と地鉄の界面）へのCl⁻等の腐食性アニオンの透過を電気的に抑制する。
これらの効果は、上述のSnの防食作用が共存した場合において顕在化し、Ｗ、Mo、SbおよびSi量がそれぞれ0.01％以上で発現する。しかし、いずれの元素も多く含有させると、溶接性や靱性を劣化させ、コストの観点からも不利になる。
従って、Ｗ量は0.01〜0.50％の範囲、Mo量は0.01〜0.50％の範囲、Sb量は0.01〜0.30％の範囲、Si量は0.01〜1.50％の範囲とする。
好ましくは、Ｗ量は0.02％以上、0.40％以下、Mo量は0.02％以上、0.40％以下、Sb量は0.02％以上、0.25％以下、Si量は0.03％以上、0.70％以下である。

このようにバラストタンクの使用環境における優れた耐食性を得るためには、Snとともに、Ｗ、Mo、SbおよびSiを複合添加することが必要であるが、それだけでは不十分で、次式(1)で定義されるACB値を所定の範囲に調整することが重要である。
ACB＝｛1−（0.8×[％W]+0.5×[％Mo]）^0.3｝×｛1−（[％Sn]+0.4×[％Sb]）^0.3｝×{1−（0.05×[％Si]）^0.3}---(1)
ここで、[％W]、[％Mo]、[％Sn]、[％Sb]および[％Si]はそれぞれ、成分組成におけるＷ、Mo、Sn、SbおよびSiの含有量（質量％）である。
なお、各元素の含有量について、含有されないものは「0」として計算する。

ACB値：0.50以下
ACB値は、バラストタンクの使用環境における耐食性の指標となるものであり、上掲式(1)に示したとおり、Ｗ、Mo、Sn、SbおよびSiの含有量により規定される。そして、ACB値が0.50以下となるように、所定量のSnと、Ｗ、Mo、SbおよびSiとを複合添加することで、バラストタンクの使用環境における耐食性と耐ラメラテア性とを両立することが可能となる。このような観点から、ACB値は0.50以下とする。好ましくは0.45以下、より好ましくは0.40以下である。

また、Snによる耐ラメラテア性の低下機構は、Ｓによる耐ラメラテア性の低下機構とは異なっている。しかし、ＳとSnによる耐ラメラテア性の低下は互いに相乗して作用する。このため、耐ラメラテア性を一層向上させる観点からは、ＳおよびSnの含有量について、次式(3)の関係を満足させることが好適である。
10000×[％S]×[％Sn]² ≦ 1.40 --- (3)
ここで、[％S]および[％Sn]はそれぞれ、成分組成におけるＳおよびSnの含有量（質量％）である。

上掲(3)式は、耐ラメラテア性に対するSn量の影響がＳ量の影響に比べて非常に大きいことを意味している。すなわち、Snを厳密に管理することが、耐ラメラテア性を確保するうえで特に重要であることを意味している。
ここで、10000×[％S]×[％Sn]²は、1.20以下とすることがより好ましい。10000×[％S]×[％Sn]²の下限については特に限定されるものではないが、0.001とすることが好ましい。
なお、ラメラテアを抑制するにあたっては、Ｓ量とSn量をともに上記した範囲に限定することが前提となることは言うまでもない。

以上、基本成分について説明したが、本発明の船舶バラストタンク用鋼材では、以下に述べる元素を適宜含有させることができる。
Cu：0.01〜0.50％、Ni：0.01〜0.50％、Cr：0.01〜0.50％およびCo：0.01〜0.50％のうちから選んだ１種または２種以上
Cu、Ni、CrおよびCoは、腐食の進行に伴って錆層中に移行し、錆層と地鉄の界面へのCl^-の濃縮を抑制し、これによって耐食性の向上に寄与する。このような効果は、Cu、Ni、CrまたはCo量が0.01％未満では十分には得られない。一方、Cu、Ni、CrまたはCo量が0.50％を超えると、溶接部の靭性を劣化させる。
従って、Cu、Ni、CrおよびCoを含有させる場合、その量はいずれも0.01〜0.50％の範囲とする。好ましくは0.02％以上、0.40％以下である。

Ti：0.001〜0.100％、Zr：0.001〜0.100％、Nb：0.001〜0.100％およびＶ：0.001〜0.100％のうちから選んだ１種または２種以上
Ti、Zr、NbおよびＶは、所望とする強度を確保する観点から、単独または複合して添加することができる。しかし、いずれの元素も過剰に含有させると、靱性および溶接性を劣化させる。従って、Ti、Zr、NbおよびＶを含有させる場合、その量はいずれも0.001〜0.100％の範囲とする。好ましくは0.005％以上、0.050％以下である。

Ca：0.0001〜0.0100％、Mg：0.0001〜0.0200％およびREM：0.0002〜0.2000％のうちから選んだ１種または２種以上
Ca、MgおよびREMは溶接部の靱性を向上させる観点から、単独または複合して添加することができる。しかし、いずれの元素も過剰に含有させると、却って溶接部の靱性劣化を招く。また、コストも増加する。従って、Ca、MgおよびREMを含有させる場合、Ca量は0.0001〜0.0100％、Mg量は0.0001〜0.0200％、REM量は0.0002〜0.2000％の範囲とする。

Ｂ：0.0001〜0.0300％
Ｂは、鋼材の焼入性を向上させる元素である。また、所望の強度を確保する観点から、Ｂを含有させることができる。このような観点からは、Ｂ量を0.0001％以上とすることが有効である。しかし、Ｂを過剰に含有させる、特にＢ量が0.0300％を超えると、靱性の大幅な劣化を招く。従って、Ｂを含有させる場合、その量は0.0001〜0.0300％の範囲とする。

上記以外の成分は、Feおよび不可避的不純物である。

以上、本発明の船舶バラストタンク用鋼材の成分組成について説明したが、本発明の船舶バラストタンク用鋼材では、Sn偏析度を次のように制御することが極めて重要である。
Sn偏析度：18未満
Snの中心偏析によって、偏析部の硬度は大きく増加する。そして、このような偏析部がラメラテア発生の起点となる。すなわち、Snを含有する成分組成において優れた耐ラメラテア特性を確保するには、Snの中心偏析を抑制して偏析部の硬度増加を抑制することが重要である。このような観点から、Sn偏析度は18未満とする。好ましくは16未満である。より好ましくは15以下である。下限については特に限定されるものではないが、2とすることが好ましい。

なお、ここでいうSn偏析度とは、鋼材の圧延方向と平行に切断した断面（鋼材表面に垂直な断面）において、電子線マイクロアナライザ（以下、EPMAと示す）の線分析により得られる平均のSn濃度に対する中心偏析部のSn濃度の比である。
具体的には、鋼材の厚さをｔ（mm）、幅（鋼材の圧延方向および厚さ方向と直角の方向）をＷ（mm）としたとき、まず、鋼材の圧延方向と平行に切断した断面（鋼材表面に垂直な断面）の鋼材の厚さ方向：(0.5±0.1)×ｔ、圧延方向：15mmの面領域（すなわち、鋼材の厚さ方向の中心位置を包含する面領域）において、ビーム径：20μm、ピッチ：20μmの条件で、SnのEPMA面分析を実施する。なお、SnのEPMA面分析は、１／４×Ｗ、１／２×Ｗおよび３／４×Ｗの位置の３つの断面視野にて実施する。
ついで、上記EPMA面分析から各断面視野においてSn濃度が最も高い位置を選択し、当該位置においてそれぞれ、鋼材の厚さ方向にビーム径：５μm、ピッチ：５μmの条件で、SnのEPMA線分析を実施する。なお、EPMA線分析の実施にあたっては、鋼材の表裏面からそれぞれ25μmまでの領域は除外する。
そして、測定ラインごとにSn濃度（質量濃度）の最大値を求め、これらの平均値を中心偏析部のSn濃度（質量濃度）とし、この中心偏析部のSn濃度を、測定ラインの全測定値の算術平均値である平均のSn濃度（質量濃度）で除した値を、Sn偏析度とする。
すなわち、
［Sn偏析度］＝［中心偏析部のSn濃度］／［平均のSn濃度］
である。

上述したように、本発明の船舶バラストタンク用鋼材は、優れた耐ラメラテア特性を確保する観点から、Snの中心偏析を抑制する、すなわち、Snの中心偏析の度合いを示すSn偏析度を所定値以下に制御することが極めて重要である。ここで、Sn偏析度は、成分組成が同じであっても、製造条件によって大きく変化する。このため、Snの中心偏析を抑制するには、鋼材の製造方法を適切に制御することが非常に重要である。
以下、本発明の船舶バラストタンク用鋼材の好適製造方法について説明する。

すなわち、本発明の鋼材は、上記した成分組成に調整した鋼を、転炉や電気炉、真空脱ガス等、公知の精錬プロセスを用いて溶製し、連続鋳造法あるいは造塊−分塊圧延法で鋼素材（スラブ）とし、ついでこの鋼素材を必要に応じて再加熱してから熱間圧延することにより、鋼板または形鋼等とすることで製造することができる。なお、鋼材の厚さは特に限定されるものではないが、好ましくは2〜100mmである。より好ましくは3〜80mmである。さらに好ましくは4〜60mmである。
ここで、連続鋳造の場合、鋳造速度（引抜速度）を0.3〜2.8m/minとすることが好ましい。鋳造速度が0.3m/min未満では、操業効率が悪くなる。一方、鋳造速度が2.8m/minを超えると、表面温度ムラが生じ、また鋳片内部への溶鋼供給が不十分になって、Snの中心偏析が促される。Snの中心偏析を抑制する観点からは、より好ましくは0.4m/min以上、2.6m/min以下である。さらに好ましくは1.5m/min以下である。
また、未凝固層を有する凝固末期の鋳片を、凝固収縮量と熱収縮量との和に相当する程度の圧下総量及び圧下速度で、圧下ロール群によって徐々に圧下しながら鋳造する軽圧下法を行うことが好ましい。

次に、上記の鋼素材を所望の寸法形状に熱間圧延する際には、900℃〜1350℃の温度に加熱することが好ましい。加熱温度が900℃未満では変形抵抗が大きく、熱間圧延が難しくなる。一方、加熱温度が1350℃を超えると、表面痕が発生したり、スケールロスや燃料原単位が増加したりする。
また、特に、加熱温度が高いほど中心偏析部のSnの拡散が促されるため、耐ラメラテア性を確保する観点からは有利となる。このような観点から、加熱温度は1030℃以上とすることがより好ましい。
さらに、上記加熱温度における保持時間は、60min以上とすることが好ましい。これにより、中心偏析部におけるSnの拡散が十分に促される。より好ましくは150min以上である。なお、上限については特に限定されるものではないが、1000minとすることが好ましい。

なお、鋼素材の温度が、もともと1030〜1350℃の範囲の場合でかつ、その温度範囲に60min以上保持されていた場合には、再加熱せずに、そのまま熱間圧延に供してもよい。また、熱間圧延後に得られた熱延板に、再加熱処理、酸性、冷間圧延を施し、所定板厚の冷延板としてもよい。
熱間圧延では、仕上圧延終了温度を650℃以上とすることが好ましい。仕上圧延終了温度が650℃未満では、変形抵抗の増大により圧延荷重が増加し、圧延の実施が困難となる。

熱間圧延後の冷却は、空冷、加速冷却のいずれの方法でもよいが、より高い強度を得たい場合には、加速冷却を行うことが好ましい。
ここで、加速冷却を行う場合には、冷却速度を２〜100℃/ｓ、冷却停止温度を700〜400℃とするのが好ましい。すなわち、冷却速度が２℃/ｓ未満、および／または冷却停止温度が700℃超では、加速冷却の効果が小さく、十分な高強度化が達成されない場合がある。一方、冷却速度が100℃/ｓ超、および／または冷却停止温度が400℃未満では、鋼材の靭性が低下したり、鋼材の形状に歪が発生する場合がある。ただし、後工程において熱処理を施す場合はその限りではない。

表１に示す成分組成になる鋼（残部はFeおよび不可避的不純物である）を、転炉で溶製して、表２に示す条件の連続鋳造により鋼スラブとした。これらの鋼スラブを1150℃に再加熱後、表２に示す条件で保持し、仕上圧延終了温度：800℃の熱間圧延を施し、板厚：40mmの鋼板を得た。なお、熱間圧延後の冷却は、冷却速度：10℃/ｓ、冷却停止温度：550℃の水冷（加速冷却）とした。
そして、上記した方法により、得られた鋼板におけるSn偏析度を求めた。結果を表２に併記する。

また、上記のようにして得られた鋼板について、以下の要領で、バラストタンクの使用環境を模擬した腐食試験を行い、バラストタンクの使用環境における耐食性の評価を行った。
（１）耐食性の評価
上記のようにして得たNo.1〜59の鋼板からそれぞれ、6mmt×150mmW×150mmLの試験片を鋼板表面から深さ：1mmの位置で採取した。そして、表面をショットブラストした後、脱脂し、試験片の質量を測定した。ついで、変性エポキシ樹脂塗料を膜厚：160μmで2回塗りし、その後、地鉄表面まで達する80mm長さのスクライブをプラスチックカッターにより付与し、腐食試験に供した。
腐食試験では、実船のバラストタンクの腐食環境を模擬し、
１）35℃、5質量％NaCl水溶液噴霧、2h → ２）60℃、RH:20-30％、4h → ３）50℃、RH＞95％、2h
を1サイクルとして、これを504サイクル繰り返した。
腐食試験後、除膜、除錆して、各試験片の質量を測定し、腐食試験前後での質量減少量を求めた。そして、No.42をベース鋼として、このベース鋼に対する質量減少量の比率により、以下の基準で耐食性を評価した。
○（合格）：70％以下
×（不合格）：70％超

さらに、以下の要領で、耐ラメラテア性の評価を行った。
（２）耐ラメラテア性の評価
ClassNK 鋼船規則・同検査要領（K編、第2章）に準拠して、上記のようにして得られたNo.1〜59の鋼板について、鋼板の板厚方向（Z方向）の引張試験を実施し、絞り値（RA）を算出た。そして、算出した絞り値（RA）に基づき、以下の基準で耐ラメラテア性を評価した。
◎（合格、特に優れる）：70以上
○（合格）：35以上70未満
△（不合格）：25以上35未満
×（不合格）：25未満

（１）および（２）の評価結果を表２に併記する。なお、表２中の総合評価は、上記した（１）および（２）の評価が全て「○」または「◎」の場合を「合格」、（１）および（２）の評価において１つでも「△」または「×」がある場合を「不合格」としている。

表２に示したとおり、発明例はいずれも、優れた耐食性と耐ラメラテア性とを兼ね備えている。
これに対し、比較例では、耐食性および耐ラメラテア性の少なくとも一方について、十分な特性が得られていない。

すなわち、比較例No.43、49および53はS量が上限を超えているため、耐ラメラテア性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.44、48および51は、Sn量が上限を超えているため、耐ラメラテア性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.45は、S量が上限を超えており、また所定量のＷ、Mo、SbおよびSiが含有されておらず、ACB値が上限を超えるため、耐食性および耐ラメラテア性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.46は、Sn量が下限を下回り、またACB値が上限を超えるため、耐食性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.47は、S量およびSn量が上限を超えているため、ラメラテア性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.50は、所定量のＷ、Mo、SbおよびSiが含有されていないため、耐食性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.52は、S量が上限を超えており、またSn量が下限を下回り、ACB値が上限を超えるため、耐食性および耐ラメラテア性について、十分な特性が得られていない。
比較例No.54〜57は、Sn偏析度が上限を超えているため、耐ラメラテア性について、十分な特性が得られていない。

Claims

質量％で、
Ｃ：0.03〜0.18％、
Mn：0.10〜2.00％、
Ｐ：0.030％以下、
Ｓ：0.0070％以下、
Al：0.001〜0.100％、
Sn：0.01〜0.20％および
Ｎ：0.0080％以下
を含有するとともに、
Ｗ：0.01〜0.50％、
Mo：0.01〜0.50％、
Sb：0.01〜0.30％および
Si：0.01〜1.50％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、
次式(1)で定義されるACB値が0.50以下であり、かつ
次式(2)で定義されるSn偏析度が18未満である、船舶バラストタンク用鋼材。
ACB＝｛1−（0.8×[％W]+0.5×[％Mo]）^0.3｝×｛1−（[％Sn]+0.4×[％Sb]）^0.3｝×{1−（0.05×[％Si]）^0.3}---(1)
［Sn偏析度］＝［中心偏析部のSn濃度］／［平均のSn濃度］--- (2)
ここで、[％W]、[％Mo]、[％Sn]、[％Sb]および[％Si]はそれぞれ、成分組成におけるＷ、Mo、Sn、SbおよびSiの含有量（質量％）である。
前記成分組成におけるＳ含有量とSn含有量とが、次式(3)の関係を満足する、請求項１に記載の船舶バラストタンク用鋼材。
10000×[％S]×[％Sn]² ≦ 1.40 --- (3)
ここで、[％S]および[％Sn]はそれぞれ、成分組成におけるＳおよびSnの含有量（質量％）である。
前記成分組成が、さらに質量％で、
Cu：0.01〜0.50％、
Ni：0.01〜0.50％、
Cr：0.01〜0.50％および
Co：0.01〜0.50％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有する、請求項１または２に記載の船舶バラストタンク用鋼材。
前記成分組成が、さらに質量％で、
Ti：0.001〜0.100％、
Zr：0.001〜0.100％、
Nb：0.001〜0.100％および
Ｖ：0.001〜0.100％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材。
前記成分組成が、さらに質量％で、
Ca：0.0001〜0.0100％、
Mg：0.0001〜0.0200％および
REM：0.0002〜0.2000％
のうちから選んだ１種または２種以上を含有する、請求項１〜４のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材。
前記成分組成が、さらに質量％で、
Ｂ：0.0001〜0.0300％
を含有する、請求項１〜５のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材。
請求項１〜６のいずれかに記載の船舶バラストタンク用鋼材を用いてなる船舶。