JPH05277506A - 薄鋳片の熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄鋳帯を素材として直接熱延するに際し、特
別な鋼組成、鋳片を長時間保定することなく、表面欠陥
を少なくする熱延方法。 【構成】 重量％でＣｉ：０．１０％以下、Ｍｎ：０．
０５〜１．０％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｎ：０．００
６０％以下、Ｐ：０．０８％以下を含有する溶鋼を６０
mm以下の薄鋳片とし、これを直接熱延するに際し、９０
０℃〜１１００℃間で少なくとも０．０２〜０．１５％
の歪を加えた後１０００〜１２００℃に１０℃／秒以上
の加熱速度で加熱し、熱延することを特徴とした薄鋳片
の熱間圧延方法。 【効果】 熱延時の割れが無く、加工性が優れ、しかも
表面品質が優れた冷延鋼板が製造可能である。このこと
は粗熱延を完全に省略できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷延鋼板を薄鋳片より製
造するに際し、その熱間加工時に熱延割れがなく、しか
も冷延焼鈍後に加工性の優れた鋼板を低コストで得るこ
とができる熱間圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 従来の薄鋳片の製造プロセスは連続鋳
造あるいはインゴットを分塊圧延して得られたスラブを
一旦常温まで冷却し、表面手入れなどを行なった後、加
熱炉で高温に再加熱し、熱間圧延することにより熱間鋼
板とし、さらに冷間圧延、焼鈍工程により冷延鋼板を製
造するものであった。

【０００３】しかし、近年省エネルギーおよび連続化を
目的とし、熱延工程において連続鋳造スラブを常温に冷
却することなしに加熱炉に装入し、再加熱する熱片装入
熱延、さらに連続鋳造スラブを再加熱することなく熱間
圧延する直送圧延が行なわれるようになった。さらに、
より工程を省略、省エネルギーを狙い、鋳片厚みを薄く
する試みがなされつつある。例えば特開昭６３−１４８
１９の開示がある。薄鋳片を熱間でコイル状に巻くとき
割れが生じるため、鋼の成分をＳ≦０．００６％でかつ
Ｃ≦０．００６％を満足する必要がある。このため鋼の
溶製コストが高くなり、熱延工程を簡略することのコス
ト削減効果が無くなる。また、特開昭６１−１５５１２
４に開示されているようにコイル状に巻くことが必須で
ない場合もやはり熱延時に割れが生じる。このため、や
はりＳ≦０．００６にする必要があり鋼成分の制約が生
じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は薄鋳片をスタ
ートとして工程を簡略する熱間圧延において、上記した
ような従来の問題点を解消せんとするものであって、鋼
部分に特別な制約を設けず、従来工程と同等の成分で熱
延割れを無く、加工性が優れた冷延鋼板を得ることがで
きるところの薄鋳帯の熱間圧延方法を提供することを目
的をする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は薄鋳片を直接
熱延で、熱延欠陥がなく、しかも、加工性が優れた冷延
鋼板を製造する方法を目的に、鋳片の凝固後の熱履歴を
中心に種々の検討を行なった結果、凝固後の鋳片に軽い
歪みを加えることと熱履歴の組み合わせによりこの目的
が達成できることを知見した。

【０００６】本発明はかかる知見に基づくものであり、
その要旨とするところは（１）重量％で、Ｃ；０．１０
％以下、Ｍｎ；０．０５〜１．０％、Ｓｉ；０．３０％
以下、Ｎ；０．００６０％以下、Ｐ；０．０８％以下、
を含有する溶鋼を６０mm以下の薄鋳片とし、これを直接
熱間圧延するにさいし、９００℃〜１１００℃間で少な
くとも０．０２〜０．１５の真歪みを加えた後１０００
〜１２００℃に１０℃／秒以上の加熱速度で加熱し、熱
延することを特徴をする薄鋳片の熱間圧延方法であり、
（２）重量％で、Ｃ；０．１０％以下、Ｍｎ；０．０５
〜１．０％、Ｓｉ；０．３０％以下、Ｎ；０．００６０
％以下、Ｐ；０．０８％以下、を含有し、必要に応じて
Ｔｉ；０．０６％以下、Ｎｂ；０．０６０％以下、Ｂ；
０．００２０％以下のうちの１種以上を含有する溶鋼を
６０mm以下の薄鋳片とし、これを直接熱間圧延するにさ
いし、９００℃〜１１００℃間で少なくとも０．０２〜
０．１５の真歪みを加えた後１０００〜１２００℃に１
０℃／秒以上の加熱速度で加熱し、熱延することを特徴
をする薄鋳片の熱間圧延方法、さらに、（３）重量％
で、Ｃ；０．００６％以下、Ｍｎ；０．０５〜１．０
％、Ｓｉ；０．３０％以下、Ｎ；０．００６０以下、
Ｐ；０．０８％以下、必要に応じてＴｉ；０．０６％以
下、Ｎｂ；０．０３％以下、Ｂ；０．００１０％以下の
１種以上を添加した溶鋼を６０mm厚以下の薄鋳片とし、
これを直接熱間圧延するにさいし、９００℃〜１１００
℃間で少なくとも０．０２〜０．１５の歪みを加えた後
１０００〜１２００℃に１０℃／秒以上の加熱速度で加
熱することを特徴をする薄鋳片の熱間圧延方法にある。

【０００７】まず、本発明の重要な構成要件である凝固
後から熱延開始までの工程について知見した実験事実に
ついて述べる。実験室で３０mm厚み鋳片を造り、種々の
温度で種々の歪みを加え、熱延開始温度を一定にするた
め１１５０℃に２０℃／ｓで加熱してから、３．２mmま
で熱延し、その熱延板の表面疵、耳割れについて調べ
た。この実験での鋼組成はＣ；０．０２〜０．０４５
％、Ｓｉ；０．０１％、Ｍｎ；０．１２％〜０．３５
％、Ｐ；０．０１０％、Ｓ；０．０１５％、Ａｌ；０．
０２０〜０．０６１％であった。熱延前の歪みの範囲は
対数歪み（真歪み）で０〜０．２であり、歪みを加える
温度範囲は８００℃〜１２５０℃である。ここで１１５
０℃以上で歪みを加えたものは歪みを加えた後に１１５
０℃まで冷却して熱延した。耳割れの評価は耳割れが無
いものを、少し耳割れが生じたものを、耳割れ発生
したものをの評点とした。表面疵は熱延板を酸洗後に
０．８mmまで冷延し、この冷延板の１０ｍ長さ内での表
面疵の個数で評価した。

【０００８】図１に熱延板の耳割れ、表面状況の評点と
熱延前の歪み、歪みを加えた温度の関係を示した。図１
から判るように歪みを加える温度域が１１００〜９００
℃の範囲で０．０２〜０．１５％の歪み範囲で耳割れの
無く、表面の良好な熱延板が得られることが判る。

【０００９】次ぎに歪みを加えた後の加熱温度とその加
熱速度について検討した実験について述べる。やはり、
実験室で３０mm厚みの鋳片を造り、９５０℃まで冷却し
たときに０．１に歪みを加え種々の加熱速度で９６０〜
１３００℃まで加熱し、その後３．２mmまで熱延した。
この実験の鋼組成はＣ；０．０２〜０．４５％、Ｓｉ；
０．０１％、Ｍｎ；０．１２％〜０．３５％、Ｐ；０．
０１０％、Ｓ；０．０１５％、Ａｌ；０．０２０〜０．
０６１％であった。この熱延板の耳割れ評点と加熱温
度、加熱速度の関係を図２に示した。図から判るように
加熱速度が１０℃／ｓ以上で加熱温度が１０００〜１２
００℃の特定の範囲で熱延板の耳割れが無くなることが
わかる。

【００１０】図１の実験で用いた熱延板を０．８mmまで
冷間圧延後に７７５×１min の再結晶焼鈍とその冷却中
の３５０℃で３min の過時効処理の連続焼鈍の熱サイク
ルをシュミレーションする焼鈍を行ない、１．０％のス
キパス圧延後に材質試験を行なった。その結果を図３に
示した。図中の数字は伸び、ｒ値で一点鎖線は本発明の
範囲を示したものである。本発明範囲の条件を満足す
る、すなわち９５０℃で０．０５の歪みを加えた後１０
００℃〜１２００℃に２０℃／ｓの加熱速度で加熱・熱
延した鋼板は加工性の指標である伸び、ｒ値が良好であ
ることが判る。本発明の範囲を満足する条件のものは熱
延板の耳割れが無く、表面状況が良好であるのみでなく
冷延焼鈍後の延性、深絞り性も良好となることが判る。

【００１１】以上の実験事実から熱延時に割れが生じな
く、表面性状が良好でしかも加工性が良好な冷延鋼板が
得られる条件として凝固直後の熱鋳片を熱間圧延するに
際し、９００℃〜１１００℃間で０．０２〜０．１５の
歪みを加えた後１０００〜１２００℃に１０℃／ｓ以上
の加熱速度で加熱する条件を特定した。

【００１２】次に本発明の鋼成分について述べる。

【００１３】Ｃは冷延鋼板を製造する場合、低いほどプ
レス加工性が良好となるが、本発明は高強度鋼板から軟
質鋼板までを含むのでそれぞれでＣ量が異なる。高強度
鋼板を製造するときは強化元素としてＣを用いるのでＣ
添加量が高くなるのが、０．１０％超になると加工性、
溶接性が劣化するのでこの点から０．１０％を上限に特
定した。軟質冷延鋼板を製造するときはＣ量は低いほど
加工性を良好とするので０．００６％以下とする。

【００１４】ＭｎもＣと同様に良加工性を得るためには
添加量が低いことが好ましいが、ＭｎはＳに起因する熱
間脆性を防ぐため添加が必須の元素である。この理由か
ら本発明でも０．０５％以上は必要である。一方、Ｍｎ
は強化元素でもあるので高強度鋼板を製造するときは
１．０％まで添加する。Ｍｎを１％超添加すると化成処
理性が劣化し、ひいては耐食性が劣化するので上限を
１．０％に特定した。

【００１５】Ｓｉは加工性を損なわずに強度を高める元
素である。しかし、０．３０％超添加すると化成処理性
を劣化せしめ、耐食性の劣化につながる。このためＳｉ
の上限を０．３％に特定した。

【００１６】Ｐは強度を高めるに有効な元素であること
が良く知られている。本発明でも強度を高めるためにＰ
を添加するが、０．０８０％を超えるとＰが粒界に偏析
し、粒界強度を低め、加工時、加工後に脆性破壊の原因
となるので、０．０８０％に上限を特定した。軟質鋼板
ではＰ量が少ない程、加工性が良好となるので特に下限
を特定しないが、本発明では０．００２〜０．０１０％
が好ましい。

【００１７】Ｎは加工性に不都合な元素であるので，本
発明の方法で実施しても良好な加工性が得られない。こ
のためＮの上限を０．００６０％に特定した。

【００１８】ＡｌはＮを固定し、時効による材質劣化を
防ぎ、また加工性を高めるとともに、溶鋼中の酸素を低
め鋳片の健全性を確保するために必要な元素である。一
方その含有量が多くなると鋼板が硬質化するので０．０
８％以下とする。

【００１９】Ｔｉ，Ｎｂは必要に応じて、１種以上添加
される元素でＴｉＣ，ＮｂＣの析出強化として用いる場
合とＴｉＣ・Ｎ，ＮｂＣ・Ｎを析出させ、Ｃ，Ｎを固定
し固溶Ｃ，Ｎを無くする場合があり、前者は高強度鋼板
に、後者は深絞り用鋼板として適用される。両者ともＮ
ｂ，Ｔｉの添加量は０．０６％を超えるとその効果が飽
和するばかりか、再結晶温度が高くなり、高温焼鈍が必
要となるため上限を０．０６％に特定した。

【００２０】Ｂは鋼の特に極低Ｃ鋼の粒界強度を高め、
加工時および加工後の脆性破壊を防ぐために必要に応じ
て添加される元素である。添加量が０．００２０％を超
えるとその効果が飽和するとともに粒界以外に固溶し、
鋼板の延性を低めたり、再結晶温度を高める。この理由
からＢを０．００２０％以下に特定した。

【００２１】Ｓは不可避的に含まれる元素で熱間脆性の
原因となる元素であることが良く知られているが、本発
明での薄鋳片を熱間でコイル状に巻く際の割れ発生防止
を熱間で歪みを与えることによって図っているので、そ
の含有量は特定の必要がない。

【００２２】このような組成の鋼は転炉、電気炉等の通
常の溶解炉で溶製され、必要に応じ真空脱ガス処理され
溶製され、６０mm厚以下の鋳帯に連続鋳造される。鋳片
厚が６０mm以上になると現行の熱間圧延技術では粗圧延
を完全に省略できなく、省工程の目的が達成できないた
め鋳片厚みを６０mm以下に特定した。鋳片厚みが薄くな
るほど熱間圧延が少なくてすむので特に限定する必要が
ない。

【００２３】連続鋳造された鋳帯は冷却途中の９００〜
１１００℃間で０．０２〜０．１５の歪みを加え、１０
℃／ｓ以上の加熱速度で１０００〜１２００℃に加熱後
に熱間圧延される。歪みを加える方式によって本発明の
効果が変化することがないので、どのような方法で歪み
を加えても良い。歪みを加えた後の加熱はどのような検
出方式を用いても良いが、連続的に急速に加熱するには
誘導加熱を用いることが好ましい。

【００２４】熱延は仕上げ熱延のみで良く、熱延条件は
通常の仕上げ熱延と同じく、Ａｒ₃点以上で仕上げ、熱
延後に可及的にすみやかに２０℃／ｓ以上で強制冷却す
ることが好ましい。巻取り温度は冷延焼鈍後の材質特性
に重要な要因であることが良く知られている。本発明で
も、後の焼鈍が連続鋳造の場合は、６００℃以上、箱焼
鈍の場合は７００℃以下の巻取り温度温度とすることが
好ましい。

【００２５】このようにして造られた熱延板は脱スケー
ル後の冷延され、焼鈍され、冷延鋼板として用いられ
る。また、Ｚｎ，Ｚｎ−Ｆｅ，Ｚｎ−Ａｌ，Ｐｂ−Ｓ
ｎ，Ｓｎ等をメッキする表面処理鋼板として用いても本
発明の特徴は享受される。

【００２６】

【実施例】表１に示す組成の鋼を転炉、あるいは転炉、
真空脱ガス処理により溶製し、同表に示す条件で熱延板
を製造した。コイルNo．−Ａは軟質のＡｌキルド鋼の、
コイルNo．−ＢはＢ添加鋼の、コイルNo．−Ｃは極低Ｃ
にＴｉ，Ｂ添加した場合の、コイルNo．−Ｆ，Ｇは極低
ＣにＴｉ−Ｎｂ，Ｔｉ−Ｚｒ−Ｂを添加の、コイルNo．
−Ｄ，Ｅ，Ｈは高強度鋼板の実施例である。

【００２７】この実施例の熱延板の耳割れの程度を同表
に示した。耳割れは耳割れが全く無いものを◎、若干の
耳割れが有るものを○、少し耳割れが有るものを△、耳
割れが多いものを×の４段階で評価した。表からわかる
ように本発明の方法で製造したものは耳割れが全く無
く、同一組成の鋼でも本発明範囲外で製造したものには
耳割れが発生したものが多い。耳割れが発生しなくて
も、後で述べる冷延鋼板にしたときには材質特性が劣っ
たり、表面品質が悪くなっており、本発明方法の鋼板よ
り総合的な特性で劣る。

【００２８】表１に耳割れが多いものを除いた熱延版を
０．８０mm厚に冷間圧延、７７５℃×１min の再結晶と
３５０℃×４min の過時効処理を含む焼鈍、１．０％の
調質圧延後に材質特性を調査した。材質特性はＪＩＳ５
号試験片での試験結果であり、表面品質は１８３０mmの
切り板にし、その時の表面欠陥が無い板が得られる歩留
まりで評価した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】コイルNo．−Ａ−１は成分的にも製造条件
的にも本発明の範囲の冷延鋼板であり、コイルNo．−Ａ
−２〜５は製造条件の歪みを加える温度、歪み、加熱温
度、加熱速度のいずれかの条件が本発明範囲外で製造さ
れた鋼板である。本発明の製造条件のいずれかが範囲外
になると鋼板の加工性の指標であるｒ、伸びが劣り、し
かも表面欠陥による歩留まりが低下していることが判
る。コイルNo．−Ｂ−１，コイルNo．−Ｃ−１も鋼組成
が変わるが、成分的にも製造条件が本発明範囲内の条件
の鋼板であり、コイルNo．−Ｂ−２〜５，Ｃ−２〜５は
製造条件のうちの一つが本発明範囲外の鋼板である。鋼
組成による材質特性の水準の差があるが、相対的に本発
明範囲外の条件で製造された鋼板は加工性が劣り、表面
欠陥が多発していることをし示している。

【００３２】以上の実施例で示したように薄鋳片を直接
熱延するプロセスでも鋼組成、軽い歪みを加える温度、
歪み量、その後の加熱速度、加熱温度範囲を特定するこ
とによって初めて熱延時の耳割れが無く、加工性がすぐ
れ、しかも表面欠陥の少ない冷延鋼板が製造可能である
ことがわかる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、鋼に特別な制約がな
く、従来の製造プロセスで製造されていたと同じ組成で
も薄鋳片を直接熱延するプロセスでも、薄鋳片に軽い歪
みを加える温度、歪み量、その後の加熱速度、加熱温度
範囲を特定することにより、熱延時の割れが無く、加工
性がすぐれ、しかも表面品質が優れた冷延鋼板が製造可
能である。このことは熱延の粗工程を完全に省略でき、
省工程効果が大きいばかりか、その省エネルギー効果も
大きく、工業的に有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱延時の耳割れ、表面品質と歪みを加える温
度、歪み量の関係を示す図。

【図２】熱延時の耳割れと加熱速度、加熱温度の関係を
示す図。

【図３】冷延焼鈍後のｒ、伸びと歪み量、歪みを加える
温度の関係を示す図。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ；０．１０％以下、Ｍｎ；
   ０．０５〜１．０％、Ｓｉ；０．３０％以下、Ａｌ；
   ０．０８％以下、Ｎ；０．００６０％以下、Ｐ；０．０
   ８％以下を含有する溶鋼を６０mm以下の薄鋳片とし、こ
   れを直接熱間圧延するにさいし、９００℃〜１１００℃
   間で少なくとも０．０２〜０．１５の真歪みを加えた後
   １０００〜１２００℃に１０℃／秒以上の加熱速度で加
   熱し、熱延することを特徴をする薄鋳片の熱間圧延方
   法。
2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ；０．１０％以下、Ｍｎ；
   ０．０５〜１．０％、Ｓｉ；０．３０％以下、Ａｌ；
   ０．０８％以下、Ｐ；０．０８％以下、Ｎ；０．００６
   ０以下、さらに、Ｔｉ；０．０６％以下、Ｎｂ；０．０
   ６０％以下の１種または２種を含有する溶鋼を６０mm以
   下の薄鋳片とし、これを直接熱間圧延するにさいし、９
   ００℃〜１１００℃で少なくとも０．０２〜０．１５の
   真歪みを加えた後、１０００〜１２００℃に１０℃／秒
   以上の加熱速度で加熱し、熱延することを特徴をする薄
   鋳片の熱間圧延方法。
3. 【請求項３】 重量％で、Ｃ；０．１０％以下、Ｍｎ；
   ０．０５〜１．０％、Ｓｉ；０．３０％以下、Ａｌ；
   ０．０８％以下、Ｐ；０．０８％以下、Ｎ；０．００６
   ０以下、さらにＢ；０．００２０％以下を含有する溶鋼
   を６０mm以下の薄鋳片とし、これを直接熱間圧延するに
   さいし、９００〜１１００℃で少なくとも０．０２〜
   ０．１５の真歪みを加えた後、１０００〜１２００℃に
   １０℃／秒以上の加熱速度で加熱し、熱延することを特
   徴をする薄鋳片の熱間圧延方法。
4. 【請求項４】 重量％で、Ｃ；０．１０％以下、Ｍｎ；
   ０．０５〜１．０％、Ｓｉ；０．３０％以下、Ａｌ；
   ０．０８％以下、Ｐ；０．０８％以下、Ｎ；０．００６
   ０以下、さらに、Ｔｉ；０．０６％以下、Ｎｂ；０．０
   ６０％以下の１種または２種、およびＢ；０．００２０
   ％以下を含有する溶鋼を６０mm以下の薄鋳片とし、これ
   を直接熱間圧延するにさいし、９００〜１１００℃で少
   なくとも０．０２〜０．１５の真歪みを加えた後、１０
   ００〜１２００℃に１０℃／秒以上の加熱速度で加熱
   し、熱延することを特徴をする薄鋳片の熱間圧延方法。
5. 【請求項５】 Ｃ含有量が０．００６％以下であること
   を特徴をする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項ま
   たは第４項記載の薄鋳片の熱間圧延方法。