JPH0569162A - クラツド鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間接合圧延時の“端縁部の捲くれ込み”を
効果的に防止し、品質の優れた“炭素鋼−異種金属クラ
ッド鋼板”を能率良く低コストで製造できる手段を確立
する。 【構成】 重ね合わせた炭素鋼と異種金属の周縁部を溶
接して成る複合スラブを熱間圧延するクラッド鋼板の製
造方法において、前記複合スラブの炭素鋼側周縁部のみ
を一部又は全部角落とし処理し、この複合スラブを熱間
圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱間圧延法による
“炭素鋼−異種金属クラッド鋼板”の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来技術とその課題】一般に、熱間圧延法にて“炭素
鋼−異種金属クラッド鋼板”を製造する場合には、図５
で示すように、まず炭素鋼母材と異種金属合わせ材とを
重ね合わせた状態で周縁部を溶接して複合スラブを形成
し、次いでこの複合スラブを加熱後、圧延機で接合圧延
する手法が採用されている。

【０００３】ところが、上記方法で“炭素鋼−異種金属
クラッド鋼板”を製造すると、母材と合わせ材との接合
状態には問題はないものの、図６に示す如く、圧延中に
押し出された炭素鋼母材がクラッド鋼板の周縁部（先後
端部や幅端部）において合わせ材側に被さるように捲く
れ込む現象が見られ、後処理の負担増や材料歩留低下の
大きな原因となっていた。

【０００４】これは、母材と合わせ材とで圧延変形抵抗
が異なるために生じる伸びの差（通常、 合わせ材よりも
炭素鋼母材の方が柔らかくて伸びが大である）によって
起きるもので、複合スラブ周縁部の接合界面については
溶接により拘束されているために伸びの差は生じない
が、周縁部の角部（外面側）については拘束がなされな
いために柔らかい炭素鋼母材が合わせ材端を超えて押し
出され、該合わせ材端側へ捲くれ込む訳である。

【０００５】そこで、上記捲くれ込み現象の防止策とし
て、複合スラブ周縁部の少なくとも一部（複合スラブ先
後端部や幅端部の一部又は全部）の角部を母材及び合わ
せ材共に角落としし、これを熱間圧延に供する方法が提
案された（特開昭６２−１３４１８４号，特開昭６２−
１３４１８５号）。

【０００６】しかし、上記提案方法では、母材も合わせ
材も角落としされ四周溶接部の厚さが目立って薄くなっ
たテ−パ−状端縁の複合スラブを用いるので該端縁部が
熱間圧延中に急冷されやすく（特に熱間変形抵抗の高い
合わせ材側は厚さが薄いので温度低下が著しい）、その
ため圧延剥離を起こす危険度が非常に高かった（実際に
は約２０％程度の圧延剥離が発生する）。その上、母材
が炭素鋼の場合にはガスカット等で母材のテ−パ−加工
は簡単に行えるが、異種金属である合わせ材のテ−パ−
加工は非常に困難で作業性が極端に悪いという問題も指
摘された。

【０００７】また、特開昭６２−１３４１８６号公報に
も上記提案方法と同一課題を担った類似の「クラッド板
の製造方法」が記載されており、その明細書中には『テ
−パ−部は母材及び合わせ材の両方に形成しても良い
が、 高変形抵抗金属材（通常は合わせ材）側の一方だけ
に形成しても良い』旨の示唆がなされているが、このよ
うに例えテ−パ−形成を複合スラブの高変形抵抗金属材
側一方に限ったにしろ、厚さの薄い高変形抵抗合わせ材
側が急冷されて圧延剥離を起こす危険度の高いことには
変わりはなく（実際にはやはり約２０％程度の圧延剥離
が発生する）、またテ−パ−加工の困難性が解決される
ことも無かった。

【０００８】このようなことから、本発明が目的とした
のは、クラッド材として特に需要の多い“炭素鋼−異種
金属クラッド鋼板”を熱間圧延法によって製造する際に
指摘される“端縁部の捲くれ込み”を効果的に防止し、
品質の優れた“炭素鋼−異種金属クラッド鋼板”が良好
な作業性の下で歩留良く得られる手段を確立することで
あった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく数多くの実験を繰り返しながら研究を重ねた
ところ、「熱間接合圧延に供する“周縁部を溶接した炭
素鋼−異種金属複合スラブ”の熱間変形抵抗が低い炭素
鋼側のみについて端縁部の角落としを行うようにする
と、 その後の熱間圧延での端縁部捲くれ込みが十分に防
止されると共に急冷による端縁部の接合不良も安定して
防止でき、 また格別な作業上の困難を招くこともない」
との新しい知見を得ることができた。

【００１０】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたものであり、「重ね合わせた炭素鋼と異種金属の
周縁部を溶接して成る複合スラブを熱間圧延するクラッ
ド鋼板の製造方法において、 前記複合スラブの炭素鋼側
周縁部のみを一部又は全部角落とし処理し、 この複合ス
ラブを熱間圧延することにより、 品質の良好な“炭素鋼
−異種金属クラッド鋼板”がコスト安く安定して得られ
るようにした点」に大きな特徴を有している。

【００１１】図１は、本発明に従ったクラッド鋼板の製
造方法例に関する説明図であって、炭素鋼材とステンレ
ス鋼やチタン等の異種金属材とを重ね合わせ、その周縁
部を溶接して複合スラブを組み立てた後、この複合スラ
ブ周縁部の母材側（熱間変形抵抗の低い炭素鋼側）の端
縁だけをガスカット等により断面三角形状に角落としし
て変形台形状とし、これによってスラブ端縁における母
材側（熱間変形抵抗の低い炭素鋼側）の厚さを減少させ
た状態で次工程の熱間接合圧延が行われる様子を示して
いる。

【００１２】

【作用】さて、上述のように、複合スラブ周縁部の炭素
鋼側（母材側）端縁を角落とししてから熱間接合圧延を
実施すれば、熱間圧延時の伸びが大きい炭素鋼（母材）
が溶接による拘束力が十分に行き届かない周縁外面側の
部位において大きな伸びを生じても合わせ材端を大きく
超えた伸び量とはならず、図２に示したように合わせ材
側へ捲くれ込むことが防止される。また、周縁部が薄く
なり過ぎ過冷却状態となって接合不良が起きることもな
い。従って、熱延後に切除されるクロップや耳の量が極
力少なくなって材料歩留や手入れ作業の大幅な向上がも
たらされる。

【００１３】ここで、特に“炭素鋼−異種金属複合スラ
ブ”に限って炭素鋼側（母材側）のみを角落としする本
発明の手法によると、上述したように、片側の角落とし
であっても捲くれ込みを効果的に抑制できて十分な材料
歩留が達成できる上（図２と図６とを対比されたい）、
更に次の便益が得られる。 a) 母材及び合わせ材の両方を角落としした場合に見ら
れる「複合スラブの端縁厚が薄くなって熱間圧延中剥離
が発生する」といった現象を防止することができ、健全
で品質の高い成品を安定して得ることができる， b) 母材及び合わせ材の両方を角落としする場合と異な
り炭素鋼母材の角落とし作業だけを行えば良いので、ガ
スカット等簡単なカット手段が適用できて（異種金属の
カットは面倒な機械切削等によらねばならない）熱延前
の準備手間が大幅に軽減される。

【００１４】複合スラブの炭素鋼側（母材側）で実施さ
れる角落としの量は、先の説明からも分かるように、熱
間圧延中における異種金属側（熱間変形抵抗の高い合わ
せ材側）との伸びの差分とされる。

【００１５】なお、実際作業においては、上記角落とし
量は次の計算式によって算出するのが望ましい。 種々の試験により、この計算式はどのサイズの複合スラ
ブにも当てはまることが確認されている。但し、 上記
「角落とし量」とは角落とし部の“厚さ方向幅（図３に
おけるａの寸法）”及び“水平面方向幅（図３における
ｂの寸法）”を意味しているが、水平面方向幅（ｂ）に
ついては厚さ方向幅（ａ）の 0.7〜 1.4倍の範囲内に収
まっておれば差支えはない。これによって、幅出し圧延
時における炭素鋼側（母材側）の捲くれ込み量はほぼ０
に抑えられる。

【００１６】ただ、この場合でも、角落とし量の最大値
は複合スラブ厚の1/2 に止めるべきである。なぜなら、
角落とし量が複合スラブ厚の1/2 を超えると、圧延幅が
広い場合には端縁が薄くなり過ぎて過冷され、圧延剥離
を起こしやすくなるためである。

【００１７】ところで、“角落とし部の形状”としては
図４に示したようなＲ（ア−ル）付形状とするのが好ま
しいが、このような形状とするには困難な作業を伴う
上、直線形状（台形状）であっても発生しがちな不良部
がクロップ部や耳部に止まって成品への影響は殆ど無い
ので、作業性の良いガスカットで容易に作業が行える直
線形状（台形状）を選ぶのが実際的である。

【００１８】また、熱間圧延前の複合スラブの炭素鋼側
（母材側）のみを角落としする本発明に係わる手法は、
熱延法による“炭素鋼−異種金属クラッド鋼板の製造”
のみならず爆着法や鋳込み法による“炭素鋼−異種金属
クラッド鋼板の製造”の際にも適用できることは言うま
でもない。

【００１９】続いて、本発明の効果を実施例によって更
に具体的に説明する。

【実施例】まず、寸法が１７０mm厚×２０００mm幅×３
６００mm長の“炭素鋼母材”並びに３０mm厚×２０００
mm幅×３６００mm長の“ＳＵＳ３０４ステンレス鋼合わ
せ材”を準備すると共に、これを重ね合わせて突き合わ
せ面四周を溶接することにより２００mm厚の複合スラブ
を複数個組み立てた。なお、この組み合わせでの母材と
合わせ材の熱間変形抵抗の比率は〔母材：合わせ材＝
１：1.3■1.6 〕で、熱間圧延時の延びやすさの比率は
〔母材：合わせ材＝1.2■1.6 〕である。

【００２０】次に、１つを除いて残りの複合スラブの炭
素鋼母材側周縁部（四周）に表１に示す各量でガスカッ
トによる角落とし処理を施し、角落とし処理を施さなか
った複合スラブをも含めて何れも熱間接合圧延に供し
た。なお、ここで言う「角落とし量」とは、図３に示す
寸法“ａ”及び“ｂ”の寸法を指していることは言うま
でもない（ａ＝ｂとした）。そして、この時の圧延サイ
ズは、５０mm厚（母材厚42.5mm＋合わせ材厚7.5mm)×３
０００mm幅×９６００mm長に設定された。

【００２１】

【表１】

【００２２】このようにして得られた“炭素鋼−ＳＵＳ
３０４ステンレス鋼クラッド鋼板”の「有効成品寸法」
と「歩留向上比（角落とし量なしの場合を基準にした
値）」を調査したが、その結果を表１に併せて示す。表
１に示される結果からも明らかなように、本発明に従う
と、簡単なスラブ周縁部カット作業を付加するだけで品
質の良好な“炭素鋼−ＳＵＳ３０４ステンレス鋼クラッ
ド鋼板”を高い材料歩留にて製造できるようになること
か分かる。

【００２３】

【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、量産に好適な熱間圧延法を適用し、端縁部の捲くれ
込み現象を効果的に抑えて品質の優れた“炭素鋼−異種
金属クラッド鋼板”を低コストで製造することが可能と
なるなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従ったクラッド鋼板の製造方法例に関
する説明図である。

【図２】本発明法に従って得られたクラッド鋼板端縁の
状態を示す模式図である。

【図３】複合スラブの“角落とし量”の説明図である。

【図４】複合スラブ角落とし部の形状に関する説明図で
ある。

【図５】従来の熱間圧延法による“炭素鋼−異種金属ク
ラッド鋼板”の製造方法を示した説明図である。

【図６】複合スラブを熱間圧延した際に生じる捲くれ込
み現象の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重ね合わせた炭素鋼と異種金属の周縁部
   を溶接して成る複合スラブを熱間圧延するクラッド鋼板
   の製造方法において、前記複合スラブの炭素鋼側周縁部
   のみを一部又は全部角落とし処理し、この複合スラブを
   熱間圧延することを特徴とする、クラッド鋼板の製造方
   法。