JPH06104241B2 - 棒鋼および線材の製造方法 - Google Patents
棒鋼および線材の製造方法Info
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- JPH06104241B2 JPH06104241B2 JP1245248A JP24524889A JPH06104241B2 JP H06104241 B2 JPH06104241 B2 JP H06104241B2 JP 1245248 A JP1245248 A JP 1245248A JP 24524889 A JP24524889 A JP 24524889A JP H06104241 B2 JPH06104241 B2 JP H06104241B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
- B21B1/18—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process
-
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- B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、凝固収縮孔が十分に圧着されかつ微細な圧延
組織をもつ、強度および延性に優れる棒鋼および線材を
製造する方法に関するものである。
組織をもつ、強度および延性に優れる棒鋼および線材を
製造する方法に関するものである。
［従来の技術］ 建造物や機械構造物に使用される構造用棒鋼は産業の基
礎資材として大量に消費されるため、品質の安定性と並
んで製造コストの低減要求が強い。そのため、鋼塊から
分塊工程を経て棒鋼および線材に熱間圧延する方法に替
え、連続鋳造した鋳片を熱間圧延する方法が普及してい
る。
礎資材として大量に消費されるため、品質の安定性と並
んで製造コストの低減要求が強い。そのため、鋼塊から
分塊工程を経て棒鋼および線材に熱間圧延する方法に替
え、連続鋳造した鋳片を熱間圧延する方法が普及してい
る。
この熱間圧延の役割は、鋳片の最終凝固部付近に形成さ
れる収縮孔や多孔質部の圧着および鋼材に必要な靭性を
与えるために鋳片組織を微細化することである。収縮孔
の圧着に必要な最低の圧延比は、厚み方向の圧下が主体
となる鋼板の圧延においては2.6程度とされている（鉄
と鋼：第70年第３号388〜395頁（1984）。これに対し
て、水平および垂直の２方向から圧下を加える棒鋼およ
び線材圧延に関する研究は少ないが、凝固収縮孔の圧延
着効率が悪いためこれより大きな圧延比が必要とされて
いる。現行の工業生産においては、断面積が100cm2以上
の比較的大きい連続鋳造鋳片を使用して、一般構造用棒
鋼は圧延比６、自動車などの重要保安部品に用いられる
棒鋼は圧延比８以上で製造されている。
れる収縮孔や多孔質部の圧着および鋼材に必要な靭性を
与えるために鋳片組織を微細化することである。収縮孔
の圧着に必要な最低の圧延比は、厚み方向の圧下が主体
となる鋼板の圧延においては2.6程度とされている（鉄
と鋼：第70年第３号388〜395頁（1984）。これに対し
て、水平および垂直の２方向から圧下を加える棒鋼およ
び線材圧延に関する研究は少ないが、凝固収縮孔の圧延
着効率が悪いためこれより大きな圧延比が必要とされて
いる。現行の工業生産においては、断面積が100cm2以上
の比較的大きい連続鋳造鋳片を使用して、一般構造用棒
鋼は圧延比６、自動車などの重要保安部品に用いられる
棒鋼は圧延比８以上で製造されている。
［発明が解決しようとする課題］ この圧延比が小さくできれば、圧延設備の小型化および
分塊工程の省略が可能となり省エネルギーおよび省力化
によって製造コストを大幅に低減できる。それには、圧
延比の小い圧延によって、凝固収縮孔および多孔質部を
十分に圧着し鋳造組織を微細にする必要がある。
分塊工程の省略が可能となり省エネルギーおよび省力化
によって製造コストを大幅に低減できる。それには、圧
延比の小い圧延によって、凝固収縮孔および多孔質部を
十分に圧着し鋳造組織を微細にする必要がある。
本発明は、これらの問題を解決し強度および延性に優れ
る熱延棒線材を製造する方法を開示するものである。
る熱延棒線材を製造する方法を開示するものである。
［課題を解決するための手段］ すなわち、断面積が80cm2以下の連続鋳造鋳片を、圧延
比の上限が４未満、その下限が以下の式で示される熱間
圧延を行って棒鋼および線材を製造する方法。
比の上限が４未満、その下限が以下の式で示される熱間
圧延を行って棒鋼および線材を製造する方法。
圧延比の下限＝0.015×（鋳造断面積）＋1.5 （ただし、鋳造断面積の単位はcm2） および、断面積が80cm2以下の連続鋳造鋳片を、断面中
心部の固相率が0.2以上の状態において、鋳片の減面率
が4.5％以下の軽圧下を行った後に、圧延比の上限が４
未満、その下限が以下の式で示される値または1.2のい
ずれか大きい値で熱間圧延を行って棒鋼および線材を製
造する方法。
心部の固相率が0.2以上の状態において、鋳片の減面率
が4.5％以下の軽圧下を行った後に、圧延比の上限が４
未満、その下限が以下の式で示される値または1.2のい
ずれか大きい値で熱間圧延を行って棒鋼および線材を製
造する方法。
圧延比の下限＝0.08×（鋳片の減面率）２ −0.8×（鋳片の減面率）＋2.7 （ただし、鋳片の減面率の単位は％） である。
これらの構成要件を選んだ理由の以下に述べる。
本発明者らは、鋳片の凝固収縮孔を圧着するために必要
な最低圧延比について種々の研究を行った結果、鋳片の
断面積と強い相関関係があることを見いだした。一例と
して第１図に、機械構造用鋼JIS S45C（成分、C:0.45
％、Si:0.2％、Mn:0.7％）を連続鋳造し、その鋳片を熱
間圧延した凝固収縮孔の圧着状況を示す。鋳片の断面積
が小さくなるにつれて凝固収縮孔の圧着に必要な圧延比
が小さくなり、断面積を80cm2以下とすることによっ
て、通常の熱間圧延の圧延比が４未満でも収縮孔が十分
に圧着され良好な機械的性質が得られる。凝固収縮孔の
圧着状況は、鋳片の直接圧延が再加熱圧延はには依存し
ない。鋳片の断面積と凝固収縮孔の圧着に必要な圧延比
の関係を整理すると次式で表される。
な最低圧延比について種々の研究を行った結果、鋳片の
断面積と強い相関関係があることを見いだした。一例と
して第１図に、機械構造用鋼JIS S45C（成分、C:0.45
％、Si:0.2％、Mn:0.7％）を連続鋳造し、その鋳片を熱
間圧延した凝固収縮孔の圧着状況を示す。鋳片の断面積
が小さくなるにつれて凝固収縮孔の圧着に必要な圧延比
が小さくなり、断面積を80cm2以下とすることによっ
て、通常の熱間圧延の圧延比が４未満でも収縮孔が十分
に圧着され良好な機械的性質が得られる。凝固収縮孔の
圧着状況は、鋳片の直接圧延が再加熱圧延はには依存し
ない。鋳片の断面積と凝固収縮孔の圧着に必要な圧延比
の関係を整理すると次式で表される。
圧延比の下限＝0.015×（鋳造断面積）＋1.5 （ただし、鋳造断面積の単位はcm2） この理由は、鋳片の断面積が小さくなればロールからの
歪の伝達距離が短くなるために圧延による凝固収縮孔の
圧着効率が上がり、小さい圧延比に圧延で凝固収縮孔の
圧着が可能になるためと推定される。
歪の伝達距離が短くなるために圧延による凝固収縮孔の
圧着効率が上がり、小さい圧延比に圧延で凝固収縮孔の
圧着が可能になるためと推定される。
また、圧延比の上限として４を採った理由は、それ以上
の圧延比をとっても材質の向上は認められず圧延設備が
大型化するためである。これらの結果から、請求項第１
項の範囲を定めた。
の圧延比をとっても材質の向上は認められず圧延設備が
大型化するためである。これらの結果から、請求項第１
項の範囲を定めた。
次に、鋳片組織の微細化およびこれによる棒鋼線材の強
度および靭性向上の面からの必要最小圧延比の検討結果
を示す。第２図は鉄筋棒鋼JIS SD30B鋼（成分、C:0.28
％、Si:0.2％、Mn:1.0％）を前述と同様の熱間圧延を行
った材料から鋳造時の凝固収縮孔部を避けてJIS2号引張
試験片を採取し引張試験を行った結果である。鋳片を常
温まで冷却したのち再び1000℃まで加熱して圧延した再
加熱圧延の場合、鋳片を冷却せずそのまま1100℃で圧延
した直接圧延の場合のいずれでも、圧延比1.2以上であ
れば十分な引張特性が得られる。また結晶粒度も粗大粒
の残らない粒度番号６番以上の細粒が得られる。このこ
とは、圧延比の下限1.2まで下げられることを意味して
いる。
度および靭性向上の面からの必要最小圧延比の検討結果
を示す。第２図は鉄筋棒鋼JIS SD30B鋼（成分、C:0.28
％、Si:0.2％、Mn:1.0％）を前述と同様の熱間圧延を行
った材料から鋳造時の凝固収縮孔部を避けてJIS2号引張
試験片を採取し引張試験を行った結果である。鋳片を常
温まで冷却したのち再び1000℃まで加熱して圧延した再
加熱圧延の場合、鋳片を冷却せずそのまま1100℃で圧延
した直接圧延の場合のいずれでも、圧延比1.2以上であ
れば十分な引張特性が得られる。また結晶粒度も粗大粒
の残らない粒度番号６番以上の細粒が得られる。このこ
とは、圧延比の下限1.2まで下げられることを意味して
いる。
一方、通常の方法で連続鋳造された鋳片には必然的に横
断面内の面積率で約３％程度の凝固収縮孔が残る。この
凝固収縮孔を十分に圧着するには熱間圧延のみによる方
法の他に、鋳片の鋳造中に軽い圧下を加えて凝固収縮孔
の発生を抑制し、その後の熱間圧延時の圧延することも
圧下効率上きわめて有効である。本発明において、断面
中心部での固相率が0.2以上の時軽圧下を行うように規
定した理由は、これ以下の固相率での軽圧下は未凝固部
が多いため圧下効率が低下するからである。凝固過程で
の圧下量とその後に行われる熱間圧延で凝固収縮孔を圧
着するために必要な圧延比の関係は、鋳片の減面率が2.
5％以下の範囲において次式で表されることを見いだし
た。
断面内の面積率で約３％程度の凝固収縮孔が残る。この
凝固収縮孔を十分に圧着するには熱間圧延のみによる方
法の他に、鋳片の鋳造中に軽い圧下を加えて凝固収縮孔
の発生を抑制し、その後の熱間圧延時の圧延することも
圧下効率上きわめて有効である。本発明において、断面
中心部での固相率が0.2以上の時軽圧下を行うように規
定した理由は、これ以下の固相率での軽圧下は未凝固部
が多いため圧下効率が低下するからである。凝固過程で
の圧下量とその後に行われる熱間圧延で凝固収縮孔を圧
着するために必要な圧延比の関係は、鋳片の減面率が2.
5％以下の範囲において次式で表されることを見いだし
た。
圧延比の下限＝0.08×（鋳片の減面率）２ −0.8×（鋳片の減面率）＋2.7 （ただし、鋳片の減面率の単位は％） さらに、鋳片の減面率が2.5％以上の範囲では、熱間圧
延の圧延比の下限を1.2以上に定めた。この理由は、圧
延比を1.2にとれば十分に凝固収縮孔を圧着することは
できるが、前述の様に微細な組織で強度および靭性に優
れる棒鋼線材を製造するには少なくとも圧延比1.2が必
要だからである。また、熱間圧延の前に凝固収縮孔をで
きる限り小さくしておくことが望ましいため、凝固過程
の軽圧下による鋳片の減面率は大きいほうがよいが、4.
5％なる上限を設けたのはそれ以上に軽圧下では内部割
れが起き易くなるためである。これらの結果をまとめる
と、第３図に示すような凝固過程での圧下による鋳片の
減面率と熱間圧延での圧延比の領域（斜線部）となる。
これらの結果から、請求項第２項の範囲を定めた。
延の圧延比の下限を1.2以上に定めた。この理由は、圧
延比を1.2にとれば十分に凝固収縮孔を圧着することは
できるが、前述の様に微細な組織で強度および靭性に優
れる棒鋼線材を製造するには少なくとも圧延比1.2が必
要だからである。また、熱間圧延の前に凝固収縮孔をで
きる限り小さくしておくことが望ましいため、凝固過程
の軽圧下による鋳片の減面率は大きいほうがよいが、4.
5％なる上限を設けたのはそれ以上に軽圧下では内部割
れが起き易くなるためである。これらの結果をまとめる
と、第３図に示すような凝固過程での圧下による鋳片の
減面率と熱間圧延での圧延比の領域（斜線部）となる。
これらの結果から、請求項第２項の範囲を定めた。
なお、本発明でいう圧延比を得るための圧下回数につい
は限定しない。
は限定しない。
［作用］ 本発明は、連続鋳造鋳片の断面積を小さくすることによ
って熱間圧延での凝固収縮孔圧着の効果が高くなる性質
を利用することを特徴としている。鋳片の断面積が小さ
くなると凝固収縮孔の圧着効率が高まる理由はロールか
ららの歪の伝達距離が短くなるためである。さらに、鋳
片の凝固過程において軽圧下を加え凝固収縮孔の発生を
抑制することによって、後に行う熱間圧延に必要な圧延
比を軽減することが可能である。一方、微細な結晶粒は
連続鋳造鋳片の断面積が小さく冷却速度が速いために、
鋳造時の結晶粒が微細であり引き続く熱間圧延の圧延比
が小さくても容易に微細な結晶粒が得られる。この性質
を利用することにより必要圧延比の下限を低く採ること
ができる。このように、少ない圧延比の熱間圧延ままで
微細組織を持ち強度および延性に優れる棒鋼又は線材の
製造が可能である。
って熱間圧延での凝固収縮孔圧着の効果が高くなる性質
を利用することを特徴としている。鋳片の断面積が小さ
くなると凝固収縮孔の圧着効率が高まる理由はロールか
ららの歪の伝達距離が短くなるためである。さらに、鋳
片の凝固過程において軽圧下を加え凝固収縮孔の発生を
抑制することによって、後に行う熱間圧延に必要な圧延
比を軽減することが可能である。一方、微細な結晶粒は
連続鋳造鋳片の断面積が小さく冷却速度が速いために、
鋳造時の結晶粒が微細であり引き続く熱間圧延の圧延比
が小さくても容易に微細な結晶粒が得られる。この性質
を利用することにより必要圧延比の下限を低く採ること
ができる。このように、少ない圧延比の熱間圧延ままで
微細組織を持ち強度および延性に優れる棒鋼又は線材の
製造が可能である。
［実施例］ 本発明の実施例を、鉄筋コンクリート用棒鋼JIS SD30B
および機械構造用鋼JIS S45Cについて示す。第１表に、
それらの製造方法として、鋳造断面積、凝固末期軽圧下
の方法、合計の圧延比、圧延温度、および、それらの材
質として凝固収縮孔部を含むように切り出したJIS 2号
試験片での引張試験の結果を示す。本発明例の記号１〜
12では凝固末期軽圧下による凝固収縮孔の抑制効果と適
切な圧延比での圧延により、凝固収縮孔が十分に圧着さ
れかつ良好な圧延組織を持つ、強度および延性に優れる
棒鋼であるといえる。一方、比較例の記号13〜16の、鉄
筋コンクリート用棒鋼JIS SD30Bでは、凝固末期軽圧下
による凝固収縮孔の抑制効果がなく圧延比が小さいため
に、凝固収縮孔の圧着が十分でなく、強度および延性が
低くなっている。
および機械構造用鋼JIS S45Cについて示す。第１表に、
それらの製造方法として、鋳造断面積、凝固末期軽圧下
の方法、合計の圧延比、圧延温度、および、それらの材
質として凝固収縮孔部を含むように切り出したJIS 2号
試験片での引張試験の結果を示す。本発明例の記号１〜
12では凝固末期軽圧下による凝固収縮孔の抑制効果と適
切な圧延比での圧延により、凝固収縮孔が十分に圧着さ
れかつ良好な圧延組織を持つ、強度および延性に優れる
棒鋼であるといえる。一方、比較例の記号13〜16の、鉄
筋コンクリート用棒鋼JIS SD30Bでは、凝固末期軽圧下
による凝固収縮孔の抑制効果がなく圧延比が小さいため
に、凝固収縮孔の圧着が十分でなく、強度および延性が
低くなっている。
［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明の方法によって、小さい圧
延比の圧延で凝固収縮孔が十分に圧着されかつ微細な圧
延組織を持つ強度および延性に優れる棒鋼が製造でき
る。それによって、設備の小型化および工程の簡略化を
実現することができ、多品種小量生産を短期間で行うこ
とが可能となり工業生産において極めて有益である。
延比の圧延で凝固収縮孔が十分に圧着されかつ微細な圧
延組織を持つ強度および延性に優れる棒鋼が製造でき
る。それによって、設備の小型化および工程の簡略化を
実現することができ、多品種小量生産を短期間で行うこ
とが可能となり工業生産において極めて有益である。
また、この収縮孔の圧着技術は棒鋼のみでなく、棒鋼と
同様な鋼線材に対しても広く応用できる。
同様な鋼線材に対しても広く応用できる。
第１図は、鋳造断面積と凝固収縮孔の圧着に必要な圧延
比を示した図。第２図は、凝固収縮部の影響を除いた鋳
片の圧延比と機械的性質の関係を示した図。第３図は、
凝固末期軽圧下の鋳片の厚み減少率とその後に行われる
熱間圧延で凝固収縮孔を圧着するに必要な圧延比を示し
た図。
比を示した図。第２図は、凝固収縮部の影響を除いた鋳
片の圧延比と機械的性質の関係を示した図。第３図は、
凝固末期軽圧下の鋳片の厚み減少率とその後に行われる
熱間圧延で凝固収縮孔を圧着するに必要な圧延比を示し
た図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−245913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−66862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−55529（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】断面積が80cm2以下の連続鋳造鋳片を、圧
延比の上限が４未満、その下限が以下の式で示される熱
間圧延を行って棒鋼および線材を製造する方法。 圧延比の下限＝0.015×（鋳造断面積）＋1.5 （ただし、鋳造断面積の単位はcm2） - 【請求項２】断面積が80cm2以下の連続鋳造鋳片を、断
面中心部の固相率が0.2以上の状態において、鋳片の減
面率が4.5％以下の軽圧下を行った後に、圧延比の上限
が４未満、その下限が以下の式で示される値または1.2
のいずれか大きい値で熱間圧延を行って棒鋼および線材
を製造する方法。 圧延比の下限＝0.08×（鋳片の減面率）２ −0.8×（鋳片の減面率）＋2.7 （ただし、鋳片の減面率の単位は％）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245248A JPH06104241B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 棒鋼および線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245248A JPH06104241B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 棒鋼および線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110001A JPH03110001A (ja) | 1991-05-10 |
| JPH06104241B2 true JPH06104241B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=17130863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1245248A Expired - Lifetime JPH06104241B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 棒鋼および線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104241B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422777B2 (ja) * | 1973-09-17 | 1979-08-09 | ||
| JPS5266862A (en) * | 1975-12-01 | 1977-06-02 | Nippon Steel Corp | Method of making steel material |
| JPS61245913A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-01 | Nippon Steel Corp | クラツド棒鋼線材の製造法 |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1245248A patent/JPH06104241B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03110001A (ja) | 1991-05-10 |
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