JPH07316648A - 高炭素熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱間圧延後に、別途，圧延や再加熱等の工程を
追加することなく、炭化物を微細球状化させて、焼入れ
性に優れた鋼板の製造方法を提供することを目的として
いる。 【構成】加熱炉２で所定温度に加熱されたスラブが粗圧
延機３及び仕上圧延機４にて圧延された後にピンチロー
ル６を介してコイラ５に巻き取られる。仕上圧延機４は
７スタンドで構成され、後段の３スタンド４ａでは、鋼
板の温度を７００℃以下で且つ１５％の圧下率で実施す
る。そして、そのままコイラ５に巻き取ることで、再加
熱することなく５７０℃以上の温度で巻き取り、そのま
ま徐冷させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延鋼板の製造方
法に係り、特に、微細球状化炭化物を有して焼入れ性に
優れる高炭素熱延鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製造された高炭素熱延鋼板は、その後の
用途に合わせて焼入れ・焼戻しの熱処理を施される場合
が多く、焼入れ性が優れていることが要求される。この
優れた焼入れ性を有するためには、鋼板中の炭化物が微
細球状化していることが要求される。

【０００３】このため、従来、熱間圧延終了後の鋼板を
酸洗してスケールを除去した後に熱処理炉で再加熱して
焼鈍を施すことで、熱間圧延によってパーライト組織と
なった炭化物を球状化させている。しかし、この方法で
は、炭化物を球状化させるために長時間の焼鈍が必要で
あり、また、その球状化焼鈍材の炭化物は１〜２μｍ以
上と粒径が大きいため、所定以上の焼入れ性能を確保す
ることができない。この焼入れ性を向上させるために
は、炭化物の微細化が要求される。

【０００４】従来、この炭化物を微細化するために、例
えば、特開昭５９−２８５２７号公報や特開昭５９−２
０５４１７号公報等に記載されている方法が提案されて
いる。上記特開昭５９−２８５２７号公報に開示されて
いる方法は、熱間圧延を行い巻き取った熱延鋼板に対し
て、さらに、冷延率２０％以上で冷間圧延を実施した
後、４５０℃〜６５０℃の温度でバッチ焼鈍と冷間圧延
を必要回数だけ繰り返すことで炭化物の微細球状化を図
っている。

【０００５】また、特開昭５９−２０５４１７号公報に
開示されている方法は、熱間圧延における仕上圧延終了
後、連続冷却床上にてパーライト変態を終了させ、引き
続き１０％以上の圧下率の変形を加えて巻き取った鋼板
を、さらに、Ａ_C1点以下の温度に加熱し、一定時間保持
した後、徐冷して炭化物の球状化を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような炭化物を微細化する方法にあっては、上記特
開昭５９−２８５２７号公報に開示されている方法で
は、熱間圧延の後に、さらに、冷間圧延及び焼鈍の工程
を追加し該工程を繰り返し実施する必要がある。また、
特開昭５９−２０５４１７号公報に開示されている方法
では、冷却設備と巻き取り機との間に、新たな圧延機を
設ける必要があり、さらに、再加熱処理が要求であるこ
となど経済的でない。また、この方法では、どこまで炭
化物を微細化することができるか不明である。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、熱間圧延後に、別途，圧延や再加熱等
の工程を追加することなく、炭化物を微細球状化させ
て、焼入れ性に優れた鋼板の製造方法を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高炭素圧延鋼板の製造方法は、０．３〜
１．２％の炭素を含有する鋼を熱間圧延する際に、仕上
圧延を７００℃以下の温度で且つ１５％以上の圧下率で
実施したのち、５７０℃以上の温度で巻き取ることを特
徴としている。

【０００９】

【作用】本願発明は、炭化物を球状化させるに際して、
予め加工（圧延）を加えてパーライト組織の分断をした
後に球状化焼鈍を実施することが有効であるという周知
事実に基づき、仕上圧延条件及び巻き取り温度条件につ
いて検討した結果、仕上圧延を従来よりも低温且つ所定
の圧下率以上で実施することで、仕上圧延中に生じるパ
ーライト組織に変形が加わって炭化物に分断変形が起こ
り、引き続き、従来よりも高温状態でコイラに巻き取る
ことで、その自己保有熱によって分断された炭化物が球
状化して、炭化物の微細球状化が達成されるという、新
たな知見を得た。

【００１０】この新たな知見により、まず仕上圧延中に
おける、前半スタンドによる圧延をオーステナイト域圧
延とし、後半スタンドで、上記のように、パーライト変
態を生じせしめると同時に生成パーライトに歪みを加え
てパーライトラメラの分断を図り、次いで、高温状態で
コイラに巻き取り、その後の徐冷中に上記分断されたパ
ーライト炭化物の球状化を図る。

【００１１】この結果を得る条件を検討したところ、仕
上圧延条件に関しては、７００℃より高い温度での圧下
では仕上圧延中にパーライト変態が生じないために、仕
上圧延の際の温度を７００℃以下とした。また、仕上圧
延において、７００℃以下の温度で全圧下率が１５％未
満では、パーライト組織の分断効果が小さいく所定以上
の球状化が進行しないため、全圧下率を１５％以上に設
定した。

【００１２】なお、上記のような従来よりも低温状態で
の仕上圧延は、低温であるほど、また、圧下率が大きい
ほど、パーライト分断の効果は大きい。しかし、低温過
ぎては、次工程の巻き取り工程にて、球状化が図れる温
度（５７０℃以上）で巻き取ることが難しくなるので、
圧延仕上出側温度が６００℃以上となることが好まし
く、また、圧延負荷が過大になることなどを防止するた
めに、７００℃以下での圧下率は６０％以下に設定する
ことが好ましい。

【００１３】また、巻き取り温度条件に関しては、５７
０℃より低いと球状化が進行しないことを確認したの
で、巻き取り温度の下限値を５７０℃に設定した。ま
た、巻き取り温度条件は高温であるほど効果は大きい
が、その上限値は、前工程である仕上圧延での温度条件
から制限される。また、炭素含有量については、炭素量
が少ないとパーライト生成量が少なく、本願発明の効果
が明瞭でないので下限を０．３％に設定した。また、炭
素量を多いと、初析炭化物のオーステナイト界面への析
出量が多くなり熱間圧延加工性を劣化させて、熱間圧延
中の割れが発生しやすくなること、及び初析炭化物が微
細化されにくいことから上限を１．２％に設定した。

【００１４】なお、本発明の効果は、製造される鋼板に
対する用途に合わせて従来のようにＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，
Ｍｏ等の合金元素を添加しても有効である。但し、多量
の添加は仕上圧延中のパーライト変態を遅延させて本発
明の効果を低下させるので、Ｓｉは１．５％以下、Ｍｎ
は２．０％以下、Ｃｒ，Ｍｏは１．０％以下が好まし
い。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、熱間圧延設備の構成を説明すると、図１に示すよ
うに、パスライン１に沿って、上流側からスラブを加熱
する加熱炉２、加熱したスラブに粗圧延を行う粗圧延機
３、仕上圧延を行う仕上圧延機４、及びコイラ５の順に
配設されていて、加熱炉２で所定温度に加熱されたスラ
ブが粗圧延機３及び仕上圧延機４にて圧延された後にピ
ンチロール６を介してコイラ５に巻き取られる。

【００１６】本実施例では、仕上圧延機４は７スタンド
で構成され、後段の３スタンド４ａ（第５，６，７段目
のスタンド）で、本願発明の方法に基づき、鋼板の温度
を７００℃以下で且つ１５％の圧下率で実施する。例え
ば、仕上圧延機４の第１スタンドに噛み込む際の鋼板の
温度を８５０℃に設定すると共に、圧延中の温度降下に
よって最終スタンド出側での鋼板の温度を６５０℃にす
ることで、後段の３スタンド４ａでの圧延中の鋼板の温
度を７００℃から６００℃の範囲に設定する。

【００１７】そして、そのままコイラ５に巻き取ること
で、再加熱することなく５７０℃以上の温度で巻き取
り、そのまま徐冷させる。これによって、仕上圧延中に
おける、第１から第４スタンド４ｂでの圧延によって、
オーステナイト域圧延を行い、第５から第７スタンド４
ａで、パーライト変態を生じせしめると同時に生成パー
ライトに歪みを加えてパーライトラメラの分断を図る。
次いで、高温状態でコイラ５に巻き取り、その後の徐冷
中に上記分断されたパーライト炭化物の球状化を図る。

【００１８】実際に、下記表１に示される成分を含有す
る種々のスラブを連続鋳造によって製造し、そのスラブ
を加熱炉２で１２８０℃に加熱した後に抽出し、そのま
ま粗圧延機３にて粗圧延を実施して厚さ３０mmのシート
バーとした。

【００１９】

【表１】

【００２０】さらに、仕上圧延機４における後段のスタ
ンド（第５〜第７スタンド）４ａの温度条件及び圧下条
件を、下記表２に示す条件にて仕上圧延を行い３．８mm
の鋼板とした後、引き続いて、該鋼板を、表２に示す温
度状態でコイラ５に巻き取り、徐冷させて所定の高炭素
熱延鋼板とした。

【００２１】

【表２】

【００２２】上記種々の条件にて実施した高炭素熱延鋼
板について、炭化物の球状化率、及び球状炭化物の平均
粒径を求めたところ、上記表２に示す結果を得た。な
お、試料Ｎｏ．１〜４、及びＮｏ．９〜１２が、本願発
明に基づいて製造された高炭素熱延鋼板である。この表
２から分かるように、仕上圧延の際の温度を７００℃以
下で且つ圧下率を１５％以上で仕上圧延を行い、且つ５
７０℃以上の巻き取り温度で巻き取りを実施した、本願
発明の方法に基づく高炭素熱延鋼板では、いずれも球状
化率１００％で平均粒径が０．５μｍ以下の良好な球状
炭化物となっている。

【００２３】これに対して、表２中、試料Ｎｏ．５は通
常の熱間圧延方法によるものであり、最後に７００℃以
下での圧下を加えない場合には殆ど炭化物の球状化が発
生していないことが分かる。また、試料Ｎｏ．６のよう
に７００℃以下での圧下率が低い場合にも、球状化が進
まず、本発明の目的を達成できないことが分かる。

【００２４】さらに、試料Ｎｏ．７及び８のように、仕
上圧延条件が本願発明の方法に合致していても、巻き取
り温度を低く設定すると球状化が十分進行しないことが
分かる。このように、仕上圧延の際の温度を７００℃以
下で且つ圧下率を１５％以上で仕上圧延を行い、且つ、
５７０℃以上の巻き取り温度で巻き取りを実施すること
によって、熱間圧延の後に、別途、冷延や再加熱等の追
加工程を設けなくても、通常の熱間圧延工程だけで焼入
れ性の優れた高炭素熱延鋼板を得ることができた。

【００２５】また、上記実施例によって製造される試料
Ｎｏ．１の高炭素熱延鋼板と、従来の球状化焼鈍を６９
０℃で４８時間実施して製造した球状化焼鈍材とにおけ
る、粒状炭化物の粒径分布を求めて見たところ、図２に
示す結果を得た。この図２から明らかなように、本発明
を採用した試料Ｎｏ．１の高炭素熱延鋼板の方が、従来
の方法による球状化焼鈍材よりも炭化物を微細に球状化
することができることが分かる。

【００２６】さらに、上記製造した高炭素熱延鋼板を、
さらに、７５０℃で種々の時間で加熱してから油焼入れ
を行った後に、ビッカース硬度を測定してみたところ、
図３に示すような結果を得た。この図３から明らかなよ
うに、本発明を採用した鋼板の方が、従来の球状化焼鈍
材に比べて極めて短時間で十分な焼入れ硬度が得られて
おり、焼入れ性が格段に優れていることが分かる。

【００２７】このように、本発明に基づく製造方法によ
れば、従来の球状化焼鈍材よりも格段に微細な球状化炭
化物を有する高炭素熱延鋼板を製造できる。また、従来
の方法による熱延鋼板及び同鋼板の球状化焼鈍材より
も、低温且つ短時間の加熱で焼入れが可能であり、さら
に、板面内の焼入れ性の均一性に優れ、焼入れ歪みの発
生が小さいために熱処理用高炭素鋼板の製造方法として
従来よりも大幅に有効である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の高炭
素熱延鋼板の製造方法では、別途、冷延や再加熱等の工
程を追加することなく、従来の熱延工程だけで微細球状
化炭化物を含有して焼入れ性に優れる高炭素熱延鋼板を
製造することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の熱間圧延工程を示す図で
ある。

【図２】試料Ｎｏ．１と球状化焼鈍材の球状化炭化物の
粒径分布を示す図である。

【図３】試料Ｎｏ．１と球状化焼鈍材の焼入れ時の加熱
時間と硬度との関係を示す図である

【符号の説明】

２ 加熱炉 ３ 粗圧延機 ４ 仕上圧延機 ４ａ 後段のスタンド ５ コイラ ６ ピンチロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ０．３〜１．２％の炭素を含有する鋼を
   熱間圧延するに際し、仕上圧延を７００℃以下の温度で
   且つ１５％以上の圧下率で実施したのち、５７０℃以上
   の温度で巻き取ることを特徴とする高炭素圧延鋼板の製
   造方法。