JPH09241739A

JPH09241739A - 熱延連続化プロセスによる材質バラツキの小さい熱延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH09241739A
Application number: JP8192996A
Authority: JP
Inventors: Junji Haji; 純治土師; Shirou Yonesono; 史郎米園
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JP3806173B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は熱延連続化プロセスを用い、圧延鋼
板の先・後端部での材質の向上を図ると共に、これによ
ってコイル内の材質のバラツキの解消を図ることを目的
とするものである。【解決手段】特定鋼組成の鋼板を、熱延連続化プロセ
スによりコイル内仕上圧延速度差を４００ｍｐｍ未満に
抑え、仕上圧延機入側と出側の温度差を１００℃未満
で、かつ、コイル内仕上温度差を５０℃未満に抑制した
ことを特徴とする材質バラツキの小さい熱延鋼板の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱延鋼板を製造する
熱間圧延設備において、移動する鋼板の先行鋼板後端部
と、これに続く後行鋼板先端部を接合し、複数の鋼板を
連続して圧延するいわゆる熱延連続化プロセスによる熱
延鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱延鋼板製造プロセスでは、スラ
ブ毎での圧延を行うため鋼板の先端部と後端部は、鋼板
が仕上圧延機を出た後に巻取られるまでの間において
は、無張力状態のいわゆる、非定常部とならざるを得な
かった。このため、この部分に該当する鋼板は擦り傷、
形状不良、板幅不良、板厚不良等の鋼板表面品位および
形状品位の劣化は避けられなかった。また、上記形状品
位の変化は鋼板の材質についても大きく影響し、冷却時
の冷却ムラにより機械的性質（引張特性等）が大きくバ
ラツキ、定常部分に比し良好な鋼板が得られなかった。
そのため、不良部分の除去により鋼板歩留りの低下と共
に、精整通板を必要とする等の作業付加があった。また
材質については、通板性等の操業上の観点からコイル
（圧延された鋼板はスラブ単位に仕上圧延後は巻取機に
よって巻取られてコイル状となるので、以下単にコイル
と称す）長手方向（圧延方向）で圧延速度が異なるた
め、単一コイル内の定常部であっても圧延温度等の熱延
条件が変化し、機械的性質の変動が生じていた。

【０００３】このような状況下において、近年複数の粗
圧延後のシートバー（以下、粗バーと称す）を順次接合
して、連続して所定の速度で熱間圧延処理する、いわゆ
る熱延連続化プロセスが試みられている。この熱延連続
化プロセスは、一般に、粗バーを供給する工程、この粗
バーの先端と後端を切断する工程、走行しながら先行粗
バーの後端部と、後行粗バーの先端部を、各々クランプ
して突き合わせて接合する工程、複数のスタンドで該圧
延用鋼板を所定の圧延スケジュールで、所定のサイズに
する熱間仕上圧延工程、熱間仕上圧延工程を出た鋼板を
冷却し巻取る工程、熱間仕上圧延工程と巻取り工程との
間にあって、鋼板を所定の重量または長さ単位で切断す
る走間切断分割工程とから構成されている。

【０００４】このための粗バーの接合方法としては、各
種の提案がなされており、例えば、特開平４−２８８９
０６号公報には、先行材と後行材の端面接触領域を幅方
向の少なくとも両端部域となるよう切断加工を施し、加
熱と搬送速度を調整し両縁部近傍に圧縮応力を発生させ
て相互に密着させることが開示されており、また、特開
平５−１０４１０７号公報では、先行材と後行材の端面
幅方向両端部同士を圧延前に熱間溶接した後、幅方向中
央の未接合部を圧延によって熱間圧接する方法が提案さ
れている。また、特公平５−６２０３５号公報では、長
手方向で先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部を重
ね合わせて切断し、切断面に直角に圧縮力を加えること
により、新生面同士の結合領域を拡げスケールの除去な
しで両金属板を溶着し、厚み方向で全面接触して強固に
結合する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】熱延連続化プロセスに
ついて、その手段は上記のごとく種々の提案がなされて
いるが、鋼板の材質面からの検討については一部なされ
ているのみで、完全なる対策については多くの開発の余
地が残されており、従来での鋼板の先・後端部における
材質不良部を完全に解消するまでには到っていない。本
発明は前記した従来法でのコイル内での材質のバラツキ
を解消した熱延鋼板の製造方法を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、その手段は、（１）重量で、Ｃ：０．０１〜０．６０％、Ｓｉ：≦
２．５０％、Ｍｎ：０．０５〜２．５０％、Ｐ：≦０．
０５０％、Ｓ：≦０．０２５％、Ａｌ：０．００５〜
０．１００％、Ｎ：≦０．０１０％を含有し、必要に応
じて、Ｎｂ：０．００５〜０．０６０％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．１５０％、Ｂ：≦０．００５０％、Ｖ：≦
０．０６０％、Ｃａ：≦０．００６０％、Ｎｉ：≦０．
５０％、Ｃｒ：≦０．８０％、Ｍｏ：≦０．７０％のう
ち１種または２種以上を含み、その他不可避的成分から
なる鋼板を、熱延連続化プロセスにより、コイル内仕上
圧延温度差を５０℃未満としたことを特徴とする熱延連
続化プロセスによる材質バラツキの小さい熱延鋼板の製
造方法。

【０００７】（２）前記（１）に記載のコイル内仕上圧
延速度差を４００ｍｐｍ未満としたことを特徴とする熱
延連続化プロセスによる材質バラツキの小さい熱延鋼板
の製造方法。（３）前記（１）または（２）の何れかに記載の仕上圧
延機の入側と出側の温度差を１００℃未満としたことを
特徴とする熱延連続化プロセスによる材質バラツキの小
さい熱延鋼板の製造方法。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は鋼板の圧延を熱延連続化
プロセスで行うことにより、従来での圧延で発生してい
た鋼板の先・後端部の表面品位、形状品位の劣化を回避
すると共に、鋼板定常部を含む鋼板コイル内の材質のバ
ラツキを防ぐところに主眼があり、組成としては通常の
鋼板に用いられている主要元素を含み、これに加えてそ
の目的に応じ例えば高強度、高靱性、高耐食性等の特性
を発揮する元素の添加を行うものである。

【０００９】本発明が対象としている鋼の成分限定理由
について以下説明する。Ｃは硬化元素であり、Ｃ量が少
ない程加工性に有利であるが、Ｃ量を低下させる脱酸処
理の経済性を考慮してＣ量の下限を０．０１ｗｔ％とし
た。しかし、０．６０ｗｔ％を超えると溶接性や低温靱
性が劣化する。従って、その含有量は０．０１ｗｔ％以
上、０．６０ｗｔ％以下とする。Ｓｉは脱酸剤として有
効であり、また強度向上の元素でもある。さらには鋼中
のフェライトの生成を促進し、炭化物の生成を抑制する
ことにより残留オーステナイトを確保する作用を有す
る。しかし、その含有量は２．５０ｗｔ％を超えるとそ
の効果は飽和し、かえって溶接性の劣化、また鋳造鋳片
での割れ発生の原因ともなる。従って、その含有量は
２．５０ｗｔ％以下とする。Ｍｎは強度、靱性を向上さ
せるために有効な成分で、０．０５ｗｔ％以上を必要と
する。しかし、２．５０ｗｔ％を超えると溶接性が劣化
する。従って、その含有量は０．０５ｗｔ％以上、２．
５０ｗｔ％とする。

【００１０】Ｐは低温靱性を劣化させ、溶接時に高温割
れを発生させることがあることから、その含有量は０．
０５０ｗｔ％以下とする。ただし、鋼板表面のスケール
疵防止の観点からは０．０１０ｗｔ〜０．０２０ｗｔ％
が好ましい。ＳはＭｎと結合してＡ系介在物を生じて、
靱性、延性を劣化させることからその含有量は０．０２
５ｗｔ％以下とする。

【００１１】Ａｌは鋼の脱酸に用いられる。その効果は
０．００５ｗｔ％以上で生じ、０．１００ｗｔ％を超え
ると飽和する。従って、その含有量は０．００５ｗｔ％
以上、０．１００ｗｔ％以下とする。Ｎは靱性を劣化さ
せるため可能な限り少ない方がよいが、経済性を考慮
し、その含有量は０．０１０ｗｔ％以下とする。

【００１２】さらに、本発明においては、上記の主要成
分組成例に加えて、例えば、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂ，Ｖ，Ｃ
ａ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ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できる。

【００１３】Ｎｂは微量添加で大幅に強度を上昇させ、
かつ、固溶Ｎによる歪時効によって靱性の劣化を防止す
る好ましい成分である。その効果は、０．００５ｗｔ％
以上で期待できるが、０．０６０ｗｔ％を超えると飽和
する。従って、その含有量は０．００５ｗｔ％以上、
０．０６０ｗｔ％以下とする。ＴｉはＮｂと同様、微量
添加で大幅に強度を上昇させ、制御圧延との相乗効果に
より靱性を向上させる好ましい成分である。その効果は
０．００５ｗｔ％以上で期待できるが、０．１５０ｗｔ
％を超えると飽和する。従って、その含有量は０．００
５ｗｔ％以上、０．１５０ｗｔ％以下とする。

【００１４】Ｂは微量の添加で大幅に延性の増大に寄与
し、また、時効性の向上にも効果を有する好ましい成分
であり、その効果は０．００５０ｗｔ％で飽和するので
その上限を０．００５０ｗｔ％とする。Ｖは微量添加で
大幅な強度の向上が期待できる成分であるが、０．０６
０ｗｔ％を超えて含有するとその効果は飽和し、溶接性
が劣化する。従って、上限を０．０６０ｗｔ％とする。
Ｃａは介在物の形態制御により、低温靱性、延性に好ま
しいばかりでなく、セパレーション対策としても好まし
い成分である。しかし、０．００６０ｗｔ％を超えて含
有すると、溶接性、および靱性の劣化をまねく。従っ
て、上限を０．００６０ｗｔ％とする。

【００１５】Ｎｉは、強度、靱性の向上に有効な成分で
あるが、０．５０ｗｔ％を超えて含有すると溶接性が劣
化する。従って、上限を０．５０ｗｔ％とする。Ｃｒは
Ｎｉと共に強度、靱性の向上に有効な成分であるが、
０．８０ｗｔ％を超えて含有すると溶接性が劣化するの
で、上限を０．８０ｗｔ％とする。Ｍｏは強度、靱性の
向上に有効な成分であるが、０．７０ｗｔ％を超えて含
有すると溶接性が劣化する。従って、上限を０．７０ｗ
ｔ％とする。

【００１６】次に、本発明の熱延連続化プロセスを工程
順にその特徴部分と、その効果および熱延条件の限定理
由について以下に説明する。図１は本発明を実施するた
めの設備配置の一例を示した図である。加熱炉で加熱さ
れたスラブは、粗圧延機で圧延された後巻とられて粗圧
延コイル（粗バー）となる。この粗圧延コイルが巻戻さ
れ、溶接用シャーにおいて先・後端部を切断された後、
接合装置（接合装置については特に限定しないので、こ
こでは特に触れない。また、接合方法についても種々の
方法が考えられるが、レーザー溶接方法が好ましい）に
より先行材の後端部と後行材の先端部が接合され、仕上
圧延機で圧延される。したがって、最初の粗バーの先端
部と最後の粗バーの後端部を除いた部分は仕上圧延にお
いて圧延端のない圧延ができる。

【００１７】さらに、仕上圧延速度を高速、かつその変
動を小さく（４００ｍｐｍ未満）することができるた
め、圧延温度等の熱延条件の変動も小さくすることがで
きる。最適な熱延仕上温度は、Ａｒ₃ 〜９００℃であ
る。熱延仕上温度が、Ａｒ₃ 変態点未満では延性が著し
く低下し、９００℃を超えると延性の劣化を来すためで
ある。また、コイル内の仕上圧延温度差を５０℃未満と
することができ、仕上圧延機の入側と出側の温度差を１
００℃未満にすることが可能である。これらの熱延条件
の変動の減少は材質バラツキの低減につながる。

【００１８】さらにまた、従前は１コイル単位の圧延で
あったがため、コイル先端部がコイラーで巻取りを開始
するまでは、仕上圧延機を抜け出たコイル先端部は無張
力のまま冷却床を走り抜けるため、コイル先端部上下は
大きく波打ち状態となり、特に薄鋼板については冷却床
において冷却水の散布によるムラのない冷却を行うこと
はできなかった。また、後端部においても同様に仕上圧
延機を抜けると張力が働かず同様の処置を取らざるを得
ず、これらの部分は材質的にみてコイル中央部に比し材
質の劣化は避けられず成品歩留りの低下となっていた。

【００１９】本発明においては、コイルを連続的に圧延
するので仕上圧延機とピンチロール間で一定の張力を付
与することが可能となり、上記の不都合な事態を回避で
きると共にコイル全長にわたっての水冷ができ、コイル
内での材質のバラツキの小さい成品を得ることができる
ようになった。さらに、ピンチロール後のシャーにより
鋼板接合部を走行切断して巻取機にてコイルを巻取るた
め、従前コイル先・後端部で発生していたタング状、ま
たはフィッシュテール状の形状不良部分が皆無となる。
従って、従前の精整通板による形状不良部分の矯正、お
よび先・後端部分を含んだ形状不良部の切捨てを大幅に
減らすことができ、精整工程の削減、成品歩留りの向上
が達成できる。

【００２０】以上、本発明の設備上での特徴部分の説明
とそれによってもたらされる効果についての説明を行っ
たが、本発明においては従前の工程によって得られる鋼
板に比し最も大きな効果の違いは本発明を実施すること
によって、鋼板の品質特性のバラツキ、すなわちコイル
内のバラツキが著しく低下し、均一で安定した材質の成
品が得られるところに大きな意義を有する。

【００２１】本発明では、最近の鋼板製造技術の急速な
進歩に伴い、鋳片での偏析の改善、圧延での制御圧延の
向上と相まって熱延連続化プロセスを採用することによ
り、これらコイル内の材質の変動を極く小さい範囲内に
抑制することができるようになったものであり、それぞ
れの圧延上での限定値は熱延連続化プロセスの実施によ
って得られた実績からその範囲を導き出したものであ
る。この結果によって、需要家においては同一コイル内
ではどの位置であっても、その部位を配慮することなく
バラツキの少ない均一な材質の鋼板の使用が可能となっ
た。

【００２２】

【実施例】以下、本発明における前述の効果を実施例に
よって具体的かつ、詳細に説明する。本発明は殆ど全て
の鋼種に適用できるが、その代表として普通加工用鋼板
（Ａ）と自動車用高張力鋼板（Ｂ）および鋼管用鋼板
（Ｃ）の３種を選んで鋼板の化学組成を表１に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】この３種の鋼種から鋳造されたスラブを本
発明によって表２に示す条件で鋼板に圧延し、圧延され
た成品について各鋼種毎に同一ロット（１回の圧延単位
で鋼板が接合されて連続圧延されたもの）内からコイル
１本（ただし、最先端、最後端コイル以外）をランダム
に抽出し、コイル全長のうちの５個所（非定常部に該当
する先・後端部および定常部に該当する中央部から均等
距離を置いた３個所の部分）から試料を採取した。

【００２５】

【表２】

【００２６】この試料について材質の調査をそれぞれ行
い、コイル内での材質特性を表３に示した。なお、比較
のために従来方法で圧延した鋼板についても同様に表２
に圧延条件を表３に材質の調査結果を示した。表３中Δ
とあるのはコイル内の変動（バラツキ）を示したもの
で、最大値−最小値で表した。

【００２７】

【表３】

【００２８】表３から明らかなように、本発明によれば
従来方法に比較して全ての材質特性においてコイル内の
変動幅が少なくなっており、均一で安定した材質の鋼板
が得られていることがわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば熱間圧延鋼板のコイル内
での材質のバラツキが小さく、従来切捨てまたは格落ち
になっていたコイル先・後端部分も成品として採用でき
る。また、鋼板先・後端部の切捨て量が低減したため、
歩留り面からは大きな向上がみられ、さらには鋼板巻取
後の巻戻し精整工程を削減できる等多くの効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための設備配置の一例を示す
図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量で、Ｃ：０．０１〜０．６０％、Ｓｉ：≦２．５０％、Ｍｎ：０．０５〜２．５０％、Ｐ：≦０．０５０％、Ｓ：≦０．０２５％、Ａｌ：０．００５〜０．１００％、Ｎ：≦０．０１０％を含有し、必要に応じて、Ｎｂ：０．００５〜０．０６０％、Ｔｉ：０．００５〜０．１５０％、Ｂ：≦０．００５０％、Ｖ：≦０．０６０％、Ｃａ：≦０．００６０％、Ｎｉ：≦０．５０％、Ｃｒ：≦０．８０％、Ｍｏ：≦０．７０％のうち１種または２種以上を含み、その他不可避的成分
からなる鋼板を、熱延連続化プロセスにより、コイル内
仕上圧延温度差を５０℃未満としたことを特徴とする熱
延連続化プロセスによる材質バラツキの小さい熱延鋼板
の製造方法。
【請求項２】請求項１項に記載のコイル内仕上圧延速
度差を４００ｍｐｍ未満としたことを特徴とする熱延連
続化プロセスによる材質バラツキの小さい熱延鋼板の製
造方法。
【請求項３】請求項１または２項の何れか１項に記載
の仕上圧延機の入側と出側の温度差を１００℃未満とし
たことを特徴とする熱延連続化プロセスによる材質バラ
ツキの小さい熱延鋼板の製造方法。