JPH0924401A - 熱間圧延における鋼板の表面疵低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間圧延により鋼板を製造する際に、スラブ
表面端部における圧延方向の引張り応力を低減すること
により、熱間圧延時に発生しがちな鋼板の表面疵を低減
する。 【構成】 粗圧延前のスラブ形状をその横断面の面積Ｓ
ａと、スラブ幅中央部のスラブ厚みｈｃ及びスラブ幅ｗ
で構成さける長方形の面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）との
差△Ｓ（△Ｓ＝Ｓａ−Ｓｂ）の前記長方形の面積Ｓｂに
対する比ｒ（ｒ＝△Ｓ／Ｓｂ）を０．００１〜０．００
３にするとともに、粗圧延第１パスのスラブ幅中央部圧
下率を２〜８％とする。 【効果】 表面疵が著しく低減した熱延鋼板が高歩留り
で製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延時に発生しが
ちな鋼板の表面疵低減方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に熱間圧延された鋼板の端部にはヘ
ゲ疵と称される微小な表面疵が発生しやすく、冷間圧延
後にも残留して製品品質を損ね、鋼板の端部をスリット
しなければならず、製品歩留の低下をきたすことが多
い。特に、ステンレス鋼では、製品表面性状が重要であ
るが、変形抵抗が高く熱間加工性が悪いため、ヘゲ疵に
より大幅な歩留の低下を招いている。ヘゲ疵の発生は、
材質的に脆い鋳造組織を持つスラブに対して行われる粗
圧延第１パスで生じ易い。また、このヘゲ疵の発生に
は、圧延方向の張力が作用していると考えられる。すな
わち、粗圧延工程において、スラブ端部では幅広がりを
生じ、圧延方向へのメタルフローがスラブ中央部に比較
して小さくなるため、スラブ端部がスラブ中央部に引き
ずられ、スラブ端部に圧延方向の引張り応力が発生す
る。引張り応力によりスラブ端部でスラブ幅方向に微小
な割れを生じ、その後の熱間圧延や冷間圧延等の圧延工
程により、微小な割れが圧延方向に伸張されてヘゲ疵に
なると考えられる。スラブ端部での幅広がりは、板厚の
大きい粗圧延第１パスで最も大きい。したがって、力学
的にも粗圧延第１パスでヘゲ疵が発生しやすいと考えら
れる。

【０００３】そこで、特開平６−２６９８０４号公報で
は、スラブ端部における圧延方向の引張り応力を低減
し、表面疵発生を低減すべく、素材スラブの形状につい
て、最エッジ部のスラブ厚みを中央部のスラブ厚みより
厚くして、スラブ端部の圧延方向へのメタルフローを増
やすことにより、熱延時の表面疵発生を少なくしてい
る。この製造方法においては、スラブ中央部の厚みとス
ラブ幅により規定される完全矩形と当該スラブを重ね合
わせたときに、当該矩形よりはみ出る部分の面積△Ｓと
当該矩形の面積Ｓとの比ｋ（ｋ＝△Ｓ／Ｓ）値が０．０
０３以上で０．０３以下となるように最エッジ部を厚く
している。最エッジ部のスラブ厚みが中央部のスラブ厚
みより厚くなるような素材スラブ形状を得るために、連
続鋳造鋳型内面にテーパを付ける方法や、粗圧延前に垂
直ロール（例えばエッジャー圧延等）で圧延してドッグ
ボーンを形成させる方法等を採用している。

【０００４】ところで、連続鋳造時にバルジング等によ
りスラブ端から１０〜３００ｍｍの範囲に凹部が形成さ
れるスラブがある。凹部が発生したスラブでは、粗圧延
第１パスにおいて、凹部の圧下率が他の部位に比べて小
さくなるため、凹部において圧延方向の引張り応力が大
きくなり、ヘゲ疵が発生しやすい。このような凹部発生
スラブに対して、特開平６−２９２９０７号公報では、
圧下率を大きくすることにより凹部の影響を小さくし、
表面疵発生頻度を均一断面のスラブと同等な程度に減じ
るため、水平ロールによる第１パスの圧延を１０００℃
以上の温度域において、圧下率を少なくとも１５％以上
とすることにより、表面欠陥の少ないステンレス鋼板を
製造している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−２
６９８０４号公報の方法においては、端部の厚みが中央
部の厚みよりも厚い形状のスラブを圧延する場合、スラ
ブ端部の圧下率が大きくなるため、スラブ端部に大きな
荷重がかかり、ロール摩耗が生じやすくなる。また、垂
直ロールによりドッグボーンを形成させる方法では、ド
ッグボーン形成時にスラブ端部での圧延方向の伸びに引
きずられるため、スラブ中央部に引張り応力がかかり、
内部割れの誘因となる恐れがある。また、板幅制約上の
問題から、垂直ロールによる圧下をあまりかけられない
場合もある。

【０００６】他方、特開平６−２９２９０７号公報に開
示されているように、凹部発生スラブにおいて、第１パ
スの圧下率を１５％以上とすることにより、圧延方向の
張力分布が均一断面のスラブとほぼ同等となり、表面疵
発生頻度も均一断面のスラブとほぼ同等な程度に減少す
ることは十分に予想される。しかし、第１パスの圧下率
を大きくすると、スラブ厚中心部まで変形しやすくなる
ため、スラブ厚中心部における圧延方向の引張り応力が
小さくなると共に、スラブ表面部における圧延方向の引
張り応力が大きくなる。したがつて、均一断面のスラブ
においても、鋳造組織を有し、材質的に脆い第１パスで
表面疵発生頻度が大きくなると考えられる。本発明は、
このような問題を解消すべく案出されたものであり、ス
ラブ端部のスラブ厚みをスラブ幅中央部のスラブ厚みよ
りも若干大きくするとともに鋳造組織を有し材質的に脆
い粗圧延第１パスにおいて、圧下率を小さくすること
で、スラブ表面端部における圧延方向の引張り応力を低
減することにより、熱間圧延時に発生しがちな鋼板の表
面疵を低減することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の表面疵低減方法
は、その目的を達成するため、熱間圧延により鋼板を製
造するに際し、粗圧延前のスラブ形状をその横断面の面
積Ｓａと、スラブ幅中央部のスラブ厚みｈｃ及びスラブ
幅ｗで構成される長方形の面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）
との差△Ｓ（△Ｓ＝Ｓａ−Ｓｂ）の前記長方形の面積Ｓ
ｂに対する比ｒ（ｒ＝△Ｓ／Ｓｂ）を０．００１〜０．
００３にするとともに、粗圧延第１パスのスラブ幅中央
部の圧下率を２〜８％とすることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明者等は、熱間圧延時に発生する表面疵の
発生頻度と粗圧延第１パスの圧下率との関係について綿
密に調査したところ、粗圧延第１パスの圧下率を小さく
することにより、熱間圧延時に発生しがちな鋼板の表面
疵を低減できることを見い出した。これは、圧下率を小
さくすることで、スラブ厚中心部まで変形しにくくなる
ことにより、スラブ表面部における圧延方向の引張り応
力が低減されるためである。そして、粗圧延第１パスを
軽圧下率で圧延しても、スラブ表面部は鋳造組織が消滅
するので、粗圧延第２パス以降の圧下率を大きくとって
も、表面疵が発生しにくくなるものと考えられるまた、
粗圧延前のスラブ形状について、スラブ端部の厚みをス
ラブ幅中央部の厚みよりも大きくするとき、スラブ端部
の圧下率が大きいため、スラブ端部における圧延方向の
引張り応力が小さくなる。その結果、粗圧延第１パスの
圧下率を大きく低減しなくても、表面疵の発生を低減で
きる。

【０００９】図１に本発明におけるスラブ形状を示す。
図はスラブの横断面を示しており、ｗはスラブ幅を、ｈ
ｃはスラブ幅中央部のスラブ厚みを、ｈｅはスラブ端部
のスラブ厚みをそれぞれ示す。さらに、スラブの横断面
の面積Ｓａと、スラブ幅中央部のスラブ厚みｈｃ及びス
ラブ幅ｗで構成される長方形の面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×
ｗ）との差△Ｓ（△Ｓ＝Ｓａ−Ｓｂ）を斜線で示す。本
発明におけるスラブ形状とは、斜線部△Ｓの前記長方形
の面積Ｓｂに対する比ｒ（ｒ＝△Ｓ／Ｓｂ）が０．００
１〜０．００３となるようなスラブ形状である。このよ
うなスラブ形状の形成方法としては、研削による方法、
連続鋳造鋳型内面にテーパを付ける方法及び垂直ロール
によりドッグボーンを形成させる方法等がある。

【００１０】次に、スラブの横断面の面積Ｓａと、スラ
ブ中央部のスラブ厚みｈｃ及びスラブ幅ｗで構成される
長方形の面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）との差△Ｓ（△Ｓ
＝Ｓａ−Ｓｂ）の前記長方形の面積Ｓｂに対する比ｒ
（ｒ＝△Ｓ／Ｓｂ）を０．００１〜０．００３の範囲に
限定した理由について述べる。ｒ値の下限を０．００１
とした理由は、それ未満では幅広がりの影響によりスラ
ブ端部の圧延方向引張り応力が大きくなる効果に比べ
て、スラブ形状の影響によりスラブ端部の圧延方向引張
り応力が低減される効果が小さく、スラブ端部に発生す
る表面疵の低減効果が小さいからである。また、ｒ値の
上限を０．００３とした理由は、それを越えるとスラブ
端部に大きな荷重がかかり、ロール摩耗の問題が生じる
からである。さらに、スラブ研削による方法では研削量
が大きくなると歩留が悪くなり、また垂直ロールにより
ドッグボーンを形成させる方法では、垂直ロールによる
圧下量が大きくなると、スラブ端部での圧延方向の伸び
に引きずられ手スラブ中央部に圧延方向の引張り応力が
かかり、内部割れの誘因となる虞れがある。

【００１１】次に、粗圧延第１パスのスラブ幅中央部の
圧下率を２〜８％の範囲に限定した理由について述べ
る。粗圧延第１パスのスラブ幅中央部の圧下率を２％以
上とした理由は、それ未満では前記ｒ値が０．００１〜
０．００３の範囲にある形状のスラブを圧延する場合に
は、スラブ厚中心野スラブ幅中央部における圧延方向引
張り応力が大きくなり、内部割れの誘因となる恐れがあ
るからである。また、粗圧延第１パスのスラブ幅中央部
の圧下率を８％以下とした理由は、それを越えると、ス
ラブ表面部における圧延方向の引張り応力があまり低減
されず、スラブ端部に発生する表面疵の低減効果が小さ
い。上記表面疵の低減理由を証明するため、３次元剛塑
性有限要素法を用いて圧延方向の応力分布に及ぼすスラ
ブ形状及びスラブ幅中央部の圧下率の影響について検討
を行った。スラブ厚２００ｍｍ，スラブ幅１０００ｍｍ
ｍのオーステナイト系ステンレス鋼スラブをフラットな
形状のまま圧下率９％で圧延した場合（ケース１）と、
粗圧延前のスラブ形状をその横断面の面積Ｓａと、スラ
ブ幅中央部のスラブ厚みｈｃ及びスラブ幅ｗで構成され
る長方形の面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）との差△Ｓ（△
Ｓ＝Ｓａ−Ｓｂ）の前記長方形の面積Ｓｂに対する比ｒ
（ｒ＝△Ｓ／Ｓｂ）が０．００２となるようにした後
に、スラブ幅中央部の圧下率９％で圧延した場合（ケー
ス２）の圧延方向の応力分布を算出した。

【００１２】図２は、スラブ表面部における圧延方向の
応力分布を示して下り、図３は、スラブ厚中心部におけ
る圧延方向の応力分布を示している。図より、スラブ形
状をケース２のように変えることにより、スラブ幅中心
部の圧延方向応力が引っ張り側に変化するとともに、ス
ラブ端部の圧延方向応力が圧縮側に変化することがわか
る。次にケース２と同一形状のスラブを圧下率５％で圧
延した場合（ケース３）の圧延方向の応力分布を算出
し、ケース２の結果と比較した。図４は、スラブ表面部
における圧延方向の応力分布を示している。図より圧下
率を９％から５％と低くすることにより、スラブ厚中心
部の圧延方向応力が引っ張り側に変化するとともに、ス
ラブ表面部の圧延方向応力が圧縮側に変化することがわ
かる。以上のように、スラブ形状を変化するとともに圧
下率を低減することにより、スラブ端部表面に発生する
高い圧延方向の引張り応力が低減される。

【００１３】

【実施例】以下、実施例に則して詳細に説明する。板厚
２００ｍｍ、板幅１０００ｍｍのオーテナイト系ステン
レススラブを、２スタンドの粗圧延機及び７スタンドの
連続式仕上圧延機からなる熱間圧延機で板厚２．５〜
４．５ｍｍの熱延鋼板に熱間圧延し、コイルに巻き取っ
た後巻き戻し、表面を検査して表面疵の発生頻度を調べ
た。なお、表面疵の発生頻度は圧延方向１ｍ当たりの疵
発生個数で評価した。本発明に従って、粗圧延前のスラ
ブ形状をその横断面の面積Ｓａと、スラブ幅中央部のス
ラブ厚みｈｃ及びスラブ幅ｗで構成される長方形の面積
Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）との差△Ｓ（△Ｓ＝Ｓａ−Ｓ
ｂ）の前記長方形の面積Ｓｂに対する比ｒ（ｒ＝△Ｓ／
Ｓｂ）を０．００１〜０．００３にするとともに、粗圧
延第１パスのスラブ幅中央部の圧下率を２〜８％とした
場合と、従来通りフラットな形状のスラブを圧下率８％
以上で圧延した場合を比較した。粗圧延前のスラブ形
状、粗圧延第１パスの圧下率、表面疵の発生頻度をまと
めて表１に示す。なお、スラブ形状については、スラブ
研削により、変更した。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１より明らかなように、従来例（Ｎｏ．
７，８）に比べて本発明例（Ｎｏ．１〜６）では表面疵
発生頻度が低いことが認められる。また、本発明例（Ｎ
ｏ．１〜６）においては、スラブ形状の変更により、ス
ラブ端部に大きな荷重がかかりロール摩耗が生じるとい
うことはなかった。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、熱延されるスラブの断面形状を規制すると共に粗圧
延第１パスの圧下率を特定することにより、スラブ表面
端部における引張り応力を低減し、表面疵の発生を抑制
している。このようにして、本発明によるとき、高品質
の熱延鋼板を高歩留りで製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従った断面啓上のスラブ

【図２】 ケース１及びケース２の条件で圧延したとき
の３次元剛塑性有限要素法で計算したスラブ表面部にお
ける圧延方向応力分布

【図３】 ケース１及びケース２の条件で圧延したとき
の３次元剛塑性有限要素法で計算したスラブ厚中心部に
おける圧延方向の応力分布

【図４】 ケース２及びケース３の条件で圧延したとき
の３次元剛塑性有限要素法で計算したスラブ表面部にお
ける圧延方向の応力分布

【図５】 ケース２及びケース３の条件で圧延したとき
の３次元剛塑性有限要素法で計算したスラブ厚中心部に
おける圧延方向の応力分布

【符号の説明】

ｈｃ：スラブ幅中央部の厚み ｈｅ：スラブ端部
の厚み ｗ ：スラブ幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延により鋼板を製造するに際し、粗
   圧延前のスラブ形状をその断面の面積Ｓａと、スラブ幅
   中央部の厚みｈｃ及びスラブ幅ｗで構成される長方形の
   面積Ｓｂ（Ｓｂ＝ｈｃ×ｗ）との差△Ｓ（△Ｓ＝Ｓａ−
   Ｓｂ）の前記長方形の面積Ｓｂに対する比ｒ（ｒ＝△Ｓ
   ／Ｓｂ）を０．００１〜０．００３にするとともに、粗
   圧延第１パスのスラブ幅中央部の圧延率を２〜８％とす
   ることを特徴とする熱間圧延における鋼板の表面疵低減
   方法。