JPH1119702A - タイトスケール鋼板およびその製造方法 - Google Patents

タイトスケール鋼板およびその製造方法

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JPH1119702A
JPH1119702A JP20260797A JP20260797A JPH1119702A JP H1119702 A JPH1119702 A JP H1119702A JP 20260797 A JP20260797 A JP 20260797A JP 20260797 A JP20260797 A JP 20260797A JP H1119702 A JPH1119702 A JP H1119702A
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JP
Japan
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scale
rolling
magnetite
steel sheet
hot
Prior art date
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Pending
Application number
JP20260797A
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English (en)
Inventor
Satoo Kobayashi
聡雄 小林
Toshiaki Urabe
俊明 占部
Masaki Omura
雅紀 大村
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりもさらに密着性に優れた構造をもつ
スケールを生成させたタイトスケール鋼板およびその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 地鉄と、その表面に形成された厚さ15
μm以下のスケール層とを有する鋼板であって、該スケ
ール層が、表層から生成するマグネタイトを可及的に抑
制した上で、スケール地鉄界面よりマグネタイト相を生
成させ、さらにスケール中間層よりマグネタイトと鉄か
らなる共析変態組織を体積率で6%以上となるように生
成させ、残部が実質的にウスタイトからなる構造を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼板の酸洗省
略および歩留まり向上を目的として、密着性の高いスケ
ールを生成させた鋼板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱延鋼板の酸洗省略および歩留まり向上
を目的として密着性の高いスケールを生成させた鋼板が
要求されている。このような要求に対しては、第1にス
ケール厚を薄くすることが必要である。
【0003】また、第2に、スケールの組成や構造を制
御する必要がある。例えば、特公平06−033449
号公報では、スケールを密着性の高いマグネタイト−ウ
スタイト−マグネタイトの3層構造にするために、熱延
コイルを550〜450℃で10分間〜2時間保持する
ことと、その後の冷却速度を1℃/分以上とすることを
規定している。
【0004】第3にスケール生成前の地鉄表面の形状
や、スケール生成後のスケールと地鉄の界面の形状を制
御することが必要であり、これらを制御することが特開
平02−182302号公報および特開平03−232
956号公報に開示されている。特開平02−1823
02公報においては、圧延ロール粗度をRa≧2μmと
規定しており、また、特開平03−232956公報に
おいては、スケールと地鉄界面のPPI(5μinch/in
ch)を250以上と規定しており、いずれも、適度に粗
くした鋼板表面上にスケールを生成させ、地鉄とスケー
ル層のアンカー効果によりスケールの密着性向上を狙っ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特公平06−
033449号に開示された技術では、熱延コイルの冷
却速度を1℃/sとするためには自然冷却ではなく、工
業用扇や水冷シャワーによる強制冷却を行う必要があ
り、これに伴う設備投資と運転費用が必要である。ま
た、この技術では、スケールの構造に関して、マグネタ
イト−ウスタイト−マグネタイトの3層構造とすること
により密着性向上を狙っているが、そこで得られた鋼板
を曲げやプレスなどの厳しい加工用途に用いる場合に
は、スケール密着性は十分とはいえず、さらにスケール
密着性の高い鋼板が市場において必要とされている。
【0006】また、特開平02−182302号公報お
よび特開平03−232956号公報に開示された技術
においてはスケールの内部構造を特に規定していないの
で、必ずしも密着性が最適なものになるとは限らない。
【0007】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、従来よりもさらに密着性に優れた構造をもつ
スケールを生成させたタイトスケール鋼板およびその製
造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、地鉄と、その表面に形成された厚さ15
μm以下のスケール層とを有し、該スケール層が、表層
から生成するマグネタイトを可及的に抑制した上で、ス
ケール地鉄界面よりマグネタイト相を生成させ、さらに
スケール中間層よりマグネタイトと鉄からなる共析変態
組織を体積率で6%以上となるように生成させ、残部が
実質的にウスタイトからなる構造を有することを特徴と
するタイトスケール鋼板を提供する。
【0009】また、連続鋳造して得た熱鋼片を直接ある
いは再加熱し、その後に熱間圧延を行うにあたり、圧延
前および圧延中にデスケーリングを行い、下記(1)式
を満足する条件で、かつ最終仕上げ圧延ロールの粗さに
ついて表面長さ率を110%以下として、所定のスケー
ル層を形成することを特徴とするタイトスケール鋼板の
製造方法を提供する。 FT×(1−R/100)×(7.5FT−4.5CR−13.5CR・CT +1800CT)≦6.21×108 ……(1) ただし、R:熱間仕上げ最終圧延スタンドにおける圧下
率(%) FT:熱延仕上げ温度(℃) CR:仕上げ圧延直後3秒間の平均冷却速度(℃/s) CT:熱延巻取り温度(℃)
【0010】本発明によれば、スケールの厚さおよび構
造を特定の範囲に規定することによりスケール密着性が
極めて高いタイトスケール鋼板が得られる。また、基本
的に現状の設備のまま、熱延条件を規定することに加え
て、ロールの粗さを規定するという簡単な手段により、
表面に生成するスケールの変態挙動を制御して、薄くか
つ密着性の高いスケールを表面に生成させたタイトスケ
ール鋼板を製造することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明では、スケール層の厚さを
15μm以下とし、スケール層を、表層から生成するマ
グネタイトを可及的に抑制した上で、スケール地鉄界面
よりマグネタイト相を生成させ、さらにスケール中間層
よりマグネタイトと鉄からなる共析変態組織を体積率で
6%以上となるように生成させ、残部が実質的にウスタ
イトからなる構造とする。
【0012】まずスケールの厚さについて説明する。本
発明ではスケール密着性を確保するため、スケールの厚
さを15μm以下と薄くする。本発明者らは、まず実験
室的な検討により、スケールの厚さや構造に関して、熱
延条件、すなわち最終仕上げ圧延率、仕上げ温度、圧延
直後の冷却速度および巻取り温度が重要であることを見
出した。このようなスケールの厚さに及ぼす熱延条件に
関する検討結果は以下の通りである。
【0013】最終仕上げ圧延率について検討した結果、
仕上げ圧延の各パス間において生成するスケールは仕上
げ温度以上では圧延によって引き延ばされるので、スケ
ールの薄肉化に対しては高圧延率ほど有利であることが
わかった。このようにスケールを薄肉化することで、過
剰な仕上げ温度低下を招かずにすむので、より広範な材
質の熱延鋼板が製造可能である。
【0014】仕上げ温度について検討した結果、仕上げ
温度が高いほどスケールの成長が速く薄肉化が困難であ
ることがわかった。したがって、機械的特性などのたの
材質が確保される限り、スケール薄肉化に対しては、仕
上げ温度は低い方が有利である。
【0015】仕上げ直後の冷却速度について検討した結
果、冷却速度が大きいほど、スケール厚さが薄くなるこ
とがわかった。したがって、スケール薄肉化に対して
は、冷却速度は大きい方が有利である。
【0016】巻取り温度について検討した結果、巻取り
温度が高いほどスケールの成長が促進され薄肉化が困難
であることがわかった。また、Fe34に対して最適
な温度範囲が300〜500℃であることが判明し、こ
れより高い場合には、Fe34の安定度が低いので変態
の駆動力が小さく、これより低い場合には、反応速度が
遅く、巻取ったコイルが自然冷却される間にFe34
が完了しないことがわかった。
【0017】以上のパラメータは互いに独立ではなく、
以下の(1)式を満たすように制御することで、より効
率的なスケールの薄肉化を図ることができる。 FT×(1−R/100)×(7.5FT−4.5CR−13.5CR・CT +1800CT)≦6.21×108 ……(1) ただし、R:熱間仕上げ最終圧延スタンドにおける圧下
率(%) FT:熱延仕上げ温度(℃) CR:仕上げ圧延直後3秒間の平均冷却速度(℃/s) CT:熱延巻取り温度(℃)
【0018】次に、スケールの構造に関する検討結果に
ついて説明する。100μm以下程度のスケール断面を
光顕またはSEMにより観察した場合、スケール内部は
均質でなく、通常は図1に示すような、3層の構造をな
す。例えば図1の(a)の場合では、下層から順に、
(1)地鉄との境界から生成したマグネタイト(マグネタ
イトシーム)、(2)ウスタイトが共析変態したマグネタ
イトと鉄の縞状組織、(3)表層から生成したマグネタイ
トの3層であるが、必ずしも常に3層に分かれるわけで
はなく、製造条件によっては、図1の(b)のようにウ
スタイトが未変態のまま残留することもあり、3層の量
的関係も大きく変動する。
【0019】スケール密着性に対するスケール構造の影
響を鋭意検討した結果、(3)の生成をできるだけ抑制し
て(1)および(2)を生成させた方が、スケールの密着性が
向上することを見出した。これは、スケールの表層に生
成するマグネタイトの内部には必然的にヘマタイトも含
まれ剥離しやすいためと考えられる。そして、(3)の生
成を抑制するためには最終仕上げロールの粗さを制御す
ることが有効であることを見出した。
【0020】ロールの粗さによりスケール構造が変化す
る理由は必ずしも明らかではないが、以下のようなメカ
ニズムが考えられる。仕上げ圧延温度付近で生成したウ
スタイトが巻取り温度付近でマグネタイトへ変態する
が、このとき、上記(1)〜(3)の3種類のマグネタイトの
成長は互いに競合するため、(3)を抑制することがその
まま(1)および(2)を増加させることに直結する。そし
て、(3)はウスタイトが空気中の酸素により酸化されて
生成すると考えられるため、これを抑制するには、鋼板
の表面粗さを小さくして空気との接触面積を小さくすれ
ばよい。この観点に基づいて、制御すべきパラメータと
して鋼板と空気の接触面積を直接表すもの、すなわち、
粗さの公称測定長さに対する粗さ形状曲線の長さの比R
SIが、(3)の生成量との相関が高いことを見出した。
このことを図3(a)に示す。
【0021】そして、十分なスケールの密着性を確保す
るためには、図2に示すように、(3)の生成を抑制し、
(2)を6%以上生成させることが必要であり、そのため
の粗さ上限が、図3(a)に示すように、RSI=11
0%であることがわかった。
【0022】なお、上記効果をより大きなものとするた
めにはRSIが小さいほど、すなわち100%に近いほ
ど良いが、あまり小さくしようとするとロールの研削研
磨の費用が増すため、コストが見合う範囲で小さくする
ことが好ましい。なお、今回変化させたロールの粗さの
範囲で、生成するスケールの厚さは変化しないことを確
認した。
【0023】本発明では鋼の化学成分は特に限定されな
い。本発明方法は、例えばJIS規格に規定するG31
01,3106,3113,3114,3131,31
32等の各種の熱間圧延材に適用することができる。
【0024】
【実施例】ここでは実機試験製造を行った。実機試験製
造にあたっては、表1に示す成分組成の鋼を溶製した
後、連続鋳造してスラブとし、これを直ちにまたは再加
熱後、熱間圧延した。この際、熱延条件を、表2、表3
に示すように、上記(1)式を満たす範囲内で変化させ
た。
【0025】試験製造した鋼板からサンプルを採取し、
鋼板断面を観察してスケール厚さを測定し、画像解析に
より共析分解組織の分率測定を行った。さらに、180
°曲げ後テープ剥離試験を行い、スケール密着性を評価
した。評価は鋼板表面に残存するスケールの量によっ
て、3:非常に良い、2:良い、1:悪い、とした3段
階の評点により行った。これらの結果も表2、表3に併
記する。なお、表2は実施例、表3は比較例を示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】スケール厚さは全て15μm以下となって
いるが、スケール密着性は本発明例と比較例で明らかに
異なる。図2に示すように、密着性が良いのはスケール
中の共析組織の分率が6%以上のときであり、また図3
(a)に示すように、共析組織の分率が6%以上となる
のは圧延ロールの粗さがRSI≦110%のときであ
る。さらに図3(b)から、RaよりもRSIに対して
整理した方が共析組織の分率との相関が高いことがわか
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりもさらに密着性に優れた構造をもつ薄いスケー
ルを生成させたタイトスケール鋼板が提供される。ま
た、特に大きく製造設備を変更することなく、密着性に
優れた薄いスケールを有するタイトスケール鋼板を、そ
の材質のいかんによらず、安定して確実に製造すること
ができる。このため、本発明のタイトスケール鋼板は厳
しい加工特性を要求される部材材料としての適用が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スケール内部の構造を模式的に示す図。
【図2】スケール密着性標点と共析組織の量との関係を
示す図。
【図3】共析組織の量と最終仕上げ圧延ロール表面粗さ
との関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C22C 38/00 301 C22C 38/00 301Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地鉄と、その表面に形成された厚さ15
    μm以下のスケール層とを有し、該スケール層が、表層
    から生成するマグネタイトを可及的に抑制した上で、ス
    ケール地鉄界面よりマグネタイト相を生成させ、さらに
    スケール中間層よりマグネタイトと鉄からなる共析変態
    組織を体積率で6%以上となるように生成させ、残部が
    実質的にウスタイトからなる構造を有することを特徴と
    するタイトスケール鋼板。
  2. 【請求項2】 連続鋳造して得た熱鋼片を直接あるいは
    再加熱し、その後に熱間圧延を行うにあたり、圧延前お
    よび圧延中にデスケーリングを行い、下記(1)式を満
    足する条件で、かつ最終仕上げ圧延ロールの粗さについ
    て表面長さ率を110%以下として、所定のスケール層
    を形成することを特徴とするタイトスケール鋼板の製造
    方法。 FT×(1−R/100)×(7.5FT−4.5CR−13.5CR・CT +1800CT)≦6.21×108 ……(1) ただし、R:熱間仕上げ最終圧延スタンドにおける圧下
    率(%) FT:熱延仕上げ温度(℃) CR:仕上げ圧延直後3秒間の平均冷却速度(℃/s) CT:熱延巻取り温度(℃)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346610A (ja) * 2001-05-22 2002-12-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法
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WO2020065549A1 (en) * 2018-09-25 2020-04-02 Arcelormittal High strength hot rolled steel having excellent scale adhesivness and a method of manufacturing the same

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