JPS58221603A - 極低炭素鋼の熱間圧延割れ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極低炭素鋼の熱間圧延割れ防止方法に係シ、特
にＮｈ、’ｌ’ｉ、Ｖ、Ｂ、　Ａｔ、　Ｃｒ％Ｐの１種
または２種以上を微量含む極低炭素鋼の熱間圧延割れ防
止方法に関する。

製鉄工程において鋼材の製造コスト中に占めるエネルギ
ー費は美大であり、特に鋼塊もしくは鋼片を熱間圧延す
る際の再加熱に要する熱エネルギーは膨大である。この
熱エネルギーを低減す、る対策として通常次の如き方法
が採られている。

（イ）　造塊法による場合は鋳型に注入された鋼塊の温
度が未だ十分高いまま加熱炉に装入し分塊圧延する方法
。

（ロ）連続鋳造法もしくはシートパーキャスターによる
場合は、鋳型に鋳込まれた鋳片の温度が未だ十分高いう
ちに直接熱間圧延するか、もしくは再加熱して熱間圧延
する方法。

一方、製鋼脱炭技術のめざましい進歩により鋼中Ｃの低
減は比較的容易になったため薄鋼板のプレス加工性の向
上などの目的でｃ：ｏ、ｏｏｘ〜０．０２５％の極低炭
素鋼鋼板が大量に製造されるようＫなった。しかし極低
炭素鋼においてＮｂ。

Ｔｉ　、Ｖ、Ｂ、　Ａ４．　Ｃｒ、　Ｐ等の１種または
２種以上を微量でも含有する場合には、上記熱エネルギ
ー低減対策として採った加熱方法によって熱間圧延する
と、圧延中に割れが発生し、製品の表面性状が著しく劣
化するという問題がある。

本発明の目的は、上記Ｎｂ、　’ｌ’ｊ、　Ａｔ　　等
の微量を含むＣ：０．０２５Ｘ以下の極低炭素鋼素材を
熱塊−加熱−分塊圧延、もしくは連続鋳造熱片−加熱一
熱間圧延、または加熱なしの直接熱間圧延、あるいはシ
ートバーキャスターによる熱間圧延等の熱塊を利用する
熱間圧延時に発生する割れを防止する効果的な方法を提
供゛するにある。

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、重量比にてＣ：０．０２５％以下を含み。

かついずれも０．００２％以上のＮｂ％Ｔｉ、Ｖ、Ｂお
よびいずれも０．０２０％以上のＡｔ、Ｃｒ％Ｐのうち
から選ばれた１糧または２種以上を含有する極低炭素鋼
の鋳造時＜ａ有する熱エネルギーを利用する熱間圧延時
の割れ防止方法において、前記熱間圧延工程中に前記素
材を表面温度にて８５０℃以下に冷却する工程を有する
ことを特徴とする極低炭素鋼の熱間圧延割れ防止方法、
である。

先ず本発明者らの本発明の基礎となった実験について説
明する。第１表に示す如き極低炭素供試鋼Ａと通常のＣ
を有し、その他の不純物含有量が供試鋼Ａに近似する２
種の供試鋼Ａ、Ｂを溶製した。

第１表 上記供試鋼Ａ、Ｈの２種の溶鋼を次の如く造塊法および
連続鋳造法によシ鋳込み熱間圧延した。

（１）　　造塊法 通常の造塊法により２０屯の鋼塊を製造後第１図（６）
に示す如く表面温度でＴｃまで冷却し、その後加熱炉で
１２００℃まで加熱した後分塊圧延した。

（ＩＩ）　　連続鋳造法 第１図（ハ）に示す如く、連続鋳造機で板厚２６０■×
幅１０００ｍの鋳片を製造後、冷却途中の表面温度Ｔｃ
で加熱炉に装入し１２００ｔ’：に均熱後ホットストリ
ップミルの粗圧延機で３５網板厚のシートバーとした。

上記供試鋼Ａ、Ｂによる造塊および連鋳法によって得た
る合計４種類の鋼片およびシートバーについて、その表
面に発生した割れの有無および割れが存在する場合の割
れ個数（ｍ−１）と加熱開始温度Ｔｃとの関係を調査し
た結果は第２図に示すとおりである。なお、割れ個数（
ｍ４）は鋼片およびシートバーの表と裏の算術平均値で
ある。第２図にて示した実験結果から次の事実が判明し
た。

（イ）　Ｃ：０．０３２％の供試鋼Ｂにおいては、加熱
開始温度Ｔｃの如何に拘らず表面割れが発生しない。

（ロ）　Ｃ：０．００８％の供試鋼Ａにおいては、Ｔｃ
が約８５α℃以上になると表面割れが発生する。

しかし８５０℃以下の温度まで冷却した場合には供試鋼
Ｂと同様に表面割れは全く認められない。

（ハ）Ａｔ％Ｎｂ等を含む場合の表面割れを発生しない
Ｃの上限値は０．０３２％＞ｃ＞ｏ、ｏｏｓ％の間に存
在する。

上記基礎実験から極低炭素アルミキルド鋼にＮｂ等を添
加した供試鋼Ａの如き鋼において発生する熱間圧延割れ
は、鋼塊もしくは鋼片の再加熱開始温度Ｔｃを８５０℃
以下にすることにより完全に防止できることが判明した
。

上記発見を基礎として、供試鋼Ａとは組成の異なる多数
の極低炭素鋼について、熱延割れと再加熱開始温度との
関係および極低炭素鋼における熱延割れを発生するＣの
上限値および添加元素の種類ならびに添加量の下限値を
調査し本発明を完成するに至った。

本発明における限定理由について説明する。

鋼の組成： 重量比にてＣ：０．０２５％以下を含み、かついずれも
Ｏ，’００２％以上ノＮｂ、　Ｔｉ、　Ｖ、　Ｂオ！ヒ
イずれも０．０２０％以上のＡｔ、Ｃｒ、Ｐのうちから
選、ばれた１種または２種以上を含有する極低炭素鋼に
限定する。その理由は本発明者らの研究によると、上記
組成鋼においてのみ熱塊を利用する熱間圧延において圧
延割れが発生するので本発明を有効に適用できるからで
ある。

なお、その他一般に鋼中に不純物として存在する８　ｉ
、　Ｍｎ、　Ｓ、　０、Ｎ、Ｃｕ等の元素については、
その含有量と表面割れとの対応関係は認められなかった
ので特にその含有量の限定はしない。また、従来の熱間
圧延法では鋼中の遊離Ｓが赤熱脆化を招くので、これを
ＭｎＳ　　として析出固定させるため適正範囲のＭｎの
添加を必須としていたが、本発明においてはＭｎ、８　
　の含有量と無関係に再加熱開始温度の制御によシ熱間
割れを防止できるのでＭｌおよびＳ量の限定の要はない
。

再加熱開始温度： （イ）造塊分塊圧延法 溶鋼を鋼塊とした後、熱塊の１１ま再加熱し分塊圧延機
で鋼片を製造する際、本発明の基礎実験におけると同様
に、鋼塊を表面温度で８５０℃以下に冷却しないと分塊
圧延時割れが発生し、８５０℃以下に冷却することによ
ってのみその割れを防止できるので８５０℃以下の冷却
を限定した。８５０℃以下の冷却ならばどの温度でも本
発明の効果があるが、過度の低温度における冷却は再加
熱時に要するエネルギー費が急上昇するので５００℃以
上の加熱開始温度が望ましい。

（ロ）連続鋳造−熱間圧延法 この場合も熱間圧延時の割れを防止するために鋼片表面
温度で８５０℃以下に冷却した後再加熱する必要があり
、この処理によってのみ熱間圧延時の割れが防止できる
のは′造塊法の場合と同様である。

また、再加熱せず熱鋳片のまま直ちに熱間圧延する場合
も、圧延時の割れを防止するために、鋳片を８５０℃以
下に冷却した後熱間圧延する必要がある。しかし８５０
℃以下に冷却した後保熱炉で一定時間保熱処理するとと
は本発明の効果から可能である。

（ハ）　シートハーキャスターニヨルシートノ（−の熱
間圧延法 この場合もシートバーの表面温度で８５０℃以下に冷却
した後、そのままもしくは再加熱後熱間圧延することに
よって割れが防止できる。従って熱間圧延割れ防止のた
めには表面温度で８５０℃以下の冷却を限定すべきであ
る。　　゛上記０）、←）、（ハ）の３つの場合および
これに類する極低炭素鋼の鋳造時に保有する熱エネルギ
ーを利用して鋼塊または鋼片の再加熱なしに、もしくは
最少限の再加熱エネルギーを使用し加熱する熱間圧延時
に本発明を適用して圧延割れを防止できる効果があるこ
とが判明した。

かくの如く、Ｎｂ、Ａｔ等を含有する極低炭素鋼素材を
鋳造時の熱エネルギーを利用する熱間昆延時に発生する
・割れを、本発明による８５０℃以下まで冷却すること
によって冷却後の履歴、例えば再加熱、保熱などに拘ら
ず完全に防止できる理由については目下の処解明されて
いないが次の如く理解することができる。すなわち、極
低炭素鋼では、オーステナイト粒界にＡ４．Ｎｂ等が固
溶状態で偏析し昌く、を九Ａ４Ｎ、　Ｎｂ　（ＣＮ）等
の析出物として析出し易いことが考えられる。従ってこ
れをそのまま熱間加工すると粒界が弱点となって割れを
生ずる。しかし８５０℃以下に冷却してｒ→α変態させ
て、一度γ相の粒組織を破壊できれば、熱延割れの原因
となるＡ／、、Ｎｂ等の偏析やＡ４Ｎ％Ｎｂ（ＣＮ）等
の再析出が著しく遅延されるため、それ以降の再加熱等
の履歴には依存しなくなることによるものと考えられる
。

を九、鋼塊もしくは鋼片を冷却する場合、表面と内部で
は相当の温度差があるにも拘らず、本発明では単に表面
温度の管理のみで割れを防止でき九理由は、内部での割
れは表面まで及ばない限り熱間圧延によシ圧着するので
事実上欠陥にならないことによる′も、のと考えられる
。

実施例 第２表に示す本発明による限定組成を有゛する１３種類
の供試鋼を溶製した。いずれも加工用熱延薄板もしくは
加工用冷延薄板の素材であってＣ：０．００１〜０．０
２３％であり、これに通常の方法では、熱間圧延割れの
原因となるＡ４．Ｎｂ、　Ｔ　ｉ等を含有させた。供試
鋼／Ｉ６３はＭｎ１ｌがきわめて少い場合の例であり、
供試鋼扁、３．５．７．９．１２１３はＰ、８ｌ％Ｍｎ
量を増量した高強度薄鋼板用素材である。

鋼片の製造法は次の３種類によった。

（イ）造塊−分塊圧延法 （ロ）連続鋳造法 （ハ）　シートバーキャスター法 （イ）の場合は約２０屯の鋼塊を製造し、（ロ）の場合
も約２０屯の幅１０００〜１２００鰭×厚さ２２０〜２
６０ｆｉのスラブを作り、（ハ）の場合は実験室規模の
幅１５０ｍＸ板厚３５岬のシートバーとし、それぞれ供
試鋼とした。これらの１３種類の供試鋼の鋼片製造法、
再加熱−熱間圧延条件および直接熱間圧延条件は第３表
のとおりである。すなわち、供試銅属１．４．９の鋼塊
は表面温度で室温２０℃から８００℃の範囲まで一旦冷
却後加熱炉で１１００〜１２００℃まで加熱し、分塊圧
延により２２０削板厚の鋼片としたが、いずれも圧延割
れは全黙認められなかった。

次に連続鋳造法で製造された鋼片をホットストリップミ
ルで熱間圧延するに際し、供試銅属、２．５．７，１１
．１２．１３は再加熱法により、供試鋼扁、３．８．１
０は直接圧延法によった。再加熱法によるものは鋼片を
室温２０℃〜８００℃に一旦冷却後９７０〜１２５０℃
の温度範囲に再加熱した後熱間圧延して２．８〜３．５
四の板厚とした。直接圧延法によるものは、鋼片を７５
０〜８２０℃まで冷却後、供試銅属３．８は直ちに熱間
圧延し、供試鋼４１０は保熱処理を施した後熱間圧延し
た。

これらの連続鋳造法によった供試鋼もすべて圧延割れは
全く認められなかった。

次に供試鋼Ａ６のシートバーキャスターによる場合は製
造したシートバーを一旦表面温度が８２０℃まで冷却し
た後直ちに実験用小型圧延機で板厚３．８同まで熱間圧
延した。この場合も圧延面および側面に圧延割れは全く
見られなかった。

上記実施例より明らかなとおシ、従来熱間圧延において
鋼塊もしくは鋼片の加熱に美大な熱エネルギーを必要と
するのに鑑み鋳造時の保有する熱エネルギーを利用して
、そのまま、もしくは少量の熱量で保熱または加熱した
後熱間圧延することが行なわれているが、Ｃ：０．０２
５％以下の極低炭素鋼の場合、添加した微量のＮｂ、　
Ｔｉ、Ｖ、Ｂ。

Ａ４％Ｃｒ％Ｐが存在するとき圧延割れが発生するとい
う障害があったが、本発明は熱間圧延工程中に素材を表
面温度で８５０℃以下に冷却する処理により、あらゆる
場合にその後の再加熱温度、処理方法等履歴の如何に拘
らず圧延割れを完全に防止することができる大きな効果
を収めることができた。

特に今後溶鋼から直接２０〜６０簡の板厚のシートバー
をシートバーキャスターで梨遺し直ちに熱間圧延する製
造方法の場合、もしくは再加熱または保熱処理した後熱
間圧延する場合も、シートバーキャスターで製造された
シートバーを単に　−８５０℃以下に冷却する簡単な処
理により如何なる極低炭素鋼素材も圧延割れなしに表面
性状のすぐれた薄鋼板を製造できることとなり、本発明
、の大きな効果を十分に発揮し得るものと期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図に）、（ハ）はそれ′ぞれ造塊−分塊圧延法およ
び連続鋳造−熱間圧延法における代表的な熱塊を利用す
る熱間圧延１穐における本発明の基礎実験における鋼片
表面温度の経時変化を示す模式図、第２図は本発明を得
る基礎実験におけるＣ：ｏ、　ｏ　ｏ　ｓ％の供試鋼Ａ
と、Ｃ：０．０３２％の供試鋼Ｂの、それぞれ造塊−分
塊圧延および連鋳−熱間圧延時の素材の加熱開始温度（
Ｔ　ｃ−）と圧延割れ個数（ｍ”’ｔ・）の関係を示す
線図である。 代理人　中　路　弐　′雄 第１図 （Ａ） （Ｂ） 時間 第２図 加熱開始温度、　Ｔｃ　（’Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　重量比にてＣ：０．０２５％以下を含み、か
   ついずれも０．００２％以上のＮｂ、Ｔｉ、■、Ｂおよ
   びいずれも０．０２０％以上のＡ７．Ｃｒ、Ｐのうちか
   ら選ばれた１種または２種以上を含有する極低炭素鋼の
   鋳造時に保有する熱エネルギーを利用する熱間圧延時の
   割れ防止方法において、前記熱間圧延工程中に前記素材
   を表面温度にて８５０℃以下に冷却する工程を有するこ
   とを特徴とする極低炭素鋼の熱間圧延割れ防止方法。