JPS58224111A - γ−α変態を有する鋼の表面割れ防止方法 - 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】 本発明は高張力構造用鋼素材、ラインパイプ用素材とし
て用いられるＳｉ　＋　Ｍｎを含む鋼、（以下３ｉ　−
Ｍｎ鋼と言う）及びＳｉ＋Ｍｎ＋Ｖを含む鋼（以下台Ｖ
鋼と言う）を連続鋳造する際、ろるいは連続鋳造鋳片を
室温まで冷却させることなく熱間圧延を行う（以下、直
送圧延と言う）際に、表面割れの発生を防止する方法に
関するものである。

Ｓｉ　−Ｍｎ鋼、含Ｖ鋼はほとんど連続鋳造、圧延加工
プロセスによシ製造されてきたが、連続鋳造時の鋳片表
面横割れ（以下、表面割れと言う）及び熱延時の鋳片端
部割れ（以下、エツジ割れと言う）が問題となってきた
。連続鋳造鋳片において表面割れが発生した場合には、
温間乃至は冷間で、溶剤または研削などにより部分手入
れするかあるいは全面手入れを行った後、後工程に搬送
し、また熱延中にエツジ割れが発生した場合には該エツ
ジ部を切シ落として後工程に搬送しているのが現状で、
このような作業を行うために多くの労力、時間を要する
のみならず、製品歩留まシの低下をきたし、その結果製
造コスト増加の原因となっている。

表面割れ、エツジ割れについては、多くの研究がなされ
、原因は次の様に考えられている。すなわち、表面割れ
の原因は溶鋼静圧ならびに連続鋳造機における二次冷却
に起因するロール間バルジング、および曲げ・矯正域で
の曲げ歪・応力でるシ、エツジ割れの原因はエツジ部の
表面温度の低下ならびに熱間圧延中にエツジ部において
局部的に歪速度が低下することによシ、割れ感受性が高
められているためである。また冶金学的には、冷却時の
オーステナイト−フェライト変態開始温度（以下Ａｒ３
と言う）以下の温度では、オーステナイト粒界にフィル
ム状初析フェライトが析出し、フェライト相に歪が集中
してオーステナイト粒界割れを呈する。

以上の知見にもとづき割れ防止策が検討された結果、表
面割れ、エツジ割れはほぼ防止できるようになった。と
ころが、近年高純鋼溶製が求められるようになシ、溶鋼
中の非金属介在物の浮上除去特性に優れた垂直曲げ型連
続鋳造機が見直され、また、ＳＬ−Ｍｎ鋼、含ｖ鋼の製
造においても直送圧延の導入が検討され始めるに至シ、
再び該鋼種の表面割れ、エツジ割れが問題視された。

垂直曲げ型連続鋳造機による連続鋳造プロセスにおいて
表面割れが発生した原因は次のように考察される。すな
わち、垂直曲げ型連続鋳造機においては、二次冷却帯上
部における冷却−復熱の直後に曲げ加工が行われる。（
第１図に熱履歴を示す）。このこと七、表面割れ発生箇
所が鋳片の下面側コーナ部に限られていることから、曲
げ加工直前に鋳片表面を冷却−再熱したことによシ割れ
感受性が増し、曲げ部において割れが発生したと考えら
れた。

直送圧延プロセスにおいては、連続鋳造機下端から熱延
工場へ運搬される鋳片は、そのまま、または加熱炉によ
シ再加熱、らるいはエツジのみ再加熱された後熱間圧延
される。（第２図に熱履歴を示す）。従って、垂直曲げ
型連鋳機による連続鋳造において表面割れが発生するの
と同じ原因で、直送圧延時に１外ジ割れが発生する恐れ
があると　　”考えられた。

本発明者等は、加工直前の熱履歴が割れ感受性に及ぼす
影響を高温引張試験機を用いて調査した。

すなわち、第１表に示す組成を主成分とするＡ鋼（Ｊ−
Ｍｎ鋼相当材）を１０朋φの丸棒に加工し、通電加熱に
よシ一旦溶融した後冷却過程において冷却−再熱を行い
、しかる後０．０５　ｍｍ　／ｓｅｃの変形速度で引張
試験を行い、延性変化を測定した。なお、変態記録測定
装置によシ変態点を測定した結果、Ａｃｓ　””　８３
０℃、Ａｒ３　＝＝　７３０　℃でめった。第３図（イ
）に引張試験の結果を示すが、破線で示した単純冷却（
冷却過程は第３図口で示す）の場合に゛比べ、冷却−再
熱（第３図ハで示す）の場合の方が延性が低い。また冷
却−再熱時の最降下温度（第３図ハのＴ＋　）が８００
℃以上でおれば、冷却−再熱は延性に影響を及ぼさない
。

これらの結果、から、鋳片がＡｒ３以下の温度まで冷却
された後復熱した場合は割れ感受性が高められることが
わかる。

本発明者等はこの原因を調査した結果、次のような知見
を得た。すなわち、オーステナイト−フェライト変態を
伴う鋼を高温域よシ冷却すると、Ａｒ３よジオ−ステナ
イト粒界にフェライトが析出しはじめ、さらに冷却する
とフェライト量は増していくが、高温で析出したフェラ
イトはど純度が高い。このため、フェライト相の純度は
冷却されるにつれ低下していく。従って、オーステナイ
ト−フェライト変態を伴う鋼をＡｒ３以下のある温度Ｔ
、まで冷却した後すみやかに再加熱する場合を考えると
、Ｔ１が高い場合はどオーステナイト粒界に析出してい
たフェライト相のオーステナイト化温度が高いため、フ
ェライト相が消失して延性が回復する温度は高くなる（
第４図写真参照。この写真は第１表に示すＡ鋼を第３図
・・に示す冷却−再熱パターンでＴ、　＝　６００℃、
Ｔ、＝９００℃として熱処理を行った後、水冷して組織
凍結したものである）０ 本発明はこのような知見にもとづいてなされたもので、
熱間加工直前に鋳片の表面温度をＡｒ３以上に保持し、
または表面温度がＡｒ３以下に下がった場合にはすみや
かにオーステナイト温度以上まで再加熱することを特徴
とするもので、これによシ加工時の組織をオーステナイ
ト単相に保ち、割れ感受性を著しく低下できるに至った
ものである。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は主に高
張力構造用鋼及びラインパイプ用素材として用いられる
Ｓｔ−Ｍｎ鋼、含Ｖ鋼を連続鋳造によシ製造する際、あ
るいは連続鋳造鋳片を直送圧延する場合に適用して効果
が大きい。さきに述べたように、冷却時のオーステナイ
ト−フェライト変態によジオ−ステナイト粒界に生じる
フィルム状初析フェライトのため、鋳片の割れ感受性が
高められるが、鋳片表面温度がＡｒ３以下に下がった場
合には、再加熱した場合のフェライト消失温度が上昇し
、結果的に割れ感受性が高まる。

そこで、本発明においては、加工に先立ち鋳片表面温度
がＡｒ３以下に下がらぬように保持し、また鋳片表面温
度がＡｒ３以下に下がる場合にはすみやかに９１０℃以
上まで加熱する等の温度管理を−行うことによシ、鋳片
表面の割″五感受性の増大を抑制させるものでらる。

後述の実施例に示すように、冷却後の再加熱温度は、純
鉄のＡｃ３である９１０℃以上でろることが望ましい。

これは、９１０℃以下ではオーステナイト粒界の高純な
初析フェライトが完全にオーステナイトに変態していな
い可能性がらり、割れ感受性の低下をもたらさない恐れ
がるるためでろる。

次に本発明の実施例を示す。

実施例１ 第１表に示す鋼を垂直曲げ型連続鋳造機を用いて製造す
るに際し、二次冷却帯における短辺の冷却水量を従来の
１５０　ｌ　／ｍｉｎから４５１／ｍｉＫ減少させ、鋳
片表面温度を第５図に示すように制御したところ、表面
割れをほぼ防止することができた。　　　　・第６図Ｋ
Ｂ鋼の従来法と本発明とによる表面割れ発生率を示す。

実施例２ 実施例１で用いた鋼の連続鋳造鋳片を直送圧延するに際
し、連続鋳造機二次冷却帯下部から圧延機まで、保温カ
バーあるいは端部加熱装置等を持つローラテーブル等を
用いて、鋳片の表面温度を９００℃以上に保持したまま
鋳片をすみやかに移送し、熱間圧延を行ったところ、エ
ツジ割れの発生を防止できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法匠よシ連続鋳造を行った際の鋳片コーナ
部表面温度の推移、第２図は従来法によシ直送圧延を行
った際の鋳片コーナ部表面温度の推移を示す。第３図は
高温引張試験の結果を示し、冷却−再熱の延性値に与え
る影響を示す。第４図は冷却−再熱によシ初析フェライ
ト消失温度が上昇していることを示す鋼組織の顕微鏡写
真、第５図は第１表に示す鋼を垂直曲げ型連続鋳造機で
製造する際の熱履歴、第６図は短辺冷却水量による割れ
発生率の変化を示す図である。 特許出願人代理人　弁理士　矢　葺　知　之（＃丘か１
名）第　１　図 ノニスカスカ＼もの託離（罹） 第２図 メバｎス苧うの紐鳥「（惣） 第３図 （イ） 再私遥Ａ毛（’ｔ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量パーセントでＣ：０２％以下、Ｓｉ：０．１５
   〜０．５％、Ｍｎ　：　０．６〜１．８％を含有する鋼
   、らるいは該成分に■を０．０８％以下含有する鋼の鋼
   片または鋳片を熱間加工するに際し、加工終了までの鋼
   片または鋳片の表面温度をＡｒ３以上に保持することを
   特徴とするγ−α変態を有する鋼の表面割れ防止法。 ２、熱間加工前の鋼片または鋳片の表面温度がＡｒ３以
   下の場合、その表面温度をオーステナイト温度まで加熱
   した後熱間加工を行うことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のｒ−α変態を有する鋼の表面割れ防止法。