JPS60262915A - 連続鋳造鋳片の表面割れ防止法 - Google Patents

連続鋳造鋳片の表面割れ防止法

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JPS60262915A
JPS60262915A JP11962884A JP11962884A JPS60262915A JP S60262915 A JPS60262915 A JP S60262915A JP 11962884 A JP11962884 A JP 11962884A JP 11962884 A JP11962884 A JP 11962884A JP S60262915 A JPS60262915 A JP S60262915A
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長尾 典昭
Yasuhiro Maehara
泰裕 前原
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱間圧延時における連続鋳造鋳片の表面割れ
防止法に関する。
さらに詳述すれば、本発明は、AQキルド鋼、5i−A
Qキルド鋼、あるいはNb、 Vなどを含む低合金鋼を
連続鋳造機にて鋳片とし、得られた熱鋳片を直接あるい
は鋳片の温度が均一になるように軽加熱後、熱間圧延す
る方法(以下、“直送圧延“あるいは“直送圧延プロセ
ス”という)において、熱間圧延時の鋳片の割れを防止
する方法に関する。
(従来の技術) 従来、熱間圧延で製造される鋼板は、連続鋳造機にて得
られる鋳片を一旦、常温まで冷却し、その後加熱炉にて
高温長時間の均熱加熱を行ってから熱間圧延されていた
。しかし、近年、熱間圧延プロセスにおける省エネルギ
ー対策として、連続鋳造機で得られたばかりの鋳片、す
なわち熱鋳片を直接あるいは鋳片の温度が均一になるよ
うに軽加熱後、熱間圧延する直送圧延プロセスが開発さ
れつつある。この直送圧延プロセスによれば、冷鋳片を
高温に再加熱する工程が省略できるため、この再加熱に
必要な実大なエネルギーが節約できる。
しかし、この直送圧延プロセスでは、均熱加熱工程を採
用する従来法では問題とならない、熱間圧延時の鋳片の
表面割れが問題となることが分かった。すなわち、直送
圧延プロセスによれば、溶融状恕から凝固する途中の冷
却過程で鋳片は、Ar3点以下に降温されることがない
ため凝固直後の粗大なオーステナイト結晶粒が保存され
た状態のまま圧延されることと、冷却過程でオーステナ
イト粒界に、S、0、P等の不純物元素が偏析、析出す
ることとが相俟って、熱間加工による応力が加わると粒
界割れを生じ、鋳片に表面疵(以下、“表面割れ”とも
称する)が発生する。特に、鋳片の熱間延性が低下する
温度域は、800〜1200℃の範囲にあり、これは通
常の熱間圧延の温度域と一致していることもあって、か
かる表面疵の発生は工業上大きな問題となっており、直
送圧延プロセスの普及の1つの大きな障害となっている
ここに、表面疵発生の原因が上述のような点にあること
から、鋳片の熱間延性を向上させて、熱間圧延時の表面
割れ発生を防止する方法としては、■不純物元素を低減
する、■オーステナイト結晶粒を細かくする、■析出物
を凝集粗大化し、粒界への析出密度を低下させるなどの
手段が考えられる。そして実際、そのような観点に立っ
てこれまでにも直送圧延プロセスにおける表面割れ防止
法としていくつかの方法がすでに提案されてきた。
しかし、そのような従来より提案されてきた方法はいず
れも工業的に満足し得るものではなく、直送圧延プロセ
スの普及にはより実際的方法の出現が望まれている現状
である。
例えば不純物を低減させる方法では、精錬工程で脱硫や
脱リンプロセスを用いれば良いが、不必要にS、Pを低
下させることになり、生産コストの上昇を招くことにな
る。
また、オーステナイト結晶粒を微細化するためには、例
えば、特公昭58−52441号公報に開示されている
ように、熱間加工性に有害な元素の析出開始温度域より
上の温度で、強加工する方法がある。このような強加工
により、析出物の形態制御が同時に行われ、熱間加工性
が向上するとされている。しかし、通常の連続鋳造法で
は、熱鋳片を例えば1200℃以上に保持しながら圧延
機に供給するのは、実際問題として困難であり、例えG
番鋳片の温度降下を防止するために特殊な保熱設備を必
要とし、設備費の上昇を招きやすく、工業上は必ずしも
得策とならない場合がある。
さらに、析出物の凝集粗大化を図るためには、有害な元
素が析出する温度域で長時間保持すれば良いが、例えば
、Metal、 Trans、 6^(1975) p
p。
1727によれば、そのためには10分以上は保持する
ことが必要となり、これは生産性を低下させ、やはり工
業上最善な方法とはならない場合がある。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように、直送圧延プロセスにおける熱間圧延時の
鋳片の表面割れに対し、必ずしも有効な防止方法が確立
されていないのが現状であり、本発明の目的とするとこ
ろは、上述のような従来技術の問題点を解消して直送圧
延プロセスを工業的にも実際的たらしめる方法を提供す
ることであり、さらに詳述すれば、上述の鋳片の表面割
れを生産性を低下させずにより効果的に防止し得る方法
を提供することである。
(発明の構成) 本発明者らは、直送圧延プロセスにおける圧延時の鋳片
の表面割れ防止について鋭意検討した結果、通常の連続
鋳造法で得られる熱鋳片の温度域、換言すれば熱間圧延
によって割れが最も発生しやすい温度域でも、その時の
圧延条件を限定すれば、鋳片の表面割れが防止できるこ
とを知見して本発明を完成した。すなわち、冶金学的に
は、本発明は、従来の知見とは異なり、むしろオーステ
ナイト結晶粒は粗大なままで軽圧延によって予め不純物
をオーステナイト結晶粒内に積極的に析出させることに
よって効果的に表面割れが防止できるとの知見にもとず
くものである。
よって、本発明の要旨とするところは、連続鋳造鋳片を
直送圧延する際に、1100℃以下、^r3点以上の温
度域においてlo−2〜10’5ec−’の歪速度、5
%以下の圧下率で1次圧延を行った後、5分以下の保定
を行い、次いで2次圧延を行うことを特徴とする連続鋳
造鋳片の熱間圧延時の表面割れ防止法である。
ここに、「直送圧延」とは、連Vt鋳造機にて得られる
熱鋳片をAr3点より低い温度にまで降温させることな
く、直接あるいは復熱をはかった後、あるいは鋳片の温
度が均一になるように軽加熱した後、熱間圧延する方法
である。
本発明によれば、上記の直送圧延において圧延工程を一
次圧延と二次圧延とに分割し、−次圧延に際して温度条
件を1100℃以下、Ar3点以上に限定するが、これ
は圧延温度が1100℃を越えると、有害元素が析出し
てこないため、熱間圧延時の割れが問題にならないが、
通常の連続鋳造法では、1100℃を越えた温度に鋳片
の温度を維持するのが困難であるためである。一方、A
r3点より低温に降温してもA3変態による細粒化と析
出促進が起こり、熱間圧延時の表面割れが問題とならな
くなるが、しかし、Ar3点より低温にまで降温すると
、AQやNb等の元素が^INやNbC等の形態で析出
してしまい、製品の性質を確保するためには、その後、
それらの元素を再固溶させる必要があり、それには11
50℃以上に再加熱する必要があり、そのような工程を
採用した場合、直送圧延プロセスの狙いである省エネル
ギー効果が損なわれてしまうからである。
次に、本発明によれば、上記−次圧延において歪速度を
10−2〜10°SeG −’ 、圧下率を5%以下に
制限するが、その目的とするところはオーステナイト結
晶粒内への不純物の析出を促進させるとともに粒界の析
出密度を低下させるためである。
ここに、第1図は、第1表に示す組成の5i−Alキル
ド鋼を真空溶製し、50厚さx100幅x150長さく
l1lIl)の鋼塊とし、凝固完了後直ちに型抜きし、
表面温度が1000℃になるまで放冷し、次いで歪速度
と圧下率を変化させたlパス圧延をおこなった時の鋳片
表面割れの発生状況を示す。図中、rOJは割れなしの
場合を、rGJは微小割れ発生(板厚のl/10以下の
長さ)の場合を、そして「・」は割れ発生(板厚の1/
lO以上の長さ)の場合をそれぞれ示す。
C3iMnP SAI N Fe O,120,10,450,0250,0200,04
50,0058ba1図示のデータより明らかように、
圧下量R(%)、歪速度M (5ec−’)とした場合
、R≦5.2−2.41og tの範囲内で鋳片の表面
割れは発生しない。
つまり、歪速度が遅い程、また圧下率が少ない程熱間圧
延時の表面割れが抑制される。したがって、本発明にあ
っては、−次圧延における圧下量Rおよび歪速度をR≦
5.2−2.41ogaの範囲に制限するが、その好適
態様にあっては前述のように一次圧延での表面割れを防
止するために、歪速度の上限を10’5ec−’とした
。下限の制約はとくにないが、歪速度が遅すぎると生産
性を劣化させたり、圧延中の温度低下が大きくなり二次
圧延時の作業性を低下させるため、10”” 5ee−
’とした。圧下量は10°sec””で割れが発生しな
い条件、すなわち5%以下とした。このように一般的に
割れ防止の条件としてはR≦5.2 2.41og ;
bであるが、実際上の観点から、好ましくは本発明にあ
っては955%。
h : 10−2〜10’5sc−’に制限する。
すなわち、本発明により上述の条件にしたがって低歪速
度で軽圧下を行えば、従来の熱間圧延時に割れが発生す
る温度域でも、鋳片の表面割れが抑制でき、その後に行
う二次圧延としては通常の熱間圧延条件下で行っても、
圧延時の表面割れの発生が抑制される。
次に、第2図は、第2表に示す組成の5t−Alキルド
鋼を前述の方法で溶製、鋳込み、1000℃で歪速度2
X10−1sec−’、圧下率4%の一次圧延を行った
あと、0〜20分の保定を行ってから、歪速度2x10
2sec ”、圧下率20%の条件で二次圧延として2
パス圧延を行った時の表面割れ発生状況を示す。
また、−次圧延を行わず直接上記の二次圧延を行った時
の表面割れ発生状況も併記する。保定は一次圧延後直ち
に1000℃に保持しである炉に投入して行った。−次
圧延を行なわない場合は鋼塊表面温度が1000℃にな
った時点で直ちに同様の炉に投入して行った。
図中、rOJは一次圧延を行った場合を、「・」は−次
圧延を行わなかった場合をそれぞれ示す。
なお、割れ評価は次の通りであった。
評点1:割れなし 評点2:板厚の1/lO以下の長さの割れ評点3;板厚
の115以下の長さの割れ評点4:板厚の115以上の
長さの割れ第2表 C3iMnP SAI N Fe O,140,150,520,02B 0.0230.
0320.0071 ba1図示データから明らかなよ
うに、−次圧延を行わない場合は、10分以上の保定に
よって、表面割れの発生が抑制されるが、本発明に示し
た一次圧延を採用すると、実際の製造ラインにおいて生
産に支障のない5分以内という短時間の保定で表面割れ
の発生が抑制される。−万、保定時間が5分を越えると
その効果が飽和することから、本発明にあっては保定時
間の上限を5分とした。また、下限の制約は特にないが
好ましくは1分以上である。なお、本発明にあっては保
定時間が5分以内と短く、実際の製造ラインにおいては
鋳片の保有熱が大きいため保定の代わりに一次圧延後鋳
片を放冷しても間等の効果を得ることができる。
したがって、ここに本発明における用語「保定」は保熱
炉を使った恒温保持操作ばかりでなく、通常の条件下で
の5分以内の放冷操作をも包含する。なお、すでに述べ
たように、−次圧延に引続いて行われる2次圧延の圧延
条件は特に制約はなく、通常の圧延条件で良い。代表的
には−パス当りの圧下率10〜40%、歪速度10’ 
〜103sec−’の条件で5〜10パスの圧延を行う
方法である。
本発明を以下実施例によってさらに詳述するが、これは
本発明を単に説明するために示すものであって、それに
より本発明を制限する意図にないことは勿論である。
失胤拠 第3表に示す3ftJRO綱について各組成範囲内の一
連の鋳片に、連続鋳造後、凝固からの冷却過程で種々の
条件で一次圧延を行い、続いて通常の二次圧延を行った
。そのとき、−次圧延および二次圧延の際の鋳片の表面
割れ発生状況を調べた。
結果は圧延条件とともに同じく第3表にまとめて示す。
表面割れの評価は微少割れが発生しても割れ発生とした
なお、鋳片は、転炉溶製した溶鋼を連続鋳造機にて25
0請−厚、2000mm幅の鋳片としたもので、凝固後
約0.15℃/secで冷却して所定温度としてから圧
延機に供給し保の場合の保定は放冷操作にて代替した。
第3表に示す結果から明らかなように、−次圧延を行わ
ずに、熱鋳片を通常の圧延条件で直接圧延すると、いか
なる鋼種でも圧延時に割れが発生してしまう。また、−
次圧延の条件が本発明の範囲外にあると、−次圧延時に
割れが発生してしまう(−次圧延で割れが発生した場合
、それで実験は終了とした)。
しかしながら、本発明によるものは、いずれの場合にも
割れ発生はみられなかった。
本発明は、以上詳細に述べたように、熱鋳片の直送圧延
プロセスにおいて、圧延時の割れ発生がな(、省エネル
ギーで経済的なプロセスを提供でき、斯界の発展に寄与
するところ大であるすぐれた発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、−次圧延時の歪速度と圧下率とに対して鋳片
の表面割れ発生状況を示すグラフ;および 第2図は、保定時間に対して同じく表面割れ発生状況を
示すグラフである。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 広 瀬 章 − 第1図 第2図 75−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 連続鋳造鋳片を直送圧延する際に、1100℃以下、^
    r3点以上の温度域において10−2〜lO°sec 
    ”の歪速度、5%以下の圧下率で1次圧延を行った後、
    5分以下の保定を行い、次いで2次圧延を行うことを特
    徴とする連続鋳造鋳片の熱間圧延時の表面割れ防止法。
JP11962884A 1984-06-11 1984-06-11 連続鋳造鋳片の表面割れ防止法 Granted JPS60262915A (ja)

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