JPS62139813A - 熱片直送圧延方法 - Google Patents

熱片直送圧延方法

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JPS62139813A
JPS62139813A JP28054385A JP28054385A JPS62139813A JP S62139813 A JPS62139813 A JP S62139813A JP 28054385 A JP28054385 A JP 28054385A JP 28054385 A JP28054385 A JP 28054385A JP S62139813 A JPS62139813 A JP S62139813A
Authority
JP
Japan
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hot
rolling
temperature
steel
hot piece
Prior art date
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Pending
Application number
JP28054385A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiko Kamata
芳彦 鎌田
Tamotsu Hashimoto
保 橋本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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、熱片直送圧延方法、特に、連続鋳造あるいは
造塊法により鋳片にされ、このときの高熱鋳片(以下、
単位「熱片」という)を室温にまで冷却することなく、
そのままあるいは一旦再加熱して熱間圧延を行う(以下
、単に「直送圧延」という)に際して熱片の直送圧延割
れを防止し、工フルギー原単位の向上をはかる熱片直送
圧延方法に関するものである。
(従来の技術) 近年の連続鋳造化比率の増加は、製造コストの低減と生
産工程の合理化と相俟って目覚ましいが、それに伴い製
鋼−圧延の連続化プロセスが大きな注目を集めている。
すなわち、連続鋳造法あるいは造塊法により製造された
高熱鋳片を、室温まで冷却せずに、熱片のまま直接加熱
炉に装入し、次いで熱間圧延を行うという、エネルギー
原単位の向上を図る熱片直送圧延方法の検討がさかんに
行われている。しかし、このような工程を経た場合、あ
る特定温度領域から再加熱を開始するとそれに続く熱間
圧延時に従来方式ではみられなかった圧延割れを表面に
生じることがある。
連続鋳造法あるいは造塊法により製造された鋳片を、室
温まで冷却し再加熱する従来方式ではそのような圧延割
れを生じないが、そのような方法による限り当然ながら
エネルギー原単位の向上にはつながらない。また、熱片
直送圧延方法においても連続鋳造法あるいは造塊法によ
り製造された熱片を鋼のγ−α変態点より低いと考えら
れる500℃以下の温度まで一旦冷却してからその温度
で加熱炉に装入する場合は、室温にまで冷却された場合
と同様に圧延割れを生じないが、エネルギー原単位向上
の観点からは大きな効果を得ることはできない。
一方、鋼のγ→α変態完了温度より高いと考えられる6
50℃以上で加熱炉に装入され、次いで加熱圧延された
場合、エネルギー原単位向上において非常に効果的であ
り、コスト合理化意識の徹底、物流システムの改善によ
り、この温度での加熱炉装入温度は近年飛躍的に上昇し
つつあり、γ域装入も可能となってきている。
(発明が解決しようとする問題点) したがって、本発明の目的とするところは、鋼のγ−α
変態完了温度より高いと考えられる650℃以上の温度
で加熱炉に装入されて、均熱後、熱間圧延する場合にも
、圧延割れのおそれのない新規な熱片直送圧延方法を提
供することである。
また、本発明の別の目的は、熱片直送圧延でも熱間圧延
割れを生じない、エネルギーロスの極めて少ない新規な
熱片直送圧延方法を提供することである。
(問題点を解決するだめの手段) 前述のように近年の製造技術の飛躍的改良によってT域
温度での加熱炉装入も可能となってきたが、しかし、そ
のような高温装入はコスト合理化にとっては有利である
反面、鋼のγ−α変態完了温度より高いと考えられる6
50℃以上で装入される場合、凝固1粒は非常に大きく
なるため、直送圧延時に圧延割れを生じることが1懸念
される。実際、本発明者らが実験室的な直送圧延実験に
より確認すると、特定鋼種、特定装入温度範囲において
圧延割れを生じることが判明した。
すなわち、鋼のγ→α変態温度完了温度より高いと考え
られる650℃以上で加熱炉に装入されて、所定温度に
加熱された場合、熱片はγ−α変態を完了していない粗
大凝固1粒を有している。熱片表面温度が650〜75
0℃の温度範囲にあるときに加熱炉に装入される場合、
この凝固γ粒界を析出サイトとしてNb、A12等の炭
窒化物が生成、析出し、さらにSは凝固1粒界に偏析し
やすく、しかもこのような高温域では低融点であるFe
−Mn−3系の硫化物として存在する。このように、応
力集中源となるような炭窒化物および粒界脆化を生じる
Fe−Mn−3系低融点硫化物を粒界に有するとともに
、γ→α変態を完了していないための粗大凝固1粒を有
する鋼を熱間圧延すれば、圧延割れを生じることがある
ことが判明した。
そこで、本発明者らは、これら粒界脆化につながる要因
のうち、炭窒化物の析出に着目し、直送圧延時に、炭窒
化物が粒界析出していなければ圧延割れを生じないとい
う実験事実をもとに、さらに熱片直送圧延時の圧延割れ
を防ぐ製造条件の検討を行い、本発明に至ったものであ
る。
すなわち、本発明は、重量%で、 s:0.03%未満に制限するとともに、Nb : 0
.005〜0.05%および/またはsol、A(! 
: 0.005〜0.08%を少なくとも一種含有する
鋼組成の熱片を、凝固後の冷却過程において表面温度が
凝固γ粒界に炭窒化物の析出を生じない、Ar3点+1
00℃超の温度で加熱炉に装入し、次いで熱間圧延する
ことを特徴とする、熱片直送圧延方法である。
また、本発明は、別の特徴によれば、重量%で、s:0
.03%未満に制限するとともに、Nb : 0.00
5〜0.05%および/またはsol、A(! : 0
.005〜0.08%を少なくとも一種含有する鋼組成
の熱片を、凝固後の冷却過程において表面温度が凝固1
粒界に炭窒化物の析出物を生じる、Ar3点+100℃
以下で、T→α変態が完了しない温度以上の温度範囲で
加熱炉に装入して、該加熱炉で前記熱片を前記析出物の
固溶する温度に再加熱し、次いで熱間圧延することを特
徴とする、熱片直送圧延方法である。
なお、上記熱片は、重量%で、 C:o、to −o、ao%、 Si:0.05〜0.
50%、Mn:0.5 〜2.0%、 Cr:0.10
〜1.50%、。
Mo:0.10〜0.2%、 Ni:0.10〜2.0
%、Cu:0.10〜1.00%、 B :0.000
3〜0.0030%、Ti:0.005〜0.05%お
よび V :0.005〜0.10% の少なくとも一種を含有するものであってもよい。
(作用) 次に、本発明における鋼種、加熱炉装入温度、加熱温度
について上記の如く限定した理由を述べる。本明細書に
おいて、特にことわりがないかぎり、「%」は、「重量
%」である。
C: Cは強度を得るのに必要な元素であるが、0.01%未
満ではその効果が不充分で、かつ焼入性が小さく靭性も
劣り、また0、8%を越えると初析セメンタイトの出現
による熱間延性低下がもちきたされるため0.01〜0
.80%とした。
Si: Siは製鋼上必要な元素であり、かつ焼戻軟化抵抗を高
めるので強度の増大に有効であるが、0.50%を越え
ると靭性が劣化するので0.05〜0.50%とした。
Mn: Mnは強度を増し、かつ焼入性および靭性を向上させる
のに有効であるが0.5%未満ではその効果は不充分で
あり、また2%を越えると逆に靭性を損なう場合がある
ので0.5〜2.0%とした。
Cr: Crは焼入性を高め、強度、靭性を向上させるのに有効
であるが、0.10%未満ではその効果が不充分であり
、1.5%を越えると溶接性を劣化させるので0.10
〜1.5%とした。
MO: Moは焼入性を高め、強度、靭性を向上させるのに有効
であるが、0.10%未満ではその効果が不充分であり
、逆に0.2%を越えて添加すれば、その改善効果は飽
和するばかりでなくコストも嵩むので0.1〜0.2%
とした。
Ni: Niは母材のみならず、溶接ボンド部の強度および靭性
を向上させるのに有効で、0.1%以上の含有により顕
著な効果があるが、2%を越えて増量しても効果の向上
はみられず、かつ原価が高騰するから望ましくない。
Cu: Cuは靭性を損なうことなく強度を高めるのに有効であ
るが、0.1%未満ではその効果がなく、また1%を越
えると高温延性を損なう場合があるので0.1〜1.0
%とした。
B: Bは焼入性を著しく高め、強度、靭性を向上させるのに
有効であるが、0.0003%未満ではその効果はあが
らず、0.003%を越えるとその効果は飽和あるいは
劣化する場合も生じるので0.0003〜0゜003%
とした。
Ti: TiはNを固定するのに有効な元素であり、0.005
%以上の含有によりその効果が発揮される。しかし、0
.05%を越えて添加されると靭性が著しく劣化するの
で望ましくなく 0.005〜0.05%とした。
■= ■は焼戻し軟化抵抗を高め、強度増大に有効であるが0
.005%未満ではその効果はなく、また0゜1%を越
えると靭性が著しく劣化するので望ましくなく 0.0
05〜0.1 %とした。
S: Sは熱力学的にはMnSとして安定に存在するはずであ
るが、通常の炭素鋼では凝固直後においてはFe原子の
ほうが圧倒的に多いため、Fe−Mn−3として存在す
るのが通例である。直送圧延のような凝固直後のプロセ
スにおいてもFe−Mn−5として存在していることは
十分考えられ、かつFe−Mn−3は997℃と低い共
晶点を有していることから、熱間延性の低下をもちきた
すため、直送圧延時の圧延割れを防ぐためには極力低く
抑えることが望まれる。一方、Sは被削性改善を目的と
する以外鋼質に好結果をもたらすことは少な(、Sを低
くすることは技術上何ら問題とされるところはないが、
装造コストあるいは要求性能の観点からSは0.03%
未満が実情である。そのためSの含有量は0.03%未
満とした。好ましくは、0.008%以下である。
Nb: Nbは制御圧延鋼、熱処理鋼のいずれにおいても細粒化
あるいは析出強化を目的として添加されるが、その効果
があられれるのはo、oos%以上であり、一方、0.
05%を越えるとその効果も飽和し、逆に溶接性などの
悪影響が顕在化するので通常0゜005〜0.05%添
加される。一方、Nbが添加された鋼を、凝固過程のγ
温度域で冷却され、次いで650〜800℃の温度域か
ら加熱炉に装入されると、その冷却後昇温過程で凝固1
粒界にNb (CN)として析出し粒界脆化の一因とな
る。これはNb添加された鋼には、必ず生じる現象であ
り、したがって、本発明にあってもNb含有量の限定範
囲を通常の添加量である0、005〜0.10%の範囲
にした。
sol、AQ: 鮫は鋼の脱酸に必要な元素であり、酸可溶性AQ(s 
o l 、 AQ )が0.005%以上含有されると
十分であるとされている。しかし、0.08%超含有さ
れると鋼の清浄化を損ない、かつコスト高となるため、
一般的には0.05〜0.08%程度含有されている。
一方、AQもNbと同様に直送圧延プロセスにおいて6
50〜800℃の温度範囲で加熱炉に装入されると、凝
固γ粒界に析出して存在することがあるので、その限定
理由を通常の添加量である0、 005〜0.08%の
範囲とした。
加熱炉装入温度および加熱温度: 加熱炉装入温度は、本発明上重要な因子であり、例えば
鋳片の表面温度がAr3点+100℃、例えば800℃
を越えるような高温からの装入は、エネルギー源単位の
向上の観点からだけでなく、炭窒化物生成抑制の観点か
らも好ましい。一方、Ar3点+100℃ないしγ→α
変態が完了しない温度までの温度範囲、例えば650〜
800℃の範囲で加熱炉に装入する場合、粒界の炭窒化
物を完全固溶できるように、炭窒化物の溶体化温度以上
で再加熱するのが好ましい。
このように、本発明にあっては炭窒化物は極力γ粒界に
析出しないようにするとともに、一旦析出した炭窒化物
も再加熱して固溶させるのである。
次に、本発明について実施例を示しその作用効果をさら
に説明する。
実施例 第1表に示す各組成の溶鋼を調製し、同じく同表に示す
加熱条件で直送圧延を行った。その場合、連続鋳造の場
合は厚さ240mm造塊法の場合厚さ400m1llの
鋳鋼片を用いて、圧延割れについては厚さ20mmに圧
延後、その測面を目視観察することにより確認した。
第1図に熱片直送圧延時の代表的な圧延割れの形状のス
ケッチを示すが、割れは圧延時の最大せん断力方向に沿
っているのがわかる。
このようにして得た観察結果を同しく第1表にまとめて
示す。
これからも明らかなように、実験ft1〜4は造船用H
T50の鋼種であるが、同じ1100℃加熱の場合、7
50“C装入材の場合のみ割れが顕在化している。
これはNbの炭窒化物の粒界析出による粒界脆化に起因
するものと考えられる。900℃装入の場合、Nbの析
出は抑えられるため、圧延割れは回避される。一方、7
50℃装入の場合でも、実験No、4のようにNb (
CN)の溶体化温度以上の1200℃で加熱圧延した場
合、割れは回避される。
実験Il&15〜10は機械構造用の525 Cである
が、上記のHT50と同様の傾向を示している。ここで
Nbは、添加されていないが、slが0.025%と高
いこと、およびAQNの粒界析出が粒界脆化を生じさせ
ることが挙げられる。
実験Th11〜16は、Cu、 Ni、 Cr、 Mo
、 Ti、 B等が強度調整のため適宜量添加された成
分系における結果であるが、実験No、1〜10と同様
の非常に再現性のよい結果が得られているのがわかる。
実験隘17はSの制限0.03%を越える0、035%
Sの成分系の結果であるが、このようにSが高いと本発
明方法を用いても、この直送圧延割れは防げえない。
実験阻18はCの制限0.80%を越える0、85%C
の成分系の結果であるが、このようにCが高い過共析鋼
の場合は初析Fe5Cの高温延性低下作用が大きく実用
上困難といえる。
(発明の効果) 前述の如く、本発明による熱片直送圧延を実施すれば以
下のような結果が得られるのである。
(11連続鋳造あるいは造塊法によって得られた熱片を
γ→α変態を完了しない650℃超の温度から必要によ
り再加熱後、熱間圧延することにより、熱片直送圧延時
の圧延割れ生成を回避することができる。
(2)γ→α変態を完了していない650℃超の温度か
ら必要により再加熱を開始するということは、粒界脆化
を生じさせる炭窒化物の生成をさけるべく装入開始温度
を選択すれば再加熱は必ずしも必要でな(なり、あるい
は炭窒化物の生成が生じてしまう場合には炭窒化物が固
溶し得る温度に再加熱することにより、直送圧延時の圧
延割れを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、直送圧延における圧延割れのスケッチであ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、 S:0.03%未満に制限するとともに、Nb:0.0
    05〜0.05%および/またはsol、Al:0.0
    05〜0.08%を少なくとも一種含有する鋼組成の熱
    片を、凝固後の冷却過程において表面温度が凝固γ粒界
    に炭窒化物の析出を生じない、Ar_3点+100℃超
    の温度で加熱炉に装入し、次いで熱間圧延することを特
    徴とする、熱片直送圧延方法。
  2. (2)前記熱片がさらに、重量%で、 C:0.10〜0.80%、Si:0.05〜0.50
    %、Mn:0.5〜2.0%、Cr:0.10〜1.5
    0%、Mo:0.10〜0.2%、Ni:0.10〜2
    .0%、Cu:0.10〜1.00%、B:0.000
    3〜0.0030%、Ti:0.005〜0.05%お
    よび V:0.005〜0.10% の少なくとも一種を含有する、特許請求の範囲第1項記
    載の方法。
  3. (3)重量%で、 S:0.03%未満に制限するとともに、Nb:0.0
    05〜0.05%および/またはsol、Al:0.0
    05〜0.08%を少なくとも一種含有する鋼組成の熱
    片を、凝固後の冷却過程において表面温度が凝固γ粒界
    に炭窒化物の析出物を生じるAr_3点+100℃以下
    で、γ→α変態が完了しない温度以上の温度範囲で加熱
    炉に装入して、該加熱炉で前記熱片を前記析出物の固溶
    する温度に再加熱し、次いで熱間圧延することを特徴と
    する、熱片直送圧延方法。
  4. (4)前記熱片がさらに、重量%で、 C:0.10〜0.80%、Si:0.05〜0.50
    %、Mn:0.5〜2.0%、Cr:0.10〜1.5
    0%、Mo:0.10〜0.2%、Ni:0.10〜2
    .0%、Cu:0.10〜1.00%、B:0.000
    3〜0.0030%、Ti:0.005〜0.05%お
    よび V:0.005〜0.10% の少なくとも一種を含有する、特許請求の範囲第3項記
    載の方法。
JP28054385A 1985-12-13 1985-12-13 熱片直送圧延方法 Pending JPS62139813A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8033352B2 (en) 2008-12-23 2011-10-11 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Battery-fixing device for a battery forklift
CN104438418A (zh) * 2014-09-28 2015-03-25 浙江富钢金属制品有限公司 一种不锈钢模铸钢锭一火成材的轧制方法

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