JPS62191140A - 均一な合せ材厚さを有するクラツド鋼板の製造方法 - 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】 髪棗五空机匪立訪 本発明は、均一な合せ材板厚さを有するクラッド鋼板を
圧延接合法により高歩留で製造する方法に関する。

従来の技術 鉄鋼材料の表面に、他の合金鋼や非鉄合金の層を形成し
たクラッド鋼板は、個々の金属材料の特性を生かし、耐
食性、耐熱性、耐摩耗性、耐割れ性等の高度な材質要求
に応え得る多機能性材料であり、石油化学プラント、石
油精製ブラント、海水淡水化装置、ケミカルタンカー等
の広範囲の用途に使用されている。

該クラッド鋼板の代表的製造方法の一つとしては圧延接
合法が挙げられる。かかる方法は、分離材を二枚の合せ
材原板で挟み、さらに該合せ付属板両面に母材鋼原板を
積層するサンドイッチ型コンポジット、または一枚の合
せ材原板の片面に母材鋼原板を積層し、もう片面に分離
材を介在させダミー板を積層するセミサンドイッチ型コ
ンポジットを作製し、ついで該コンポジット内部を強制
排気し、熱間圧延により合せ材および母材を接合させる
方法であり、多品種のクラッド鋼板の製造に適している
。

しかしながら、このような圧延接合法により、合０°材
の高温変形抵抗が母材鋼よりも低いクラッド鋼板を製造
すると、合せ材の圧延方向先端部お上び後端部における
板厚が、その中央部の平均的な板厚に比べて薄くなると
いう現象が生ずる。この先端部および後端部における合
せ材板厚の薄い領域は、合せ材の種類によっても異なる
が、通常各端部で０．３〜２ｍもの長さに及ぶ。また、
該部分における合せ材厚の中央部の板厚に対する比は約
０．６〜０．９８倍程度となる。

従来、かかる端部における合せ材の板厚減少に対しては
以下のごとき対策がとられている。

（イ）先端および後端部での合せ材の薄肉化が広範囲に
なると切り捨て量が大きくなり、合せ材厚下限公差を満
足する製品を得ることができない。

このため、予めコンポジット設計の段階で合せ材原板を
長く或いは厚くする。

（ロ）先端および後端部の切り捨て爪をできるだけ小さ
くし、且つ合せ材厚下限公差を満足させるため、仕上が
り板厚そのものが厚くなるように合せ材片板厚を大きく
設定する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記合せ材厚下限公差に加えて全厚上限
公差が設定された場合には、公差を満足しない領域は切
り捨てざるを得す、製品を高歩留で製造できない。

すなわち、本発明の目的は、母材鋼よりも高温変形抵抗
が低い金属材料を合せ材とするクラッド鋼板において、
該合せ材の板厚を均一化して高歩留を実現し、製造コス
ト低減を可能にする圧延接合法によるクラッド鋼板の製
造方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、従来のクラッド鋼板の製造工程において見ら
れる圧延方向の先端部、および後端部における合せ材の
簿肉化現象を、母材鋼原板或いはダミー板の先端部、後
端部に特定長さのテーパを形成することにより、各構成
板の熱間での変形を制御し得ることを見出しなされたも
のである。

すなわち、本発明は母材鋼、および該母材鋼よりも高温
変形抵抗の低い金属材料の合せ材からなるクラッド鋼板
製造用コンポジットにお（ｉて、該コンポジットがサン
ドイッチ型の場合には母材鋼原板の先後端部に、セミサ
ンドイッチ型の場合には母材鋼原板およびダミー板の先
後端部に、下記［１］式を満足する圧延方向長さしを有
するテーパを形成し熱間圧延を行なうことを特徴とする
均一な合せ材厚さを有するクラッド鋼板の製造方法を提
供するものである。

ｔ、　＞（ｔ、Ｂ−ＬＣ）／　２　　　・・・・・・［
１］［式中、Ｌはテーパの圧延方向長さ（ｍｍ）、ＬＢ
は母材鋼原板の圧延方向長さ（ｍｍ）、ＬＣは合せ材原
板の圧延方向長さく＋ｎｍ）である。］従来、圧延時の
コンポジット拘束溶接部の破損防止方法として、サンド
イッ予圧延法における母材鋼原板あるいはセミサンドイ
ッチ圧延法における母材鋼原板およびダミー板にテーパ
を形成する技術がある。しかしながら、かかるテーパの
付与位置は、合せ材原板対応位置に至らない母材鋼原板
の短い先後端域であり、その役割は、先後端における母
材鋼原板の変形を調整し折れ込み部の形成を抑制するに
とどまる。

次に、母材鋼原板の先後端部に形成すべきテーパの適正
長さについて試験した結果について述べる。試験方法と
しては、合せ材原板および母材鋼原板、合せ材原板およ
びダミー板の高温変形抵抗比が、それぞれ０．５６とな
るように調整した二種のプラスティシンを用いて四種の
コンポジット模型を作製し実際の場合と同一の圧下比（
３，６）で圧延した。コンポジット形状は、第３図に示
すごとく、圧延時の拘束溶接部の破損防止のため母材鋼
原板の先端および後端に僅かにテーパを付与した従来形
状のもの（第３図（１）および（■））と、母材鋼原板
において合せ材原板の存在する領域まで長尺のテーパを
形成した形状のらの（第３図（ＩＩｆ）および（■））
の計四種である（図中、数字の単位はｍｍ）。なお、プ
ラスティシン製合せ材原板は、分離部を考慮しない単層
の構造とした。

結果を第４図に示す。従来形状のコンポジット（第３図
（１）および（■））を用いた場合は、実際のコンポジ
ットを圧延した場合と同様な、先端および後端部に合せ
材厚の薄肉化現象が再現されており、プラスティシン製
コンポジット模型使用による本圧延シュミレーションテ
ストの信頼性が裏付けられたことを意味している（第４
図（１）および（ＩＩ）参照）。一方、該母材鋼原板に
長尺テーパを形成したコンポジット（第３図（ＩＩＩ）
および（■））の場合は、圧延後のコンポジットの先端
および後端の合Ｕ材厚は、はぼ均一であり従来形状のコ
ンポジットに比べて大きく改善されている（第４図（Ｉ
ＩＩ）および（ＩＶ）参照）。これは、従来形状の場合
には、合Ｕ゛材原板の先端部および後端部は、該変形抵
抗が小さいことに加えて圧延工程で大きな歪を外部より
集中的に受けるのに対して、本発明の場合のようにテー
パを形成することによって歪集中が緩和され、合せ材原
板の変形が抑制されると考えられる。

以下に、本発明の圧延接合法によるクラッド鋼板の製造
方法について詳しく説明する。

本発明方法にて用いられる母材鋼としては炭素鋼、低合
金鋼、高合金鋼等が挙げられ、合せ材としては前記母材
鋼よりも高温変形抵抗の低い金属材料が用いられる。例
えば、母材鋼が炭素鋼である場合は、銅合金、純Ｔｉ等
が用いられる。

第１図は、本発明方法によりクラッド鋼板を製造する場
合に用いられるサンドイッチ型コンポジットの一興体例
を示す断面図である。第１図に示すごとく、該サンドイ
ッチ型コンボジッｌ−（＋（ｉ）を作製するには、まず
二枚の合せ材原板（２）の間に分離材（３）を介在させ
て、前記原板にシールド溶接（８）を施し、二層構造の
合せ板原板を形成する。

次に、該二層構造の合せ板原板の両面に、各々先後端部
に長尺のテーパ（５）を形成した母材鋼原板（１）をイ
ンサート金属（４）を介して上下に配置する。その後、
前記二層構造の合せ材原板の周囲に枠材（６）を配置し
、枠材と合せ材原板の間隙に、Ｚｒ、Ｔｉ等のガス吸収
物質を充填する。前記枠材および母材鋼原板を密封溶接
（７）した後、枠材に配置した排気孔（１０）および排
気パイプ（１１）を通して強制排気し、コンポジット内
部と外気を遮断する。

第２図は、本発明方法によりクラッド鋼板を製造する場
合に用いられるセミサンドイッチ型コンポジットの一具
体例を示す断面図である。セミサンドイッチ型コンポジ
ット（■７）の作製に際しては、まず一枚の合せ材原板
（２）の片面にインサート金属（４）を介在させて先後
端部に長尺テーパ（５）を形成した母材鋼原板（１）を
積層し、前記合せ材（２）のもう片方の面には分離材（
３）を介在させ先後端部に長尺テーパ（５）を形成した
ダミー板（１４）を配置する。合せ材原板（２）および
ダミー板（１４）は圧延時、接合境界面（１２）に分離
材（３）が混入しないように固定溶接（１５）する。次
に前記合せ材原板と枠材（６）の間隙に、Ｚｒ％Ｔｉ等
のガス吸収物質を充填し、枠材（６）を介して母材鋼原
板（１）とダミー板（１４）を密封溶接（７）する。

上記の方法により得られた各コンポジットを、６５０〜
１２００℃の温度域において、圧延速度３００ｍ／分以
下、圧下量３５％／パス以下の条件で熱間圧延した後、
分離除去し周囲を切断してクラッド鋼板を得る。

寒凰剋 次に、実施例、比較例を挙げて本発明をさらに具体的に
説明する。

実施例！ 合せ材原板として、９０／１０　ＣＮ（９０％Ｃｕ−１
０％Ｎｉ合金）板を使用し、母材鋼原板としてＳＳ４１
用スラブを使用し、第５図（１）に示ずようなサンドイ
ッチ型コンポジット（Ｎｏ、　Ｉ　）を作製した。該素
材寸法は、合せ材片板：板厚２０ｍｍ、板幅３５００ｍ
ｍ、圧延方向長さ１５００ｍｍ母材鋼原板・板厚９０ｔ
ｎｍ、板幅３６５０ｍｍ、圧延方向長さ１６００ｍｍで
あり、また該コンポジットの母材鋼原板の先後端部には
圧延方向長さａｌが８０ｍｍの合せ材片板上の領域に及
ぶテーパを形成した。該コンポジットを１０００℃に加
熱後、圧下比８、圧延速度９４ｍ／分で熱間圧延を行な
った。得られたクラッド鋼板の合せ付光後端部での変形
状況を確認した。

結果を第１表に示す。合せ付光後端部の最小厚は中央部
の平均厚に比べて０．９８倍程度であり、目標厚み公差
を満足しない領域は各端部より２１５ｍｍであった。

実施例２ コンポジット形状を第５図（Ｉｔ）のセミサンドイッチ
型とした以外は実施例１と同一条件でクラッド鋼板を作
製した。該セミサンドイッチ型コンポジット（Ｎｏ、　
２　）の素材寸法は、 合せ板厚板：板厚２　ＯＭＬ板幅３５００＋ｎｍ、圧延
方向長さ１５００ｍｍ 母材鋼原板・ダミー板；板厚２０ｍｍ、板幅３６５０ｎ
＋ｎ＋、圧延方向長さ１６００ｍｒｒｌであり、また該
コンポジットの母材鋼原板およびダミー板の先後端部に
は実施例１と同様圧延方向長さａ、が８０ｍｍのテーパ
を形成した。

結果を第１表に示ず。合せ付光後端部の最小厚は中央部
の平均厚に比べて０．９７倍程度であり、目標厚み公差
を満足しない領域は各端部より２３０１１１ｉｌであっ
た。

比較例１ 第５図（１）に示すごとく、コンポジットの合せ付光後
端部に形成したテーパの圧延方向長さａ３を４５＋＋ｎ
＋と合せ原板のない領域に留めた以外は、すべて前記実
施例１と同一条件でクラッド鋼板を作製した。

結果を第１表に示す。合せ付光後端部の最小厚は中央部
の平均厚に比べて０．７２倍程度であり、目標厚み公差
を満足しない領域は各端部より４３０ＩＩＩ１１と実施
例１に比べはるかに大きかった。

比較例２ 第５図（ＩＶ）に示すごとく、コンポジットの合せ付光
後端部に形成したテーパの圧延方向長さａ４が４５ｍｍ
である以外は、すべて前記実施例２と同一条件でクラッ
ド鋼板を作製した。

結果を第１表に示す。合せ付光後端部の最小厚は中央部
の平均厚に比べて０．６９倍程度であり、目標厚み公差
を満足しない領域は各端部より４８５ｍｍと実施例２よ
りはるかに大きかった。

第　　１　　表 第１表の結果から、サンドイッチ型、セミサンドイッチ
型のどちらの場合も本発明の製造方法により得られたク
ラッド鋼板においては、従来方法により作製したクラッ
ド鋼板に認められた合仕材先後端部の薄肉化現象が大幅
に改善されたことか明らかとなった。

発明の効果 以上のごとく、本発明によれば母材鋼よりも高温変形抵
抗の低い合せ材および母材鋼からなるクラッド鋼板の製
造に際し、コンポジット作製の段階で、サンドイッチ圧
延法においては母材鋼原板の先後端部に、またセミサン
ドイッチ圧延法においては母材鋼原板およびダミー板の
先後端部に長尺のテーパを形成することによって、圧延
により得られたクラッド鋼板の先後端部における合せ材
厚を均一化でき、且つ均一な合せ材厚板を有するクラッ
ド鋼板が高歩留で製造が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るクラッド鋼板の製造方法におい
て使用されるサンドイッチ型コンポジットの断面図、第
２図は、本発明に係るクラッド鋼板の製造方法において
使用されるセミサンドイッチ型コンポジットの断面図、
第３図（（１）〜（■））は、テーパの適正長さを求め
るためのシュミレーションテストに使用されるコンポジ
ットの概略断面図、第４図（（１）〜（■））は、シュ
ミレーションテスト後の圧延材の断面図、第５図（（１
）〜（■））は、実施例および比較例にて用いたサンド
イッチ型およびセミサンドイッチ型コンポジットの概略
断面図を示す。 図面中の主な符号は次のとおりである。 ｌ：　母材鋼原板、２：合せ材原板、３：分離材、５：
テーパ、６：枠材、１４：ダミー板、１６：サンドイッ
チ型コンポジット、１７：セミサンドイッチ型コンポジ
ット。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼新 式　理　人　弁理士　青白　葆　外２名第１図 第２図 第５図（Ｉ） １１５図（Ｉ） 第５ｔ！ｔ（ＩＩＩ） ｖｓ５図ＯＹ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）母材鋼、および該母材鋼よりも高温変形抵抗の低
   い金属材料の合せ材からなるクラッド鋼板製造用サンド
   イッチ型コンポジットの母材鋼原板の先後端部に、下記
   ［１］式を満足する圧延方向長さＬを有するテーパを形
   成し、熱間圧延を行なうことを特徴とする均一な合せ材
   厚さを有するクラッド鋼板の製造方法。 Ｌ＞（Ｌ＿Ｂ−Ｌ＿Ｃ）／２・・・・・・［１］［式中
   、Ｌはテーパの圧延方向長さ（ｍｍ）、Ｌ＿Ｂは母材鋼
   原板の圧延方向長さ（ｍｍ）、Ｌ＿Ｃは合せ材原板の圧
   延方向長さ（ｍｍ）である。］
2. （２）母材鋼、および該母材鋼よりも高温変形抵抗の低
   い金属材料の合せ材からなるクラッド鋼板製造用セミサ
   ンドイッチ型コンポジットの母材鋼原板およびダミー板
   の先後端部に、下記［１］式を満足する圧延方向長さＬ
   を有するテーパを形成し、熱間圧延を行なうことを特徴
   とする均一な合せ材厚さを有するクラッド鋼板の製造方
   法。 Ｌ＞（Ｌ＿Ｂ−Ｌ＿Ｃ）／２・・・・・・［１］［式中
   、Ｌはテーパの圧延方向長さ（ｍｍ）、Ｌ＿Ｂは母材鋼
   原板の圧延方向長さ（ｍｍ）、Ｌ＿Ｃは合せ材原板の圧
   延方向長さ（ｍｍ）である。］