JPH0135908B2 - - Google Patents

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JPH0135908B2
JPH0135908B2 JP1086781A JP1086781A JPH0135908B2 JP H0135908 B2 JPH0135908 B2 JP H0135908B2 JP 1086781 A JP1086781 A JP 1086781A JP 1086781 A JP1086781 A JP 1086781A JP H0135908 B2 JPH0135908 B2 JP H0135908B2
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JP
Japan
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less
steel
slabs
cracks
total
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JP1086781A
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Yoshiji Iwasaki
Hiroshi Seki
Koichi Nakamura
Yukio Ochiai
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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【発明の詳細な説明】
本発明は連続鋳造法による熱間圧延用キルド鋼
鋳片の製造方法に関するもので、特に本発明は含
Nb鋼、含V鋼、含Nb−V鋼特有の鋳片の表面に
発生する表面割れを防止するためになされたもの
である。 従来の表面疵対策として微量〔Ti〕添加によ
る〔N〕の固定方法が有効であるが〔N〕と
〔Ti〕の当量バランスよりも過剰〔Ti〕になると
TiC化合物を析出し靭性に悪影響をおよぼす結果
となり〔Ti〕添加本来の役割を果せないという
欠点があつた。 本発明の骨子は含Nb鋼、含V鋼、含Nb−V鋼
の鋳片表面割れ防止対策としての〔Ti〕の添加
を〔Zr〕に置換することにより、〔Zr〕により
〔N〕を固定し過剰〔Zr〕による介在物の形態制
御を行ない、かつ靭性を低下せしめないという点
にある。 ラインパイプ用鋼板、厚肉鋼板、熱延用厚中
板、冷延用薄板、条鋼などの如く圧延ままである
いは熱処理を施すことにより高強度、高靭性が要
求される製品の製造には一般に含Nb鋼、含V鋼
および含Nb−V鋼が主流として用いられる。そ
の理由は圧延ままでも高強度が得られ、加熱
工程、圧延工程および熱処理条件を適宜に選ぶこ
とにより高強度および高靭性が共に得られるから
である。 これらの強度向上のメカニズムはNbCN、
VCN、V3C4等のカーボ・ナイトライド(Carbo
−Nitride)の析出物によることが知られている。
含Nb鋼、含V鋼、含Nb−V鋼はこのような長所
を持つているにもかかわらず鋳片に表面割れ疵が
発生しやすいという大きな欠点を持つている。 現在、製鉄業界では従来の造塊−分塊法より製
造コストの安い連続鋳造法へと操業形態を変えよ
うとしている。しかしながら含Nb鋼、含V鋼、
含Nb−V鋼を連続鋳造法で製造する場合、造塊
法に比べて鋳片に表面割れ疵(ヒビ割れ疵等)が
発生しやすいので、疵の手入除去に多大の費用が
必要であり、また疵の程度が甚しい場合は手入除
去が極めて困難となり、そのため実用性のある鋳
片を製造することが不可能となり、連続鋳造法の
鋼種拡大や連鋳比率の向上を妨げる大きな要因と
なつている。 連続鋳造法による鋳片の表面割れ疵の発生原因
として、高温域における熱ひずみ、連続鋳造
機のロールアライメント不良による歪あるいは曲
がり、彎曲型連続鋳造機による鋳片の曲げおよ
び曲げもどしによる外部応力等が考えられる。 この割れ発生メカニズムとしてオーステナイト
粒界に窒化物が析出し、この粒界析出物を核とす
るボイドが発生し、この状態において上記条件が
付加されることによりボイドが成長するとともに
各ボイドが互いに連結し、このボイドが旧オース
テナイト粒界に沿つて割れることにより、粒界割
れというべきヒビ割れが発生するものと考えられ
る。 この説明を助ける意味で含Nb鋼、含V鋼、含
Nb−V鋼の高温引張りデーターを第2図に示す。
この図は之等の鋼がAr3点直下で最低の絞り値を
示し、特定の温度域で脆化していることを示すも
のである。この原因はフエライト・オーステナイ
トの二相共存域以下に温度が低下すると、
NbCN、VCNの析出が急激に加速され、しかも
之等がオーステナイト粒界に選択的に析出するこ
とによる。これに上記条件が付加されることによ
り、強度的に弱い粒界より変形が起り、NbCN、
VCNの存在によりオーステナイト粒界の変形能
が低いので絞り値が急激に低下し割れに進展する
ものとみられる。 以上のことから特定の温度域にて絞り値が急激
に低下する脆化温度域が存在することが判明し、
ヒビ割れの原因を説明することができる。 ところで現在実用化されている連続鋳造機の場
合は含Nb鋼、含V鋼、含Nb−V鋼の脆化温度域
で曲げ矯正が行なわれており、したがつてヒビ割
れを発生させる条件下にて外部応力をあたえる操
業法となつている。最近ではこの脆化域温度を回
避する操業法として二次冷却水量の変更をはかる
方法あるいは割れ疵防止法として微量のTiを添
加する方法等が提案されているが完全には解決さ
れていない。 本発明の目的は連続鋳造法による含Nb鋼、含
V鋼、含Nb−V鋼の表面疵の発生を完全に回避
しようとするものである。 上記鋼種の鋳片の表面疵発生防止対策として、
微量〔Ti〕添加による〔N〕固定方法が有効で
あるが、〔N〕と〔Ti〕の当量バランスがこわれ
過剰〔Ti〕になるとTiC化合物を析出し靭性に悪
影響をおよぼす結果となり〔Ti〕添加本来の役
割を果せないという欠点がある。 かかる欠点を排除すべく本発明はTiの代りに
Zrを鋼中含有量0.005〜0.06%でかつTotal〔Zr〕−
6.5Total〔N〕>0なる関係式を満足するように含
Nb鋼、含V鋼、含Nb−V鋼に添加することによ
り鋳片表面疵の発生を回避するだけでなく要求品
質特性を更に向上した熱間圧延用キルド鋼鋳片の
製造方法を提供せんとするものである。 本発明の基本的な考え方は脆化域部での断面収
縮率の低下の軽減にある。しかして断面収縮率低
下の軽減はNb、Vが窒化物となりオーステナイ
ト粒界に析出する現象を防止することによつて達
成される。すなわちNbCN、VCNが析出すると
前記した外部応力が加わることにより、断面収縮
率を低下させるのでNbCN、VCNを析出させな
いようにすればよい。之等を析出させないように
するためには、窒化物が析出しないようにNの
インプツト量を皆無にする方法と、Nb、Vよ
りNとの親和力の大きな他の種類の元素を用いる
方法とがあげられる。 の方法は鋼製造上不可能に近いことから、本
発明はNのインプツト量を極力少くなるように
し、かつの方法である適量のZrを添加するこ
とによりZrNとしてNを固定し之によつてFree
〔N〕=0にすることにより連続鋳造法による鋳片
の表面疵の発生を皆無にすると共に要求品質特性
を満足させようとするものである。 第1図はTotal〔Zr〕−6.5Total〔N〕>0を満足
する鋼の鋳片の連続鋳造に際しての矯正点での温
度と表面割れ(ヒビ割れ)個数の関係を示すもの
である。この図より連続鋳造法の操業条件(二次
冷却水パターン等の変更、1ストランドの場合は
通常の冷却パターンを採用、2ストランドの場合
は、緩冷却にして脆化域の上限温度を上側にかわ
すパターンを採用)にもかかわらず両パターンの
場合共表面割れは発生していない。 第1図から明らかな如く1ストランドの場合に
通常の冷却パターンを採用するときは、鋳片の長
辺、短辺共に脆化域内に入つているにもかかわら
ず表面割れが発生しておらず従つてTotal〔Zr〕−
6.5Total〔N〕>0を満足する鋼において断面収縮
率の低下が軽減されていることが説明できるとと
もに断面収縮率低下の起因は窒化物の生成にある
ことも判る。 このことは本発明に従つた含Nb−V−ZrN鋼
の高温引張り試験結果を示す第2図からも明らか
である。すなわち○イ含Nb鋼、○ロ含V鋼、○ハ含Nb
−V鋼の場合には深い断面収縮率低下の深い谷間
がみられるのに対し、○ニの本発明による含Nb−
V−ZrN鋼の場合は○ホの脆化域の全くみられない
Si−Mn鋼の場合と同じ断面収縮率を示している。 本発明により含Nb鋼、含V鋼、含Nb−V鋼の
鋳片表面割れ防止効果が達成される理由は適量の
Zrを添加することにより、連続鋳片製造時にZrN
が高温域で析出し、NbCN、VCNを全く析出さ
せないためである。 次に本発明の対象鋼の成分範囲の限定理由につ
いて詳細に説明する。 本発明の対象鋼はラインパイプ用鋼板(API規
格等)、厚肉鋼板(JISG3211、JISG3212、
BS4360)、熱冷延用鋼板(JISG3313、
JISG3141)、条鋼(JISG3503、JISG4051)等で
あり、鋼板の強度、靭性確保の必要性から、Nb、
V、Nb−Vを添加する鋼種であるから、Nb、
V、Nb−V等に起因する連続鋳造鋳片の表面割
れの防止対策を必要とするものである。Mnは2.0
%を超すと溶接部の靭性を劣化させるため2.0%
を上限とした。Zrの添加量は鋼中含有量が0.005
%未満では鋳片のZrNが不足し鋳片表面割れを防
止することができずまた0.06%以上になるとZrO2
酸化物が多くなり品質を著しく劣化させるため
0.005〜0.06%の含有量となる範囲に限定した。
Nは鋳片表面割れを考慮すれば低い程良いがこれ
もZrとの関係よりZrの上限0.06%と当量関係を保
つため0.008%以下とした。またTotal〔Zr〕−
6.5Total〔N〕>0とした理由は本発明の基本思想
である窒化物を析出させないことが必須条件であ
ることからZrとNの当量かそれよりも少しZr過
剰にすることによりFree〔N〕=0となることを
目標としているからである。Free〔N〕>0とな
ると鋳片表面割れが発生しZr添加の効果は認め
られなくなる。 第1表に本発明による鋼および従来鋼の鋳片表
面割れ発生有無を示す。この結果からFree〔N〕
>0である従来鋼において鋳片表面割れ発生があ
ることが明らかである。
【表】 特許請求の範囲第2項の発明においては、特許
請求の範囲第1項の発明の鋼成分に、更にMoを
0.50%以下含有した鋼を対象とする。Moの添加
量は0.50%を超えると母材、溶接部靭性に悪影響
をおよぼすため0.50%を上限とした。Moによる
鋳片表面割れ防止効果の向上は期待できないので
あるがZrによる前述の防止効果を何ら妨げるも
のではないので強度向上のため添加しても本発明
の特性を損うものではない。 特許請求の範囲第3項の発明においては特許請
求の範囲第1項の発明の鋼成分に加えて、Ni5.0
%以下、Cr1.0%以下、Cu1.0%以下、W1.0%以
下からなる群の元素の1種または2種類以上を
含有させるか、あるいはREM0.0005〜0.03%、
Ca0.0005〜0.03%、Hf0.01%以下からなる群の
元素の1種または2種類以上のうち群または
群を含有させた鋼を対象とするものである。 Ni、Cr、Cu、Wは強度および靭性を向上させ
る元素であるが多過ぎると母材および溶接部の靭
性を劣化させるため、それぞれの上限をNi5.0%、
Cr1.0%、Cu1.0%、W1.0%とする。 REM、Ca、Hfはサルフアイドを変成すること
で知られているがREM0.0005%未満であると効
果がなく、そのため下限を0.0005%とした。また
多過ぎるとREMサルフアイドが大型化するばか
りでなく、REMオキシサルフアイドが大量に生
成し大型介在物となり清浄度を著しく損うことに
なる。このためREMの添加量の上限を0.03%と
した。同様にCaの範囲は0.0005〜0.03%、また
Hfは0.10%以下とする。 以上の如く本発明によれば連続鋳造時に表面ヒ
ビ割れ欠陥の少ない鋳片を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は連続鋳造プロセス中の鋳片表面温度と
表面ヒビ割れ個数の関係を示す図、第2図は本発
明による鋼および比較鋼の高温引張り試験結果を
示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C0.6%以下、Si0.75%以下、Mn2.0%以下、
    P0.04%以下、S0.05%以下、Al0.09%以下、
    N0.008%以下、Zr0.005〜0.06%に加えてNb0.01
    〜0.10%、V0.01〜0.20%の1種または2種を含
    有させ、残部Feおよび不可避的不純物からなり、
    かつTotal〔Zr〕−6.5Total〔N〕>0なる関係を満
    足する鋼を連続鋳造して鋳片とすることを特徴と
    する熱間圧延用キルド鋼鋳片の製造方法。 2 C0.6%以下、Si0.75%以下、Mn2.0%以下、
    P0.04%以下、S0.05%以下、Al0.09%以下、
    N0.008%以下、Mo0.50%以下、Zr0.005〜0.06%
    に加えてNb0.01〜0.10%、V0.01〜0.20%の1種
    または2種を含有させ、残部Feおよび不可避的
    不純物からなり、かつTotal〔Zr〕−6.5Total〔N〕
    >0なる関係を満足する鋼を連続鋳造して鋳片と
    することを特徴とする熱間圧延用キルド鋼鋳片の
    製造方法。 3 C0.6%以下、Si0.75%以下、Mn2.0%以下、
    P0.04%以下、S0.05%以下、Al0.09%以下、
    N0.008%以下、Zr0.005〜0.06%に加えてNi5.0%
    以下、Cr1.0%以下、Cu1.0%以下、W1.0%以下
    からなる群の元素またはREM0.0005〜0.03%、
    Ca0.0005〜0.03%、Hf0.01%以下からなる群の
    元素のうち一群あるいは両群から選ばれた1種又
    は2種以上の元素を含有させ、さらにNb0.01〜
    0.10%、V0.01〜0.20%を含有させ、残部Feおよ
    び不可避的不純物からなり、かつTotal〔Zr〕−
    6.5Total〔N〕>0なる関係を満足する鋼を連続鋳
    造して鋳片とすることを特徴とする熱間圧延用キ
    ルド鋼鋳片の製造方法。
JP1086781A 1981-01-29 1981-01-29 Production of killed steel ingot for hot rolling Granted JPS57126952A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102383066A (zh) * 2011-11-14 2012-03-21 山东省汇丰机械集团总公司章丘市铸造厂 一种耐磨铸钢及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61204353A (ja) * 1985-03-07 1986-09-10 Nippon Steel Corp 温間鍛造のままで優れた強度靭性を有する鋼材
JPS61204352A (ja) * 1985-03-07 1986-09-10 Nippon Steel Corp 温間鍛造ままの高強度非調質鋼材
JPH01228643A (ja) * 1988-03-09 1989-09-12 Nippon Steel Corp 鋼中にMnSを均一かつ微細に分散析出させる方法

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