JPH031114B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、鋼材の表面に任意の厚みの合金鋼あ
るいは非鉄合金を強固に接合してなるクラツド鋼
板の製造方法に関する。 （従来技術） 炭素鋼、低炭素鋼、高合金鋼をはじめとする鉄
鋼材料の表面に他の合金鋼や非鉄合金層を形成し
たクラツド鋼板は、各々の金属材料の各々の特徴
を生かしてより高度な材質への要求、即ち耐食
性、耐熱性、耐摩耗性、耐割れ性等への厳しい要
求に応えうる複合金属材料であり、石油プラン
ト、海水淡水化装置、圧力容器等に広汎に使用さ
れている。 クラツド鋼板の製造には、これまで爆着圧接
法、肉盛圧延法、圧延接合法（オープンサンドイ
ツチ型、サンドイツチ型、セミサンドイツチ型）
等が用いられてきたが、これらの技術には以下の
ような難点があり、必ずしも満足し得るべき方法
とは言えない。 爆着圧延法、肉盛圧延法、オープンサンドイ
ツチ型圧延接合法等の製造方法によりつくられ
るクラツド鋼板の合せ材表面には、加熱によつ
て酸化スケールが形成されるだけでなく、圧延
過程でスケール疵あるいは鋼の押し込み疵等が
発生することから合せ材の表面品質は極めて劣
悪な状態となる。 サンドイツチ型圧延接合法やセミサンドイツ
チ型圧延接合法においては、分離材に起因して
生じる合せ材の表面品質の劣化が生じ、即ち、
圧延過程での分離材の押し込み疵、あるいは圧
延時の変形に分離材が追従し得ないこと即ち分
離材の潤滑不良による表面粗度の増大、また、
分離材それ自身あるいは分離材からの放出ガス
等の合せ材への侵入による合せ材表面材質特性
の劣化、さらにはこれらの劣化に起因した合せ
材の表面割れ等が生じた。また、分離材からの
放出ガスに起因した合せ材と母材の接合不良部
が発生した。 ，のために、従来の製造技術において
は、合せ材表面のスケール疵、割れあるいは合
せ材と母材鋼の接合不良部等の補修工程並びに
合せ材表面の研磨工程が不可避となることか
ら、スラブ設計の段階で予め疵、割れの手入代
とスケール除去のための研磨代を確保する必要
があつた。このため、歩留の低下をもたらし、
クラツド鋼板の製造コストを低減し得ないとい
う経済的難点があつた。 さらに、疵、割れあるいは接合不良部の溶接
補修部においては、合せ材と同等の材料特性、
特に耐食性を保証する必要があることから、そ
れらの溶接補修に際しては、母材鋼からの成分
希釈をできるだけ低く抑えるために、溶接入熱
を小さくしなければならないのみならず、多パ
ス溶接法の採用により一定数以上の積層数を確
保することが不可避となつてくる。この結果と
して、上記の溶接補修部の品質保証をし得る合
せ材の厚さの下限値が限定されてくる。加え
て、軽微な表面割れ、疵、スケール等を除去す
るための表面研磨工程においては、クラツド鋼
板の初期変形や研磨時に誘起される歪等のため
に研磨量を厳密に制御し得ない。それ故、合せ
材厚公差を部分的に満足しない個所が発生する
危険性があるのみならず、極薄の合せ材を形成
したクラツド鋼板の場合には、溶接補修すらし
得ない。 また、クラツド鋼板の製造において、現状技術
では上記のように補修工程および研磨工程を不可
避とすることから、薄被覆合せ材厚を有するクラ
ツド鋼板が製造し得ないという極めて大きな技術
的課題もあつた。 （発明の目的） 本発明の目的は、圧延接合法において、圧延後
のクラツド鋼板の合せ材の表面品質のすぐれたク
ラツド鋼板の製造方法を提供することである。 本発明においては、合せ材表面部でのスケール
発生防止の観点より、従来技術の中からサンドイ
ツチ型およびセミサンドイツチ型圧延接合法に着
目する。圧延後分離されるべき合せ材と合せ材あ
るいは合せ材とダミー鋼との間隙に配置する分離
材として、下記の実施例に示すように窒化硼素
（BN）が優れていることが判明した。その結果、
製造方法としてサンドイツチ型あるいはセミサン
ドイツチ型圧延接合法を採用し、圧延後分離され
る合せ材と合せ材あるいは合せ材とダミー鋼の間
隙にBNを配置することで、従来技術のもつ技術
的経済的難点を一挙に解決し得た。 （発明の構成） 本発明においては、クラツド鋼板の圧延接合法
において、合せ材原板の両表面を清浄にし、該両
表面のうちの片方の表面粗度を70μm以下に確保
した面に窒化硼素を塗布した後、二箇の合せ材原
板の該一表面を向かい合わせ且つ母材鋼と合せ材
の各接合面が相対する形にしてなるサンドイツチ
型コンポジツトを、もしくは、合せ材原板の該一
表面とダミー鋼表面とを向かい合わせ且つ母材鋼
と合せ材の各接合面が相対してなる形のセミサン
ドイツチ型コンポジツトを、１パス当り３〜35％
の圧下率で熱間圧延する。この方法において、圧
延後の合せ材表面が無疵で金属光沢を有し、且
つ、該表面の粗度を100μm以下に制御することを
特徴とする。 第１図は、本発明に従つてクラツド鋼板を製造
するに際してのサンドイツチ型コンポジツト組立
例を示す概略断面図である。第１図において、１
は母材鋼スラブ、２は合せ材原板、３は分離材即
ちBN、４はインサート金属、５はZr，Ti等の酸
化物窒化物形成物質、６は枠材、７は排気口、８
は排気用パイプ、９はシールド溶接部、１０は合
せ材同志の溶接部をそれぞれ示す。なお、１１は
接合面であり、１２は分離面である。 まず、合せ材２の清浄な表裏面のうち、分離面
となる一方の面の表面粗度を70μmとする。まず、
第１図に示すように、合せ材２の分離面間隙に
BN3を配置する。しかる後、母材鋼１の一方の
面を清浄にし、第１図に示す如く、インサート金
属４を介して、合せ材２と母材鋼１のそれぞれの
清浄な面が向かい合うように配置する。枠材６，
６と合せ材２との間隙にZr，Ti等のガス吸収物
質５，５を装入し、枠材６と母材鋼１をシールド
溶接後、排気口７と排気パイプ８を通して、強制
排気し、コンポジツト内部と外気とを遮断する。
次いで、加熱し、１パス当り３〜35％の圧下率で
熱間圧延する。圧延後、両端部を切断し、二枚の
クラツド鋼板を分離する。 ここで、接合をより強固なものとするために、
(1)合せ材２と母材鋼１の間にインサート金属４を
装入する。(2)合せ材２と母材鋼１の接合面をより
清浄な面に保ち、また、接合不良部発生の原因と
なるコンポジツト内部の残留ガスおよび加熱時の
放出ガスを除去するために、ガス吸収物質５によ
るガスの吸収および排気口７を介しての強制排気
を併用する。この結果、熱間圧延過程において、
健全な接合を図ることができる。 第２図は、セミサンドイツチ型コンポジツトの
概略断面図である。合せ材２の清浄な表裏面のう
ち、分離面となる一方の面１２の表面粗度を
70μm以下とする。このコンポジツトの組立にお
いては、合せ材２とダミー鋼１３との間隙に
BN3を配置する。しかる後、母材鋼１の一方の
面を清浄にし、合せ材１の清浄な面１１と向かい
合うように配置する。枠材６，６と合せ材２との
間隙にガス吸収物質５，５を装入し、枠材６と母
材鋼１およびダミー鋼１３とをシールド溶接す
る。その後、排気口７と排気パイプ８を通して強
制排気し、コンポジツト内部と外気とを遮断す
る。次いで、熱間圧延し、クラツド鋼板を製造す
る。 以下では、具体的な実施例を、主として、サン
ドイツチ型圧延接合法によるクラツド鋼板につい
て説明するが、下記は単なる代表例についての説
明であり、特許請求の範囲の趣旨に反しない範囲
での変更実施はすべて本発明の範疇に含まれる。
たとえば、圧延接合法の他のタイプ、即ちセミサ
ンドイツチ型による片面クラツド鋼板の製造ある
いは２層以上のクラツド鋼板の製造においても、
下記の方法に準じあるいは一部変更して実施する
ことができ、それらが本発明に含まれることは言
うまでもない。 （実施例） 実施例 １ まず、圧延後の分離されるべき合せ材と合せ材
あるいは合せ材とダミー鋼との間隙に配置する適
正な分離材について調査研究を行つた結果、分離
材として具備すべき特性が、下記の(a)〜(e)である
ことが判明した。 (a) 加熱熱間温度域で化学的に安定であり、合せ
材との反応および合せ材への侵入がないこと。 (b) 接合性低下の要因となる加熱時のガス放出が
ないこと。 (c) 圧延時および矯正時の高温高圧力下において
潤滑性があること。 (d) 圧延時、表面品質を劣化させない、即ち、疵
の発生や表面粗度の増大をもたらさないこと。 (e) 圧延後の合せ材同志あるいは、合せ材とダミ
ー鋼の分離性が良好であること。 これらの観点にたつて、適正な分離材を選択す
るため、各種の分離材の試験を行つた。合せ材と
しての90／10キユプロニツケル原板（CN，2.5mm
厚）と母材としての母材鋼スラブ（SM41B，15
mm厚）を用いて、発明の構成に記載した手順にて
第１図の如くコンポジツトの組立を行い、成品厚
（母材鋼厚＋90／10キユプロニツケル厚）が（4.3
mm＋0.7mm）となるように熱間圧延した。全圧下
比は3.5である。成品はCN厚0.7mmの薄被覆CNク
ラツド鋼板である。 圧延後両端部を切断し、上下クラツド鋼板の分
離性、分離材の除去性、合せ材表面状況、表面粗
度の劣化並びに接合性等を調査した。その結果は
第１表に示すとおりである。 分離材として、BNが最も優れていることがわ
かる。すなわち、圧延時の高温高圧力下において
優れた潤滑性を有し、分離性、除去性とも良好で
あり、圧延後の合せ材（CN）の表面外観は金属
光沢を保つ。また、合せ材表面には、疵、割れ等
が全く発生しておらず、圧延による合せ材の表面
粗度も供試した各種分離材の内でBNの場合が最
も小さい。さらに、接合性についてもJIS規格
（下限規格値10Kgｆ／mm²）を十分に満足している。 以上の結果より、サンドイツチ型あるいはセミ
サンドイツチ型圧延接合法において用いる適正な

【表】 分離材としてBNを選定すれば、上述の如く、圧
延後の合せ材表面が金属光沢を保ち、しかも無疵
状態にあるクラツド鋼板を製造し得ることがわか
つた。そこで、分離材として窒化硼素を選定し
た。 実施例 ２ コンポジツト素材の合せ材として90／10CN原
板あるいは高炭素鋼原板（S50C）を、母材鋼と
してSM41Bの母材鋼スラブを、分離材として
BNを用いて、実施例１と同じくサンドイツチ型
コンポジツトスラブを作製し、しかる後熱間圧延
を行うことにより、圧延後の合せ材表面粗度の制
御可能範囲を調査した。このためのコンポジツト
組立条件並びに圧延条件は、第２表に示すとおり
である。また、圧延後の合せ材の縦方向Ｌと横方
向Ｃでの表面粗度の測定結果を同じく第２表に示
す。第３図に圧延前の合せ材原板における分離面
の表面粗度と圧延後の合せ材の表面粗度との関係
を示す。 第２表と第３図とより明らかなように、合せ材
原板の表面粗度を70μm以下にすると、圧延後

【表】

【表】 の合せ材表面粗度を100μm以下にできる。また、
圧延されたすべてのクラツド鋼板の合せ材表面に
は、全く疵、割れ等が発生しておらず、その表面
外観は、金属光沢を保つている。このため、表面
研磨工程を省略できる。 以上より、サンドイツチ型圧延接合法におい
て、合せ材原板の分離面の表面粗度を70μm以下
とし、また、上記の(a)〜(e)の特性を有するBNを
分離材として用いて、３〜35％パスの圧下率の熱
間圧延条件のもとで熱間圧延を実施すれば、圧延
後の合せ材表面は無疵であり、かつ、金属光沢外
観を呈し、さらに合せ材表面粗度を100μm以下に
制御できることが判明した。 （発明の効果） 本発明では、分離材として上記の諸特性を具備
したBNを用いていること、また、分離部を外気
と遮断していること等から、３〜35％パスの圧下
率の範囲で熱間圧延を行うことができ、BNが有
効に機能して、製造されたクラツド鋼板の合せ材
表面は、金属光沢を有し、該表面には疵、割れが
全く発生せず、しかも合せ材表面粗度を100μm以
下にすることができる。その結果、クラツド鋼板
の製造における合せ材の表面研磨工程も表面溶接
補修工程もともに省略できるという効果が得られ
るとともに、従来の技術では製造し得なかつた薄
被覆クラツド鋼板の製造が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サンドイツチ型コンポジツトの概略
断面図である。第２図は、セミサンドイツチ型コ
ンポジツトの概略断面図である。第３図は、試作
材における合せ材の表面粗度の圧延後の変化を示
すグラフである。 １……母材鋼、２……合せ材、３……窒化硼
素、１１……接合面、１２……分離面（圧延後の
合せ材表面）、１３……ダミー鋼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合せ材原板の両表面を清浄にし、該両表面の
   うちの片方の表面粗度を70μm以下に確保した面
   に窒化硼素を配置した後、二枚の合せ材原板の該
   一表面を向かい合わせ且つ母材鋼と合せ材の各接
   合面が相対する形にしてなるサンドイツチ型コン
   ポジツトを、もしくは、合せ材原板の該一表面と
   ダミー鋼表面とを向かい合わせ且つ母材鋼と合せ
   材の各接合面が相対してなる形のセミサンドイツ
   チ型コンポジツトを熱間圧延し、これにより、圧
   延後の合せ材表面が無疵で金属光沢を有し、且
   つ、該表面の粗度を100μm以下に制御することを
   特徴とした、接合性の優れた表面研磨省略型のク
   ラツド鋼板の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載されたクラツド
   鋼板の製造方法において、上記のサンドイツチ型
   もしくはセミサンドイツチ型コンポジツトの熱間
   圧延における１パス当りの圧下率を３〜35％とし
   たことを特徴としたクラツド鋼板の製造方法。