JPH03403A

JPH03403A - 熱間スラブの幅サイジング用金型

Info

Publication number: JPH03403A
Application number: JP13545489A
Authority: JP
Inventors: Kunio Goto; 邦夫後藤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1991-01-07
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0722764B2

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）この発明は、プレス加工法により熱間スラブを全長にわ
たって幅圧下し、所定幅のスラブを製造する際に用いら
れる熱間スラブの輻サイジング用金型に関する。

（従来の技術）最近の鋼板品種及びそのサイズはきわめて多く、とくに
サイズは多種類におよんでいる。そのような鋼板の圧延
工程に、そのサイズに見合ったスラブを容易に供給でき
るならば、工程を簡素化し、歩留りを向上させることが
できる。

そこで幅の異なるスラブの製造方法が種々提案されてい
る。たとえば連続鋳造中に鋳型の輻変えを行う方法や、
竪型圧延機によって幅圧下する方法などである。これら
のうちプレスによる方法は、第１図に示すように、スラ
ブＳの側面に対し平行な面２と傾斜した面３を存する金
型１を前後進させ、スラブ側面を押圧してサイジングす
るものである。この方法は鋳型の幅変えや竪型圧延機に
よる方法に較べて能率がよいことから、最近多〈実施さ
れるようになった。しかしこの方法では、金型とスラブ
との接触時間が長いために金型温度が異常に上昇し、ス
ラブ押圧面に摩耗とヒートクラックが発生してその寿命
を著しく縮める。その結果、金型費用が嵩んでサイジン
グコストが上昇し、また金型交換頻度が増えてサイジン
グ能率があがらないという問題がある。

そこで金型を冷却水によって冷やし、その寿命をのばす
ことが行われている。たとえば、ａ、金型押圧面に散水
して冷却する方法これは、プレス中の金型押圧面に多量
の冷却水を散布する方法である。しかしこの方法ではス
ラブが局所的に過冷却され、その品質に悪影響がおよぶ
、また別の散布方法として、前のスラブを押圧したあと
つぎの押圧までの間に散水する方法もあるが、金型は前
の押圧でその表面だけでなく内部まで昇温されているた
めに、短時間の散水では十分な冷却はできない、そして
この方法では表面だけが急冷されて内部との温度差が大
きくなって、熱応力によるヒートクラックが発生すると
いう問題がある。

ｂ、金型内部に通水して冷却する方法これは、金型内部に水路をもうけて冷却水を通す方法で
ある。しかしこの方法では、高サイクルで往復運動する
金型に通水するので装置が大型になって設備費が嵩み、
メンテナンスに手間がかかるうえ、冷却効率が悪いとい
う問題がある。

（発明が解決しようとする！ｉ！ＩＩ）この発明の目的
は、金型寿命の延長を冷却水にたよることなく、金型材
料そのものの改良によって、すぐれた耐摩耗性と耐ヒー
トクラツク性を有するスラブの幅サイジング用金型を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）熱間スラブをプレスにより幅サイジングするとき、金型
表面に摩耗とクラックが発生する０本発明者はその防止
について種々検討を重ねた結果、下記のような知見を得
た。すなわち、（１）表面温度が７００°Ｃにも達する高い熱負荷を受
ける金型が、耐摩耗性と耐ヒートクラツク性を兼ね備え
るためには、その材料を高温強度の高い低合金鋼にする
必要がある。

（２）低合金鋼の高温強度を高めるには結晶粒界の強化
がもっとも有効であり、それは粒界にＮｂＮを析出させ
ることによって実現できる。

（３）金型が耐摩耗性及び耐ヒートクラツク性をともに
高性能でバランスよく兼備するためには、ショアー硬度
ＨＳを３７〜４日にする必要がある。

この発明は上記知見に基づいてなされたものであり、そ
の要旨はつぎのとおりである。

すなわち第１発明は、熱間スラブの幅サイジング用金型
であって、その化学組成が重量％で、Ｃ：Ｏ，ｌＯ〜０
．３５％、　Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ　：　０．
２〜１．５％、　　Ｎｔ：ｔ、ｏ％以下、Ｃｒ　：　０
．８〜２．５％、　　Ｍｏ　：　０．２％〜１．５％、
Ｎｂ：０．１〜０．８％、　　Ｎ　　：０．０１〜０．
１０％、さらに、Ｖ、ＴＩ及びＺｒの１種又は２種以上
合計で０．８％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物か
らなり、かつショアー硬度ＨＳが３７〜４８である熱間
スラブの幅サイジング用金型、第２発明は、上記金型の成分に加えて更に０．２重量％
以下のＣｅ、０．２重量％以下のＢの１種又は２種を含
有する熱間スラブの幅サイジング用金型、である。

（作用）以下にこの発明の金型の化学組成を限定する理由、およ
びその硬度を所定の範囲におさめる理由を説明する。

ｃ：ｏ、ｔｏ〜０．３５％Ｃは、炭化物生成元素であり、ＣｒやＶと結合して耐摩
耗性を高める働きをする。その含有量が０．１％未満で
は炭化物生成量が不足して耐摩耗性が低い、一方、それ
が０．３５％を超えると炭化物が粗大化して耐ヒートク
ラツク性を低下させる。

したがってＣは０．１０〜０．３５％とする。

Ｓｉ：０．１〜１．５％Ｓｔは、溶湯の脱酸と渦流れをよくするために含有され
る。しかし０．１％未満ではその効果が得られず、逆に
１．５％を超えると基地が跪くなって耐ヒートクランク
性が悪くなるため、その含有量は０．１〜１．５％にす
る。

Ｍｎ　：　０．２〜１．５％Ｍｎは、脱酸のためにＳｉと共に含有されるが、０．２
％未満では十分な脱酸効果かえられず、１．５％を超え
ると脆性が低下するので、その含有量は０．２〜１．５
％とする。

Ｎｉ：１．０％以下Ｎｉは、少しの含有量で基地組織を改善する作用をする
。しかし１．０％を超えて含有させると高温での組織安
定性を悪くするため１．０％以下にする。

Ｃｒ　：　０．８〜２．５％Ｃｒは、Ｃと結合して高硬度のクロム炭化物を形成して
耐摩耗性を高める。しかし０．８％未満ではその効果が
少なく、逆に２．５％を超えて含有させると脆弱な共晶
炭化物が晶出して耐ヒートクラツク性を悪くする。した
がってその含有量は０．８〜２．５％にする。

Ｍｏ　：　０．２〜１．５％Ｍｏは、基地に固溶して高温軟化抵抗などの高温特性を
よくする。しかし０．２％未満ではその効果が少なく、
一方、１．５％を超えて含有させても相応の効果が得ら
れないので、その含有量は０６２〜１．５％にする。

Ｎｂ：０．１〜０．８％Ｎｂは、この発明を特徴づける重要な元素であり、Ｎと
結合して結晶粒界に窒化物として析出し、粒界を強化す
る。とくに高温における強度を著しく高める働きをする
。またＣと結合して高硬度炭化物を析出して耐摩耗性を
向上させるほか、結晶粒を微細して耐ヒートクラツク性
を向上させる。

しかし０．１％未満ではそれらの効果が少なく、逆に０
．８％を超えると窒化物や炭化物が粗大化して耐摩耗性
及び耐ヒートクラツク性を低下させるため、その含有量
は０．１〜０．８％とする。

Ｎ　：　０．０１〜０．１０％Ｎは、ＣやＮｂと結合して炭窒化物を形成して高温強度
を高める。その含有量が０．０１％未満では効果が少な
く、０．１％を超えると炭窒化物が増え、それが粗大化
して耐ヒートクラツク性を劣化させるので０．０１〜０
．１０％にする。

Ｖ、Ｔｌ、Ｚｒ：これらの１種又は２種以上の合計含有
量が０．８％以下になるようにする。これらの元素は結
晶粒を微細化して耐ヒートクラツク性を高めるほか、基
地中に微細炭化物を析出して耐摩耗性を向上させる。し
かしその合計が０．８％を超えると炭化物が粗大化して
機械的性質の低下をまねく。

Ｃｅ　：　０．２％以下Ｃａは、わずかに含有させるだけで高温強度を著しく高
めるが、０．２％を超えて含有させると機械的性質を低
下させるのでそれ以下にする。

Ｂ：０．２％以下Ｂは、粒界に偏析して結晶粒界を強化し、高温強度をた
かめる。しかしそれが０．２％を超えると耐ヒートクラ
ツク性を低下させるので０．２％以下にする。

Ｐ及びＳ：これらはいずれも不可避的に含有され、材料
の脆化をまねくので少ない方がよい、しかしいずれもそ
の含有量が０．８％以下であればそれほどの悪影響を及
ぼさないので、それ以下にすることが好ましい。

本発明の金型は、ショアー硬度（ＨＳ）を３７〜４８に
するところに特徴がある。

以下にその説明をする。第２図は後述する実施例におけ
る各試験材のショアー硬度と摩耗量およびヒートクラッ
クとの関係をグラフにしたものである。この図から明ら
かなように、ショアー硬度が３７〜４日の範囲にあれば
、摩耗量（Ｏ印）は少なく、ヒートクラック（Δ印）は
浅い、すなわち耐摩耗性と耐ヒートクラツク性がともに
すぐれている。

ところで、ショアー硬度を上記範囲（ＨＳ：３７〜４８
）にするには、前記化学組成を有する金型に適切な熱延
・理を施せばよい、具体的には、９００’Ｃ〜１．０５
０℃の焼き入れと４００°Ｃ〜６７０℃の焼戻しを施し
、基地組織をパーライト若しくはベイナイト又はマルテ
ンサイト、或いはそれらの混合組織にすれば、ＨＳを上
記範囲に収めることができる。

（実施例）以下、本発明の金型を実施例に基づいて説明する。第１
表に示す化学組成を有する金型に焼入れ（９５０℃から
油冷）及び焼戻しく６５０’Ｃから空冷）を施し、第２
表に示す硬度（ＨＳ）にした、そしてこの金型（平行部
長さ：　５０Ｃｈｇｍ、厚さ＝４０軸−１傾斜部角度＝
１２度）によって、連続鋳造で製造された輻１　、００
０■載厚さ２５０〜２７０ａ＋ｍ、長さ６．９〜９．４
　ｍ　％温度が約１，２００”Ｃの炭素鋼のスラブ５０
０トシを幅圧下量１００〜３５０■儀でサイジングを行
い、金型押圧面の摩耗量及びヒートクラック深さを調べ
た。その結果を第２表に示す、この表から明らかなよう
に、本発明例（Ｎｏ、　１〜８）の金型は、摩耗量が少
なく、ヒートクラック深さも浅い、すなわち耐摩耗性と
耐ヒートクラツク性がともに非常に優れている。これに
対して化学組成が本発明の範囲からはずれた比較例（９
〜１７）の場合には、耐摩耗性及び耐ヒートクラツク性
の一方が、またはその両方ともが悪い、また比較例のＮ
ｏ、　９．１０．１７においては、ショアー硬度は本発
明の規定する範囲にあるが、化学組成が外れているため
に耐摩耗性又は耐ヒートクラツク性が悪い、結局、化学
組成とショアー硬度の両方を満足することによってはじ
めて優れた耐摩耗性と耐ヒートクラツク性が得られる。

（以下、余白）（発明の効果）以上に説明したように、本発明の金型は耐摩耗性と耐ヒ
ートクラツク性が共にきわめて優れている。したがって
散水等の冷却を行わなくても長期寿命を有するので、サ
イジングコストの低減と生産性を著しく高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金型によりスラブを押圧する状態を示す図、第２図は、金型のショアー硬度と摩耗量及びヒートクラ
ック深さとの関係を示す図、である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱間スラブの幅サイジング用金型であって、その
化学組成が重量％で、Ｃ：０．１０〜０．３５％、Ｓｉ：０．１〜１．５％、
Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：
０．８〜２．５％、Ｍｏ：０．２％〜１．５％、Ｎｂ：
０．１〜０．８％、Ｎ：０．０１〜０．１０％、さらに
、Ｖ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上合計で０．８％
以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつシ
ョアー硬度ＨＳが３７〜４８であることを特徴とする熱
間スラブの幅サイジング用金型。
（２）特許請求の範囲第１項記載の熱間スラブの幅サイ
ジング用金型の成分に加えて更に、０．２重量％以下の
Ｃｅ、０．２重量％以下のＢの１種又は２種を含有する
ことを特徴とする熱間スラブの幅サイジング用金型。