JPH05140642A - 熱間圧延鋼材の脱水素方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストの熱間圧延鋼材の脱水素方法の提
供。 【構成】 熱間圧延の仕上げ圧延終了後の徐冷段階にあ
る鋼材４を再結晶温度近傍、たとえば５００℃、の温度
に急速再加熱する。この急速再加熱に高周波誘導加熱を
用いれば、従来のおよそ半分のランニングコストで脱水
素を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延鋼材から水素
を抜く脱水素方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある種の鉄鋼鋼材においては、鋼中水素
に起因する欠陥（遅れ破壊）が発生しやすいことがわか
っている。鋼中の水素を低減させる方法は、大別する
と、（１） 溶鋼段階で水素を低減する真空脱ガス処理
法、（２） ブルーム、ビレット、スラブあるいはそれ
らを圧延した段階で水素を低減させる鋼塊・鋼材脱ガス
処理法、に分けられる。本発明方法は鋼塊・鋼材脱ガス
処理法に属する。

【０００３】真空脱ガス処理法には、ＲＨ脱ガス法、Ｌ
Ｄ脱ガス法、ＡＳＦＡ−ＳＫＦ法などがあり、雰囲気中
の水素分圧を低くすることにより脱水素を促進させる。
鋼塊・鋼材脱ガス処理法には、鋼塊ザグ圧着、脱水素徐
冷法などがあり、ザグの圧着、徐冷による高温保持によ
り鋼中の水素を拡散除去する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来脱水素方法には、
脱水素という品質機能上の問題は少ないが、イニシャル
コスト、ランニングコストの上で問題がある。

【０００５】本発明の目的は、従来法に比べて、コスト
的に有利な、熱間圧延鋼材の脱水素方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、熱間圧延の仕上げ圧延終了後の徐冷段階にある鋼
材を再結晶温度近傍まで１℃／sec 以上の加熱速度で急
速再加熱する熱間圧延鋼材の脱水素方法によって、達成
される。

【０００７】

【作用】本発明方法においては、仕上げ圧延終了後、徐
冷、梱包されていた鋼材について、徐冷段階で約５００
℃に急速再加熱することにより、水素の拡散放出が活発
化され、約３０分程度で、したがって遅れ破壊が発生す
る前に、水素は放出される。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係る熱間圧延鋼材の脱水素
方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図
１は、鋼材の熱間圧延、空冷、梱包工程を順に示してい
る。（イ）は熱間圧延の分塊圧延工程を示し、（ロ）は
熱間圧延の仕上げ工程を示し、（ハ）は熱間圧延後の徐
冷（空冷）工程を示し、（ホ）は鋼材が約２００℃以下
まで冷却されたときに行われる梱包工程を示している。
本発明では、（ハ）と（ホ）の工程の間に、（ニ）の急
速再加熱工程を設け、徐冷段階にある鋼材を２００℃前
後の温度から１℃／sec 以上の加熱速度で再結晶温度近
傍まで極力高温の温度に急速再加熱する。

【０００９】急速再加熱手段としては、図１に示すよう
に、誘導コイル２を設け、その中に圧延鋼材４を通し、
圧延鋼材４にうず電流を生ぜしめ、発生するジュール熱
によって圧延鋼材を急速加熱する。

【００１０】急速再加熱工程による脱水素メカニズムは
次の通りである。まず、水素が鋼材の遅れ破壊を誘発さ
せるメカニズムを整理すると次の如くにまとめられる。 （１） 鋼中に侵入固溶にしている水素原子は、鋳造段
階で鋼塊中央部のザグ部（ポーラスな部分）あるいは非
金属介在物周辺にトラップされ、集積する。 （２） 熱間圧延では一般的に鋼材中心部から表面迄の
距離が長い場合は、水素が抜ける迄に時間がかかる。 （３） 遅れ破壊が発生する時期とその程度は水素量、
鋼の組織（たとえば、パーライト、ベイナイト、マルテ
ンサイト）によって異なるが、従来の経験からフェライ
ト、パーライトにベイナイトが混在する場合には１−２
時間後に割れが発生する。

【００１１】したがって、圧延後に遅れ破壊が発生する
迄の間に水素を拡散放出しなければならない。この意味
で、仕上げ圧延終了後、冷却、梱包されていた鋼材につ
いて冷却過程で再加熱することによって水素の拡散、放
出をより活発にし（拡散係数は高温ほど大きい）、遅れ
破壊発生までに脱水素を完了させるようにした。再加熱
として誘導加熱を利用すると、短時間で加熱が可能であ
り、鋼材を再結晶温度近傍たとえば５００℃程度に加熱
することにより、３０分程度で水素の拡散放出を完了す
るこを見出し、遅れ破壊発生前に脱水素が可能であるこ
とがわかった。

【００１２】再結晶温度近傍としたのは、再結晶温度を
はるかに超える場合は、結晶粒が粗大となるため降伏点
等の機械的性質が変化するので、それを防止するためで
ある。

【００１３】本発明の脱水素方法の効果を確認する試験
を行った。試験材はＳＭ５０Ａ−Ｅで、化学成分は重量
％で、０．１６Ｃ−０．２３６Ｓｉ−１．４０Ｍｎ−
０．０１５Ｐ−０．００６Ｓ−０．０６Ｃｕ−０．０４
Ｎｉ−０．０７Ｃｒ−０．０１Ｍｏ−０．０２６Ａｌ−
０．００１Ｖ−０．００８４Ｎ−０．００２７Ｏ−０．
０００４Ｈであった。形状は長さ５ｍ、厚さ２５mmの熱
間圧延平鋼とした。図２に示すように、ａ−ｊの１０点
の試験点をとった。そして、図３に示すように、３００
℃まで空冷された時にａ、ｂ、ｃの３点は５００℃まで
急速加熱し、残りのｄ−ｊの７点は３００℃から加熱し
ないでそのまま空冷した。したがって、ａ、ｂ、ｃの３
点に本発明方法が施され、ｄ−ｊの７点は従来法のまま
の空冷とした。

【００１４】ａ−ｊ点について、超音波（ＵＴ）探傷試
験を行った。結果は図２に示す通りである。すなわち、
ＵＴ欠陥エコー高さ（１００％Ｂ₁ ＋２０ｄＢ）は、
ａ、ｂ、ｃ点では無しであるのに対し、ｄ−ｊ点では２
５−９０％であった。このことから、本発明方法が適用
されたａ−ｃ点は脱水素されているのに対し、ｄ−ｊ点
では脱水素が完全ではなく、水素欠陥が存在し、遅れ破
壊のおそれがあることがわかる。

【００１５】本発明実施例における誘導急速再加熱は、
従来の脱水素方法にくらべて、設備導入費（イニシャル
コスト）、運転費（ランニングコスト）とも安価であ
る。また、オンラインでの処理が可能であり、保温用に
高温で鋼材を積み重ねる必要もないから、荷の動きが止
まることもなく、物流の面からも有利である。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、熱間圧延後の徐冷段階
にある鋼材を再結晶温度近傍に急速再加熱するので、遅
れ破壊発生前に脱水素でき、しかも従来の脱水素方法に
比べて低コストで実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る熱間圧延鋼材の脱水素
方法の工程図である。

【図２】本発明方法の試験材の平面図並びに損傷試験結
果図である。

【図３】図２の試験材の各部ａ−ｊの温度履歴図であ
る。

【符号の説明】

２ 誘導コイル ４ 圧延鋼材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間仕上圧延後徐冷段階にある鋼材を再
   結晶温度近傍まで１℃／sec 以上の加熱速度で急速に再
   加熱することを特徴とする熱間圧延鋼材の脱水素方法。