JPH05329505A - 低合金鋼の表面割れ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】連続鋳造の鋳型から離れた鋳片の表層部を３５
℃〜５００℃の温度に１分以上冷却、保持を行って、表
層部を変態させた後、再加熱して圧延を行うことにあ
る。 【効果】連続鋳造により製作された鋳片の分塊後におい
ても、鋼片表層部には全く疵のない優れた製品が得られ
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低合金鋼の表面割れ防止
方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般的に、従来から鋳片は可能な限り高温
で加熱炉に装入し、再加熱を行って分塊することが行わ
れてきている。しかし、凝固過程において形成されたオ
ーステナイト結晶粒が粗大であるため、延性が小さく、
分塊中に割れ易いという欠点がある。

【０００３】特に、Ｓｉ含有量の多いバネ鋼は、オース
テナイト粒界から酸素が侵入して粒界酸化を引き起こ
し、さらに割れ易くなり、また、ＡｌおよびＮを含有し
ている鋼では、加熱炉に装入するまでの冷却過程におい
てＡｌＮが粒界に析出し、分塊中の割れ易さを助長して
いる。そして、分塊後の鋼片の表面疵および製品の表面
疵の原因となって歩留りを低下させたり、疵の手入れ等
の作業を行わなければならないという問題がある。

【０００４】このような表面欠陥は従来からも問題とな
ってきているが、全ての鋼種に対して完全に防止するこ
とができる効果的な技術は未だ開発されておらず、一部
の鋼種についてのみその対策が行われているのが現状で
ある。

【０００５】例えば、ＳｉおよびＣの含有量の多いバネ
鋼、または、合金元素の少ないＡｌ、Ｎを含有している
鋼種においては、凝固過程から冷却されている高温鋳片
の表層部を５００℃〜６８０℃の温度に冷却保持し、変
態を完了させた後、加熱炉に装入して再加熱して分塊を
行って表面疵のない鋼片を製造する方法がある。

【０００６】この方法は、オーステナイト相がフェライ
ト＋パーライト相に一度変態し、再加熱によりオーステ
ナイト相に変わるときに、凝固過程において形成された
粒径の数十分の１以下の小さい粒になって、延性が改善
されるのである。

【０００７】しかし、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉの１種以上が含
有されている低合金鋼の連続鋳造により製作された鋳片
においては、５００℃〜６８０℃の温度に表層部を冷却
し、保持しても３０分以下の短時間では変態が完了しな
いため、加熱炉に装入して再加熱後、分塊を行うと表面
疵が多数発生し、また、保持時間を３０分以上に長時間
とすると加熱炉の前に鋳片が滞留して、生産性の向上の
障害となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た、従来技術の低合金鋼鋳片の加工処理における問題点
を解決するために、本発明者が鋭意研究を行った結果、
連続鋳造により製作された低合金鋼鋳片の冷却、保持後
の分塊の際に鋳片表層部に疵が発生して割れる恐れがな
い低合金鋼鋳片の表面割れ防止ほうほうを開発したので
ある。

【０００９】本発明に係る低合金鋼の表面割れ防止方法
の特徴とするところは、連続鋳造の鋳型から離れた鋳片
の表層部を３５０℃〜５００℃の温度に１分以上冷却、
保持を行って、表層部を変態させた後、再加熱して圧延
を行うことにある。

【００１０】本発明に係る低合金鋼の表面割れ防止方法
について、以下詳細に声明する。

【００１１】連続鋳造により製作された鋳片は、一般的
には凝固した後、加熱炉に高温度で装入されて再加熱が
行われるのであるが、本発明に係る低合金鋼の表面割れ
防止方法においては、鋳型から離れた鋳片の凝固完了
後、スプレー或いはシャワー状の水により鋳片の表層部
を強制冷却するのである。

【００１２】この鋳片の強制冷却は加熱炉に装入するの
を円滑にするため、短時間で行う必要があり、急激な冷
却を行うと制御が困難となり、また、熱応力による悪影
響が発生するので、９００℃の温度から５００℃〜３０
０℃の温度の間の表層部の冷却速度は０.３℃／ｓｅｃ
〜５℃／ｓｅｃとするのがよい。

【００１３】そして、粗大なオーステナイト相が５００
℃から６８０℃の温度において、パーライト変態をする
ためには長時間の保持時間を必要とするが、３５０℃〜
５００℃の間のベイナイト変態は上記と比較して、非常
に短時間の保持でよい。

【００１４】さらに、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉの１種以上を含
有する低合金鋼においては、３５０℃〜５００℃の温度
における保持時間は、１分以上の短時間において全体の
５０％が変態する。また、この変態は１０分以下で完了
するので、保持時間は１分〜１０分とするのがよい。

【００１５】また、鋳片を強制冷却を行い、かつ、短時
間の保持時間とするので、鋳片内部はまだ高温であり、
そのため、強制冷却を停止すれば復熱してエネルギー損
失は少ない。

【００１６】本発明に係る低合金鋼の表面割れ防止方法
において、使用できる鋼として、 Ｃｒ ０.７５〜１.５ｗｔ％、Ｍｏ ０.１５〜０.３５
ｗｔ％、 Ｎｉ ０.４〜２.０ｗｔ％ の１種以上を含有するＡｌキルド鋼であり、焼入れ性が
改善されており、かつ、ＡｌＮを形成し易いものであ
る。

【００１７】

【実 施 例】本発明に低合金鋼の表面割れ防止方法の
実施例を説明する。

【００１８】

【実 施 例】表１に示す含有成分および成分割合の鋼を
溶解後、連続鋳造により鋳片を製作した。この鋳片を鋼
片に分塊する場合の鋳片の冷却温度、保持時間および鋼
片の表面層の疵の割合について表１に示してある。

【００１９】本発明に係る低合金鋼の表面割れ防止方法
は、加熱炉前において水のスプレーによる強制冷却によ
り鋳片の表面層を冷却した。そして、水スプレーによる
冷却時間は５分間である。

【００２０】従来例は強制冷却を行わずに、加熱炉に装
入する場合である。比較例は加熱前で表面層が冷却する
まで装入を止めて待機していた場合である。

【００２１】また、３５０℃〜５００℃の間の保持時間
は、水スプレーによる強制冷却で５００℃の温度になっ
た時から、冷却を停止して復熱により表面層が５００℃
の温度に達する間の時間である。

【００２２】表１から次のことがわかる。Ｎｏ.１は従
来例で炭素鋼の場合において、冷却温度が９５０℃、保
持時間零であってもも鋼片の疵の発生は非常に僅かであ
る。Ｎｏ.２は比較例で、Ｃｒ−Ｍｏ肌焼鋼をＡ₁変態点
温度以下に冷却した後、加熱炉に装入するプロセスであ
るが、非常に多くの表面疵が発生して使用できないもの
である。Ｎｏ.４はＣｒ−Ｍｏ肌焼鋼の従来例で、冷却
温度９２０℃であり、保持時間は零で疵の発生がある。
Ｎｏ.５はＣｒ鋼の従来例であり、冷却温度９２０℃で
あり、保持時間は零で疵の発生がある。Ｎｏ.８はＣ含
有量の多い従来例であり、表層部の冷却温度が８８０℃
と高く、かつ、保持時間が零であり疵の発生がある。Ｎ
ｏ.１０はＣｒ−Ｍｏ鋼にＮｂを０.０３５ｗｔ％含有さ
せたもので、冷却温度は８７０℃であり、保持時間は零
で、疵の発生がある。

【００２３】表１の本発明に係る低合金鋼の表面割れ防
止方法（本発明という）について説明する。Ｎｏ.３は
Ｃｒ−Ｍｏ肌焼鋼であり、表層部の冷却温度が３９０℃
で、保持時間が２１０秒であり、鋼片表層部に疵はな
い。Ｎｏ.６はＣｒ鋼であり、表層部の冷却温度４２０
℃であり、保持時間１８０秒であり、鋼片表層部に疵の
発生はない。Ｎｏ.７はＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼であり、表
層部冷却温度は４００℃であり、保持時間は１８０秒
で、鋼片表層部には疵の発生はない。Ｎｏ.９はＣ含有
量が多い鋼であり、表層部の冷却温度は３９０℃であ
り、保持時間は ２１０秒で、鋼片表層部には疵の発生
はない。Ｎｏ.１１はＣｒ−Ｍｏ鋼であり、表層部の冷
却温度は４２０℃であり、保持時間は１８０秒で、鋼片
表層部には疵の発生はない。

【００２４】

【表１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る低合
金鋼の表面割れ防止方法は上記の構成であるから、連続
鋳造により製作された鋳片を分塊を行っても、鋼片表層
部には全く疵のない優れた製品が得られるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造の鋳型から離れた鋳片の表層部
   を３５０℃〜５００℃の温度に１分以上冷却、保持を行
   って、表層部を変態させた後再加熱して圧延を行うこと
   を特徴とする低合金鋼の表面割れ防止方法。