JPH05337608A - Ni系熱延鋼材の製造方法 - Google Patents

Ni系熱延鋼材の製造方法

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JPH05337608A
JPH05337608A JP15392492A JP15392492A JPH05337608A JP H05337608 A JPH05337608 A JP H05337608A JP 15392492 A JP15392492 A JP 15392492A JP 15392492 A JP15392492 A JP 15392492A JP H05337608 A JPH05337608 A JP H05337608A
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less
steel
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sol
slab
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Hidesato Mabuchi
秀里 間渕
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間圧延に際してスケール剥離性の良好なN
i系熱延鋼材の製造方法を提供する。 【構成】 重量%で、内層部がC:0.03〜0.20
%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜
1.60%、Ni:3.25〜10.0%、Sol.A
l:0.010〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避
的不純物からなる鋼を母材として、表層部がC:0.0
3〜0.20%、Si:0.35%以下、Mn:0.1
0〜1.60%、Ni:1.0%以下、Sol.Al:
0.010〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避的不
純物からなる鋼を合わせ材にして被覆した複層鋳片を連
続鋳造で製造して熱間圧延に供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は陸上低温貯槽タンク用低
温用鋼、LPG又はLNG船用低温用鋼、潜水艦用鋼、
寒冷地向け海洋構造物用鋼、寒冷地向けパイプライン用
鋼等の低温靱性を要求されるNi系熱延鋼材の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より上記した用途に使用されるNi
系鋼材は、150気圧程度のデスケーラではスケール剥
離が不十分でこれを補うために、その厳格な品質要求を
考慮して、特公昭40−30893号公報に記載の如く
スラブ上面への酸化防止材の塗布、低温加熱、低酸素濃
度加熱、圧延後の鋼材のスケール疵手入れ等を実施して
いるが、根本的な解決には至っていないのが実状であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
Ni系熱延鋼材のスケール疵防止技術には未だ完全なも
のが確立されておらず、その手入れに費用がかかるばか
りでなく、甚だしい時には外観検査基準から不合格とな
り、その損失は多大なものであった。本発明者がNi系
熱延鋼材のスケール剥離性に関して仔細な調査をしたと
ころ、通常の加熱雰囲気での条件下では鋼材成分中のN
iよりもFeの方が酸化順位が高く、スラブ加熱時にそ
の表層でFeが選択的に酸化され、Niは酸化されずに
金属粒としてFe2 3 中に濃縮して地鉄にクサビ状に
連なる結果、スケール剥離性の極めて悪いサブスケール
構造ができ上がっていることが判明した。従ってかかる
課題を解決するには従来技術では無酸化加熱炉の設置又
は完璧な上下面の酸化防止材塗布技術の開発が必要とさ
れていた。
【0004】なお、Ni系鋼材としてはJIS G31
27、ASTM A203/A353/A553、MI
L−SHY100、NDS−NS110等の鋼材が代表
例に挙げられる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点を
解決すべく、その骨子とするところは、表層部をスケー
ル剥離性の良好な成分を有する鋼材とし、内層部をNi
系低温用鋼として必要な特性を有する鋼材とした複層鋳
片を連続鋳造で製造し、この複層鋳片を出発材とする点
にあり、かくして熱間圧延に際してスケール剥離性の良
好な熱延鋼材の製造方法を提供し得るものである。
【0006】なお、本発明において連続鋳造により複層
鋳片を製造する理由は、凝固ままで母材(内層部)と合
わせ材(表層部)とのメタラジカルな結合が得られ、面
倒なスラブの精整処理後の酸化防止材塗布作業やスラブ
反転作業及び無酸化加熱炉等の大きな新設備を必要とす
ることもなく、短工期等の非価格競争力においては勿
論、経済的にも極めて有利となるからである。
【0007】なお、複層鋳片の連続鋳造としては、例え
ば特開昭63−108947号公報記載の方法によるの
が好ましい。本発明の要旨とするところは下記のとおり
である。 (1) 内層部が重量%でC:0.03〜0.20%、
Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜1.6
0%、P:0.015%以下、S:0.010%以下、
Ni:3.25〜10.0%、Sol.Al:0.01
0〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避的不純物から
なる鋼を母材として、表層部が重量%でC:0.03〜
0.20%、Si:0.35%以下、Mn:0.10〜
1.60%、P:0.025%以下、S:0.020%
以下、Ni:1.0%以下、Sol.Al:0.010
〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避的不純物からな
る鋼を合わせ材として被覆した複層鋳片を連続鋳造で製
造し、該鋳片を熱間圧延することを特徴とするNi系熱
延鋼材の製造方法。
【0008】(2) 内層部が重量%でC:0.03〜
0.20%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.
10〜1.60%、P:0.015%以下、S:0.0
10%以下、Ni:3.25〜10.0%、Sol.A
l:0.010〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避
的不純物からなる鋼を母材として、表層部が重量%で
C:0.20〜0.40%、Si:0.15%以下、M
n:0.10〜1.60%、P:0.025%以下、
S:0.020%以下、Ni:1.0%以下、Sol.
Al:0.010〜0.10%を含み、残部鉄及び不可
避的不純物からなる鋼を合わせ材として被覆した複層鋳
片を連続鋳造で製造し、該鋳片を熱間圧延することを特
徴とするNi系熱延鋼材の製造方法。
【0009】(3) 母材中にさらに強度、靱性または
その他の要求に応じてCu:1.0%以下、Cr:2.
0%以下、Mo:1.0%以下、Nb:0.05%以
下、V:0.10%以下、Ti:0.05%以下、B:
0.0050%以下、Ca:0.0080%以下、RE
M:0.0050%以下を1種又は2種以上含み、合わ
せ材中にCu:0.30%以下、Cr:0.50%以
下、Mo:0.50%以下、Nb:0.025%以下、
V:0.050%以下、Ti:0.05%以下、B:
0.0010%以下、Ca:0.0080%以下、RE
M:0.0050%以下を1種又は2種以上含むことを
特徴とする前項1又は2記載のNi系熱延鋼材の製造方
法。
【0010】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。 (1)Ni系母材(内層部) 本発明が対象とするようなNi系熱延鋼材では種々の熱
処理が加えられるのが通常であるが、加熱・圧延(制御
圧延を含む)に引き続く熱処理には加工熱処理(TMC
P)、焼入れ(Q、DQ)、焼準し(N)及び焼戻し
(T)の規格上または任意の組合せがある。ラインパイ
プ用鋼材には制御圧延ままの場合もある。
【0011】Cは0.20%を超えると低温靱性及び溶
接性を著しく損ない、0.03%未満では必要な強度が
確保できないため0.03〜0.20%と限定した。最
近では海水中での耐SCC性の観点から、低C化して強
度を他の元素で補う傾向にある。Siは脱酸上、強度上
0.05%以上必要であるが、0.60%超の添加は低
温靱性、溶接性を共に劣化するために0.05〜0.6
0%に限定した。
【0012】Mnは強度上0.10%は必要であるが、
1.60%超の添加は低温靱性、溶接性を共に劣化する
ので0.10〜1.60%に限定した。なお、特公昭5
8〜39909号公報にあるように、Si及びMnはN
i系鋼材での焼戻し脆性、水素脆性を(Si+Mn)%
に比例して悪化するので、それぞれ0.30%以下、
0.90%以下が好ましいが、規格上及び強度上許され
れば(Si+Mn)≦1.0%が焼戻し脆性、水素脆性
防止の観点からさらに好ましい。
【0013】Pは溶接性、低温靱性の観点から0.01
5%以下に限定したが、低いほど好ましい。Sは低温靱
性の観点から0.010%以下に限定したが、低いほど
好ましく、必要に応じてMnSの形態制御のために、C
a、REMを添加すればさらに有利になる。
【0014】Niは低温靱性を改善する本質的な主要元
素であり、3.5%ないし9%Ni鋼としての効果を発
揮するために3.25%以上必要であるが、10%を超
えて添加しても強度、低温靱性に関して共に向上効果が
ないために、3.25〜10.0%に限定した。So
l.Alは脱酸上、粒度調整上0.010%以上必要で
あるが、溶接性の観点から0.10%以下にする必要が
あり、0.010〜0.10%に限定した。なお、Bを
添加する時にはSol.Alを0.03%以上添加する
ことが好ましい。
【0015】なお、C、Si、Mn、Niの含有量は所
定の熱処理での必要特性(強度及び低温靱性等)から適
宜成分設計されることは言うまでもない。上記基本成分
の鋼に他の合金元素(Cu、Cr、Mo、Nb、V、T
i、B、Ca、REM)を、必要特性(強度、低温靱性
等)のさらなる向上のために1種または2種以上複合し
て含有させても本発明の効果はいささかも損なわれな
い。
【0016】従って、基本元素のC、Si、Mn等を溶
接性、低温靱性、焼戻し脆性、水素脆性等の観点から減
少したり、溶接性等の目的からそれぞれCu:1.0%
以下、Cr:2.0%以下、Mo:1.0%以下、N
b:0.05%以下、V:0.10%以下、Ti:0.
05%以下、B:0.0050%以下、低温靱性の観点
からCa:0.0080%以下、REM:0.0050
%以下に制約して、それらの1種または2種以上を所定
の品質特性(強度、低温靱性等)を達成するよう選定
し、組合せて添加することができる。
【0017】(2)合わせ材(表層部) Cは原則として内層部と同一成分範囲の0.03〜0.
20%に限定するが、スケール剥離性の観点からは0.
20%以上の高Cの方が好ましい。しかし、0.40%
超では内層部への侵炭が大きくなる。従って、スケール
剥離性を優先する場合には0.20〜0.40%に限定
した。
【0018】Siは特公昭57−52926号公報にあ
るように、スケール剥離性に悪影響を及ぼす低融点共晶
物質の生成を防止する観点からは低いほど好ましく、規
格範囲を考慮して0.35%以下に限定するが、スケー
ル剥離性を優先する場合には0.15%以下に限定し
た。Mnは内層部と同一成分範囲の0.10〜1.60
%に限定した。
【0019】P、Sは内層部ほど要求特性上厳しくする
必要がないので、コスト上から0.025%以下、0.
020%以下にそれぞれ限定した。Niはスラブ加熱時
の酸化スケール中に金属粒として濃化してスケール剥離
性の悪いサブスケール構造を構成する主要元素で、上記
構造の生成を防止するために1.0%以下に限定した。
本発明を構成するスケール剥離性の良好な表層部を有す
るNi系複層鋳片を製造する際の最も重要な技術思想で
ある。
【0020】Sol.Alは内層部と同一成分範囲の
0.010〜0.10%に限定した。なお、内層部の必
要特性上、その他の合金元素(Cu、Cr、Mo、N
b、V、B)の1種または2種以上を複合して添加する
場合には、表層部も内層部と基本的には同一成分にする
ことが材質上は好ましいが、鋳片製造時の表面疵の観点
からはいずれも有害な成分であり、極力微量の添加にと
どめるたとが肝要で、それぞれCu:0.30%以下、
Cr:0.50%以下、Mo:0.50%以下、Nb:
0.025%以下、V:0.050%以下、B:0.0
010%以下に限定した。
【0021】一方、上記以外の合金元素(Ti、Ca、
REM)は鋼中Nの固定や鋳造時のモールド近傍におけ
る凝固域でのP、Sの偏析を防止するという観点からは
有用な元素であり、添加する場合には内層部と同一成分
範囲であるTi:0.05%以下、Ca:0.0080
%以下、REM:0.0050%以下にそれぞれ限定し
た。
【0022】表層部の鋳片厚さは、下限は加熱および熱
間圧延におけるスケール生成によって消費される鋳片厚
さ(スケールロス)以上、即ち3mm以上が好ましく、上
限は(製品のマイナス厚さ公差×圧下率+スケールロス
厚さ)以下に限定され、圧下比20の場合には概ね33
mm以下が好ましい。
【0023】
【実施例】本発明の実施例を従来材と比較して表1から
表6に示す。表1、表2(表1のつづき)は3.5%N
i鋼の供試材の化学成分であり、鋼A3−J3が本発明
鋼で鋼K3、L3が比較例である。本発明鋼の内、鋼J
3が表層高C−低Si材である。
【0024】表3、表4(表3のつづき)は9%Ni鋼
の供試材であり、鋼A9〜G9が本発明鋼で、鋼H9〜
J9が比較例である。本発明鋼の内、鋼B9とF9が表
層高C−低Si材である。表5に3.5%Ni鋼の製造
結果を示す。熱処理は一般の900℃焼準し(N)と7
60℃×30%CR後に加速冷却をする一般的な加工熱
処理(TMCP)である。材質はいずれもJIS G
3127のSL3N28(ASTM A203E相当)
を満足しているが、最近造船材で開発されたTMCP鋼
の方が低温靱性に優れている。表5で本発明鋼の特徴で
あるスケール剥離性に就いて述べれば、スケール起因の
手入れ率及び不合格率は共に比較例に比べて本発明鋼は
極めて良好な結果を得ている。中でも、Ni系スケール
だけでなくSi系スケールへの対策(表層高C−低S
i)を考慮した本発明鋼J3のスケール剥離性が特に優
れていることが分かる。なお、低温加熱材及び薄手材の
方が本発明鋼及び比較例のいずれでも若干スケール剥離
性が良い傾向にある。
【0025】表6に9%Ni鋼の製造結果を示す。熱処
理は900℃、790℃、590℃の2回焼準し後、焼
戻し(NNT)と900℃焼入れ(Q)後、590℃焼
戻し(T)および圧延に続く焼入れ(DQ)後、590
℃焼戻し(T)である。材質はいずれもJIS G 3
127のSL9N53および60(ASTM A353
および553相当)を満足しているが、やはりDQT材
の方が低温靱性に若干優れている。表6で本発明鋼の特
徴であるスケール剥離性に就いて述べれば、スケール起
因の手入れ率及び不合格率は共に比較例に比べて本発明
鋼は極めて良好な結果を得ている。中でも、Ni系スケ
ールだけでなくSi系スケールへの対策(表層高C−低
Si)を考慮した本発明鋼B9及びF9のスケール剥離
性が特に優れていることが分かる。なお、低温加熱材及
び薄手材の方が本発明鋼及び比較例のいずれでも若干ス
ケール剥離性が良い傾向にある。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】
【表5】
【0031】
【表6】
【0032】
【発明の効果】以上の如く、本発明に従い、スケール剥
離性に劣るNi系熱延鋼材を内層にして、スケール剥離
性に優れた鋼材を表層にした複層鋳片を連続鋳造で製造
し、該鋳片を熱間圧延することにより、スケール剥離性
の極めて良好なNi系熱延鋼材を製造することができる
ので、工期短縮による非価格競争力の向上はもとより、
熱延鋼材のスケール起因による手入れ率及び不合格率が
大幅に減少してコスト競争力の改善を図れるので、本発
明の産業上の効果は極めて顕著である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内層部が重量%でC:0.03〜0.2
    0%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜
    1.60%、P:0.015%以下、S:0.010%
    以下、Ni:3.25〜10.0%、Sol.Al:
    0.010〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避的不
    純物からなる鋼を母材として、 表層部が重量%でC:0.03〜0.20%、Si:
    0.35%以下、Mn:0.10〜1.60%、P:
    0.025%以下、S:0.020%以下、Ni:1.
    0%以下、Sol.Al:0.010〜0.10%を含
    み、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋼を合わせ材と
    して被覆した複層鋳片を連続鋳造で製造し、該鋳片を熱
    間圧延することを特徴とするNi系熱延鋼材の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 内層部が重量%でC:0.03〜0.2
    0%、Si:0.05〜0.60%、Mn:0.10〜
    1.60%、P:0.015%以下、S:0.010%
    以下、Ni:3.25〜10.0%、Sol.Al:
    0.010〜0.10%を含み、残部鉄及び不可避的不
    純物からなる鋼を母材として、 表層部が重量%でC:0.20〜0.40%、Si:
    0.15%以下、Mn:0.10〜1.60%、P:
    0.025%以下、S:0.020%以下、Ni:1.
    0%以下、Sol.Al:0.010〜0.10%を含
    み、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋼を合わせ材と
    して被覆した複層鋳片を連続鋳造で製造し、該鋳片を熱
    間圧延することを特徴とするNi系熱延鋼材の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 母材中にさらに強度、靱性またはその他
    の要求に応じてCu:1.0%以下、Cr:2.0%以
    下、Mo:1.0%以下、Nb:0.05%以下、V:
    0.10%以下、Ti:0.05%以下、B:0.00
    50%以下、Ca:0.0080%以下、REM:0.
    0050%以下を1種又は2種以上含み、合わせ材中に
    Cu:0.30%以下、Cr:0.50%以下、Mo:
    0.50%以下、Nb:0.025%以下、V:0.0
    50%以下、Ti:0.05%以下、B:0.0010
    %以下、Ca:0.0080%以下、REM:0.00
    50%以下を1種又は2種以上含むことを特徴とする請
    求項1又は2記載のNi系熱延鋼材の製造方法。
JP15392492A 1992-06-12 1992-06-12 Ni系熱延鋼材の製造方法 Withdrawn JPH05337608A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008542531A (ja) * 2005-05-26 2008-11-27 アンドウステイール・フランス 改善された溶接性を有する潜水艦船体用鋼
CN103422017A (zh) * 2013-08-01 2013-12-04 天津钢管集团股份有限公司 输送温度低于-130℃环境用无缝钢管及其制造方法
JP2017160512A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 新日鐵住金株式会社 引張強度および靭性に優れた低温用ニッケル含有鋼板およびその製造方法

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