JPH0571650B2 - - Google Patents

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JPH0571650B2
JPH0571650B2 JP14153185A JP14153185A JPH0571650B2 JP H0571650 B2 JPH0571650 B2 JP H0571650B2 JP 14153185 A JP14153185 A JP 14153185A JP 14153185 A JP14153185 A JP 14153185A JP H0571650 B2 JPH0571650 B2 JP H0571650B2
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scale
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Seishiro Kato
Kazuaki Ezaka
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は角型鋼管等の強加工用に供する高強度
でスケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法に
関する。 〔従来の技術〕 連続鋳造法或いは造塊法にて得た鋼片を熱間圧
延して製造した鋼板の2次スケールは成形加工に
よつて一部剥離がさけられないため、従来は酸洗
後、リン酸塩処理等の表面処理を実施したのち成
形、加工を行ないドラム缶、パイプ等の製品と
し、その後表面被覆する方法が採用されていた。
しかし経済的に不利であるため最近では表面処理
工程を必要としないスケール密着性にすぐれた熱
延鋼板の製造方法として特公昭54−31734号が提
案されている。この方法はCrを0.02〜0.1%、Ni
を0.02〜0.1%添加し、捲取温度を450〜750℃と
したものである。 しかし乍ら前記特公昭54−31734号の方法で得
られる熱延鋼板は適用する用途に溶接上の問題点
があつて、フラツシユバツト溶接時のペネトレー
ター割れ及びスポツト溶接部のナゲツト内破断の
対策について何らなれていない。またNiは高価
であり経済的に不利である。 又特開昭60−63319号公報および特開昭61−
194112号公報の方法で得た鋼板は、自動車の足廻
り部品、パイプ、ドラム缶等の軽加工用途に適し
た高強度でスケール密着性に優れた熱延鋼板では
あるが、角パイプ等の難加工用途に用いるとスケ
ールの密着性が不充分でユーザーの満足が得られ
ない。 〔発明の解決しようとする問題点〕 本発明はフラツシユバツト溶接時のペネトレー
ター割れ、又スポツト溶接部のナゲツト内破断の
ない、しかも難加工に適したスケール密着性に優
れた熱延鋼板を安価に確実に得ることのできる製
造法を目的とするものである。 〔問題点の解決手段〕 本発明は上記の問題点を解決するための手段は
次の通りである。 すなわち (1) C:0.03〜0.25wt%、0.04<Si≦0.5wt%、
Mn:0.2〜2.0wt%、P≦0.025wt%、S≦
0.025wt%、Al≦0.08wt%、0.1<Cr≦0.5wt%
を含有し、残部がFe及び不下避的元素からな
る鋼を溶製後、連続鋳造法或いは造塊法にて得
た鋼片を加熱炉に装入するかもしくは一旦冷片
としたのち再加熱し、(Ar3+50℃)以下の温
度で熱間圧延した後、5秒以内に注水冷却を開
始し冷却速度40℃/秒以上の急冷で600℃以下
360℃以上の温度で捲きとることを特徴とする
スケール密着性に優れた強加工用熱延鋼板の製
造方法。 (2) C:0.03〜0.25wt%、0.04<Si≦0.5wt%、
Mn:0.2〜2.0wt%、P≦0.025wt%、S≦
0.025wt%、Al≦0.08wt%、0.1<Cr≦0.5wt%
を含有し、残部がFe及び不下避的元素からな
る鋼を溶製後、連続鋳造法或いは造塊法にて得
た鋼片を加熱炉に装入するかもしくは一旦冷片
としたのち再加熱し、(Ar3+50℃)以下の温
度で熱間圧延した後、5秒以内に注水冷却を開
始し冷却速度40℃/秒以上の急冷で360℃未満
の温度で捲きとりその後、冷却速度を0.5℃/
分以上とすることを特徴とすするスケール密着
性に優れた強加工用熱延鋼板の製造方法。 である。 〔作用〕 本発明における成分および熱延条件の限定によ
りもたらされる作用を述べる。C0.03〜0.25%と
することにより、本発明にかかわる熱延鋼板の用
途即ち、角型鋼管などに必要な強度と2次スケー
ルの密着性が得られる。即ち0.03%未満では目的
とする鋼板の強度上問題があり、0.25%超ではス
ケール/地鉄界面近くにもFe3C(セメンタイト)
が多くなり、2次スケールの密着性を悪化させ
る。 Mnを0.2〜2.0%とすることにより、スケール
密着性を悪化させることなく目的とする鋼板の強
度を確保するものである。即ち0.2%未満では目
的とする鋼板の強度が得られず、また2.0%超で
は経済性を失なうこととスケール密着性を悪くさ
せる。 Siを0.04〜0.5%とした理由は、Siは溶接性上非
常に重要な働きをする元素として添加するもので
ある。つまり、Mn/Siで4〜23の範囲とすると
フラツシユバツト溶接時のペネトレーター割れは
発生しない。又C+Mn/20+Si/30+2P+4Sの
値が小さい方がスポツト溶接部のナゲツト内破断
が発生しにくい。又強度は、Ceq=C+Mn/6
+Si/4に比例しており、特に高強度鋼板を製造
するに当つては目的とする強度を得るにはC、
MnよりSi増とした方がスポツト溶接上は好まし
く、添加量Mn/Siを配慮して決定する必要があ
る。これらのことからSi添加量は0.09超から0.5%
以下とすることによりスケール密着性を悪化させ
ることなくMn/Si=4〜23を確実に得るもので
ある。 Pを0.025%以下、Sを0.025%以下とすること
により、P、Sが加熱および熱延中にスケール/
地鉄界面に濃化、2次スケール密着性を悪くする
のを予防している。 本発明の目的のためには、P、Sともに少ない
方が好ましい。しかし脱P、脱Sともに処理コス
トが嵩むので経済上の許容範囲を考慮して含有量
はこの値以下で適宜決定することでよい。 次に本発明の目的とする鋼板製造のため溶鋼処
理過程でAl脱酸した場合Alの含有は不可避的で
あるので、Alのスケール密着性に対する影響に
ついて調査した結果、スケール密着性を良好に維
持できるAlの許容範囲は0.08%以下であることが
認められた。 又、Crを0.1%超から0.5%以下とすることによ
り、微細なクロムカーバイドを形成し、セメンタ
イト量を減少することと、更にCr−Si−O系化
合物のスケールと地鉄の間にアンカーリング状に
形成されるためにCrを0.1%以下しか添加しない
で後述の熱延条件で製造した熱延鋼板に比べてよ
り一層スケール密着性が向上する。このCr添加
の密着性向上に対する効果も0.5%まであり、こ
れ以上は経済性を失なう。 更にNb、Mo、V、Zrの元素の添加は必要と
する材質特性とくに強度向上の要望を満すために
経済的許容範囲において添加することが好まし
い。 次に熱延条件について述べる。 C:0.09〜0.15wt%、Si:0.07〜0.20wt%、
Mn:0.40〜0.75wt%、P:0.014〜0.016wt%、
S:0.007〜0.015wt%、Al:0.014〜0.025wt%、
0.1<Cr0.5wt%のスラブを、熱延条件を諸々変
化させて製造した鋼板の板巾方向端のスケール密
着性、スケール厚、スケール組成を調査して、そ
の関係を調整して第1,2図に示す。スケール厚
み≦10μ、Fe2O3≦25%、Fe3O4≧75%の各条件を
満足すればスケール密着性評点Crが0〜1以下
で合格となる。〔Cr:半径R=1.5×板厚としたポ
ンチを押し付けて90°に曲げた鋼板の曲り外面を
テーピングしてスケール剥離状況を面積%で10区
分して評点としてランク付けしたもの〕。 本発明において加熱温度を1100℃以下とするの
が特に好ましいが、その理由はスケール/地鉄界
面に富化して2次スケールの密着性を悪くする元
素(Si、P、S等)の加熱段階でのスケール/地
鉄界面への富化を少くすることにあり、仕上圧延
可能範囲で加熱温度を1100℃以下で適宜決定する
ことが望ましい。 本発明において圧延仕上げ温度(Ar3+50℃)
以下と限定した理由は組織的に混粒組織あるいは
圧延組織を残存させない範囲で温度を低目とし、
スケール厚みを薄くすることにある。第3図に示
すように280℃以下とすることによりスケール厚
みを10μ以下とすることができる。 前記、において捲取り温度を600℃以下と
した理由は、第6図にスケール密着性と仕上げ温
度、捲取り温度の関係を示すが、捲取り温度600
℃超ではスケール密着性が合格するものがない。
また第4,5図に示すように捲取り温度600℃以
下とするとFe2O3生成量を3%以下、スケール厚
を10μ以下とすることが可能である。一般的にス
ケール生成量(y)はy=k・√(t:時間)、K
=K・e-Q/RT(K:雰囲気条件等で定まる定数、
Q:33000cal/mol、R:ガス定数、T:温度)
で表わすことができる。従つて高温での滞留時間
は短時間の方が好ましく、本発明者の実験から得
た知見によると、仕上げ圧延後、冷却開始するま
での時間は5秒以下とする必要がある。 仕上げ圧延後冷却中の冷却速度を40℃/s以上
としたのは、スケール密着性を確保しつつ、スケ
ール厚みを薄くするためである。 スケール層を顕微鏡下で観察した結果では冷却
速度が40℃/sec未満と遅い場合には、FeO→
Fe3O4+Fe変態(570℃以下で起る)によるα−
Feが、スケール表面側に存在し、冷却途中に変
態が開始し、スケール表面側から進行しており、
冷却速度が速い場合には、α−Feがスケール層
全面または地鉄界面側に認められ、これ等から変
態が地鉄側からも進行していて、生成したFe3O4
と地鉄との整合性が良く、スケール密着性が向上
したものと考えられる。この現象は捲取り温度に
も依存し、600℃超では冷却速度に拘らず、変態
はスケール表面から進行し、スケール密着性は悪
い。しかしCr添加することにより、セメンタイ
トが微細Crカーバイドへ変換して界面下のセメ
ンタイトが減少することとCr−Si−O系化合物
がスケールと地鉄界面に生成し、アンカリング効
果を示すことにより、捲取温度が500℃超〜600℃
以下でもスケール密着性はCr添加ないしのもの
に比べ大巾に向上している。冷却速度40℃/s以
上で冷却し、捲取り温度600℃以下、3600℃以上
で捲取り後に0.5℃/分未満の遅い冷却速度で冷
却しても、変態はスケール表面、地鉄界面両方か
ら進み、スケールは全面α−Feを含んだFe3O4
なり、スケール密着性が良好である。しかもCr
を0.1%超〜0.5%以下添加することにより、セメ
ンタイトが微細Crカーバイドべ変換して界面下
のセメンタイトが減少することと、Cr−Si−O
系化合物がスケール地鉄界面に生成し、アンカリ
ング効果により、スケール密着性は一層向上す
る。しかし捲取り温度を360℃未満としそれ以降
の冷却速度が0.5℃/分未満にした場合には、α
−Feは地鉄側からのみ進行するが、α−Feは地
鉄側から進行するが、α−Feが島状に存在し、
スケール密着性が劣り好ましくない。 しかし冷却速度40℃/s以上で360℃未満で捲
取つた場合でも、捲取後に冷却速度が0.5℃/分
以上の冷却をすれば、FeOのFe3O4への変態を抑
制し、FeO生体のスケールとすれば密着性は良好
である。これはFeOが軟質であり、FeOα−
Fe(地鉄)の方位関係が(100)〔011〕FeO(100)
〔001〕〓-Feにあり整合性が良く密着性が良好にな
るものと考えられる。捲取後に0.5℃/分以上の
冷却速度で冷却するにはヤード内の通気性の良好
な所に、段積をやめて、自然通風による冷却或い
はフアンによる強制通風冷却、ボツクス内での
N2、Arガス等を用いたフアンによる強制冷却、
散水冷却、浸漬冷却等の何れか又は組合せによる
冷却手段が使用でさる。 〔実施例〕 本発明の実施例と比較例で使用した鋼の成分を
第1表に示す。鋼はAl1−Si、−Kベースの成分
系で鋼〜は鋼の成分に対してCrを添加し
た成分系で、<<<の順にCrの添加が
多い。第2表には上記鋼を用いた本発明例と比較
例の熱延条件と、Edgeフープを使つて軽加工の
軽量形鋼(Cチヤンネル)と強加工の角形鋼管に
成形後のスケール密着性を示す。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
本発明は前記した構成によつて、フラツシユバ
ツト溶接時のベネトレーター割れ、又スポツト溶
接部のナゲツト内破断のない、しかも難加工用に
適したスケール密着性に優れた熱延鋼板を安価に
確実に得ることができるものである。 このため後工程でのスケールによる粉塵の発生
が少なく、コイル全長、全巾でスケール密着性が
良好なため、角形鋼管等の難加工の製造にあたつ
て更に歩留が高まり、コスト低減が可能となり、
必要に応じて塗装することが可能であり、極めて
経済性に富む。
【図面の簡単な説明】
第1図はスケール密着性評点とスケール厚み、
スケール組成Fe2O3%との関係を示す。第2図は
スケール密着性評点とスケール厚み、スケール組
成Fe3O4%との関係を示す。第3図は圧延仕上げ
温度とスケール厚みの関係を示す。第4図は捲取
り温度とスケール厚みの関係を示す。第5図は捲
取り温度とスケール組成Fe2O3%との関係を示
す。第6図はスケール密着性評点と圧延仕上げ温
度、捲取り温度との関係を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.03〜0.25wt%、0.04<Si≦0.5wt%、
    Mn:0.2〜2.0wt%、P≦0.025wt%、S≦
    0.025wt%、Al≦0.08wt%、0.1<Cr≦0.5wt%を
    含有し、残部がFe及び不下避的元素からなる鋼
    を溶製後、連続鋳造法或いは造塊法にて得た鋼片
    を加熱炉に装入するかもしくは一旦冷片としたの
    ち再加熱し、(Ar3+50℃)以下の温度で熱間圧
    延した後、5秒以内に注水冷却を開始し冷却速度
    40℃/秒以上の急冷で600℃以下360℃以上の温度
    で捲きとることを特徴とするスケール密着性に優
    れた強加工用熱延鋼板の製造方法。 2 再加熱温度が1100℃以下である特許請求の範
    囲第1項記載のスケール密着性に優れた強加工用
    熱延鋼板の製造方法。 3 C:0.03〜0.25wt%、0.04<Si≦0.5wt%、
    Mn:0.2〜2.0wt%、P≦0.025wt%、S≦
    0.025wt%、Al≦0.08wt%、0.1<Cr≦0.5wt%を
    含有し、残部がFe及び不下避的元素からなる鋼
    を溶製後、連続鋳造法或いは造塊法にて得た鋼硬
    を加熱炉に装入するかもしくは一旦冷片としたの
    ち再加熱し、(Ar3+50℃)以下の温度で熱間圧
    延した後、5秒以内に注水冷却を開始し冷却速度
    40℃/秒以上の急冷で360℃未満の温度で捲きと
    りその後、冷却速度を0.5℃/分以上とすること
    を特徴とすするスケール密着性に優れた強加工用
    熱延鋼板の製造方法。 4 再加熱温度が1100℃以下である特許請求の範
    囲第3項記載のスケール密着性に優れた強加工用
    熱延鋼板の製造方法。
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