JPS61108401A - 表面割れ発生の少ない鋼材の熱間圧延方法 - Google Patents
表面割れ発生の少ない鋼材の熱間圧延方法Info
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- JPS61108401A JPS61108401A JP22960284A JP22960284A JPS61108401A JP S61108401 A JPS61108401 A JP S61108401A JP 22960284 A JP22960284 A JP 22960284A JP 22960284 A JP22960284 A JP 22960284A JP S61108401 A JPS61108401 A JP S61108401A
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21B2261/00—Product parameters
- B21B2261/20—Temperature
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
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。
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)
直接圧延(造塊、就中連続鋳造直後の鋼片を直ちに熱間
圧延すること。)またはホットチャージ圧延(造塊就中
、連続鋳造後そのまま鋼片を保熱炉に装入し、ついで熱
間圧延すること。)するに際して、熱間圧延途上にてし
ばしば発生する表面割れの発生を有効に防止することに
より生産性の向上と熱エネルギー原単位の低下を図るの
に有用な工程を含む熱間圧延方法をここに提案する。
圧延すること。)またはホットチャージ圧延(造塊就中
、連続鋳造後そのまま鋼片を保熱炉に装入し、ついで熱
間圧延すること。)するに際して、熱間圧延途上にてし
ばしば発生する表面割れの発生を有効に防止することに
より生産性の向上と熱エネルギー原単位の低下を図るの
に有用な工程を含む熱間圧延方法をここに提案する。
鉄鋼材料を製造する場合に、転炉又は電気炉にて溶製し
溶鋼を造塊法または連続鋳造法にて鋳片とし放冷ののち
、冷間にて表面疵の除去などの手入を行ってから加熱炉
に装入し、ついで熱間圧延が施されるを例としていた。
溶鋼を造塊法または連続鋳造法にて鋳片とし放冷ののち
、冷間にて表面疵の除去などの手入を行ってから加熱炉
に装入し、ついで熱間圧延が施されるを例としていた。
これに対し、近年、省エネルギーの観点の下で、造塊ま
たは連続鋳造後の熱鋳片を放冷することなしにそのまま
熱間圧延に供し、または保熱炉を経由して熱間圧延して
、直接製品または鋼片にするプロセスが開発された。し
かるにこの際、冷間での表面手入工程と、冷却−再加熱
過程での変態点通過に伴う組織改善のため従来法では熱
間圧延による表面欠陥発生の如きが格別問題にはならな
かったのに対し、直接圧延又はホットチャージ圧延では
、熱聞手人が完全を期し難いこともあってしばしば表面
欠陥が発生する。
たは連続鋳造後の熱鋳片を放冷することなしにそのまま
熱間圧延に供し、または保熱炉を経由して熱間圧延して
、直接製品または鋼片にするプロセスが開発された。し
かるにこの際、冷間での表面手入工程と、冷却−再加熱
過程での変態点通過に伴う組織改善のため従来法では熱
間圧延による表面欠陥発生の如きが格別問題にはならな
かったのに対し、直接圧延又はホットチャージ圧延では
、熱聞手人が完全を期し難いこともあってしばしば表面
欠陥が発生する。
(従来の技術)
この問題点に対し、種々の方法が考案され例えば特公昭
58−52441号公報では直接圧延もしくはホットチ
ャージ圧延において第一次圧延として1300〜115
0℃の温度範囲で1パス15%以上の圧下率で少なくと
も2回以上の圧延を行い、その後1150℃未満の温度
域で第二次圧延を施すことを開示しているが次のような
難点を残す。
58−52441号公報では直接圧延もしくはホットチ
ャージ圧延において第一次圧延として1300〜115
0℃の温度範囲で1パス15%以上の圧下率で少なくと
も2回以上の圧延を行い、その後1150℃未満の温度
域で第二次圧延を施すことを開示しているが次のような
難点を残す。
すなわち上記条件は元来熱間加工性に有害な元素の粒界
析出形態の変化とオーステナイト粒の細粒化とが起こる
ことに期待して、熱間割れ発生を防止しようとするもの
である。
析出形態の変化とオーステナイト粒の細粒化とが起こる
ことに期待して、熱間割れ発生を防止しようとするもの
である。
ところが通常、造塊直後の鋼片表面は湯じわ等で粗く、
また連続鋳造鋳片においてはモールドの上下振動による
、いわゆるオンシレージョンマークなどがあり、いずれ
も凹凸が多数ある。
また連続鋳造鋳片においてはモールドの上下振動による
、いわゆるオンシレージョンマークなどがあり、いずれ
も凹凸が多数ある。
この状態の鋳片を事前に手入することなく 1300〜
1150°Cの温度で、15%以上もの圧下率で圧下を
付与すると上記の凹部の引張応力が大となり割れの起点
となるとともに、微少な欠陥も成長して、割れに発展し
、この状態で15%以上の圧下率で連続して圧延される
と割れは拡大する一方となる。
1150°Cの温度で、15%以上もの圧下率で圧下を
付与すると上記の凹部の引張応力が大となり割れの起点
となるとともに、微少な欠陥も成長して、割れに発展し
、この状態で15%以上の圧下率で連続して圧延される
と割れは拡大する一方となる。
ここに熱間加工において発生する割れは主としてオース
テナイト粒界に、有害元素の析出物、例えば(Fe、M
n)0. (Fe、Mn)S、 (Fe、Mn)P、B
N、Nb(CIN)+AINなどが析出し、粒界強度を
著しく低下させ、割れの主要な径路となることは広く知
られているとおりである。
テナイト粒界に、有害元素の析出物、例えば(Fe、M
n)0. (Fe、Mn)S、 (Fe、Mn)P、B
N、Nb(CIN)+AINなどが析出し、粒界強度を
著しく低下させ、割れの主要な径路となることは広く知
られているとおりである。
したがって、再結晶によりオーステナイト粒を細粒化さ
せても粒界に有害な析出物が存在することには変わりは
なく、表層での粒界割れを阻止する根本的な対応策とは
ならないことから熱間割れを皆無にすることは困難であ
る。
せても粒界に有害な析出物が存在することには変わりは
なく、表層での粒界割れを阻止する根本的な対応策とは
ならないことから熱間割れを皆無にすることは困難であ
る。
(発明が解決しようとする問題点)
さて圧延の最も初期の段階は凝固組織に起因する表面割
れが発生しやすり、微小な疵の存在も最終製品の表面欠
陥へと発展することから問題が多い。
れが発生しやすり、微小な疵の存在も最終製品の表面欠
陥へと発展することから問題が多い。
かかる点から発明者らは直接圧延及びホントチャージ圧
延における熱鋳片の表面割れ発生機構と防止策について
詳細な研究を行った所、特定の圧延条件下での熱間圧延
時の表面割れの発生を完全に防止できることが見出され
たのである。
延における熱鋳片の表面割れ発生機構と防止策について
詳細な研究を行った所、特定の圧延条件下での熱間圧延
時の表面割れの発生を完全に防止できることが見出され
たのである。
(問題点を解決するための手段)
この発明は、鋼材の直接圧延又はホットチャージ圧延に
際し、 圧延の初期段階として1300〜1000℃で1パス当
り圧下率を3〜15%に制限した軽圧下率圧延を1回以
上、合計圧下率15%以下の条件で行ってから、引続き
通常の圧延に移行することを特徴とする、表面割れの少
ない鋼材の熱間圧延方法である。
際し、 圧延の初期段階として1300〜1000℃で1パス当
り圧下率を3〜15%に制限した軽圧下率圧延を1回以
上、合計圧下率15%以下の条件で行ってから、引続き
通常の圧延に移行することを特徴とする、表面割れの少
ない鋼材の熱間圧延方法である。
(作 用)
前述のごとく直接圧延もしくはホットチャージ圧延に供
される熱片の表層は凹凸、微少な亀裂、表面直下の割れ
及びブロホールが存在する場合が多い。
される熱片の表層は凹凸、微少な亀裂、表面直下の割れ
及びブロホールが存在する場合が多い。
この状態の鋼片を1300〜1000℃で1パス当り3
〜15%に制限した軽圧下圧延を行うと表層部の凹凸、
微少な欠陥に及ぶ引張応力が微少であるため、・ 応力
集中度が低く、割れとして成長することがなく、逆に微
少な欠陥は表層部に開口せず圧着され、欠陥が解消され
る。
〜15%に制限した軽圧下圧延を行うと表層部の凹凸、
微少な欠陥に及ぶ引張応力が微少であるため、・ 応力
集中度が低く、割れとして成長することがなく、逆に微
少な欠陥は表層部に開口せず圧着され、欠陥が解消され
る。
さらに軽圧下するメリットとして、多くの鋼材テハ13
00〜1000℃の温度域において1パス15%以下の
圧下率で圧下するとオーステナイト粒は再結晶すること
なく伸長し、加工歪は粒内に蓄積されることをあげるこ
とができる。
00〜1000℃の温度域において1パス15%以下の
圧下率で圧下するとオーステナイト粒は再結晶すること
なく伸長し、加工歪は粒内に蓄積されることをあげるこ
とができる。
すなわち析出物は一般に、結晶粒界、サブグレイン境界
、変態帯、転位線に沿って析出するので、加工歪を持っ
たオーステナイト粒については、粒界以外に粒内に多数
析出するいわゆる歪誘起析出を起こすからである。
、変態帯、転位線に沿って析出するので、加工歪を持っ
たオーステナイト粒については、粒界以外に粒内に多数
析出するいわゆる歪誘起析出を起こすからである。
熱間脆性は主としてオーステナイト粒界に、有害元素の
析出物が析出することにより割れ感受性を増大させるの
に対して粒内に析出した析出物は微細であることと、オ
ーステナイト地との整合性が高いことと、さらに粒界と
比較して多重すべりを起こし、外部変形が緩和され割れ
発生の起点となる転位の堆積が起こりにくいため、熱間
割れを誘発することがない。
析出物が析出することにより割れ感受性を増大させるの
に対して粒内に析出した析出物は微細であることと、オ
ーステナイト地との整合性が高いことと、さらに粒界と
比較して多重すべりを起こし、外部変形が緩和され割れ
発生の起点となる転位の堆積が起こりにくいため、熱間
割れを誘発することがない。
粒界に析出する合金元素を有する鋼では、かりに再結晶
を進行させても熱間加工時の割れ発生の危険を免れるこ
とは困難であるが上記のような歪誘起に基づく粒内析出
の場合では、析出温度域において熱間加工を任意行うこ
とが可能である。
を進行させても熱間加工時の割れ発生の危険を免れるこ
とは困難であるが上記のような歪誘起に基づく粒内析出
の場合では、析出温度域において熱間加工を任意行うこ
とが可能である。
歪誘起析出はオーステナイトの未再結晶状態で進行する
ことから上記方法を有利に行うには、有害析出が終了す
るまでの間は再結晶の進行が起こらない用圧下率の制御
が必要である。
ことから上記方法を有利に行うには、有害析出が終了す
るまでの間は再結晶の進行が起こらない用圧下率の制御
が必要である。
再結晶を起こす必要な臨界圧下率は化学組成、加工温度
等により著しく相違しているが 1000〜1300°
Cの温度域では合計圧下率15%以下で再結晶を起こす
ことはなく完全な未再結晶状態となるわけでありこの発
明において軽圧下率圧延の圧下率上限および合計圧下率
につき15%としたのである。
等により著しく相違しているが 1000〜1300°
Cの温度域では合計圧下率15%以下で再結晶を起こす
ことはなく完全な未再結晶状態となるわけでありこの発
明において軽圧下率圧延の圧下率上限および合計圧下率
につき15%としたのである。
次に軽圧下率の下限を3%とする理由は、3%未満の軽
圧下では加工歪が粒内に蓄積されるまでには至らず粒界
に集中してしまい、歪が粒界の移動という、いわゆる歪
誘起粒界移動という形で開放される。この結果、オース
テナイト粒の粗大化と粒界析出物により熱間脆性を誘発
する。
圧下では加工歪が粒内に蓄積されるまでには至らず粒界
に集中してしまい、歪が粒界の移動という、いわゆる歪
誘起粒界移動という形で開放される。この結果、オース
テナイト粒の粗大化と粒界析出物により熱間脆性を誘発
する。
この点で3%未満の圧下率の適用を除外する必要がある
。
。
ここで、この軽圧下は1回行うことにより熱間脆性の低
減に著しい効果を示すが、軽圧下率圧延を数回に分けて
付与を行っても何ら支障がないばかりか、むしろ導入さ
れる歪の均一性の点からして、より望ましい。
減に著しい効果を示すが、軽圧下率圧延を数回に分けて
付与を行っても何ら支障がないばかりか、むしろ導入さ
れる歪の均一性の点からして、より望ましい。
但し、この際1回当りの圧下率を3%以上で、かつ複数
回に分けた際の合計圧下率を15%以下に止める必要が
あることは前述の通りである。
回に分けた際の合計圧下率を15%以下に止める必要が
あることは前述の通りである。
次にこの発明の方法では、軽圧下を付与する温度域を1
300〜1000℃に限定したが温度上限を1300℃
としたのは低融点の合金元素を含む鋼では、1300°
C以上では粒界が一部溶融して、粒界強度は著しく低下
しているので、熱間加工を行うと多くの場合に鋳片割れ
が発生するためであり、また下限を1000℃としたの
は大型の鋳片の形状制御を行う場合、1000℃以下で
は変形抵抗が高くなりすぎることと、所定寸法にするま
での圧延パス回数の ′確保が困難となることな
ど実操業上の理由のほか、1000℃以下では比較的高
温で析出する有害析出物、例えば、(Fe、Mn)O,
(Fe、Mn)S、 (Fe、Mn)P、BN、Nb(
C,N)などが大半析出してしまってもはや、粒内析出
物を形成することによるこの発明の特徴が十分に発揮さ
れ得なくなるためである。
300〜1000℃に限定したが温度上限を1300℃
としたのは低融点の合金元素を含む鋼では、1300°
C以上では粒界が一部溶融して、粒界強度は著しく低下
しているので、熱間加工を行うと多くの場合に鋳片割れ
が発生するためであり、また下限を1000℃としたの
は大型の鋳片の形状制御を行う場合、1000℃以下で
は変形抵抗が高くなりすぎることと、所定寸法にするま
での圧延パス回数の ′確保が困難となることな
ど実操業上の理由のほか、1000℃以下では比較的高
温で析出する有害析出物、例えば、(Fe、Mn)O,
(Fe、Mn)S、 (Fe、Mn)P、BN、Nb(
C,N)などが大半析出してしまってもはや、粒内析出
物を形成することによるこの発明の特徴が十分に発揮さ
れ得なくなるためである。
(実施例)
表1に示す化学組成を有する綱(A) 、 (B)を転
炉(300ton)で溶製し、連続鋳造機にて断面サイ
ズ400 x560 龍のブルームに鋳込んだ後、直ち
に切断し、第1図に示したパターンに従う加熱、および
圧延条件にて熱間圧延を行い鋼片とした。
炉(300ton)で溶製し、連続鋳造機にて断面サイ
ズ400 x560 龍のブルームに鋳込んだ後、直ち
に切断し、第1図に示したパターンに従う加熱、および
圧延条件にて熱間圧延を行い鋼片とした。
その際の鋼片表面の割れ発生の頻度と初期圧延条件との
関係を表2にまとめて示す。
関係を表2にまとめて示す。
なお、鋼片表面の割れ発生の頻度は、熱間圧延後鋼片全
表面を目視により観察し、計数して算出した。
表面を目視により観察し、計数して算出した。
表2において供試r1hi〜11h12は切断したブル
ームを直接圧延により熱間圧延したものであり、同11
k113〜32は切断したブルームを900ないし80
0℃まで−たん冷却して加熱炉に装入し圧延温度に加熱
して圧延する、いわゆるホットチャージ圧延にて熱間圧
延したものである。
ームを直接圧延により熱間圧延したものであり、同11
k113〜32は切断したブルームを900ないし80
0℃まで−たん冷却して加熱炉に装入し圧延温度に加熱
して圧延する、いわゆるホットチャージ圧延にて熱間圧
延したものである。
隘1,11m5〜6.丸8〜患13.寛17〜21.隘
25〜26及び隘28〜32はいずれも比較例である。
25〜26及び隘28〜32はいずれも比較例である。
製造条件により若干の相違はあるものの、いずれも鋼片
表面の割れ発生頻度は高い水準にある。
表面の割れ発生頻度は高い水準にある。
これに対しこの発明法によればN112〜4.Na7゜
11h14〜16. N[L22〜24そしてN127
の例のようにいずれも、鋼片表面の割れ発生が極めて少
ない。なおこれらの効果は化学組成の異なる@A及びB
について区別のないのは明らかである。
11h14〜16. N[L22〜24そしてN127
の例のようにいずれも、鋼片表面の割れ発生が極めて少
ない。なおこれらの効果は化学組成の異なる@A及びB
について区別のないのは明らかである。
(発明の効果)
この発明は、鋼材の直接ないしはホットチャージ圧延に
おいて従来不可避で、効果的な防止対策が未解決であっ
た熱間割れの有効な回避に有用である。
おいて従来不可避で、効果的な防止対策が未解決であっ
た熱間割れの有効な回避に有用である。
第1図は鋼材の製造工程図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、鋼材の直接圧延又はホットチャージ圧延に際し、 圧延の初期段階として1300〜1000℃の温度範囲
で、1パス当り圧下率を3〜15%に制限した軽圧下率
圧延を1回以上、合計圧下率15%以下にて行ってから
、引続き通常の圧延に移行することを特徴とする表面割
れ発生の少ない鋼材の熱間圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22960284A JPS61108401A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 表面割れ発生の少ない鋼材の熱間圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22960284A JPS61108401A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 表面割れ発生の少ない鋼材の熱間圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61108401A true JPS61108401A (ja) | 1986-05-27 |
| JPH0347921B2 JPH0347921B2 (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=16894749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22960284A Granted JPS61108401A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 表面割れ発生の少ない鋼材の熱間圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61108401A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5744402A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-12 | Kawasaki Steel Corp | Reforming method for continously cast ni-containing billet to be hot rolled |
| JPS5852441A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プレス成形性の良好な高強度冷延鋼板の製造法 |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP22960284A patent/JPS61108401A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5744402A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-12 | Kawasaki Steel Corp | Reforming method for continously cast ni-containing billet to be hot rolled |
| JPS5852441A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プレス成形性の良好な高強度冷延鋼板の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347921B2 (ja) | 1991-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |