JPS6117301A - 熱間圧延時の鋼片表面割れ防止方法 - Google Patents

熱間圧延時の鋼片表面割れ防止方法

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Publication number
JPS6117301A
JPS6117301A JP13522884A JP13522884A JPS6117301A JP S6117301 A JPS6117301 A JP S6117301A JP 13522884 A JP13522884 A JP 13522884A JP 13522884 A JP13522884 A JP 13522884A JP S6117301 A JPS6117301 A JP S6117301A
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JP
Japan
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rolling
steel
billet
surface cracking
hot
Prior art date
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Pending
Application number
JP13522884A
Other languages
English (en)
Inventor
Kakuji Yoshihara
吉原 佳久次
Noburu Nakano
中野 宣
Yutaka Ogawa
裕 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6117301A publication Critical patent/JPS6117301A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21B1/02—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 heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/026—Rolling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、連続鋳造後の鋼片を直ちに熱間圧延する(以
下、直送圧延という)か、または連続鋳造後の鋼片をそ
の表面温度が500℃以上の状態で加熱炉に装入し、再
加熱後に熱間圧延を行う(以下、ホットチャージ圧延と
いう)圧延法において、熱間圧延時の鋼片の表面割れを
防止する方法に関する。
(従来の技術) 連vt鋳造機により鋳造された鋳片は、品質改善のため
もしくは下工場での寸法制約により、下工場での圧延以
前に圧延を行うことが必要となることが多い。この圧延
方法としては、従来は、圧延過程で生ずる鋼片の表面割
れを防止する目的で、連続鋳造した鋼片の表面温度を、
一旦常温付近まで下げ、再加熱を行った後に圧延を施し
ていた。すなわち、転炉または電気炉で溶製した溶湯を
次に示す工程を経由して熱間圧延していた。
〔連続鋳造〕−〔冷却(常温)〕− 〔再加熱〕−〔熱間圧延〕 この方法では、圧延前に冷却と再加熱を経ることにより
、オーステナイト粒度が微細化すると同時に、熱間加工
性に悪影響を及ぼすS、P、0(酸素)、N、AC!な
どの元素が硫化物、リン化物、酸化物および窒化物とし
て粒内に固定されるために、熱間加工性の劣化が防止さ
れ、・圧延時の鋼片表面割れが回避できる。
しかし、この方法は再加熱に多大のエネルギーを必要と
する。そこで、熱エネルギー原単位の低減による省エネ
ルギーを目的として、冷却工程において常温まで冷却せ
ずに鋼片表面温度が500℃以上の状態で再加熱して熱
間圧延するホットチャージ圧延法、さらに工程数の低減
も図った直送圧延法が近年提案されている。しかし、直
送圧延法またはホットチャージ圧延法においては、第1
(a)図に模式的に示すように、熔融−凝固−冷却過程
においてP、S、O,N、AQなどの元素がリン化物、
硫化物、酸化物、窒化物としてオーステナイト粒界に沿
ってほぼ連続的に微細に析出し、そのため、熱間加工に
よる引張応力が加わると、この微細析出物が割れの起点
となって鋼片の表面割れが起こる。
この鋼片の表面割れを防止するには、P、S、0、Nな
どの元素を予め除去しておけばよいが、これは工程数の
増大を意味し、工業的に必ずしも得策とはいえない。
直送圧延またはホントチャージ圧延法における表面割れ
の別の対策として、上記微細析出物はほぼ1150〜9
00℃の温度域で析出するとの知見から、この析出を起
こさないように上記温度域より高い1300〜1150
.’cの温度域において圧延を2回以上行い、その後こ
の温度域より低温でさらに圧延する方法が提案されてい
る(特公昭5B−52441号公報)。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、直送圧延における熱間圧延開始時の鋼片の表面
温度は普通900℃以下に下がっていることが多く、前
述の特公昭58−52441号に記載のように圧延開始
時の表面温度を1150℃以上とするには、直送圧延前
に鋳片を加p1炉か保熱炉に装入しておくことが必要と
なり、コストおよび設備面で不利である。ボットチャー
ジ圧延の場合も、かかる高温まで再加熱するには多大な
エネルギーを要し、省エネルギーという本来の利点が失
われる。
また、一般に圧延時の表面割れは、圧下比または圧下率
を非常に低下させれば防止できるが、これは必要な加工
量が大きい場合には現実的な方法ではない。
よって、本発明の目的は、大きな加工量での直送圧延ま
たはホットチャージ圧延において、エネルギーコストの
増大を伴わずに鋼片の表面割れを防止する方法を提供す
ることである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、直送圧延またはボットチャージ圧延を行
う場合、TiをNの含有量に対して重量比で1.5倍以
上、すなわちTi/N≧1.5となるように添加した鋼
種を使用すると、Tiが析出核となって析出物が粒内に
粗大に析出し、固定されるため第1(a)図に示したよ
うな粒界割れの原因となる微細析出物の生成が防止され
、その結果、圧延時の鋼片表面温度が900〜600℃
の比較的低温で全圧下比1.3以上の大きな加工を施し
ても、熱間圧延時の鋼片表面割れが防止され、語呂の品
質および歩留り向上につながることを見出した。
ここに、本発明は、鋼片の表面温度600〜900℃お
よび全圧下比1.3以上の条件で行う直送圧延またはホ
ントチャージ圧延において、鋼片の化学成分をチタンと
窒素の重量比でTi/N≧1.5とすることを特徴とす
る、熱間圧延時の鋼片表面割れ防止方法である。
本発明において「全圧下比」とは、圧延前の鋼片(鋳片
)厚みの圧延終了後の鋼片厚みに対する比を意味する。
圧下率(圧延前後の鋼片厚めの差の圧延前厚みに対する
百分率)に換算すると、圧下比1.3はほぼ圧下率23
%に相当する。
川−組成 本発明の適用鋼種は特に問わないが、本発明の方法ば特
にアルミキルド鋼、アルミセミキルド鋼およびアルミシ
リコンキルド鋼といった、自動車用鋼板、一般建築用鋼
板、造船用鋼板、機械構造用鋼板などに使用する、Si
およびMnを主成分とする炭素鋼、またはNb、■を含
有するラインパイプ用もしくは油井管用合金鋼に有効で
ある。具体的には、たとえばSS旧、5M41.5M5
0および5M53、ならびにAPIX60級の鋼種であ
る。
本発明においては、鋼の化学成分は、重量比でTi/N
≧1.5となるようにTiを添加する以外は従来と同一
であってかまわない。添付図面の第1図は、′/g湯の
冷却過程で生ずるP、S、○、N、AQなどの元素によ
る析出物の析出形態を示す模式図であり、第1(a)図
は既に説明したように従来のTi無添加の鋼の場合を示
し、第1(b)図は本発明によりTi/N≧1.5とな
るようにTiを添加した鋼の場合である。第1(b)図
に示すように、Ti/N≧1.5となるようにTiを添
加した鋼では、冷却中に生ずる析出物がTiを核として
容易に成長するため、析出物はオーステナイト粒内にと
どまり、しかも粒内に粗大かつ不連続的に析出し、固定
される。そのた砂、第1(a)図に示したようなオース
テナイト粒界に沿った微細析出物が起点となって起こる
熱間圧延時の鋼片の表面割れが回避される。換言すると
、前記の特公昭58−52441号に記載の高温側で析
出を回避する方法とは異なって、本発明の方法では、P
、S、0、N、AQなどの元素による析出物を粒内に粗
大な状態で積極的に析出させることにより、粒界割れに
よる熱間圧延時の表面割れを防止する。このような表面
割れ防止の効果を十分に発揮させるには、TiをNに対
して重量比で1.5倍以上添加することが必要である。
本発明の好適態様では、鋼組成を、 S :  0.003 〜0.020%、N :  0
.0015〜0.0090%、Ti :  0.003
 〜0.040%となるようにする。これは次の理由に
よる。
S : 0.003%より少ないと製造上メリットが少
ない。一方、0.020%より多いと、#7vi製品の
機械特性が悪化する。この理由は硫化物の析出量が増加
するためである。
N : 0.0015%より少ないとS同様に製造上メ
リットが少なく、安定した製造ができない。また、0.
0090%より多いと鋼の機械的特性が悪化する。この
理由は窒化物の析出が多くなるためである。
Ti : 0.003%より少ないとP、S、OlN、
A(2などの元素の析出物をTiを析出核として粒内に
粗大析出させる機能を失う。一方、0.040%より多
いと、Ti添加による鋼の特性劣化を招く。
圧延条件 本発明においては、直送圧延またはホットチャージ圧延
における圧延温度(鋼片の表面温度)を600〜900
℃の温度範囲とする。600℃未満では−・般に熱間圧
延が困難となる。上限を900℃としたのは、直送圧延
では加熱炉か保熱炉を使用しなければ圧延時に表面温度
が900℃以下に下がっていることが多く、ホントチャ
ージ圧延でも900℃を越える高温メするのはエネルギ
ーコストの面で不利であるためである。また、900℃
より高温では、上記析出物がまだ十分に粗大化しておら
ず、表面割れの防止に有効でないこともある。
なお、熱間圧延中に鋼片表面温度は概ね低下していく方
向に変動するので、上記温度範囲は、圧延開始時が90
0℃以下、圧延仕上げ温度が600℃以上であることを
意味する。
圧下条件については、全圧下比を1.3以上としたのは
、実施例の結果を示す第2図のグラフからもわかるよう
に、全圧下比が1.2より小さい加工では表面割れは起
こらないからである。
1パス当たりの圧下量は通當の範囲内でよいが、圧下量
が過大になると表面割れが起こりやすくなる。この点か
ら、1パス当たりの圧下量を5〜40耀■の範囲とする
のが好ましい。
熱間圧延時の圧延パススケジュールの・1例を次に示す
:厚さ270 +uの鋼片−20龍/パスの圧下を4回
−115N/パスの圧下を4回→10龍/バスの圧下を
2回−51言/パスの圧下を2同一厚さ100顛の鋼片
、全圧下比= 2.7 (全圧下率=63%)。
次に実施例により本発明を具体的に説明する。
夫l拠 Ti添加量をTi/Nの重量比がθ〜10となる範囲内
で変化させた第1表に示す化学成分の鋼の溶湯を、連続
鋳造により270龍(厚) X1350mm (幅)の
鋳片とし、表面温度750℃で直送圧延を開始して、第
2表に示す圧延パススケジュールで全圧下比1,2.1
.3および2.7の圧延を行った。得られた各鋼片につ
いて表面割れの発生をスカーフィング後目視検査し、表
面割れ発生率(表面割れ発生鋼片枚数/圧延された鋼片
枚数)を求めた。結果を第2図にグラフで示す。
第2図かられかるように、全圧下比が1.2の直送圧延
ではT】を添加しなくても表面割れは起こらない。しか
し、全圧下比が1.3以」二になると、Ti無添加の場
合、加工量の増大とともに表面割れ発生率が高くなる。
T1の添加により表面割れは抑制されるが、Ti/N比
が1.5未満ではその効果が十分でない。これに対して
、Ti/N比が1.5以」二では、2.7という高い全
圧下比でも表面割れが完全に防止される。ただし、全圧
下比が4.0より大きいと、Tiを添加しても表面割筋
、が発生ずる1頃向があり、経済的にも効果がなくなる
ので、全圧下比は4.0以下とするのが好ましい。
(発明の効果) 以上の説明および実施例から明らかなように、本発明に
よれば、直送圧延およびボ・7トヂヤージ。
圧延法において問題となっていた大きな加工での鋼片の
表面割れを、エネルギーコストの増大を伴わずに防止す
ることができ、実用価値が非常に高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、冷却時に生ずるP、S、O,N、AQなどに
よる析出物の析出形態を示す模式図であり、+a+はT
i無添加の場合、(blは本発明によりTi/N≧1.
5となるようにTiを添加した場合をそれぞれ示し、 第2図ば、鋼中のTi/N重量比に対する各種全圧下比
での熱間圧延による表面割れ発生率の変化を示すグラフ
である。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  弁理士 広 瀬 章 −(tth” ’IL
)第2図 手彰′εネiff正書 昭和60年 7月72日 1、事件の表示 昭和59年特許H第135228号 2、発明の名称 熱間圧延時の鋼片表面割れ防止方法 3、ネ市正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 大阪市東区北浜5丁目15番地 名称 (211)住友金属工業株式会社4、代 庁 人 明細書の発明の詳細な説明欄 6、補正の内容 明細書第4頁末行目に段落のうえ以下の記載を加入才ろ
。 「 なお、ここに、熱間加工による鋼片の[表面割れ1
とは鋼片表面直下的10mm1¥の範囲の領域に発生す
る長さ]〜5mm程度のへアクラックのことであって、
まれに鋼片表面に見られろこともある。j以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼片の表面温度600〜900℃および全圧下比
    1.3以上の条件で行う直送圧延またはホットチャージ
    圧延において、鋼片の化学成分をチタンと窒素の重量比
    でTi/N≧1.5とすることを特徴とする、熱間圧延
    時の鋼片表面割れ防止方法。
  2. (2)鋼片の化学成分が、重量比で、 S:0.003〜0.020%、 N:0.0015〜0.0090%、 Ti:0.003〜0.040% であることをさらに特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の方法。
JP13522884A 1984-07-02 1984-07-02 熱間圧延時の鋼片表面割れ防止方法 Pending JPS6117301A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69411971T2 (de) 1993-03-18 1999-04-01 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Warmwalzwerk für Stahlblech und Walzverfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55109503A (en) * 1979-02-16 1980-08-23 Nippon Steel Corp Direct rolling method for hot cast billet
JPS58221603A (ja) * 1982-06-19 1983-12-23 Kawasaki Steel Corp 極低炭素鋼の熱間圧延割れ防止方法

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