(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素（Ｃ）０．２０〜０．２８ｗｔ％、ニオビウム（Ｎｂ）０．００５〜０．０２ｗｔ％およびアルミニウム（Ａｌ）を含有し、残部が鉄（Ｆｅ）およびその他不可避な不純物からなる合金組成を有する薄スラブを、熱処理炉で再加熱してオーステナイト組織に均一化するが、前記薄スラブの熱処理炉の抽出温度を１０６０〜１１００℃に維持してＮｂＣ析出物が生成されないように制御した後、熱間圧延を行うことを特徴とする、薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法。
【請求項２】
前記薄スラブの熱処理炉の抽出温度は１０８０〜１１００℃に維持することを特徴とする、請求項１に記載の薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法に係り、さらに詳しくは、薄スラブの代表的な欠陥の一つであるエッジ部鋸歯状欠陥を低減する、薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄スラブは、スラブ鋳造工程でスラブの厚さをさらに薄い厚さにして最終製品に近い形状に鋳造するもので、熱延工場で粗圧延工程を省略することができるため、工程の省略および単純化に主に適用される。
【０００３】
このような薄スラブの連続鋳造工程では、一般な連続鋳造工程とは異なり、薄い厚さのスラブが速い速度で鋳造され、液状溶鋼の薄スラブへの凝固がモールドとスタンド部で完全に行われるので、薄スラブは一般スラブに比べて微細な結晶粒を有する。
【０００４】
しかし、薄スラブは、薄い厚さにより冷却が速いため、薄スラブのエッジ部が中間部分に比べて急冷されて残留応力が生成される。
【０００５】
したがって、図１に示すように、薄スラブが巻き取られた熱延コイルのエッジ部に該当する部分、すなわち、冷却の不均一による残留応力が形成された部分に鋸歯状欠陥が発生するという問題点がある。
【０００６】
これは薄スラブのエッジ部で過冷度が大きく、圧延の際に薄スラブの短辺部の中心から幅方向に伸長する程度が、エッジ部が幅方向に伸長する程度より一層大きいため、薄スラブの厚さ方向に引張を受け、それにより鋸歯状欠陥が発生する。
【０００７】
特に、薄スラブの連続鋳造工程によって生産される製品のうち、０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素濃度を有するニオビウム添加鋼管用鋼の場合は、エッジ部に鋸歯状欠陥が多発するが、この場合、原材料の強度より低い応力でも破損が発生し易いという問題点がある。
【０００８】
このため、薄スラブの熱延コイルを製造する製鉄業社では、再加工および注文等級外の判定をして損失処理するので、生産性が減少するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したような従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、薄スラブの熱処理炉の抽出温度を制御して薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥を低減する、薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一特徴によれば、炭素（Ｃ）、ニオビウム（Ｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含有し、残部が鉄（Ｆｅ）およびその他不可避な不純物からなる合金組成を有する薄スラブを、熱処理炉で再加熱してオーステナイト組織に均一化するが、前記薄スラブの熱処理炉の抽出温度をＮｂＣ析出温度以上に維持して析出物の生成を制御した後、熱間圧延を行う、薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法を提供する。
【００１１】
前記炭素は０．２０〜０．２８ｗｔ％の含量範囲である。
【００１２】
前記薄スラブの熱処理炉の抽出温度は１０６０〜１１００℃に維持する。
【００１３】
前記薄スラブの熱処理炉の抽出温度は１０８０〜１１００℃に維持する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、薄スラブの熱処理炉の抽出温度を制御して薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥を低減する。よって、薄スラブの品質を向上させ且つ製品の実収率を増加させることにより、製品の信頼性および生産性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】熱延コイルエッジ部の鋸歯状欠陥を示す写真である。
【図２】０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素濃度を有するＮｂ添加鋼管用鋼の状態図である。
【図３】熱処理炉の抽出温度によるコイルエッジ部の鋸歯状欠陥の低減を示すグラフである。
【図４】本発明によって製造された薄スラブの微細組織を従来の技術によるものと比較して示す電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例に係る薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法を詳細に説明する。
【００１７】
図２は０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素濃度を有するＮｂ添加鋼管用鋼の状態図、図３は熱処理炉の抽出温度によるコイルエッジ部の鋸歯状欠陥の低減を示すグラフ、図４は本発明によって製造された薄スラブの微細組織を従来の技術のものと比較して示す電子顕微鏡写真である。
【００１８】
本発明は０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素（Ｃ）、ニオビウム（Ｎｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、硫黄（Ｓ）、および窒素（Ｎ）を含有し、残部が鉄（Ｆｅ）およびその他不可避な不純物からなる合金組成を有する。
【００１９】
このような合金組成を基本として製造した薄スラブは、熱処理炉で再加熱してオーステナイト組織に均質化する一方で、薄スラブの熱処理炉の抽出温度を１０６０〜１１００℃に維持して析出物の生成を制御した後、熱間圧延を行う。
【００２０】
さらに詳しく説明すると、薄スラブの熱処理炉の抽出温度をＮｂＣ析出開始温度以上に制御することにより、ＮｂＣ析出が再加熱過程ではなく熱間圧延過程で起こるようにして、エッジ部鋸歯状欠陥を低減する。
【００２１】
薄スラブに形成されるエッジ部鋸歯状欠陥はＮｂＣ析出物に主に関連する。ＮｂＣ析出物は熱間圧延の際に粒界成長を妨げて結晶粒サイズを微細化する。
【００２２】
しかし、粒界に析出した析出物は、熱間圧延の際に応力集中源として作用してボイドの発生場所となり、このようなボイドは結局クラックに成長して粒界破壊を起こす。特に、薄い厚さによりエッジ部の冷却が速い薄スラブは、ＮｂＣ析出による粒界脆化現象がさらに激しく発生する。
【００２３】
よって、再加熱の際にＮｂＣ析出を意図的に回避して熱延コイルエッジ部の鋸歯状欠陥を防止する。これは熱間圧延の際に薄スラブの厚さ方向に引張を受けても電位の移動が自由であって応力集中現象が発生しないためである。
【００２４】
０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素（Ｃ）濃度を有するニオビウム（Ｎｂ）添加鋼のＮｂＣ析出開始温度は図２の状態図から確認される。
【００２５】
図２によれば、０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素（Ｃ）濃度を有するニオビウム（Ｎｂ）添加鋼の場合、１０６０〜１０８０℃（Ａ）の熱処理炉の抽出温度でオーステナイト相（γ）の粒界に微細なＮｂＣ析出物が多量析出する。
【００２６】
したがって、薄スラブの熱処理炉の抽出温度を１０６０〜１１００℃に維持して析出物の生成を意図的に制御した後、熱間圧延を行う。
【００２７】
薄スラブの熱処理炉の抽出温度が１０６０℃より低ければ、ＮｂＣ析出物の多量生成によりエッジ部の鋸歯状欠陥防止効果がなく、薄スラブの熱処理炉の抽出温度が１１００℃より高ければ、オーステナイト結晶粒が粗大化して強度の確保が難しい。
【００２８】
薄スラブの熱処理炉の抽出温度を１０８０〜１１００℃に維持して析出物の生成を意図的に制御した後、熱間圧延を行うこともできる。これは薄スラブの熱処理炉抽出温度の下限値が炭素含量に応じて１０６０〜１０８０℃の範囲で変動できるためである。
【００２９】
一方、薄スラブに形成されるエッジ部鋸歯状欠陥は、ＮｂＣ析出物以外にも、ＡｌＮ、ＭｎＳ析出物に関連する。しかし、ＮｂＣ析出物がエッジ部鋸歯状欠陥に最も大きい影響を及ぼす析出物であること、およびＡｌＮ、ＭｎＳ析出物を制御するために再加熱温度を過度に高めることは、鋼の強度低下および生産コストの上昇などをもたらすおそれがあるなど、基本的にＮｂＣの析出を制御する。勿論、この過程におけるＡｌＮの析出は制御可能である。
【００３０】
次に、本発明の基本成分となる合金元素について簡単に説明する。
【００３１】
炭素（Ｃ）は、高強度を与えるための不可欠な元素であって、鋼管の場合、強度確保のために０．２０〜０．２８ｗｔ％の添加を基本とする。
【００３２】
炭素は、少量添加されると、強度が低いうえ、ＮｂＣ析出物の量が減少して固溶強化元素を添加しなければならないので、製造コストが上昇する。そして、炭素が過量添加されると、炭素を固溶するためのニオビウムの含量が多くならなければならないので、製造コストの上昇をもたらし、それにより微細なＮｂＣの析出が増加して粒子成長が阻害されるので、加工性が低くなる
【００３３】
ニオビウム（Ｎｂ）は、鋼中に固溶元素として存在する炭素と窒素をＮｂＣ、ＮｂＮの析出物形態で析出させるために添加される。このような析出物は、熱間圧延の際に粒界成長を妨げて結晶粒サイズを微細にするので、強度の向上に寄与する。
【００３４】
ニオビウムは０．００５〜０．０２０ｗｔ％の範囲で添加される。ニオビウムは、０．００５ｗｔ％未満で添加されると、析出量があまり少なくて析出硬化による強度向上の効果を期待することができず、添加量が０．０２０ｗｔ％超過で添加されると、強度過多により軟性を減少させ、造管不良が増加するという問題点がある。
【００３５】
アルミニウム（Ａｌ）は、脱酸剤としての役割を果たす成分であって、鋼中の溶存酸素量を十分に低い状態に維持する。また、アルミニウムは、炭化物形成元素であって、固溶元素としての窒素と反応してＡｌＮの析出物を生成して固溶元素を除去する。
【００３６】
アルミニウムは、０．０１〜０．０５ｗｔ％の範囲で添加される。アルミニウムは、０．０１ｗｔ％未満で添加されると、その効果が微々であり、０．０５ｗｔ％超過で添加されると、加工性を阻害する。
【００３７】
ここで、ニオビウムとアルミニウムは、０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素濃度を有する鋼管で通常含有される範囲である。
【００３８】
本発明は、０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素濃度を有するＮｂ添加鋼の状態図を基準として薄スラブの熱処理炉の抽出温度を決定する。
【００３９】
以下、上述した薄スラブのエッジ部鋸歯状欠陥の低減方法を実施例によって詳細に説明する。
【００４０】
［実施例］
０．２０〜０．２８ｗｔ％の炭素（Ｃ）濃度を有するニオビウム（Ｎｂ）添加薄スラブを鋳造した後、熱処理炉で再加熱するが、熱処理炉の抽出温度を１０４０〜１０９０℃の範囲で変化させながら抽出した後、熱間圧延を施して単相の熱延コイルとして製造した。
【００４１】
図３によれば、１０６０〜１０８０℃の範囲でＮｂＣ析出が開始した。薄スラブの熱処理炉の抽出温度がＮｂＣ析出温度以上であれば、熱延コイルのエッジ部鋸歯状欠陥の指数が急減した。
【００４２】
薄スラブの熱処理炉の抽出温度が１０６０℃未満の場合には、ＮｂＣ析出が活発であった。それにより、熱延コイルエッジ部の鋸歯状欠陥指数も増加した。
【００４３】
図４によれば、熱処理炉の抽出温度によって微細組織の差異はあるが、熱処理炉抽出温度１１００℃の（ｂ）組織写真の場合、熱処理炉抽出温度９００℃の（ａ）組織写真に比べて析出物の量が少ないことを確認することができる。これはＮｂＣが析出していないためである。
【００４４】
このような本発明の基本的な技術的思想の範疇内において、当該分野における通常の知識を有する者であれば、様々な変形を加え得るのは勿論のこと、本発明の権利範囲は添付した特許請求の範囲に基づいて解釈されるべきであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
0005392634.tif 000005
【図４（ｂ）】
0005392634.tif 000006