(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０５〜０．２０％、
Ｓｉ：０．６％以下、
Ｍｎ：０．３〜１．６％、
Ａｌ：０．０６％以下、
Ｃｒ：０．１〜１．０％
を含有し、
Ｐ：０．０２％以下、
Ｓ：０．０２９％以下、
Ｎ：０．０２％以下（以上、ｍａｓｓ％）
に規制し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼片を加熱後、熱間圧延を行い、最終デスケーリングを９６０℃以下の温度で行い、８４３〜９６０℃の温度範囲内で圧延を終了し、その後の冷却過程において、６００〜４００℃までの温度範囲内を０．０５〜０．５℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷却を行うことを特徴とする、密着性の良いスケールを有する圧延形鋼の製造方法。
【請求項２】
前記鋼片は、さらに、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｍｏ：１．０％以下、
Ｎｂ：０．１％以下、
Ｖ：０．２％以下、
Ｔｉ：０．０２％以下（以上、ｍａｓｓ％）
の少なくとも１種を含有することを特徴とする、請求項１記載の、密着性の良いスケールを有する圧延形鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、密着性の良いスケールを有する圧延形鋼の製造方法、特に、製造効率を低下させず、密着性の良いスケールを有する圧延形鋼を製造することができる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
厚鋼板にショットをかけずミルスケールの状態で塗装を行う場合、スケールのムラが塗装後の外観を損ね、問題となることがある。また、レーザー切断を行う場合には、鋼材表面が密着性の良い黒スケールで覆われていることが求められる。このように圧延鋼材の表面スケール性状に関し、密着性の良い緻密なスケールを有することに対する要望が強い。そのためには、密着性の悪い膨れ状の欠陥を有するスケールの生成を抑えることや、熱間圧延後の矯正時でも剥離しないスケールをいかに形成させるかが問題となる。
【０００３】
スケールの密着性を改善する方法として、熱間圧延された線材の分野において、鉄と鋼、６５（１９７９）Ｓ３９０には、加熱温度を低くし、スケール厚を薄くすることによって、歪を与えた場合のスケールの密着性を向上させる方法が開示されている。以下、この方法を従来技術１という。
【０００４】
スケール厚を薄く、かつスケールの組成を制御する方法として、特開昭６４−８３６１５号公報には、熱延鋼板において、圧延後５７０〜６５０℃で巻き取り、５７０〜５００℃までを１０℃／ｈｒ以下で冷却する方法が開示されている。以下、この方法を従来技術２という。
【０００５】
特開平６−２７７７０６号公報には、タイトスケール熱延厚板鋼板を製造する方法として、圧延機に一定の能力を持ったデスケーリング設備を配置し、冷却能力が規定以上の冷却水を噴射させる方法が開示されている。以下、この方法を従来技術３という。
【０００６】
特開平９−８７７９９公報には、加熱後、圧下率と温度とを制御する方法、すなわち、圧延終了後３０秒以内に５℃／秒以上の冷却速度にて加速冷却を開始し、鋼板表面温度が５００〜７５０℃の温度範囲にて加速冷却を停止し、その後に空冷する方法が開示されている。以下、この方法を従来技術４という。
【０００７】
特開平１−１５９３４８公報には、Ｈ形鋼において７００〜８５０℃で圧延終了後、徐冷する方法が開示されている。以下、この方法を従来技術５という。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
スケール密着性の良好な鋼を得る手段として、スケール厚を薄くし、スケール組成を制御することは、上記従来技術１および２から知見できる。しかしながら、実製造上、厚鋼板で５７０〜５００℃までを１０℃／ｈｒ以下で冷却した場合、製造効率の低下を免れない。
【０００９】
また、上記従来技術３のようにデスケーリング設備の改善を行い、冷却能を向上することは、大掛かりな設備を必要とし、設備コストの増大を招く欠点を有する。
【００１０】
従来技術４では、圧下率と温度とを複雑に制御しなければならず、また本発明者らは加速冷却を５００〜７５０℃で停止後、空冷程度の冷却速度では、密着性の良いスケールを生成できないとの知見を得ている。
【００１１】
従来技術５では、圧延終了後、徐冷をする方法が提案されているが、詳細な徐冷範囲が開示されていない。
【００１２】
従って、この発明の目的は、圧延条件、最終デスケーリング条件、冷却条件を適正化することにより、外観が良好な密着性の良いスケールを有する圧延形鋼を製造する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは密着性の良いスケールを有する圧延形鋼を製造する手法について鋭意検討を行った。その結果、特定の成分の鋼を１０５０〜１３５０℃の温度範囲内に加熱後、熱間圧延を行い、最終デスケーリングを９６０℃以下で行い、７００〜９６０℃の温度範囲で圧延を終了し、その後の冷却過程において６００〜４００℃までの温度範囲を０．０５〜０．５℃／秒の範囲の平均冷却速度で冷却を行うことにより、密着性の良いスケールを有する圧延形鋼を製造できることを知見した。
【００１４】
この発明は、上述した知見に基づきなされたものであって、下記を特徴とするものである。
【００１５】
請求項１記載の発明は、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０．６％以下、Ｍｎ：０．３〜１．６％、Ａｌ：０．０６％以下、Ｃｒ：０．１〜１．０％を含有し、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２９％以下、Ｎ：０．０２％以下（以上、ｍａｓｓ％）に規制し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼片を加熱後、熱間圧延を行い、最終デスケーリングを９６０℃以下の温度で行い、８４３〜９６０℃の温度範囲内で圧延を終了し、その後の冷却過程において、６００〜４００℃までの温度範囲内を０．０５〜０．５℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷却を行うことに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記鋼片は、さらに、Ｃｕ：０．５％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｍｏ：１．０％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｔｉ：０．０２％以下（以上、ｍａｓｓ％）の少なくとも１種を含有することに特徴を有するものである。
【００１７】
【発明の実施形態】
以下、この発明で規定する成分組成および製造条件について、詳細に説明する。
【００１８】
まず、成分組成について説明する。
【００１９】
Ｃ：０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％
Ｃは、強度を確保するために０．０５ｍａｓｓ％以上必要であるが、０．２０ｍａｓｓ％を超えて添加すると靭性あるいは溶接性が低下する。従って、Ｃ含有量は、０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％の範囲内とする。
【００２０】
Ｓｉ：０．６ｍａｓｓ％以下
Ｓｉは、鋼の脱酸および強度確保にも寄与する元素であるがＳｉ含有量が０．６ｍａｓｓ％を超えるとＨＡＺ靭性および溶接性の観点から好ましくない影響を及ぼす。従って、Ｓｉ含有量は、０．６ｍａｓｓ％以下とする。
【００２１】
Ｍｎ：０．３〜１．６ｍａｓｓ％
Ｍｎも脱酸、強度靭性の向上ならびにＦｅＳの生成抑制のため必要であり、０．３ｍａｓｓ％未満では、鋼の清浄度が低下し、加工性を害する。一方、１．６ｍａｓｓ％を超えて添加すると衝撃特性や靭性が低下する。従って、Ｍｎ含有量は、０．３〜１．６ｍａｓｓ％の範囲内とする。
【００２２】
Ａｌ：０．０６ｍａｓｓ％以下
Ａｌは、安価で強力な脱酸材である。しかし、多量に含有させると鋼の清浄度を害し、溶接部の靭性劣化を招くため、その上限を０．０６ｍａｓｓ％とする。
【００２３】
Ｃｒ：０．１〜１．０ｍａｓｓ％
Ｃｒは、地鉄とスケールとの界面のスケール側に濃化し、スケールの成長を抑えると共に、スケールを緻密にする効果がある。この効果を得るには、０．１ｍａｓｓ％以上の添加が必要であり、多量添加は溶接熱影響部の靭性を劣化させることから、その上限を１．０ｍａｓｓ％とする。
【００２４】
また、必要に応じて下記の合金成分のうち一種、または二種以上を添加することができる。
【００２５】
Ｃｕ：０．５ｍａｓｓ％以下
Ｃｕは、強度及び耐食性を向上させる効果を有する。多量添加はスラブの熱間割れの発生原因となるため、その上限を０．５ｍａｓｓ％とする。
【００２６】
Ｎｉ：１．０ｍａｓｓ％以下
Ｎｉは、強度と靭性とを共に向上させる効果を有する。多量添加は経済性を著しく損なうため、その上限を１．０ｍａｓｓ％以下とする。
【００２７】
Ｍｏ：１．０ｍａｓｓ％以下
Ｍｏは、焼入れ性を高める効果および焼き戻し軟化抵抗を高める効果を有する。多量添加は溶接熱影響部を劣化させることから、その上限を１．０ｍａｓｓ％とする。
【００２８】
Ｎｂ：１．０ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．２ｍａｓｓ％以下、Ｔｉ：０．０２ｍａｓｓ％以下
Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉは、鋼中に炭窒化物として析出して、強度を高める効果に加え、鋼のミクロ組織を細粒化することにより強度と母材靭性、溶接熱影響部の靭性を共に向上させる効果を有する。各元素共、多量添加は、溶接熱影響部の靭性を大幅に劣化させるため、その上限をＮｂは１．０ｍａｓｓ％以下、Ｖは０．２ｍａｓｓ％以下、Ｔｉは０．０２ｍａｓｓ％以下とする。
【００２９】
次に製造条件についての限定理由を述べる。
【００３０】
この発明による方法は、上記組成の鋼の加熱工程と、熱間圧延工程と、その後の冷却工程を備える。
【００３１】
加熱工程：１０５０〜１３００℃
上記圧延前の鋼の加熱温度としては特に制限は設けないが１０５０〜１３００℃の範囲内にすることが望ましい。上記加熱温度を１０５０℃未満とすると、熱間変形抵抗の増大により、十分な形状を得ることが出来ない場合や、圧延割れを生じるばかりでなく、特に鋳片を用いた場合には均質化が十分に行われずその後の特性に悪影響を及ぼす。また、加熱温度が１３００℃を超えた場合は、結晶粒が粗大化し、特に製品の靭性を損なう場合がある。従って、加熱温度は、１０５０〜１３００℃の温度範囲内とするのが望ましい。
【００３２】
圧延工程
最終デスケーリング：９６０℃以下、仕上圧延温度： ８４３〜９６０℃
熱間圧延を行い、９６０℃以下で最終デスケーリングを、８４３〜９６０℃の温度範囲で圧延を終了する。最終デスケーリング温度を９６０℃超とすると、膨れ状のスケール欠陥が生じ易くなり、スケールの密着性を著しく害する。９６０℃以下で圧延を行うことにより、膨れ状のスケールを抑えると共に、必要以上のスケールの成長を抑える。また、８４３℃未満では、変形抵抗が大きくなるために材料の成形が困難になるばかりでなく、スケールが破砕され、外観上いわゆる赤スケールになる傾向がある。従って、最終デスケーリング温度は、９６０℃以下、圧延仕上温度は、８４３〜９６０℃の温度範囲内に限定する。
【００３３】
冷却工程
６００〜４００℃での平均冷却速度０．０５℃／秒〜０．５℃／秒
圧延終了後、６００〜４００℃までを０．０５℃／秒〜０．５℃／秒の平均冷却速度で徐冷する。この冷却条件で冷却することにより、生産性を害することなく、密着性を確保するのに十分なスケールの変態(ウスタイト→マグネタイト)を生じさせることができる。なお、圧延終了後、徐冷までの冷却、また徐冷終了後、常温までの冷却については、特に制限は設けない。すなわち、圧延終了後、徐冷までを放冷しても水冷しても差し支えない。６００〜４００℃での平均冷却速度を０．０５℃／秒〜０．５℃／秒にするための具体的な方法としては、冷却床に保温カバーを設置する等がある。
【００３４】
以上説明したこの発明により、矯正時に剥離が生じず、外観・塗装性が良好である密着性の良いスケールを有する圧延形鋼を製造することができる。
【００３５】
【実施例】
次に、この発明を実施例によりさらに説明する。
【００３６】
（実施例１）
表１の化学成分を図１のような山形鋼に圧延し、圧延後、常温でレベラーにより矯正を行い、矯正後の外観、スケール剥離率を測定した。この結果を、表２に示す。
【００３７】
【表１】
0003688643.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003688643.tif 000003
【００３９】
表２から明らかなように、本発明例であるサンプル番号：５、６、９、１１、１３は、矯正後の外観も良好であり、剥離率も低く、良好な密着性を有するスケールが得られた。
【００４０】
これに対して、本発明範囲内のＣｒを含む符号（１）〜（４）の鋼であっても、サンプル番号：１、２、１０、１２は、最終デスケーリング温度が本発明範囲を超えるので、表面のスケール厚が厚く、部分的に膨れ状のスケール欠陥が見られ、矯正後のスケール剥離率も高い値を示していた。
【００４１】
サンプル番号３、４、８は、６００〜４００℃間の冷却速度が本発明範囲よりも大きいので、矯正前の外観は比較的良好であったが、矯正後はスケール剥離率が高くなった。
【００４２】
サンプル番号：７は、圧延終了温度が本発明範囲より低いので、表面が赤スケールで覆われており、矯正後のスケールは著しく剥がれ外観も不良であった。
【００４３】
Ｃｒ含有量が本発明範囲外の符号（５）、（６）の鋼を用いたサンプル番号：１４〜１８は、矯正によりスケールは剥離しており、外観も不良であった。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、製造効率を低下させることなく、圧延時および矯正工程でのスケール剥離がなくなり、しかも、外観および塗装性等に優れた圧延形鋼を製造することができるといった有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１で圧延した山形鋼を示す断面図である。
【図１】
0003688643.tif 000004