(57)【要約】【課題】Ｎを含有する高Cr鋼片に対して、必要最低限の手入れを適切に施す方途を与えることによって、表面疵の少ない高Cr鋼片の製造方法を確立する。【解決手段】Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下およびＮ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下を含有する鋼に連続鋳造を施して鋳片とし、次いで該鋳片に圧延を施して鋼片を製造するに当たり、Ｎの含有量［Ｎ（ppm）］がＣｒ含有量［Ｃｒ（mass％）］の４４．７倍を超える場合は、前記鋳片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍの深さにわたる表層を除去する。【選択図】図１
2006281267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下およびＮ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下を含有する鋼に連続鋳造を施して鋳片とし、次いで該鋳片に圧延を施して鋼片を製造するに当たり、Ｎの含有量［Ｎ（ppm）］がＣｒ含有量［Ｃｒ（mass％）］の４４．７倍を超える場合は、前記鋳片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍの深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、連続鋳造時に鋳型内に溶鋼を供給する浸漬ノズルから溶鋼とともに不活性ガスの吹き込むを行う際、該不活性ガスの吹き込み量が８Ｎｌ／minを超える場合は、前記鋳片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍおよび１．２ｍｍのいずれか大きい深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【請求項３】
Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下およびＮ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下を含有する鋼に連続鋳造を施して鋳片とし、次いで該鋳片に断面減少率Ｒの圧延を施して鋼片を製造するに当たり、Ｎの含有量［Ｎ（ppm）］がＣｒ含有量［Ｃｒ（mass％）］の４４．７倍を超える場合は、前記鋼片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍの深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、連続鋳造時に鋳型内へ溶鋼を供給する浸漬ノズルから溶鋼とともに不活性ガスの吹き込みを行う際、該不活性ガスの吹き込み量が８Ｎｌ／minを超える場合は、前記鋼片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍおよび０．１２Ｒ1/2ｍｍのいずれか大きい深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシームレスパイプの素材となる丸ビレットや、スラブおよびブルームなどの鋼片、特に表面疵の少ない高Cr鋼片の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Cr含有率の高い高Cr鋼は、シームレスパイプを始めとして各種鋼製品の素材として広く使用されている。具体的には、連続鋳造により得られた鋳片をそのまま使用するか、さらに加熱して熱間加工を施してビレットなどの鋼片として使用されるのが通例である。
【０００３】
この高クロム鋼を素材として、例えばシームレスパイプを製造すると、普通鋼を素材とした場合に比較して、製品における表面欠陥の発生率が高い。すなわち、ボイラー用パイプなどは高温環境で使用されるために、その素材となる高クロム鋼にクリープ強さが求められるところから、炭窒化物の形成を目的として窒素（Ｎ）を添加する。そして、この窒素を添加した鋼から連続鋳造により鋳片を製造すると、鋳造時に発生する窒素ガスに起因して鋳片にブローホールが発生し、このブローホールがパイプ製造工程以降も残存する結果、製品の表面疵となるのである。
【０００４】
従って、従来は、連続鋳造により製造された鋳片を一旦冷却し、鋳片の表層を研削することにより表面欠陥を除去していた。しかし、全ての鋳片を全面的に研削除去するため、極めて効率が低くて製造コストの増大を余儀なくされ、工業生産上重大な問題となっていた。
【０００５】
これに対して、特許文献１には、鋼のCr含有量と窒素含有量とを管理することが提案されている。かように添加成分を厳密に制御することにより、確かにブローホールの発生を抑制することができるが、特にＮ含有量を厳密に制御するのは実操業上難しいために、工業的規模の生産には不向きであった。
【特許文献１】特開２００３−４１３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、Ｎを含有する高Cr鋼片に対して、必要最低限の手入れを適切に施す方途を与えることによって、表面疵の少ない高Cr鋼片の製造方法を確立することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは、鋼中Ｎ量が高い高Cr鋼片における表面欠陥について種々の実験調査を重ねたところ、連続鋳造において鋼中Ｎ分圧が凝固位置における大気圧および溶鋼静圧の和を超えると、Nガスが気泡として鋼中から析出してくることを見出した。そして、連続鋳造時に鋳型内へ溶鋼を供給する浸漬ノズルから溶鋼とともに不活性ガスの吹き込みを行う場合は、この吹き込みガスが気泡生成サイトとなって過飽和Ｎが気胞となるか、あるいは鋼中に介存物が存在すると、気泡が凝固の進行に伴いパイプ状に成長し、鋳片のかなり深い位置、例えば表面から10mm程度の深さにまで到達することがあり、かような気泡がビレット形状に圧延した鋼片に残存する結果、多数の表面疵となることを明らかにした。 
【０００８】
さらに、鋳片表層における気泡の数は、気泡析出の核となる異物の量にほぼ比例し、またその深さは溶鋼の組成に依存するが、ほぼ鋼中のN濃度から飽和Ｎ濃度を差し引いた過剰N量に比例することも明らかとなった。
【０００９】
以上の知見を総合し、発明者らは本発明を為すに至った。すなわち、本発明の要旨は、次の通りである。
（１）Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下およびＮ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下を含有する鋼に連続鋳造を施して鋳片とし、次いで該鋳片に圧延を施して鋼片を製造するに当たり、Ｎの含有量［Ｎ（ppm）］がＣｒ含有量［Ｃｒ（mass％）］の４４．７倍を超える場合は、前記鋳片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍの深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【００１０】
（２）上記（１）において、連続鋳造時に鋳型内に溶鋼を供給する浸漬ノズルから溶鋼とともに不活性ガスの吹き込むを行う際、該不活性ガスの吹き込み量が８Ｎｌ／minを超える場合は、前記鋳片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍおよび１．２ｍｍのいずれか大きい深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【００１１】
（３）Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下およびＮ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下を含有する鋼に連続鋳造を施して鋳片とし、次いで該鋳片に断面減少率Ｒの圧延を施して鋼片を製造するに当たり、Ｎの含有量［Ｎ（ppm）］がＣｒ含有量［Ｃｒ（mass％）］の４４．７倍を超える場合は、前記鋼片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍの深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【００１２】
（４）上記（３）において、連続鋳造時に鋳型内へ溶鋼を供給する浸漬ノズルから溶鋼とともに不活性ガスの吹き込みを行う際、該不活性ガスの吹き込み量が８Ｎｌ／minを超える場合は、前記鋼片の｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍおよび０．１２Ｒ1/2ｍｍのいずれか大きい深さにわたる表層を除去することを特徴とする高Ｃｒ鋼片の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、表面欠陥を除去する手入れの必要な鋳片または鋼片と手入れの不要な鋳片または鋼片との区別を明確にしたことによって、手入れ対象量を大幅に削減することができる。
【００１４】
また、除去対象となる表面欠陥の深さについても指針が与えられるため、表面欠陥部分の除去を過不足なく行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の方法について、具体的に説明する。
本発明で対象とする鋼片は、Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下およびＮ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下を含有するものとする。
Ｃｒ：８mass％以上１０mass％以下
Ｃｒは、高温での耐食性、耐酸化性の要求特性と、高価なＣｒ添加によるコスト増との兼ね合いから、８〜１０mass%の範囲である。
【００１６】
Ｎ：０．０３mass％以上０．０５mass％以下
Ｎは、多量に含有する程、高価でのクリープ強度を高めるが、一方で０．０５mass%を超えると凝固時にＮ2気泡となり、これが圧延時に微細な割れ疵となる。又、０．０３mass%未満ではＩＳＯで要求されるクリープ強度を満足しない。
【００１７】
本発明の高Ｃｒ鋼片は、上記の範囲のＣｒおよびＮを含み残部はＦｅおよび不可避的不純物であるが、必要に応じてＮｉ，Ｍｏ，Ｓｉ，Ｍｎ，ＶおよびＮｂを、それぞれ０．２mass％、１．２mass％、０．６mass％、０．６mass％、０．２５mass％および０．１２mass％を上限とする範囲で含有してもよい。
【００１８】
以上の成分組成に調整された鋼は、連続鋳造にて鋳片としたのち、該鋳片に圧延を施して鋼片とする。そして、かくして得られた鋼片の成分組成において、Ｎの含有量［Ｎ（ppm）］（以下、単に［Ｎ］と示す）がＣｒ含有量［Ｃｒ（mass％）］（以下、単に［Ｃｒ］と示す）の４４．７倍を超える場合は、
（Ａ）鋳片において｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５｝ｍｍの深さにわたる表層を除去すること、
（Ｂ）鋼片において｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍの深さにわたる表層を除去すること
のいずれかの手入れを行うことが肝要である。
【００１９】
ここで、手入れを行う鋼片を、［Ｎ］＞４４．７［Ｃｒ］の成分組成のものに限定したのは、鋼中での飽和Ｎ濃度が４４．７［Ｃｒ］であり、この飽和Ｎ濃度を超えるＮが上述のブローホールの原因になるからである。一方、［Ｎ］≦４４．７［Ｃｒ］の成分組成を有する鋼片は、過剰Ｎに起因して表面欠陥が発生する可能性が低いために、手入れ対象から除外して手入れ工程の短縮化を実現する。
【００２０】
なお、飽和Ｎ濃度を４４．７［Ｃｒ］としたのは、経験上、この値を超えると鋳片のＣ断面に気泡が確認されるようになるためである。
【００２１】
次に、［Ｎ］＞４４．７［Ｃｒ］の成分組成を有する鋼片については、鋳片または鋼片の段階にて、それぞれ適切な深さまでの表層を除去する。
まず、鋳片の段階で手入れを行う場合は、該鋳片における｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５｝ｍｍの深さにわたる表層を除去することが肝要である。すなわち、図１に、Ｎと気泡位置分布の最大深さとの関係を示すように、気泡位置分布の最大深さは、鋼中Ｎ量の増加に応じて深くなり、Ｃｒ量の増加に応じて浅くなる。そして、この最大深さをＮ量（mass ppm）とＣｒ量（mass%）で整理したところ、最大深さは｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５（ｍｍ）とよく一致することがわかった。したがって｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５｝ｍｍ深さの表層を除去することによって、凝固時に生成する気泡によるビレット表面の割れ欠陥を未然に防止できる。
【００２２】
一方、鋼片の段階で手入れを行う場合は、該鋼片における｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍの深さにわたる表層を除去することが肝要である。ここで、Ｒは、鋳片から鋼片に加工する際の圧延における断面減少率（％）である。
すなわち、図１に示す気泡残存範囲が圧延により伸延され、厚みが減少した後の深さとして算出される｛（［Ｎ］−４４．７［Ｃｒ］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍ深さの表層を除去することによって、ビレット表層の割れ欠陥を効率的に除去できる。
【００２３】
なお、上記の表面手入れをどの段階で行うのかは、所有する生産設備の仕様、手入れ除去効率、コストを勘案し、最も適した方法を選択する。
【００２４】
また、連続鋳造において、鋳型内に溶鋼を供給する浸漬ノズルの閉塞を防止するために、該ノズルから溶鋼とともにＡｒなどの不活性ガスの吹き込むことが行われるが、特に不活性ガスの吹き込み量が８Ｎｌ／minを超える場合は、上記鋳片において除去する表層の深さを、｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍおよび１．２ｍｍのいずれか大きい方とする。
【００２５】
すなわち、浸漬ノズルからの不活性ガスの吹き込み量が８Ｎｌ／minを超えると、鋼中Ｎ濃度に依らず鋳造表層１．２mm以内の範囲で気泡が残存し、又はその気泡を核として、鋼中Ｎが析出する。
従って、上記鋳片におけるブローホールの発生域が変化する可能性があり、表層の深さを、｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５｝ｍｍおよび１．２ｍｍのいずれか大きい方とする必要がある。
【００２６】
同様に、鋼片において除去する表層の深さを、｛（［Ｎ（ppm）］−４４．７［Ｃｒ（mass％）］）／２５０Ｒ1/2｝ｍｍおよび０．１２Ｒ1/2ｍｍのいずれか大きい方とする。
なぜなら、圧延後の気泡残存範囲は（１／１０）Ｒ1/2倍にまで減じられるからである。
以上説明したとおり、気泡位置分布の最大深さは、Ｎ量、Ｃｒ量、鋳型内への不活性ガスの吹込み量、さらに圧延が施された鋼片の場合には、その断面減少率によって変化するから、鋼片が鋳片である場合には、鋼中Ｎ量、鋼中Ｃｒ量、不活性ガスの吹込み量に基づいて前述のとおり最低限必要な手入れ深さを決定することができ、鋼片が圧延を施されたものである場合には、鋼中Ｎ量、鋼中Ｃｒ量、不活性ガスの吹込み量および断面減少率に基づいて最低限必要な手入れ深さを決定することができる。
【実施例】
【００２７】
表１に示す成分組成を有する鋼に、連続鋳造を施して鋳片とし、さらに圧延を施してビレット状の鋼片を製造した。その際、成分組成におけるＮ含有量（ppm）がＣｒ（mass％）含有量の４４．７倍を超える場合は、鋳片または鋼片の段階にて表２に示す表面研削を行った。かくして得られた鋼片について、その表面性状を調査した結果を表２に併記する。
【００２８】
なお、表２に示す以外の製造条件は、次の通りである。
連続鋳造：タンディッシュ溶鋼過熱度ΔＴｔ＝１０〜５０℃、鋳造速度：０．４〜２．５ｍ／ｍｉｎとしてそれぞれの鋼について、１００〜３５０mmφの丸ビレット、２７０mm×２７０mm、３００mm×４００mm、４００mm×５６０mmの角ブルーム、２００〜２７５mm厚×５００〜８００mm幅のスラブを連続鋳造により製造し鋳片とした。
【００２９】
【表１】
2006281267.tif 000003
【００３０】
【表２】
2006281267.tif 000004
【００３１】
表２から、鋼片の手入れ量を本発明の範囲として行った場合には良好な表面性状が得られることがわかる。一方、手入れ量が本発明の範囲に満たない場合には、表面に疵が残っていることがわかる。また、従来は中間製品である丸ビレットの100％をグラインダーにより手入れし割れ疵を除去していたが、本発明による手入れ対象の区分けにより、20％以下にまで手入れ対象量を削減することができ、また手入れによる製品歩留まりロスを従来の1／20以下にまで低減することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】鋼中Ｎ量と気泡位置分布の最大深さとの関係を示す図である。
【図１】
2006281267.tif 000005