(57)【要約】【課題】熱間圧延薄鋳造ストリップ品を提供する。【解決手段】双ロール鋳造機を組立て、造られる鋳造ストリップが０．２５重量％超で１重量％までの炭素、０．４０〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなるような組成で溶鋼の鋳造溜めを形成し、鋳造ロールを互いに逆方向に回転させて金属殻を凝固させ鋼ストリップを形成し、１０％及び３５％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であるよう鋼ストリップを熱間圧延し、熱間圧延鋼ストリップを５５０〜７５０℃の温度で巻取ることにより微細構造の大部分がパーライトで構成され、ベイナイト及び針状フェライトが含まれる、諸段階で造られる熱間圧延鋼ストリップ。鋼は５〜５０ｐｐｍ又は２５〜４５ｐｐｍの遊離酸素含有量を有してよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．５〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなり、パーライト、ベイナイト及び針状フェライトを含む微細構造を有する、双ロール鋳造と熱感圧延により造られる熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項２】
溶鋼の遊離酸素含有量が５〜５０ｐｐｍである、請求項１に記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項３】
溶鋼の遊離酸素含有量が２５〜４５ｐｐｍである、請求項１又は２に記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項４】
鋼ストリップの厚みが２．５ｍｍ未満である、請求項１乃至３のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項５】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのマンガン含有量が０．６〜１．０重量％であるような組成である、請求項１乃至４のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項６】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのニオブ含有量が０．０１〜０．２％であるような組成である、請求項１乃至５のいずれかに記載の熱間圧延された鋼ストリップ。
【請求項７】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成が０．０５〜０．５０％のモリブデン、０．０１〜０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物から成る群から選択された少なくとも一つの成分を含む組成を備えた、請求項１乃至６のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項８】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に少なくとも８００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項１乃至７のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項９】
０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．５〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなり、ベイナイト、マルテンサイト、針状フェライト及び５％未満のポリゴナルフェライトを含む微細構造を有する、双ロール鋳造と熱感圧延により造られる熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１０】
溶鋼の遊離酸素含有量が５〜５０ｐｐｍである、請求項９に記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１１】
溶鋼の遊離酸素含有量が２５〜４５ｐｐｍである、請求項９又は１０に記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１２】
鋼ストリップの厚みが２．５ｍｍ未満である、請求項９乃至１１のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１３】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのマンガン含有量が０．６〜１．０重量％となるような組成である、請求項９乃至１２のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１４】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのニオブ含有量が０．０１〜０．２％となるような組成である、請求項９乃至１３のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１５】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成が０．０５〜０．５０％のモリブデン、０．０１〜０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つの成分を含む組成を備えた、請求項９乃至１４のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１６】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に少なくとも８００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項９乃至１５のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１７】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に１１００〜１４００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項９乃至１６のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１８】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に１４００〜１７００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項９乃至１７のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップ。
【請求項１９】
横方向に位置決めされて間にロール間隙を形成する鋳造ロールを備えた内部冷却ロール鋳造機を組立て、ロール間隙上方で鋳造ロール上に支持されて側部堰により鋳造ロールの端に隣接画成される溶鋼の鋳造溜めを形成し、溶鋼は、溶鋼から造られる熱間圧延薄鋳造ストリップの組成が０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．５〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなるような組成であり、
鋳造ロールを互いに逆方向に回転させることによって、鋳造ロールが鋳造溜め内を動くにつれて鋳造ロール上に金属殻を凝固させ、
金属殻から、鋳造ロール間のロール間隙を介し下方に移動する鋼ストリップを形成し、
１５〜２３％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内となるよう鋼ストリップを熱間圧延し、
熱間圧延鋼ストリップを６４０〜７１０℃の温度で巻取ることにより、微細構造には、パーライト、ベイナイト及び針状フェライトを含み、
ストリップの微細構造は、パーライトが、ベイナイトや針状フェライトに比べて多くある、諸段階からなる熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２０】
１５〜２３％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であるよう鋼ストリップを熱間圧延する段階からなる、請求項１９に記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２１】
溶鋼の遊離酸素含有量が５〜５０ｐｐｍである、請求項１９又は２０に記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２２】
溶鋼の遊離酸素含有量が２５〜４５ｐｐｍである、請求項１９乃至２１のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２３】
鋼ストリップの厚みが２．５ｍｍ未満である、請求項１９乃至２２のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２４】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのマンガン含有量が０．６〜１．０重量％となるような組成である、請求項１９乃至２３のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２５】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのニオブ含有量が０．０１〜０．２％となるような組成である、請求項１９乃至２４のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２６】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成が０．０５〜０．５０％のモリブデン、０．０１〜０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つの成分を含む組成を備えた、請求項１９乃至２５のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２７】
熱間圧延鋼ストリップを溶融メッキ被覆することにより亜鉛又は亜鉛合金の被覆を提供する段階から更になる、請求項１９乃至２６のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２８】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に少なくとも８００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項１９乃至２７のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項２９】
横方向に位置決めされて間にロール間隙を形成する鋳造ロールを備えた内部冷却されたロール鋳造機を組立て、ロール間隙上方で鋳造ロールに支持されて側部堰により鋳造ロールの端に隣接画成される溶鋼の鋳造溜めを形成し、溶鋼は、溶鋼から造られる熱間圧延薄鋳造ストリップの組成が０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．５〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなるような組成であり、
鋳造ロールを互いに逆方向に回転させることによって、鋳造ロールが鋳造溜め内を動くにつれて鋳造ロール上に金属殻を凝固させ、
金属殻から、鋳造ロール間のロール間隙を介し下方に移動する鋼ストリップを形成し、
１５〜２３％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であるよう鋼ストリップを熱間圧延し、
熱間圧延鋼ストリップを６４０〜７１０℃の温度で巻取ることにより、微細構造には、ベイナイト、マルテンサイト及び針状フェライト、５％未満のポリゴナルフェライトを有し、
ストリップの微細構造には、ベイナイト、マルテンサイト、針状フェライトが、５％未満のポリゴナルフェライトよりも多くある、諸段階からなる熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３０】
溶鋼が５〜５０ｐｐｍの遊離酸素含有量を有する、請求項２９に記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３１】
溶鋼が２５〜４５ｐｐｍの遊離酸素含有量を有する、請求項２９又は３０に記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３２】
鋼ストリップの厚みが２．５ｍｍ未満である、請求項２９乃至３１のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３３】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのマンガン含有量が０．６〜１．０重量％であるような組成を有する、請求項２９乃至３２のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３４】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップのニオブ含有量が０．０１〜０．２％であるような組成である、請求項２９乃至３３のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３５】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成が０．０５〜０．５０％のモリブデン、０．０１〜０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つの成分を含む組成を備えた、請求項２９乃至３４のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３６】
熱間圧延鋼ストリップを溶融メッキ被覆することにより亜鉛又は亜鉛合金の被覆を提供する段階を更に含む諸段階で造られる、請求項２９乃至３５のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３７】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に少なくとも８００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項２９乃至３６のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３８】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に１１００〜１４００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項２９乃至３７のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【請求項３９】
１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に１４００〜１７００ＭＰａの引張り強さを有する、請求項２９乃至３８のいずれかに記載の熱間圧延鋼ストリップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延薄鋳造ストリップ品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
双ロール鋳造機において、互いに逆方向に回転され、内部冷却された一対の鋳造ロール間に溶融金属を導くことにより、動いているロールの表面上に凝固した金属殻を、鋳造ロール間のロール間隙にて合わせて凝固ストリップ品を生み出し、鋳造ロール間のロール間隙から下方に送給する。本明細書では「ロール間隙」という語は鋳造ロールが最接近する領域全般を指すものとして用いられる。取鍋から注いだ溶融金属は、ロール間隙上方に位置したタンデイッシュとコアノズルとからなる金属供給システムを通り、ロール間隙上方でロール鋳造表面に支持されロール間隙長さ方向に延びる溶融金属鋳造溜めを形成する。この鋳造溜めは、鋳造溜めの両端から溢流しないようロール端面に摺動係合保持される耐火材製の側部板又は側部堰の間に通常画成される。鋳造されたストリップは通常は熱間圧延機へと送られて、１０％以上の熱間圧下を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】アメリカ特許第５，１８４，６６８号
【特許文献２】アメリカ特許第５，２７７，２４３号
【特許文献３】アメリカ特許第５，４８８，９８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バンド掛けやストラッピング(banding or strapping)等、ある種の鋼用途では中高炭素パーライト鋼が望まれており、建築用の壁繋ぎ(wall-tie)等、ある種の用途では高強度と控えめな強靱性(controlled toughness)が必要とされている。通常、パーライトは強度の増加と衝撃強靱性の低下をもたらす。従来、パーライト微細構造(microstructure)は、約３．０ｍｍを越える厚みの中高炭素鋼ストリップを熱間圧延し、緩やかに冷却することにより得られた。１．０〜１．５ｍｍ等の薄ストリップを得るには冷間圧延と焼きなましを複数回繰返すことが必要であり、パーライトがなくならないまでも粗になり、鋼強度が減少する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の諸段階により造られる、熱間圧延鋼ストリップを開示する。
横方向に位置決めされて間にロール間隙を形成する鋳造ロールを備えた内部冷却ロール鋳造機を組立て、ロール間隙上方で鋳造ロール上に支持されて側部堰により鋳造ロールの端に隣接画成される溶鋼の鋳造溜めを形成し、溶鋼は、溶鋼から造られる熱間圧延薄鋳造ストリップの組成が０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．４〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムから成るような組成であり、
鋳造ロールを互いに逆方向に回転させることにより、鋳造ロールが鋳造溜め内を動くにつれて鋳造ロール上に金属殻を凝固させ、
金属殻から、鋳造ロール間のロール間隙を介し下方に移動する鋼ストリップを形成し、
１０％及び３５％圧下での機械的性質が降伏強さ(yield strength)、引張り強さ(tensile strength)、破断伸び(total elongation)について１０％以内となるよう鋼ストリップを熱間圧延し、
熱間圧延鋼ストリップを５５０〜７５０℃の温度で巻取ることによって微細構造の大部分がパーライトで構成される。
【０００６】
熱間圧延され、巻取られたストリップの微細構造は、ベイナイト及び針状フェライトからも構成されていてよい。
【０００７】
若しくは、熱間圧延の段階は、１５％及び３５％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であるようなものであってよい。別の選択肢としては、１５〜３５％圧下の全範囲にわたって機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であってよい。若しくは、１０〜３５％圧下の全範囲にわたって機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であってよい。
【０００８】
鋳造される溶鋼の遊離酸素含有量は、５〜５０ｐｐｍ若しくは２５〜４５ｐｐｍであってよい。全酸素含有量は２０ｐｐｍを上回り、典型的には１００ｐｐｍ未満であってよい。
【０００９】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成のマンガン含有量が０．９〜１．３重量％であるような組成であってよい。若しくは又は加えて、溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成のニオブ含有量が約０．０１〜０．２％であるような組成でよい。若しくは又は加えて、溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成が約０．０５〜約０．５０％のモリブデン、約０．０１〜約０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つの素子からなるような組成でよい。熱間圧延鋼ストリップは、１５％及び３５％の熱間圧延圧下後、少なくとも８００ＭＰａの引張り強さを有してよい。
【００１０】
熱間圧延鋼ストリップを造る段階は、熱間圧延鋼ストリップを溶融メッキ被覆して亜鉛又は亜鉛合金の被覆を造ることを含んでよい。
【００１１】
若しくは、熱間圧延鋼ストリップは以下の段階で造ることができる。
横方向に位置決めされて間にロール間隙を形成する鋳造ロールを備えた内部冷却ロール鋳造機を組立て、ロール間隙上方で鋳造ロール上に支持されて側部堰により鋳造ロールの端に隣接画成される溶鋼の鋳造溜めを形成し、溶鋼は、溶鋼から造られる熱間圧延薄鋳造ストリップの組成が０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．５〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなるような組成であり、
鋳造ロールを互いに逆方向に回転させることによって、鋳造ロールが鋳造溜め内を動くにつれて鋳造ロール上に金属殻を凝固させ、
金属殻から、鋳造ロール間のロール間隙を介し下方に移動する鋼ストリップを形成し、
１０％及び３５％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内となるよう鋼ストリップを熱間圧延し、
熱間圧延鋼ストリップを２００〜５５０℃の温度で巻取ることにより微細構造の大部分がベイナイト、マルテンサイト及び針状フェライトから構成される。
【００１２】
熱間圧延され、巻取られた鋼ストリップの微細構造は５％未満のポリゴナルフェライトを有してよい。
【００１３】
若しくは、熱間圧延の段階は、１５％及び３５％圧下での機械的性質が降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であるようなものであってよい。更に別の選択肢では、１５〜３５％圧下の全範囲にわたって機械的性質は降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であってよい。若しくは、１０〜３５％圧下の全範囲にわたって機械的性質は降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内であってよい。
【００１４】
鋳造された溶鋼の遊離酸素含有量は、５〜５０ｐｐｍ又は２５〜４５ｐｐｍであってよい。全酸素含有量は２０ｐｐｍを上回り、典型的には１００ｐｐｍ未満であってよい。
【００１５】
溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップ組成のマンガン含有量が０．９〜１．３重量％であるような組成でよい。若しくは又は加えて、溶鋼は、熱間圧延鋼ストリップの組成のニオブ含有量が約０．０１〜０．２％であるような組成でよい。若しくは又は加えて、溶鋼の組成は、熱間圧延鋼ストリップの組成が約０．０５〜約０．５０％のモリブデン、約０．０１〜約０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つの成分からなるような組成でよい。熱間圧延鋼ストリップは１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に少なくとも１１００ＭＰａの引張り強さを有してよい。若しくは、熱間圧延鋼ストリップは１５％及び３５％の熱間圧延圧下後に約１１００〜１７００ＭＰａの引張り強さを有してよい。
【００１６】
熱間圧延鋼ストリップを造る段階は、熱間圧延鋼ストリップを溶融メッキ被覆して亜鉛又は亜鉛合金の被覆を提供することを含んでよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】インライン熱間圧延機とコイラを組み込んだストリップ鋳造設備を示す。
【図２】双ロールストリップ鋳造機の詳細を示す。
【図３Ａ】１８％の熱間圧延圧下後に６００℃で巻取りした比較の０．１９％炭素鋼の光学的顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】３８％の熱間圧延圧下後に６００℃で巻取りした比較の０．１９％炭素鋼の光学的顕微鏡写真である。
【図４Ａ】粒界フェライト及び微細層状パーライトを含む微細構造を示す、０．４６％炭素鋼の光学的顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】粒内針状フェライトを示す、０．４６％炭素鋼の光学的顕微鏡写真である。
【図５】微細層状構造を示す、０．４６％炭素鋼の薄箔像の電子顕微鏡写真である。
【図６】０．３〜０．４％炭素量の試料での、引張り強さ、降伏強さ及び伸びに対する酸素量の作用を示すグラフである。
【図７】約１５〜２３％の圧下での、引張り強さ、降伏強さ及び伸びに対する熱間圧延圧下の作用を示すグラフである。
【図８】約１１８０〜１３００ｏＦ（約６４０〜７００℃）の巻取り温度での、引張り強さ、降伏強さ及び伸びについての巻取り温度の作用を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を以下、添付図面に関し例示の形で記述する。
【００１９】
図１は鋼ストリップを連続的に鋳造するストリップ鋳造機の連続する部分を示す。図１及び図２に示す双ロール鋳造機１１が連続的に製造する鋳造鋼ストリップ１２は移行路１０を通り、ガイドテーブル１３を横切ってピンチロール１４Ａを備えたピンチロールスタンド１４に至る。ピンチロールスタンド１４を出た直後にストリップは、一対の圧下ロール１６Ａとバックアップロール１６Ｂを備えた熱間圧延機１６内へと通され、そこで鋳造ストリップは熱間圧延されて所望厚みに減少される。熱間圧延されたストリップはランアウトテーブル１７上を通り、そこでストリップは対流、水ジェット１８（又は他の適宜手段）を介して供給される水との接触、及び放熱により冷却できる。圧延され冷却されたストリップは次いで、一対のピンチロール２０Ａからなるピンチロールスタンド２０を通り、更にはコイラ１９に至る。鋳造ストリップの最終的な冷却は巻取り後に行われる。
【００２０】
図２に示すように、双ロール鋳造機１１を構成する主機械フレーム２１が支持する一対の横方向に位置決めされた鋳造ロール２２は鋳造表面２２Ａを有する。鋳造作業中に溶融金属が取鍋（図示せず）からタンデイッシュ２３へ、そして耐火シュラウド２４を介し分配器又は可動タンデイッシュ２５へ、更には分配器２５から金属送給ノズル２６を介しロール間隙２７上方の鋳造ロール２２間へと供給される。鋳造ロール２２間に送給された溶融金属がロール間隙上方に鋳造溜め３０を形成する。鋳造ロールの端で鋳造溜め３０を抑止するのが一対の側部閉止堰又は板２８であり、側板ホルダに接続された流体圧シリンダユニット（図示せず）を含む一対のスラスタ（図示せず）により鋳造ロールの端へと押圧される。（一般に「メニスカス」レベルと呼ばれる）鋳造溜め３０上面は、通常、送給ノズル下端より上となるので、送給ノズル下端が鋳造溜め３０内に浸漬される。鋳造ロール２２は内部が水冷されるので、ロールが鋳造溜めを通るにつれて、移動するロール表面上に殻が凝固し、それらがロール間のロール間隙２７にて合わされて鋳造ストリップ１２を造り、ストリップは鋳造ロール間のロール間隙から下方に送給される。
【００２１】
双ロール鋳造機は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、又はアメリカ特許出願第１２／０５０，９８７号に幾分詳しく例示且つ記述された種類のものであってよい。本発明の実施例で用いるのに適した双ロール鋳造機の適宜の構造的詳細についてはこれらの特許明細書を参照することができ、特許明細書の開示は相互参照によりここに組入れられる。
【００２２】
大きく見ると、本発明の熱間圧延鋼ストリップの組成は０．２５％超で約１．１％までの炭素を有して所望の強度及び微細構造と厚み３．０ｍｍ未満を提供し、厚みは２．５ｍｍ未満でもよい。若しくは、鋼ストリップは０．９〜２．０ｍｍの厚み範囲内でもよいし、１．０〜１．５ｍｍの範囲内でもよい。炭素レベルは、鋼ストリップの特定の用途では０．３０〜０．６０％であってよい。これらの高炭素鋼ストリップ品は、従来の鋼組成に必要な複数回の焼きなまし・冷間圧延を必要とすることなく同じ特性が得られるが、本鋼は特定の用途では更なる処理が望ましい場合もある。
【００２３】
我々は、薄ストリップ鋳造において、０．２５％超の炭素鋼のほうが普通低炭素鋼の場合よりも、固形殻内の液体の広い軟域温度範囲を呈することを見出した。広軟域温度範囲は、伝熱を高めるために、並びに、ロール形状について鋳造ロールの改変を必要とし得る。本発明に関する研究で研究されたヒート(heats:製鋼工程で得られる溶鋼)の組成を表１で見ることができる。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
鋼Ｋの組成は３５．２ｐｐｍの遊離酸素含有量を有し、５〜５０ｐｐｍ又は２５〜４５ｐｐｍの範囲内であった。全酸素は２０ｐｐｍを上回り、典型的には１００ｐｐｍ未満であった。比較の０．１９％炭素鋼は３７．６ｐｐｍの遊離酸素含有量を有した。
【００２６】
比較の０．１９％炭素鋼の組成を表１に示す。０．１９％炭素比較鋼中で得られた微細構造は複雑であり、図３Ａ及び図３Ｂに比較用に示す。微細構造の大部分は針状フェライトであり、少ない割合の粒界フェライトといくらかの非常に微細なパーライトを含んでいた。フェライトの体積分率は図３Ｂでは高めであり、高程度の熱間圧下を反映している。
【００２７】
本熱間圧延鋼ストリップの０．４６％炭素鋼の引張り特性を表２に、鋳放し（１．８１ｍｍ厚）での強さと圧延して（１．２６ｍｍ厚）の強さで、呈示している。記録された引張り強さは８００ＭＰａを超えていた。熱間圧延したままの状態で得られた微細構造の例を図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ａ及び図４Ｂ及び表２に示した０．４６％炭素鋼サンプルは、ランアウトテーブルの冷却促進部で水冷を適用することなく処理された（即ち、ストリップは空冷）。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
図４Ａ及び図４Ｂに示した微細構造は、比較鋼でのように非常にわずかなポリゴナルフェライトを含む。微細構造は、しばしばウィドマンステッテンフェライトの非常に微細な羽(feathers)に関連した、薄くて不連続の粒界フェライト網(networks of grain boundary ferrite)を含む。この炭素成分により与えられる高レベルの硬化性と、Ａ3温度とＡ1温度とのわずかな差がフェライトの成長を制限した。最終の微細構造の大部分が、非常に微細な層状空隙を有するパーライトからなり、図５に示した透過型電子顕微鏡を用いた顕微鏡検査で同定された。板間の層内空隙の計測は~５０〜１５０ｎｍにわたった。パーライトに加えて、粒内針状フェライトが存在し、薄いレンズ状構造を示した。
【００３０】
熱間圧延鋼ストリップは約５５０〜７５０℃の温度で巻取ることにより微細構造の大部分がパーライトで構成されるようにし、微細構造にはベイナイトと針状フェライトがあるようにしてよい。若しくは、熱間圧延鋼ストリップは約２００〜５５０℃の温度で巻取ることにより微細構造の大部分がベイナイト、マルテンサイト及び針状フェライトで構成されるようにし、微細構造に５％未満のポリゴナルフェライトがあるようにしてよい。
【００３１】
熱間圧延鋼の組成は、０．２５重量％超で１．１重量％までの炭素、０．４〜２．０重量％のマンガン、０．０５〜０．５０重量％のケイ素、０．０１重量％未満のアルミニウムからなってよい。マンガン含有量は０．４〜２．０重量％、又は０．４〜０．７重量％、又は０．６〜０．９重量％、又は０．７〜１．０重量％であってよい。加えて、鋳造される溶鋼の遊離酸素含有量は５〜５０ｐｐｍ又は２５〜４５ｐｐｍであってよい。全酸素含有量は２０ｐｐｍを上回り、典型的には１００ｐｐｍ未満であってよい。
【００３２】
図６〜図８に示す本鋼のサンプルを巻取り温度約６４０〜７１０℃、炭素量約０．３〜０．４％で製造した。図６に示したのは、炭素量０．３〜０．４％の異なるレベルでの引張り強さ、降伏強さ、破断伸びである。
【００３３】
本高炭素鋼では降伏強さ、引張り強さ、破断伸びに対する熱間圧下の作用が、 図７に示すように、相異なるレベルの熱間圧下で引張り強さ、降伏強さ、破断伸びが比較的安定する鋼特性となる。従来の斯かる鋼品では、熱間圧下を増加させるにつれて降伏強さ及び引張り強さが減少するのが通例である。対照的に、本鋼品では、降伏強さ、引張り強さ、破断伸びに対し、相異なる量の熱間圧下の作用が著しく減少する。図７に示すように、本高炭素鋼は少なくとも２５％圧下までの程度の熱間圧延圧下で比較的安定している。若しくは、本高炭素鋼は少なくとも３５％圧下までの程度の熱間圧延圧下で比較的安定している。１０％及び３５％圧下での機械的性質は降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内である。若しくは、１０〜３５％圧下の範囲全体にわたって機械的性質は降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内である。更に別の選択肢では、１５％及び３５％圧下での機械的性質は降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内である。若しくは、１５〜３５％圧下の範囲全体にわたって機械的性質は、降伏強さ、引張り強さ、破断伸びについて１０％以内である。
【００３４】
図８に示すように、約６４０〜７１０℃（１１８０〜１３００ｏＦ）の相異なる巻取り温度で引張り強さ、降伏強さ、破断伸びは比較的安定している。若しくは、本高炭素鋼は約５５０〜７５０℃の巻取り温度で比較的安定している。
【００３５】
溶鋼は、熱間圧延鋼組成物の組成が約０．０１〜０．２％のニオブ含有量からなるような組成であってよい。若しくは又は加えて、組成は約０．０５〜約０．５０％のモリブデン、約０．０１〜約０．２０％のバナジウム及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一つの成分からなってよい。
【００３６】
本発明を上記のように図面及び記述において詳細に例示及び開示してきたが、それは例示的なものであって限定的性格のものではなく、例示的な実施例を示し且つ記述したのみであって、以下の請求の範囲により記述された本発明の範囲内にあるあらゆる変更及び改変の保護が望まれていると理解すべきである。本発明の追加の特徴は本記述を考慮すれば当業者には明らかとなるであろう。本発明の範囲を逸脱することなく改変が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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