(57)【要約】【課題】生産性を低下させずにボトムクロップロスを低減できる分塊圧延用鋼塊を提供する。【解決手段】本発明の分塊圧延用鋼塊は、上下底が長方形で角錐台状のベース形状を有し、厚みが上底に向かって漸増する第一テーパ部、部分円柱凹面状の連結部及び厚みがベース形状まで漸増する第二テーパ部を下底側から順に有し、ベース形状の下底と長辺側側面とが成す傾斜角θ３が７０°以上８９°以下で、分塊圧延ロールの半径及び圧下量をｒ及びｄ、下底における厚み及びベース形状厚みをＤ及びＤ０とした場合、式（１）及び（２）を満たし、第一テーパ部の傾斜角θ２が８０°以上９０°未満、第二テーパ部の傾斜角θ１が４５°以上７５°以下、第一テーパ部の高さＨが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下、連結部の曲率半径が１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である。  ３×（ｒ×ｄ）０．５＜Ｄ＜５×（ｒ×ｄ）０．５  ・・・（１）  ０．５＜Ｄ／Ｄ０＜０．８  ・・・（２）【選択図】図１Ａ
2015182118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分塊圧延ロールを用いた圧延により質量が２０ｔ以上８０ｔ以下、厚みが２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の厚板用スラブを生成するために用いられ、上下底が長方形で軸中心に対称な角錐台状のベース形状を有する分塊圧延用鋼塊であって、
上記長方形の一対の長辺側側面に、ベース形状を基準として厚みが小さく上底に向かって漸増する第一テーパ部、この第一テーパ部に連続する部分円柱凹面状の連結部、及びこの連結部に連続し、厚みがベース形状まで漸増する第二テーパ部を下底側から順に有し、
上記ベース形状の中心軸を通り上下底の長辺と垂直な断面において、上記ベース形状の下底と長辺側側面を延長した第一仮想面とが成す傾斜角θ３が７０°以上８９°以下であり、
上記分塊圧延ロールの半径及び圧下量をｒ（ｍｍ）及びｄ（ｍｍ）、上記下底における厚み及びベース形状厚みをＤ（ｍｍ）及びＤ０（ｍｍ）とした場合、下記式（１）及び（２）を満たし、
上記断面において、上記下底と第一テーパ部とが成す傾斜角θ２が８０°以上９０°未満、上記下底と第二テーパ部を延長した第二仮想面とが成す傾斜角θ１が４５°以上７５°以下、第一テーパ部の高さＨが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、
上記断面を基準とする連結部の曲率半径が１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であることを特徴とする分塊圧延用鋼塊。
３×（ｒ×ｄ）０．５＜Ｄ＜５×（ｒ×ｄ）０．５  ・・・（１）
０．５＜Ｄ／Ｄ０＜０．８  ・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分塊圧延用鋼塊に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造法により得た鋼塊を一対の分塊圧延ロールで圧延して厚板用鋼を生成する場合、分塊圧延時に鋼塊の頭部及び底部に、厚み方向に折れ込む二枚板状のオーバーラップと幅方向中央部が圧延方向から視て凹形状となるフィッシュテールとが成長し形状不良部（以下、これらを含めてクロップと記す）となる。
【０００３】
クロップは、製品に使用できず切り捨てられる部分であるため、クロップによるロスを極限まで減らすことが分塊圧延の歩留り向上の上で重要な課題である。なお、鋼種によるが、鋼塊の頭部側では押湯部分に生ずる偏析不良部の切り捨て量が分塊圧延の歩留りに大きく影響し、頭部側のトップクロップによる分塊圧延の歩留りへの影響は小さい。
【０００４】
そこで、（１）底部を絞り形状とすることにより、分塊圧延時に発生するボトムクロップの大きさを低減する鋼塊（特開昭５６−５３８０２号公報参照）や、（２）分塊圧延を行う前に大径ロールによって鋼塊の底部に凹部を形成（噛み戻し圧延）することにより、鋼塊の底部を絞り形状とする鋼塊（特開昭５３−９３１５８号公報参照）が考案されている。
【０００５】
しかし、上記（１）の鋼塊でも、分塊圧延ロールの外径が小さい場合や分塊圧延ロールによる圧下量が小さい場合にはオーバーラップが生じ易く、ボトムクロップの大きさを十分に低減できないおそれがある。この理由は、圧延する鋼塊の厚さに比して分塊圧延ロールの外径が小さい又は圧下量が小さいと、分塊圧延ロールによって圧延される表層部のメタルが厚さ方向中央部のメタルよりも流動し易いため、鋼塊の端部にオーバーラップが生じ易くなるからである。
【０００６】
また、上記（２）の鋼塊でも、分塊圧延ロールの外径が小さい場合又は圧下量が小さい場合にはオーバーラップが生じ易く、ボトムクロップの大きさを十分に低減できないおそれがある。また、噛み戻し圧延は大径ロールによる強圧下が必要であるため設備改造が必要となるおそれや、噛み戻し圧延を実施するために生産性が低下するおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５６−５３８０２号公報
【特許文献２】特開昭５３−９３１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、分塊圧延して厚板用スラブを生成する際の生産性を低下させることなくボトムクロップロスを低減できる分塊圧延用鋼塊の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた発明は、一対の分塊圧延ロールを用いた圧延により質量が２０ｔ以上８０ｔ以下、厚みが２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の厚板用スラブを生成するために用いられ、上下底が長方形で軸中心に対称な角錐台状のベース形状を有する分塊圧延用鋼塊であって、上記長方形の一対の長辺側側面に、ベース形状を基準として厚みが小さく上底に向かって漸増する第一テーパ部、この第一テーパ部に連続する部分円柱凹面状の連結部、及びこの連結部に連続し、厚みがベース形状まで漸増する第二テーパ部を下底側から順に有し、上記ベース形状の中心軸を通り上下底の長辺と垂直な断面において、上記ベース形状の下底と長辺側側面を延長した第一仮想面とが成す傾斜角θ３が７０°以上８９°以下であり、上記分塊圧延ロールの半径及び圧下量をｒ（ｍｍ）及びｄ（ｍｍ）、上記下底における厚み及びベース形状厚みをＤ（ｍｍ）及びＤ０（ｍｍ）とした場合、下記式（１）及び（２）を満たし、上記断面において、上記下底と第一テーパ部とが成す傾斜角θ２が８０°以上９０°未満、上記下底と第二テーパ部を延長した第二仮想面とが成す傾斜角θ１が４５°以上７５°以下、第一テーパ部の高さＨが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、上記断面を基準とする連結部の曲率半径が１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である。
３×（ｒ×ｄ）０．５＜Ｄ＜５×（ｒ×ｄ）０．５  ・・・（１）
０．５＜Ｄ／Ｄ０＜０．８  ・・・（２）
【００１０】
当該分塊圧延用鋼塊は、上記下底における厚みＤ（ｍｍ）、分塊圧延ロールの半径ｒ（ｍｍ）及び圧下量ｄ（ｍｍ）が上記式（１）を満たすことにより、圧延時における鋼塊の表層部と中心部とのメタル流動の差が小さくなり、鋼塊端部に生ずるオーバーラップ又は厚み方向の凸形状の発生量を低減できるので分塊圧延の歩留りが向上する。また、当該分塊圧延用鋼塊は、曲率半径が上記下限以上の連結部と、傾斜角θ２が上記下限以上で高さＨが上記下限以上の第一テーパ部とを有することにより、型抜き時に鋳型の欠けが生じ難いので、鋳型の寿命を長くでき厚板用スラブの製造コストが低減できる。また、当該分塊圧延用鋼塊は、連結部の曲率半径が上記上限以下であることにより鋼塊の割れが防止され、第二テーパ部の傾斜角θ１が上記下限以上であることにより分塊圧延後のスラブに２枚肌（噛み込まれた形状）が生じ難い。また、当該分塊圧延用鋼塊は、第二テーパ部の傾斜角θ１が上記上限以下であり、第一テーパ部の高さＨが上記上限以下であることにより、鋼塊内部にザク欠陥が発生し難く、高品質の分塊圧延用鋼塊が得られる。当該分塊圧延用鋼塊は、このような構成の第一テーパ部、第一テーパ部に連続する連結部、及び連結部に連続する第二テーパ部を下底側から順に有することにより、生産性を低下させることなく底部側のクロップロスを低減して分塊圧延の歩留りを向上させることができる。
【００１１】
なお、「ベース形状」とは、当該分塊圧延用鋼塊の外形を包含する仮想形状を意味し、「上底」とは、下注鋼塊鋳造方法により鋼塊を鋳造する際のベース形状の天面を意味し、「下底」とは、鋼塊を鋳造する際のベース形状の底面を意味する。また、「第一テーパ部の高さ」とは、第一テーパ部が連結部に連続する位置と下底との最短距離を意味する。「圧下量」とは、一対の分塊圧延ロール間を鋼塊が１回通過して圧延される際における一方の分塊圧延ロール当たりの鋼塊の厚みの変化量を意味する。すなわち「圧下量」は、鋼塊が一対の分塊圧延ロール間を１回通過する際の通過前後における厚みの変化量の１／２である。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の分塊圧延用鋼塊は、分塊圧延して厚板用スラブを生成する際の生産性を低下させることなくボトムクロップロスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る分塊圧延用鋼塊の幅方向から視た模式的側面図
【図１Ｂ】図１Ａの分塊圧延用鋼塊の厚み方向から視た模式的側面図
【図１Ｃ】図１Ａの破線円形部分Ａの拡大図
【図２】図１Ａの分塊圧延用鋼塊の分塊圧延方法を示す模式的側面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の分塊圧延用鋼塊の実施形態について説明する。
【００１５】
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示す本発明の一実施形態に係る分塊圧延用鋼塊は、一対の分塊圧延ロールを用いた圧延により質量が２０ｔ以上８０ｔ以下、厚みが２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の厚板用スラブを生成するために用いられ、上底１及び下底２が長方形で軸中心に対称な角錐台状のベース形状３を有する。ベース形状３は、当該分塊圧延用鋼塊の外形を包含する仮想形状であり、図１Ａ及び図１Ｂでは二点鎖線で示されている。当該分塊圧延用鋼塊は、図２に示す分塊圧延ロール９によって上記長方形の一対の長辺側側面が圧延される。本明細書では、上記一対の長辺側側面が対向する方向を厚さ方向と呼び、下底２から上底１に向かう図１Ａ及び図１Ｂの上下方向を高さ方向と呼び、上記厚さ方向及び高さ方向と垂直な方向を幅方向と呼ぶ。当該分塊圧延用鋼塊は、上記一対の長辺側側面に、ベース形状３を基準として厚みが小さく上底１に向かって漸増する第一テーパ部４、この第一テーパ部４に連続する部分円柱凹面状の連結部５、及びこの連結部５に連続し、厚みがベース形状３まで漸増する第二テーパ部６を下底２側から順に有している。なお、連結部５は、曲面状であり、第一テーパ部４及び第二テーパ部６のそれぞれと滑らかに連続しているが、図１Ｂでは、連結部５を分かり易くするために第一テーパ部４及び第二テーパ部６との境界部分に破線を記載している。
【００１６】
また、当該分塊圧延用鋼塊は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、頭部に絞り形状の押湯部分が形成されている。当該分塊圧延用鋼塊は、押湯枠方式以外の鋳造方法で鋳造してもよく、頭部に押湯部分を形成しなくてもよいが、押湯部分を形成することにより鋳造時に鋼塊に生じる偏析を押湯部分に集めることができ、高級品質の鋼塊が鋳造できる。偏析が問題となる鋼種において、この押湯部分は、圧延後にトップクロップとして切り捨てられる。
【００１７】
上記ベース形状３の中心軸を通り上底１及び下底２の長辺と垂直な断面において、すなわち図１Ａの幅方向から視た模式的側面図において、上記ベース形状３の下底２と上記長辺側側面を延長した第一仮想面７とが成す傾斜角θ３の下限は、７０°であり、７５°がより好ましい。一方、上記傾斜角θ３の上限は、８９°であり、８８°がより好ましい。上記傾斜角θ３が上記下限未満であると、幅圧延時にトップクロップが大きくなりクロップの切り捨て量が増加するおそれがある。一方、上記傾斜角θ３が上記上限を超えると、型抜き時に鋳型から鋼塊が抜けなくなるおそれがある。
【００１８】
ベース形状３の下底２と上底３との距離を当該分塊圧延用鋼塊の高さＨ０とした場合、当該分塊圧延用鋼塊の高さＨ０の下限としては、２０００ｍｍが好ましく、２２００ｍｍがより好ましい。一方、上記高さＨ０の上限としては、４０００ｍｍが好ましく、３５００ｍｍがより好ましい。上記高さＨ０が上記下限未満であると、高さが低くなることにより切り捨て量が増えるため、分塊圧延の歩留りが低下するおそれがある。一方、上記高さＨ０が上記上限を超えると、工場内での鋼塊の取り扱いが困難になるおそれがある。
【００１９】
＜第一テーパ部＞
上記第一テーパ部４は、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、上記長辺側側面の下底２との接続部分から上底１に向かって直線的に厚みが漸増する部分であり、厚みがベース形状３の厚みよりも小さい。
【００２０】
図１Ａにおいて、上記下底２と上記第一テーパ部４とが成す傾斜角θ２の下限は、８０°であり、８２°がより好ましい。また、上記第一テーパ部４の傾斜角θ２は、９０°未満であり、８９°以下がより好ましい。上記傾斜角θ２が上記下限未満であると、型抜き時に鋳型が欠け、鋳型寿命が短くなるおそれがある。一方、上記傾斜角θ２が上記上限を超えると、型抜き時に鋳型から鋼塊が抜けなくなるおそれがある。
【００２１】
上記第一テーパ部４の高さＨの下限は、１００ｍｍであり、１０５ｍｍがより好ましい。一方、上記高さＨの上限は、４００ｍｍであり、３５０ｍｍがより好ましい。上記高さＨが上記下限未満であると、熱応力によって鋳型底部の凸部分が欠け鋳型寿命が短くなるおそれがあり、また、下記式（１）との関係によっては、オーバーラップが発生し易くクロップロスが大きくなるおそれがある。一方、上記高さＨが上記上限を超えると、鋼塊内部にザク欠陥が発生し易くなり鋼塊の品質が悪化するおそれがある。鋳造時に溶湯が凝固する際、鋳塊の外表面から順次凝固していき、内部に残された溶湯が凝固するときに凝固収縮が生じ、その収縮分により粗大なポロシティの集まりであるザクが形成される。鋼塊は周囲から均一に凝固していくため、ベース形状３のように下底２に対して長辺側側面が傾斜する形状とすることによりザクを上方に集めることができる。しかし、鋼塊の下部にもザクは認められうるため、鋳型下部をベース形状から変更した際にはザク欠陥の発生状況が悪化することが考えられるので、鋼塊の品質を維持するために上記高さＨを上記上限以下とする。
【００２２】
当該分塊圧延用鋼塊の下底２における厚みＤ（ｍｍ）は、分塊圧延ロール９の半径及び圧下量をｒ（ｍｍ）及びｄ（ｍｍ）としたとき、下記式（１）を満たす。
３×（ｒ×ｄ）０．５＜Ｄ＜５×（ｒ×ｄ）０．５  ・・・（１）
【００２３】
鋼塊等の材料を圧延ロールにより圧延する際に、圧延ロールの圧延によって材料が変形を起こす厚さは、材料に力を加えている領域の材料進行方向の長さ（以下、「圧下作用長さ」と呼ぶことがある）程度である。従って、圧延対象の鋼塊の厚みに対して圧下作用長さが小さいと、鋼塊の表層部のメタルが厚さ方向中央部のメタルよりも流動し易いため、鋼塊端部にオーバーラップが発生する。逆に、鋼塊の厚みに対して圧下作用長さが大きいと、鋼塊の表層部と中心部とのメタル流動の差が小さくなり、鋼塊端部に圧延方向から視て凸形状が発生する。そのため、鋼塊の厚みに対して圧下作用長さが小さすぎる場合及び大きすぎる場合のいずれの場合もクロップの切り捨て量が増加する。圧下作用長さは、（ｒ×ｄ）０．５で表すことができ、当該分塊圧延用鋼塊の下底２における厚みＤが上記式（１）を満たすことにより、鋼塊端部におけるオーバーラップ及び凸形状の発生を抑制でき、クロップの切り捨て量が低減される。
【００２４】
また、ベース形状３の下底２における厚みをＤ０（ｍｍ）とした場合、上記分塊圧延用鋼塊の下底２における厚みＤ（ｍｍ）との比Ｄ／Ｄ０の値は、下記式（２）を満たす。
０．５＜Ｄ／Ｄ０＜０．８  ・・・（２）
【００２５】
上記分塊圧延用鋼塊の下底２における厚みＤが上記式（１）を満たすときでも、上記比Ｄ／Ｄ０が０．５以下の場合には、後述する第二テーパ部６の傾斜角θ１が小さいと、分塊圧延後のスラブ表面が２枚肌となり易く、厚板用鋼の製品品質が損なわれるおそれがある。また、上記比Ｄ／Ｄ０が０．８以上の場合には、十分な歩留り向上効果が得られないおそれがある。
【００２６】
＜連結部＞
上記連結部５は、図１Ｃに示すように、上記第一テーパ部４及び第二テーパ部６に滑らかに連続する曲面であり、幅方向から視て曲率半径Ｒの円柱凹面の一部の形状を有している。なお、図１Ｃに破線で示す円形は、連結部５の部分円柱凹面と同一の曲率半径Ｒを有する仮想円を示している。
【００２７】
図１Ｃにおいて、連結部の部分円柱凹面の曲率半径Ｒの下限は、１０ｍｍであり、１２ｍｍがより好ましい。一方、上記曲率半径Ｒの上限は、７０ｍｍであり、６８ｍｍがより好ましい。上記曲率半径Ｒが上記下限未満であると、型抜き時に鋳型が欠け、鋳型寿命が短くなるおそれがある。一方、上記曲率半径Ｒが上記上限を超えると、鋼塊が割れるおそれがある。
【００２８】
＜第二テーパ部＞
上記第二テーパ部６は、図１Ｃに示すように、上記連結部５と滑らかに連続している。上記第二テーパ部６の厚みは、連結部５に連続する部分から上底１に向かってベース形状３まで漸増する。
【００２９】
図１Ａにおいて、上記下底２と上記第二テーパ部６を延長した第二仮想面８とが成す傾斜角θ１の下限は、４５°であり、４６°がより好ましい。一方、上記傾斜角θ１の上限は、７５°であり、７４°がより好ましい。上記傾斜角θ１が上記下限未満であると、分塊圧延後のスラブ表面が２枚肌となり易く、厚板用鋼の製品品質が損なわれるおそれがある。一方、上記傾斜角θ１が上記上限を超えると、鋼塊内部にザク欠陥が発生し易くなり鋼塊の品質が悪化するおそれがある。
【００３０】
なお、当該分塊圧延用鋼塊に用いる鋼種は、特に限定されるものではないが、ＳＳ鋼、ＣｒＭｏ鋼、高Ｎｉ鋼などを用いることができる。例えば表１に示すような所定の組成に調整した鋼を用いることができる。
【００３１】
【表１】
2015182118.tif 000003
【００３２】
＜製品用鋼板の製造方法＞
当該分塊圧延用鋼塊は、例えば以下の溶鋼処理工程及び鋳造工程により製造される。さらに、以下の分塊圧延工程及び製品圧延工程により、当該分塊圧延用鋼塊から製品の厚板用鋼板が製造される。
【００３３】
（溶鋼処理工程）
高炉や転炉で溶製された溶鋼、又はスクラップを用いて電気炉で溶製された溶鋼は、溶鋼処理工程を経て表１に示すような所定の組成に調整される。また、Ｏ（酸素）、Ｈ（水素）等のガス成分や不純元素も溶鋼処理工程で除去される。
【００３４】
（鋳造工程）
質量が２０ｔ以上８０ｔ以下の鋼塊を鋳造するため、鋳造工程では、一般的な下注鋼塊鋳造方法が採用される。具体的には、本実施形態で規定する形状の分塊圧延用鋼塊に対応する鋳型を作成し、この鋳型に上記溶鋼処理工程で調整した溶湯を注入し静置する。その後、常法により凝固した鋼塊を脱型する。このような工程により当該分塊圧延用鋼塊が製造される。
【００３５】
（分塊圧延工程）
分塊圧延工程では、一対の分塊圧延ロールを用いて、製造した上記分塊圧延用鋼塊を９００℃以上１２００℃以下の温度で熱間圧延する。所定の厚みになるまで繰り返し上記分塊圧延用鋼塊を圧延し、厚みが２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の半製品のスラブを得る。
【００３６】
（製品圧延工程）
製品圧延工程では、上記分塊圧延工程で得られたスラブを１０００℃以上に加熱し、粗圧延機及び仕上圧延機によって所定の厚みとなるまで熱間圧延し、製品用の厚板用鋼を得る。
【００３７】
＜利点＞
当該分塊圧延用鋼塊は、上下底が長方形で軸中心に対称な角錐台状のベース形状を有し、上記長方形の一対の長辺側側面に、ベース形状を基準として厚みが小さい第一テーパ部、この第一テーパ部に連続する部分円柱凹面状の連結部、及びこの連結部に連続し、厚みがベース形状まで漸増する第二テーパ部を下底側から順に有し、これらの各部を上述した構成とすることにより、製品の品質を損なうことなく底部側のクロップロスが低減できる。すなわち、当該分塊圧延用鋼塊により、生産性を低下させることなく分塊圧延の歩留りを向上させることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３９】
［鋼塊の鋳造］
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すような第一テーパ部、連結部及び第二テーパ部を有し、表２に示す鋼塊の下底における厚みＤ（ｍｍ）、ベース形状の下底における厚みＤ０（ｍｍ）、連結部の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、第二テーパ部の傾斜角θ１（°）、第一テーパ部の傾斜角θ２（°）、ベース形状の傾斜角θ３（°）、及び第一テーパ部の高さＨ（ｍｍ）を有する各鋼塊を鋳型を用いて鋳造した。具体的には、下注鋼塊鋳造方法により鋳型に溶湯を注入し、その後静置して試験用鋼塊を鋳造した。
【００４０】
試験用鋼塊には、鋼種として表１に示す組成を有するＳＳ鋼を用い、鋼塊質量２０ｔ以上８０ｔ以下の鋼塊を鋳造した。ＳＳ鋼は、分塊圧延時の温度が９００℃以上１２００℃以下と高く鋼種（成分）による変形挙動の差が小さいので他鋼種の変形挙動を模擬することができ、またＳＳ鋼は、製品の厚みが大きく圧下量が少ないためザクが圧着されにくく、ザク欠陥が生成され易いことから、前述のように試験用鋼塊の鋼種としてＳＳ鋼を用いた。
【００４１】
［型抜き］
試験用鋼塊を鋳造した後、クレーンを使用して鋳型から押湯枠を外し、クレーンで鋼塊を鋳型ごと吊り上げ、湯道部分の地金切りを行った。その後、鋳型ごと吊り上げた鋼塊を地面上の鋼塊抜き台上に乗せ、鋼塊を鋳型から突出させ、その突出した鋼塊上部をクレーンで掴んで引き上げ、鋳型から鋼塊を抜き出した。
【００４２】
［鋼塊の圧延］
ロール半径ｒが５００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の分塊圧延ロールを用いて、３０ｍｍ又は４０ｍｍの圧下量ｄで９００℃以上１２００℃以下の温度で試験用鋼塊を熱間圧延し評価用スラブを作成した。さらに、この評価用スラブを製品圧延して製品用の鋼板を得た。
【００４３】
（実施例１）
実施例１では、表１に示すように本発明で規定するパラメータの数値範囲を満たす鋼塊を試験用鋼塊として鋳造し、鋼塊の下底における厚みＤに対して上記式（１）の関係を満たす半径ｒの分塊圧延ロール及び圧下量ｄでこの試験用鋼塊を圧延し、評価用スラブを作成した。
【００４４】
（実施例２、３、比較例１、２）
実施例２、３、比較例１、２の試験用鋼塊は、実施例１の試験用鋼塊とは鋼塊の下底における厚みＤが異なるものとした。実施例２は、実施例１と同じ半径ｒを有する分塊圧延ロールで同じ圧下量ｄで圧延し、実施例３及び比較例１は、実施例１とは半径ｒが異なる分塊圧延ロールで圧延し、比較例２は、実施例１とは異なる圧下量ｄで圧延し、それぞれの評価用スラブを作成した。
【００４５】
（実施例４、５、６、比較例３、４）
実施例４、５、６、比較例３、４の試験用鋼塊は、実施例１の試験用鋼塊とは連結部の曲率半径Ｒが異なるものとした。実施例５及び実施例６は、実施例１とは半径ｒが異なる分塊圧延ロールで圧延し、それぞれの評価用スラブを作成した。実施例４、比較例３及び比較例４は、実施例１と同じ半径ｒを有する分塊圧延ロールで同じ圧下量ｄで圧延し、それぞれの評価用スラブを作成した。
【００４６】
（実施例７、８、９、比較例５、６）
実施例８の試験用鋼塊は、第二テーパ部の傾斜角θ１が実施例１の試験用鋼塊と同じとし、鋼塊の下底における厚みＤが実施例１の試験用鋼塊とは異なるものとした。また、実施例７、９、比較例５、６の試験用鋼塊は、実施例１の試験用鋼塊とは第二テーパ部の傾斜角θ１が異なるものとした。
【００４７】
（実施例１０、１１、１２、比較例７、８）
実施例１０、１１、１２、比較例７、８の試験用鋼塊は、実施例１の試験用鋼塊とは第一テーパ部の高さＨが異なるものとした。実施例１０、１１、１２、比較例７は、実施例１と同じ半径ｒの分塊圧延ロールで同じ圧下量ｄで圧延し、それぞれの評価用スラブを作成した。一方、比較例８は、実施例１と異なる半径ｒの分塊圧延ロールで圧延し、評価用スラブを作成した。
【００４８】
（実施例１３、１４、１５、比較例９、１０）
実施例１３、１５、比較例９、１０の試験用鋼塊は、実施例１の試験用鋼塊とは第一テーパ部の傾斜角θ２が異なるものとした。実施例１４の試験用鋼塊は、第一テーパ部の傾斜角θ２を実施例１の試験用鋼塊と同じとしたが、鋼塊の下底における厚みＤ及びベース形状の下底における厚みＤ０が実施例１の試験用鋼塊とは異なるものとした。
【００４９】
＜スラブ形状評価＞
スラブ形状を評価するためにボトムクロップの切断重量を測定した。スラブの総重量に対するボトムクロップの切断重量の比をボトムクロップ率とし、ボトムクロップ率が２％未満の場合、評価「Ａ」とし、ボトムクロップ率が２％以上の場合、評価「Ｂ」とした。
【００５０】
＜鋼塊品質評価＞
鋳造後の鋼塊について、表面割れの有無及びザク欠陥の発生状況を以下のように評価した。表面割れが発生せず、かつ下記超音波探傷試験により欠陥が検出されなかった場合を鋼塊品質が良好であると判定し、鋼塊品質の評価結果を「Ａ」とした。
【００５１】
（表面割れ）
鋳造後の鋼塊の表面を目視で観察し、開口する割れが認められた場合、鋼塊品質の評価結果を「Ｂ」とした。
【００５２】
（ザク欠陥の発生状況）
製品圧延後の鋼板について、ＪＩＳ−Ｇ０８０１（２００８）に準拠した超音波探傷試験により空洞欠陥（以下、これを「ザク欠陥」と呼ぶことがある）の有無を確認することによりザク欠陥残存評価を行った。通常、鋳造により製造された鋼塊内部にはザクが存在し、鋼塊の下部にもザクが形成される場合がある。本発明の構成のように鋳型下部をベース形状から変更した際にはザク欠陥の発生状況が悪化することが考えられるため、鋼塊の底面から３０％までの高さの範囲について上記超音波探傷試験を実施した。ここでは、超音波探傷試験において軽欠陥が１つでも検出された場合をザク欠陥の発生状況が従来に比べて悪化したと判定し、鋼塊品質の評価結果を「Ｃ」とした。
【００５３】
＜スラブ品質評価＞
分塊圧延時に、連結部を起点として内側に折れ込み（２枚肌）が発生する場合がある。そのため、分塊圧延後のスラブの表面を目視で観察し、折れ込みの発生が認められない場合をスラブ品質が良好であるものとして評価「Ａ」とし、折れ込みの発生が認められる場合を評価「Ｂ」とした。
【００５４】
＜鋳型再利用性評価＞
鋳型について、鋳造後の再利用が可能か否かを評価した。鋳型の弱い部分に熱応力がかかると鋳型が割れる場合がある。そのため、鋼塊鋳造後の鋳型を目視で観察し、欠損が認められる場合を評価「Ｂ」とした。また、鋳型内へ溶湯を注入後、鋳型ごと吊り上げた鋼塊を鋳型から外すために鋼塊抜き台上に乗せた際、鋳型から鋼塊が抜けない場合を型抜き不可として評価「Ｃ」とした。鋼塊が鋳型から脱型でき、かつ鋳型の欠損が認められない場合、鋳型の再利用が可能と判定し、評価「Ａ」とした。
【００５５】
＜総合評価＞
本試験では、スラブ形状評価、鋼塊品質評価、スラブ品質評価及び鋳型再利用性評価の評価結果が共に「Ａ」のものを不都合なくボトムクロップの切断重量が大幅に低減できるものとして総合評価を「Ａ」とし、それ以外のものの総合評価を「Ｂ」とした。これらの評価結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2015182118.tif 000004
【００５７】
［測定結果］
実施例１〜１５は、いずれも鋼塊品質、スラブ品質及び鋳型再利用性共に良好であり、ボトムクロップの切断重量が従来に比べて大幅に低減した。
【００５８】
これに対し、比較例１及び２は、鋼塊品質、スラブ品質及び鋳型再利用性が良好であったが、従来に比べてボトムクロップの切断重量の大幅な低減がなく生産性の向上が認められなかった。比較例１及び２は、いずれも上記式（１）を満たしていない。比較例２は、鋼塊の下底における厚みＤに対する圧下量ｄが小さいため圧延時の鋼塊に対する圧下作用長さが小さく、そのため圧延する鋼塊の中心近傍に比べて表層部のメタルフローが大きくなり、大きな折れ込みが発生しボトムクロップの切断重量が大きくなったといえる。逆に、比較例１は、鋼塊の下底における厚みＤに対する分塊圧延ロールの半径ｒが大きいため圧下作用長さが大きく、そのため鋼塊の中心近傍でもメタルが流動し、スラブの端部に厚み方向中央部が突出する凸形状が形成されボトムクロップの切断重量が大きくなったといえる。
【００５９】
比較例３は、鋼塊鋳造後の鋳型に欠けが認められた。比較例３の試験用鋼塊は連結部の曲率半径Ｒが７ｍｍと小さすぎるため、連結部に対応する鋳型の部分が熱応力に弱くなり、鋳型が割れて欠けが発生したと考えられる。また、比較例４は、試験用鋼塊の表面に開口する割れが認められた。これは、試験用鋼塊の連結部の曲率半径Ｒが大きいためであり、連結部の曲率半径Ｒが７５ｍｍでは大きすぎることがわかる。
【００６０】
比較例５は、作成した評価用スラブに２枚肌が認められた。これは、試験用鋼塊の第二テーパ部の傾斜角θ１が小さいために、圧延時に連結部を起点として折れ込みが発生したと考えられる。また、比較例６は、ザク欠陥の発生状況の悪化が認められた。これは、試験用鋼塊の第二テーパ部の傾斜角θ１が大きいためであり、傾斜角θ１が７８°では大きすぎることがわかる。
【００６１】
比較例７は、鋼塊鋳造後の鋳型に欠けが認められた。これは、第一テーパ部の高さＨが小さすぎるために、熱応力に対して弱い部分が鋳型にできたものと考えられる。また、比較例８は、ザク欠陥の発生状況の悪化が認められた。これは、第一テーパ部の高さＨが大きいためであり、高さＨが４５０ｍｍでは大きすぎることがわかる。
【００６２】
比較例９は、鋼塊鋳造後の鋳型に欠けが認められた。これは、第一テーパ部の傾斜角θ２が小さすぎるために、熱応力に弱い部分が鋳型にできたものと考えられる。また、比較例１０は、試験用鋼塊を鋳型から抜くことができなかった。これにより、傾斜角θ２は、９０°未満としなければ型抜きができないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、当該分塊圧延用鋼塊は分塊圧延して厚板用スラブを生成する際の生産性を低下させることなくボトムクロップロスを低減できるので、厚板用鋼を用いる建築物、橋梁、船舶、自動車、鉄道車両、海洋構造物等の部材として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１  上底
２  下底
３  ベース形状
４  第一テーパ部
５  連結部
６  第二テーパ部
７  第一仮想面
８  第二仮想面
９  分塊圧延ロール
【図１Ａ】
2015182118.tif 000005
【図１Ｂ】
2015182118.tif 000006
【図１Ｃ】
2015182118.tif 000007
【図２】
2015182118.tif 000008