【事件の表示】
　特許第２５５１２５０号「再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法」の請求項１ないし６に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２５５１２５０号の請求項１ないし６に係る特許を維持する。
【理由】
１．手続の経緯
　本件特許第２５５１２５０号の発明は、平成３年３月２０日に特許出願され、平成８年８月２２日にその特許の設定登録がなされ、その後、新日本製鐵株式会社より特許異議の申立てがなされ、特許請求の範囲の請求項３、６に係る特許に対して取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成９年１１月２５日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の適否についての判断
ア．訂正の内容
ａ．特許請求の範囲の請求項３に記載の「さらに、熱間圧延後８５０℃以上に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項１に記載の再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」を「さらに、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項１に記載の再加熱後の高温強度特性、及び低温靭性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」と訂正する。
ｂ．特許請求の範囲の請求項６に記載の「さらに、熱間圧延後８５０℃以上に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項４に記載の再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」を「さらに、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項４に記載の再加熱後の高温強度特性、及び低温靭性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」と訂正する。
ｃ．明細書段落【００１２】に記載の「のうち１種または２種以上を含む鋼に対して、上記工程と同様の工程を施すことを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供する。この場合に、必要に応じて、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程、または熱間圧延後８５０℃以上に加熱する工程を加えることができる。」を「のうち１種または２種以上を含む鋼に対して、上記工程と同様の工程を施すことを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供する。この場合に、必要に応じて、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程、または熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えることができる。」と訂正する。
ｄ．明細書段落【００３３】に記載の「本発明においては、上述のように圧延ままあるいはその後の７００℃以下での加熱−空冷によって所定の特性が達成できるが、熱間圧延後に８５０℃以上に加熱する工程を付加することによって、製造した鋼材を熱間加工あるいは組織の微細化により低温靭性を向上させることも可能である。この場合に、８５０℃未満の温度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靭性向上効果が小さい。このため、この際の加熱温度を８５０℃以上にする。」を「本発明においては、上述のように圧延ままあるいはその後の７００℃以下での加熱−空冷によって所定の特性が達成できるが、熱間圧延後に８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を付加することによって、製造した鋼材を熱間加工あるいは組織の微細化により低温靭性を向上させることも可能である。この場合に、８５０℃未満の温度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靭性向上効果が小さい。このため、この際の加熱温度を８５０℃以上、８８０℃以下にする。」と訂正する。
イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正ａ及びｂは、各々、特許請求の範囲の請求項３及び６に記載の熱間圧延後加熱する工程における加熱温度の「８５０℃以上」を「８５０℃以上、８８０℃以下」に限定するものであり、また、同項において構造用耐火鋼材の性質を「低温靭性に優れた」ものに限定するものであり、各々、特許請求の範囲の減縮に相当し、また、上記訂正ｃ及びｄは、特許請求の範囲の請求項３及び６の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るものであり、明りょうでない記載の釈明に該当する。また、上記訂正ａ〜ｄは新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
ウ．独立特許要件の判断
ａ．特許法第２９条第２項について
（引用刊行物記載の発明）
　訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜６に記載の発明（以下、各々「本件発明１」〜「本件発明６」という。）について、申立人新日本製鐵株式会社が提出した甲第１号証（特開平２−１７０９４３号公報、以下「刊行物１」という）、甲第２号証（「日本金属学会会報」第１７巻第２号（昭和５３年２月２０日）第１０４〜１１０頁、以下「刊行物２」という）には、次の事項が記載されている。
　刊行物１には、「１．重量％で、Ｃ＝０．０５％以上０．２％未満、Ｓｉ＝０．１０％以上２．０％未満、Ｍｎ＝０．３０％以上２．０％未満、Ｐ＝０．０３％以下、Ｓ＝０．０３％以下（「０．０３以下」は「０．０３％以下」の誤記と認める）、Ｍｏ＝０．１０％以上０．５０％未満、ｓｏｌ．Ａｌ＝０．００２％以上０．２０％未満（「０．００２以上」は「０．００２％以上」の誤記と認める）、Ｎ＝０．００１０％以上０．０２０％未満を含み、残部が不可避不純物とＦｅから成り、さらにＮｂ＝０．００５％以上０．２０％未満、Ｖ＝０．０１％以上０．１％未満及びＴｉ＝０．００３％以上０．０３％未満で、且つ０．００５％≦Ｎｂ＋２Ｖ＋１．５Ｔｉ≦０．３０％の範囲で含有し、・・・高温降伏強度を満足する溶接性及び延靭性に優れた構造用耐火鋼材。２．重量％で、Ｃｕ＝０．０１％以上１．５％未満、Ｎｉ＝０．０２％以上１．５％未満、Ｃｒ＝０．０５％以上１．０％未満、Ｂ＝０．０００５％以上０．００５％未満のうち１種ないし２種以上を含有する請求項１記載の構造用耐火鋼材。」（第１頁特許請求の範囲第１，２項）、「スラブ加熱温度は１３００℃以下とし、目的とする鋼材の靭性、強度水準に応じて、圧延温度域、圧下率、圧延終了温度を制御する制御圧延を実施する。また、圧延終了後の冷却方法に関しても、目的とする鋼材の靭性、強度水準に応じて空冷、あるいは強制冷却を実施する。さらに、同様に、ＡＣ１以下の温度で再加熱処理を実施すること、または、焼入−焼戻処理を行うことも差し支えない。」（第６頁右下欄第８〜１６行）と記載され、また、甲第２号証には、「（１）制御圧延の概要　図１に示すごとく制御圧延工程を概念的に３つの段階に分けることができる。すなわち、高温の再結晶域での圧延、低温γの未再結晶域での圧延、および（γ＋α）２相域での圧延である。」（第１０４頁右欄下から第２行〜第１０５頁左欄第３行）、「（２）再結晶域圧延（≧９５０℃）　圧延−再結晶の繰り返しによりγｙ粒を細粒化することが再結晶の容易な温度領域（≧９５０℃）での圧延の最大の目的である。・・・とくに〜４０％までの圧下による細粒化の効果が著しい。」（第１０５頁右欄第１６〜２３行）、「（４）（γ＋α）２相域圧延・・・〜１０％の圧延により強度は急激に増大するが、それ以上の圧延では強度増加率は逓減する。遷移温度・・・および吸収エネルギー・・・は圧下率の増加につれて減少する。」（第１０８頁左欄第下から５〜１６行）、「制御圧延は、（ｉ）再結晶域圧延、（ｉｉ）未再結晶γ域圧延、（ｉｉｉ）（γ＋α）２相域圧延の全段階を最適に制御して所期の強度靭性を得る方法である。」（第１１０頁左欄第１０〜１２行）との記載がある。
（対比・判断）
　本件発明１と刊行物１に記載のものを対比する。刊行物１に記載のものは「Ｎｂ＝０．００５％以上０．２０％未満、Ｖ＝０．０１％以上０．１％未満及びＴｉ＝０．００３％以上０．０３％未満で、且つ０．００５％≦Ｎｂ＋２Ｖ＋１．５Ｔｉ≦０．３０％の範囲で含有」するものであるところ、刊行物１　表１（第５頁）に記載の供試鋼の化学成分を見れば、刊行物１に記載のものはＮｂ、Ｖ及びＴｉのうち１種又は２種以上を含有するものであるから、本件発明１と刊行物１に記載のものは、所定量のＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，ｓｏｌ．ＡｌびＮを含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼を所定温度に加熱し、熱間圧延した後、空冷することにより構造用耐火鋼材を製造する点並びに各鋼成分の含有量及び熱間圧延における鋼の加熱温度の数値が重複する点で一致し、本件発明１が、熱間圧延する際に、Ａｒ３＋２００℃以上の温度において圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡｒ３〜Ａｒ３＋２００℃とするのに対し、刊行物１にはこの点が記載されていない点で、両者は相違する。
　そこで、この相違点について検討すると、本件発明１は、熱間圧延において、所望の特性を得るためにはオーステナイト結晶粒の微細化を図る必要があるが、そのためにオーステナイト再結晶域での加工を十分に行う必要があり、少なくとも５０％以上の加工が必要であるので、熱間圧延条件を、オーステナイト再結晶域であるＡｒ３＋２００℃以上の温度域において圧下率を５０％以上とし、また、圧延仕上げ温度がＡｒ３温度未満では、二相域圧延となり、常温強度が著しく高くなるとともに、鋼材の特性の異方性が顕著になるので、仕上げ温度をＡｒ３以上に規定し、また、Ａｒ３＋２００℃以上において圧下率を５０％以上とするために、仕上げ温度の上限はＡｒ３＋２００℃とするというものである（本件明細書段落【００３０】、【００３１】）ところ、刊行物１には、本件発明１の構成要件である、熱間圧延する際に、Ａｒ３＋２００℃以上の温度において圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡｒ３〜Ａｒ３＋２００℃とする点が示唆されていない。
　また、刊行物２には、制御圧延に於ける再結晶域圧延において圧延−再結晶の繰り返しによりγ粒を細粒化することが記載されているが、刊行物２に記載の制御圧延は再結晶域圧延後（γ＋α）２相域圧延するものであるから、刊行物２に記載のものは、（γ＋α）２相域圧延を避けるために仕上げ温度をＡｒ３以上に規定する本件発明１と熱間圧延の基本的原理を相違する以上、刊行物１に記載のものと熱間圧延の基本的原理が本件発明１と相違する刊行物２に記載のものとを寄せ集めることにより、本件発明１を構築することができたものと認めることができない。
　そして、本件発明１は、請求項１に記載の事項を構成要件とすることにより、「この発明によれば、高価な合金元素を多量に添加しなくても高温において高い強度を保持し、かつ、一旦高温状態になった後でも良好な高温強度特性を維持し、または向上させることができ、さらに、従来の構造用鋼材の利点である高溶接性、高い延靭性を有する再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法が提供される。このため、従来、耐火特性を要求されていた構造物で当然使用されていた耐火被覆の厚さを低減あるいは設計・施工法の簡便化が期待できるとともに、その他の耐火に対する対策も軽減できる等の効果がある。」（本件明細書段落【００４２】）という特許明細書に記載のとおりの顕著な作用効果を奏するものと認められる。
　以上のとおりであるから、本件発明１は、刊行物１、２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができない。
　次に、本件発明２は、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程を加える点を、また、本件発明３は、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加える点を、また、本件発明４は、Ｃｕ：０．０１％以上１．５％未満、Ｎｉ：０．０２％以上１．５％未満、Ｂ：０．０００５％以上０．００５％未満、Ｎｂ：０．００５％以上０．０５％未満のうち１種または２種以上を含む点を、本件発明５は、Ｃｕ：０．０１％以上１．５％未満、Ｎｉ：０．０２％以上１．５％未満、Ｂ：０．０００５％以上０．００５％未満、Ｎｂ：０．００５％以上０．０５％未満のうち１種または２種以上を含み、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程を加える点を、本件発明６は、Ｃｕ：０．０１％以上１．５％未満、Ｎｉ：０．０２％以上１．５％未満、Ｂ：０．０００５％以上０．００５％未満、Ｎｂ：０．００５％以上０．０５％未満のうち１種または２種以上を含み、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加える点を、それぞれ、本件発明１に構成要件として付加するものであるから、本件発明２〜６は、本件発明１と同一の理由で、刊行物１、２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることができない。
ｂ．特許法第３６条第４〜６項について
　上記訂正により、取消理由通知で指摘した明細書の記載不備は解消したものと認められる。
　したがって、本件発明１〜６は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
エ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２−４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立てについて
ア．申立ての理由の概要
　特許異議申立人新日本製鐵株式会社は、証拠として、甲第１号証、甲第２号証及び甲第３号証（「鉄鋼製造法（第４分冊）」（昭和４７年６月３０日）丸善株式会社第２４〜３５頁）を提出し、本件発明１〜６は、甲第１、２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであり、また、甲第３号証の記載を参照し、本件発明３，６に係る特許が特許法第３６条第４〜６項に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされているので、本件発明１〜６に係る特許は取り消すべきである旨主張している。
イ．甲各号証の記載事項及び対比・判断
　甲第１、２号証には、「２．ウ．独立特許要件の判断　ａ．特許法第２９条第２項について（引用刊行物記載の発明）」に記載した事項が記載されており、本件発明１〜６は、「２．ウ．独立特許要件の判断　ａ．特許法第２９条第２項について（対比・判断）」に記載した理由により、甲第１、２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであると認めることができず、また、「２．ウ．独立特許要件の判断　ｂ．特許法第３６条第４〜６項について」に記載した理由により、本件発明３，６に係る特許が特許法第３６条第４〜６項に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされているものと認めることができない。
　なお、特許異議申立人は甲第３号証第２８頁第３〜８行「下式は、低炭素低合金鋼の・・・＋１９８．４Ａｌ＋３３１５．０Ｂ」記載に基づきＡ３変態点の温度を算出し、算出した値は８７３〜９１７℃となり、８５０℃以上といえども二層域となると主張するが、本件発明１〜６に記載の鋼は甲第３号証に記載のＡ３変態点を算出する式の適用範囲以外の鋼であるから、特許異議申立人の主張は根拠がない。
ウ．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立人が提出した証拠及び理由によっては、本件発明１〜６に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜６に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年６月２１日（１９９９．６．２１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
ａ．特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の請求項３に記載の「さらに、熱間圧延後８５０℃以上に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項１に記載の再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」を「さらに、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項１に記載の再加熱後の高温強度特性、及び低温靭性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」と訂正する。
ｂ．特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の請求項６に記載の「さらに、熱間圧延後８５０℃以上に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項４に記載の再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」を「さらに、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項４に記載の再加熱後の高温強度特性、及び低温靭性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。」と訂正する。
ｃ．明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書段落【００１２】に記載の「のうち１種または２種以上を含む鋼に対して、上記工程と同様の工程を施すことを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供する。この場合に、必要に応じて、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程、または熱間圧延後８５０℃以上に加熱する工程を加えることができる。」を「のうち１種または２種以上を含む鋼に対して、上記工程と同様の工程を施すことを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供する。この場合に、必要に応じて、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程、または熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えることができる。」と訂正する。
ｄ．明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書段落【００３３】に記載の「本発明においては、上述のように圧延ままあるいはその後の７００℃以下での加熱−空冷によって所定の特性が達成できるが、熱間圧延後に８５０℃以上に加熱する工程を付加することによって、製造した鋼材を熱間加工あるいは組織の微細化により低温靭性を向上させることも可能である。この場合に、８５０℃未満の温度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靭性向上効果が小さい。このため、この際の加熱温度を８５０℃以上にする。」を「本発明においては、上述のように圧延ままあるいはその後の７００℃以下での加熱−空冷によって所定の特性が達成できるが、熱間圧延後に８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を付加することによって、製造した鋼材を熱間加工あるいは組織の微細化により低温靭性を向上させることも可能である。この場合に、８５０℃未満の温度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靭性向上効果が小さい。このため、この際の加熱温度を８５０℃以上、８８０℃以下にする。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　重量％表示で、
　Ｃ：０．０５％以上、０．２０％未満
　Ｓｉ：０．１％以上、２．０％未満
　Ｍｎ：０．３％以上、２．０％未満
　Ｐ：０．０３％以下
　Ｓ：０．０３％以下
　Ｍｏ：０．１％以上、０．４％未満
　Ｔｉ：０．００３％以上、０．１％未満
　Ｖ：０．０１％以上、０．１％未満
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００２％以上、０．２％未満
　Ｎ：０．００１０％以上、０．０２０％未満
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼を１０５０〜１３５０℃に加熱し、これを熱間圧延する際に、Ａｒ３＋２００℃以上の温度において圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡｒ３〜Ａｒ３＋２００℃とした後、空冷することを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
　【請求項２】　さらに、前記空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程を加えたことを特徴とする請求項１に記載の再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
　【請求項３】　さらに、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項１に記載の再加熱後の高温強度特性、及び低温靭性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
　【請求項４】　重量％表示で、
　Ｃ：０．０５％以上、０．２０％未満
　Ｓｉ：０．１％以上、２．０％未満
　Ｍｎ：０．３％以上、２．０％未満
　Ｐ：０．０３％以下
　Ｓ：０．０３％以下
　Ｍｏ：０．１％以上、０．４％未満
　Ｔｉ：０．００３％以上、０．１％未満
　Ｖ：０．０１％以上、０．１％未満
　ｓｏ１．Ａｌ：０．００２％以上、０．２％未満
　Ｎ：０．００１０％以上、０．０２０％未満
を含み、さらに
　Ｃｕ：０．０１％以上、１．５％未満
　Ｎｉ：０．０２％以上、１．５％未満
　Ｂ：０．０００５％以上、０．００５％未満
　Ｎｂ：０．００５％以上、０．０５％未満
のうち１種または２種以上を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼を１０５０〜１３５０℃に加熱し、これを熱間圧延する際に、Ａｒ３＋２００℃以上の温度において圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡｒ３〜Ａｒ３＋２００℃とした後、空冷することを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
　【請求項５】　さらに、前記空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程を加えたことを特徴とする請求項４に記載の再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
　【請求項６】　さらに、熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えたことを特徴とする請求項４に記載の再加熱後の高温強度特性、及び低温靭性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　この発明は、例えば火災等で数時間程度の短時間、高温状態になることが懸念される建築物、橋梁等の鉄骨構造物に使用する鋼材の製造方法に関し、特に、一旦火災等で高温状態になった後での再使用も可能である再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法に関する。
　【０００２】
　　【従来技術および発明が解決しようとする課題】
　通常、構造用鋼材は常温で十分な所定の強度を有するように製造されているが、一般に、温度の上昇に伴い強度は低下する。特に、従来の構造用鋼材は５００℃程度以上の高温状態では、顕著な強度低下を示すことが、既に、知られている。そのため、火災等で高温状態になることが懸念される構造物、特に、人間が居住する建築物では、高温状態でも構造物が倒壊したり、著しく変形することがないようにし、さらに、安全性を確保することを目的として鋼材の温度が著しく高くならないように耐火被覆が施されている。
　【０００３】
　このような現状の耐火に対する対策において、高温状態でも鋼材の強度低下を小さく抑えることができれば、耐火被覆の厚さを低減すること、あるいは、耐火に対してのその他の対策を軽減することが可能になる。
　【０００４】
　高温での強度を保証した鋼材については、圧力容器用鋼材の分野でその研究が行われてきており、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）では、ＪＩＳ　Ｇ　３１２４；中・常温圧力容器用高強度鋼鋼板等で既に規格化されている。また、具体的に規定はしていないが、常温を超える中・高温での強度が高いことを前提とした圧力容器用鋼として、例えば、ＪＩＳでは、ＪＩＳ　Ｇ　３１１８；中・常温圧力容器用炭素鋼鋼板、ＪＩＳ　Ｇ　３１１９；ボイラ及び圧力容器用マンガンモリブデン鋼及びマンガンモリブデンニッケル鋼鋼板、ＪＩＳ　Ｇ　３１２０；圧力容器用調質型マンガンモリブデン鋼及びマンガンモリブデンニッケル鋼鋼板、ＪＩＳ　Ｇ　４１０９；ボイラ及び圧力容器用クロムモリブデン鋼鋼板等がある。また、特公告昭６０−３５９８５では圧力容器用高強度強靭鋼が開示されている。ここで開示されている鋼は、特に高温での特性を規定するまでもなく、圧力容器用鋼であることで既にある程度の高温強度を前提としている。
　【０００５】
　しかしながら、このような鋼の場合には、通常、高温強度を高くするために、Ｃｒ，Ｍｏ等の高価な合金元素を０．５％以上と多量に添加している。することが一般的に行われている。また、ＪＩＳ　Ｇ　３１２４；中・常温圧力容器用高強度鋼鋼板では、比較的合金元素の添加量は少ないが、高温での強度の規定は、高々４００℃までである。つまり、４００℃を超えるかなり高い温度では、十分な強度が得られない。また、これらの鋼材は、圧力容器用鋼材を前提としたものであり、構造用鋼材としては十分な特性を有しているとは言えない。さらに、構造物において火災が生じた場合には、鋼材は一度高温状態になるため、鋼材の特性が変化することが予想され、火災後も構造物を再使用する場合には、その部分を取り替える必要が生じる。部材の取り替えは、当然のことながら経済的な観点から望ましくない。
　【０００６】
　構造用鋼材で耐火性を付与した鋼材は、特開平２−７７５２３に開示されているが、ここで開示された鋼はＭｏ添加量が０．４〜０．７％と高くなっており、通常使用されている構造用鋼材としては高合金系成分になっている。さらに、特開平２−７７５２３では製造までの高温強度特性に関しては規定しているものの、一旦火災を生じた後の鋼材の特性に関しては何ら示されておらず、高温状態になった後にこの鋼材を再使用することは困難である。
　【０００７】
　このように、高温での強度を十分に確保し、さらに、火災等で高温状態になった後でも優れた高温強度特性を保証でき、再使用にも十分に耐えることのできる構造用耐火鋼材は、ほとんど開発されていないのが現状である。
　すなわち、現状の問題点をまとめると、以下のようになる。
　【０００８】
　（１）構造用鋼材としての十分な特性（高溶接性、高延靭性等）を満足しつつ、４００℃程度以上での高い高温強度を保持した鋼材の製造方法が確立していない。
　（２）（１）の特性を満足するためには、高価な合金元素を大量に添加するため、鋼材コストが非常に高い。
　（３）一旦高温状態になった後の鋼材の常温・高温特性が劣化し、再使用できない。
　【０００９】
　この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、高価な合金元素を多量に添加しなくても高温において高い強度を保持し、かつ、一旦高温状態になった後でも良好な高温強度特性を維持し、または向上させることができ、さらに、従来の構造用鋼材の利点である高溶接性、高い延靭性を有する再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供することを目的とする。
　【００１０】
　　【課題を解決するための手段】
　この発明は、上記目的を達成するために、重量％表示で、
　Ｃ：０．０５％以上、０．２０％未満
　Ｓｉ：０．１％以上、２．０％未満
　Ｍｎ：０．３％以上、２．０％未満
　Ｐ：０．０３％以下
　Ｓ：０．０３％以下
　Ｍｏ：０．１％以上、０．４％未満
　Ｔｉ：０．００３％以上、０．１％未満
　Ｖ：０．０１％以上０．１％未満
　ｓｏｌ．Ａｌ：０．００２％以上、０．２％未満
　Ｎ：０．００１０％以上、０．０２０％未満
　【００１１】
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼を１０５０〜１３５０℃に加熱し、これを熱間圧延する際に、Ａｒ３＋２００℃以上の温度において圧下率を５０％以上とし、仕上げ温度をＡｒ３〜Ａｒ３＋２００℃とした後、空冷することを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供する。
　この発明は、また、上記組成の鋼に、さらに、
　Ｃｕ：０．０１％以上、１．５％未満
　Ｎｉ：０．０２％以上、１．５％未満
　Ｂ：０．０００５％以上、０．００５％未満
　Ｎｂ：０．００５％以上、０．０５％未満
　【００１２】
のうち１種または２種以上を含む鋼に対して、上記工程と同様の工程を施すことを特徴とする再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法を提供する。
　この場合に、必要に応じて、空冷後７００℃以下に加熱し空冷する工程、または熱間圧延後８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を加えることができる。
　【００１３】
　本発明において、最も重要な点は、溶接性、コスト等を考慮した上で、鋼材を製造した状態において十分に高い高温強度特性を有しているとともに、一旦、高温状態になった後でも十分な常温・高温強度特性を保持していることである。このようなことを考慮して、この発明では、主としてＭｏ，Ｖ，Ｔｉを複合添加した鋼に対して特定条件の熱間圧延を施す。これらＭｏ，Ｖ，Ｔｉを所定量存在させることにより、溶接性を低下させず、かつコストを上昇させずに、十分に高い高温強度特性を付与することができ、かつ再加熱後の常温・高温強度特性を十分に高いものとすることができる。
　【００１４】
　図１に本発明の範囲内の鋼であるＭｏ−Ｖ鋼および比較鋼であるＭｏ−Ｎｂ鋼の再加熱温度と常温・高温強度特性との関係を示す。本発明鋼であるＭｏ−Ｖ鋼では再加熱温度が上昇すると、むしろ常温・高温強度が上昇し、特に、高温強度の上昇効果が顕著である。それに対して、比較鋼であるＭｏ−Ｎｂ鋼では再加熱温度の上昇により単調に強度は低下する傾向を示す。つまり、本発明に係る製造方法を適用することにより再加熱後の常温・高温強度特性が改善されることが明らかである。
　次に、各添加元素の含有量の限定理由を示す。
　【００１５】
　Ｃ：　Ｃは鋼の常温強度、高温強度を安定して確保するための有効な元素である。しかし、０．０５％未満では、所定の十分な強度を得るのが困難であり、また、０．２０％以上では溶接性が劣化する。このため、Ｃの含有量を０．０５％以上０．２０％未満に規定する。
　【００１６】
　Ｓｉ：　Ｓｉは脱酸元素として有効な元素であり少なくとも０．１％以上の添加が必要である。また、Ｓｉは固溶強化に対して有効な元素であるが、２．０％以上の添加量では延靭性が低下したり、介在物が増加する等の問題がある。このため、Ｓｉの含有量を０．１％以上２．０％未満に規定する。
　【００１７】
　Ｍｎ：　Ｍｎは強度確保の上で有効な元素であり、そのためには０．３％以上の添加が必要である。また、２．０％以上では溶接性が劣化する。このため、Ｍｎの含有量を０．３％以上２．０％未満に規定する。
　【００１８】
　Ｐ，Ｓ：　Ｐ，Ｓは不純物元素であり、延靭性の低下、加工性、溶接性の低下等の問題の原因となるため、できるだけ少なくすることが望ましい。しかしながら、著しく低減するとコストの上昇を招く。このため、これらの含有量を、コストの上昇を招かず、しかも顕著な材質劣化を生じない範囲である０．０３％以下に規定する。
　【００１９】
　Ｍｏ：　Ｍｏは焼入性の向上、析出強化等により鋼の強度を上昇させる有効な元素であり、特に、中・高温強度に対しては有効である。しかし、０．１％未満ではその効果を得ることが困難であり、また、０．４％以上の多量添加はコスト上昇になる上に溶接性も劣化させる。このため、Ｍｏの含有量を０．１％以上０．４％未満に規定する。
　【００２０】
　Ｖ：　Ｖは微量添加でも高温強度上昇に対して有効であるだけでなく、再加熱後の常温・高温強度特性改善に有効な元素である。しかし、０．０１％未満ではこのような効果が得られず、また、０．１％以上の多量添加は溶接性を劣化させるとともにコスト上昇になる。このため、Ｖの含有量を０．０１％以上０．１％未満に規定する。
　【００２１】
　Ｔｉ：　ＴｉはＴｉＮを形成しオーステナイト粒を微細化する効果があり、靭性向上に有効であるとともに、固溶Ｔｉは高温状態でＴｉＣを形成し、高温強度も上昇させ、さらに、再加熱後の常温・高温強度靭性も改善する。しかし、０．００３％未満ではこれらの効果が得られず、また、０．１％以上の大量添加は溶接性を劣化させる。このため、Ｔｉの含有量を０．００３％以上０．１％未満に規定する。
　【００２２】
　ｓｏｌ．Ａｌ：　ｓｏｌ．ＡｌはＡＩＮとして鋼中に析出し、結晶粒の微細化に有効な元素である。しかし、０．００２％未満ではその効果が得られず、また、０．２％以上の添加では酸化物系の介在物が多くなり、延靭性が劣化する。このため、ｓｏ１．Ａｌの含有量を０．００２％以上０．２％未満に規定する。
　【００２３】
　Ｎ：　ＮはＡｌＮまたはＴｉＮを析出させる元素であり、結晶粒の微細化に有効である。しかし、０．００１０％未満ではその効果が得られず、また、０．０２０％以上の多量添加では溶接部の靭性が劣化する。このため、Ｎの含有量を０．００１０％以上０．０２０％未満に規定する。
　【００２４】
　Ｎｂ：　Ｎｂは常温強度に有効な上に高温強度の上昇に対しても有効な元素である。しかし、０．００５％未満ではその効果が得られず、また、０．０５％を超えて添加すると溶接部の靭性が劣化する。このため、Ｎｂの含有量を０．００５％以上０．０５％未満に規定する。
　【００２５】
　Ｃｕ：　Ｃｕは固溶強化に有効な元素であり、また１％程度以上では析出強化も期待できる元素である。また、耐腐食性に対しても有効である。しかし、０．０１％未満ではその効果が得られず、また１．５％以上の添加はコスト上昇に加えて鋼板の表面キズの問題がある。このため、Ｃｕ含有量を０．０１％以上１．５％未満に規定する。
　【００２６】
　Ｎｉ：　Ｎｉは低温靭性の向上に有効な元素である。しかし、０．０２％未満ではその効果は小さく、また、Ｎｉは高価であるため１．５％以上ではコスト上昇が著しい。このため、Ｎｉ含有量を０．０２％以上１．５％未満に規定する。
　【００２７】
　【００２８】
　Ｂ：　Ｂは微量添加で鋼の焼入性を上昇させる有効な元素であり、０．０００５％以上であれば十分にその効果を示す。また、０．００５％以上では、焼入性向上効果も小さくなるとともに、溶接性を劣化させる。このため、Ｂの含有量を０．０００５％以上０．００５％未満に規定する。
　次に、製造プロセスについて説明する。
　【００２９】
　まず、上述の成分組成の鋼を１０５０〜１３５０℃に加熱する。これは、加熱温度が１０５０℃未満では所定の圧延終了温度を確保することが不可能であり、１３５０℃を超えると加熱コストが顕著に増大するためである。
　【００３０】
　次いで、熱間圧延を施す。この場合に、所望の特性を得るためにはオーステナイト結晶粒の微細化を図る必要があるが、そのためにオーステナイト再結晶域での加工を十分に行う必要があり、少なくとも５０％以上の加工が必要である。この観点から、熱間圧延条件を、オーステナイト再結晶域であるＡｒ３＋２００℃以上の温度域において圧下率を５０％以上とした。
　【００３１】
　また、圧延仕上げ温度がＡｒ３温度未満では、二相域圧延となり、常温強度が著しく高くなるとともに、鋼材の特性の異方性が顕著になる。このような観点から、仕上げ温度をＡｒ３以上に規定する。また、Ａｒ３＋２００℃以上において圧下率を５０％以上とする観点から、仕上げ温度の上限はＡｒ３＋２００℃とした。
　【００３２】
　なお、必要に応じて、７００℃以下の温度に加熱した後空冷する工程を加えることもできる。これにより、熱間圧延後に生じた歪等の除去および切断後に発生する歪の防止を図ることができる。この温度が７００℃を超えると、部分的に二相域に加熱される可能性があるため、この際の加熱温度の上限を７００℃とした。
　【００３３】
　本発明においては、上述のように圧延ままあるいはその後の７００℃以下での加熱−空冷によって所定の特性が達成できるが、熱間圧延後に８５０℃以上、８８０℃以下に加熱する工程を付加することによって、製造した鋼材を熱間加工あるいは組織の微細化により低温靭性を向上させることも可能である。この場合に、８５０℃未満の温度では組織の微細化が達成できないとともに、低温靭性向上効果が小さい。このため、この際の加熱温度を８５０℃以上、８８０℃以下にする。
　【００３４】
　　【実施例】
　以下、この発明の実施例について説明する。
　【００３５】
　表１に供試鋼に化学成分およびＡｒ３温度を示す。符号Ａ〜Ｄの鋼は本発明の範囲内の成分・組成のものであり、符号Ｅ，Ｆは本発明の成分・組成から外れる比較鋼である。比較鋼Ｅは本発明で必須元素であるＶが添加されておらず、Ｃｒが添加されている。同様に、比較鋼Ｆは本発明鋼Ａの比較であり、この比較鋼ＦにもやはりＶが添加されておらず、本発明の範囲外になっている。
　【００３６】
　表２に供試鋼Ａ〜Ｆを用いて製造した鋼板（板厚３５ｍｍ）の製造条件および常温引張試験、高温引張試験結果を示す。高温引張試験に関しては、製造まま材で実施するとともに、６００℃に再加熱した鋼材についても実施した。表２において、符号の頭に示されたアルファベットは表１のＡ〜Ｈに対応し、例えばＡ−１と表記してある場合は、表１に示した鋼Ａを用いたことを示す。
　【００３７】
　符号Ａ−１〜３、Ｂ、Ｃ、Ｄ−１、Ｄ−２は本発明の範囲内の成分・組成、および製造条件を満足する実施例であり、符号Ａ−４、Ｅ−１，２、Ｆ−１〜３はこれらの範囲から外れる比較例である。
　【００３８】
　表２から明らかなように、実施例の場合には、圧延ままでも、熱処理後においても、再加熱後の高温降伏強度（ＹＳ）が製造ままの高温降伏強度よりも２〜３ｋｇｆ／ｍｍ２程度以上上昇している。この結果から、本発明の範囲内であれば、火災を想定した再加熱処理後の高温強度特性が優れていることが確認された。
　【００３９】
　これに対して、比較例のＡ−４は成分・組成は本発明の範囲内であるが、熱処理温度が本発明の範囲外であるため、実施例のＡ−３に比較して常温強度、高温強度が著しく低くなっている。
　【００４０】
　比較例のＥ−１〜Ｆ−３は、表１に示したように、成分・組成が本発明の範囲外であるため、製造条件が本発明の範囲内であるにもかかわらず、再加熱後の高温強度は、製造まま材の高温強度よりもむしろ低下しており、本発明の目的としている再加熱後の良好な高温強度特性が得られていない。
　【００４１】
　このように、本発明の範囲内の成分・組成および製造条件の鋼では６００℃程度における高温強度特性に優れているとともに、火災後の再使用を考慮した場合でも、再加熱後の高温強度はむしろ上昇し、構造用耐火鋼材として優れた特性を有していることが確認された。
　【００４２】
　　【発明の効果】
　この発明によれば、高価な合金元素を多量に添加しなくても高温において高い強度を保持し、かつ、一旦高温状態になった後でも良好な高温強度特性を維持し、または向上させることができ、さらに、従来の構造用鋼材の利点である高溶接性、高い延靭性を有する再加熱後の高温強度特性に優れた構造用耐火鋼材の製造方法が提供される。このため、従来、耐火特性を要求されていた構造物で当然使用されていた耐火被覆の厚さを低減あるいは設計・施工法の簡便化が期待できるとともに、その他の耐火に対する対策も軽減できる等の効果がある。
　【００４３】
　【表１】
　【００４４】
　【表２】
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明鋼と比較鋼の再加熱後の常温、高温引張試験の結果を示すグラフ。