(57)【要約】【課題】連続鋳造によるブルームの分塊圧延により製造の鋼片表面に割れ疵が発生することを防止する方法を提供する。【解決手段】連続鋳造した矩形断面のブルームをブルームクーラーによりスプレー冷却し、加熱炉で加熱した後、分塊圧延により鋼片とする方法において、連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間により、ブルームクーラーでの冷却開始温度の管理と冷却速度の制御並びに分塊圧延のための加熱炉での加熱温度と在炉時間の管理を行い、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を一定範囲に制御し、抽出したブルームを分塊圧延すると共に、ブルームクーラーでのブルームの冷却は、ブルームクーラー装入から分塊圧延開始までの間、ブルームの矩形断面の短辺側を上面に維持することによりブルームクーラーでの冷却時のブルーム側面に分解圧延のロール圧下開始時のブルーム側面を一致させ、ブルームの側面から冷却する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造で製造した矩形断面ブルームをブルームクーラーによりスプレー冷却し、次いで加熱炉にて加熱し分塊圧延により鋼片に製造する方法において、連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間により、ブルームクーラーでの冷却開始温度の管理と冷却速度の制御並びに続く分塊圧延のための加熱炉での加熱温度と在炉時間の管理を行い、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を一定範囲に制御し、次いで加熱炉から抽出したブルームを分塊圧延すると共に、ブルームクーラーにおけるブルームの冷却は、ブルームクーラー装入から分塊圧延開始までの間ブルームの矩形断面の短辺側を上面にした状態で維持することによりブルームクーラーでの冷却時のブルーム側面に後続の分解圧延のロール圧下開始時のブルーム側面を一致させ、ブルーム側面から冷却することを特徴とする連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法。
【請求項２】
連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間による冷却開始温度の管理と冷却速度の制御は、冷却開始温度をＡｒ３変態点以上とし、ブルーム表面温度がＡｒ３変態点に近づくにつれて冷却速度を増加させるものとすることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法。
【請求項３】
加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差の一定範囲の制御は、表面温度の２％以内とすることを特徴とする請求項１または２に記載の連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法。
【請求項４】
ブルームクーラーにおけるブルームのスプレー冷却は、冷却開始時のブルーム表面温度をＡｒ３変態点以上とし、ブルーム表面温度がＡｒ３変態点に近づくにつれて、冷却速度を増加させてブルームの側面から冷却させることにより、ブルーム側面のベイナイト組織制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
連続鋳造によるブルームのブルームクーラーによる冷却および加熱炉による加熱後の分塊圧延における表面疵の発生を防止する圧延鋼片の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造によるブルームの分解圧延時の鋼片表面に生ずる表面疵の防止には、加熱炉抽出・分塊圧延開始前におけるブルーム表層のオーステナイト粒の微細化が重要である。そこで、加熱炉装入前のブルーム表層組織をベイナイト組織に制御する必要がある。ところで連続鋳造に続くブルームクーラー内での横置きブルームに対してスプレー冷却を行う場合、ブルーム下面の冷却には、上面や側面に比較して単位時間当たりおよび単位面積当たりに大量の冷却媒を必要とする上に、ブルームクーラー内の搬送ロールなどが障害となって局所的な冷却不良が生じ易く、冷却不良からベイナイト組織制御が不十分となる箇所ができる。このため分塊圧延時に鋼片に割れが発生し易くなる問題があった。
【０００３】
一方、分解圧延のための加熱前に熱塊を冷却して少なくとも表層部分の組織を微細化する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、熱間加工性の低い高Ｓ鋼製造のための連続鋳造によるブルームを加熱炉に装入する前にブルーム表面を急冷することにより分解圧延後の鋼片表面の割れを防止する方法があるが、これは冷却開始温度の６８０℃は既にＡｒ３変態点を下回っており低過ぎる（例えば、特許文献２参照）。さらに、ブルームクーラーにおいてブルーム表層をベイナイト組織制御するために必要な冷却速度を得るのに必要な水量密度がブルームの上面、下面、側面で異なることはよく知られており（例えば、特許文献３参照）、ブルームの上面と下面を選んだ場合に設備、処理時間等の工程能力はブルームの下面からの冷却に律されることになって不利である。そこでブルームクーラーにブルームを横置きして行うが、ブルーム下面からの冷却水を上面に比し大量に必要とする（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０３−５６６１８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４６４０８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１７１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、連続鋳造によるブルームの分塊圧延により製造の鋼片表面に割れ疵が発生することを防止する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、連続鋳造で製造した矩形断面ブルームをブルームクーラーによりスプレー冷却し、次いで加熱炉にて加熱し分塊圧延により鋼片に製造する方法において、連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間により、ブルームクーラーでの冷却開始温度の管理と冷却速度の制御並びに続く分塊圧延のための加熱炉での加熱温度と在炉時間の管理を行い、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を一定範囲に制御し、次いで加熱炉から抽出したブルームを分塊圧延すると共に、ブルームクーラーにおけるブルームの冷却は、ブルームクーラー装入から分塊圧延開始までの間ブルームの矩形断面の短辺側を上面にした状態で維持することによりブルームクーラーでの冷却時のブルーム側面に後続の分解圧延のロール圧下開始時のブルーム側面を一致させ、ブルーム側面から冷却することを特徴とする連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法である。
【０００７】
請求項２の発明では、連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間による冷却開始温度の管理と冷却速度の制御は、冷却開始温度をＡｒ３変態点以上とし、ブルーム表面温度がＡｒ３変態点に近づくにつれて冷却速度を増加させるものとすることを特徴とする請求項１の手段の連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法である。
【０００８】
請求項３の発明では、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差の一定範囲の制御は、表面温度の２％以内とすることを特徴とする請求項１または２の手段の連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法である。
【０００９】
請求項４の発明では、ブルームクーラーにおけるブルームのスプレー冷却は、冷却開始時のブルーム表面温度をＡｒ３変態点以上とし、ブルーム表面温度がＡｒ３変態点に近づくにつれて、冷却速度を増加させてブルームの側面から冷却させることにより、ブルーム側面のベイナイト組織制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の手段の連続鋳造及び引き続く分塊圧延における表面疵発生を防止した鋼片の製造方法である。
【００１０】
上記の手段において、ブルームクーラーにおけるブルーム側面からの冷却により、ブルームのベイナイト組織制御を行う面をブルームの上面あるいは下面でなく、側面とした理由について以下に説明する。
【００１１】
１）ブルームクーラーにおいてブルーム表層をベイナイト組織制御するために必要な冷却速度を得るために要するスプレーの水量密度は、ブルームの上面、下面、側面でそれぞれ異なり、上記したように、例えば特許文献３にも見られるとおりである。そこで冷却のためスプレーする面として上面と下面を選んだ場合、設備、処理時間等の工程能力は下面に律されて不利となる。さらに、ブルームクーラーから加熱炉、分塊圧延までの工程において、本発明の請求項２に係る手段にによるときは、ブルーム面を転回することなく鋼片を製造するので、工程の進行が極めてスムーズにできる。
【００１２】
２）ブルームの下面は、搬送ロール等が障害となって局所的に水のかかり方が悪くなることにより、冷却不良（すなわち冷却速度不足）が生じやすい。このため冷却不良によりベイナイト組織制御が不十分であった部位は、加熱炉を経たブルームの分塊圧延直前のオーステナイト粒度がベイナイト制御できた部位に比較して粗大となる。このため、分塊圧延により同じように引張応力を受けたとしても、得られた鋼片の表面に割れが発生しやすい。
【００１３】
さらに、ブルームクーラー開始から分塊圧延の開始までの間、ブルームの矩形断面の短辺側を常に上面とした理由について説明する。
【００１４】
１）ブルームはブルームクーラー冷却後に加熱炉に装入されるが、この加熱炉でブルームを効率よく均一に加熱するためには、ブルームとブルームの間隔をある程度以上開ける必要がある。そこでブルームの広面すなわち矩形断面の長辺側を上面とした場合とブルームの側面すなわち矩形断面の短辺側を上面とした場合では、前者の広面すなわち矩形断面の長辺側を上面とした場合では一度にブルームクーラー装入できるブルームの本数が少なくなり、生産性が劣化することとなる。
【００１５】
２）さらに、分塊圧延時に圧延開始面が広面側だと、圧下後にブルームを転回するときブルームの下面が細長くなるため、ブルームに「倒れ」現象が起き易くなり、操業が不安定になるからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に説明する。先ず、連続鋳造で製造した矩形断面のブルームを連続鋳造設備外のブルームクーラーに装入してスプレー噴霧して冷却し、次いで加熱炉にて分塊圧延温度のＡｒ３変態点より高温に加熱して分塊圧延を行って鋼片とする。この場合、連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間により、ブルームクーラーでの冷却開始温度を管理し、さらに冷却速度を制御し、さらに冷却に続く加熱炉でのブルームの加熱温度及び在炉時間を管理管理し、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を一定範囲に制御する。次いで、加熱炉から抽出したブルームを分塊圧延して鋼片とする。この場合、上記のブルームクーラー装入から分塊圧延開始までの間、ブルームの矩形断面の短辺側を常に上面にした状態に維持するものとする。さらにブルームクーラーでの冷却時のブルーム側面を後続の分解圧延のロール圧下開始時のブルーム側面に一致させてブルーム側面から冷却するものとする。この場合、ブルームクーラーでの冷却によるブルームの上面および下面のベイナイト組織制御はそれほど厳密に実施する必要はなく、極端に言うとブルームの上面および下面からの冷却しなくてもよい。
【００１７】
さらに、上記の手段において、連続鋳造開始からブルームクーラーへの到達時間によるブルームの冷却開始温度の管理と冷却速度の制御は、冷却開始温度をＡｒ３変態点以上とし、ブルームの表面温度がＡｒ３変態点に近づくにつれて、冷却速度を増加させるものとする。次いで、上記の手段と同様に冷却したブルームを分塊圧延のために加熱炉により加熱する際に、前記のブルームクーラーへの到達時間によりブルームの加熱炉における在炉時間を管理し、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を一定範囲に制御する。
【００１８】
さらに、上記の手段において、加熱炉から抽出する際のブルームの表面温度と中心温度の温度差を、表面温度の２％以内として一定範囲にする制御する。
【００１９】
さらに上記の手段において、ブルームクーラーでのブルームのスプレー冷却は、冷却開始時のブルーム表面温度をＡｒ３変態点以上とし、ブルーム表面温度がＡｒ３変態点に近づくほど、冷却速度を増加させてブルームを冷却させることにより、ブルーム側面をベイナイト組織制御する。
【００２０】
実施の形態における本発明の意義について説明すると、本発明は、ブルームクーラー内でのスプレー冷却におけるブルームの面により冷却の効果が異なるという特有の問題を解決したものであり、従来技術のドブ漬けによる冷却の場合には、ブルームの面による冷却効果に差異が生じる問題はない。さらに上記したようにブルームクーラーでスプレーによる注水不良がスプレー面の差異により発生する問題は、ブルームの下面のスプレーの形状を工夫したり、水量密度を向上させたりすることなどで解決できると思われる。しかし、仮に水量密度を向上させようとすると、そのためにブルームクーラーの水回りの配管工事を格別に行う必要があり、設備改造のためのコストがかかる問題がある。また、さらに、本発明は、現状設備（ハード）を触ることなく、圧延方法（ソフト）のみを変更して表面疵の問題を解決できるので、コストメリットが大である。
【００２１】
【実施例】
ＳＣＲ４２０肌焼き鋼の連続鋳造による断面サイズが狭面３８０ｍｍ×広面４９０ｍｍのブルームをブルームクーラーにより冷却する際のブルームの設置方法並びに分解圧延開始時のブルームの圧延面と圧延材に発生した割れの程度を、実施例１、実施例２と、比較例１、比較例２、比較例３について各割れ指数により表１に示す。
【表１】
2005014039.tif 000002
【００２２】
表１に示すように、比較例１（ブルームＡ：分塊圧延材）の割れ指数を１とした場合、実施例１（ブルームＢ：分塊圧延材）の割れ指数は０．６５で、実施例２（ブルームＤ：分塊圧延材）の割れ指数は０．７５となり、比較例１の割れ指数に比してそれぞれ０．３５および０．２５だけ軽減した。一方、比較例２（ブルームＣ：分塊圧延材）の割れ指数は１．１、比較例３（ブルームＥ：分塊圧延材）の割れ指数は１．５であった。なお、各ブルームの冷却開始温度は、広面の中央部で約８５０℃であった。ただし、ブルームクーラーでは、冷却開始温度によって、冷却速度を増加させる必要があり、例えば、ＳＣＲ４２０鋼では、冷却開始温度９００℃で冷却速度４℃／ｓｅｃ、８５０℃で冷却速度５℃／ｓｅｃ、７５０℃で１０℃／ｓｅｃと増加させる。
【００２３】
これらの割れ疵は、上記したように搬送ロール等が障害となって局所的に冷却水のかかり方が悪くなることによりブルームの下面で冷却不良（すなわち冷却速度不足）が生じ、このため加熱炉でブルームの分塊圧延直前のオーステナイト粒度のベイナイト制御ができた部位に比較して、冷却不良によりベイナイト組織制御の不十分であった部位のオーステナイト粒度が粗大となり、分塊圧延により引張応力を受け、得られた鋼片の表面に発生した割れ疵であり、これは粗大なオーステナイト粒の部位での分塊圧延時に発生する表面疵である。
【００２４】
なお、比較例１はブルームクーラー内でブルームの広面を上下にして配置しブルームの狭面を側面にして全面からスプレー冷却し、分解圧延開始時にはブルームを転回して広面を側面にして狭面を上下に配置して狭面から圧延したものである。
【００２５】
実施例１では、ブルームクーラーにおいてブルームの狭面を上下に配置し、ブルームの全面から冷却し、ブルームの面をそのまま転回することなく同じ向きにしたままで狭面を上下にして圧延開始面として分解圧延を開始することで、圧下ひずみによってオーステナイト粒が再結晶微細化されるため、その後の分塊圧延でブルームを転回したことでたとえ引張応力が働いても、ブルームに割れは発生し難くなっている。
【００２６】
実施例２では、ブルームクーラーにおいてブルームの狭面を上下に配置し、ブルームの広面である側面のみ冷却し、ブルームの面をそのまま転回することなく同じ向きにしたままで狭面を上下にして分解圧延開始面として圧延を行うことで、圧下ひずみによってオーステナイト粒が再結晶微細化されるため、その後の分塊圧延でブルームを転回したことでたとえ引張応力が働いても、ブルームに割れは発生し難くなっている。
【００２７】
比較例２（ブルームＣ圧延材）では、ブルームクーラー内でブルームの広面を上下にして配置しブルームの狭面を側面にして全面からスプレー冷却し、分塊圧延開始時はブルームを転回することなくそのまま広面から分塊圧延を開始した。このため、その後の分塊圧延時に転回したときに、ブルームがより薄幅となっていることでブルームに倒れが生じたり、ロールへのかみ込み不良等が発生して定常的に圧延ができず、このため疵が悪化した。
【００２８】
比較例３（ブルームＥ圧延材）では、ブルームクーラー内でブルームの広面を上下にして配置しブルームの狭面を側面にして狭面のみスプレー冷却し、分解圧延開始ではブルームを転回して冷却を行わなかった広面を側面とし、狭面を上下の圧下面として分塊圧延を行ったため、割れ指数が１．５と大きかった。
【００２９】
分塊圧延時の圧延方向に平行な割れ疵は、圧延ロールで拘束されていないブルームの圧下時の側面に働く引張応力によって発生し、これはオーステナイト粒度が大きい部位で発生しやすい。分塊圧延で最初にロール圧下した面は、ひずみによってオーステナイト粒が再結晶微細化されるため、ブルームの転回後に側面となってその面に引張応力が働いた場合にも、割れ疵は発生し難くなる。従って、本発明では、分塊圧延開始の１パス目でブルームクーラーでベイナイト組織制御をしっかり行った冷却側面を圧下時の側面とすることにより、分塊圧延時の表面疵の発生の防止あるいは低減が可能となった。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、連続鋳造に引き続くブルームクーラーによるブルームの冷却とその後の加熱装置による加熱後の分解圧延において、本発明の方法とすることにより、従来発生していた圧延鋼片の表面の割れ疵の発生を低減することができた。