(57)【要約】    【課題】高品質な条鋼が得られる製造方法の提供。    【解決手段】鋼片は、装入機２を通じて加熱炉４へと搬送される。この加熱炉４において、鋼片に一次予熱処理、二次予熱処理、加熱処理及び均熱処理が施される。加熱処理及び均熱処理における雰囲気温度は、オーバーヒート限界温度がＴｏ℃であるとき、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下である。加熱処理及び均熱処理は、同一温度の雰囲気下で連続的に行われる。この鋼片が、粗列圧延機６、中間列圧延機１０及び仕上列圧延機１２による多段の熱間圧延に供される。熱間圧延により鋼片が細径化し、かつ長尺化して、丸棒鋼が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーバーヒート限界温度がＴｏ℃であるとき、鋼片が（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下の雰囲気下で加熱される加熱工程と、
この鋼片に対し、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下の雰囲気下で均熱処理が施される均熱工程と、
この鋼片に熱間圧延が施される圧延工程と
を含む条鋼製造方法。
【請求項２】
上記加熱工程の雰囲気温度が（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−４５）℃以下である請求項１に記載の条鋼製造方法。
【請求項３】
上記均熱工程の雰囲気温度が（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−４５）℃以下である請求項１又は２に記載の条鋼製造方法。
【請求項４】
上記加熱工程の雰囲気温度と均熱工程の雰囲気温度との差が１５℃以内である請求項１から３のいずれかに記載の条鋼製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸棒鋼、鋼製線材等の条鋼の製造方法に関する。詳細には、本発明は、熱間圧延を伴う条鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
丸棒鋼の製造方法として、熱間圧延による方法が広く知られている。この製造方法では、まず溶解、造塊、分塊圧延等の工程を経て、鋼片が得られる。この鋼片は、加熱炉に搬入される。加熱炉では、鋼片に対し、余熱処理、加熱処理及び均熱処理が施される。次に、この鋼片に熱間圧延が施される。通常は、タンデムに並べられた粗列圧延機、中間列圧延機及び仕上列圧延機による多段圧延が施される。この熱間圧延によって鋼片は徐々に細径化し且つ長尺化して、丸棒鋼が得られる。
【０００３】
丸善株式会社発行の第３版鉄鋼便覧IIIの第３５６ページには、加熱炉での好ましいヒートパターンが開示されている。一般的なヒートパターンでは、加熱能力優先の観点から、加熱温度が均熱温度よりも高く設定される。例えば、鋼種がＳＵＳ４４０Ｃである鋼片の場合、約７５０℃の雰囲気下で第一の予熱処理がなされ、約９５０℃の雰囲気下で第二の予熱処理がなされ、局部的には１２００℃を超える雰囲気下で加熱処理がなされ、約１１５０℃の雰囲気下で均熱処理がなされる。
【非特許文献１】丸善株式会社発行の第３版鉄鋼便覧IIIの第３５６ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鋼片の温度が十分に高くない場合、粗列圧延によって鋼片のコーナー部に割れが生じることがある。この鋼片から得られた丸棒鋼には、割れに起因する疵（「ヘゲ疵」と称されている）が生じる。この疵は、丸棒鋼の品質を低下させる。
【０００５】
加熱温度が十分に高い場合は、疵が抑制される。しかし、鋼片にはミクロ的な偏析が存在するので、高温で加熱されると鋼片の内部に溶融箇所が生じる。この溶融箇所に起因して、丸棒鋼に空孔が生じる。空孔は、丸棒鋼の品質を低下させる。本発明の目的は、高品質な条鋼が得られる製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る条鋼製造方法は、
（１）鋼片が（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下の雰囲気下で加熱される加熱工    程、
（２）この鋼片に対し、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下の雰囲気下で均熱処    理が施される均熱工程
及び
（３）この鋼片に熱間圧延が施される圧延工程
を含む。本発明では、グリーブル試験において絞り値が最大絞り値の１／２となる温度が、オーバーヒート限界温度Ｔｏとされる。
【０００７】
好ましくは、加熱工程の雰囲気温度は、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−４５）℃以下である。好ましくは、均熱工程の雰囲気温度は、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−４５）℃以下である。
【０００８】
好ましくは、加熱工程の雰囲気温度と均熱工程の雰囲気温度との差は、１５℃以内である。加熱工程と均熱工程とが、同一温度の雰囲気下で連続的に行われてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この条鋼製造方法では、欠陥が少ない条鋼が得られうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る条鋼製造方法のための製造設備が示された概念図である。この製造設備は、装入機２、加熱炉４、粗列圧延機６、フライングシャー８、中間列圧延機１０、仕上列圧延機１２、冷却床１４及びコールドシャー１６を備えている。炉内の温度分布が少なくて鋼片が均一に加熱されうるとの理由から、加熱炉４としてバッチ炉が用いられることが好ましい。
【００１２】
図２は、図１の製造設備による条鋼製造方法が示されたフローチャートである。この製造方法では、まず、溶解、造塊、分塊圧延、脱炭除去等の工程を経て、鋼片が準備される（ＳＴＥＰ１）。
【００１３】
次に鋼片は、装入機２を通じて加熱炉４へと搬送される（ＳＴＥＰ２）。この加熱炉４において、鋼片に一次予熱処理が施される（ＳＴＥＰ３）。一次予熱処理の雰囲気温度及び時間は、鋼種に応じて適宜決定される。鋼種がＳＵＳ４４０Ｃの場合、一次予熱処理における一般的な雰囲気温度は約７５０℃であり、一般的な予熱時間は約７０分である。
【００１４】
次に、加熱炉４において鋼片に二次予熱処理が施される（ＳＴＥＰ４）。二次予熱処理の雰囲気温度及び時間は、鋼種に応じて適宜決定される。鋼種がＳＵＳ４４０Ｃの場合、二次予熱処理における一般的な雰囲気温度は約９５０℃であり、一般的な予熱時間は約６０分である。
【００１５】
次に、加熱炉４において、鋼片に加熱処理が施される（ＳＴＥＰ５）。加熱処理の雰囲気温度は、オーバーヒート限界温度がＴｏ℃であるとき、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下とされる。加熱処理の時間は、４０分以上１２０分以下、特には５０分以上９０分以下が好ましい。
【００１６】
次に、加熱炉４において、鋼片に均熱処理が施される（ＳＴＥＰ６）。均熱処理の雰囲気温度は、オーバーヒート限界温度がＴｏ℃であるとき、（Ｔｏ−８５）℃以上（Ｔｏ−２０）℃以下とされる。均熱処理の時間は、４０分以上１２０分以下、特には５０分以上９０分以下が好ましい。均熱処理により、鋼片の温度分布が抑制される。加熱処理（ＳＴＥＰ５）の雰囲気温度と均熱処理の雰囲気温度との差は、１５℃以内が好ましい。均熱処理は、加熱処理と同一温度の雰囲気下で、加熱処理と連続して行われることが好ましい。
【００１７】
次に鋼片には、粗列圧延機６による圧延（ＳＴＥＰ７）が施される。粗列圧延により、鋼片は細径化しかつ長尺化する。粗列圧延により、母材が得られる。
【００１８】
粗列圧延後の母材は、フライングシャー８に通される。このフライングシャー８では、圧延ラインを高速で移動中の母材が停止されることなく、切断が行われる（ＳＴＥＰ８）。切断により、所定長さの母材が得られる。
【００１９】
次に母材は、中間列圧延機１０による圧延（ＳＴＥＰ９）が施される。さらに母材には、仕上列圧延機１２による圧延（ＳＴＥＰ１０）が施される。粗列圧延機６、中間列圧延機１０及び仕上列圧延機１２により、いわゆる多段圧延がなされる。この多段圧延により鋼片が段階的に細径化し、かつ段階的に長尺化する。
【００２０】
次に母材は、冷却床１４に搬送される。冷却床１４には多数の開口が設けられており、この開口から吹き出す空気によって母材が所定温度（例えば２００℃程度）まで冷却される（ＳＴＥＰ１１）。この母材がコールドシャー１６（自動切断機）へと送られ、このコールドシャー１６にて所定長さに切断される（ＳＴＥＰ１２）。こうして、丸棒鋼が得られる。
【００２１】
この製造方法では、（Ｔｏ−８５）℃以上の雰囲気温度で加熱処理（ＳＴＥＰ５）及び均熱処理（ＳＴＥＰ６）がなされるので、鋼片が比較的高温な状態で加熱炉４から抽出され、比較的高温で粗列圧延（ＳＴＥＰ７）に供される。従って、粗列圧延における鋼片の割れが抑制され、この割れに起因する疵も抑制される。疵抑制の観点から、加熱処理及び均熱処理の雰囲気温度は（Ｔｏ−７５）℃以上がより好ましい。鋼種がＳＵＳ４４０Ｃの場合、加熱処理及び均熱処理の雰囲気温度は１１３５℃以上が好ましく、１１４５℃以上が特に好ましい。
【００２２】
疵抑制の観点から、加熱炉４から抽出された直後の鋼片の温度は（Ｔｏ−９５）℃以上が好ましく、（Ｔｏ−８５）℃以上が好ましい。鋼種がＳＵＳ４４０Ｃの場合、加熱炉４から抽出された直後の鋼片の温度は１１２５℃以上が好ましく、１１３５℃以上が特に好ましい。
【００２３】
疵抑制の観点から、粗列圧延中の鋼片の温度が（Ｔｏ−２２０）℃以上に維持されることが好ましい。鋼種がＳＵＳ４４０Ｃの場合、粗列圧延中の鋼片の温度が１０００℃以上に維持されることが好ましい。
【００２４】
この製造方法では、（Ｔｏ−２０）℃以下の雰囲気温度で加熱処理（ＳＴＥＰ５）及び均熱処理（ＳＴＥＰ６）がなされるので、鋼片内部の溶融が抑制される。従って、この溶融に起因する空孔も抑制される。空孔抑制の観点から、加熱処理及び均熱処理の雰囲気温度は（Ｔｏ−４５）℃以下がより好ましく、（Ｔｏ−６０）℃以下が特に好ましい。鋼種がＳＵＳ４４０Ｃの場合、加熱処理及び均熱処理の雰囲気温度は１２００℃以下が好ましく、１１７５℃以下がより好ましく、１１６０℃以下が特に好ましい。
【００２５】
図３は、グリーブル試験（高速引張試験）の結果が示されたグラフである。グリーブル試験では、直径が８ｍｍであり長さが１００ｍｍである試験片が準備される。試験片の一端２０ｍｍは可動ジグに固定され、他端２０ｍｍは固定ジグに固定される。試験片の中央部分は、常温から試験温度まで、３０秒かけて昇温される。その後３０秒かけて、中央部は均熱化される。その後、可動ジグが５ｃｍ／ｓｅｃの速度で固定ジグから遠ざかる。試験片はやがて破断する。破断時の絞りが測定される。
【００２６】
図３において符号Ｒｍで示されているのは、グリーブル試験で得られた最大絞り（％）である。符号Ｒｏで示されているのは、最大絞りの１／２の値である。符号Ｔｏで示されているのは、絞りがＲｏであるときの温度である。この温度Ｔｏが、本発明ではオーバーヒート限界温度と称される。
【００２７】
主要鋼種のオーバーヒート限界温度Ｔｏは、以下の通りである。
ＳＵＳ４０３            １３５０℃
ＳＵＳ４４０Ｃ          １２２０℃
０．７Ｃ−１３Ｃｒ鋼    １１９０℃
ＳＫＤ１１      １１５０℃
ＳＫＤ６１      １２９０℃
ＳＫＨ５１      １１８０℃
【００２８】
鋼種がＳＵＳ４０３である場合、１２６５℃以上１３３０℃以下の雰囲気下で加熱処理及び均熱処理がなされることが好ましい。鋼種が０．７Ｃ−１３Ｃｒ鋼である場合、１１０５℃以上１１７０℃以下の雰囲気下で加熱処理及び均熱処理がなされることが好ましい。鋼種がＳＫＤ１１である場合、１０６５℃以上１１３０℃以下の雰囲気下で加熱処理及び均熱処理がなされることが好ましい。鋼種がＳＫＤ６１である場合、１２０５℃以上１２７０℃以下の雰囲気下で加熱処理及び均熱処理がなされることが好ましい。鋼種がＳＫＨ５１である場合、１０９５℃以上１１６０℃以下の雰囲気下で加熱処理及び均熱処理がなされることが好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３０】
［実施例］
鋼種がＳＵＳ４４０Ｃである鋼片を準備した。この鋼片に、バッチ炉にて、下記の処理を行った。
一次予熱処理    ７５０℃    ７０分
二次予熱処理    ９５０℃    ６０分
加熱処理      １１５０℃    ７０分
均熱処理      １１５０℃    ７０分
この鋼片に粗列圧延、中間列圧延及び仕上げ列圧延を施し、直径が４０ｍｍである丸棒鋼を得た。
【００３１】
［比較例］
鋼種がＳＵＳ４４０Ｃである鋼片を準備した。この鋼片に、加熱炉にて、下記の処理を行った。
一次予熱処理    ７５０℃    ７０分
二次予熱処理    ９５０℃    ６０分
加熱処理      １１８０℃    ７０分
均熱処理      １１３０℃    ７０分
この鋼片に粗列圧延、中間列圧延及び仕上げ列圧延を施し、直径が４０ｍｍである丸棒鋼を得た。
【００３２】
［不良率の評価］
実施例及び比較例の製造方法それぞれについて約３０トンの丸棒鋼を製作し、その疵の発生率を求めた。実施例の製造方法での発生率が１．４％であるのに対し、比較例の製造方法での発生率は８．７％であった。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る製造方法は、種々の鋼種に適用されうる。この製造方法は、難圧延材であるマルテンサイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系耐熱鋼及び工具鋼に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる条鋼製造方法のための製造設備が示された概念図である。
【図２】図２は、図１の製造設備による条鋼製造方法が示されたフローチャートである。
【図３】図３は、グリーブル試験の結果が示されたグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
２・・・装入機
４・・・加熱炉
６・・・粗列圧延機
８・・・フライングシャー
１０・・・中間列圧延機
１２・・・仕上列圧延機
１４・・・冷却床
１６・・・コールドシャー
【図１】
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【図２】
2005146307.tif 000004
【図３】
2005146307.tif 000005