(57)【要約】【課題】スラブの幅方向圧下の際、スラブ幅端部近傍を均等に肥厚化させることにより、スラブ全長にわたってムラなくポロシティを圧着させることができるスラブ鍛造方法を提供する。【解決手段】連続鋳造により製造したスラブに対し、上下非対称の金敷を用いて、連続的に幅方向ついで厚み方向に圧下を加えることからなるスラブ鍛造方法において、  上記幅方向のスラブ圧下を１段目と２段目との間にスラブの反転を行う２段階で、かつ各段階において少なくとも２回の圧下を行うものとし、各段階における幅方向のスラブ圧下の際、短尺側の金敷での圧下位置が、最初のスラブ圧下時におけるスラブ送り代境界と次回の圧下時における金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）がΔＬ≦０．２０Ｂを満足するように、圧下位相をずらして行うと共に、上記幅方向のスラブ圧下におけるそれぞれの圧下率を４％以上とし、かつ上記厚み方向のスラブ圧下における総圧下率を１０％以上とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造により製造したスラブに対し、上下非対称の金敷を用いて、連続的に幅方向ついで厚み方向に圧下を加えることからなるスラブ鍛造方法において、
上記幅方向のスラブ圧下を、１段目と２段目との間にスラブの反転を行う２段階で、かつ各段階において少なくとも２回の圧下を行うものとし、各段階における幅方向のスラブ圧下の際、短尺側の金敷での圧下位置が、最初のスラブ圧下時におけるスラブ送り代境界と次回の圧下時における金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）がΔＬ≦０．２０Ｂを満足するように、圧下位相をずらして行うと共に、
上記幅方向のスラブ圧下におけるそれぞれの圧下率を４％以上とし、かつ
上記厚み方向のスラブ圧下における総圧下率を１０％以上とする
ことを特徴とするスラブ鍛造方法。
【請求項２】
前記スラブの幅／厚み比が２．０以上であることを特徴とする請求項１に記載のスラブ鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブ鍛造方法に関し、特にスラブの幅／厚み比が大きいスラブを鍛造する場合においても、優れたポロシティ圧着能力を達成しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、厚鋼板は、連続鋳造で製造したスラブ、あるいは鋳型鋳造したインゴットを分塊圧延したスラブを素材として、これらを熱間で圧下することで製造される。これらの製造方法を比較すると、連続鋳造の方が製造コストおよび製造能率の点で優れるため、主流な製造方法となっている。
【０００３】
しかしながら、いずれのスラブ製造方法においても、鋳造時の最終凝固位置に、溶鋼の凝固時の体積収縮に起因してポロシティとよばれる空隙欠陥が発生する。このポロシティは、特に板厚中心部で発生するため、板厚中心部に応力やひずみが加わり難い圧延による加工では、ポロシティの圧着不良がしばしば問題となる。
そのため、ポロシティを圧着させるための方法として、板厚中心部に加わる応力やひずみの大きい熱間鍛造による内質の改善方法が開発されてきた（例えば特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９４４３１号公報
【特許文献２】特開昭５４−１３９８６０号公報
【特許文献３】特開平６−２７７７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スラブの凝固はスラブ表層から中心部に向かって進むため、連続鋳造スラブの特徴として、スラブの幅端部近傍に、鋳造時のスラブの表面からの凝固、裏面からの凝固、幅端面からの凝固進行の最終凝固位置が一致した凝固３重点が存在する。この凝固３重点は、他の場所よりも粗大なポロシティが多数存在するため、ポロシティ圧着不良が特に問題となる箇所である。
【０００６】
特許文献１は、上下対称金敷による鍛造方法、特許文献２〜３は、上下対称金敷よりもさらに優れたポロシティ圧着能力を有する上下非対称金敷による鍛造方法であるが、いずれも凝固３重点以外の箇所ではポロシティ圧着能力を確保できても、スラブの幅端部近傍の凝固３重点に存在する粗大ポロシティに対しては圧着能力が不足していた。
【０００７】
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、スラブの幅方向圧下の際に、スラブ幅端部近傍を均等に肥厚化させることにより、スラブ全長にわたってムラなくポロシティを圧着させることができるスラブの鍛造方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
さて、発明者等は、上記問題を解決するために、幅方向圧下時におけるスラブ幅端部近傍の肥厚化に関して鋭意検討を行った結果、以下に述べる知見を得た。
上下の幅が異なる非対称金敷によりスラブの幅方向圧下を行うと、短尺側の金敷の方が面圧が高いため、図１に示すように、主に短尺金敷圧下側のスラブ幅端部近傍に肥厚化が生じる。このような短尺側の金敷による幅方向圧下をスラブ幅端部の両側から行うことにより、スラブの両幅端部近傍を肥厚化させることができる。なお、短尺側での圧下をスラブ幅端部の両側面から行うには、スラブを反転させてやれば良い。
したがって、かような幅方向圧下後、厚み方向の圧下を行うと、肥厚化の分だけ大きな圧下を加えることができるので、凝固３重点に存在する粗大ポロシティの圧着が可能となる。
図１中、符号１は上金敷（短尺側金敷）、２は下金敷（長尺側金敷）、３はスラブであり、４が肥厚化部である。
【０００９】
ところで、幅方向圧下時の肥厚化については、図２に示すように、金敷接触領域の端部で最大となり、金敷接触領域の中心部では最小となることが明らかとなった。
通常、金敷の幅はスラブの長さに対して短いため、スラブ全長にわたって幅方向圧下を行う場合は数回に分けて幅方向圧下を行う必要があることから、局所的に、金敷接触領域の中心部で圧下された箇所すなわち肥厚化量の小さい箇所が存在することになる。
【００１０】
そこで、発明者らは、上記の問題を解決して、肥厚化によるポロシティ圧着効果をスラブ全長にわたってムラなく確保すべく検討を重ねた結果、短尺側と長尺側の金敷の配置が同じ条件でスラブの幅方向圧下を少なくとも２回に分けて行い、１回目と２回目とで圧下位相をずらす方法に想い到った。
すなわち、発明者の検討によれば、図３に示すように、短尺側金敷の圧下位置を基準として、１回目のスラブ送り代境界と２回目の圧下時の金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）がΔＬ≦０．２０Ｂの関係を満たすように幅方向圧下を行えば、良好なポロシティ圧着能力を確保できることが見出されたのである。このΔＬは、全幅方向圧下パスの内の最大値を用いる。
【００１１】
上記のような条件で幅方向のスラブ圧下を行うことにより、短尺金敷圧下側のスラブ幅端部近傍が均等に肥厚化して、ポロシティ圧着能力を向上させることができる。
従って、スラブの幅方向両端部近傍に対して同様な肥厚化を生じさせるには、幅方向のスラブ圧下を、１段目と２段目との間にスラブの反転を行う２段階で、かつ各段階において少なくとも２回の圧下を行うものとし、各段階における幅方向のスラブ圧下の際、短尺側の金敷での圧下位置が、最初のスラブ圧下時におけるスラブ送り代境界と次回の圧下時における金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）がΔＬ≦０．２０Ｂを満足するように、圧下位相をずらしてやれば良い。
【００１２】
また、幅方向圧下時の肥厚化は幅方向圧下量に伴って増加するので、凝固３重点の粗大ポロシティ圧着能力を確保するためには、位相をずらした幅方向圧下のそれぞれの圧下率を４％以上とする必要があることも判明した。
なお、短尺側と長尺側の金敷の配置が同じ条件下での幅方向圧下の回数は、２回に限定されず、互いの圧下位相を適正にずらすのであればそれ以上の回数であっても良いことも確認された。
【００１３】
さらに、上記したようなスラブ幅方向圧下後の厚み方向の圧下においては、総圧下率を１０％以上とすることが良好なポロシティ圧着能力を確保する上で必要であることも併せて見出された。
本発明は、上記の知見を基に、さらに検討を加えた末に開発されたものである。
【００１４】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．連続鋳造により製造したスラブに対し、上下非対称の金敷を用いて、連続的に幅方向ついで厚み方向に圧下を加えることからなるスラブ鍛造方法において、
上記幅方向のスラブ圧下を、１段目と２段目との間にスラブの反転を行う２段階で、かつ各段階において少なくとも２回の圧下を行うものとし、各段階における幅方向のスラブ圧下の際、短尺側の金敷での圧下位置が、最初のスラブ圧下時におけるスラブ送り代境界と次回の圧下時における金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）がΔＬ≦０．２０Ｂを満足するように、圧下位相をずらして行うと共に、
上記幅方向のスラブ圧下におけるそれぞれの圧下率を４％以上とし、かつ
上記厚み方向のスラブ圧下における総圧下率を１０％以上とする
ことを特徴とするスラブ鍛造方法。
【００１５】
２．前記スラブの幅／厚み比が２．０以上であることを特徴とする前記１に記載のスラブ鍛造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、仕上げ板厚が１００ｍｍを超えるような極厚鋼板の製造に際しても、スラブ全面にわたって良好なポロシティ圧着能力を確保でき、内質特性に優れた極厚鋼板を安定して得ることができ、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】上下非対称の金敷を用いてスラブの幅方向圧下を行った際に短尺金敷圧下側のスラブ幅端部近傍に肥厚化部が生じた状態を示した図である。
【図２】スラブ幅端部近傍に生じる肥厚化部が金敷接触領域の端部で最大となり、金敷接触領域の中心部では最小となる状態を示した図である。
【図３】１回目のスラブ送り代境界と２回目の圧下時の金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）を説明した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明における各構成要件の限定理由について説明する。
・１段目と２段目の間でスラブを反転させる
上下非対称の金敷を用いて、スラブの幅方向圧下を行う場合、スラブ幅端部近傍に肥厚化が生じるのは短尺金敷圧下側のみなので、スラブの両幅端部近傍を肥厚化させるには、スラブの幅方向圧下を、１段目と２段目の２段階で行い、この間にスラブを反転させる必要がある。
【００１９】
・最初のスラブ幅方向圧下時おける短尺側のスラブ送り代境界と、次回のスラブ幅方向圧下時における金敷接触長さ（Ｂ）の中心とのずれ（ΔＬ）について、ΔＬ≦０．２０Ｂの関係を満足させる
上下非対称金敷を用いた幅方向圧下では、短尺側金敷の面圧が大きくなるため、スラブ幅方向圧下時の肥厚化は主に短尺側で起こる。このため、圧下基準は短尺側とする。
そして、ΔＬが０．２０Ｂよりも大きくなると、依然として金敷接触領域中心部に肥厚化量が小さい箇所が生じ、その影響により、部分的にポロシティ圧着能力が不足する領域が発生する。そのためΔＬ≦０．２０Ｂとした。好ましくはΔＬ≦０．１５Ｂである。
【００２０】
・位相をずらした幅方向圧下におけるそれぞれの圧下率が４％以上
幅方向圧下量が４％に満たないと、幅端部近傍の肥厚量を十分に大きくすることができず、凝固３重点のポロシティ圧着能力が不足する場合がある。そのため、位相をずらした幅方向圧下のそれぞれの圧下率は４％以上とする。
【００２１】
・スラブの厚み方向圧下における総圧下率が１０％以上
スラブの幅方向圧下後の厚み方向圧下における総圧下率が１０％未満では、十分なポロシティ圧着能力を発揮することが難しい。そのため、厚み方向圧下の総圧下率は１０％以上とする。なお、この総圧下率は、幅方向圧下後の肥厚化量を考慮していないスラブ初期厚みを基準とした圧下率である。
【００２２】
・スラブの反転を挟む１段目と２段目のスラブの幅方向圧下において、それぞれ少なくとも２回の圧下を行う
図１に示したように、短尺側と長尺側の金敷の配置が等しい条件でスラブの幅方向圧下を行った場合に肥厚化が生じるのは、短尺金敷側のスラブ幅端部近傍のみであり、これでは肥厚化が生じた側のスラブ幅端部しかポロシティを圧着することができない。
この点、スラブの両幅端部近傍を肥厚化するには、次のようにすれば良い。
すなわち、上記のようにしてスラブの幅方向圧下を少なくとも２回行ったのち、スラブを反転させ、ついで同様に、短尺側の金敷での圧下位置がΔＬ≦０．２０Ｂを満足するように圧下位相をずらした条件でさらに少なくとも２回の幅方向圧下を行うのである。
【００２３】
上述したように、２回の幅方向圧下を行ったのち、スラブを反転させ、ついで同様にして２回の幅方向圧下を行うことにより、スラブの両幅端部近傍を肥厚化することができ、したがってその後に厚み方向圧下を行うことによって、スラブの全面にわたるポロシティの圧着が可能になるのである。
なお、本発明に従う幅方向圧下は、上述したような２回圧下−スラブ反転−２回圧下に限るものではなく、互いの圧下位相が適正に調整されていればそれぞれ３回以上の圧下とすることができ、さらに必要であればこのような一連の操作を繰り返し施しても良い。
【００２４】
そして、本発明は、従来、十分なポロシティ圧着能力を得ることが難しいとされた幅／厚み比が２．０以上のスラブに適用して特に好適である。
【００２５】
なお、本発明は、圧下されるスラブの化学組成の影響を受けないため、どのような化学組成のスラブにも適用可能である。
また、スラブの反転は、スラブの長手方向端部を挟んでいるマニピュレータを利用することで、容易に行うことができる。
【実施例】
【００２６】
連続鋳造で製造した一般構造用４００ＭＰａ級鋼、一般構造用４９０ＭＰａ級鋼および調質７８０ＭＰａ級鋼について、それぞれ厚み３１０ｍｍ、幅２４００ｍｍ、長さ３０００〜４３００ｍｍの鋳片を準備した。これらを、加熱炉で１２００〜１２５０℃に加熱後、６０００トン鍛造プレス機にて、スラブの幅方向圧下を行ったのち、厚み方向圧下を行う、という熱間鍛造を行った。
【００２７】
表１に、熱間鍛造における圧下条件と、鍛造後のスラブの内質特性を超音波探傷試験により調査した結果を示す。超音波探傷試験およびその合否判定は、ＪＩＳ  Ｇ  ０８０１に準じて行い、合格した場合を○、不合格の場合を×で示した。なお、金敷は上下非対称形状のものを用いた。位相をずらした幅方向圧下の各圧下率は、位相をずらして短尺側金敷で圧下を行った全てのパスの内の最小の値である。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
Ｎｏ．１，２，３，５，８，１２，１３，１４，１７の発明例はいずれも、スラブの幅方向圧下時における肥厚化効果と、その後の厚み方向圧下効果により、優れたポロシティ圧着能力を有していた。
これに対し、Ｎｏ．７，１１の比較例は、スラブの幅方向圧下時における位相ずらしが不適切であったため、金敷接触領域中心部の肥厚化量の小さい箇所でポロシティが残存した。
また、Ｎｏ．１０，１８の比較例は、スラブ幅方向の圧下率が不足したため、十分な肥厚化量が得られず、ポロシティ圧着能力が不足した。
Ｎｏ．４，１５の比較例は、スラブ厚み方向の総圧下率が不足したため、ポロシティ圧着能力が不足した。
さらに、Ｎｏ．６，９，１６の比較例は、短尺側金敷で位相ずらし幅方向圧下を行ったのが幅片側端のみであったため、もう一方の幅端部で肥厚化効果が得られず、ポロシティが残存した。
【符号の説明】
【００３０】
１  上金敷
２  下金敷
３  スラブ
４  肥厚化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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