(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造スラブに、全圧下率：35〜67％の鍛造および厚板圧延を施して製品厚が100mmを超える極厚鋼板を製造するに当たり、上記連続鋳造スラブを1200℃以上1270℃以下の温度で20時間以上40時間以下保持し、ついで少なくとも圧下率が16％の鍛造を付加して中心偏析帯を粉砕したのち、厚板圧延を行うことを特徴とする中心部C.L.R.が4.2％以下の耐HIC 特性に優れた連続鋳造製極厚鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連鋳スラブを用いた極厚鋼板の製造方法に関し、とくにセンターポロシティを消滅させるだけでなく、中心偏析を効果的に軽減することによって、耐HIC 特性(Hydrogen Induced Cracking) の有利な改善を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
極厚鋼板は、通常、造塊で鋳込んだ大型鋼塊を分塊圧延し、得られた分塊スラブを厚板圧延することによって製造されている。
しかしながら、この造塊プロセスでは、押湯部の濃厚偏析部や鋼塊底部の負偏析部を切り捨てなければならないため、歩留りが低いだけでなく、製造コストも高くなり、また製造期間も長くなるという問題があった。
さらに、耐HIC 特性に優れた鋼板を製造する場合には、一般にCaを添加してＳの形態制御を行うが、造塊プロセスでは鋼塊頭部になるにつれて、Ca濃度が低くなり、形態制御に必要な量を確保できないため、通常以上の切り捨てを余儀なくされていた。
【０００３】
一方、連鋳スラブを用いたプロセスでは、これらの懸念はないものの、極厚鋼板の製造においては、連鋳スラブの元厚さに起因して製品に至るまでの圧下率が小さく、耐HIC 特性に悪影響を及ぼすセンターポロシティの残存や中心偏析帯の局部的な高濃度化が問題となる。
【０００４】
連鋳スラブを用いつつ、センターポロシティを圧着し、また中心偏析部の特性を改善しようとする試みは、以下に述べるように従来から種々なされている。
【０００５】
(1) 「鉄と鋼」第66年（1980）第２号第 201〜210 頁には、圧延形状比で定義される数値を大きくすることにより、内質の良好な鋼板を製造する方法が提案されている。
しかしながら、実際の圧延では、圧延機の設備仕様により圧延形状比は制約され、圧下比が３未満になるような大幅な圧下比緩和までは適用することができないという問題があった。
【０００６】
(2) 特開昭55−114404号公報、特開昭61−273201号公報には、連鋳機の出側でロールまたは平金敷による圧下を施すことによって、連鋳スラブのセンターポロシティの閉鎖−圧着を図る技術が提案されている。
しかしながら、この技術では、厚板素材用連鋳機の設備改良にコストがかかり過ぎるという問題があった。
【０００７】
(3) 特開平７−232201号公報には、圧下率：67％以下（圧下比：３以下）の条件で連鋳スラブから極厚鋼板を製造するに際し、厚板圧延に先立って連鋳スラブに鍛造を施し、センターポロシティの圧着を図る方法が開示されている。
しかしながら、この技術は、センターポロシティの消滅には有効であるものの、中心偏析帯の改善については十分とはいえなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、比較的簡単な設備で、全圧下率が67％以下（圧下比が３以下）の場合であっても、連鋳スラブのセンターポロシティだけでなく、中心偏析帯を効果的に解消して、耐HIC 特性の有利な改善を図ることができる、耐HIC 特性に優れた連続鋳造製極厚鋼板の製造方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく種々の実験・検討を行ったところ、鍛造前の加熱時において高温で長時間の保持を行い、その後に鍛造を施すことによって、センターポロシティが解消されるだけでなく、中心偏析帯の飛躍的な改善が実現されることの知見を得た。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、連続鋳造スラブに、全圧下率：35〜67％の鍛造および厚板圧延を施して製品厚が100mmを超える極厚鋼板を製造するに当たり、上記連続鋳造スラブを1200℃以上1270℃以下の温度で20時間以上40時間以下保持し、ついで少なくとも圧下率が16％の鍛造を付加して中心偏析帯を粉砕したのち、厚板圧延を行うことを特徴とする中心部C.L.R.が4.2％以下の耐 HIC 特性に優れた連続鋳造製極厚鋼板の製造方法である。
なお、全圧下率とは（スラブ厚−厚板圧延後の板厚）／スラブ厚であり、また鍛造時の圧下率とは（スラブ厚−鍛造後の厚み）／スラブ厚である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の耐HIC 特性に優れた極厚鋼板の製造においては、連鋳スラブに対して鍛造および厚板圧延を施す方法を採用するが、その際の鍛造加熱要領は1200℃以上1270℃以下の温度で20時間以上40時間以下保持することが重要である。というのは、この条件を満たさない場合には、十分な中心偏析帯の改善効果が得られないからである。
【００１２】
ここに、上記の鍛造および厚板圧延による全圧下率は35〜67％とする。というのは、全圧下率が67％を超える場合は、厚板圧延のみでも中心偏析帯の幅狭化を含めた組織改善が十分に認められ、あえて鍛造を併用する必要が認められないからであり、一方35％未満では、実用上、耐HIC 特性を要求される極厚鋼板の用途がないからである。
なお、本発明における極厚鋼板とは、一般的な定義に従い製品厚が100 mmを超えるものをいう。
【００１３】
本発明では、連鋳スラブに対し、鍛造前に1200℃以上1270℃以下の温度で20時間以上40時間以下の加熱・均熱を施すところに最大の特長がある。
通常、特殊な高合金鋼を除き、自由鍛造の際の加熱では、加熱炉から被鍛造材を搬出し、マニュプレーターでハンドリングする間の温度降下が大きいことから、1200℃以上での加熱が行われるが、本発明では、その際の保持時間を延長することによって、燃料ガスの使用量を抑え、比較的安価に偏析帯の成分の拡散を行うものである。
【００１４】
また、上記した加熱後の鍛造工程における圧下率は16％以上とする必要がある。というのは、圧下率がそれ未満の場合には、センターポロシティを完全に圧着することができず、原子状の水素が集積しガス化する起点が残存することになるため、十分な耐HIC 特性を確保することができなくなるからである。
そして、中心偏析帯の粉砕も含めた改善を考慮した場合には、全圧下率の中でできる限り鍛造圧下率の比率を大きくした方が望ましいが、製品の要求特性、圧延後の製品形状等の制限を考慮して、適宜に定めることができる。
【００１５】
【実施例】
Caの添加によりＳの形態制御を意図した引張強さ：50 kgf/mm2級の組成（Ｃ：0.19wt％, Si：0.29wt％, Mn：1.12wt％, Ｐ：0.007 wt％, Ｓ：0.0005wt％, Ca：0.0017wt％）になる溶鋼から、厚さ：310 mmの連鋳スラブを製造した。これらの連鋳スラブを、表１に示すような種々の鍛造加熱条件、鍛造条件、厚板圧延条件で処理して極厚鋼板を製造した。
ついで、得られた鋼板全てに 900℃の焼ならし処理を施したのち、板幅幅中央部からサンプルを採取し、 625℃, 10時間の試験片熱処理後、NACE Standard TM-0284-96A 溶液の試験方法に従い、板厚中心位置を含む HIC試験片の３切断面の平均値で耐HIC特性（Crack Length Ratio）を評価した。また、各鋼板について、JIS G 0801に準拠した超音波探傷検査を実施した。ここに、Crack Length Ratio（C.L.R.）とは、 HIC試験片のＣ方向（圧延方向と直角な方向）断面に発生した割れの長さの合計を試験片のＣ方向長さで除して％表示したものである。
【００１６】
【表１】
0004253953.tif 000002
【００１７】
【表２】
0004253953.tif 000003
【００１８】
表２に示したとおり、本発明の要件を全て満たす適合例（No.3〜６）はいずれも、中心割れについてC.L.R.が５％以下の良好な結果が得られており、また超音波探傷検査結果も良好であった。
これに対し、加熱保持時間が不十分であったNo.1, 2 、加熱温度が不十分であったNo.8および鍛造圧下率が不十分であったNo.7はいずれも、中心部に大きな割れが発生しており、耐HIC 特性が劣っていることが明らかである。
【００１９】
上記の実験において、全く割れが発生しなかったNo.5の板厚1/4 位置（1/4t位置）と板厚中心位置（1/2t位置）における金属顕微鏡写真を図１, 図２にそれぞれ示す。
両図の比較から明らかなように、両者に実質的な差は認められない。
なお、実施例全てにおいて、板厚中心位置（1/2t位置）を含まない HIC試験片において、割れの発生は認められなかった。
【００２０】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、全圧下率が67％以下の場合であっても、連鋳スラブ製極厚鋼板について、そのセンターポロシティを完全に消滅できるだけでなく、中心偏析帯を著しく改善することができ、その結果、連鋳スラブを用いた耐HIC 特性に優れた極厚鋼板の生産が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従って製造された極厚鋼板の1/2t位置における金属顕微鏡写真である。
【図２】  本発明に従って製造された極厚鋼板の1/4t位置における金属顕微鏡写真である。
【図１】
0004253953.tif 000004
【図２】
0004253953.tif 000005