(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ含有鋼からなるビレットを形成する前処理工程と、
このビレット表面に形成されたのスケール層及びＮｉ濃化層を除去する表層除去工程と、
ビレットを熱間加工温度に加熱する加熱工程と、
ビレット表面に形成されたスケール層を高圧水ジェットの噴射により除去するデスケーリング工程と、
ビレットに対して熱間圧延を施す圧延工程と
をこの順に有するＮｉ含有条鋼の製造方法。
【請求項２】
上記デスケーリング工程直前におけるビレットのＮｉ濃化層厚さが０．２ｍｍ以下である請求項１に記載のＮｉ含有条鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）、ニッケルクロム鋼（ＳＮＣ）等に代表されるＮｉ含有鋼からなる棒鋼、鋼製線材、型鋼等の条鋼の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
条鋼の製造方法としては、従来、例えば特開平１０−２６３６０２号公報、特開２０００−４２６１９公報等に開示される熱間圧延による方法が広く知られている。かかる条鋼の製造方法は、基本的には前処理工程、加熱工程、デスケーリング工程、圧延工程からなる。具体的には、まず精錬、造塊、分塊圧延等の前処理工程を経てビレット（圧延素材）が形成される。次に、加熱工程において、形成されたビレットが加熱炉等によって加熱される。その後、デスケーリング工程において、ビレット表面に形成されたスケール層が高圧水ジェットの噴射によって除去される。このデスケーリング工程は、ビレット表面のスケールがその後の圧延工程で圧延ロールに押え込まれ、製品表面に肌荒れ（以下、スケール疵という）が発生してしまうことを低減している。最後に、圧延工程において、このビレットに多段の圧延機による熱間圧延が施される。かかる各工程を経ることで、細径化かつ長尺化した条鋼が製造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｎｉ含有鋼からなる条鋼を製造する場合、加熱工程及び前処理工程においてビレット表面に形成されるスケール層の密着性が高く、デスケーリング工程における高圧水ジェットの噴射では完全にスケール層を除去することが困難であることから、残存したスケールによって条鋼表面にスケール疵が発生するおそれがある。
【０００４】
一方、特開平９−５２１１０号公報には、スケール層と地金との界面の凹凸を定量化するＬ／Ａなるパラメータ（Ａ；上記界面の直線長さ、Ｌ；上記界面の凹凸に沿った曲線長さ）を導入し、加熱工程後にＬ／Ａが１．４以下となるよう制御することで、デスケーリング工程でのスケール層の除去を容易にし、スケール疵の発生を低減する方法が開示されている。この方法では、使用する鋼材の成分組成や、加熱工程での温度、時間、雰囲気、加熱パターン等の加熱処理条件を総合的に制御する必要があるため、温度や時間等の加熱処理条件が制約され、さらに鋼種によっては他の圧延キズ（例えばしわ疵等）が発生してしまうという不都合がある。
【０００５】
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、ニッケルクロムモリブデン鋼、ニッケルクロム鋼等のＮｉ含有鋼に発生しやすいスケール疵を容易かつ確実に防止することができるＮｉ含有条鋼の製造方法の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはＮｉ含有条鋼のスケール疵を低減するために鋼組成、加熱工程における加熱処理条件、デスケーリング工程における高圧水ジェットの噴射水圧等を変えてＮｉ含有条鋼の製造実験を重ね、鋭意検討した結果、デスケーリング工程でのスケール層除去の困難性は加熱工程後におけるビレットのＮｉ濃化層に起因し、Ｎｉ濃化層が薄くなるほどデスケーリング工程でのスケール層の除去が容易になることを見出した。
【０００７】
その結果得られた上記課題を解決するためになされた発明は、（ａ）Ｎｉ含有鋼からなるビレットを形成する前処理工程と、（ｂ）このビレット表面に形成されたのスケール層及びＮｉ濃化層を除去する表層除去工程と、（ｃ）ビレットを熱間加工温度に加熱する加熱工程と、（ｄ）ビレット表面に形成されたスケール層を高圧水ジェットの噴射により除去するデスケーリング工程と、（ｅ）ビレットに対して熱間圧延を施す圧延工程とをこの順に有するＮｉ含有条鋼の製造方法である。
【０００８】
当該Ｎｉ含有条鋼の製造方法によれば、前処理工程後に行われる表層除去工程によってビレット表面のスケール層及びＮｉ濃化層を一旦除去することから、その後の加熱工程でビレット表面に形成されるＮｉ濃化層厚さを低減することができる。そのため、デスケーリング工程において、高圧水ジェットの噴射によるスケール層の除去が容易になり、その結果、スケールの残存によるスケール疵の発生を容易かつ確実に低減することができる。
【０００９】
上記デスケーリング工程直前におけるビレットのＮｉ濃化層厚さを０．２ｍｍ以下とするとよい。上記表層除去工程でのビレット表面のスケール層及びＮｉ濃化層の除去及び加熱工程での加熱処理条件によってＮｉ濃化層厚さを０．２ｍｍ以下に制御することで、デスケーリング工程におけるスケール層の除去の完全性を促進することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図１は本発明の一実施形態に係るＮｉ含有条鋼の製造方法を実施するための製造設備を示すブロック図、図２は図１の製造設備によるＮｉ含有条鋼の製造方法を示すフローチャート、図３は図２の前処理工程で作製されたニッケルクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ−Ｇ−４１０３に規定するＳＮＣＭ２２０）製のビレット３０個のスケール層厚さ分布を示すグラフ、図４はビレットのＮｉ濃化層厚さとデスケーリング工程後のスケール残存率との関係を示すグラフである。
【００１１】
図１のＮｉ含有条鋼の製造設備は、Ｎｉ含有鋼からなる棒鋼、鋼製線材等の条鋼を製造するためのものであり、溶解精錬部１、鋳造部２、分塊圧延部３、表層削除部４、加熱炉５、デスケーリング部６、熱間圧延部７及び二次加工部１１を製造過程の上流側からこの順に備えている。
【００１２】
上記溶解精錬部１は、目的の組成に調整されたＮｉ含有鋼の溶湯を製造するための電気炉、取鍋、ＲＨ脱ガス装置等を備えている。鋳造部２は、溶解精錬部１で得られた溶湯から鋼塊又はブルームＡを製造するための鋳造装置又は連続鋳造装置を備えている。分塊圧延部３は、鋼塊又はブルームＡからビレットＢを製造するための分塊圧延装置を備え、その他必要に応じて鋼片圧延装置又は大形棒鋼圧延装置を備えている。
【００１３】
また、表層削除部４は、ビレットＢの表層を除去するためのピーリング装置、ベルト研磨装置、ターニング装置又はグラインディング装置を備えている。加熱炉５は、ビレットＢを熱間加工温度にまで加熱する例えばウォーキングビーム方式等の装置を備えている。
【００１４】
さらに、デスケーリング部６は、ビレットＢ表面に形成されたスケール層を除去するための高圧水ジェット噴射装置を備えている。熱間圧延部７は、ビレットＢに対して熱間圧延を施すための粗列圧延機８、中間列圧延機９及び仕上列圧延機１０を備え、各圧延機８、９、１０は多段連続圧延装置を形成している。二次加工部１１は、条鋼に対して仕上げ加工を施すものであり、裁断装置、熱処理装置、矯正装置等を適宜備えている。
【００１５】
図２のＮｉ含有条鋼の製造方法は、図１の製造設備により実施されるものであり、前処理工程（ＳＴＰ１）、表層除去工程（ＳＴＰ２）、加熱工程（ＳＴＰ３）、デスケーリング工程（ＳＴＰ４）、圧延工程（ＳＴＰ５）及び二次加工工程（ＳＴＰ６）をこの順に有している。
【００１６】
前処理工程（ＳＴＰ１）は、Ｎｉ含有鋼からなるビレットＢを形成する工程である。この前処理工程は、詳細には、溶解精錬部１により目的の組成に調整されたＮｉ含有鋼の溶湯を製造する工程と、鋳造部２によりこの溶湯から鋼塊又はブルームＡを製造する工程と、分塊圧延部３により鋼塊又はブルームＡからビレットＢを製造する工程とからなる。このビレットＢは、後述する圧延工程に好適な形状、一般的には円柱状に形成されている。
【００１７】
表層除去工程（ＳＴＰ２）は、ビレットＢの表面に形成されたスケール層及びＮｉ濃化層を表層削除部４により除去する工程である。この表層除去工程において、ビレットＢの表層を除去する手段としては、特に限定されるものではなく、例えばピーリング、ベルト研磨（その表面に砥粒を備えたベルトによる研磨）、ターニング、グラインディング等の手段が用いられる。この表層除去工程により一旦スケール層及びＮｉ濃化層を除去することで、後の加熱工程でビレットＢに形成されるＮｉ濃化層を低減することができる。
【００１８】
この表層除去工程において、除去する表層の厚さとしては１ｍｍ以上が好ましい。図３に示すようにビレットＢのスケール層厚さは１ｍｍ未満であり、このスケール層にＮｉ濃化層を加えた厚さの最大値が１ｍｍであることから、このようにビレットＢの表層を厚さ１ｍｍ以上除去することでスケール層及びＮｉ濃化層をほぼ完全に除去することができる。
【００１９】
加熱工程（ＳＴＰ３）は、上記表層削除部４から搬送された加熱炉５内において、ビレットＢを熱間加工温度に加熱する工程である。この加熱工程における加熱手段としては、ビレットＢを熱間加工温度に加熱できれば特に限定されるものではないが、多数のビレットＢを連続的に加熱することができるウォーキングビーム方式が好ましい。
【００２０】
デスケーリング工程（ＳＴＰ４）は、デスケーリング部６において高圧水ジェットをビレットＢ表面に噴射することで、上記加熱工程で生じたビレットＢ表面のスケール層を除去する工程である。上記表層除去工程でのスケール層及びＮｉ濃化層の除去によって加熱工程でビレットＢ表面に形成されるＮｉ濃化層が低減されていることから、このデスケーリング工程でのスケール層除去の容易性及び完全性が促進される。
【００２１】
このデスケーリング工程における高圧水ジェットの噴射水圧としては、８ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が特に好ましい。これは、高圧水ジェットの噴射水圧が上記範囲より小さいと、スケール層を除去する能力が小さく、スケールの残存により圧延工程後の条鋼にスケール疵が発生するおそれがあることからであり、逆に、高圧水ジェットの噴射水圧が上記範囲を超えると、高圧水ジェットによる水冷作用が高まる結果、昇温したビレットＢの温度低下を招来し、その後の圧延工程においてしわ疵等が発生するおそれがあることからである。
【００２２】
圧延工程（ＳＴＰ５）は、上記熱間圧延部７に備える粗列圧延機８、中間列圧延機９及び仕上列圧延機１０によってビレットＢに対して熱間圧延を順次施す工程である。この圧延工程における多段の熱間圧延によって、ビレットＢが段階的に細径化かつ長尺化し、条鋼に形成される。上記デスケーリング工程でビレットＢ表面のスケール層がほぼ完全に除去されていることから、この圧延工程において条鋼表面のスケール疵を防止することができる。
【００２３】
二次加工工程（ＳＴＰ６）は、上記圧延工程で得られた条鋼に対し、二次加工部１１により仕上げ加工を施す工程である。具体的には、所定寸法への裁断、矯正、熱処理、巻取り等が当該二次加工工程に属する。
【００２４】
当該Ｎｉ含有条鋼の製造方法によれば、上記各工程を経ることでスケール疵が格段に低減されたＮｉ含有条鋼を製造することができる。このＮｉ含有条鋼のスケール疵をより完全に防止するためにはデスケーリング工程直前（つまり、加熱工程後）におけるビレットＢのＮｉ濃化層厚さが０．２ｍｍ以下となるよう加熱工程の加熱条件を制御するとよい。ビレットＢのＮｉ濃化層厚さとデスケーリング工程でのスケール層の剥離性との関係は、図４に示すように、Ｎｉ濃化層厚さが０．２ｍｍで急激に変化し、０．２ｍｍを超えるとスケール層の残存率が上昇する。従って、このようにＮｉ濃化層厚さを０．２ｍｍ以下とすることで、デスケーリング工程におけるスケール層の除去の完全性を促進することができる。
【００２５】
上記加熱工程におけるビレットＢの加熱温度としては、９５０℃以上１１５０℃以下が好ましく、１０６０℃以上１１５０℃以下が特に好ましい。これは、ビレットＢの加熱温度が上記範囲より小さいと、圧延工程における圧延時にしわ疵の発生等の悪影響を及ぼすおそれがあり、逆に、ビレットＢの加熱温度が上記範囲を超えると、表層除去工程で一旦スケール層及びＮｉ濃化層を除去したビレットＢであってもＮｉ濃化層厚さが０．２ｍｍを超え、デスケーリング工程でのスケール層の剥離性が低下してしまうことからである。
【００２６】
なお、本発明のＮｉ含有条鋼の製造方法は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、圧延工程のみで条鋼の製造が可能であれば二次加工工程は必ずしも必要でなく、ビレットＢの素材が入手できれば前処理工程の溶解精錬工程や鋳造工程は不要である。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、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。
【００２８】
［実施例１］
まず溶解、精錬、鋳造、分塊圧延等によりビレットを作製し（前処理工程）、このビレットの表層（厚さ１．５ｍｍ）をピーリングにより切削除去し（表層除去工程）、表層が除去されたビレットを加熱炉内において１１００℃で６０分間加熱し（加熱工程）、加熱したビレット表面にデスケーリング部によって噴射水圧が２０ＭＰａの高圧水ジェットを噴射し（デスケーリング工程）、最後このビレットに熱間圧延部により熱間圧延を施すことで（圧延工程）、ＳＮＣＭ２２０に規定される実施例１のＮｉ含有条鋼を得た。
【００２９】
［実施例２］
デスケーリング部による高圧水ジェットの噴射水圧を８ＭＰａとした以外は上記実施例１と同様にして実施例２のＮｉ含有条鋼を得た。
【００３０】
［実施例３］
加熱炉における加熱温度を９４０℃とした以外は上記実施例１と同様にして実施例３のＮｉ含有条鋼を得た。
【００３１】
［実施例４］
加熱炉における加熱温度を１１６０℃とした以外は上記実施例１と同様にして実施例４のＮｉ含有条鋼を得た。
【００３２】
［比較例］
ビレットの表層の除去（表層除去工程）を行わない以外は上記実施例１と同様にして比較例のＮｉ含有条鋼を得た。
【００３３】
［特性の評価］
上記実施例１〜４のＮｉ含有条鋼及び比較例のＮｉ含有条鋼を用い、これらのＮｉ含有条鋼の表面性状を検査し、スケール疵やしわ疵等の表面欠陥がない場合を○、上記表面欠陥が少し発生している場合を△、上記表面欠陥が明らかに発生している場合を×として評価した。また、これらのＮｉ含有条鋼の製造過程において、加熱工程後のビレットのＮｉ濃化層厚さを測定した。その結果を下記表１に示す。
【００３４】
【表１】
0003741363.tif 000002
【００３５】
上記表１に示すように、比較例のＮｉ含有条鋼と比較して、実施例１〜４のＮｉ含有条鋼は、表層除去工程により一旦スケール層及びＮｉ濃化層が除去されているため、加熱工程後のビレットのＮｉ濃化層厚さが小さく、その結果、デスケーリング工程でのスケール層の剥離性が良好になり、スケールの残存に起因するスケール疵の発生が防止又は低減されている。
【００３６】
また、実施例２のＮｉ含有条鋼は、デスケーリング工程における高圧水ジェットの噴射水圧が８ＭＰａと比較的低いため、スケール層の剥離性が若干低下し、問題ない程度ではあるがスケール疵が少し発生している。さらに、実施例３のＮｉ含有条鋼は、加熱工程における加熱温度が９４０℃と比較的低温であることから、圧延工程においてしわ疵が少し発生している。逆に、加熱炉における加熱温度が１１６０℃と比較的高い実施例４のＮｉ含有条鋼は、表層除去工程で一旦は除去したＮｉ濃化層の厚さが０．２ｍｍ以上となり、その結果、スケール層の剥離性が若干低下し、スケール疵が少し発生している。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、表層除去工程を有することでデスケーリング工程でのスケール層の剥離性を高め、ニッケルクロムモリブデン鋼、ニッケルクロム鋼等に代表されるＮｉ含有条鋼に発生しやすいスケール疵の発生を容易かつ確実に防止又は低減することができる。従って、このＮｉ含有条鋼の製造方法により歩留まりが向上し、また、Ｎｉ含有条鋼の品質が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＮｉ含有条鋼の製造方法を実施するための製造設備を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の製造設備によるＮｉ含有条鋼の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２の前処理工程で作製されたビレット（３０個）のスケール層厚さの分布を示すグラフである。
【図４】図４は、ビレットのＮｉ濃化層厚さとデスケーリング工程後のスケール残存率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・溶解精錬部
２・・・鋳造部
３・・・分塊圧延部
４・・・表層削除部
５・・・加熱炉
６・・・デスケーリング部
７・・・熱間圧延部
８・・・粗列圧延機
９・・・中間列圧延機
１０・・・仕上列圧延機
１１・・・二次加工部
ＳＴＰ１・・・前処理工程
ＳＴＰ２・・・表層除去工程
ＳＴＰ３・・・加熱工程
ＳＴＰ４・・・デスケーリング工程
ＳＴＰ５・・・圧延工程
ＳＴＰ６・・・二次加工工程
【図１】
0003741363.tif 000003
【図２】
0003741363.tif 000004
【図３】
0003741363.tif 000005
【図４】
0003741363.tif 000006