(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：0.03〜0.10％、Si：0.005〜0.10％、Mn：0.1〜0.5％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.02％以下、Ｂ：0.0005〜0.003％を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼の熱延圧延において、Si含有量が0.005〜0.01％のときは下記の(1)式を満たす条件で、Si含有量が0.01％を超えて0.10％までのときは下記の(2)式を満たす条件で、それぞれ仕上げ圧延を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
Ｔ＜（120／ｔ）＋900  ・・・(1)
Ｔ＜（120／ｔ）＋920  ・・・(2)
ここで、ｔは、鋼板が仕上げ圧延機の一つの圧延ロールとその直後の圧延ロールとの間隔（但し、圧延ロールの前に高圧水デスケーラがある場合は、そのデスケーラとその直後の圧延ロールとの間隔）を通過するのに要する時間（秒）であり、Ｔは、上記各間隔内における鋼板の最高表面温度（℃）である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケール噛み込み疵がなく、表面性状に優れたＢ（ボロン）含有熱延鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板は、これを最終製品に加工したときの見ばえの点から、表面疵が少なく、反射や色調の不均一等が肉眼で識別できない程度の表面性状を有することが好ましい。このような表面性状に対する要求は、近年、特に厳しくなってきている。
【０００３】
熱延鋼板の表面には、スケール模様、噛み込み疵、デスケール不良や酸洗不均一に起因する欠陥等が発生しがちである。これらの表面欠陥の発生傾向は、鋼種によって異なり、欠陥の種類や程度も様々である。特に、Ｂを含有する鋼板は、加工性に優れた鋼板として開発されたものであるが、表面欠陥の発生が著しく、製品歩留りが低いという問題がある。このＢ含有鋼板の表面欠陥の大部分はスケールの噛み込み疵である。
【０００４】
特許第2,719,910号公報には、Ｂを含有する熱延鋼板の製造方法が開示されている。その方法は、仕上げ圧延の最終スタンドの前のスタンドの鋼板出側温度をＣおよびMnの含有量によって規定される特定の温度域に調整するというのであるが、それはスケール噛み込み疵の防止を目的とするものではない。Ｂ含有鋼板の噛み込み疵は、主に仕上げ圧延工程の高温側で発生するので、仕上げ圧延機の出側近くでの温度制御では防止効果が乏しい。
【０００５】
特開平11-290905号公報には、仕上げ圧延温度と復熱時間を規定したスケール疵の低減方法が開示されている。同公報の請求項２には、素材鋼が0.005％以下のＢを含有してもよい旨、記載されているが、そのＢについては、鋼板特性への影響が述べられているだけであり、Ｂ含有鋼板に特有の噛み込み疵の防止対策には言及されていない。即ち、同公報の発明は、一般的な炭素鋼または低合金鋼を対象としたものであって、特に噛み込み疵のないＢ含有熱延鋼板の製造を意図したものではない。このことは、同公報の中に、Ｂ含有鋼板の噛み込み疵対策に関する記述がなく、表１および表２の供試材の中にもＢを含む鋼が全く示されていないことから明らかである。後述するように、Ｂ含有鋼の噛み込み疵発生の機構は特殊であるから、同鋼種の熱延鋼板の製造においては、他の鋼種とは異なる配慮が必要である。
【０００６】
上記のように、特にＢ含有鋼板に関して、スケール疵の発生を防止し、かつ安定製造を可能にする製造方法はこれまでに知られていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、Ｂ含有鋼板の熱間圧延において、噛み込み疵の発生を防止する現実的な方法を提供することを課題としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次に述べる新しい知見に基づいてなされた。
【０００９】
(a)  Ｂ含有鋼板のスケール疵は、仕上げ圧延の各スタンド間に配置された高圧水デスケーラから次の圧延ロールに到るまで、および各スタンドの圧延ロール間の数秒という極めて短い時間に生成する二次スケールに起因する。
【００１０】
(b)  二次スケール割れは、上記の数秒間に生成する二次スケールの膨れ（ブリスター）を起点とする。このブリスターがロールによる圧延の際に割れて地鉄に食い込むことによって、噛み込み疵が発生する。
【００１１】
(c)  Ｂ含有鋼においては、Si含有量、スケール生成温度およびスケール生成時間がブリスターの発生挙動に大きく影響する。
【００１２】
本発明は、上記の知見に基づき、さらに素材鋼の化学組成および熱間圧延の仕上げ圧延条件を詳細に検討してなされたものである。本発明の熱延鋼板の製造方法は、下記のとおりである。
【００１３】
質量％で、Ｃ：0.03〜0.10％、Si：0.005〜0.01％、Mn：0.1〜0.5％、Ｐ：0.03％以下、Ｓ：0.02％以下、Ｂ：0.0005〜0.003％を含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼の熱延圧延において、Si含有量が0.005〜0.01％のときは下記の(1)式を満たす条件で、Si含有量が0.01％を超えて0.10％までのときは下記の(2)式を満たす条件で、それぞれ仕上げ圧延を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【００１４】
Ｔ＜（120／ｔ）＋900  ・・・(1)
Ｔ＜（120／ｔ）＋920  ・・・(2)
上記の(1)式および(2)式において、ｔは、鋼板が仕上げ圧延機の一つの圧延ロールとその直後の圧延ロールとの間隔（但し、圧延ロールの前に高圧水デスケーラがある場合は、そのデスケーラとその直後の圧延ロールとの間隔）を通過するのに要する時間（秒）であり、Ｔは、上記各間隔内における鋼板の最高表面温度（℃）である。
【００１５】
なお、仕上げ圧延前および仕上げ圧延中の鋼材は、厳密には製品鋼板になる前の中間材であるが、ここではすべて「鋼板」と記す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明方法で使用する素材鋼の化学組成および仕上げ圧延の条件について順次説明する。
【００１７】
１．素材鋼の化学組成について
まず、本発明において素材鋼の化学組成を前記のように限定した理由について説明する。なお、成分含有量についての％は質量％を意味する。
【００１８】
Ｃ：0.03〜0.10％
Ｃは、所定の鋼板強度を確保するのに必要である。0.03％以下ではその効果がなく、一方0.10％を超えると鋼板の加工性の劣化を招く。
【００１９】
Si：0.005〜0.10％
Siは鋼の脱酸剤である。脱酸効果を得るには0.001％以上の含有が必要である。しかし、その含有量が0.10％を超えると鋼板の脱スケール性が悪化し、また、シリコンスケールという別種のスケールが発生しやすくなる。従って、Siは0.10％以下に抑えるべきである。
【００２０】
他方、Siには、スケールの膨れを抑制する作用もある。その作用効果は0.005％以上の含有量で得られる。このSiの作用効果は、含有量が多いほど大きくなり、噛み込み疵の発生を防止するための仕上げ圧延の条件が緩和される。具体的には、Si含有量が0.005〜0.01％の場合には前記の(1)式を満足させる必要があるが、Si含有量が0.01％を超えて0.10％までの場合には前記(2)式を満足させればよいことになる。
【００２１】
Mn：0.1〜0.5％
Mnは、Ｃと同様に鋼板の強度確保に寄与する。また、Ｓを固定して鋼の熱間加工性の改善に役立つ。これらの効果を得るのに0.1％以上の含有量が必要である。一方、0.5％を超えると、かえって熱間加工性が損なわれる。
【００２２】
Ｂ：0.0005〜0.003％
Ｂは、鋼板の加工性改善に必要な成分である。0.0005％はこの効果が得られる最少量である。しかし、0.003％を超えると加工性改善の効果の増大は小さく、噛み込み疵の原因になるブリスターの発生が増大する。従って、Ｂの適正含有量は、0.0005〜0.003％である。
【００２３】
ＰおよびＳは鋼の不可避的不純物である。ＰもＳも鋼の脆化を招くのでそれぞれ0.03％以下および0.02％以下に抑える必要がある。なお、不純物として0.03％までのAlが含有されていても差し支えない。
【００２４】
２．仕上げ圧延条件について
本発明では、仕上げ圧延を下記の(1)式、または(2)式を満たす条件で実施する。
【００２５】
Ｔ＜（120／ｔ）＋900  ・・・(1)
Ｔ＜（120／ｔ）＋920  ・・・(2)
これらの式は、後述の実施例に示す数多くの試験結果から求められたものである。ここで、上記の各式のＴとｔについて説明する。
【００２６】
図１は、７スタンドの仕上げ圧延機を模式的に示したものである。No.1のスタンドの前後にはデスケーラ１と２がある。この場合、デスケーラ１とNo.1スタンドの圧延ロール1-1との区間（▲１▼で示す）での鋼板４の表面温度をＴ１とすると、そのＴ１は▲１▼の区間内で変動する。デスケ−ラの高圧水による冷却と、その後の復熱があるからである。そこで、この区間内の最高の表面温度（Ｔ１ＭＡＸ）を上記(1)式および(2)式のＴと定義する。同様に、▲２▼の区間のＴは、その区間における鋼板表面の最高温度である。なお、No.1スタンドの圧延ロール1-1デスケーラ２との間では、鋼板表面温度も通過時間も特に制御する必要はない。
【００２７】
中間にデスケーラがない区間、例えば▲３▼の区間では、No.2スタンドの圧延ロール2-1とNo.3スタンドの圧延ロール3-1との間における鋼板表面の最高温度がＴである。以下、▲４▼、▲５▼、▲６▼、▲７▼の区間でも同じである。
【００２８】
次に、ｔは、各区間▲１▼、▲２▼、・・・▲７▼を鋼板が通過するのに要する時間である。これをｔ１、ｔ２、・・・ｔ７で示してある。
【００２９】
上記の最高表面温度を各スタンド間で実測するのは困難である。しかし、例えば、No.1スタンドの前に放射温度計を置いて表面温度を測定すれば、その測定値からの熱計算によって、各スタンド間の最高表面温度を予測することができる。なお、ｔは、スタンド間距離と通板速度から算出することができる。
【００３０】
前記(1)式および(2)式の意味するところは、図１の各区間（▲１▼、▲２▼・・・▲７▼の各区間）の最高表面温度がすべてこれらの式を満たさなければならない、ということである。次の実施例で示すように、これらの区間の一つにおいてでも(1)式または(2)式を満たさないと、仕上げ圧延終了後の鋼板には噛み込み疵が発生する。
【００３１】
【実施例】
表１に示す５種類の鋼を熱間鍛造して100×400×3000（mm）のスラブとした。これを1200℃に加熱した後、1050℃で粗圧延し、７スタンドの仕上げ圧延機で仕上げ圧延を行った。仕上げ厚さは2.0mmとした。なお、表１の鋼種Ｅは、Si含有量において本発明方法の素材鋼として不適当な鋼である。
【００３２】
【表１】
0003841009.tif 000002
【００３３】
仕上げ圧延機の各スタンド間では、冷却水シャワーの水量を変更して鋼板表面温度を変化させた。また、通板速度を変えてスタンド間でのスケール生成時間を調整した。仕上げ圧延終了後は約600℃で巻き取り、その後、酸洗処理によって表面のスケールを除去し、噛み込み疵の発生状況を目視観察した。なお、スタンド間の鋼板の最高表面温度は、No.1スタンド前のデスケーラに入る直前の鋼板表面温度を実測し、以後は通板速度と冷却水シャワーの水量とから熱計算によって算出した。
【００３４】
図２から６までは、鋼種ごとの噛み込み疵の発生状況を時間ｔおよび最高表面温度Ｔのマップ上に示したものである。これらの図において、時間ｔおよび最高表面温度Ｔは、それぞれ図１に示した▲１▼〜▲７▼の各区間の鋼板の所要通過時間および最高表面温度である。なお、前述のように、噛み込み疵の発生状況は、仕上げ圧延終了後にスケールを除去して観察したので、▲１▼から▲７▼までの区間のどこで噛み込み疵が発生したのかまでは判別できない。従って、図２〜６には噛み込み疵の発生がなかったものだけをプロットした。
【００３５】
図２〜６において、○は仕上げ圧延後の鋼板の噛み込み疵がないことを示し、△は、噛み込み疵はないが、他の表面欠陥が生じたことを示す。
【００３６】
図２〜図５から、本発明で定める化学組成を有する鋼を(1)式または(2)式を満たす条件で仕上げ圧延した場合には噛み込み疵が発生しないことが明らかである。
【００３７】
図６は、本発明の対象外の鋼を用いた試験結果を示すものである。図６を見れば、ここでも(2)式を満たせば噛み込み疵の発生はなくなることがわかる。しかし、その場合でも、鋼板表面には縞状欠陥が発生している。このことから、Si含有量の多すぎる鋼は本発明方法の素材として不適切であると言える。
【００３８】
【発明の効果】
本発明方法によれば、仕上げ圧延時の鋼板表面温度と通板時間の制御という比較的簡単な方法で、スケール噛み込み疵がなく、表面性状に優れたＢ含有熱延鋼板が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の(1)式と(2)式のＴおよびｔの意味を説明する図である。
【図２】実施例における仕上げ圧延時のｔおよびＴと噛み込み疵発生状況との関係を示す図である。
【図３】同じく、実施例における仕上げ圧延時のｔおよびＴと噛み込み疵発生状況との関係を示す図である。
【図４】同じく、実施例における仕上げ圧延時のｔおよびＴと噛み込み疵発生状況との関係を示す図である。
【図５】同じく、実施例における仕上げ圧延時のｔおよびＴと噛み込み疵発生状況との関係を示す図である。
【図６】同じく、実施例における仕上げ圧延時のｔおよびＴと噛み込み疵発生状況との関係を示す図である。
【符号の説明】
１，２…デスケーラ、    1-1，2-1，3-1…圧延ロール、  ４…鋼板
【図１】
0003841009.tif 000003
【図２】
0003841009.tif 000004
【図３】
0003841009.tif 000005
【図４】
0003841009.tif 000006
【図５】
0003841009.tif 000007
【図６】
0003841009.tif 000008