JP3333619B2 - 極厚鋼板の製造方法 - Google Patents
極厚鋼板の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚鋼板の製造方法に関
し、詳しくは連続鋳造スラブから、未圧着センターポロ
シティに起因する鋼板内部の超音波探傷不良の発生が少
なく、内質の優れた極厚鋼板を製造する方法に関するも
のである。
し、詳しくは連続鋳造スラブから、未圧着センターポロ
シティに起因する鋼板内部の超音波探傷不良の発生が少
なく、内質の優れた極厚鋼板を製造する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、鋼板は、連続鋳造で得た鋼片
(以下、連鋳スラブとする)あるいはインゴット鋳造で
得た鋼塊から分塊した鋼片(以下、分塊スラブという)
を素材として製造されるが、製造コストの点では前者の
方が有利とされている。ところで、近年、海洋構造物や
各種圧力容器の大型化に伴ない、板厚100mmを超え
る極厚鋼板が使用されることが多い。この極厚鋼板の製
造に前記連鋳スラブを用いた場合、現在実用化されてい
る厚板圧延機の能力では連鋳スラブの中心部に生成した
センターポロシティを安定して圧着させることは困難で
あり、製品の超音波探傷試験で材質不良の発見されるこ
とが多い。そのため、極厚鋼板を最終的に圧延する際に
は、圧下比(鋳片厚み/鋼板厚み、で定義され、この値
が大きい程圧下量が大である)に下限値を設ける必要が
あり、その下限値を満足することが困難な厚みの鋼板製
造に際しては、上記分塊スラブを用いるのが一般的であ
る。例えば、圧力容器用鋼板の製造条件を規定した米国
規格のASTM A20では、連鋳スラブから鋼板への
圧下比を3以上としている。日本のJIS規格ではかか
る規定のないもが多いが、鋼板の製造業者が自主的に圧
下比に着目して製造を行っている。
(以下、連鋳スラブとする)あるいはインゴット鋳造で
得た鋼塊から分塊した鋼片(以下、分塊スラブという)
を素材として製造されるが、製造コストの点では前者の
方が有利とされている。ところで、近年、海洋構造物や
各種圧力容器の大型化に伴ない、板厚100mmを超え
る極厚鋼板が使用されることが多い。この極厚鋼板の製
造に前記連鋳スラブを用いた場合、現在実用化されてい
る厚板圧延機の能力では連鋳スラブの中心部に生成した
センターポロシティを安定して圧着させることは困難で
あり、製品の超音波探傷試験で材質不良の発見されるこ
とが多い。そのため、極厚鋼板を最終的に圧延する際に
は、圧下比(鋳片厚み/鋼板厚み、で定義され、この値
が大きい程圧下量が大である)に下限値を設ける必要が
あり、その下限値を満足することが困難な厚みの鋼板製
造に際しては、上記分塊スラブを用いるのが一般的であ
る。例えば、圧力容器用鋼板の製造条件を規定した米国
規格のASTM A20では、連鋳スラブから鋼板への
圧下比を3以上としている。日本のJIS規格ではかか
る規定のないもが多いが、鋼板の製造業者が自主的に圧
下比に着目して製造を行っている。
【0003】しかしながら、分塊スラブは、鋼塊頭部に
濃厚偏析があり、それを切り捨てることによる歩留の大
幅低下があり、また、分塊圧延等の中間工程を経ねばな
らないので、厚板製造において大幅なコスト増大と生産
性の低下を招くという問題がある。そのため、上記下限
値を満足することの困難な極厚鋼板も連鋳スラブから製
造することが理想的であり、従来より種々の対策が検討
されている。
濃厚偏析があり、それを切り捨てることによる歩留の大
幅低下があり、また、分塊圧延等の中間工程を経ねばな
らないので、厚板製造において大幅なコスト増大と生産
性の低下を招くという問題がある。そのため、上記下限
値を満足することの困難な極厚鋼板も連鋳スラブから製
造することが理想的であり、従来より種々の対策が検討
されている。
【0004】例えば、「鉄と鋼」 第66年(198
0)第2号、201〜21頁に開示されたように、厚鋼
板を熱間圧延する際の圧延条件に着目し、圧延形状比が
大きい圧延を繰り返してポロシティを十分に圧着させる
考え方が提案された。しかしながら、実際の圧延工程で
は、圧延形状比は圧延機の仕様により大きく制限されて
しまうため、極厚鋼板において圧下比を大幅に減少する
ことは困難であった。
0)第2号、201〜21頁に開示されたように、厚鋼
板を熱間圧延する際の圧延条件に着目し、圧延形状比が
大きい圧延を繰り返してポロシティを十分に圧着させる
考え方が提案された。しかしながら、実際の圧延工程で
は、圧延形状比は圧延機の仕様により大きく制限されて
しまうため、極厚鋼板において圧下比を大幅に減少する
ことは困難であった。
【0005】また、連続鋳造機を改良して、連鋳機の鋳
片出側でロールあるいは面状の圧下手段により鋳片のセ
ンターポロシティの圧着をはかる技術の提案も見られ
た。それは、特開昭55−114404号公報、特開昭
61−273201号公報、特開昭62−192242
号公報等に開示されているが、いずれも連鋳機の大がか
りな設備改造を要し、投資額も大きくなるためか、いま
だ実用化されていない。
片出側でロールあるいは面状の圧下手段により鋳片のセ
ンターポロシティの圧着をはかる技術の提案も見られ
た。それは、特開昭55−114404号公報、特開昭
61−273201号公報、特開昭62−192242
号公報等に開示されているが、いずれも連鋳機の大がか
りな設備改造を要し、投資額も大きくなるためか、いま
だ実用化されていない。
【0006】一方、鋼塊から分塊圧延によって分塊スラ
ブを得るかわりに、鋼片内のザク状欠陥をより減少せし
めるため、鋼塊から鍛造により圧延素材鋼片を得る方法
が知られている。(「わが国における最近の厚板製造技
術の進歩」、153頁、1984、日本鉄鋼協会)。さ
らに、連続鋳造スラブに対して鍛造を適用する技術とし
て、厚板圧延機の直前に鍛造プレスを配置する設備(特
公昭61−54561号公報)改造の提案もある。しか
しながら、この両者とも上記技術と同様に大きな設備改
良を要し、投資額も大きくなるため実用化していない。
ブを得るかわりに、鋼片内のザク状欠陥をより減少せし
めるため、鋼塊から鍛造により圧延素材鋼片を得る方法
が知られている。(「わが国における最近の厚板製造技
術の進歩」、153頁、1984、日本鉄鋼協会)。さ
らに、連続鋳造スラブに対して鍛造を適用する技術とし
て、厚板圧延機の直前に鍛造プレスを配置する設備(特
公昭61−54561号公報)改造の提案もある。しか
しながら、この両者とも上記技術と同様に大きな設備改
良を要し、投資額も大きくなるため実用化していない。
【0007】さらに、上記特許公報や技術文献に記載の
技術は、具体的な実施がされていないため、鍛造の条件
に関し詳しい言及がないのが現状である。
技術は、具体的な実施がされていないため、鍛造の条件
に関し詳しい言及がないのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み前記した従来技術の欠点を克服するためになされ
たもので、連鋳スラブを通常用いられている鍛造プレス
により鍛造し、新たな設備投資を要することなく、連続
鋳造鋳片の中央部に存在するポロシティを効率良く圧下
せしめる内質の優れた極厚鋼板の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
を鑑み前記した従来技術の欠点を克服するためになされ
たもので、連鋳スラブを通常用いられている鍛造プレス
により鍛造し、新たな設備投資を要することなく、連続
鋳造鋳片の中央部に存在するポロシティを効率良く圧下
せしめる内質の優れた極厚鋼板の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、上述の先行技術を詳細に見直し、圧延素材
の段階で未圧着のセンターポロシティを解消することが
有利であることは認めるが、連鋳機の設備変更はしない
方法を種々検討した。その結果、設備としては、鍛造工
場にある既存の鍛造プレスの使用で良いが、鍛造条件を
次工程での圧延条件と関連させることを着想し、本発明
を完成させた。
成するため、上述の先行技術を詳細に見直し、圧延素材
の段階で未圧着のセンターポロシティを解消することが
有利であることは認めるが、連鋳機の設備変更はしない
方法を種々検討した。その結果、設備としては、鍛造工
場にある既存の鍛造プレスの使用で良いが、鍛造条件を
次工程での圧延条件と関連させることを着想し、本発明
を完成させた。
【0010】すなわち、本発明は、連鋳鋳片を連続鋳造
機より既存の鍛造工場及び圧延工場へ順次移送し、該連
鋳鋳片から、鍛造及び厚板圧延を併用して、全体での圧
下率が70%以下の極厚鋼板を製造するに際し、目標と
する製品板厚より、下記条件を満足するように鍛造での
圧下率と厚板圧延での圧下率とを定めることを特徴とす
る極厚鋼板の製造方法である。 30≧α1 ≧30−0.5×α2 ここに、α1 :鍛造での圧下率(%)、α2 :厚板圧延
での圧下率(%)
機より既存の鍛造工場及び圧延工場へ順次移送し、該連
鋳鋳片から、鍛造及び厚板圧延を併用して、全体での圧
下率が70%以下の極厚鋼板を製造するに際し、目標と
する製品板厚より、下記条件を満足するように鍛造での
圧下率と厚板圧延での圧下率とを定めることを特徴とす
る極厚鋼板の製造方法である。 30≧α1 ≧30−0.5×α2 ここに、α1 :鍛造での圧下率(%)、α2 :厚板圧延
での圧下率(%)
【0011】
【作用】本発明では、連鋳鋳片から、鍛造及び厚板圧延
を併用して、全体での圧下率が70%以下の厚鋼板を製
造するに際し、目標とする製品板厚より、下記条件を満
足するように鍛造での圧下率と厚板圧延での圧下率とを
定めるようにしたので、 30≧α1 ≧30−0.5×α2 …(1) ここに、α1 :鍛造での圧下率(%) α2 :厚板圧延で達成する圧下率(%) 連続鋳造鋳片の中央部に存在するポロシティを効率良く
圧着できるようになる。
を併用して、全体での圧下率が70%以下の厚鋼板を製
造するに際し、目標とする製品板厚より、下記条件を満
足するように鍛造での圧下率と厚板圧延での圧下率とを
定めるようにしたので、 30≧α1 ≧30−0.5×α2 …(1) ここに、α1 :鍛造での圧下率(%) α2 :厚板圧延で達成する圧下率(%) 連続鋳造鋳片の中央部に存在するポロシティを効率良く
圧着できるようになる。
【0012】その結果、新たな設備投資を要することな
く、連鋳鋳片を素材にして内質の優れた極厚鋼板を製造
できるようになる。以下、本発明完成までの経緯と発明
の内容を説明する。極厚鋼板の製造を連続鋳造鋳片から
行う場合、良く知られている方法は、センターポロシテ
ィの圧着をはかるため厚板圧延時の各パス当りの圧下率
を大きくする方法であった。ただし、この方法では、圧
延機の能力、製品の幅等により限度があり、内質保証の
ためには連鋳鋳片から鋼板への最小圧下比は2.5〜4
程度と大きいことが必要であった。
く、連鋳鋳片を素材にして内質の優れた極厚鋼板を製造
できるようになる。以下、本発明完成までの経緯と発明
の内容を説明する。極厚鋼板の製造を連続鋳造鋳片から
行う場合、良く知られている方法は、センターポロシテ
ィの圧着をはかるため厚板圧延時の各パス当りの圧下率
を大きくする方法であった。ただし、この方法では、圧
延機の能力、製品の幅等により限度があり、内質保証の
ためには連鋳鋳片から鋼板への最小圧下比は2.5〜4
程度と大きいことが必要であった。
【0013】一方、鍛造は、圧延に比して同一圧下率で
もその条件を適切にすれば、より内部ザク(凝固した鋳
片内部の空孔で、鋳造末期の供給湯不足により生じたも
のをいう)の圧着に有利であることが知られている。し
たがって、厚板圧延に先立ち素材に必要最低限度の鍛造
を行うことは有効と考えられ、多くの先行特許出願の存
在する所以でもある。ここで、必要最低限度というの
は、鍛造である程度の圧下率を確保すればセンターポロ
シティの圧着がほぼ完了するため、それ以上圧下率を増
大することは無意味であるばかりでなく、過剰鍛造はそ
の後の可能製品サイズの自由度を減少せしめることにな
るためである。ただし、この圧下率の適正範囲について
は、分塊材の主として逆V偏析部に存在するザク性欠陥
を圧着する場合と、本発明のように連鋳鋳片の板厚中心
部に存在するポロシティを圧着する場合では、その圧着
すべき欠陥の位置および寸法が異なるため、実験等によ
る確認が必要と考えられる。特に、後者の連鋳鋳片に関
しては、従来研究された例が見当たらなかった。
もその条件を適切にすれば、より内部ザク(凝固した鋳
片内部の空孔で、鋳造末期の供給湯不足により生じたも
のをいう)の圧着に有利であることが知られている。し
たがって、厚板圧延に先立ち素材に必要最低限度の鍛造
を行うことは有効と考えられ、多くの先行特許出願の存
在する所以でもある。ここで、必要最低限度というの
は、鍛造である程度の圧下率を確保すればセンターポロ
シティの圧着がほぼ完了するため、それ以上圧下率を増
大することは無意味であるばかりでなく、過剰鍛造はそ
の後の可能製品サイズの自由度を減少せしめることにな
るためである。ただし、この圧下率の適正範囲について
は、分塊材の主として逆V偏析部に存在するザク性欠陥
を圧着する場合と、本発明のように連鋳鋳片の板厚中心
部に存在するポロシティを圧着する場合では、その圧着
すべき欠陥の位置および寸法が異なるため、実験等によ
る確認が必要と考えられる。特に、後者の連鋳鋳片に関
しては、従来研究された例が見当たらなかった。
【0014】そこで、本発明者は、310mm厚みの連
鋳鋳片を用い、通常条件範囲内の鍛造及び厚板圧延の圧
下率配分を種々変化させて、製品の内質を超音波探傷試
験で確認した。その結果、鍛造を行わず厚板圧延のみで
良好な内質を得る最大板厚は、125mm程度であり、
一方、鍛造のみで厚板圧延を行わないで良好な内質を得
る最大板厚は220mm程度であること、さらに、鍛造
での圧下率と厚板圧延での圧下率に0.5を掛けたもの
がほぼ同様の効果を持つことを見出した。
鋳鋳片を用い、通常条件範囲内の鍛造及び厚板圧延の圧
下率配分を種々変化させて、製品の内質を超音波探傷試
験で確認した。その結果、鍛造を行わず厚板圧延のみで
良好な内質を得る最大板厚は、125mm程度であり、
一方、鍛造のみで厚板圧延を行わないで良好な内質を得
る最大板厚は220mm程度であること、さらに、鍛造
での圧下率と厚板圧延での圧下率に0.5を掛けたもの
がほぼ同様の効果を持つことを見出した。
【0015】したがって、鍛造での圧下率をα1 とし、
厚板圧延での圧下率をα2 とすると、α1 は0.5×α
2 と同等の効果を有する。また、α1 が0%で内質良好
とするに必要なα2 は、60%程度となり、逆にα2 が
0%である時の必要α1 は、29%程度となる。この関
係をグラフ化して図1に示す。図1において、○印は超
音波探傷試験で合格し、×印は不合格の鋼板を表わして
いる。以上から、適切な近似式として、下記の(2)式
を得た。
厚板圧延での圧下率をα2 とすると、α1 は0.5×α
2 と同等の効果を有する。また、α1 が0%で内質良好
とするに必要なα2 は、60%程度となり、逆にα2 が
0%である時の必要α1 は、29%程度となる。この関
係をグラフ化して図1に示す。図1において、○印は超
音波探傷試験で合格し、×印は不合格の鋼板を表わして
いる。以上から、適切な近似式として、下記の(2)式
を得た。
【0016】α1 +0.5×α2 ≧30・・・・(2) また、鍛造の圧下率を大きくとることは、良好な内質を
有する厚鋼板を得るためには有効だが、厚板圧延後の可
能製品サイズの自由度が減少する。そこで、経済性の点
から鍛造の圧下率上限値を30%としたのである。一
方、製品の板厚が小さい場合、現有の技術を用いても連
鋳スラブから直接厚板圧延により内質の良好な鋼板が製
造可能であり、経済性の観点から本発明の有用な範囲と
して、連鋳スラブからの全圧下率の上限を70%とし
た。
有する厚鋼板を得るためには有効だが、厚板圧延後の可
能製品サイズの自由度が減少する。そこで、経済性の点
から鍛造の圧下率上限値を30%としたのである。一
方、製品の板厚が小さい場合、現有の技術を用いても連
鋳スラブから直接厚板圧延により内質の良好な鋼板が製
造可能であり、経済性の観点から本発明の有用な範囲と
して、連鋳スラブからの全圧下率の上限を70%とし
た。
【0017】
【実施例】連続鋳造で製造した厚み310mm、幅21
50mm、長さ3000〜5000mm及び厚み260
mm,幅2150mm,長さ4000〜5000mmの
多種鋼種の鋳片を鍛造工場に搬送し、加熱炉で1250
℃に再加熱した。その後、既設の300〜500mm幅
の金敷を上下に対向してセットしてある鍛造装置(図2
参照)を用い、1〜2パスの鍛造を施してから、圧延工
場に戻し圧延を行って種々の寸法の極厚鋼板を得た。そ
して、これら鋼板すべてにつき、JIS G0801に
規定された鋼板の超音波探傷試験を実施し、その内質の
評価を行った。
50mm、長さ3000〜5000mm及び厚み260
mm,幅2150mm,長さ4000〜5000mmの
多種鋼種の鋳片を鍛造工場に搬送し、加熱炉で1250
℃に再加熱した。その後、既設の300〜500mm幅
の金敷を上下に対向してセットしてある鍛造装置(図2
参照)を用い、1〜2パスの鍛造を施してから、圧延工
場に戻し圧延を行って種々の寸法の極厚鋼板を得た。そ
して、これら鋼板すべてにつき、JIS G0801に
規定された鋼板の超音波探傷試験を実施し、その内質の
評価を行った。
【0018】表1に、連鋳スラブ厚み、鍛造及び厚板圧
延における各条件と、製造した極厚鋼板の品質評価結果
を一括して示す。表1より、明らかに本発明とした条件
下において、各鋼種とも内質の良好な極厚鋼板が得られ
ていることが分かる。
延における各条件と、製造した極厚鋼板の品質評価結果
を一括して示す。表1より、明らかに本発明とした条件
下において、各鋼種とも内質の良好な極厚鋼板が得られ
ていることが分かる。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】本発明は前述したように、従来より連続
鋳造鋳片を用いた場合に回避することが困難であった極
厚鋼板の超音波探傷不良を、新たな設備投資を要するこ
となく解消し、容易に内質の優れた極厚鋼板を製造する
技術を提供するものであり、以下のような効果を有する
ものである。 (1)連続鋳造鋳片を用いた場合に従来適用可能な圧下
比は最小でも2.5程度であったのに対し、本発明法に
よれば圧下比を最小で1.5程度まで拡大でき、コスト
の高い造塊法を適用する必要がなくなる。 (2)本発明法によれば、従来用いられている鍛造設備
がそのまま使用できるために、新たな設備投資を必要と
せず、極めて経済的に大きな効果を得ることができる。
鋳造鋳片を用いた場合に回避することが困難であった極
厚鋼板の超音波探傷不良を、新たな設備投資を要するこ
となく解消し、容易に内質の優れた極厚鋼板を製造する
技術を提供するものであり、以下のような効果を有する
ものである。 (1)連続鋳造鋳片を用いた場合に従来適用可能な圧下
比は最小でも2.5程度であったのに対し、本発明法に
よれば圧下比を最小で1.5程度まで拡大でき、コスト
の高い造塊法を適用する必要がなくなる。 (2)本発明法によれば、従来用いられている鍛造設備
がそのまま使用できるために、新たな設備投資を必要と
せず、極めて経済的に大きな効果を得ることができる。
【0021】以上のように、極厚鋼板の製造に置いて、
新たな設備投資を要することなく、圧下比が1.5〜
2.5の従来困難であった領域で容易に内質の良好な製
品を得ることができる効果は工業的にみると絶大なもの
と言えるものである。
新たな設備投資を要することなく、圧下比が1.5〜
2.5の従来困難であった領域で容易に内質の良好な製
品を得ることができる効果は工業的にみると絶大なもの
と言えるものである。
【図1】本発明に至った圧下率に関する試験結果を示し
た図である。
た図である。
【図2】本発明に係る極厚鋼板の製造方法を実施した際
に用いた金敷の模式図である。
に用いた金敷の模式図である。
1 上金敷 2 下金敷 3 連鋳鋳片(連鋳スラブ) 4 金敷幅 5 圧下方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 朋文 倉敷市水島川崎通1丁目(番地なし) 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内 審査官 田中 則充 (56)参考文献 特開 昭62−192242(JP,A) 特開 昭55−114404(JP,A) 特開 昭61−273201(JP,A) 特開 平3−207501(JP,A) 特開 昭58−84603(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 1/00 - 11/00 B21J 1/00 - 13/14 C21D 7/13
Claims (1)
- 【請求項1】 連鋳鋳片を連続鋳造機より既存の鍛造工
場及び圧延工場へ順次移送し、該連鋳鋳片から、鍛造及
び厚板圧延を併用して、全体での圧下率が70%以下の
極厚鋼板を製造するに際し、 目標とする製品板厚より、下記条件を満足するように鍛
造での圧下率と厚板圧延での圧下率とを定めることを特
徴とする極厚鋼板の製造方法。 30≧α1 ≧30−0.5×α2 ここに、α1 :鍛造での圧下率(%)、α2 :厚板圧延
での圧下率(%)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02698894A JP3333619B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 極厚鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02698894A JP3333619B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 極厚鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07232201A JPH07232201A (ja) | 1995-09-05 |
JP3333619B2 true JP3333619B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=12208549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02698894A Expired - Fee Related JP3333619B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 極厚鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3333619B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014141697A1 (ja) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Jfeスチール株式会社 | 厚肉高靭性高張力鋼板およびその製造方法 |
KR20160124847A (ko) | 2014-03-20 | 2016-10-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 후육 고인성 고장력 강판 및 그 제조 방법 |
KR20170066612A (ko) | 2014-11-18 | 2017-06-14 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 재질 균일성이 우수한 후육 고인성 고장력 강판 및 그 제조 방법 |
EP3246426A4 (en) * | 2015-01-16 | 2018-01-10 | JFE Steel Corporation | Thick high-toughness high-strength steel sheet and method for manufacturing same |
US10358688B2 (en) | 2014-04-24 | 2019-07-23 | Jfe Steel Corporation | Steel plate and method of producing same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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