JP4838627B2

JP4838627B2 - 表面性状に優れた高Ｓｉ含有鋼板およびその製造方法ならびにその製造用の素材の高Ｓｉ含有鋼材

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Publication number: JP4838627B2
Application number: JP2006120899A
Authority: JP
Inventors: 実佳子武田; 隆大西
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-04-25
Also published as: JP2007291451A

Description

本発明は、表面性状に優れた高Si含有鋼板およびその製造方法ならびにその製造用の高Si含有鋼材に関する技術分野に属するものである。

熱間圧延により鋼板を製造するに際しては、加熱炉内で鋼材（スラブ）を加熱した後、熱間圧延（粗圧延、仕上げ圧延）を行う。自動車等に使用される高張力鋼板においては、強度、成形性確保の観点からSi添加が一般的である。

しかしながら、Si添加された高Si含有鋼板においては、加熱時に鋼材の表面に生成するSi系スケール（ファイアライト）をデスケーリングによって完全除去することが困難であり、スケールが取れ残ったまま圧延されると、Si系スケール（ファイアライト）が鋼材表面に押し込まれて鋼板の表面性状を悪化させる。Si系スケール（ファイアライト）が残ったところと除去されたところが鋼板表面にまだらに発生する（縞状スケールとなる）と、酸洗をおこなっても均一にSi系スケール（ファイアライト）が除去されず、鋼板表面に凹凸が発生し、疲労破壊の起点となる。

従って、熱間圧延後の表面性状の良好な鋼板が要求されているが、そのためには、粗圧延、仕上げ圧延の前に十分に剥離性の良いスケール性状を得て、効率的にデスケーリングを行う必要がある。

Si量：0.5 質量％以上の高Si含有鋼において、鋼とスケール層との界面に発生するFeO-Fe₂SiO₄の共晶温度（１１７３℃）未満で加熱した後、４０ＭＰａ以上の高圧水を用いてスケール除去することが提案されている（特開２０００−２５４７２４号公報）。しかしながら、１１７３℃未満で加熱しても、高Si鋼の場合、非常に緻密で強固なFe₂SiO₄層が界面に生成し、高圧水によっても均一に除去するのが困難であり、縞状スケールの発生原因となる。

一方、特開２００５−２９７００８号公報には、１１７３℃以上の第１段加熱によりFeO-Fe₂SiO₄の融液相を形成した後、１１７３℃未満の第２段加熱によって楔状に鋼内に食い込んだFeO-Fe₂SiO₄の凝固相と鋼の界面部にFeO とFe₂SiO₄の複合スケールを形成して楔状のFeO-Fe₂SiO₄の凝固相を消失させて平坦にし、剥離性を改善させる手法が開示されている。しかしながら、本手法では楔部を均一に平坦にするのが難しく、デスケーリング後の表面性状のばらつきを誘発しやすくなるなど、安定性に欠ける恐れがある。

その他にも加熱条件や圧延条件を規定する方法が特開平6-192728号公報、特開平4-247829号公報、特開2000-273579 号公報に開示され、スケール除去（デスケーリング）条件を規定する方法が特開平6- 279923 号公報、特開2000-15323号公報に開示されているが、いずれもスケールを完全に除去することは難しく、熱間圧延後の鋼板表面にSi系スケール（ファイアライト）がまだらに残存し、十分な表面品質を有する鋼板を製造することができない。
特開２０００−２５４７２４号公報特開２００５−２９７００８号公報特開平６−１９２７２８号公報特開平４−２４７８２９号公報特開２０００−２７３５７９号公報特開平６−２７９９２３号公報特開２０００−１５３２３号公報

本発明はこのような事情に着目してなされたものであって、その目的は、縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板およびその製造方法ならびにその製造用の素材の高Si含有鋼材を提供しようとするものである。

本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。本発明によれば上記目的を達成することができる。

このようにして完成され上記目的を達成することができた本発明は、表面性状に優れた高Si含有鋼板およびその製造方法ならびにその製造用の素材の高Si含有鋼材に係わり、特許請求の範囲の請求項１〜２記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法（第１〜２発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法）、請求項３記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板（第３発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板）、請求項４〜５記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材（第４〜５発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材）であり、それは次のような構成としたものである。

即ち、請求項１記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法は、Ｃ：0.01〜0.2質量％、Si：0.2〜2.0質量％、Mn：0.2〜3.0質量％、Ｐ：0.001〜0.1質量％、Ｓ：0.001〜0.1質量％、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を含有すると共に、Cu：0.001〜0.05質量％および／またはNi：0.05質量％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる高Si含有鋼材を、900〜1170℃で加熱した後、熱間圧延するに際し、この熱間圧延での仕上げ圧延の開始までに、10MPa以上の高圧水で１回以上デスケーリングを行うことを特徴とする表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法である〔第１発明〕。

請求項２記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法は、前記高Si含有鋼材がさらにAl：0.01〜0.05質量％、Cr：0.01〜0.3質量％の１種以上を含有する請求項１記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法である〔第２発明〕。

請求項３記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板は、請求項１または２記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法によって得られる表面性状に優れた高Si含有鋼板である〔第３発明〕。

請求項４記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材は、900〜1170℃で加熱してから熱間圧延しデスケーリングすることにより表面性状に優れた高Si含有鋼板を製造する際に用いる素材の高Si含有鋼材であって、Ｃ：0.01〜0.2質量、Si：0.2〜2.0質量％、Mn：0.2〜3.0質量％、Ｐ：0.001〜0.1質量％、Ｓ：0.001〜0.1質量％、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を含有すると共に、Cu：0.001〜0.05質量％および／またはNi：0.05質量％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材である〔第４発明〕。

請求項５記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材は、さらにAl：0.01〜0.05質量％、Cr：0.01〜0.3質量％の１種以上を含有する請求項４記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材である〔第５発明〕。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法によれば、縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ることができるようになる。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材によれば、縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ることができる。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板は、縞状スケールが少なくて表面性状に優れており、このため、酸洗された後においても表面に疲労破壊等の起点となるような凹凸が少なく、表面品質に優れた高Si含有鋼板として好適に用いることができる。

高Si含有鋼を加熱炉内で１１７３℃未満の温度で加熱すると、図１に示すように、スケール（FeO ；ウスタイト）と鋼の界面に厚く強固な Fe₂SiO₄（ファイアライト）が均一に発生し、デスケーリング性を悪化させる。また、加熱温度が１１７３℃を超えると、図２に示すように、FeO とFe₂SiO₄の共晶の液相が鋼表層の結晶粒界に浸潤して楔状に食い込んで固まり、やはりデスケーリング性が悪化する。なお、図１〜２は模式図である。

スケールロスを出来るだけ少なくしつつ、デスケーリングの際のスケール剥離性（デスケーリング性）を改善するには、１１７３℃未満で加熱した際に剥離性の良いスケール性状を得ることが有効である。

本発明者らは、１１７３℃未満で形成される Fe₂SiO₄層を剥離性のよい構造に変化させる合金元素（高Si含有鋼に含有させる元素、即ち、高Si含有鋼への添加元素）を検討したところ、Ｂ、Ｐの添加によってデスケーリングの際のスケール剥離性が飛躍的に改善されることを見出した。即ち、合金元素としてＢ、Ｐを含有させた高Si含有鋼は、１１７３℃未満で加熱した際に剥離性の良いスケール性状を得ることができ、このため、デスケーリングの際のスケール剥離性が飛躍的に改善されることを見出した。

このようにＢ、Ｐの添加によってスケール剥離性が飛躍的に改善される理由やメカニズムについて、以下説明する。スケール形成時にＢ、Ｐがスケールと鋼との界面近傍に濃化し、さらに上層のスケール内に拡散して、 Fe₂SiO₄層の均一生成を阻害して Fe₂SiO₄層を分散化させ、鋼内部からのFe拡散を促進して FeOと Fe₂SiO₄の混合層が形成される。さらに、 FeOと Fe₂SiO₄の混合層には気泡が多く含まれる。このため、この混合層自体の強度は Fe₂SiO₄層単独の場合より低下し、この混合層は脆くなり、デスケーリングで除去されやすい。従って、デスケーリングの際のスケール剥離性が飛躍的に改善される。このような混合層の形成状況を図３に示す。なお、図３は模式図である。

本発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、表面性状に優れた高Si含有鋼板およびその製造方法ならびにその製造用の素材の高Si含有鋼材に係わるものである。このようにして完成された本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板およびその製造方法ならびにその製造用の素材の高Si含有鋼材の中、先ず、本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法は、Ｃ：0.01〜0.2質量％、Si：0.2〜2.0質量％、Mn：0.2〜3.0質量％、Ｐ：0.001〜0.1質量％、Ｓ：0.001〜0.1質量％、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を含有すると共に、Cu：0.001〜0.05質量％および／またはNi：0.05質量％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる高Si含有鋼材を、900〜1170℃で加熱した後、熱間圧延するに際し、この熱間圧延での仕上げ圧延の開始までに、10MPa以上の高圧水で１回以上デスケーリングを行うことを特徴とする表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法である。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法によれば、素材の高Si含有鋼材がＢ、Ｐを含有しているので、前記知見からもわかるように、１１７３℃未満で加熱した際に剥離性の良いスケール性状を得ることができ、このため、デスケーリングの際のスケール剥離性（デスケーリング性）が飛躍的に改善される。従って、縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ることができるようになる。

即ち、本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法は、素材の高Si含有鋼材としてＢ、Ｐを添加したものを用い、加熱時に FeOと Fe₂SiO₄の混合層をスケールと鋼の界面部に形成させることにより、デスケーリング時のスケール剥離性の大幅な改善をはかったものである。上記のようにＢ、Ｐを添加することにより、１１７３℃未満の低温加熱の場合でもデスケーリング時のスケール剥離性を改善することができ、２段加熱などの特別な加熱方法を要することなく、スケールロスを最小限にしつつ縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ることができる。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法における高Si含有鋼材の成分および製造条件（加熱条件、デスケーリング条件等）の数値限定理由等について、以下説明する。

（高Si含有鋼材の成分について）
本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法においては、デスケーリング時のスケール剥離性を改善するため、地鉄からスケールとの界面およびスケール内に微量元素を拡散させて Fe₂SiO₄層の均一生成を阻害して Fe₂SiO₄層を分散化させ、地鉄からのFe拡散の障壁（ Fe₂SiO₄層）を無くして FeOを形成させることにより、 Fe₂SiO₄と FeOの混合層をスケールと鋼の界面近傍に形成させる。 Fe₂SiO₄層が分散化されると、地鉄からのFe拡散が進行し、 FeOやボイド（気泡）が形成されて脆くなる。従って、デスケーリングの際のスケール剥離性が飛躍的に改善される。

このためには、Ｂの微量添加が非常に効果的である。この効果を得るためには、Ｂの添加量は0.0025質量％以上とすることが必要である。Ｂ：0.0025質量％未満の場合には、地鉄とスケールの界面に十分には濃化せず、スケール内に十分に拡散せず、効果が得られない。ただし、Ｂ量が0.05質量％を超えると効果が飽和する。従って、Ｂ：0.0025〜0.05質量％とする。

ＰもＢと同様に、地鉄からスケールとの界面およびスケール内に拡散する性質があり、Fe₂SiO₄層の分散化に有効である。このFe₂SiO₄層の分散化に必要なＰ量は0.001 質量％以上である。Ｐ：0.001 質量％未満の場合には、地鉄とスケールの界面に十分には濃化せず、スケール内に十分に拡散せず、効果が得られない。ただし、Ｐ量が多すぎる（0.1 質量％を超える）と鋼の粒界脆化が起こりやすくなるので、Ｐ：0.1 質量％以下とする必要がある。従って、Ｐ：0.001 〜0.1 質量％とする。

Ｓもスケールと鋼の界面に濃化し、スケールの剥離性改善に効果がある。この効果を発揮させるには、Ｓ：0.001 質量％以上の添加が必要である。ただし、Ｓ量が0.1 質量％を超えると、スケールと鋼の界面の凹凸が顕著に増加し、スケール疵が発生しやすくなるので、Ｓ：0.1 質量％以下とする必要がある。従って、Ｓ：0.001 〜0.1 質量％とする。

Ｃは鋼を強化するために必要な元素であり、0.01質量％以上の添加が必要である。しかし、Ｃ量が多すぎる（0.2 質量％を超える）と、鋼が硬化しすぎると共に、スケール剥離が不均一となるので、Ｃ：0.2 質量％以下とする必要がある。従って、Ｃ：0.01〜0.2 質量％とする。

Mnも鋼を強化するために必要な元素であり、0.2 質量％以上の添加が必要である。しかし、3.0 質量％を超えると、鋼が硬化しすぎるため、Mn：3.0 質量％以下とする必要がある。従って、Mn：0.2 〜3.0 質量％とする。

従来、Si：0.2 質量％以上の場合に、 Fe₂SiO₄層が生成し、スケール剥離性が悪化するため、表面性状が悪くなる。即ち、Si：0.2 質量％未満の場合には、 Fe₂SiO₄層が形成されず、スケール剥離性が問題とならない。本発明は、スケール剥離性を改善して表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ようとするものであるので、Si：0.2 質量％以上であることが前提であり、必要である。本発明はSi：0.2 質量％以上の場合に効果的である。しかし、Si：2.0 質量％超の場合には、本発明のようにＢ、Ｐを添加しても、 Fe₂SiO₄層が一気に生成されて、分散化されないため、スケール剥離性が非常に悪くなり、スケール疵を抑制できなくなる。以上より、Si：0.2 〜2.0 質量％とする。

（製造条件について）
高Si含有鋼材を熱間圧延するに際し、熱間圧延前に加熱する。この加熱温度を FeO-Fe₂SiO₄の共晶温度（1173℃）以上とする必要はない。むしろ加熱温度を上昇させると、スケールロスが問題となる上、Si：0.5 質量％超の場合は FeO-Fe₂SiO₄の共晶の楔状の食い込みが発生するため、1170℃以下で加熱する。ただし、加熱温度が低すぎると、熱間圧延負荷が高まるため、900 ℃以上とする。従って、加熱温度：900 〜1170℃とする。即ち、高Si含有鋼材を 900〜1170℃で加熱することとする。なお、熱間圧延負荷の観点から、加熱温度：1000℃以上とすることが望ましい。加熱時間については、圧延負荷の観点から、100 分以上とすることが望ましいが、300 分を超えると、スケールロスが大きくなるため、300 分以下とすることが望ましい。

上記高Si含有鋼材の加熱後、熱間圧延するに際し、この熱間圧延での仕上げ圧延の開始までに、10MPa 以上の高圧水で１回以上デスケーリングを行う。このデスケーリングに際し、高圧水の圧力を10MPa 以上としているのは、10MPa 未満とすると、デスケーリングが不充分となるからである。

このデスケーリングは加熱炉出側から熱間圧延の開始までに行ってもよいし、粗圧延の途中に行ってもよいし、粗圧延の後、仕上げ圧延の開始前に行ってもよい。この中で、粗圧延の後、仕上げ圧延の開始前にデスケーリングする場合、粗圧延である程度スケールが破壊してからデスケーリングすることになるので、より効率的にスケールの除去をすることができる。

上記デスケーリングは１回行うことに限定されず、１回以上行ってもよい。例えば、加熱炉出側から熱間圧延の開始までにデスケーリングを行い、更に粗圧延の後、仕上げ圧延の開始前にデスケーリングを行ってもよい。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法において高Si含有鋼材は更にCuおよび／またはNiを含有する。また、Al、Cr等を含有するものを用いることができる。この高Si含有鋼材として更にCuを含有するものを用いる場合、Cu：0.001〜0.05質量％とする。この理由は下記の点にある。Cuはスケールと鋼の界面に濃化し、スケール剥離性を改善させる。この効果を発揮するには、Cu：0.001質量％未満では不充分であり、Cu：0.001 質量％以上とする必要がある。Cu量が0.05質量％を超えると、鋼の熱間脆性が低下するので、Cu：0.05質量％以下とするのがよい。従って、更にCuを含有させる場合は、Cu：0.001〜0.05質量％とする。

上記高Si含有鋼材として更にNiを含有するものを用いる場合、Ni含有量は0 . 0 5質量％以下とする。この理由は下記の点にある。NiはNi含有量が0.05質量％超の場合、スケール剥離性に大きく影響し、地鉄とスケールの界面粗さを大きくしてスケール疵の発生原因となる。従って、更にNiを含有させる場合は、Ni含有量を0.05質量％以下に抑制する必要がある。

上記高Si含有鋼材として更にAl、Crの１種以上を含有するものを用いる場合、Al：0.01〜 0.05質量％、Cr：0.01〜0.3 質量％であることが望ましい〔第２発明〕。この理由は下記の点にある。Alは脱酸、脱窒の効果がある。この効果は、A l：0.01質量％未満では不充分であり、Al：0.01質量％以上の場合に効果を発揮する。Al：0.05質量％超の場合は、この効果は飽和する。従って、更にAlを含有させる場合は、Al：0.01〜0.05質量％とすることが望ましい。Crは鋼を強化する元素である。この効果は、Cr：0.01質量％未満では不充分であり、Cr：0.01質量％以上の場合に効果を発揮する。Cr：0.3質量％超の場合は、鋼の延性が低下して不充分となる。従って、更にCrを含有させる場合は、Cr：0.01〜0.3質量％とすることが望ましい。

Ｎは不可避的に含有される。即ち、不可避的不純物として含有される。Ｎ含有量を0.0005質量％未満にすることは工業的に困難であるので、通常、Ｎ含有量は0.0005質量％以上である。Ｎ含有量が0.01質量％を超えると時効性劣化が著しくなるので、Ｎ含有量は0.01質量％以下に抑制することが望ましい。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高S i含有鋼材は、900〜1170℃で加熱してから熱間圧延しデスケーリングすることにより表面性状に優れた高Si含有鋼板を製造する際に用いる素材の高Si含有鋼材であって、Ｃ：0.01〜0.2質量、Si：0.2〜2.0質量％、Mn：0.2〜3.0質量％、Ｐ：0.001〜0.1質量％、Ｓ：0.001〜0.1質量％、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を含有すると共に、Cu：0.001〜0.05質量％および／またはNi：0.05質量％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材である〔第４発明〕。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材によれば、この鋼材がＢ、Ｐを含有しているので、前記知見や前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法に関する作用効果等の説明事項からわかるように、１１７３℃未満で加熱した際に剥離性の良いスケール性状を得ることができ、このため、デスケーリングの際のスケール剥離性（デスケーリング性）が飛躍的に向上し、従って、縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ることができる。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材における成分の数値限定理由は、前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法の場合と同様である。本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材は、900 〜1170℃で加熱してから熱間圧延しデスケーリングすることを前提としている。この加熱の温度を900 〜1170℃としている理由は、前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法の場合と同様である。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材としては、更にCuおよび／またはNiを含有する。また、Al、Cr等を含有するものを用いることができる。更にCuを含有するものを用いる場合、Cu：0.001 〜0.05質量％とする。この理由は、前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法の場合と同様である。

更にNiを含有するものを用いる場合、Niの含有量は0.05質量％以下とする。この理由は、前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法の場合と同様である。

更にAl、Crの１種以上を含有するものを用いる場合、Al：0.01〜0.05質量％、Cr：0.01〜0.3質量％であることが望ましい〔第５発明〕。この理由は、前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法の場合と同様である。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板は、本発明の第１発明〜第２発明に係る表面性状に優れた高S i含有鋼板の製造方法によって得られる表面性状に優れた高S i含有鋼板である〔第３発明〕。

本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板は、前述の本発明に係る表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法に関する作用効果等の説明事項からわかるように、縞状スケールが少なくて表面性状に優れており、このため、酸洗された後においても表面に疲労破壊等の起点となるような凹凸が少なく、表面品質に優れた高Si含有鋼板として好適に用いることができる。例えば、自動車用、建材用として好適に用いることができる。

本発明の実施例および比較例について、以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

表１に示す組成の高Si含有鋼材を溶製した後、加熱し鍛造してスラブ形状の熱間圧延用の素材（厚み：240mm 、幅：1000mm、長さ：8500mmのスラブ）を得た。

ここで、表１での鋼種Ａ〜Ｈの高Si含有鋼材は、本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法での高Si含有鋼材の組成要件を満たすものであり、本発明に係る高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材の組成要件を満たすものでもある。

鋼種Ｉ〜Ｎの高Si含有鋼材は、本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法での高Si含有鋼材の組成要件も、本発明に係る高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材の組成要件も満たさないものである。即ち、鋼種Ｉの高Si含有鋼材は、Ｐ：0.15質量％であり、Ｐ：0.001 〜0.1 質量％を満たさない点、鋼種Ｊの高Si含有鋼材は、Ｂ：0.0015質量％であり、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を満たさない点、鋼種Ｋの高Si含有鋼材は、Ｓ：0.16質量％であり、Ｓ：0.001 〜0.1 質量％を満たさない点、鋼種Ｍの高Si含有鋼材は、Ｂ：ｔｒ．であり、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を満たさない点、鋼種Ｌの高Si含有鋼材は、Ni：0.08質量％であり、Niを0.05質量％を超えて含有する点、鋼種Ｎの高Si含有鋼材は、Cu：0.09質量％であり、Cuを0.05質量％を超えて含有する点において、本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法での高Si含有鋼材の組成要件も、本発明に係る高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材の組成要件も満たさないものである。

上記の熱間圧延用の素材（スラブ）を加熱炉内で加熱した後、加熱炉より抽出直後に10MPa 以上の高圧水でデスケーリングを行い、しかる後、熱間圧延して高Si含有鋼板（厚み：1.8mm ）を製造した。このとき、加熱炉内での加熱温度、加熱時間、デスケーリング圧（デスケーリングの際の高圧水の圧力）を、表２に示すように変化させた。なお、デスケーリングは加熱炉から抽出直後のスラブに高圧水を噴射して行い（表２に示すデスケーリング圧にて）、その後、粗圧延、仕上げ圧延を行って高Si含有鋼板を製造した。

このようにして製造された高Si含有鋼板（熱延鋼板）について、縞状スケールの程度を調査した。この調査は、熱延鋼板から 500mm角の鋼板（試料）を採取し、酸洗した後、鋼板表面の凹凸の発生状況を調べることにより行い、この凹凸の発生状況により縞状スケールの程度を評価した。即ち、熱延鋼板を酸洗すると、縞状スケールのスケールが押し込まれた疵部が凹みとなって現れる。上記酸洗後の鋼板（試料）の表面の外観撮影をする。そして、疵部（凹み部）の面積（Ｓ₁）を求め、この面積（Ｓ₁）の鋼板（試料）の全表面積（Ｓ₀）に対する割合（面積率）を算出し、この面積率を縞状スケール発生率とした。この面積率（即ち縞状スケール発生率）をＲとすれば、 100×Ｓ₁／Ｓ₀＝Ｒ（％）である。この面積率（即ち縞状スケール発生率）が１０％以下であれば、製品として使用可能で合格レベルであり、１０％を超えるものは製品として使用不可で不合格とした。なお、上記 500mm角の鋼板（試料）は、熱延鋼板のコイル先端、中央、後端より各１枚採取した。

上記調査の結果を表２に示す。No.9〜14の場合、熱間圧延用の素材の高Si含有鋼材として、本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法での高Si含有鋼材の組成要件も、本発明に係る高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材の組成要件も満たさないもの（鋼種Ｉ〜Ｎ）を用いており、このため、縞状スケール発生率〔鋼板（試料）の全表面積Ｓ₀に対する酸洗後の疵部（凹み部）の面積Ｓ₁の割合（面積率）Ｒ＝ 100×Ｓ₁／Ｓ₀〕が１０％を超えており、製品として不合格である。

No.15 の場合、熱間圧延用の素材の高Si含有鋼材として、本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法での高Si含有鋼材の組成要件を満たす（本発明に係る高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材の組成要件も満たす）ものを用いているが、加熱炉内での加熱温度が1173℃超であるため、縞状スケール発生率が１０％を大きく超えており、製品として不合格である。これは、No.15 の高Si含有鋼材はSi量が0.5 質量％を超えており、Si量：0.5 質量％超の場合は、加熱温度が1173℃を超えると、 FeO-Fe₂SiO₄の共晶の楔状の食い込みが発生することに起因するものである。

これらに対し、No.1〜8 の場合、本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法の要件（高Si含有鋼材の組成要件、製造条件）を満たしており、縞状スケール発生率が１０％以下であり、製品として合格レベルである。

なお、以上の実施例及び比較例においては、スラブを加熱炉内で加熱した後、加熱炉より抽出直後に高圧水でデスケーリングを行い、しかる後、熱間圧延して高Si含有鋼板を製造したが、スラブを加熱炉内で加熱した後、熱間圧延し、この熱間圧延での粗圧延の後、仕上げ圧延の開始までに、高圧水でデスケーリングを行い、しかる後、仕上げ圧延して高Si含有鋼板を製造した場合も、以上の実施例及び比較例の場合と同様の傾向の結果が得られる。

本発明によれば、縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板を得ることができるので、本発明は縞状スケールが少なくて表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造に際して好適に用いることができて有用である。

従来の高Si含有鋼を１１７３℃未満の温度で加熱したときに形成されるスケールの状況を示す模式図である。高Si含有鋼を１１７３℃超の温度で加熱したときに形成されるスケールの状況を示す模式図である。本発明に係る高Si含有鋼板の製造方法での高Si含有鋼材を１１７０℃以下の温度で加熱したときに形成されるスケールの状況を示す模式図である。

Claims

Ｃ：0.01〜0.2質量％、Si：0.2〜2.0質量％、Mn：0.2〜3.0質量％、Ｐ：0.001〜0.1質量％、Ｓ：0.001〜0.1質量％、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を含有すると共に、Cu：0.001〜0.05質量％および／またはNi：0.05質量％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる高Si含有鋼材を、900〜1170℃で加熱した後、熱間圧延するに際し、この熱間圧延での仕上げ圧延の開始までに、10MPa以上の高圧水で１回以上デスケーリングを行うことを特徴とする表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法。
前記高Si含有鋼材がさらにAl：0.01〜0.05質量％、Cr：0.01〜0.3質量％の１種以上を含有する請求項１記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法。
請求項１または２記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板の製造方法によって得られる表面性状に優れた高Si含有鋼板。
900〜1170℃で加熱してから熱間圧延しデスケーリングすることにより表面性状に優れた高Si含有鋼板を製造する際に用いる素材の高Si含有鋼材であって、Ｃ：0.01〜0.2質量、Si：0.2〜2.0質量％、Mn：0.2〜3.0質量％、Ｐ：0.001〜0.1質量％、Ｓ：0.001〜0.1質量％、Ｂ：0.0025〜0.05質量％を含有すると共に、Cu：0.001〜0.05質量％および／またはNi：0.05質量％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材。
さらにAl：0.01〜0.05質量％、Cr：0.01〜0.3質量％の１種以上を含有する請求項４記載の表面性状に優れた高Si含有鋼板製造用の素材の高Si含有鋼材。