JPS63168260A - 連続鋳造片の熱間加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は鋼の連続鋳造法により製造された鋳造片の熱間
加工法に関するものであり、鋳造片の潜熱を有効利用す
るとともに、特にアルミキルド鋼に多く発生する鋳造片
の熱間圧延加工時の割れを防止するものである。

［従来の技術１ 従来、均熱された鋼塊を分塊圧延して鋼片等をつくる場
合、該鋼塊の成分、組織、加熱状況、および圧延条件な
どにより種々の割れが起こることは一般によく知られた
事実であるが、とりわけ、圧延過程中に発生する鋼塊の
横割れの現象は、アルミ脱酸を行った低・中炭素を含む
炭素鋼ならびに低合金鋼においてあられれるもので、圧
延作業を阻害し、圧延歩留りを大幅に害し、経済的損失
は極めて大きい。

元来、鋼塊鋳型から型抜きして加熱炉に挿入加熱して分
塊圧延を行う場合に、型抜きから均熱炉挿入までの間に
、製造工程上次の３つの処理方法がある。

１）　鋼塊の内部はもとより表層部もあまり降下せず、
該鋼塊のＡ　ｒ　３の変態点よりかなり高温に保持せら
れた状態で均熱炉に挿入される場合。

２）　鋼塊表層部の温度がＡｒｓ点直上まで降下してい
る鋼塊、すなわち１〉の場合より全体として鋼塊温度が
下がっているがいまだオーステナイトの状態にある鋼塊
を挿入する場合。

３）通常冷塊といわれるもので、型抜きした鋼塊を除冷
して表層部のみならず鋼塊全体をＡｒ＋点以下に、時に
は常温近くまで温度降下したものを加熱炉に挿入し圧延
温度に均熱する場合である。

鋼塊の圧延作業は、鋼塊の重量・形状・型抜きの温度お
よび挿入までの時間によって、前記３つの方法のいずれ
かに区分されるが、前記方法１〉にあっては、割れの危
険率が小さいのに反し、横割れの殆どが前記２）の方法
に集中しており、他面前記方法３）の場合には槽割れ皆
無である。

このことは、ｖｔ割れという現象はこの型抜きから加熱
炉への挿入までの工程いかんによって生起するものであ
ることを統計的、かつ実験的に示すものである。すなわ
ち、鋼塊の横割れは製鋼時。

加熱時、圧延時における諸要因に関係する点が極めて少
なく、型抜きから加熱炉挿入までの鋼塊自体の温度降下
の状況に大きく支配されるものである。

鋼塊圧延作業のかかる知見に基づき発明されたのが特公
昭４９−７７７１号公報に記載の発明であって、その要
旨は「還流せる容器内の冷媒または噴射方式による冷媒
に鋼塊を、該鋼塊内部が赤熱状態で、かつ、表層部のみ
がＡ１変態点以下となるような急速全面浸漬または曝露
したのち、炉内加熱するとともに成形加工することを特
徴とする鋼塊熱間加工法」である。

前記発明は、鋼塊の横割れの原因が加熱時に鋼塊表層部
の鋳造組織である柱状晶自体が極度に粗大化すること、
または表面部のオーステナイト結晶の粒界が酸化せられ
たりすることによって前記表面部が脆弱化し分塊圧延に
よって破断することにあることから、表層部の柱状晶組
織を細分化しまたオーステナイト結晶粒も微細化させる
ため、表層部のみを急冷するものである。また前記発明
は、アルミキルト鋼においてはいわゆる溶存アルミニウ
ムと鋼中窒素が結合して窒化アルミを生成し、これが鋼
塊凝固後の温度の降下の過程において、固溶限を越える
ことによりオーステナイト粒界に板状析出物となって析
出し、割れ発生の原因となることから、鋼塊の表層部の
急冷によってオーステナイト粒界への窒化アルミの析出
を抑制し、槽割れの防止を図ったものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記発明は通常のインゴットにより鋼塊を製造
する場合には、鋼塊表層部を急冷し始める温度を自由に
選択でき、鋼塊表層部が比較的高い温度から急冷できて
、極めて効果的であるが、連続鋳造機により鋳片を得る
場合は、水冷鋳型に鋳込み、鋳型からの冷却作用で表面
に凝固皮殻を形成し、下方からピンチロールによる引き
抜きに対し、前記凝固皮殻が破断しないように普通鋼塊
に比べて冷却が急激である。したがって、連続鋳造にお
いては表面と内部との温度差が大きく、歪や変態歪が発
生し易い、また、溶鋼の静圧による歪や、鋳片の引き抜
き矯正時のロールによる外部歪が加わり、普通鋼に比べ
て割れが発生し易いため、連続鋳造においては、表面部
を積極的に冷却するため、表面部の温度がＡｒ３点直上
まで降下してしまい、前記発明の効果を十分に発揮する
ことができなかった。

本発明は連続鋳造片の熱間加工法の前記のごとき問題点
を解決すべくなされたもので、連続鋳造片にあっても、
鋳片機！ｆＩ部を十分に高い温度から急冷することがで
き、鋼塊の割れ等の表面欠陥の発生を防止した連ａ鋳造
片の熱間加工法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は連続鋳造片の従来の熱間加工法について研
究を重ねた。その結果、連Ｍ鋳造片を切断後の鋼塊を水
槽に浸漬して鋼塊の表層部を急冷する従来方法では、鋼
塊の温度がＡ、変態点近くにまで下がっており、前記２
）の処理法に近くなり、鋼塊の表層部の結晶粒の微細化
をすることができず、かつ粒界での析出物の減少も図れ
ないので、所期の効果が得られないことが判明した。そ
こで発明者等はより高い温度から鋳片の表層部を冷却す
れば鋳片の表層部の結晶粒を微細化し、かつ粒界での析
出物を減少できることに想到し、本発明を完成するに至
ったものである。

本発明の連続鋳造片の熱間加工法は、連続鋳造により製
造されたキルド鋼からなる鋳片を、その表面温度がＡｒ
ｓ変悪点より１５０〜５０℃高い温度まで冷却時に、冷
却媒体により鋳片内部が赤熱状悪で、かつ表面温度がＡ
ｒ＋変態点より１００〜４００°Ｃ低い温度となるよう
に急冷した後、前記鋳片を所定長さに切断し、ついで炉
内加熱して熱間成形することを要旨とする。

［作用］ 本発明では鋳片の表面温度がＡｒ＝変態点より１５０〜
５０℃高い温度まで冷却された時に、鋳片内部が赤熱状
芯のままで、鋳片表面（２０〜４０ｍ−程度が好ましい
）のみをＡｒ＋変態点より１００〜４００℃低い温度と
なるように急冷することにより、その組織をベイナイト
変態させ、鋳片内部に対し圧縮応力を付与し、オーステ
ナイト粒界に組織的に弱いフィルム状のフェライトが生
成するのを防止する。また、ＡＩＮ等の析出をも抑制し
、脆化を防止する。さらに、変態組織の厚さを均一にし
、圧縮応力を一定として応力が集中するのを防止する。

鋳片を冷却媒体により急冷を開始する温度は、鋳片の表
面温度がＡ　ｒ　３２３点より１５０〜５０℃高い温度
であって、この温度であれば鋳片がオーステナイト−相
であり、急冷により鋳片表層部の結晶粒が十分に微細化
できる温度である。

急冷開始温度をこの範囲に限定したのは、表面温度がＡ
ｒ２変君点より１５０℃以上高いと十分な急冷が得られ
ず、鋳片を完全にＡｒ１変君させることが困難になるか
らであり、逆にＡｒ３変態点に５０℃以上近くなると鋳
片の表層部の結晶粒が粗大化し、割れの発生が多くなる
からである。使用する冷却媒体としてはいかなるもので
も良く、また冷却方法のいかんち問わないので、例えば
ウオークスプレィ、ミストの吹き付け、その池水槽によ
ることもできる。鋳片は冷却媒体により表面温度がＡｒ
１変態点より１０〇二４００℃低い温度まで急冷される
ことによって、鋳片表層部は完全にＡ　ｒ　１変態を完
了する。冷却終了温度を上記範囲にに限定した理由は、
Ａｒ＋変態点より４００℃以上の低い温度であると、返
って収縮による割れの発生が増えて好ましくないからで
あり、ＡＰＩ変悪点より低い温度が１００℃を越えると
鋳片表層部のＡｒ。

変態が十分に完了しないからである。これにより鋪片表
層部の結晶粒の微細化と、結晶粒界の不純物の析出が阻
止される。その後鋳片表層部の変態が終了したら直ちに
急冷を中止し、以後は放冷することが好ましいが、これ
によって鋳片の不必要な収縮によって、鋳片に生じた割
れが広がるのが防止される０本発明の対象となるのは、
アルミキルト鋼でかつＡｒ＋〜Ａｒｚ変態をする鋼であ
る。

［実施例］ 本発明の種々の態様の実施例を示し本発明の効果を明ら
かにする。

（実施例１） Ｊ　Ｉ　Ｓ−３ＣＲ２２を電気炉で溶製し、アルミニウ
ムを添加して十分に脱酸し、アルミキルド鋼とし、曲げ
型連続鋳造機の鋳型に注入し、下方よりピンチロールに
より鋳片を引き出し、連続鋳造片がピンチロールを通過
後、鋳片の表面温度を測定し９２０℃（Ａ「、変態点＋
７０℃）になると、つオータスプレーにより急冷し、鋳
片の表面温度が５００℃（Ａ　ｒ　＋変態点−２００℃
）になるまで急冷した。急冷後鋳片を切断し、直ちに加
熱炉に装入所定温度まで加熱した後、圧延加工し１３０
Ｘ１３０Ｘ８０００＋＊ｍのビレットとし、表面疵を調
査した。なお、比較のためにピンチロールを通過後に冷
却せずに、切断後表面温度が１０００℃に冷却された鋳
片を水槽に装入して急冷したものを比較例とし、鋳型よ
り引き抜き後全く急速冷却しなかったものについて参考
例として、同様に加熱炉に装入後圧延加工し、表面疵を
調査した０表面疵調査の結果は第１図に示す、第１図は
表面疵を深さ一一別に長さを集計し、各々の表面疵の長
さの合計をビレットの全長で割った％を長さ率として、
横軸に表面疵深さ一輪をとり、縦軸に長さ率をとって表
したものである。第１図から知られるように、参考例に
あっては１．０輪−以下の表面疵が多く、比較例あって
は０．５ｍｍ以下の表面疵が増加しているのに対し、本
発明例ではこれらに比較して、著しく表面疵が少ない。

（実施例２） 実施例１と同様に連続鋳造片を製造し、ピンチロールで
矯正後の冷却ゾーンの位置および長さを種々に変更し、
第１表に示すような急冷開始温度および急冷終了温度で
鋳片を急冷し、直ちに加熱炉に挿入し圧延加工した後、
表面疵を調査した。

第１表から知られるように、比較例は急冷終了温度が高
すぎるか急冷開始温度が低すぎて、きず長さ率がいずれ
も劣るものである。これに対して急冷開始温度Ａｒ２変
悪点より１５０〜５０℃高く、急冷終了温度がＡ　ｒ　
１変態点より１００〜４００℃低い本発明例はそれぞれ
この温度範囲外の比較例に比べてきず長さ率が極めて低
く表面疵が著しく少ないことが確認された。

「発明の効果Ｊ 本発明の連続鋳造片の熱間加工法は、以上説明したよう
に連続鋳造により製造されたキルド鋼からなる鋳片を、
その表面温度がＡｒ３変君点より１５０〜５０℃高い温
度まで冷却時に、冷却媒体により鋳片内部が赤熱状態で
、かつ表面温度がＡｒ＋変態点より１００〜４００℃低
い温度となるように急冷した後、前記鋳片を所定長さに
切断し、ついで炉内加熱して熱間成形する熱間加工法で
あって、鋳片がつながったままでオーステナイト−相の
Ａｒ３変君点よりかなりの高温から２冷されるため、鋳
片の表層部の結晶粒がＶ＆細化し、かつ粒界へのアルミ
窒化物等の析出を抑制するので、鋼塊の割れ感受性を著
しく減少し、従来十分な効果の得られなかった連続鋳造
によって得られる鋼塊の圧延加工後の表面疵を著しく減
少することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼塊の熱間圧延加工後の表面疵深さと長さのｒ
Ｗｉ係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造により製造されたキルド鋼からなる鋳片
   を、その表面温度がＡｒ＿３変態点より１５０〜５０℃
   高い温度まで冷却時に、冷却媒体により鋳片内部が赤熱
   状態で、かつ表面温度がＡｒ＿１変態点より１００〜４
   ００℃低い温度となるように急冷した後、前記鋳片を所
   定長さに切断し、ついで炉内加熱して熱間成形すること
   を特徴とする連続鋳造片の熱間加工法。