JP2008163403A

JP2008163403A - 印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法

Info

Publication number: JP2008163403A
Application number: JP2006355242A
Authority: JP
Inventors: Osamu Saito; 修齋藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】地疵となる介在物を効果的にかつ経済的に減少できる印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法を提案する。
【解決手段】ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａの化学組成に調整した溶鋼を、転炉外で真空２次精錬する際、脱ガス処理時間を３０分以上とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法にかかり、詳しくは、グラビア印刷ロール用などの印刷ロール用継目無鋼管素材中の介在物低減技術に関する。

継目無鋼管は、継目無鋼管素材を用い、シームレス造管工程で造管して製造される。この継目無鋼管素材は、例えば、図２に示したように、継目無鋼管素材の製造プロセスを経、シームレス造管工程へ断面丸形状の丸ビレット１として供給される(非特許文献１)。
継目無鋼管素材の製造プロセスは、溶銑を予備処理する溶銑予備処理工程、予備処理後の溶銑に純酸素を吹き込みつつ溶鋼の成分調整を転炉で行う１次精錬、次いで成分調整した溶鋼の脱ガス処理を転炉外で行う真空２次精錬、精錬工程で精錬した溶鋼を連続鋳造する連鋳工程、そしてさらに連続鋳造して得られた鋳片に分塊圧延および／またはビレット圧延で圧下を加える圧延工程からなる。

このような製造工程を経て、グラビア印刷ロールなどに適用される機械構造用炭素鋼管
向けの丸ビレット（化学成分：ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａ相当）を製造している。表１に、ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａの化学成分を示す。

日本鉄鋼協会編、第３版鉄鋼便覧第II巻、丸善出版、1980年5月15日発行、ｐ668

しかしながら、グラビア印刷ロール向けの丸ビレットを造管し、得た継目無鋼管の外表面を切削加工した場合、その表面には介在物に起因する地疵が多数個発生してしまい、グラビア印刷ロールとして、満足できるものではなかった。
図３には、従来の継目無鋼管の外表面を切削加工することで製作した、グラビア印刷ロールの外表面に発生した地疵２の方向を示す。長さＬ＝７００ｍｍをとれば、５０個を超える地疵２がグラビア印刷ロールの外表面に発生した。この１個の地疵の長さは数ｍｍから十数ｍｍであった。

図４には、グラビア印刷ロールの表面に発生した１個の地疵を示す。１個の地疵は、複数の凹部３を有することからわかるように、多数の地疵が発生した場合、製版に多大な悪影響を与える。すなわち、グラビア印刷ロールの加工工程で、その表面に地疵が多数個発生した場合、それらの凹部３に銅を打ち込み補修するという、作業時間が増える。
このため、鋼管供給側への要求特性に地疵発生個数の減少が挙げられている。表２にはグラビア印刷ロールの加工工程を示した。

そこで、従来の製造方法で製造したグラビア印刷ロール向けの継目無鋼管の外表面を順次切削除去し、その表面に現れる地疵の発生数を調査した。その結果によると、外表面から肉厚の１／４までの深さ領域では切削除去するに従い地疵の発生数が増え、肉厚の１／４以上切削除去してやらないと、地疵の発生数が減少しないことがわかった。
このことから、従来の製造方法で製造したグラビア印刷ロール用の丸ビレットの外周部を、シームレス造管工程へ供給する前に切削加工で除去したのでは、素材歩留まりが悪化する。

本発明は上記に鑑み、地疵となる介在物を効果的かつ経済的に減少できる印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法を提案することを目的とする。

本発明者は、地疵部に残った介在物を分析した。その分析結果によれば、（Ａｌ，Ｓｉ，Ｏ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａ）が検出され、内生非金属介在物（Ｂ系：Ｍｎ-Ｏ-Ａｌ₂Ｏ₃系、Ａｌ₂Ｏ₃など）と、モールドパウダー（工程品：ＣａＯ／ＳｉＯ₂）の巻き込みによる外来非金属介在物との、混在形介在物が地疵部に悪影響を与えると推定した。そこで、精錬工程、および連続鋳造工程における溶鋼清浄度の改善により、機械構造用炭素鋼管向けの丸ビレット中の混在形介在物を経済的かつ効果的に減少できるのではないかとの知見に基づき、本発明をなした。

すなわち、本発明は、溶銑予備処理後の溶銑の成分調整を転炉で行う１次精錬工程、次いで成分調整した溶鋼の脱ガス処理を転炉外で行う真空２次精錬工程、精錬した溶鋼を連続鋳造する連続鋳造工程、そしてさらに連続鋳造して得られた鋳片に分塊圧延および／またはビレット圧延で圧下を加える圧延工程を有する継目無鋼管素材の製造方法において、
ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａの化学組成に調整した溶鋼を、転炉外で真空２次精錬する際、脱ガス処理時間を３０分以上とすることを特徴とする印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法である。

前記脱ガス処理時間を３０分以上とすることに加え、前記真空２次精錬時にスラグの低級酸化物（ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＳｉＯ）を除去した改質品を用い、前記連続鋳造する時にはモールドパウダーとして、使用時の粘度が０．１〜０．６Ｐａ・ｓである高粘度品を使用しかつ電磁攪拌を行うことによって、グラビア印刷ロールの長さＬ＝７００ｍｍ当たりの地疵発生数を８個以下とすることができるので好ましい。

本発明によれば、混在形介在物を形成する内生非金属介在物（Ｂ系）の低減を、２次精錬工程と連続鋳造工程で行い、残るモールドパウダーの巻き込みによる外来非金属介在物の低減を連続鋳造工程で行うことができる。このため、グラビア印刷ロールなどの印刷ロール用継目無鋼管素材中の混在形介在物を効果的かつ経済的に減少できる。

以下、本発明にかかる印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法について説明する。
本発明は、印刷ロール用継目無鋼管素材中の混在形介在物を低減する技術に関する。その通過工程は、図２を用いて説明した従来の継目無鋼管素材の製造プロセスと同じであるので説明を省略する。
ここで、本発明にかかる印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法の特徴は、ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａの化学組成に調整した溶鋼を、転炉外で真空２次精錬する際、脱ガス処理時間を３０分以上とする。真空２次精錬は、例えばＲＨ法で行うことができる。

ＲＨ法は、１次精錬した溶鋼を転炉外の鍋に受け入れ、真空槽に接続した上昇管と下降管を溶鋼に浸漬し、次いで上昇管にＡｒガスを吹き込み、ガスリフトポンプ作用により真空槽に溶鋼を送り込み、下降管を介して鍋に戻すことで溶鋼を循環させる。
これにより、ＲＨ法では、（１）脱水素、脱酸、脱窒などの脱ガス機能、（２）真空脱炭機能、（３）非金属介在物浮上分離機能などの機能が発揮される。そこで、内生非金属介在物（Ｂ系）の浮上分離機能を十分発揮させるため、脱ガス処理時間を従来よりも長い３０分以上とした。ただし、本発明に用いる真空２次精錬法はＲＨ法に限定されない。

なお、転炉での１次精錬は、純酸素をランスで上方から吹き付け、さらに底から酸素を吹き込み、介在物浮上促進吹錬を実施するのが好ましい。また、転炉での１次精錬時の脱酸は、鋼中酸素濃度の低減のため、Ｓｉ−Ａｌキルドとするのが好ましい。

図１には、グラビア印刷ロール用継目無鋼管素材（化学成分：ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａ）を製造するに際し、製造条件を決めるために行った実験結果を示す。
この場合、連続鋳造することにより、５６０×４００ｍｍの断面長方形の鋳片を得、次いでそれを分塊圧延および／またはビレット圧延で圧延し、外径が２０７ｍｍの丸ビレットとした。それをシームレス造管工程へ送り、外径が１７５ｍｍ、肉厚が８．０ｍｍの継目無鋼管とした。継目無鋼管の外表面からの切削深さは、各ケースとも（１．５、２．０、３．０ｍｍ）の３水準とした。

図１から明らかなように、脱ガス処理時間を従来よりも長い３０分以上とした場合（ケース４、５）には、脱ガス処理時間がそれよりも短い場合（ケース１〜３）に比べ、地疵発生数が格段に少なくできることがわかる。
ケース１〜５でそれ以外に変更した条件は、表３のとおりである。ケース１（従来例）が、普通のＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａの継目無鋼管素材の製造条件である。酸素濃度は、転炉外の２次精錬時の脱ガス処理終了時の酸素量である。

表３に示した結果から、脱ガス処理時間を３０分以上とすることに加え、以下の製造条件とするのが、相乗効果によって、地疵発生数を８個以下とすることができるので好ましい。すなわち、追加する製造条件は、真空２次精錬時にスラグの低級酸化物（ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＳｉＯ）を除去した改質品を用い、連続鋳造する時にはモールドパウダーとして、使用時の粘度が０．１〜０．６Ｐａ・ｓである高粘度品を使用しかつ電磁攪拌を行うことである。なお地疵発生数は、継目無鋼管の長さＬ＝７００ｍｍ当たりの値である。

真空２次精錬時に上記のスラグの低級酸化物を除去した改質品を用いると、内生非金属介在物（Ｂ系）の分離促進を図ることができる。また、連続鋳造時の電磁攪拌は、浸漬ノズルから流下する溶鋼流によって生じる鋳型内溶鋼流の流速が遅くなるよう、溶鋼を電磁力で攪拌する方式で行った。このような連続鋳造時の電磁攪拌により、内生非金属介在物（Ｂ系）の浮上分離促進と、それ自体の粘度を高粘度としたモールドパウダーの巻き込み防止を一層図ることができる。

本発明の効果を示す特性図である。継目無鋼管素材の製造プロセスの一例を示すフロー図である。グラビア印刷ロールの外表面に発生した地疵の方向を示す斜視図である。グラビア印刷ロールの外表面に発生した地疵の平面図である。

符号の説明

Ｌ長さ
１丸ビレット
２地疵
３凹部

Claims

溶銑予備処理後の溶銑の成分調整を転炉で行う１次精錬工程、次いで成分調整した溶鋼の脱ガス処理を転炉外で行う真空２次精錬工程、精錬した溶鋼を連続鋳造する連続鋳造工程、そしてさらに連続鋳造して得られた鋳片に分塊圧延および／またはビレット圧延で圧下を加える圧延工程を有する継目無鋼管素材の製造方法において、
ＪＩＳＳＴＫＭ１３Ａの化学組成に調整した溶鋼を、転炉外で真空２次精錬する際、脱ガス処理時間を３０分以上とすることを特徴とする印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法。
請求項１に記載の脱ガス処理時間を３０分以上とすることに加え、前記真空２次精錬時にスラグの低級酸化物（ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＳｉＯ）を除去した改質品を用い、前記連続鋳造する時にはモールドパウダーとして、使用時の粘度が０．１〜０．６Ｐａ・ｓである高粘度品を使用しかつ電磁攪拌を行うことを特徴とする印刷ロール用継目無鋼管素材の製造方法。