JPH10263614A

JPH10263614A - 極厚鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH10263614A
Application number: JP7509497A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Araki; 清己荒木; Suketsugu Mishiro; 祐嗣三代; Masaaki Murakami; 正明村上
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-06
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JP3528504B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内質特性の優れた極厚鋼板の製造技術を提案す
ること。【解決手段】全圧下率が20〜60％の範囲内の加工条件で
極厚鋼板を製造する際に、連鋳鋳片の端部を幅方向から
圧下し、該鋳片幅方向の両端部を150mm 以上減尺させる
と共に肥厚化させることにより、幅方向の断面形状がド
ッグボーン状を呈する鋼片とした後実体鍛錬し、これを
被鍛造材として厚板圧延を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚板圧延における
極厚鋼板（製品板厚150 〜200mm 以上）の製造方法に関
し、特に連鋳鋳片のセンターポロシティを効果的に消滅
（閉鎖−圧着）させて内質特性の良好な極厚鋼板を有利
に製造する方法を提案する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、厚鋼板は連続鋳造鋳片（以下、
「連鋳鋳片」という）、または、鋳型鋳造したインゴッ
トを分塊圧延した鋼片（以下、「分塊スラブ」という）
を素材としてこれらを圧延することによって製造され
る。

【０００３】この両者を比較すると、製造コストの点で
は前者の方に魅力があるが、連鋳鋳片の場合、分塊スラ
ブよりも厚みが薄いため、極厚鋼板の製造に際してはセ
ンターポロシティの未圧着部分が発生する割合が高く、
また現状の厚板圧延機の能力では、連鋳鋳片の中心部に
存在するセンターポロシティを安定して消滅させること
は困難である。そのために、連鋳鋳片から製造された極
厚鋼板を超音波探傷試験すると、多くの製品が内質不良
となっていることが多い。

【０００４】このことから、従来、極厚鋼板の製造に当
たっては、圧下比（鋼片厚み÷製品厚み）に下限値を設
け、その下限値を下まわるような加工条件で極厚鋼板を
製造しなければならないときは、分塊スラブを素材とし
て用いることが普通である。例えば、圧力容器用鋼板の
製造条件を規定したASTM A20では、この圧下比の下限値
を３以上としているし、JIS 規格ではこのような規定は
ないが、鋼板製造業者が自主的に管理して製造を行って
いるのが、実情である。

【０００５】ただし、分塊スラブの場合、押湯部の濃厚
偏折や沈澱晶部の負偏折などが発生するおそれがあり、
分塊圧延後にこれらの部分を切り捨てることによる歩止
まりの低下、あるいは分塊圧延という中間工程を必要と
するために、コストの増大や生産性低下を招くという問
題があった。

【０００６】このことを考えると、たとえ圧下比が下限
値を下まわるような場合であっても、極厚鋼板の製造に
当たって連鋳鋳片を用いられるようにすることが望まし
く、そのための下記のような幾つかの提案がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】「鉄と鋼」第66年(1980)第２号 201〜210 頁では、セ
ンターポロシティを効果的に消滅させるための圧延条件
を検討し、圧延形状比で定義された値を大きくすること
により内質の良好な鋼板を製造する方法を提案してい
る。しかしながら、この方法の場合、実際の圧延におい
ては圧延機の設備仕様により圧延形状比が大きな制約を
受けるため、圧下比が３未満になるような大幅な圧下比
にまで適用することができないという問題点がある。特開昭55−114404号公報、特開昭61−273201号公報で
は、連鋳機の出側でロールあるいは面状の圧下手段を設
けて、連鋳スラブのセンターポロシティの閉鎖−圧着を
図る技術を提案している。しかしながら、この技術で
は、厚板素材用連鋳機の設備改良にコストがかかりすぎ
るという問題点がある。その他、厚板圧延の前に鍛造を行ってセンターポロシ
ティを軽減する方法もある（「第２版わが国における
最近の圧板製造技術の進歩」(1984)日本鉄鋼協会152 〜
153 頁) 。そして、特願平６−26988 号公報では、下記
式(1) で示される条件を満足するように鋳造圧下率と圧
延圧下率を開示している。 30≧α₁≧30−0.5 α₂ ……(1) ここに α₁：鍛造での圧下率（％） α₂：圧延での圧下率（％）しかし、これらの文献には、全圧下率を30％未満で極厚
鋼板を製造する技術についてまでは開示していない。と
くに、鍛造作業コストを極力抑えるためには、鍛造加熱
は１回とすることが望ましく、かつ鋼片の温度低下によ
る鍛造圧下不能を防ぐには、短時間で作業を終える必要
がある。そのためには、圧下比緩和と同時に最小の鍛造
圧下率で前記センターポロシティを閉鎖−圧着して消滅
させることが必要となるが、上記各文献にはその条件が
不明である。

【０００８】一般に、連鋳鋳片のセンターポロシティ
は、主として鋳片幅方向の両端から連鋳鋳片厚相当の部
分を除いたその幅方向の中央部に分布することが知られ
ている。ただし、連続鋳造機での鋳造条件によっては、
鋳片幅方向両端部に生成する空隙性欠陥の方が、上記の
中心部に生成するセンターポロシティより比較的大き
く、そのために、通常の鍛造圧下処理ではセンターポロ
シティのみならずこの空隙性欠陥の閉鎖−圧着ができな
い場合があった。

【０００９】本発明の主たる目的は、内質特性の優れた
極厚鋼板の製造技術を提案することにある。本発明の他
の目的は、空隙性欠陥を確実に消滅させるのに有効な、
鍛造圧下に供すべき鋼片の望ましい形状を究明するとこ
ろにある。本発明のさらに他の目的は、センターポロシ
ティを消滅させるのに有効な、全圧下率と鍛造圧下率と
の望ましい関係を究明するところにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上掲の目的に適う極厚鋼
板製造技術について鋭意研究するうちに、発明者らは、
鍛造に供すべき加工出発鋼片の形状と、全圧下率に対す
る鍛造圧下率との望ましい関係を特定すれば、内質特性
の優れた極厚鋼板が得られることを知見し、本発明を完
成した。

【００１１】即ち、本発明は連鋳鋳片から、鍛造と厚板
圧延とを併用して全圧下率が20〜60％の範囲内の加工条
件で125 mm厚以上の極圧鋼板を製造する方法において、
前記連鋳鋳片の端部を幅方向から圧下し、該鋳片幅方向
の両端部を150mm 以上減尺させると共に肥厚化させるこ
とにより、幅方向の断面形状がドッグボーン状を呈する
鋼片とした後実体鍛錬し、これを被鍛造材として厚板圧
延を行うことを特徴とする極厚鋼板の製造方法である。
本発明において、全圧下率を20〜25％とする加工に当た
っては、鍛造時の圧下率を10％以上とすることが好まし
い。本発明において、全圧下率を25超〜60％とする加工
に当たっては、鍛造時の圧下率を15％以上とすることが
好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、連続鋳造鋳片につい
て、これを鍛造加工に供すのに望ましい鋼片形状とはど
んなものかについて研究した。その結果、連鋳鋳片の幅
方向の両端部、特に鋳片厚み相当の部分には、通常の鍛
造圧下によって鋳片幅方向の中央部に生成するセンター
ポロシティを消滅させるに足りる圧下量）では圧着する
ことのできない空隙性欠陥が発生し、センターポロシテ
ィとともにこの部分が圧着不良（未圧着）を起こして内
質欠陥となることをつきとめた。

【００１３】そこで、本発明では、上記の鋳片幅方向の
端部に生成する空隙性欠陥を、図１に示すような通常の
鍛造圧下工程において確実に圧着封塞するために、この
部分（両端部）を肥厚化させた鋼片とすることを考え
た。つまり、両端部Ｅだけが肥厚化した、いわゆる断面
形状がドッグボーン状である鋼片を製造し、これを通常
の加工条件を付与して鍛造したのである。その結果、上
述したセンターポロシティや空隙性欠陥などの未圧着部
分、とくに幅方向両端部に生成する空隙性欠陥は完全に
消滅することがわかった。

【００１４】そのために、本発明では、鋳片幅方向の両
端に肥厚化した部分を形成するために、図２に示すよう
に、連鋳鋳片１の幅方向の両端部を、鍛造上・下金敷
２，３にて幅方向から圧下することにした。この鋳片幅
方向からの圧下によって、該鋳片１の両端部Ｅの厚さ
は、元厚にほぼ比例して肥厚化した部分を形成すること
ができるが、発明者らが行った数々の試験によれば、幅
方向圧下による減尺代（ｒ）が150mm 以上／両側であれ
ば、センターポロシティおよび端部空隙性欠陥の消滅に
必要な端部の膨らみが得られることをつきとめた。

【００１５】即ち、本発明では、鋳片幅方向からの圧下
する量は、その両端部を幅方向に150mm 以上減尺させて
厚み方向に膨らませることにより肥厚化する程度とし、
この圧下によって、鋳片の断面形状がドッグボーン状と
なる被鍛造材とすることができる。このような鍛造用鋼
片を用いて鍛造を行うと、上述した内質欠陥の発生を確
実に阻止することができるようになる。

【００１６】本発明は、また、上述したセンターポロシ
ティの効果的な消滅を図るために、鍛造と厚板圧延とを
併用することにより極厚鋼板を製造する方法である。と
くに、上述したセンターポロシティの消滅を図るため
に、鍛造と厚板圧延との加工割合を制御する方法であ
る。すなわち、本発明においては、上記の２つの加工
(鍛造、圧延) の割合は、最終板厚にするための全圧下
率を20〜60％の範囲内として、鍛造時の圧下率を10％以
上とする。好ましくは、前記全圧下率が20〜25％のとき
は10％以上とし、この全圧下率25超〜60％のときは15％
以上とする加工制御を行う。

【００１７】このことに関し、発明者らは、310mm 厚の
連鋳鋳片を用いて、鍛造及び厚板圧延の圧下率を変化さ
せて、製品の内質特性を超音波探傷試験により調査し
た。その結果を表１に示す。また、鍛造圧下率と厚板圧
延圧下率で整理したものを図３に示す。ここで、図３に
おいて、○はJIS G 0801に規定された鋼板の超音波探傷
試験において合格の品質レベルであり、×は不合格レベ
ルを示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１および図３ところから明らかなよう
に、全圧下率が25％以上の場合、No.３のように、圧延
圧下率を31％としても鍛造圧下率が６％しかなければ製
品の内質の状態は不健全である。逆に、鍛造圧下率が16
％の場合には、No. ５に示すように、圧延圧下率12％で
あっても内質欠陥は見られない。また、圧下率が25％以
下20％以上の場合は、No. ６に示すように、鍛造圧下率
11％、圧延圧下率11％としても製品の内質欠陥はなく、
一方、No. １に示すように、鍛造圧下率６％、圧延圧下
率14％では不健全な内質となつた。

【００２０】次に、鋳片幅方向両端部圧下の有無が与え
る影響について調べた。その結果、No. ４、No. ６に示
すように、鍛造圧下率を11％、圧延圧下率を11％付与し
て、同じ条件にて製品内質の状態を比較したところ、幅
方向端部を圧下しない場合（No.4）は、鋳片両端部の内
質状態が悪く不合格となった。

【００２１】以上の試験結果から、圧下率が25％超60％
以下の場合は、先ず、連鋳鋳片の幅方向端部の圧下量を
150mm 以上とすることにより鋳片幅方向両端部の厚みを
大きくし、その後、鋳片幅方向の中央部の鋳片厚みに対
して、15％以上の鍛造を行い、その後、製品板厚までの
残厚を厚板圧延を行った。ここで、この加工範囲におけ
る鍛造時の圧下率を15％以上にした理由は、実験結果に
もよるが鍛造加熱回数から見た経済性の点からも十分に
圧下可能であるからである。

【００２２】一方、圧下率が20％以上25％以下の場合
は、鍛造での圧下率は10％を確保すれば、残厚の厚板圧
延により、内質欠陥を十分に解消することができる。

【００２３】

【実施例】連続鋳造に製造した、厚み310mm 、幅2400m
m、長さ3000〜4300mmの連鋳鋳片（鋼種：一般用40キロ
級鋼、一般用50キロ級鋼、高炭素鋼）を、鍛造工場に搬
送し、1250℃に加熱した後、6000トン鍛造プレス機にて
金敷幅800mm の金敷を用い、まず150 mmの鋳片幅方向端
部の圧下を行い、次いでこの鋳片の幅方向の中央部を６
〜27％の圧下率範囲で鍛造圧下を行った。その後、鍛造
後の鋼片を厚板圧延工場に搬送し、圧下率11〜38％の厚
板圧延を行って 150〜260 mmの極厚鋼板を製造した。

【００２４】そして、得られた極厚鋼板について、製品
の内質をJIS G0801 に規定された鋼板の超音波探傷試験
を実施して評価した。その結果を図３に示すが、本発明
法に適合するもの、即ち、No.5〜 7, No. 9 〜11の極厚
鋼板の内質はいずれも良好な結果を示した。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製品の板厚中心部に生成する空隙性欠陥（連鋳スラブの
最終凝固時の供給湯不足により生じる）を容易に消滅さ
せることができ、ひいては内質特性の優れた極厚鋼板を
得ることができる。さらに、本発明によれば、次のよう
な効果が得られる。 (1) 連鋳鋳片から極厚鋼板を厚板圧延によって直接製造
する場合の適用可能な圧下比は、従来2.5 程度であり、
また鍛造と厚板圧延を併用する製造プロセスでは、圧下
比は1.5 程度であったのに対し、本発明によれば、その
圧下比を1.25程度にまで拡大することができる。 (2) また、本発明法によれば、既設の6000ton 鍛造プレ
ス機を用いることにより、従来の分塊スラブを素材とし
て製造していた極厚の鋼板を連鋳鋳片により確実かつ容
易に製造でき、コスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、連鋳スラブを厚さ方向に鍛造するもよ
うを説明する模式図である。

【図２】図２は、連鋳スラブを幅方向に鍛造するもよう
を説明する模式図である。

【図３】図３は、鍛造圧下率と厚板圧延圧下率による鋼
板内質特性の評価を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連鋳鋳片から、鍛造と厚板圧延とを併用
して全圧下率が20〜60％の範囲内の加工条件で125 mm厚
以上の極厚鋼板を製造する方法において、前記連鋳鋳片
の端部を幅方向から圧下し、該鋳片幅方向の両端部を15
0 mm以上減尺させると共に肥厚化させることにより、幅
方向の断面形状がドッグボーン状を呈する鋼片とした後
実体鍛練し、これを被鍛造材として厚板圧延を行うこと
を特徴とする極厚鋼板の製造方法。
【請求項２】全圧下率が20〜25％の範囲内での加工に
当たっては、鍛造時の圧下率を10％以上とすることを特
徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】全圧下率が25超〜60％の範囲内での加工
に当たっては、鍛造時の圧下率を15％以上とすることを
特徴とする請求項１に記載の製造方法。