鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法
【要 約】
【課 題】効率的かつ安価に表面性状に優れた鋼管素材を得る。
【解決手段】鋼管素材の成分に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むことを特徴とする鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【課 題】効率的かつ安価に表面性状に優れた鋼管素材を得る。
【解決手段】鋼管素材の成分に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むことを特徴とする鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法に関し、特にスパイラル鋼管、電縫管、ＵＯＥ鋼管などの素材となる熱延鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル鋼管、電縫管、ＵＯＥ鋼管などの素材となる熱延鋼板は、熱間圧延工程で、鋼スラブを粗圧延し、板厚20〜50ｍｍのシートバーにした後、仕上げ圧延機で仕上げ圧延して製造されている。
近年、家庭用品や厨房に用いられるステンレス鋼板に限らず、溶接して造管される鋼管素材に対しても表面性状が重要視され、上記のような溶接鋼管の素材となる熱延鋼板を、効率的かつ安価に製造することが重要な課題となっている。
【０００３】
これに対し、本出願人は、製品の表面品質向上を図ることができるステンレス鋼板の熱間圧延方法を提案した（特許文献１）。
この特許文献１に記載の熱間圧延方法は、ステンレス鋼種に応じ、ワークロールに肌荒れの生じるロールに、少なくとも表層が超硬合金からなるロールを用い、ワークロールとステンレス鋼の焼き付きによる肌荒れを防止し、製品の表面品質向上を達成している。
【０００４】
たとえば実施例１として、フェライト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ４４４：製品板厚３ｍｍ）の場合には、仕上げ圧延機のＦ１〜Ｆ４スタンドのワークロールに表層が超硬合金からなるロールを用いること、実施例２として、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４：製品板厚２ｍｍ）の場合には、仕上げ圧延機のＦ２およびＦ３スタンドのワークロールに表層が超硬合金からなるロールを用いることが記載されている。
【特許文献１】特開2004-195515号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ステンレス鋼板が含有する成分と、鋼管素材が含有する成分とは大きく異なっており、特許文献１の熱間圧延方法を鋼管素材にそのまま適用できない。また、鋼管素材では、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールに肌荒れの生じる個所も様々に変化する可能性がある。
このため、ステンレス鋼板よりもＣｒ含有量が少ない鋼管素材を製造する際、表層が超硬合金からなるロールを組み込むスタンドを特定しておかないと、効率的かつ安価に表面性状に優れた鋼管素材を得ることが難しくなる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、効率的かつ安価に表面性状に優れた鋼管素材を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、効率的かつ安価に表面性状に優れた熱延鋼板を製造する製造方法について鋭意検討した結果、ステンレス鋼板よりもＣｒ含有量が少ない鋼管素材の場合にも、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドがあることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
【０００８】
１．熱間圧延工程で、鋼スラブを粗圧延し、板厚20〜50ｍｍのシートバーにした後、仕上げ圧延機で所定の板厚に仕上げ圧延し、引き続き冷却して熱延鋼板を製造するに際し、鋼管素材の成分に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むことを特徴とする鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【０００９】
２．前記鋼管素材の成分がＣｒ含有量であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステンレス鋼板よりもＣｒ含有量が少ない鋼管素材の場合にも、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドがあることを見出し、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むようにしたから、効率的かつ安価に表面性状に優れた熱延鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、本発明に用いて好適なワークロールの構造を、図1（ａ）、（ｂ）に示す。図1（ａ）は、鋼製軸芯３の胴部に超硬合金スリーブ２を嵌め込み、鋼製側端リングで固定してなる構造のロールである。図1（ｂ）は、超硬合金スリーブ２と鋼製軸芯３の間に鋼製緩衝材４を設けた構造のロールである。どちらも圧延部表層が超硬合金スリーブ２からなるロールであり、ワークロールに用いて好適である。なお、図1（ｃ）には、従来ロール１であるＮｉグレンロールの構造を示した。
【００１２】
ここで、超硬合金スリーブ２は、複数個の超硬材料混合粉末からなるスリーブ部材をロール軸方向に接合・一体化して形成したものであり、このような構造をもつロールは、公知のロール製造技術で製造することが可能である。たとえばWC、TaC 、TiC 等の超硬材料粉末にCo、Ni、Cr、Ti等の金属粉末のうちから選ばれる１種または２種以上を５〜５０mass％添加した超硬材料混合粉末を素材とし、これをラバー成形してＣＩＰ（冷間等方加圧）により成形したスリーブ部材を、ロールの軸方向に複数個重ね、1260℃、10気圧の条件でＨＩＰ（熱間等方加圧）により接合・一体化して超硬合金スリーブ２とする。鋼製軸芯３には、通常鍛鋼、鋳鋼を用いる。耐肌荒れ性、耐摩耗性、靭性などの観点からは、WC粉末に５〜５０mass％のCoを添加した超硬合金混合粉末を焼結した超硬合金スリーブ２とするのが好ましい。
【００１３】
次いで、本発明を実施するのに好適な熱間圧延ラインを図２に示す。図２に示した熱間圧延ラインには、上流側から順に、加熱炉７、幅圧下装置８、粗圧延機６、仕上げ圧延機５、冷却装置９、巻取り装置10が配置されている。なお、粗圧延機６と加熱炉７の間に配置される幅圧下装置８は、鋼スラブの幅を圧下する装置であり、仕上げ圧延機５で圧下スケジュール（各スタンドの圧下率）に基づき圧延される熱延鋼板の幅をスラブ段階で調整可能である。
【００１４】
仕上げ圧延機５はＦ１〜Ｆ７スタンドの７スタンドからなり、粗圧延機６は３スタンドからなる。このような構成の熱間圧延ラインも公知である（仕上げ圧延機５のワークロールオンラインロールグラインダーなし、仕上げ圧延機５のロールバイトへ圧延油を供給する熱間潤滑油供給設備なし）。
以下、鋼管素材の成分を変えて行った製造実験結果に関して説明する。この鋼管素材の製造実験は、図２に示した熱間圧延ラインで以下のようにして行った。
【実施例】
【００１５】
鋼管素材の成分が表１のように異なる被圧延材Ｓを、各２０コイル（コイル重量：24トン/コイル）仕上げ圧延機で仕上げ圧延し、その後、仕上げ圧延機から各スタンドに組み込んだワークロールを取り出し、仕上げ圧延後のワークロールの表面肌を観察した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
（製造実験条件）
鋼スラブの厚み＝200ｍｍ、シートバーの板厚＝20ｍｍ、仕上げ圧延機出側板厚＝３ｍｍ、仕上げ圧延機出側の被圧延材速度＝800〜1400ｍ/分、仕上げ圧延機出側温度（ＦＤＴ）＝800〜950℃、巻き取り温度＝600〜800℃。
仕上げ圧延機のワークロール直径＝650ｍｍ、バレル長＝2050ｍｍ。仕上げ圧延機のバックアップロール直径＝1600ｍｍ。
【００１８】
なお、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールに圧延部表層が超硬合金スリーブ２からなるロールを組み込むスタンドは、鋼管素材の成分に応じ、あらかじめ決めておいた。Ｆ１〜Ｆ７スタンドの各ワークロールにＮｉグレンロールを組み込んだ場合、ワークロールと被圧延材Ｓ間で焼き付きが生じやすい特定スタンドは、表2に示したとおりである。
【００１９】
【表２】
【００２０】
（鋼管素材のＣｒ含有量に応じた特定スタンド）
（ａ）Ｃｒ含有量が0.54mass％以下の場合：Ｆ３スタンド（鋼種Ｅの比較例５）。
（ｂ）Ｃｒ含有量が0.54mass％を越え、0.67mass％の場合：Ｆ２およびＦ３スタンド（鋼種Ｂの比較例２）。
（ｃ）Ｃｒ含有量が0.67mass％を越え、1.65mass％の場合：Ｆ１，Ｆ２およびＦ３スタンド（鋼種Ａの比較例１）、もしくはＦ２，Ｆ３およびＦ４スタンド（鋼種Ｄの比較例４）。
（ｄ）Ｃｒ含有量が1.65mass％を越え、ステンレス鋼板のＣｒ含有量以下の場合、Ｆ１〜Ｆ５スタンド（鋼種Ｃの比較例３）。
【００２１】
表２に示した結果から、鋼管素材のＣｒ含有量に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材Ｓ間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金製スリーブからなるロールを組み込むことで、ワークロールと被圧延材間の酸化膜移着が生じないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明に用いて好適なワークロールの構造を示す断面図、（ｃ）は従来ロールの構造を示す断面図である。
【図２】本発明を実施するのに好適な熱間圧延ラインの設備配置図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｓ 被圧延材
Ｗ ワークロール
１ 従来ロール（Ｎｉグレンロール）
２ 超硬合金スリーブ
３ 鋼製軸芯
４ 鋼製緩衝材
５ 仕上げ圧延機
６ 粗圧延機
７ 加熱炉
８ 幅圧下装置
９ 冷却装置
10 巻取り装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法に関し、特にスパイラル鋼管、電縫管、ＵＯＥ鋼管などの素材となる熱延鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパイラル鋼管、電縫管、ＵＯＥ鋼管などの素材となる熱延鋼板は、熱間圧延工程で、鋼スラブを粗圧延し、板厚20〜50ｍｍのシートバーにした後、仕上げ圧延機で仕上げ圧延して製造されている。
近年、家庭用品や厨房に用いられるステンレス鋼板に限らず、溶接して造管される鋼管素材に対しても表面性状が重要視され、上記のような溶接鋼管の素材となる熱延鋼板を、効率的かつ安価に製造することが重要な課題となっている。
【０００３】
これに対し、本出願人は、製品の表面品質向上を図ることができるステンレス鋼板の熱間圧延方法を提案した（特許文献１）。
この特許文献１に記載の熱間圧延方法は、ステンレス鋼種に応じ、ワークロールに肌荒れの生じるロールに、少なくとも表層が超硬合金からなるロールを用い、ワークロールとステンレス鋼の焼き付きによる肌荒れを防止し、製品の表面品質向上を達成している。
【０００４】
たとえば実施例１として、フェライト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ４４４：製品板厚３ｍｍ）の場合には、仕上げ圧延機のＦ１〜Ｆ４スタンドのワークロールに表層が超硬合金からなるロールを用いること、実施例２として、オーステナイト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４：製品板厚２ｍｍ）の場合には、仕上げ圧延機のＦ２およびＦ３スタンドのワークロールに表層が超硬合金からなるロールを用いることが記載されている。
【特許文献１】特開2004-195515号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ステンレス鋼板が含有する成分と、鋼管素材が含有する成分とは大きく異なっており、特許文献１の熱間圧延方法を鋼管素材にそのまま適用できない。また、鋼管素材では、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールに肌荒れの生じる個所も様々に変化する可能性がある。
このため、ステンレス鋼板よりもＣｒ含有量が少ない鋼管素材を製造する際、表層が超硬合金からなるロールを組み込むスタンドを特定しておかないと、効率的かつ安価に表面性状に優れた鋼管素材を得ることが難しくなる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、効率的かつ安価に表面性状に優れた鋼管素材を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、効率的かつ安価に表面性状に優れた熱延鋼板を製造する製造方法について鋭意検討した結果、ステンレス鋼板よりもＣｒ含有量が少ない鋼管素材の場合にも、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドがあることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
【０００８】
１．熱間圧延工程で、鋼スラブを粗圧延し、板厚20〜50ｍｍのシートバーにした後、仕上げ圧延機で所定の板厚に仕上げ圧延し、引き続き冷却して熱延鋼板を製造するに際し、鋼管素材の成分に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むことを特徴とする鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【０００９】
２．前記鋼管素材の成分がＣｒ含有量であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステンレス鋼板よりもＣｒ含有量が少ない鋼管素材の場合にも、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドがあることを見出し、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むようにしたから、効率的かつ安価に表面性状に優れた熱延鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、本発明に用いて好適なワークロールの構造を、図1（ａ）、（ｂ）に示す。図1（ａ）は、鋼製軸芯３の胴部に超硬合金スリーブ２を嵌め込み、鋼製側端リングで固定してなる構造のロールである。図1（ｂ）は、超硬合金スリーブ２と鋼製軸芯３の間に鋼製緩衝材４を設けた構造のロールである。どちらも圧延部表層が超硬合金スリーブ２からなるロールであり、ワークロールに用いて好適である。なお、図1（ｃ）には、従来ロール１であるＮｉグレンロールの構造を示した。
【００１２】
ここで、超硬合金スリーブ２は、複数個の超硬材料混合粉末からなるスリーブ部材をロール軸方向に接合・一体化して形成したものであり、このような構造をもつロールは、公知のロール製造技術で製造することが可能である。たとえばWC、TaC 、TiC 等の超硬材料粉末にCo、Ni、Cr、Ti等の金属粉末のうちから選ばれる１種または２種以上を５〜５０mass％添加した超硬材料混合粉末を素材とし、これをラバー成形してＣＩＰ（冷間等方加圧）により成形したスリーブ部材を、ロールの軸方向に複数個重ね、1260℃、10気圧の条件でＨＩＰ（熱間等方加圧）により接合・一体化して超硬合金スリーブ２とする。鋼製軸芯３には、通常鍛鋼、鋳鋼を用いる。耐肌荒れ性、耐摩耗性、靭性などの観点からは、WC粉末に５〜５０mass％のCoを添加した超硬合金混合粉末を焼結した超硬合金スリーブ２とするのが好ましい。
【００１３】
次いで、本発明を実施するのに好適な熱間圧延ラインを図２に示す。図２に示した熱間圧延ラインには、上流側から順に、加熱炉７、幅圧下装置８、粗圧延機６、仕上げ圧延機５、冷却装置９、巻取り装置10が配置されている。なお、粗圧延機６と加熱炉７の間に配置される幅圧下装置８は、鋼スラブの幅を圧下する装置であり、仕上げ圧延機５で圧下スケジュール（各スタンドの圧下率）に基づき圧延される熱延鋼板の幅をスラブ段階で調整可能である。
【００１４】
仕上げ圧延機５はＦ１〜Ｆ７スタンドの７スタンドからなり、粗圧延機６は３スタンドからなる。このような構成の熱間圧延ラインも公知である（仕上げ圧延機５のワークロールオンラインロールグラインダーなし、仕上げ圧延機５のロールバイトへ圧延油を供給する熱間潤滑油供給設備なし）。
以下、鋼管素材の成分を変えて行った製造実験結果に関して説明する。この鋼管素材の製造実験は、図２に示した熱間圧延ラインで以下のようにして行った。
【実施例】
【００１５】
鋼管素材の成分が表１のように異なる被圧延材Ｓを、各２０コイル（コイル重量：24トン/コイル）仕上げ圧延機で仕上げ圧延し、その後、仕上げ圧延機から各スタンドに組み込んだワークロールを取り出し、仕上げ圧延後のワークロールの表面肌を観察した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
（製造実験条件）
鋼スラブの厚み＝200ｍｍ、シートバーの板厚＝20ｍｍ、仕上げ圧延機出側板厚＝３ｍｍ、仕上げ圧延機出側の被圧延材速度＝800〜1400ｍ/分、仕上げ圧延機出側温度（ＦＤＴ）＝800〜950℃、巻き取り温度＝600〜800℃。
仕上げ圧延機のワークロール直径＝650ｍｍ、バレル長＝2050ｍｍ。仕上げ圧延機のバックアップロール直径＝1600ｍｍ。
【００１８】
なお、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールに圧延部表層が超硬合金スリーブ２からなるロールを組み込むスタンドは、鋼管素材の成分に応じ、あらかじめ決めておいた。Ｆ１〜Ｆ７スタンドの各ワークロールにＮｉグレンロールを組み込んだ場合、ワークロールと被圧延材Ｓ間で焼き付きが生じやすい特定スタンドは、表2に示したとおりである。
【００１９】
【表２】
【００２０】
（鋼管素材のＣｒ含有量に応じた特定スタンド）
（ａ）Ｃｒ含有量が0.54mass％以下の場合：Ｆ３スタンド（鋼種Ｅの比較例５）。
（ｂ）Ｃｒ含有量が0.54mass％を越え、0.67mass％の場合：Ｆ２およびＦ３スタンド（鋼種Ｂの比較例２）。
（ｃ）Ｃｒ含有量が0.67mass％を越え、1.65mass％の場合：Ｆ１，Ｆ２およびＦ３スタンド（鋼種Ａの比較例１）、もしくはＦ２，Ｆ３およびＦ４スタンド（鋼種Ｄの比較例４）。
（ｄ）Ｃｒ含有量が1.65mass％を越え、ステンレス鋼板のＣｒ含有量以下の場合、Ｆ１〜Ｆ５スタンド（鋼種Ｃの比較例３）。
【００２１】
表２に示した結果から、鋼管素材のＣｒ含有量に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材Ｓ間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金製スリーブからなるロールを組み込むことで、ワークロールと被圧延材間の酸化膜移着が生じないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明に用いて好適なワークロールの構造を示す断面図、（ｃ）は従来ロールの構造を示す断面図である。
【図２】本発明を実施するのに好適な熱間圧延ラインの設備配置図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｓ 被圧延材
Ｗ ワークロール
１ 従来ロール（Ｎｉグレンロール）
２ 超硬合金スリーブ
３ 鋼製軸芯
４ 鋼製緩衝材
５ 仕上げ圧延機
６ 粗圧延機
７ 加熱炉
８ 幅圧下装置
９ 冷却装置
10 巻取り装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延工程で、鋼スラブを粗圧延し、板厚20〜50ｍｍのシートバーにした後、仕上げ圧延機で所定の板厚に仕上げ圧延し、引き続き冷却して熱延鋼板を製造するに際し、鋼管素材の成分に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むことを特徴とする鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記鋼管素材の成分がＣｒ含有量であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【請求項１】
熱間圧延工程で、鋼スラブを粗圧延し、板厚20〜50ｍｍのシートバーにした後、仕上げ圧延機で所定の板厚に仕上げ圧延し、引き続き冷却して熱延鋼板を製造するに際し、鋼管素材の成分に応じ、仕上げ圧延機のスタンドのうちワークロールと被圧延材間で焼き付きが生じやすいスタンドをあらかじめ決めておき、あらかじめ決めた特定スタンドのワークロールに、圧延部外層が超硬合金スリーブからなるロールを組み込むことを特徴とする鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記鋼管素材の成分がＣｒ含有量であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管素材に好適な熱延鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１９５９７３（Ｐ２００９−１９５９７３Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４３０９０（Ｐ２００８−４３０９０）
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２５日（２００８．２．２５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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