JP3148041B2 - Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法 - Google Patents
Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼から
Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材を熱間加工する際に表面疵を発生さ
せずに製造する方法に関するものである。
Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材を熱間加工する際に表面疵を発生さ
せずに製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｃｕ含有鋼の熱間加工においてはＣｕ含
有量が０．３％未満でも極めて軽微な表面疵が認められ
る。これが０．３％以上になると小さな割れ疵が生じ、
さらに０．８％に達すれば割れ疵は著しく大きくなり、
これ以上Ｃｕ含有量を増加すれば割れ疵はＣｕ含有量の
増加にともない一層増大することが知られている（「鉄
鋼に及ぼす合金元素の影響」３７８頁 誠文堂新光
社）。
有量が０．３％未満でも極めて軽微な表面疵が認められ
る。これが０．３％以上になると小さな割れ疵が生じ、
さらに０．８％に達すれば割れ疵は著しく大きくなり、
これ以上Ｃｕ含有量を増加すれば割れ疵はＣｕ含有量の
増加にともない一層増大することが知られている（「鉄
鋼に及ぼす合金元素の影響」３７８頁 誠文堂新光
社）。
【０００３】トランプエレメント、特にＣｕ，Ｓｎ含有
量の高い自動車、家電、缶屑等の劣悪スクラップの環境
（屑処理）問題が提起されている。ＳｎはＣｕ含有鋼の
表面疵を助長することが知られているが、Ｃｕ，Ｓｎと
もに精錬による除去が困難である。そのため、Ｃｕ，Ｓ
ｎを含有するスクラップの再生処理に、スクラップの希
釈が提案されている（「１９９０ Ｅｌｌｉｏｔｔ Ｓ
ｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ」５９９
頁）。
量の高い自動車、家電、缶屑等の劣悪スクラップの環境
（屑処理）問題が提起されている。ＳｎはＣｕ含有鋼の
表面疵を助長することが知られているが、Ｃｕ，Ｓｎと
もに精錬による除去が困難である。そのため、Ｃｕ，Ｓ
ｎを含有するスクラップの再生処理に、スクラップの希
釈が提案されている（「１９９０ Ｅｌｌｉｏｔｔ Ｓ
ｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ」５９９
頁）。
【０００４】またＣｕ含有鋼にＮｉを所定量添加するこ
とにより、疵の原因となる高温酸化時の鋼表面における
Ｃｕ融液析出を抑制し、割れを防止することができる。
しかし、Ｎｉは資源的に少なくコスト高を招き、またＣ
ｕの他にＳｎを含む場合にはその割れ防止の効果は低下
する。
とにより、疵の原因となる高温酸化時の鋼表面における
Ｃｕ融液析出を抑制し、割れを防止することができる。
しかし、Ｎｉは資源的に少なくコスト高を招き、またＣ
ｕの他にＳｎを含む場合にはその割れ防止の効果は低下
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来使用困
難であったＣｕ，Ｓｎを含有する劣悪なスクラップか
ら、Ｎｉを添加することなく良質な表面性状の熱延鋼材
を製造することを目的とするものである。
難であったＣｕ，Ｓｎを含有する劣悪なスクラップか
ら、Ｎｉを添加することなく良質な表面性状の熱延鋼材
を製造することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｃｕ，Ｓ
ｎ含有鋼を熱間加工する際の表面疵の発生メカニズムと
して下記の点を見い出した。 高温でＦｅが選択酸化することにより、鋼表層部のＣ
ｕ，Ｓｎ濃度が相対的に増加し、Ｆｅ中でのＣｕ，Ｓｎ
固溶限を超えるために、Ｃｕ，Ｓｎ融液がスケール・Ｆ
ｅ間に析出する。そのＣｕ，Ｓｎ融液が加工と同時に
粒界に侵入し表面疵が発生する。Ｃｕ，Ｓｎ融液の粒
界侵入は、Ｃｕ，Ｓｎ融液中に含まれるＣｕと鋼（Ｆ
ｅ）との間の界面エネルギーが小さいこと（液体Ｃｕ−
鋼間接触角：＜２deg.）に起因する。Ｃｕ，Ｓｎ融液
のＣｕ：Ｓｎ比は鋼中Ｃｕ：Ｓｎ比と一致し、通常のス
クラップ溶解材では１０：１程度である。
ｎ含有鋼を熱間加工する際の表面疵の発生メカニズムと
して下記の点を見い出した。 高温でＦｅが選択酸化することにより、鋼表層部のＣ
ｕ，Ｓｎ濃度が相対的に増加し、Ｆｅ中でのＣｕ，Ｓｎ
固溶限を超えるために、Ｃｕ，Ｓｎ融液がスケール・Ｆ
ｅ間に析出する。そのＣｕ，Ｓｎ融液が加工と同時に
粒界に侵入し表面疵が発生する。Ｃｕ，Ｓｎ融液の粒
界侵入は、Ｃｕ，Ｓｎ融液中に含まれるＣｕと鋼（Ｆ
ｅ）との間の界面エネルギーが小さいこと（液体Ｃｕ−
鋼間接触角：＜２deg.）に起因する。Ｃｕ，Ｓｎ融液
のＣｕ：Ｓｎ比は鋼中Ｃｕ：Ｓｎ比と一致し、通常のス
クラップ溶解材では１０：１程度である。
【０００７】従って、Ｆｅとの界面エネルギーの大きい
物質をＣｕ，Ｓｎ融液中に含有させてＣｕ，Ｓｎ融液と
Ｆｅとの界面エネルギーを増加させることができれば、
Ｃｕ，Ｓｎ融液は粒界に侵入せず、表面疵を防止するこ
とができる。Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質の例
としてはＳｎ（液体Ｓｎ−鋼間接触角＝約１５０de
g.）、及びＰｂがある。
物質をＣｕ，Ｓｎ融液中に含有させてＣｕ，Ｓｎ融液と
Ｆｅとの界面エネルギーを増加させることができれば、
Ｃｕ，Ｓｎ融液は粒界に侵入せず、表面疵を防止するこ
とができる。Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質の例
としてはＳｎ（液体Ｓｎ−鋼間接触角＝約１５０de
g.）、及びＰｂがある。
【０００８】すなわち、本発明は、上記知見に基づいて
完成したものであり、以下を要旨とする。Ｃｕを０．１
重量％以上含有する鋼、またはＣｕを０．１重量％以上
かつＳｎを０．０１重量％以上含有する鋼の表面に、Ｆ
ｅとの界面エネルギーの大きい物質を散布後、圧延する
ことを特徴とする、Ｃｕ，Ｓｎ起因の熱間割れ防止を目
的としたＣｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法である。特に、
Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質として、Ｓｎ，Ｐ
ｂのうち少なくともひとつを散布すればよい。
完成したものであり、以下を要旨とする。Ｃｕを０．１
重量％以上含有する鋼、またはＣｕを０．１重量％以上
かつＳｎを０．０１重量％以上含有する鋼の表面に、Ｆ
ｅとの界面エネルギーの大きい物質を散布後、圧延する
ことを特徴とする、Ｃｕ，Ｓｎ起因の熱間割れ防止を目
的としたＣｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法である。特に、
Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質として、Ｓｎ，Ｐ
ｂのうち少なくともひとつを散布すればよい。
【０００９】
【作用】以下、本発明を作用とともに説明する。連続鋳
造中、及び熱間圧延前に加熱炉内で加熱中、Ｆｅの選択
酸化によりＣｕ，Ｓｎは鋼表層に濃化しスケール・鋼間
に液体として析出する。通常このＣｕ，Ｓｎ融液は、Ｆ
ｅとの間の界面エネルギーが小さいので、粒界に侵入し
割れが発生する。
造中、及び熱間圧延前に加熱炉内で加熱中、Ｆｅの選択
酸化によりＣｕ，Ｓｎは鋼表層に濃化しスケール・鋼間
に液体として析出する。通常このＣｕ，Ｓｎ融液は、Ｆ
ｅとの間の界面エネルギーが小さいので、粒界に侵入し
割れが発生する。
【００１０】そこで、スケール生成後熱間加工する前に
Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質を鋼表面に散布し
てＣｕ，Ｓｎ融液に含有させ、Ｃｕ，Ｓｎ融液−鋼間の
界面エネルギーを大きくする。それによって、Ｃｕ，Ｓ
ｎ融液の粒界侵入を抑制し割れを防止する。Ｆｅとの界
面エネルギーの大きい物質としてＳｎ及びＰｂがあり、
それぞれの粉末を散布しても、それらの混合粉末を散布
してもよい。なお、本発明の対象とする鋼中Ｃｕ濃度
は、通常熱間割れに影響がある０．１重量％以上とし
た。
Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質を鋼表面に散布し
てＣｕ，Ｓｎ融液に含有させ、Ｃｕ，Ｓｎ融液−鋼間の
界面エネルギーを大きくする。それによって、Ｃｕ，Ｓ
ｎ融液の粒界侵入を抑制し割れを防止する。Ｆｅとの界
面エネルギーの大きい物質としてＳｎ及びＰｂがあり、
それぞれの粉末を散布しても、それらの混合粉末を散布
してもよい。なお、本発明の対象とする鋼中Ｃｕ濃度
は、通常熱間割れに影響がある０．１重量％以上とし
た。
【００１１】
【実施例】Ｃｕ，Ｓｎを含有する鋼を、大気中において
１１００℃で６０min 加熱しスケールを生成させた後、
Ｃｕ，Ｓｎ融液量を測定し、熱間圧延加工を施した。加
工直前にＰｂ，Ｓｎ粉末もしくはその混合粉末を散布し
た場合といずれも散布しなかった場合の割れ発生状況を
表１に示す。割れの状況は、○：割れ発生なし、×：割
れが発生、という指標で評価した。本発明例では割れは
発生しなかったが、No．６の比較例では表面に多数の割
れが発生した。なお、Ｃｕ濃度が０．０５重量％である
No．７の比較例では、Ｓｎを散布しなくても割れが発生
していない。なお、用いたＣｕ，Ｓｎ含有鋼の成分組成
は、表１に記載した以外残部がＦｅ及び不可避的不純物
である。
１１００℃で６０min 加熱しスケールを生成させた後、
Ｃｕ，Ｓｎ融液量を測定し、熱間圧延加工を施した。加
工直前にＰｂ，Ｓｎ粉末もしくはその混合粉末を散布し
た場合といずれも散布しなかった場合の割れ発生状況を
表１に示す。割れの状況は、○：割れ発生なし、×：割
れが発生、という指標で評価した。本発明例では割れは
発生しなかったが、No．６の比較例では表面に多数の割
れが発生した。なお、Ｃｕ濃度が０．０５重量％である
No．７の比較例では、Ｓｎを散布しなくても割れが発生
していない。なお、用いたＣｕ，Ｓｎ含有鋼の成分組成
は、表１に記載した以外残部がＦｅ及び不可避的不純物
である。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】本発明の実施により、Ｃｕ，Ｓｎを含有
する劣悪なスクラップから、Ｎｉを添加してコスト高を
招くことなく、表面疵のない良質な表面性状を有する熱
延鋼材を得ることができる。
する劣悪なスクラップから、Ｎｉを添加してコスト高を
招くことなく、表面疵のない良質な表面性状を有する熱
延鋼材を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳光 直樹 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平６−297025（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−91308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−79827（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−198304（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−31302（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−220504（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−111701（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−212429（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−212428（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−237509（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−292949（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−31393（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−162943（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222447（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−220505（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 45/00
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｕを０．１重量％以上含有する鋼、ま
たはＣｕを０．１重量％以上、かつＳｎを０．０１重量
％以上含有する鋼の表面に、Ｆｅとの界面エネルギーの
大きい物質を散布後、圧延することを特徴とするＣｕ，
Ｓｎ含有鋼材の製造方法。 - 【請求項２】 Ｆｅとの界面エネルギーの大きい物質と
して、Ｓｎ，Ｐｂのうち少なくともいずれかを散布する
ことを特徴とする請求項１記載のＣｕ，Ｓｎ含有鋼材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08483493A JP3148041B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08483493A JP3148041B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292920A JPH06292920A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3148041B2 true JP3148041B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=13841820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08483493A Expired - Fee Related JP3148041B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Ｃｕ，Ｓｎ含有鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148041B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP08483493A patent/JP3148041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06292920A (ja) | 1994-10-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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