JP5299100B2 - Method for producing multilayer steel sheet with excellent corrosion resistance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高い耐候性を備えるとともに、耐食性に優れた複層鋼板の製造方法に関する。
The present invention is provided with a high weather resistance, excellent method of manufacturing a multilayered steel plate corrosion resistance.
従来、一般的な炭素鋼(主要5元素からなる鋼)からなる鋼板の分野においては、例えば、Ni、Cr、Mo、Nb、V等の元素を添加して耐食性や耐候性を付与することにより、低合金や高合金鋼、ステンレス鋼が開発されている。しかしながら、上記した各元素は非常に高価であることから、これらの元素を合金鋼からなる鋼板全体に添加した場合には、製造コストが高くなるという問題がある。 Conventionally, in the field of steel sheets made of general carbon steel (steel composed of five main elements), for example, by adding elements such as Ni, Cr, Mo, Nb, V, etc., to impart corrosion resistance and weather resistance. Low alloy, high alloy steel and stainless steel have been developed. However, since the above-described elements are very expensive, when these elements are added to the entire steel plate made of alloy steel, there is a problem that the manufacturing cost increases.
上述のような元素の添加量を低減するため、鋼鋳片の表層のみに元素添加を行う複層鋼板の製造方法として、例えば、鋼鋳片を連続鋳造する際に、2種類の溶鋼を同時に鋳造する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に開示された方法によれば、2種類の溶鋼を同時に鋳造することにより、様々な組み合わせの複層鋳片を製造することが可能となる。しかしながら、特許文献1の方法では、溶鋼段階で2種類の成分のものを準備する必要が生じ、また、溶鋼を収容する取鍋や、溶鋼を取鍋から鋳型に注入する際に用いるタンディッシュやノズル等も2種類用意する必要があることから、製造コストが増大するという問題がある。 In order to reduce the amount of elements added as described above, as a method for producing a multilayer steel sheet in which elements are added only to the surface layer of a steel slab, for example, when continuously casting a steel slab, two types of molten steel are simultaneously used. A casting method has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the method disclosed in Patent Document 1, it is possible to produce multilayer slabs of various combinations by casting two types of molten steel at the same time. However, in the method of Patent Document 1, it is necessary to prepare two kinds of components in the molten steel stage, and a ladle for containing molten steel, a tundish used when pouring molten steel from a ladle into a mold, Since it is necessary to prepare two types of nozzles and the like, there is a problem that the manufacturing cost increases.
また、上述のような特許文献1に開示された従来の方法の問題点を解決するため、鋼鋳片の表層を、誘導加熱又はプラズマ加熱のいずれか一方、あるいは双方の方法によって溶融させ、溶融した鋼鋳片の表層部分に、添加元素を単独もしくはその合金を添加する溶融改質方法が提案されている(例えば、特許文献2、3を参照)。特許文献2、3に開示された方法によれば、複数の成分の溶鋼を準備する必要が無く、また、製造設備等も簡便な構成とすることができることから、低コストで複層鋼板を製造することが可能となる・ Further, in order to solve the problems of the conventional method disclosed in Patent Document 1 as described above, the surface layer of the steel slab is melted by either one of induction heating or plasma heating, or both methods, and melted. There has been proposed a melt reforming method in which an additive element is added alone or an alloy thereof is added to the surface layer portion of the steel slab (see, for example, Patent Documents 2 and 3). According to the methods disclosed in Patent Documents 2 and 3, it is not necessary to prepare molten steel having a plurality of components, and manufacturing equipment and the like can be configured simply. It becomes possible to
しかしながら、特許文献2、3に開示された方法では、鋼鋳片の表層領域における溶融部に合金を添加する方法や条件によっては、表層領域の元素濃度にばらつきが生じ、均一に改質できないという問題がある。具体的には、鋼鋳片の表層領域の溶融部に合金を添加する際、合金の粉末を使用する添加方法だと、鋼鋳片の表面に該粉末を載置した場合は磁場によって粉末の位置が変化するため、表層領域の添加元素濃度にばらつきが生じる。また、鋼鋳片の表面に合金粉末を吹きつた場合には、プラズマ気流等によって粉末がはじかれるため、上記同様、表層領域の添加元素濃度にばらつきが生じるという問題がある。一方、合金のシートを使用する添加方法では、上述した問題は発生しないものの、工程における実用化には、技術的に困難な問題も残されている。 However, according to the methods disclosed in Patent Documents 2 and 3, depending on the method and conditions of adding an alloy to the melted portion in the surface layer region of the steel slab, the element concentration in the surface layer region varies and cannot be uniformly modified. There's a problem. Specifically, when an alloy is added to the melted portion of the surface layer region of the steel slab, the addition method using the alloy powder, when the powder is placed on the surface of the steel slab, Since the position changes, the concentration of the additive element in the surface layer region varies. In addition, when the alloy powder is blown onto the surface of the steel slab, the powder is repelled by a plasma air flow or the like, and there is a problem that the additive element concentration in the surface layer region varies as described above. On the other hand, in the addition method using an alloy sheet, the above-mentioned problems do not occur, but technically difficult problems remain for practical use in the process.
また、ワイヤー状の合金を使用する添加方法の場合、ワイヤーは、鋼鋳片やプラズマからの輻射熱の他、鋼鋳片の溶融部からの伝熱によって加熱溶融される必要がある。しかしながら、ワイヤー供給速度Vw(単位:m/secやg/sec等)が比較的遅い場合は、輻射熱のみでワイヤー先端が加熱溶融される。この場合、ワイヤー先端の溶融部(以下、溶滴と略称することがある)のサイズは、質量、表面張力、ジェット圧によって決められ、重力等が表面張力よりも大きくなった時点で、溶滴がワイヤー先端から離れ、鋼鋳片の表面に落下する。このような溶滴による合金の供給は、微視的には不連続となるため、プラズマによる溶融部に合金濃度のばらつきが生じるという問題がある。ところが、特許文献2、3においては、ワイヤーの供給方法や条件に関しては、全く開示されていない。従って、従来の方法では、鋼鋳片の表層領域を均一に改質することはできず、ひいては、熱間圧延加工等において歩留まりが低下するという問題があった。 In addition, in the case of the addition method using a wire-like alloy, the wire needs to be heated and melted by heat transfer from the melting portion of the steel slab in addition to the radiant heat from the steel slab and plasma. However, when the wire supply speed Vw (unit: m / sec, g / sec, etc.) is relatively slow, the wire tip is heated and melted only by radiant heat. In this case, the size of the melted portion (hereinafter sometimes abbreviated as a droplet) at the tip of the wire is determined by the mass, surface tension, jet pressure, and when the gravity or the like becomes larger than the surface tension, the droplet Leaves the wire tip and falls to the surface of the steel slab. Since the supply of the alloy by the droplets is microscopically discontinuous, there is a problem in that the alloy concentration varies in the melted part due to the plasma. However, Patent Documents 2 and 3 do not disclose any wire supply method and conditions. Therefore, in the conventional method, the surface layer region of the steel slab cannot be uniformly reformed, and as a result, there is a problem that the yield decreases in hot rolling or the like.
本発明は上述した問題に鑑みてなさなれたものであり、表層領域における合金の濃度分布のばらつきを低減して、鋼鋳片の表層領域を確実に改質でき、高い耐候性を備え、耐食性に優れた複層鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and can reduce the variation in the concentration distribution of the alloy in the surface layer region, can reliably modify the surface layer region of the steel slab, has high weather resistance, and has corrosion resistance. and to provide an excellent method for producing a multilayered steel plate.
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なったところ、鋼鋳片における表層領域の改質条件並びに改質後の合金成分組成を適性化することにより、圧延後の複層鋼板の耐食性を大幅に向上できることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は以下に関する。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, by optimizing the reforming conditions of the surface layer region in the steel slab and the alloy composition after the reforming, the multilayered steel sheet after rolling The present inventors have found that the corrosion resistance of can be greatly improved and completed the present invention.
That is, the present invention relates to the following.
[1] 連続鋳造された鋼鋳片の表面及び裏面に対し、複数の等間隔に配置されたプラズマトーチからプラズマを照射することで、前記表面及び裏面の表層領域を加熱・溶融させ、この溶融した表層領域にワイヤー形状の合金を添加することによって前記表層領域を改質する表層改質工程と、該表層改質工程で表層領域が改質された前記鋼鋳片を圧延して複層鋼板とする圧延工程とを備える複層鋼板の製造方法であって、前記表層改質工程は、前記ワイヤーのオシレーション幅を±Lo(mm)、オシレーション速度をFo(mm/sec)、前記プラズマトーチの間隔をPL(mm)、前記鋼鋳片の溶融処理速度をV(mm/sec)、前記鋼鋳片の表層領域が溶融して形成された溶融プールの長さをLp(mm)とした際、これらが下記(1)式及び(2)式で表される関係の両方を満たすように、前記ワイヤーのオシレーション中心位置を前記プラズマトーチ間の中心に合わせてオシレーションしながら、当該ワイヤーを連続して前記溶融プールに供給することにより、前記鋼鋳片の表面及び裏面からの厚みが1〜20%迄の前記表層領域における、Cu、Ni、Cr、Mo及びNbの各添加元素の成分組成を、質量%で、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}の範囲として、前記表層領域における前記添加元素の各成分を鋼鋳片内部よりも濃化させることを特徴とする、耐食性に優れた複層鋼板の製造方法。
[ 1 ] The surface and back surfaces of continuously cast steel slabs are irradiated with plasma from a plurality of plasma torches arranged at equal intervals to heat and melt the surface layer regions on the front and back surfaces. A surface layer reforming step for modifying the surface layer region by adding a wire-shaped alloy to the surface layer region, and a steel sheet in which the surface layer region is modified in the surface layer reforming step by rolling the steel slab The surface layer reforming step includes: ± Lo (mm) for the oscillation width of the wire, Fo (mm / sec) for the oscillation speed, and the plasma. The torch interval is PL (mm), the melting rate of the steel slab is V (mm / sec), and the length of the molten pool formed by melting the surface region of the steel slab is Lp (mm). When these are The wire is continuously melted while oscillating with the oscillation center position of the wire aligned with the center between the plasma torches so as to satisfy both of the relationships represented by the formulas (1) and (2). By supplying to the pool, the component composition of each additive element of Cu, Ni, Cr, Mo and Nb in the surface layer region where the thickness from the front surface and the back surface of the steel slab is 1 to 20% is mass%. In the following formula {Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + inevitable impurities = 3 to 30%}, each component of the additive element in the surface layer region is concentrated from the inside of the steel slab, and is excellent in corrosion resistance. A method of manufacturing a steel sheet.
[2] 前記表層改質工程は、前記鋼鋳片の表層領域における前記添加元素の成分組成を、質量%で、Cu:0〜1.5%、Ni:3〜30%、Cr:0〜30%、Mo:0〜3%、Nb:0〜1%の範囲とするとともに、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}の範囲とし、さらに、前記鋼鋳片の表面及び裏面からの板厚方向における、前記添加元素の成分組成の変化率が80%/mm以下となるように、前記表層領域を改質することを特徴とする、上記[1]に記載の耐食性に優れた複層鋼板の製造方法。
[3] 前記表層改質工程は、前記添加元素の各成分が鋼鋳片内部よりも濃化された前記表層領域を、前記鋼鋳片の表面及び裏面からの厚みが3〜8%迄の範囲として改質することを特徴とする、上記[1]又は[2]に記載の耐食性に優れた複層鋼板の製造方法。
[4] 前記表層改質工程は、前記ワイヤーを供給する際、ワイヤー先端で振幅±2mm以上、±5mm以下、且つ、周波数が20Hz以上、80Hz以下の振動を付与することを特徴とする、上記[1]〜[3]の何れか1項に記載の耐食性に優れた複層鋼板の製造方法。
[ 2 ] In the surface layer reforming step, the component composition of the additive element in the surface layer region of the steel slab is, in mass%, Cu: 0 to 1.5%, Ni: 3 to 30%, Cr: 0 to 0. 30%, Mo: 0 to 3%, Nb: 0 to 1%, and the range of the following formula {Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + unavoidable impurities = 3 to 30%}, and further from the front and back surfaces of the steel slab The compound having excellent corrosion resistance according to [ 1 ] above, wherein the surface layer region is modified so that a change rate of a component composition of the additive element in the plate thickness direction is 80% / mm or less. A method for producing a layered steel sheet.
[ 3 ] In the surface layer reforming step, the surface layer region where each component of the additive element is concentrated from the inside of the steel slab has a thickness from 3 to 8% from the front and back surfaces of the steel slab. The method for producing a multilayer steel sheet having excellent corrosion resistance according to the above [ 1 ] or [ 2 ], wherein the range is modified as a range.
[ 4 ] The surface layer reforming step, when supplying the wire, imparts vibrations having an amplitude of ± 2 mm or more and ± 5 mm or less and a frequency of 20 Hz or more and 80 Hz or less at the wire tip. The manufacturing method of the multilayer steel plate excellent in corrosion resistance of any one of [ 1 ]-[ 3 ].
本発明の耐食性に優れた複層鋼板によれば、改質された表層領域における添加元素の成分組成及び濃度分布を適性化することにより、表層領域における合金の濃度分布のばらつきが低減されるので、高い耐候性を備え、耐食性に優れた複層鋼板を低コストで提供することが可能となる。
また、本発明の耐食性に優れた複層鋼板の製造方法によれば、鋼鋳片における表層領域の溶融部に供給するワイヤーの供給速度(溶滴添加頻度)、供給位置、及びワイヤーの溶融状態を適正化しているため、表層領域における合金濃度のばらつきが抑制される。これにより、高い耐侯性を備える、耐食性に優れた複層鋼板を、生産性良く安価に製造することが可能となる。
本発明によれば、上述のように、耐食性に優れた複層鋼板を、コストアップを招くことなく高い生産性で得られることから、その産業上の効果は計り知れない。
According to the multilayer steel sheet having excellent corrosion resistance according to the present invention, the variation in the concentration distribution of the alloy in the surface layer region is reduced by optimizing the component composition and concentration distribution of the additive element in the modified surface region. It is possible to provide a multilayer steel sheet having high weather resistance and excellent corrosion resistance at low cost.
Moreover, according to the manufacturing method of the multilayer steel plate excellent in corrosion resistance of the present invention, the supply speed of the wire supplied to the melted portion of the surface layer region in the steel slab (droplet addition frequency), the supply position, and the molten state of the wire Therefore, variation in alloy concentration in the surface layer region is suppressed. As a result, it is possible to manufacture a multi-layer steel sheet having high corrosion resistance and excellent corrosion resistance at a low cost with high productivity.
According to the present invention, as described above, the multi-layer steel plate having excellent corrosion resistance can be obtained with high productivity without incurring an increase in cost, and thus the industrial effect is immeasurable.
以下、本発明の耐食性に優れた複層鋼板及びその製造方法の実施の形態について、図1〜図6を参照しながら説明する。なお、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定の無い限り、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of a multilayer steel sheet excellent in corrosion resistance of the present invention and a method for producing the same will be described with reference to FIGS. Note that this embodiment is described in detail for better understanding of the gist of the invention, and thus does not limit the present invention unless otherwise specified.
本発明においては、連続鋳造された、炭素鋼からなる鋼鋳片の表層領域をプラズマ加熱によって溶融させ、この溶融した表層領域に、Ni、Cr、Mo、Cu、Nb等の合金からなるワイヤーを用いて各元素を表層領域に添加する。これにより、鋼鋳片の表層領域が改質され、この領域の耐食性が向上するので、鋼鋳片を圧延して得られる複層鋼板においても、優れた耐食性が得られる。また、鋼鋳片の表層領域のみを耐食性を有する合金層として改質し、鋼鋳片内部については改質処理を行なわないので、従来の複層鋼板及びその製造方法に比べ、耐食性に優れた複層鋼板を低コストで提供することが可能になるというものである。 In the present invention, the surface layer region of continuously cast steel slab made of carbon steel is melted by plasma heating, and a wire made of an alloy such as Ni, Cr, Mo, Cu, Nb or the like is melted on the melted surface layer region. Each element is added to the surface layer region. Thereby, the surface layer region of the steel slab is modified, and the corrosion resistance of this region is improved. Therefore, excellent corrosion resistance can be obtained even in the multilayer steel plate obtained by rolling the steel slab. Also, only the surface layer region of the steel slab is modified as an alloy layer having corrosion resistance, and no modification treatment is performed on the inside of the steel slab, so it has superior corrosion resistance compared to the conventional multilayer steel plate and its manufacturing method. It is possible to provide a multilayer steel sheet at low cost.
[第1の実施形態]
以下に、本発明の耐食性に優れた複層鋼板(以下、単に複層鋼板と略称することがある)及びその製造方法の第1の実施形態について、図1〜図4を適宜参照しながら詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a multi-layer steel sheet excellent in corrosion resistance according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as a multi-layer steel sheet) and a first embodiment of the manufacturing method thereof will be described in detail with reference to FIGS. Explained.
<複層鋼板>
まず、本実施形態の複層鋼板1について、図1を参照しながら説明する。本実施形態の複層鋼板1は、板厚t方向で表面1a及び裏面1bから1〜20%迄の表層領域1A、1Bにおける、Cu、Ni、Cr、Mo及びNbの各添加元素の成分組成が、質量%で、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}で表される範囲とされ、且つ、表層領域1A、1Bにおける添加元素の各成分が、鋼板内部1Cよりも濃化され、概略構成されている。
<Multi-layer steel plate>
First, the multilayer steel plate 1 of this embodiment is demonstrated, referring FIG. In the multilayer steel sheet 1 of the present embodiment, the component composition of each additive element of Cu, Ni, Cr, Mo, and Nb in the
まず、本発明は、特に、複層鋼板1の表層領域1A、1Bにおいて、添加元素によって改質された合金組成について規定するものであり、その他の鋼成分や、鋼板内部1Cの成分組成等については、特に限定されるものでは無い。
First, this invention prescribes | regulates about the alloy composition modified | reformed with the addition element especially in surface layer area |
『添加元素』
本発明に係る複層鋼板1では、表層領域1A、1Bにおいて、Cu、Ni、Cr、Mo及びNbの元素の内の少なくも1種以上が添加されている。また、表層領域1A、1Bにおける成分組成が、質量%で、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}で表される範囲とされている。
"Additive elements"
In the multilayer steel sheet 1 according to the present invention, at least one or more of Cu, Ni, Cr, Mo and Nb elements are added in the
上記したCu、Ni、Cr、Mo、Nb等の元素は、鋼材中に添加することにより、鋼材の耐食性を高める効果が得られる。また、本発明に係る複層鋼板1では、表層領域1A、1Bにおける添加元素の成分組成として、上記各添加元素の複数成分による合金に加え、上記各添加元素と窒素との化合物等も含むことができる。
By adding elements such as Cu, Ni, Cr, Mo, and Nb described above to the steel material, an effect of increasing the corrosion resistance of the steel material can be obtained. Moreover, in the multilayer steel plate 1 which concerns on this invention, in addition to the alloy by the multiple component of said each additional element as a component composition of the additional element in surface layer area |
上記各添加元素の合計の上限は、詳細を後述する製造方法(プロセス)における元素添加能力によって制約を受ける。表層領域1A、1Bにおける、不可避不純物も含めた上記添加元素の合計含有量、即ち、濃化量=希釈率が30%を超えると、表面性状が低下するため、後述の圧延工程において圧延不良が発生する虞があることから、添加元素の合計含有量は30%以下とする。また、不可避不純物も含めた上記添加元素の合計含有量が3%を下回ると、耐食性向上の効果が得られ難くなることから、本発明においては、不可避不純物も含めたCu、Ni、Cr、Mo及びNbの合計含有量を、3〜30%の範囲に規定する。
The upper limit of the total of each additive element is restricted by the element addition ability in the manufacturing method (process) described later in detail. If the total content of the above-mentioned additive elements including the inevitable impurities in the
また、本実施形態の複層鋼板1では、表層領域1A、1Bにおける上記各添加元素の成分組成が、質量%で、Cu:0〜1.5%、Ni:3〜30%、Cr:0〜30%、Mo:0〜3%、Nb:0〜1%の範囲とされるとともに、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}の範囲とされていることが、耐食性をより向上させることが可能となる点からさらに好ましい。
以下、各添加元素の好ましい添加量及びその効果について詳述する。なお、以下の説明において、特に指定の無い限り、各添加元素の含有量は質量%とする。
Moreover, in the multilayer steel plate 1 of this embodiment, the component composition of each said addition element in surface layer area |
Hereinafter, the preferable addition amount and effect of each additive element will be described in detail. In the following description, unless otherwise specified, the content of each additive element is mass%.
「Cu:銅」0〜1.5%
Cuは、さび層の形成時にFeとともに溶出し、さび粒子の粗大化を抑制するとともに、さび層の緻密さを保つことで耐候性を向上させるために必要な元素である。このような、さび層を緻密化する効果を発揮するためには、Cuを0.1%以上で添加することがより好ましい。一方、Cuの含有量が多いほど、耐候性の向上の点で有効であるが、1.5%を超えて添加しても、その効果は飽和し、また、熱間圧延加工時に割れの問題が生じることから、Cuの量の上限は1.5%とする。
"Cu: Copper" 0-1.5%
Cu is an element necessary for improving weather resistance by leaching together with Fe during formation of the rust layer, suppressing coarsening of the rust particles, and maintaining the denseness of the rust layer. In order to exhibit such an effect of densifying the rust layer, it is more preferable to add Cu at 0.1% or more. On the other hand, the higher the Cu content, the more effective in terms of improving weather resistance, but even if added over 1.5%, the effect is saturated, and the problem of cracking during hot rolling Therefore, the upper limit of the amount of Cu is 1.5%.
「Ni:ニッケル」3〜30%
Niは、さび層を緻密化させる点においてCu以上に有効な元素であり、Cuとともに必須の元素である。Niは、さび層中に含まれることで鋼中のFeとともに溶出し、さび層中にほぼ均一に含まれることにより、さび層の表面に付着した飛来塩分に由来するClイオンのさび層の地鉄界面への浸透を抑制し、さび層内部を低Clイオン環境とする。このように、Niは、高飛来塩分環境下において、さび粒子の緻密化を促進する効果がある。
"Ni: Nickel" 3-30%
Ni is an element more effective than Cu in terms of densifying the rust layer, and is an essential element together with Cu. When Ni is contained in the rust layer, it elutes together with Fe in the steel, and Ni is contained almost uniformly in the rust layer, so that the ground of the Cl ion rust layer derived from the flying salt attached to the surface of the rust layer. Suppression of the iron interface is suppressed, and the inside of the rust layer is made a low Cl ion environment. Thus, Ni has the effect of promoting the densification of rust particles in a high flying salinity environment.
但し、飛来塩分量あるいは日陰環境等の具体的な条件にも左右されるが、塩分環境が過酷なほど、Niの含有量を高める必要がある。また、Niの含有量が高いほど、耐候性や耐食性の向上には有効であり、Niの含有量の上限は、耐候性や耐食性よりも、他の理由で決定される。
Niの含有量は、上述のような効果を安定して得るためには、3〜30%の範囲であることが好ましい。
However, although it depends on specific conditions such as the amount of flying salt or the shaded environment, the more severe the salt environment, the higher the Ni content needs to be. Further, the higher the Ni content, the more effective the weather resistance and the corrosion resistance are improved. The upper limit of the Ni content is determined for other reasons than the weather resistance and the corrosion resistance.
The content of Ni is preferably in the range of 3 to 30% in order to stably obtain the above effects.
「Cr:クロム」0〜30%
Crは、複合鋼板の表層に酸化被膜を形成し、耐食性を向上させる効果がある。また、Crの含有量が高いほど、耐食性の向上には有効であり、Crの含有量の上限は、耐候性や耐食性よりも、他の理由で決定されるが、30%以下の添加量とすることが、上述のような効果が安定して得られる点から好ましい。
"Cr: Chrome" 0-30%
Cr has an effect of forming an oxide film on the surface layer of the composite steel sheet and improving the corrosion resistance. Further, the higher the Cr content, the more effective the corrosion resistance is. The upper limit of the Cr content is determined by other reasons than the weather resistance and the corrosion resistance. It is preferable that the above-described effects can be obtained stably.
「Mo:モリブデン」0〜3%
Moは、複合鋼板の耐候性の向上に有効な元素である。Moは、鋼中に含まれると、さびを形成する際にモリブデン酸を生成してさび粒子の表面に吸着し、凝集したさび粒子間で生じた空隙を負電荷過剰として、Clイオンや硫酸イオン等の陰イオンの地鉄界面への浸透を抑制する。これにより、Moは、安定さびが形成可能な限界飛来塩分量を、さらに高めることを可能にする作用がある。しかしながら、そのような効果は3%の添加で飽和するので、本発明においては、Moの含有量を3%以下に制限することが好ましい。
"Mo: Molybdenum" 0-3%
Mo is an element effective for improving the weather resistance of the composite steel sheet. When Mo is contained in steel, it forms molybdic acid when rust is formed and is adsorbed on the surface of the rust particles, and voids formed between the agglomerated rust particles are regarded as excess negative charges, and Cl ions and sulfate ions Suppresses the penetration of anions such as Thereby, Mo has the effect | action which makes it possible to further raise the limit flying salt amount which can form a stable rust. However, since such an effect is saturated by addition of 3%, in the present invention, it is preferable to limit the Mo content to 3% or less.
「Nb:ニオブ」0〜1%
Nbは、Nb(C、N)を形成することで、複層鋼板の強度や靭性を向上させるのに有効な元素であるが、過剰に含有した場合には、析出脆化によって靭性が劣化する。従って、本発明では、靭性の劣化を招かずに強度向上効果が得られる範囲として、Nbの含有量の上限を1%、より好ましくは0.25%に限定する。
"Nb: Niobium" 0 to 1%
Nb is an element effective for improving the strength and toughness of the multilayer steel sheet by forming Nb (C, N), but when it is excessively contained, the toughness deteriorates due to precipitation embrittlement. . Therefore, in the present invention, the upper limit of the content of Nb is limited to 1%, more preferably 0.25%, as a range in which the strength improvement effect can be obtained without incurring toughness deterioration.
なお、上記各添加元素の含有量の範囲における「0%」とは、当該元素が添加されない場合を示す。しかしながら、本発明においては、当該元素が「0%」である場合でも、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}で表される範囲で、同様の作用を有する他の元素を所定量で添加することにより、十分な耐食性を備える複層鋼板1が得られる。 Note that “0%” in the range of the content of each additive element indicates a case where the element is not added. However, in the present invention, even when the element is “0%”, other elements having the same action in a predetermined amount within a range represented by the following formula {Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + inevitable impurities = 3 to 30%} By adding, the multilayer steel plate 1 provided with sufficient corrosion resistance is obtained.
さらに、本実施形態では、各添加元素の含有量を上記規定範囲とした上で、複層鋼板1の表面1a及び裏面1bからの板厚t方向における添加元素の成分組成の変化率が80%/mm以下とされた構成とすることがより好ましい。このように、複層鋼板1の板厚方向で、上記添加元素の濃度勾配を設けることにより、表層領域1A、1Bにおいては上記各添加元素が濃化される一方、鋼板内部1Cにおいては、上記各添加元素の濃度が非常に低いか、あるいは、ほとんど含有されない状態となる。これにより、本実施形態の複層鋼板1は、表層領域1A、1Bにおいて十分な耐食性が確保できる一方、鋼板内部1Cにおいては高価な添加元素が低濃度とされていることから、製造コストが低減される。従って、高い耐侯性を備え、耐食性に非常に優れた複層鋼板1が低コストで実現できる。
Furthermore, in this embodiment, after making content of each additive element into the said specified range, the change rate of the component composition of the additive element in the plate | board thickness t direction from the surface 1a and the
なお、本発明に係る複層鋼板1においては、上記各添加元素の各成分が鋼板内部1Cよりも濃化された表層領域1A、1Bを、板厚t方向で表面1a及び裏面1bから3〜8%迄の範囲として制御した場合でも、上記効果が十分に得られる。
In the multilayer steel plate 1 according to the present invention, the
本実施形態の複層鋼板1は、表層領域が改質された鋼鋳片(図6の鋼鋳片10を参照)が圧延処理されることで、例えば、板厚が1.2〜1.6mm程度の薄鋼板や、13.2mm程度の厚鋼板とされた構成とすることができる。このような板厚とされた複層鋼板1は、上記構成により、十分な耐侯性を備えるとともに、耐食性に非常に優れたものとなる。これにより、複層鋼板1が、例えば1.2〜1.6mm程度の薄鋼板の場合には、耐侯性や耐食性が要求される自動車のボディ等に好適に用いることができ、また、13.2mm程度の厚鋼板の場合には、自動車の足回り部品等に用いることができる。
また、本発明に係る複層鋼板1が適用される分野としては、上記自動車分野には限定されず、例えば、造船や建築建材等、鋼板に耐侯性や耐食性が要求される用途の分野において、好適に用いることが可能である。
In the multilayer steel plate 1 of the present embodiment, a steel slab whose surface layer region is modified (see the
In addition, the field to which the multilayer steel sheet 1 according to the present invention is applied is not limited to the above-mentioned automobile field, for example, in the field of applications where weather resistance and corrosion resistance are required for steel sheets, such as shipbuilding and building construction materials. It can be suitably used.
以上説明したような、本実施形態の耐食性に優れた複層鋼板1によれば、改質された表層領域1A、1Bにおける添加元素の成分組成及び濃度分布を適性化することにより、表層領域1A、1Bにおける合金の濃度分布のばらつきが低減されるので、高い耐候性を備えるとともに、耐食性に優れた複層鋼板1を低コストで提供することが可能となる。本実施形態の複層鋼板1は、表層領域1A、1Bのみが耐食性を有する合金層として改質され、鋼板内部1Cについては改質されない構成なので、従来の複層鋼板に比べ、耐食性に優れた複層鋼板が低コストで実現できるというものである。
As described above, according to the multilayer steel sheet 1 having excellent corrosion resistance according to the present embodiment, by optimizing the component composition and concentration distribution of the additive element in the modified
<複層鋼板の製造方法(鋼板の表面の改質)>
以下に、本実施形態の耐食性に優れた複層鋼板の製造方法について、図2〜図6を適宜参照しながら説明する(図1の複層鋼板1も参照)。図2は、本実施形態の製造方法において、表面改質処理装置50を用いて、鋼鋳片10の表面改質工程を行なう手順を模式的に説明する斜視図である。
<Manufacturing method of multilayer steel sheet (modification of steel sheet surface)>
Below, the manufacturing method of the multilayer steel plate excellent in corrosion resistance of this embodiment is demonstrated, referring FIGS. 2-6 suitably (refer also to the multilayer steel plate 1 of FIG. 1). FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a procedure for performing the surface modification step of the
本発明に係る複層鋼板の製造方法は、連続鋳造された鋼鋳片10(図6を参照)の表面10a及び裏面10bに対し、複数の等間隔に配置されたプラズマトーチ13からプラズマジェット(プラズマ)14を照射することで、表面10a及び裏面10bの表層領域10A、10Bを加熱・溶融させ、この溶融した表層領域10A、10Bにワイヤー(ワイヤー形状の合金)17による合金を添加することで表層領域10A、10Bを改質する表層改質工程と、該表層改質工程で表層領域10A、10Bが改質された鋼鋳片10を圧延して複層鋼板1とする圧延工程とを備える方法であり、表層改質工程は、ワイヤー17のオシレーション幅を±Lo(mm)、オシレーション速度をFo(mm/sec)、プラズマトーチ13の間隔をPL(mm)、鋼鋳片10の溶融処理速度をV(mm/sec)、鋼鋳片10の表層領域10A、10Bが溶融して形成された溶融プール18の長さをLp(mm)とした際、これらが下記(1)式及び(2)式で表される関係の両方を満たすように、ワイヤー17のオシレーション中心位置をプラズマトーチ13間の中心に合わせてオシレーションしながら、当該ワイヤー17を連続して溶融プール18に供給することにより、鋼鋳片10の表面10a及び裏面10bからの厚みが1〜20%迄の表層領域10A、10Bにおける、Cu、Ni、Cr、Mo及びNbの各添加元素の成分組成を、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}の範囲として、表層領域10A、10Bにおける添加元素の各成分を鋼鋳片内部10Cよりも濃化させる方法である。
The method for producing a multilayer steel sheet according to the present invention is obtained by using a plasma jet (from a plurality of plasma torches 13 arranged at equal intervals on the
「表面改質処理装置」
まず、本実施形態の製造方法の表面改質工程において用いる表面改質処理装置50について説明する。
図2に示すように、表面改質処理装置50は、鋼鋳片10の搬送方向上流側に配置された誘導加熱コイル12と、誘導加熱コイル12の搬送方向下流側であって鋼鋳片10の上方に配置されたプラズマトーチ23と、プラズマトーチ23の上記搬送方向上流側に配置されたワイヤー27と、プラズマトーチ23から放射されるプラズマジェット24を制御する一対のプラズマ制御用コイル25とから概略構成されている。
"Surface modification processing equipment"
First, the surface
As shown in FIG. 2, the surface
プラズマトーチ13は、図2に示すように、鋼鋳片10の搬送方向と直交する方向に沿ってほぼ等間隔に配置されている。また、プラズマトーチ23から放射されるプラズマジェット14は、オシレーション可能とされている。そして、複数のプラズマジェット14をオシレーションすることで、鋼鋳片10の端部を除く幅方向全体を溶融することができる。
As shown in FIG. 2, the
ワイヤー17は、図2に示すように、ワイヤー供給用水冷ノズル16に挿入されている。そして、図示しないワイヤー供給装置によって、ワイヤー供給用水冷ノズル16の先端側に向けてワイヤー17が供給されるように構成されている。また、ワイヤー供給用水冷ノズル16は、搬送方向の上流側から下流側に向けて傾斜された状態で、上流側のプラズマ制御コイル15の間に挿入されており、ワイヤー17の先端がプラズマジェット14に触れるように位置決めされている。
As shown in FIG. 2, the
また、ワイヤー供給用水冷ノズル16の基端側には、図示しない揺動装置が取り付けられている。この揺動装置により、ワイヤー17が、オシレーション中心位置を中心として搬送方向と直交する方向にオシレーション可能とされている。なお、上記オシレーション中心位置は、例えば、隣接するプラズマトーチ13の中間としても良いし、プラズマジェット14の中心としても良い。また、ワイヤー17のオシレーション幅を、隣接するワイヤー17の軌跡と重なるように調整することが好ましい。
A swing device (not shown) is attached to the proximal end side of the water-cooling
また、誘導加熱、プラズマ加熱の双方を併用する場合の別の形態として、誘導加熱により、鋼鋳片の表層と併せて、ワイヤーやシートの形で表層に添加した添加元素もしくはその合金を予熱し、その後、プラズマ加熱によって添加元素(純金属)または合金を溶融合金化させる方法を用いても良い。これは、誘導加熱は単に予熱機能として使用し、その後のプラズマ加熱で添加元素もしくはその合金を溶融合金化させる方法である。 As another form when both induction heating and plasma heating are used together, the additive element added to the surface layer or an alloy thereof in the form of a wire or sheet is preheated together with the surface layer of the steel slab by induction heating. Thereafter, a method of melting the additive element (pure metal) or alloy by plasma heating may be used. This is a method in which induction heating is simply used as a preheating function, and an additive element or an alloy thereof is melt-alloyed by subsequent plasma heating.
上記方法によって得られた鋼鋳片は、その表面が耐候性や耐食性の高い鋼の特性を併せ持つ、低コスト鋼材であるという利点がある。従って、上記の一部改質複合鋼材鋳片を加工することにより得られる加工製品としては、部分的に性質が異なる鋼の特性を併せ持つ低コスト製品が得られる。ここで述べる加工製品とは、薄板、厚板等の鋼板、形鋼、鋼管等が挙げられるが、本発明では、通常の鉄鋼プロセスで鋼鋳片を加工して得られる鉄鋼製品全てを対象とし、また、熱延コイル等の半製品も含まれる。 The steel slab obtained by the above method has an advantage that the surface thereof is a low-cost steel material having the characteristics of steel having high weather resistance and corrosion resistance. Therefore, as a processed product obtained by processing the partially modified composite steel slab, a low-cost product having both characteristics of steel partially different in properties can be obtained. The processed products mentioned here include steel plates such as thin plates and thick plates, shaped steels, steel pipes, etc., but in the present invention, all steel products obtained by processing steel slabs by a normal steel process are targeted. Also, semi-finished products such as hot rolled coils are included.
「表面改質工程」
次に、本実施形態の製造方法に備えられる表面改質工程の手順について説明する。
図2に示すように、本実施形態の表面改質工程においては、例えば、図6に示すような鋼鋳片10の表層領域10A(10B)を誘導加熱コイル12により誘導加熱した後、鋼鋳片10の上方に配置されたプラズマトーチ13から鋼鋳片10の表面10a(10b)に向けてプラズマジェット14を吹きつけ、鋼鋳片10の表層領域10A(10B)を加熱溶融する。この際、鋼鋳片10とプラズマトーチ13との間に配置されたプラズマ制御用コイル15により、プラズマジェット14の幅を制御・拡大する。そして、鋼鋳片10の表層領域10A(10B)における溶融部、即ち、溶融プール18に向けて、ワイヤー供給用水冷ノズル16からワイヤー17を供給する。この際、ワイヤー17は、プラズマジェット14等により加熱されて、ワイヤー17の成分が連続的に溶融プール18に添加される。
"Surface modification process"
Next, the procedure of the surface modification process provided in the manufacturing method of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in the surface reforming step of the present embodiment, for example, the
図3は、本発明の製造方法の第1の実施形態の表面改質工程について模式的に示す側面図である。図3に示すように、本実施形態の表面改質工程においては、ワイヤー17はプラズマジェット14と鋼鋳片10からの輻射熱により加熱され、溶融プール8内で溶融する。また、溶融プール18の流速は、溶融処理方向と平行な方向には速いが、垂直な方向には遅くなる。このため、溶融処理方向に垂直な方向のニッケル濃度を均一化するためには、溶融処理方向に垂直な方向にプラズマトーチ13の間隔PL以上のオシレーション19の操作(オシレーション幅±Lo、すなわち、2Lo)を付与する。
FIG. 3 is a side view schematically showing the surface modification step of the first embodiment of the manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 3, in the surface modification step of the present embodiment, the
本発明の製造方法におけるワイヤー17の溶融プール18への供給では、プラズマジェット14と鋼鋳片10からの輻射熱のみではワイヤー17の先端が溶融しきらない状態のままで、ワイヤー17が連続して溶融プール18に供給される必要がある。この場合、未溶融のワイヤー17による溶融プール18の攪拌効果が期待でき、溶融処理方向と平行な方向のニッケル濃度が均一になる。しかしながら、ワイヤー供給速度Vwが15mm/sec未満になると、ワイヤー17は、プラズマジェット14と鋼鋳片10からの輻射熱により、溶融プール18に到達する前に昇温、溶融してしまい、ワイヤー17による溶融プール18の攪拌効果を期待できなくなる場合があるので好ましくない。一方、ワイヤー供給速度Vwが70mm/secを超えて速くなると、ワイヤー17の加熱が不十分のままで該ワイヤー17が溶融プール18に挿入され、溶融プール18内の溶融金属が冷却されてワイヤー合金成分の流動拡散量が低減し、ワイヤー17のオシレーションの軌跡の部分を中心に合金濃度が高くなる等、合金濃度が均一化しない場合があるので好ましくない。
In the supply of the
以上のことから、ワイヤー17の供給速度Vwは、ワイヤー17の入熱との関係で、ワイヤー17が溶融プール18に連続的に供給され、且つ、ワイヤー17の加熱が不十分のまま溶融プール18に挿入されない程度となる、15〜70mm/secに制御することが好ましい。
From the above, the supply speed Vw of the
本実施形態の表面改質工程においては、ワイヤー17を連続的に溶融プール18に添加する際に、ワイヤー17をオシレーションして溶融プール18を攪拌しながら供給する。この際、オシレーション19の方向は、鋼鋳片10の搬送方向(溶融処理方向)とほぼ直交する方向とする。これにより、鋼鋳片10上におけるワイヤー17の先端の軌跡に沿って、溶融プール18を鋼鋳片10の幅方向に攪拌しながらワイヤー17を連続的に溶融プール18に供給することができ、鋼鋳片10の表層10A、10Bにおけるニッケル濃度の均一性が高められる。
In the surface modification step of this embodiment, when the
図4は、本発明の第1の実施形態における表面改質工程を模式的に示す平面図である。図4に示すように、本実施形態においては、ワイヤー17のオシレーション幅を±Lo(mm)、ワイヤー17のオシレーション速度をFo(mm/sec)、隣接するプラズマトーチ13の間隔をPL(mm)、鋼鋳片10の溶融処理速度をV(mm/sec)、溶融プール18の長さをLp(mm)とし、また、ワイヤー17の溶滴落下頻度をFw(個/分)として説明する。
FIG. 4 is a plan view schematically showing a surface modification step in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the oscillation width of the
図4に示すように、鋼鋳片10上には、この鋼鋳片10の表面10a(10b)が溶融した溶融プール18が形成されている。この溶融プール18は、プラズマジェット14が吹き付けられて溶融した鋼鋳片10の表面10a(10b)の溶融部の搬送方向上流側の端部を基端として、搬送方向下流側に向かって形成されており、この搬送方向上流側端部から搬送方向下流側に向かって長さLp(mm)の位置まで溶融した状態となっている。
As shown in FIG. 4, a
また、溶融プール18内には、プラズマトーチ13から吹き付けられたプラズマジェット14により、いくつかの溶融金属の流れが形成される。このような溶融金属の流れは、隣接するプラズマジェット14によって形成される他の溶融金属の流れと分離されたままの場合もあれば、溶融プール18内の途中で一体化する場合もある。
In the
ここで、ワイヤー17が溶融プール18に供給されると、ワイヤー17の合金成分は、供給位置から溶融金属中に混合されて拡散する。また、溶融プール18には上述したように溶融金属の流れがあるため、合金成分の混合、拡散の度合は溶融金属の流れ方向に大きくなり、隣接する溶融金属の流れ方向へは少なくなる。また、鋼鋳片の搬送方向の所定の表面位置からみれば、溶融プール18が移動してきて溶融状態になると、合金の混合、拡散が盛んになり、溶融プール18が移動した後は凝固して固体状態になり、合金成分の混合、拡散が停止する。
Here, when the
ここで、ワイヤー17のオシレーション中心位置を各々のプラズマトーチ13の中心に合わせてオシレーションすると、上述したように個々の溶融金属の流れの内では合金濃度を均一化することができるが、隣接する溶融金属の流れの間、すなわち溶融処理方向と垂直方向の合金濃度を均一化出来ない場合がある。
Here, when the oscillation center position of the
そこで、本実施形態の表層改質工程においては、図4中にオシレーション19として示すように、ワイヤー17のオシレーション中心位置を隣接するプラズマトーチ13間の中心として、ワイヤー17をオシレーションする。これにより、ワイヤー17は隣接する溶融金属の流れの間を往復するため、ワイヤー17を溶融プール18に供給する際に、溶融金属の流れを跨ぐ大きな撹拌効果が得られる。これにより、溶融処理方向と垂直方向のニッケル濃度を均一化することができる。
なお、ワイヤー17のオシレーション方法は特に限定されるものではなく、個々に制御しても良いし、全て同調させても良い。
Therefore, in the surface layer reforming step of the present embodiment, as shown as
In addition, the oscillation method of the
また、本実施形態の鋼鋳片の表層改質方法において、図6に示す鋼鋳片10の表層領域10A(10B)における合金濃度の均一性を高めるためには、図4中にオシレーション19として示すように、1回(1周期)のオシレーション動作によってワイヤー17の先端位置がオシレーションの起点から次の周期のオシレーションの起点に戻る間中、鋼鋳片10の表面10aにおいてオシレーションの起点となった位置が溶融状態、すなわち溶融プール18内にあれば良い。このような状態を式で表すと、下記(1)式の通りとなる。
Further, in the method for modifying the surface layer of the steel slab of this embodiment, in order to increase the uniformity of the alloy concentration in the
上記(2)式において、左辺はオシレーションの一周期の時間、右辺は任意の場所が溶融している時間である。上記(2)式において、左辺の時間が右辺よりも短ければ、鋼鋳片10上でワイヤー17がオシレーションする幅(±Lo、または2Lo)の範囲内に搬送方向の仮想線を引いた場合、溶融プール18が溶融している間に、当該仮想線をワイヤー17の先端の軌跡が少なくとも2回は横切ることになる。また、鋼鋳片10の表面10aの幅方向の端部を除く全域を複数のワイヤー17のオシレーション幅で覆うことになることから、鋼鋳片10上の何れの位置に仮想線を引いた場合であっても上記関係が成り立つ。これにより、溶融処理方向と平行方向の合金濃度を均一化することができる。
In the above equation (2), the left side is the time of one cycle of oscillation, and the right side is the time during which an arbitrary place is melted. In the above formula (2), if the time on the left side is shorter than the right side, a virtual line in the transport direction is drawn within the range of the width (± Lo or 2Lo) of the
但し、この際、オシレーション幅Loが、少なくともプラズマトーチの間隔の半分以上とされていない場合には、ワイヤーが供給されない部位が発生するため、上記(2)式と同時に、下記(2)式で表される条件も満たす必要がある。 However, at this time, when the oscillation width Lo is not at least half of the interval of the plasma torch, a portion where the wire is not supplied is generated. Therefore, simultaneously with the above equation (2), the following equation (2) It is also necessary to satisfy the condition expressed by
上述したように、ワイヤー17を連続的に溶融プール18へ供給する場合には、上記(1)式及び上記(2)式のオシレーション条件を満たす必要がある。
As described above, when the
本実施形態の表面改質工程においては、鋼鋳片処理速度を1〜20mm/secの範囲とすることが好ましい。鋼鋳片処理速度が1mm/secよりも遅いと経済性が極端に劣化し、20mm/sec超では表面凹凸が劣化するためである。 In the surface modification step of the present embodiment, the steel slab processing speed is preferably in the range of 1 to 20 mm / sec. This is because if the steel slab treatment speed is slower than 1 mm / sec, the economy is extremely deteriorated, and if it exceeds 20 mm / sec, the surface irregularities deteriorate.
プラズマトーチ間隔PLは、その間隔が大きいほどプラズマトーチ総本数を減らすことができる点で効率的であるが、プラズマ振幅(扁平したプラズマの幅)よりも狭くする必要がある。このプラズマ振幅は、プラズマ制御用コイルに流す電流が大きいほど、プラズマ電流が小さいほど大きくなり、その限界は100mm程度である。このため、プラズマトーチ間隔PLは、100mm以下が現状における限界であるものの、制御コイルの開発により、この限界を拡大できる可能性がある。一方、プラズマトーチ間隔PLの下限は、使用するプラズマトーチのサイズに依存し、大よそトーチ外径+10mm程度となる。ここで、プラズマトーチ間隔PLの下限とトーチ外径とに10mmの差を設けているのは、プラズマトーチ間隔がこれよりも狭いと、プラズマトーチ間で異常放電する可能性があるためである。 The plasma torch interval PL is more efficient in that the total number of plasma torches can be reduced as the interval increases. However, the plasma torch interval PL needs to be narrower than the plasma amplitude (flat plasma width). This plasma amplitude increases as the current flowing through the plasma control coil increases and as the plasma current decreases. The limit is about 100 mm. For this reason, the plasma torch interval PL is 100 mm or less at present, but there is a possibility that this limit can be expanded by developing a control coil. On the other hand, the lower limit of the plasma torch interval PL depends on the size of the plasma torch to be used, and is approximately about the outer diameter of the torch +10 mm. Here, the reason why a difference of 10 mm is provided between the lower limit of the plasma torch interval PL and the outer diameter of the torch is that if the plasma torch interval is narrower than this, abnormal discharge may occur between the plasma torches.
また、このプラズマトーチ間隔PLは、プラズマ電流値が大きいほど、冷却機構を大型化する必要があるために大きくなり、400A以上の電流を用いる場合には50mmが下限となる。この結果、プラズマトーチ間隔PLは、50〜100mmとなる。また、オシレーション幅Loは、オシレーション速度Foによって異なるが、少なくとも±1/2PL超が必要となる。但し、実際のオシレーションにおいて、折り返し点ではオシレーション速度がゼロとなり、このゼロとなる時間を完全にゼロとすることは難しい。この場合、オシレーション幅Loを±1/2・(0.9)PL〜±1/2PLの範囲としないと、2つのワイヤーが重なりあう場所の合金濃度が高くなる。 Further, the plasma torch interval PL becomes larger as the plasma current value becomes larger because the cooling mechanism needs to be enlarged, and 50 mm is the lower limit when a current of 400 A or more is used. As a result, the plasma torch interval PL is 50 to 100 mm. Further, the oscillation width Lo varies depending on the oscillation speed Fo, but at least ± 1/2 PL is required. However, in the actual oscillation, the oscillation speed becomes zero at the turning point, and it is difficult to completely eliminate the time for this zero. In this case, unless the oscillation width Lo is in the range of ± 1/2 · (0.9) PL to ± 1 / 2PL, the alloy concentration at the place where the two wires overlap with each other increases.
本実施形態の表面改質工程において合金が添加される鋼鋳片10の表層領域10A、10Bの厚さとしては、耐候性や耐食性を得るためには、上述ように鋼鋳片10の厚みの1%は必要である。また、鋼鋳片10の表層の合金層が厚いほど耐候性や耐食性が高くなるので、表層領域10A、10Bの厚さの上限は特に限定されないが、実際には、鋼鋳片10の厚みの20%を超えると表面凹凸が大きくなって圧延後の表面性状が不良になるため、20%以下にすることが好ましい。
As the thickness of the
上述の如く、本発明の製造方法に備えられる表層改質工程においては、鋼鋳片10の表層の溶融部に添加されるニッケル又はニッケル合金の供給速度Vwを上述した適正な範囲としているため、ニッケルが富化された表層部分における任意の位置のニッケル濃度の、該ニッケル富化表層部分の平均ニッケル濃度に対するばらつきを±50%以内に抑制することができる。
As described above, in the surface layer reforming step provided in the manufacturing method of the present invention, the supply rate Vw of nickel or nickel alloy added to the molten portion of the surface layer of the
ここで、合金i濃度のバラツキδiは、鋼鋳片10の表面10aのN点の濃度を分析した点の元素濃度(以下、Ci.jと表記する)によって、下記(3)式に示すように定義される。
Here, the variation δ i of the alloy i concentration is expressed by the following equation (3) according to the element concentration (hereinafter referred to as C i.j ) at the point where the N point concentration of the
この結果、添加元素の効果により耐候性や耐食性が向上するため、例えば、造船、自動車、建築材料及び橋梁等に使用される鋼材として好適である。 As a result, weather resistance and corrosion resistance are improved by the effect of the additive element, and therefore, it is suitable as a steel material used for shipbuilding, automobiles, building materials, bridges, and the like.
さらに、図2の模式図に示す方法においては、誘導加熱コイル2で予備加熱した後、プラズマ加熱しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、予備加熱を、加熱炉、バーナー、プラズマ及びレーザ等の他の熱源で行い、溶融のための本加熱をプラズマで行ってもよい。 Furthermore, in the method shown in the schematic diagram of FIG. 2, plasma heating is performed after preheating with the induction heating coil 2, but the present invention is not limited to this. For example, the preheating may be performed with another heat source such as a heating furnace, a burner, plasma, and a laser, and the main heating for melting may be performed with plasma.
本実施形態の製造方法では、上記条件で表面改質工程を行なうことにより、鋼鋳片10の表面10a及び裏面10bからの厚みが1〜20%迄の表層領域10A、10Bにおける添加元素の成分組成を、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}の範囲として、表層領域10A、10Bにおける添加元素の各成分を鋼鋳片内部10Cよりも濃化させることが可能となる。
鋼鋳片10に上述のような添加元素の濃度勾配が設けられるような条件で、上記手順の表面改質工程を行ない、その後の圧延工程で圧延処理することにより、優れた耐侯性及び耐食性を備える複層鋼板1を、より安価に製造することが可能となる。
In the manufacturing method of this embodiment, the component of the additive element in the
The
また、本実施形態の表面改質工程では、上記条件により、図6に示す鋼鋳片10の表層領域10A、10Bにおける添加元素の成分組成を、Cu:0〜1.5%、Ni:3〜30%、Cr:0〜30%、Mo:0〜3%、Nb:0〜1%の範囲とし、さらに、鋼鋳片10の表面10a及び裏面10bからの板厚T方向における、添加元素の成分組成の変化率が80%/mm以下となるように、前記鋼鋳片の表層領域を改質することが、耐侯性と耐食性に優れた複層鋼板1を、より安価に製造できる点からより好ましい。
Moreover, in the surface modification process of this embodiment, the component composition of the additive element in the
また、上記説明においては、添加元素の各成分が鋼鋳片内部10Cよりも濃化された表層領域10A、10Bを、鋼鋳片10の表面10a及び裏面10bからの厚みが1〜20%迄の範囲として説明しているが、3〜8%迄の範囲として改質する方法とすることも可能である。このような場合には、鋼鋳片10ひいては圧延後の複層鋼板1において、厚み方向において添加元素が濃化された表層領域10A、10Bを薄く形成するので、耐侯性や耐食性を十分に確保しながら、製造コストを低減することが可能となる。
Moreover, in the said description, the thickness from the
本発明に係る製造方法においては、上述のような表面改質工程を、鋼鋳片10の表面10a及び裏面10bの両面で行なうとともに、鋼板端部についても同様に改質処理を行なうことにより、鋼板全体の耐食性が向上した複層鋼板1を得ることが可能となる。
In the production method according to the present invention, the surface modification step as described above is performed on both the
「圧延工程」
本発明に係る複層鋼板の製造方法においては、図6に示すような、上記表面改質工程において表層10A、10Bが改質された鋼鋳片10を圧延することにより、図1に示すような複層鋼板1を得る圧延工程が備えられている。
本発明の製造方法で用いる鋼鋳片10の圧延方法及び条件としては、従来から鋼板の製造工程で採用されている公知の方法、条件を何ら制限無く採用することができ、特に限定されない。
"Rolling process"
In the method of manufacturing a multilayer steel sheet according to the present invention, as shown in FIG. 1, by rolling the
As the rolling method and conditions of the
本発明に係る製造方法においては、例えば、厚みが100〜250mm程度とされた鋼鋳片10の表層領域10A、10Bを、表層改質工程で所定の組成で合金化した後、圧延工程で圧延処理を施す。これにより、上述したような、例えば、板厚が1.2〜1.6mm程度の薄鋼板や、13.2mm程度の厚鋼板とされた複層鋼板1を得ることができる。このように、表層領域10A、10Bが改質された鋼鋳片10を圧延することで得られる複層鋼板1は、板厚方向で表面1a及び裏面1bから1〜20%の表層領域1A、1Bが上記組成で添加元素を含有する合金成分とされ、鋼板内部1Cよりも添加元素が濃化されるので、十分な耐侯性を備え、耐食性に非常に優れたものとなる。
In the manufacturing method according to the present invention, for example, the
本発明の製造方法では、表層10A、10Bが改質された鋼鋳片10を圧延した後の、複層鋼板1における表層1A、1Bの板厚方向の範囲は、圧延条件によって多少異なるものの、圧延前の鋼鋳片10と概ね同じ割合となる。これにより、圧延工程を施すことで得られる複層鋼板1においても、圧延前の鋼鋳片10と同様の特性を有する表層1A、1Bが備えられる。これにより、複層鋼板1は、低コストであるとともに、優れた耐侯性並びに耐食性を備えたものとなる。
In the production method of the present invention, the range of the thickness direction of the surface layers 1A and 1B in the multilayer steel plate 1 after rolling the
以上説明したような本実施形態の耐食性に優れた複層鋼板1の製造方法によれば、鋼鋳片10における表層領域10A、10Bの溶融部に供給するワイヤー17の供給速度(溶滴添加頻度)、供給位置、及びワイヤー17の溶融状態を適正化しているため、表層領域10A、10Bにおける合金濃度のばらつきが抑制される。これにより、高い耐侯性を備える、耐食性に優れた複層鋼板1を、生産性良く安価に製造することが可能となる。本実施形態の製造方法では、表層領域1A、1Bのみを耐食性を有する合金層として改質し、鋼板内部1Cについては改質しない方法なので、従来の方法に比べ、耐食性に優れた複層鋼板1を低コストで製造することが可能となる。
According to the manufacturing method of the multilayer steel plate 1 having excellent corrosion resistance according to the present embodiment as described above, the supply speed of the
[第2の実施形態]
次に、本発明の耐食性に優れた複層鋼板及びその製造方法の第2の実施形態について、主に図1、図5及び図6を適宜参照しながら詳細に説明する。図5は、本実施形態の製造方法について模式的に説明する斜視図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the multilayer steel sheet having excellent corrosion resistance and a method for producing the same according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 5, and 6 as appropriate. FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating the manufacturing method of the present embodiment.
先ず、本実施形態の表面改質工程において用いる表面改質処理装置50Aについて説明する。図5に示すように、本実施形態の表層改質処理装置50Aは、第1の実施形態の表層改質処理装置50の構成に加えて振動器60を設けた構成となっている。これにより、未溶融のワイヤー17を連続的に溶融プール18に供給する場合に、振動器60を取り付けた水冷ノズル16を介してワイヤー17に振動61を付与すると共に、当該ワイヤー17をオシレーションしながら供給可能とされている。なお、図5に示す構成要素のうち、図2に示す構成要素と同一の構成要素には、図2と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
First, the surface
本実施形態の製造方法に備えられる表面改質工程においては、未溶融のワイヤー17を連続的に溶融プール18に供給する場合に、上記第1の実施形態で説明したワイヤー17のオシレーションに加え、さらに、ワイヤー17に振動61を付加することにより、ワイヤー17の溶融プール18への供給量を高めるものである。
In the surface modification step provided in the manufacturing method of the present embodiment, when the
ワイヤー17の供給量を高めるためには、ワイヤー17に対して振動力(振動61)を付与することが好ましい。このような振動力は、振動させる装置および取り付け方法によって変化するが、何れの振動力パターンであっても、振幅が±2mm未満あるいは周波数が20Hz未満では振動力が不足し、ワイヤー17の供給量を高くすることができない。一方、振動力の周波数が80Hz超では装置全体が共振してしまい、装置に損傷が発生する場合がある。また、±5mmを超える振幅は、振動で付与するよりもワイヤーを機械的にオシレーションするほうが効率的である。以上から、ワイヤー17の先端の振動は、振幅±2mm以上、±5mm以下で、且つ、周波数が20Hz以上、80Hz以下にする必要がある。
In order to increase the supply amount of the
本実施形態の製造方法に備えられる表面改質工程によれば、上述した第1の実施形態と同様に、図6に示すような鋼鋳片10の表層領域10A、10Bにおける合金成分濃度のばらつきを±50%以内に抑制することができる。また、ワイヤー17を溶融プール18に供給する際、ワイヤー17に対して振動61を付与しながらオシレーションするため、鋼鋳片10の表層領域10A、10bにより多くの合金を添加することが可能となる。
According to the surface modification step provided in the manufacturing method of the present embodiment, variation in the alloy component concentration in the
以上説明したような本実施形態の製造方法によれば、上記第1の実施形態の製造方法と同様、鋼鋳片10の表層領域10A、10Bにおける合金濃度のばらつきが抑制されるので、高い耐侯性を備えるとともに耐食性に優れた複層鋼板1を、生産性良く安価に製造することが可能となる。
According to the manufacturing method of the present embodiment as described above, the variation in the alloy concentration in the
本実施形態の耐食性に優れた複合鋼板及びその製造方法によれば、上述のように、耐食性に優れた複層鋼板1を、コストアップを招くことなく高い生産性で得られることから、その産業上の効果は計り知れない According to the composite steel sheet excellent in corrosion resistance and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, as described above, the multi-layer steel sheet 1 excellent in corrosion resistance can be obtained with high productivity without causing an increase in cost. The above effect is immeasurable
以下、本発明に係る耐食性に優れた複層鋼板及びその製造方法の実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例に限定されるものではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。 Hereinafter, examples of the multilayer steel sheet excellent in the corrosion resistance according to the present invention and its manufacturing method will be described to explain the present invention more specifically, but the present invention is not originally limited to the following examples, The present invention can be implemented with appropriate modifications within a range that can be adapted to the gist of the following, and these are all included in the technical scope of the present invention.
[実施例A]
本実施例においては、まず、連続鋳造を完了した鋼鋳片を、幅1200mm、厚さ250mm、長さ10mのサイズに切断した。次いで、ワイヤーとして、線径が1.2mmとされ、以下に示す組成を有する、下記A〜Cの合金ワイヤーを使用し、ワイヤー供給速度Vwを変更しながら鋼鋳片の表層改質を行った。この際の表層改質処理の条件を、下記表1及び表2に示した。
A:25%Cu-75%Ni
B:30%Ni−70%Cr
C:30%Ni-64Cr-4Mo-2Nb
[Example A]
In this example, first, a steel slab that had been continuously cast was cut into a size of 1200 mm in width, 250 mm in thickness, and 10 m in length. Next, as a wire, the wire diameter was 1.2 mm, and the following AC alloys wires having the following composition were used, and the steel slab surface was modified while changing the wire supply speed Vw. . The conditions of the surface layer reforming treatment at this time are shown in Tables 1 and 2 below.
A: 25% Cu-75% Ni
B: 30% Ni-70% Cr
C: 30% Ni-64Cr-4Mo-2Nb
また、振動器にはエアーバイブレーター・タービン型(振動数5000サイクル/min以上)を用い、水冷ノズルの下端から位置を変えて取り付けた(実施例5〜7、比較例11、試験例)。ここで、下記表2中に示す振幅と振動周波数は、バイブレーターの圧力、取り付け位置を調整することで制御した。
上記各条件及び手順により、実施例1〜7、比較例1〜11及び試験例の鋼鋳片を製造した。
In addition, an air vibrator / turbine type (frequency of 5000 cycles / min or more) was used as the vibrator, and the position was changed from the lower end of the water-cooled nozzle (Examples 5 to 7, Comparative Example 11, Test Example). Here, the amplitude and vibration frequency shown in Table 2 below were controlled by adjusting the pressure and the mounting position of the vibrator.
The steel slab of Examples 1-7, Comparative Examples 1-11, and a test example was manufactured by said each conditions and procedure.
そして、上記点順で得られた各実施例、比較例及び試験例の鋼鋳片について、表層領域の部分におけるNi濃度のばらつきを調べた。この際、合金濃度は、予め、溶融処理及び合金添加を施した部位をグラインダー等で研削しておき、モバイルカウントバックと呼ばれる金属材料判別機(ここでは、WAS社製PMI−MASTAR PROを使用したが、その他の測定方法、測定器の使用も可能)により、20mm間隔で測定し、結果を上記表2に併せて示した。ここで、本実施例で言う、「Ni濃度のバラつきが良好である」とは、このバラツキが±50%以内であることと定義している。 And about the steel slab of each Example obtained by the said point order, the comparative example, and the test example, the variation of Ni density | concentration in the part of a surface layer area | region was investigated. At this time, the alloy concentration was preliminarily ground with a grinder or the like on the part subjected to melting treatment and alloy addition, and a metal material discriminator called a mobile countback (here, PMI-MASTAR PRO manufactured by WAS) was used. However, the measurement was performed at intervals of 20 mm using other measurement methods and measuring instruments), and the results are also shown in Table 2 above. Here, “the Ni concentration variation is good” as used in this example is defined as the variation being within ± 50%.
さらに、上記各実施例、比較例及び試験例の鋼鋳片について、以下に説明するような条件及び手順により、耐侯性並びに耐食性の評価試験を行った。
まず、耐候性については、黒皮を削除した後の鋼鋳片の表面直下から6×50×150mmのサイズの試験片を採取し、そのまま(裸材)か、あるいは安定化処理皮膜を施した後(表面処理材)に、千葉県富津市臨海部において、離岸距離によって飛来塩分量を変化させた3箇所で、日照及び日陰環境で1、3及び7年の暴露試験を実施した。この際の離岸距離は、50m、800m及び2000mの3種類としたが、各々の位置における飛来塩分量は、年間平均で、それぞれ、0.8mdd、0.2mdd及び0.1mddである。
そして、上記条件による耐侯性の試験後、表面状態を目視確認し、この結果について、以下に示す2段階で判定し、下記表2に示した。
(1)「○」・・・年間平均の飛来塩分量が0.8mddの環境下で、50年推定腐食減量が0.2mm未満だった。
(2)「×」・・・年間平均の飛来塩分量が0.8mddの環境下で、50年推定腐食減量が0.2mm以上だった。
Furthermore, the steel slabs of the above Examples, Comparative Examples, and Test Examples were subjected to an evaluation test for weather resistance and corrosion resistance under the conditions and procedures described below.
First, for weather resistance, a test piece having a size of 6 × 50 × 150 mm was taken from directly below the surface of the steel slab after removal of the black skin, and it was directly applied (bare material) or was subjected to a stabilization treatment film. Later (surface treatment material), in the coastal area of Futtsu City, Chiba Prefecture, exposure tests were carried out for 1, 3 and 7 years in sunshine and shaded environments at three locations where the amount of incoming salt was changed by the distance from the shore. The separation distance at this time was set to three types of 50 m, 800 m and 2000 m, but the amount of incoming salt at each position was 0.8 mdd, 0.2 mdd and 0.1 mdd, respectively, on an average on an annual basis.
Then, after the weather resistance test under the above conditions, the surface condition was visually confirmed, and the results were determined in the following two stages and are shown in Table 2 below.
(1) “◯”: Under an environment where the annual average amount of incoming salt was 0.8 mdd, the 50-year estimated corrosion weight loss was less than 0.2 mm.
(2) “×”: Under an environment where the annual average amount of incoming salt was 0.8 mdd, the estimated corrosion loss for 50 years was 0.2 mm or more.
また、耐食性については、上記同様に採取した試験片を、0.4MPa・150℃のCO2が飽和した人工海水(ASTMD1141−96)に96時間浸漬し(比液量:20cm3/cm2)、酸洗(0.3%マンガン酸カリウム+18%水酸化ナトリウム)に5分間浸漬させた後、煮沸した10%クエン酸アンモニウム水溶液に5分間浸漬させ、腐食生成物を除去し、試験前後の厚みの比較で評価した。
そして、上記条件による耐食性の試験結果について、以下に示す2段階で判定し、下記表2に示した。
(1)「○」・・・試験後の厚みの、試験前の厚みに対する減少率が0.1mm/年未満だった。
(2)「×」・・・試験後の厚みの、試験前の厚みに対する減少率が0.1mm/年以上だった。
As for corrosion resistance, the test pieces in the same manner as described above was collected, immersed for 96 hours in 0.4 MPa · 0.99 ° C. artificial seawater CO 2 was saturated (ASTMD1141-96) (specific liquid volume: 20cm 3 / cm 2) , Soaked in pickling (0.3% potassium manganate + 18% sodium hydroxide) for 5 minutes, then immersed in boiled 10% aqueous ammonium citrate for 5 minutes to remove corrosion products, thickness before and after the test It was evaluated by comparison.
And about the corrosion-resistance test result by the said conditions, it determined in two steps shown below, and it showed in following Table 2. FIG.
(1) “◯”: The reduction rate of the thickness after the test with respect to the thickness before the test was less than 0.1 mm / year.
(2) “x”: The reduction rate of the thickness after the test with respect to the thickness before the test was 0.1 mm / year or more.
下記表1及び表2に、各実施例、比較例及び試験例の鋼鋳片の各製造条件及び評価結果の一覧を示す。 Tables 1 and 2 below show a list of production conditions and evaluation results for steel slabs of Examples, Comparative Examples, and Test Examples.
表2に示すように、本発明で規定する範囲内で改質処理を行った実施例1〜7の鋼鋳片は、何れも、表層領域における添加元素の合計含有量が、次式{Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物=3〜30%}で表される範囲内とされており、また、合金濃度(添加元素)のばらつきが50%以下であり、表層領域での合金の濃度分布のばらつきが低減されていることが確認できた。また、実施例1〜5、7の鋼鋳片は、何れも耐侯性試験の評価結果が「○(合格)」であり、また、実施例6の鋼鋳片は、耐食性の評価結果が「○」であった。 As shown in Table 2, the steel slabs of Examples 1 to 7 that were subjected to the modification treatment within the range defined by the present invention had a total content of additive elements in the surface layer region represented by the following formula {Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + Inevitable impurities = 3 to 30%}, and variation in alloy concentration (additive element) is 50% or less, and variation in concentration distribution of the alloy in the surface layer region is reduced. It was confirmed that Moreover, as for the steel slabs of Examples 1 to 5 and 7, all the evaluation results of the weather resistance test are “◯ (passed)”, and the steel slabs of Example 6 have the corrosion resistance evaluation results of “ ○ ”.
これに対して、比較例1〜11の鋼鋳片は、各製造条件の何れかが本発明の規定範囲外であるため、耐侯性試験又は耐食性試験の何れかが「×(不合格)」の結果となった。
比較例1の鋼鋳片は、オシレーション幅が不足したため、ニッケル濃度のばらつきが80%となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐侯性試験の評価が「×」となった。
また、比較例2の鋼鋳片は、オシレーション速度が遅いために上記(1)式を満たすことができず、満足できず、ニッケル濃度のばらつきが100%となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐侯性試験の評価が「×」となった。
On the other hand, in the steel slabs of Comparative Examples 1 to 11, since any one of the manufacturing conditions is outside the specified range of the present invention, either the weather resistance test or the corrosion resistance test is “x (failed)”. As a result.
In the steel slab of Comparative Example 1, since the oscillation width was insufficient, the nickel concentration variation was 80%, and it was confirmed that the alloy concentration in the surface layer region was not stable, and the evaluation of the weather resistance test was “×”. became.
Further, the steel slab of Comparative Example 2 cannot satisfy the above formula (1) because the oscillation speed is low, cannot be satisfied, the nickel concentration variation is 100%, and the alloy concentration in the surface layer region is stable. It was confirmed that this was not done, and the evaluation of the weather resistance test was “x”.
また、比較例3の鋼鋳片は、ワイヤー落下頻度が8個/分と、20個/分未満であったため、ニッケル濃度のばらつきが200%であり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐侯性試験の評価が「×」となった。
また、比較例4の鋼鋳片は、ワイヤー供給は連続であるが、オシレーション速度が遅いために上記(1)式を満たすことができず、Ni濃度のばらつきが200%となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐侯性試験の評価が「×」となった。
Moreover, since the steel slab of Comparative Example 3 had a wire drop frequency of 8 pieces / minute and less than 20 pieces / minute, the nickel concentration variation was 200%, and the alloy concentration in the surface layer region was not stable. It was confirmed that the evaluation of the weather resistance test was “x”.
Further, in the steel slab of Comparative Example 4, the wire supply is continuous, but because the oscillation speed is slow, the above formula (1) cannot be satisfied, the Ni concentration variation is 200%, and the surface layer region It was confirmed that the alloy concentration was not stable, and the evaluation of the weather resistance test was “x”.
また、比較例5の鋼鋳片は、オシレーション幅Loとプラズマトーチ間隔PLの関係が上記(2)式を満たしていないため、Ni濃度のばらつきが300%となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐侯性試験の評価が「×」となった。 In the steel slab of Comparative Example 5, since the relationship between the oscillation width Lo and the plasma torch interval PL does not satisfy the above formula (2), the Ni concentration variation is 300%, and the alloy concentration in the surface region is stable. It was confirmed that this was not done, and the evaluation of the weather resistance test was “x”.
また、比較例6の鋼鋳片は、オシレーション速度が遅いために上記(1)式を満たすことができず、また、オシレーション幅Loとプラズマトーチ間隔PLの関係が上記(2)式を満たしていないため、ニッケル濃度のばらつきが600%となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐侯性試験の評価が「×」となった。
また、比較例7の鋼鋳片は、Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物の合計含有量が3%を下回るとともに、溶融不完全となり、表面に凹凸が生じ、耐食性の評価が「×」となった。
また、比較例8の鋼鋳片は、オシレーション速度が遅いために上記(1)式を満たすことができず、表層領域が溶融不完全となって表面に凹凸が生じるとともに、表層領域の合金濃度が安定していないことから、耐侯性試験の評価が「×」となった。
Further, the steel slab of Comparative Example 6 cannot satisfy the above formula (1) because the oscillation speed is low, and the relationship between the oscillation width Lo and the plasma torch interval PL satisfies the above formula (2). Since it did not satisfy | fill, the dispersion | variation in nickel density | concentration became 600%, and it was confirmed that the alloy density | concentration of a surface layer area | region is not stable, and evaluation of the weather resistance test was set to "x".
Further, in the steel slab of Comparative Example 7, the total content of Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + inevitable impurities was less than 3%, the melting was incomplete, the surface was uneven, and the corrosion resistance was evaluated as “x”.
In addition, the steel slab of Comparative Example 8 cannot satisfy the above formula (1) due to the slow oscillation speed, the surface layer region is incompletely melted and the surface is uneven, and the surface region alloy Since the concentration was not stable, the evaluation of the weather resistance test was “x”.
また、比較例9の鋼鋳片は、処理速度Vが遅いために上記(1)式を満たすことができず、ニッケル濃度のばらつきが800%となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認され、耐食性試験の評価が「×」となった。
また、比較例10の鋼鋳片は、表面及び裏面からの厚み方向における合金層(表層領域)の割合が0.8%と本発明の規定を下回っていることから、耐侯性の評価が「×」となった。
また、比較例11の鋼鋳片は、Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物の合計含有量が30%を超えるため、合金濃度のばらつきは小さいものの、表面に凹凸が生じ、耐食性の評価が「×」となった。
Further, the steel slab of Comparative Example 9 cannot satisfy the above formula (1) because the processing speed V is low, the nickel concentration variation is 800%, and the alloy concentration in the surface layer region is not stable. Was confirmed, and the evaluation of the corrosion resistance test was “x”.
Moreover, since the ratio of the alloy layer (surface layer area | region) in the thickness direction from the surface and the back surface is less than the prescription | regulation of this invention, the steel cast of the comparative example 10 is evaluation of weather resistance. × ”.
Moreover, since the total content of Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + inevitable impurities exceeded 30%, the steel slab of Comparative Example 11 had unevenness in the alloy concentration, but the surface was uneven, and the corrosion resistance evaluation was “x”.
なお、試験例の鋼鋳片は、上記(1)、(2)式の何れも満たしているものの、振動周波数が14Hzと、適正範囲でない条件で振動を付与したため、工程中においてワイヤーの固着が発生し、表面に凹凸が発生するとともに、Ni濃度のばらつきが測定不可能な状態となり、表層領域の合金濃度が安定していないことが確認された例である。このため、試験例の鋼鋳片は、耐侯性試験の評価が「×」となった。 In addition, although the steel slab of the test example satisfied both of the above formulas (1) and (2), the vibration frequency was 14 Hz, and vibration was applied under conditions that were not in an appropriate range. This is an example where it was confirmed that unevenness was generated on the surface, variation in the Ni concentration became impossible to measure, and the alloy concentration in the surface layer region was not stable. For this reason, as for the steel slab of the test example, the evaluation of the weather resistance test was “x”.
[実施例B]
本実施例においては、まず、連続鋳造を完了し、組成が0.07%C−0.6%Mn−0.6Si−0.03%P−0.005%S−16.5%Cr(単位は質量%)とされた鋼鋳片を、幅1200mm、厚さ250mm、長さ10mのサイズに切断した。次いで、この連続鋳造鋼鋳片を、誘導加熱によって溶融改質処理する方法を用い、30%Ni−70%Crワイヤーを用いた合金添加を行うことで、鋼鋳片の幅両端部50mm及び表層領域10mmを溶融処理した。そして、得られた各鋼鋳片を直接加熱し、所定温度で熱間圧延を完了して鋼板とした後、酸洗を行ない所定の圧下率で冷延を施すことによって板厚を1.6mmとすることで、表面が18−8ステンレス鋼とされた鋼板を得ることができた。
[Example B]
In this example, first, continuous casting was completed, and the composition was 0.07% C-0.6% Mn-0.6Si-0.03% P-0.005% S-16.5% Cr ( The steel slab was cut into a size of 1200 mm width, 250 mm thickness, and 10 m length. Next, this continuous cast steel slab is melt-modified by induction heating, and alloy addition using a 30% Ni-70% Cr wire is performed. An area of 10 mm was melt processed. And each steel slab obtained was directly heated, and after hot rolling was completed at a predetermined temperature to obtain a steel plate, pickling was performed and cold rolling was performed at a predetermined reduction rate to achieve a plate thickness of 1.6 mm. As a result, a steel plate having a surface of 18-8 stainless steel could be obtained.
本発明によって提供される耐食性に優れた複層鋼板は、十分な耐侯性を備えるとともに、耐食性に非常に優れたものとなる。従って、本発明の複層鋼板を、例えば、耐侯性や耐食性が要求される自動車のボディや足回り部品等に用いた場合には、耐環境特性に優れた自動車を低コストで実現することが可能となる。またさらに、本発明の複層鋼板が適用可能な分野としては、上記自動車分野には限定されず、例えば、造船や建築建材等、鋼板に耐侯性や耐食性が要求される用途の分野において上記同様の効果が得られ、好適に用いることが可能であるので、その産業上の効果は計り知れない。 The multilayer steel sheet excellent in corrosion resistance provided by the present invention has sufficient weather resistance and is extremely excellent in corrosion resistance. Therefore, when the multi-layer steel sheet of the present invention is used, for example, in the body or undercarriage part of an automobile that requires weather resistance and corrosion resistance, an automobile having excellent environmental resistance characteristics can be realized at low cost. It becomes possible. Furthermore, the field to which the multilayer steel sheet of the present invention can be applied is not limited to the above-mentioned automobile field. For example, in the field of applications where the steel sheet is required to have weather resistance and corrosion resistance, such as shipbuilding and building construction materials. Therefore, the industrial effect is immeasurable.
1…複層鋼板、1A、1B…表層領域(複層鋼板)、1a…表面(複層鋼板)、1b…裏面(複層鋼板)、1C…鋼板内部、10…鋼鋳片、10A、10B…表層領域(鋼鋳片)、10a…表面(鋼鋳片)、10b…裏面(鋼鋳片)、10C…鋼鋳片内部、13…プラズマトーチ、14…プラズマジェット(プラズマ)、17…ワイヤー、18…溶融プール、19…オシレーション、60…振動器、61…振動、t…板厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multi-layer steel plate, 1A, 1B ... Surface layer area | region (multi-layer steel plate), 1a ... Front surface (multi-layer steel plate), 1b ... Back surface (multi-layer steel plate), 1C ... Inside a steel plate, 10 ... Steel slab, 10A, 10B ... surface layer region (steel slab), 10a ... front surface (steel slab), 10b ... back surface (steel slab), 10C ... inside steel slab, 13 ... plasma torch, 14 ... plasma jet (plasma), 17 ...
Claims (4)
前記表層改質工程は、前記ワイヤーのオシレーション幅を±Lo(mm)、オシレーション速度をFo(mm/sec)、前記プラズマトーチの間隔をPL(mm)、前記鋼鋳片の溶融処理速度をV(mm/sec)、前記鋼鋳片の表層領域が溶融して形成された溶融プールの長さをLp(mm)とした際、これらが下記(1)式及び(2)式で表される関係の両方を満たすように、前記ワイヤーのオシレーション中心位置を前記プラズマトーチ間の中心に合わせてオシレーションしながら、当該ワイヤーを連続して前記溶融プールに供給することにより、前記鋼鋳片の表面及び裏面からの厚みが1〜20%迄の前記表層領域における、Cu、Ni、Cr、Mo及びNbの各添加元素の成分組成を、質量%で、
Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物:3〜30%
の範囲として、前記表層領域における前記添加元素の各成分を鋼鋳片内部よりも濃化させることを特徴とする、耐食性に優れた複層鋼板の製造方法。
In the surface layer reforming step, the oscillation width of the wire is ± Lo (mm), the oscillation speed is Fo (mm / sec), the plasma torch interval is PL (mm), and the steel slab melting process speed V (mm / sec), and the length of the molten pool formed by melting the surface region of the steel slab is Lp (mm), these are expressed by the following formulas (1) and (2). By supplying the wire continuously to the molten pool while oscillating with the oscillation center position of the wire aligned with the center between the plasma torches so as to satisfy both of the relations described above, The component composition of each additive element of Cu, Ni, Cr, Mo and Nb in the surface layer region where the thickness from the front surface and the back surface of the piece is 1 to 20%, in mass%,
Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + unavoidable impurities: 3-30%
The method for producing a multilayer steel sheet having excellent corrosion resistance, characterized in that each component of the additive element in the surface layer region is concentrated more than in the steel cast slab.
Cu:0〜1.5%、
Ni:3〜30%、
Cr:0〜30%、
Mo:0〜3%、
Nb:0〜1%
の範囲とするとともに、
Cu+Ni+Cr+Mo+Nb+不可避不純物:3〜30%
の範囲とし、
さらに、前記鋼鋳片の表面及び裏面からの板厚方向における、前記添加元素の成分組成の変化率が80%/mm以下となるように、前記表層領域を改質することを特徴とする、請求項1に記載の耐食性に優れた複層鋼板の製造方法。 In the surface layer reforming step, the component composition of the additive element in the surface layer region of the steel slab is, in mass%,
Cu: 0 to 1.5%,
Ni: 3 to 30%,
Cr: 0 to 30%,
Mo: 0 to 3%,
Nb: 0 to 1%
And a range of
Cu + Ni + Cr + Mo + Nb + unavoidable impurities: 3-30%
And range
Furthermore, in the plate thickness direction from the front surface and the back surface of the steel slab, the surface layer region is modified so that the change rate of the composition of the additive element is 80% / mm or less, The manufacturing method of the multilayer steel plate excellent in corrosion resistance of Claim 1 .
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