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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124849
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】薄鋼板および連続鋳造鋳片
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20240906BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20240906BHJP
C21D 9/46 20060101ALI20240906BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301W
C22C38/00 301Z
C22C38/58
C21D9/46 F
C21D9/46 S
C22C38/00 301R
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023032798
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100187702
【弁理士】
【氏名又は名称】福地 律生
(74)【代理人】
【識別番号】100162204
【弁理士】
【氏名又は名称】齋藤 学
(74)【代理人】
【識別番号】100195213
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 健治
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 一
(72)【発明者】
【氏名】山本 研一
(72)【発明者】
【氏名】諸星 隆
(72)【発明者】
【氏名】敷田 達哉
【テーマコード（参考）】
4K037
【Ｆターム（参考）】
4K037EA01
4K037EA02
4K037EA05
4K037EA06
4K037EA09
4K037EA11
4K037EA13
4K037EA15
4K037EA17
4K037EA18
4K037EA19
4K037EA20
4K037EA22
4K037EA23
4K037EA25
4K037EA27
4K037EA31
4K037EA32
4K037EA36
4K037EB06
4K037EB09
4K037EC04
4K037FA03
4K037FB00
4K037FC04
4K037FE01
4K037JA06
(57)【要約】
【課題】本発明は、０．４～２％Ｍｎ含有鋼板においてＭｎＳの生成を抑制しつつ、さらに低融点酸化物の生成を抑制し、且つ酸化物組成を制御することにより酸化物の圧延による破砕性を向上させ、割れ（クラック）起点となる介在物の少ない高清浄化鋼板を提供することを課題とする。
【解決手段】０．４～２％Ｍｎ含有鋼であって、Ｓ≦０．００３４％、Ｏ≦０．００４０％に制限し、鋼板内部に含まれる粒径５μｍ以上の酸化物の組成および鋳片内部に含まれる粒径１０μｍ以上の酸化物の組成が以下の式１～式３を満足するようにした鋼板および連続鋳造鋳片。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
【選択図】なし
【解決手段】０．４～２％Ｍｎ含有鋼であって、Ｓ≦０．００３４％、Ｏ≦０．００４０％に制限し、鋼板内部に含まれる粒径５μｍ以上の酸化物の組成および鋳片内部に含まれる粒径１０μｍ以上の酸化物の組成が以下の式１～式３を満足するようにした鋼板および連続鋳造鋳片。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量％で、
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１０％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．００３４％以下、
Ｏ：０．００４０％以下、
Ｎ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする鋼板。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１０％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、を含有し、残部が鉄および不純物からなり、前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．００３４％以下、
Ｏ：０．００４０％以下、
Ｎ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする鋼板。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
【請求項2】
前記鋼板の断面における面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の個数密度が１．５個／ｍｍ２以下である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項3】
質量％で、
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１０％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄および不純物からなり、前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．００３４％以下、
Ｏ ：０．００４０％以下、
Ｎ ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする連続鋳造鋳片。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１０％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄および不純物からなり、前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．００３４％以下、
Ｏ ：０．００４０％以下、
Ｎ ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする連続鋳造鋳片。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
【請求項4】
前記連続鋳造鋳片の断面における面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の個数密度が１．５個／ｍｍ２以下である、請求項３に記載の連続鋳造鋳片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、板厚の薄い鋼板（薄鋼板、薄板ともいう。）とその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車部品等においては、多くの鋼材が使用されている。例えばスタビライザーなどの足回り部品、サイドインパクトビームなどの補強部品などには棒鋼が使用されている。しかし、自動車の軽量化ニーズは強く、特に電気自動車化の流れにおいて軽量化は喫緊の課題になっている。そのため、棒鋼を鋼管（例えば電縫鋼管）化して軽量化することが進められている。しかし、鋼管化した場合、棒鋼と同等強度を確保するため、引張強度が高く板厚が薄い鋼板を使用するため、鋼中介在物を起点とする割れ（クラック）の発生が問題となる。そのため、介在物の少ない清浄度の高い鋼板が求められている。
【0003】
従来、圧延時に大きく延伸し、圧延方向長さが数百μｍにもなる場合のあるＭｎＳが、特に問題視されている。粗大ＭｎＳ生成を防止するため、溶鋼をＣａ処理して、主にＣａＳとしてＳを固定することによってＭｎＳ生成を抑制する、あるいは、鋳造工程で未凝固軽圧下を行って鋳片の中心偏析を低減する、などの対策が行われている。
【0004】
一方、鋼材の高強度化のために、近年、Ｍｎ量を増やした鋼種の採用が増えており、例えば、Ｍｎ－Ｂ鋼「２６ＭｎＢ５」（成分範囲の例、単位は質量％／Ｃ：０．２３～０．２８％、Ｓｉ：０．１５～０．３５％、Ｍｎ：１．１０～１．４０％、Ｂ：０．００１５～０．００４０％）が、自動車部品用素材として使用が増えている。Ｍｎの含有量の増加に伴ってＭｎＳが生成し易くなる。
【0005】
高Ｍｎ鋼に対するＭｎＳの低減対策として、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、０．０１～２％Ｍｎ鋼においてＳ含有量を０．０１％以下にし、さらにＣａ、ＲＥＭの硫化物を析出させることにより、Ｍｎと結合するＳ量を低減することで、延伸ＭｎＳの低減を図ることが提案されている。
【0006】
特許文献２も特許文献１と同様、Ｓ含有量を抑え、ＣａとＲＥＭにより硫化物を析出させることによりＭｎＳの生成を抑制している。具体的には、０．２～１．５％Ｍｎ鋼において、Ｓ含有量を０．００２％以下にし、さらにＣａとＲＥＭの片方または両方をＳ量に応じて含有量を規定している。
【0007】
特許文献３は、寒冷地での路面凍結防止剤としてＮａＣｌなどの塩化物に対する耐腐食疲労特性を改善した０．１～２％Ｍｎ鋼に関する発明であるが、腐食ピットの起点が１０μｍ以上のＭｎＳと１０μｍ以下のＴｉＳ粒子であることを突き止め、これら粒子の析出を抑制したものである。具体的には、特許文献１，２と同様にＳを０．０１％以下にし、Ｃａを添加して球状硫化物を優先的に析出させるものである。
【0008】
特許文献４は、０．４～２％Ｍｎ鋼に関する発明であるが、圧延により延伸される介在物（延伸介在物）は先端が切欠き状であるため有害であり、延伸介在物にはＭｎＳに加えて低融点酸化物があるので、低融点酸化物の対策について提唱している。ＭｎＳ抑制のためＣａとＲＥＭを添加することは特許文献１～３と同様であるが、ＣａO－Ａｌ２Ｏ３系酸化物などの低融点酸化物が生成するのを避ける手段としてＴ．Ｏ（トータル酸素）を制御し、酸素量に応じてＣａを制御し、酸化物を高融点組成に制御することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０１２－２２４９１５号公報
【特許文献2】特開２００８－０８１８２３号公報
【特許文献3】再公表ＷＯ２０１７／０５６３８４号公報
【特許文献4】特開２０２０－８４２８１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
自動車部品の軽量化に向け、２％Ｍｎ含有鋼板などの高強度鋼板において介在物を更に抑制した高清浄化鋼板が要求されている。前出した特許文献４は、有害な介在物として延伸介在物に着目し、ＭｎＳを低減させ、さらに低融点酸化物の生成を抑制し高融点組成側に制御したものである。しかし、高融点化した酸化物は延伸性のない介在物（非延伸介在物）ではあるが、そうであっても粒径が大きいものは有害であることに変わりない。特許文献４に記載の発明においても、粒径５μｍを超える粗大介在物を皆無にできるわけではないため、さらなる介在物の微細化が求められている。
【0011】
そこで、本発明は、２％Ｍｎ含有鋼板などにおいて、粒径５μｍを超える粗大介在物の生成を抑制することを課題とし、このような粗大介在物を低減した鋼板（高清浄度鋼板）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上述の課題を達成するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
ＭｎＳの生成を抑制するため、Ｓ含有量を可能な限り低減させ、さらにＣａやＲＥＭの硫化物を優先的に生成させることにより、２％Ｍｎ鋼であってもＭｎＳを抑制することができる。
ＭｎＳの生成を抑制するため、Ｓ含有量を可能な限り低減させ、さらにＣａやＲＥＭの硫化物を優先的に生成させることにより、２％Ｍｎ鋼であってもＭｎＳを抑制することができる。
【0013】
さらに本発明者らは、延伸性介在物となる低融点酸化物の生成を抑制し、高融点化した酸化物が生成する際に、延伸性がなく破壊し易い酸化物を生成できないか検討を進めた。その結果、酸化物の成分組成を制御し、溶鋼から冷却中に液相の酸化物の内部に一部固相（酸化物）を生成させ、凝固後に液相から生成したガラス質と酸化物が共存する介在物にすることで、圧延を行う際に、ガラス質と酸化物の界面などから破砕しやすくなる介在物を得ることができることを見出した。すなわち、介在物中の酸化物の組成を適度に制御することで、圧延時に破砕、微細分散でき、２％Ｍｎ鋼のような高強度鋼板であっても、割れやクラックのない高清浄度鋼板を得ることができることを見出した。本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。
【0014】
［１］
質量％で、
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄および不純物からなり、
前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．００３４％以下、
Ｏ ：０．００４０％以下、
Ｎ ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする鋼板。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
［２］
前記鋼板の断面における面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の個数密度が１．５個／ｍｍ２以下である、［１］に記載の鋼板。
［３］
質量％で、
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１０％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄および不純物からなり、前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．００３４％以下、
Ｏ ：０．００４０％以下、
Ｎ ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする連続鋳造鋳片。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
［４］
前記連続鋳造鋳片の断面における面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の個数密度が１．５個／ｍｍ２以下である、［３］に記載の連続鋳造鋳片。
質量％で、
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄および不純物からなり、
前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．００３４％以下、
Ｏ ：０．００４０％以下、
Ｎ ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする鋼板。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
［２］
前記鋼板の断面における面積等価円換算粒径５μｍ以上の介在物の個数密度が１．５個／ｍｍ２以下である、［１］に記載の鋼板。
［３］
質量％で、
Ｃ ：０．０５％以上０．４８％以下、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．００１０％以上０．００５０％以下、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ ：０％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄および不純物からなり、前記不純物のうちＰ、Ｓ、Ｏ、Ｎを、
Ｐ ：０．０２０％以下、
Ｓ ：０．００３４％以下、
Ｏ ：０．００４０％以下、
Ｎ ：０．００７５％以下、
に制限し、
厚さ方向断面において面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の平均組成が以下の式１～３を満たすことを特徴とする連続鋳造鋳片。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
［４］
前記連続鋳造鋳片の断面における面積等価円換算粒径１０μｍ以上の介在物の個数密度が１．５個／ｍｍ２以下である、［３］に記載の連続鋳造鋳片。
【0015】
このような構成の薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片にすれば、Ｓと結合するＣａやＲＥＭ量が確保され、ＭｎＳ系介在物を低減することが可能となる。また、鋼中の介在物組成を上述のように規定しているので、圧延時の破砕性が増し、圧延後のサイズが微細化するので、有害性を低減できる。よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片を提供することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば２％Ｍｎ鋼であっても、加工時や使用時に破壊の起点となり得る介在物を抑制し、清浄度に優れた高強度鋼を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本発明の実施形態である鋼板について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。成分含有量に関する「％」は、特に断りのない限り質量％を示すものとする。特に下限を規定していない場合や下限が０％となっているものは、含有しない場合（０％）も含む。
【0018】
（Ｃ：０．０５％以上０．４８％以下）
Ｃ（炭素）は、鋼板の強度（硬度）を確保するうえで重要な元素である。Ｃ含有量が少な過ぎると強度を確保することができないため、０．０５％以上とする。一方、Ｃ含有量が多くなり過ぎると、加工性が悪化するおそれがあるので、０．４８％以下の範囲に制御する。
Ｃ（炭素）は、鋼板の強度（硬度）を確保するうえで重要な元素である。Ｃ含有量が少な過ぎると強度を確保することができないため、０．０５％以上とする。一方、Ｃ含有量が多くなり過ぎると、加工性が悪化するおそれがあるので、０．４８％以下の範囲に制御する。
【0019】
（Ｓｉ：０％以上０．６０％以下）
Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸剤として作用し、また、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度） を向上させるのに有効な元素であるので含有してもよい。一方で、Ｓｉ含有量が多くなると、熱間圧延時のスケール疵に起因する鋼板の表面性状の劣化を招くおそれがある。例えば、動力伝達シャフトの様に非常に大きなねじれ応力が加わる部品では表面の微小な凹凸が亀裂発生起点となる可能性があり、安全性に直結する。そのためＳｉ含有量は０．６０％以下にするとよい。添加する場合、効果を確実に得る観点からＳｉ含有量の下限は０．１０％であることが好ましく、Ｓｉ含有量の上限は０．５５％以下であることが好ましい。
Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸剤として作用し、また、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度） を向上させるのに有効な元素であるので含有してもよい。一方で、Ｓｉ含有量が多くなると、熱間圧延時のスケール疵に起因する鋼板の表面性状の劣化を招くおそれがある。例えば、動力伝達シャフトの様に非常に大きなねじれ応力が加わる部品では表面の微小な凹凸が亀裂発生起点となる可能性があり、安全性に直結する。そのためＳｉ含有量は０．６０％以下にするとよい。添加する場合、効果を確実に得る観点からＳｉ含有量の下限は０．１０％であることが好ましく、Ｓｉ含有量の上限は０．５５％以下であることが好ましい。
【0020】
（Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下）
Ｍｎ（マンガン）は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である。Ｍｎ含有量が少ないと、その効果が十分得られないので０．４０％以上にするとよい。一方、Ｍｎ含有量が多くなると、鋼板の加工性が劣化するおそれがある。さらに延伸性介在物であるＭｎＳを生成し易くなるので、Ｍｎ含有量を２．０％以下に制御する。なお、Ｍｎ含有量の下限は０．９０％以上であることが好ましく、Ｍｎ含有量の上限は１．６５％以下であることが好ましい。
Ｍｎ（マンガン）は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である。Ｍｎ含有量が少ないと、その効果が十分得られないので０．４０％以上にするとよい。一方、Ｍｎ含有量が多くなると、鋼板の加工性が劣化するおそれがある。さらに延伸性介在物であるＭｎＳを生成し易くなるので、Ｍｎ含有量を２．０％以下に制御する。なお、Ｍｎ含有量の下限は０．９０％以上であることが好ましく、Ｍｎ含有量の上限は１．６５％以下であることが好ましい。
【0021】
（Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下）
Ａｌ（アルミニウム）は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、Ｎを固定することで鋼板の加工性を高めるのに有効な元素であることから、Ａｌ含有量は０．００３％以上にするとよい。一方、Ａｌ含有量が多くなると、効果は飽和し、さらに、粗大な介在物が増加する。この粗大な介在物によって、加工性が劣化して、表面疵が発生し易くなるおそれがあるので、Ａｌ含有量を０．０８０％以下に制御するとよい。なお、Ａｌ含有量の下限は０．０１０％以上、または０．０２０％以上であることが好ましく、Ａｌ含有量の上限は０．０７０％以下、または０．０５０％以下であることが好ましい。
Ａｌ（アルミニウム）は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、Ｎを固定することで鋼板の加工性を高めるのに有効な元素であることから、Ａｌ含有量は０．００３％以上にするとよい。一方、Ａｌ含有量が多くなると、効果は飽和し、さらに、粗大な介在物が増加する。この粗大な介在物によって、加工性が劣化して、表面疵が発生し易くなるおそれがあるので、Ａｌ含有量を０．０８０％以下に制御するとよい。なお、Ａｌ含有量の下限は０．０１０％以上、または０．０２０％以上であることが好ましく、Ａｌ含有量の上限は０．０７０％以下、または０．０５０％以下であることが好ましい。
【0022】
（Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下）
Ｔｉ（チタン）は、炭窒化物を形成することにより強度を高める効果があるので、必要に応じて、含有させても良い。一方、Ｔｉ含有量が多くなると、粗大な角状の炭窒化物が形成されやすくなり、加工性の劣化が顕在化するので、Ｔｉ含有量を０．０６０％以下に制限するとよい。Ｔｉ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｔｉ含有量の下限は０ ．０００５％以上であってもよい。
Ｔｉ（チタン）は、炭窒化物を形成することにより強度を高める効果があるので、必要に応じて、含有させても良い。一方、Ｔｉ含有量が多くなると、粗大な角状の炭窒化物が形成されやすくなり、加工性の劣化が顕在化するので、Ｔｉ含有量を０．０６０％以下に制限するとよい。Ｔｉ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｔｉ含有量の下限は０ ．０００５％以上であってもよい。
【0023】
（Ｃｒ：０％以上０．７０％以下）
Ｃｒ（クロム）は、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である。そのため、必要に応じて含有させても良い。一方、Ｃｒ含有量が多くなると、効果は飽和し、窒化物が生成し介在物になる恐れがあるので、Ｃｒ含有量を０．７０％以下に制御するとよい。
Ｃｒ（クロム）は、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である。そのため、必要に応じて含有させても良い。一方、Ｃｒ含有量が多くなると、効果は飽和し、窒化物が生成し介在物になる恐れがあるので、Ｃｒ含有量を０．７０％以下に制御するとよい。
【0024】
（Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下）
Ｃａ（カルシウム）は、ＣａＳを優先的に生成し、ＭｎＳの生成を抑制する効果があるので、０．０００３％以上含有するとよい。一方、Ｃａ含有量が多くなり過ぎると、酸化物、および／またはＣａＳ系介在物などが粗大化し、これらによって鋼板の加工性が悪化するおそれがあり、さらに、連続鋳造のノズル耐火物が溶損しやすくなることにより連続鋳造の操業が安定しなくなるおそれがある。よって、Ｃａ含有量を０．００５０％以下の範囲に制御するとよい。なお、Ｃａ含有量の下限は０．００１０％以上とすることが好ましく、Ｃａ含有量の上限は０．００３５％以下とすることが好ましい。
Ｃａ（カルシウム）は、ＣａＳを優先的に生成し、ＭｎＳの生成を抑制する効果があるので、０．０００３％以上含有するとよい。一方、Ｃａ含有量が多くなり過ぎると、酸化物、および／またはＣａＳ系介在物などが粗大化し、これらによって鋼板の加工性が悪化するおそれがあり、さらに、連続鋳造のノズル耐火物が溶損しやすくなることにより連続鋳造の操業が安定しなくなるおそれがある。よって、Ｃａ含有量を０．００５０％以下の範囲に制御するとよい。なお、Ｃａ含有量の下限は０．００１０％以上とすることが好ましく、Ｃａ含有量の上限は０．００３５％以下とすることが好ましい。
【0025】
（ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下）
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍｅｔａｌ）は希土類元素を意味し、スカンジウムＳｃ（原子番号２１）、イットリウムＹ（原子番号３９）およびランタノイド（原子番号５ ７のランタンから原子番号７１のルテシウムまでの１５元素）の１７元素の総称である。本実施形態に係る鋼板では、これらのうちから選ばれる少なくとも１種以上の元素を含有する。一般的に、ＲＥＭとして、入手のし易さから、Ｃｅ（セリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｒ（プラセオジム）などから選ばれることが多い。添加方法としては、例えば、鋼中にこれらの元素の混合物であるミッシュメタルとして添加することが広く行われている。ミッシュメタルの主成分はＣｅ、Ｌａ、Ｎｄ、およびＰｒである。本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片では、鋼材に含有されるこれら希土類元素の合計量を、ＲＥＭ含有量とする。
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍｅｔａｌ）は希土類元素を意味し、スカンジウムＳｃ（原子番号２１）、イットリウムＹ（原子番号３９）およびランタノイド（原子番号５ ７のランタンから原子番号７１のルテシウムまでの１５元素）の１７元素の総称である。本実施形態に係る鋼板では、これらのうちから選ばれる少なくとも１種以上の元素を含有する。一般的に、ＲＥＭとして、入手のし易さから、Ｃｅ（セリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｒ（プラセオジム）などから選ばれることが多い。添加方法としては、例えば、鋼中にこれらの元素の混合物であるミッシュメタルとして添加することが広く行われている。ミッシュメタルの主成分はＣｅ、Ｌａ、Ｎｄ、およびＰｒである。本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片では、鋼材に含有されるこれら希土類元素の合計量を、ＲＥＭ含有量とする。
【0026】
ＲＥＭは、それ自体の硫化物を優先的に生成しＭｎＳの生成を抑制する効果があるので０．０００３％以上含有するとよく、好ましくは０．００１０％以上にするとよい。一方、ＲＥＭ含有量が多くなり過ぎると、連続鋳造時のノズル詰まりが起こりやすくなるだけでなく、生成するＲＥＭ系介在物（酸化物やオキシサルファイド）の個数密度が比較的高くなるので、鋳片の連続鋳造時に湾曲する鋳片の下面側にこれらＲＥＭ系介在物が堆積する。このことが、鋳片を圧延して得られた製品に内部欠陥を引き起こし、さらに、鋼板の加工性を悪化させるおそれがある。そのため、ＲＥＭ含有量を０．００５０％以下に制御するとよい。
【0027】
さらに必要に応じてＣｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｂのうちの１種以上を含有してもよい。これら元素は含まなくてもよいので、その含有量の下限は０％である。
【0028】
（Ｃｕ：０％以上０．０５％以下）
Ｃｕ（銅）は、鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。一方、Ｃｕ含有量が多くなると、溶融金属脆化（Ｃｕ割れ）によって熱間圧延時に熱間加工割れが生じるおそれがあるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｃｕ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
Ｃｕ（銅）は、鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。一方、Ｃｕ含有量が多くなると、溶融金属脆化（Ｃｕ割れ）によって熱間圧延時に熱間加工割れが生じるおそれがあるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｃｕ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
【0029】
（Ｎｂ：０％以上０．０５％以下）
Ｎｂ（ニオブ）は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止および鋼板の加工性の改善に有効な選択元素である。一方、Ｎｂ含有量が多くなると、粗大なＮｂ炭窒化物が析出して鋼板の加工性の低下を招くおそれがあるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｎｂ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
Ｎｂ（ニオブ）は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止および鋼板の加工性の改善に有効な選択元素である。一方、Ｎｂ含有量が多くなると、粗大なＮｂ炭窒化物が析出して鋼板の加工性の低下を招くおそれがあるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｎｂ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
【0030】
（Ｖ：０％以上０．０５％以下）
Ｖ（バナジウム）は、Ｎｂと同様に炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止や加工性の改善に有効な選択元素である。一方、Ｖ含有量が多くなると、粗大なＶ炭窒化物が生成して鋼板の加工性の低下を招くおそれがあるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｖ含有量の好ましい範囲は０．０２ ％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
Ｖ（バナジウム）は、Ｎｂと同様に炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止や加工性の改善に有効な選択元素である。一方、Ｖ含有量が多くなると、粗大なＶ炭窒化物が生成して鋼板の加工性の低下を招くおそれがあるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｖ含有量の好ましい範囲は０．０２ ％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
【0031】
（Ｍｏ：０％以上０．０５％以下）
Ｍｏ（モリブデン）は、焼入れ性の向上と焼戻し軟化抵抗性の向上とにより、鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。一方、Ｍｏ含有量が多くなると、コストが増加し、且つ含有効果は飽和するだけでなく、鋼板の加工性、特に冷間加工性が低下し、これにより、鋼板を複雑な形状（例えばギヤ形状など）に加工することが困難になるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｍｏ含有量の好ましい範囲は０．０１％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
Ｍｏ（モリブデン）は、焼入れ性の向上と焼戻し軟化抵抗性の向上とにより、鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。一方、Ｍｏ含有量が多くなると、コストが増加し、且つ含有効果は飽和するだけでなく、鋼板の加工性、特に冷間加工性が低下し、これにより、鋼板を複雑な形状（例えばギヤ形状など）に加工することが困難になるので、含有量は０．０５％以下にするとよい。なお、Ｍｏ含有量の好ましい範囲は０．０１％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
【0032】
（Ｎｉ：０％以上０．０５％以下）
Ｎｉ（ニッケル）は、焼入れ性の向上による鋼板の強度（硬度）の向上や、加工性の向上に有効な選択元素である。また、Ｃｕ含有時の溶融金属脆化（Ｃｕ割れ）を防止する効果も有する選択元素である。一方、Ｎｉ含有量が多くなると、コストが増加する一方で、含有効果は飽和するので、Ｎｉ含有量の上限を０．０５％とする。なお、Ｎｉ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
Ｎｉ（ニッケル）は、焼入れ性の向上による鋼板の強度（硬度）の向上や、加工性の向上に有効な選択元素である。また、Ｃｕ含有時の溶融金属脆化（Ｃｕ割れ）を防止する効果も有する選択元素である。一方、Ｎｉ含有量が多くなると、コストが増加する一方で、含有効果は飽和するので、Ｎｉ含有量の上限を０．０５％とする。なお、Ｎｉ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上であり、０．０４％以下であるとよい。
【0033】
（Ｂ：０％以上０．００５０％以下）
Ｂ（ホウ素）は、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。一方、Ｂ含有量が多くなると、Ｂ系化合物が生成して鋼板の加工性が低下するので上限を０．００５０％とする。なお、Ｂ含有量の好ましい範囲は０．００１５％以上であり、０．００４０％以下であるとよい。
Ｂ（ホウ素）は、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。一方、Ｂ含有量が多くなると、Ｂ系化合物が生成して鋼板の加工性が低下するので上限を０．００５０％とする。なお、Ｂ含有量の好ましい範囲は０．００１５％以上であり、０．００４０％以下であるとよい。
【0034】
本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片は、上記した基本成分の他の残部はＦｅおよび不純物である。ここで、不純物とは、スクラップ等の副原料や、製造工程から不可避的に混入する、Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ａｓ、Ｃｏ、Ｓｎ、およびＰｂ等の元素を意味する。これら元素の含有量は少ない方が好ましいので、下限値は０％である。特に、Ｐ、Ｓ、Ｏ、およびＮは、硫化物や酸化物を生成し易いため、以下のように制限する。また、Ｐ、Ｓ、Ｏ、およびＮ以外の上記不純物は、それぞれ０．０１％以下に制限することが好ましい。ただ、これらの不純物が、０．０１％以下含まれても、本発明の効果を失するものではない。
【0035】
（Ｐ：０．０２０％以下）
Ｐ（リン）の過剰含有は、鋼板の加工性を阻害するので、Ｐ含有量を０．０２０％以下に制限する。Ｐ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｐ含有量の下限は０．００５％以上であってもよい。
Ｐ（リン）の過剰含有は、鋼板の加工性を阻害するので、Ｐ含有量を０．０２０％以下に制限する。Ｐ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｐ含有量の下限は０．００５％以上であってもよい。
【0036】
（Ｓ：０．００３４％以下）
Ｓ（硫黄）は、ＭｎＳを主とする非金属介在物を形成するできるだけ少ない方がよく、Ｓ含有量を０．００３４％以下に制限し、好ましくは、０．００２０％以下に制限する。Ｓ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｓ含有量の下限は０．０００３％以上であってもよい。
Ｓ（硫黄）は、ＭｎＳを主とする非金属介在物を形成するできるだけ少ない方がよく、Ｓ含有量を０．００３４％以下に制限し、好ましくは、０．００２０％以下に制限する。Ｓ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｓ含有量の下限は０．０００３％以上であってもよい。
【0037】
（Ｏ：０．００４０％以下）
Ｏ（酸素）は、酸化物（非金属介在物）を形成し、この酸化物が凝集および粗大化することにより、また、酸化物の組成によっては圧延時に延伸することにより、鋼板の加工性を低下させる不純物元素である。よって、Ｏ含有量は少ない方がよく０．００４０％以下に制限する。Ｏ 含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｏ含有量の下限は０．０００５％以上であってもよい。本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片のＯ含有量は、鋼中に固溶するＯや、介在物中に存在するＯなどの、すべてのＯ含有量を合計したトータルＯ含有量（Ｔ．Ｏ含有量）を意味する。
Ｏ（酸素）は、酸化物（非金属介在物）を形成し、この酸化物が凝集および粗大化することにより、また、酸化物の組成によっては圧延時に延伸することにより、鋼板の加工性を低下させる不純物元素である。よって、Ｏ含有量は少ない方がよく０．００４０％以下に制限する。Ｏ 含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｏ含有量の下限は０．０００５％以上であってもよい。本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片のＯ含有量は、鋼中に固溶するＯや、介在物中に存在するＯなどの、すべてのＯ含有量を合計したトータルＯ含有量（Ｔ．Ｏ含有量）を意味する。
【0038】
（Ｎ：０．００７５％以下）
Ｎ（窒素）は、窒化物（非金属介在物）を形成し、鋼板の加工性を低下させる不純物元素であるので、Ｎ含有量を０．００７５％以下に制限する。Ｎ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｎ含有量の下限は０．００１０％であってもよい。
Ｎ（窒素）は、窒化物（非金属介在物）を形成し、鋼板の加工性を低下させる不純物元素であるので、Ｎ含有量を０．００７５％以下に制限する。Ｎ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｎ含有量の下限は０．００１０％であってもよい。
【0039】
［酸化物］
圧延後の薄鋼板および圧延前の薄鋼板用連続鋳造鋳片（以下、薄鋼板および連続鋳造鋳片を合わせて鋼材と呼ぶ。）の厚さ方向断面（鋼材表面に垂直断面）において、１個あたりの面積等価円換算粒径（同一面積の円の直径）が薄鋼板で５μｍ以上、連鋳鋳片で１０μｍ以上の粗大介在物に含まれる酸化物の平均組成が以下の範囲にあるとよい。その理由を説明する。ここで、連続鋳造鋳片の粗大介在物の円相当径が１０μｍ以上としたのは、圧延後の薄鋼板では、圧延により粗大介在物が破砕されて円相当径が５μｍ以上になることを考慮したからである。なお、酸化物の平均組成とは、対象となる介在物全体に対して含有される各酸化物の質量％を示す。各酸化物の平均組成（質量％）の測定方法は後述する。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
圧延後の薄鋼板および圧延前の薄鋼板用連続鋳造鋳片（以下、薄鋼板および連続鋳造鋳片を合わせて鋼材と呼ぶ。）の厚さ方向断面（鋼材表面に垂直断面）において、１個あたりの面積等価円換算粒径（同一面積の円の直径）が薄鋼板で５μｍ以上、連鋳鋳片で１０μｍ以上の粗大介在物に含まれる酸化物の平均組成が以下の範囲にあるとよい。その理由を説明する。ここで、連続鋳造鋳片の粗大介在物の円相当径が１０μｍ以上としたのは、圧延後の薄鋼板では、圧延により粗大介在物が破砕されて円相当径が５μｍ以上になることを考慮したからである。なお、酸化物の平均組成とは、対象となる介在物全体に対して含有される各酸化物の質量％を示す。各酸化物の平均組成（質量％）の測定方法は後述する。
８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％）
・・・式１
５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５
・・・式２
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０
・・・式３
但し、ＣａＯ（％）、ＲＥＭ２Ｏ３（％）、Ａｌ２Ｏ３（％）は各酸化物の質量％を示す。含まれない場合は０を代入する。
【0040】
（８０≦ＣａＯ（％）＋ＲＥＭ２Ｏ３（％）＋Ａｌ２Ｏ３（％））
ＣａＯとＲＥＭ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の合計が少なくなると、その他の酸化物、例えば硬質酸化物であるＭｇＯやＭｎＯやＳｉＯ２が介在物中に含有され、介在物の圧延時の破砕性が悪化し、鋼板中のクラック起点となり易くなる。そのため、ＣａＯとＲＥＭ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の合計は８０％以上であるとよい。好ましくは８５％以上、または９０％以上であるとよい。上限は１００％であってもよいので特に限定しない。
ＣａＯとＲＥＭ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の合計が少なくなると、その他の酸化物、例えば硬質酸化物であるＭｇＯやＭｎＯやＳｉＯ２が介在物中に含有され、介在物の圧延時の破砕性が悪化し、鋼板中のクラック起点となり易くなる。そのため、ＣａＯとＲＥＭ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の合計は８０％以上であるとよい。好ましくは８５％以上、または９０％以上であるとよい。上限は１００％であってもよいので特に限定しない。
【0041】
（５≦ＲＥＭ２Ｏ３（％）≦２５）
ＲＥＭ２Ｏ３が少な過ぎると介在物中のガラス質が多くなるので、圧延時に延伸しやすくなり、粗大な延伸介在物が残留する。そのため、ＲＥＭ２Ｏ３を５％以上にするとよい。一方、ＲＥＭ２Ｏ３が多くなり過ぎると連続鋳造時のノズル詰まりが起こりやすくなる。このため、ＲＥＭ２Ｏ３を２５％以下にするとよい。
ＲＥＭ２Ｏ３が少な過ぎると介在物中のガラス質が多くなるので、圧延時に延伸しやすくなり、粗大な延伸介在物が残留する。そのため、ＲＥＭ２Ｏ３を５％以上にするとよい。一方、ＲＥＭ２Ｏ３が多くなり過ぎると連続鋳造時のノズル詰まりが起こりやすくなる。このため、ＲＥＭ２Ｏ３を２５％以下にするとよい。
【0042】
（Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０）
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）が１．５０以上では介在物中の酸化物の量が多くなるので圧延時に粗大な酸化物が残留するので清浄性が悪化する。このため、Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０の範囲に制御する。
Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）が１．５０以上では介在物中の酸化物の量が多くなるので圧延時に粗大な酸化物が残留するので清浄性が悪化する。このため、Ａｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）≦１．５０の範囲に制御する。
【0043】
（各酸化物の平均組成（質量％）の測定方法）
試料の圧延方向と板厚方向とに平行な断面を観察面として、光学顕微鏡により倍率４００倍（介在物形状を詳細に測定する際は倍率１０００倍）以上で、０．１ｍｍ２の視野で少なくとも１０視野観察する。各観察視野で、粒径（面積等価円換算粒径）が薄鋼板では５μｍ以上、連続鋳造鋳片では１０μｍ以上の介在物（以下観察対象介在物と呼ぶ。）を観察する。これらの介在物の単位面積（１ｍｍ２）当たりの個数を介在物指数とした。介在物指数１．５未満は清浄性良好と判断できる。
試料の圧延方向と板厚方向とに平行な断面を観察面として、光学顕微鏡により倍率４００倍（介在物形状を詳細に測定する際は倍率１０００倍）以上で、０．１ｍｍ２の視野で少なくとも１０視野観察する。各観察視野で、粒径（面積等価円換算粒径）が薄鋼板では５μｍ以上、連続鋳造鋳片では１０μｍ以上の介在物（以下観察対象介在物と呼ぶ。）を観察する。これらの介在物の単位面積（１ｍｍ２）当たりの個数を介在物指数とした。介在物指数１．５未満は清浄性良好と判断できる。
【0044】
各観察対象介在物の観察断面全体の組成（各酸化物の含有量（質量％））をＳＥＭに付属したＥＤＸ装置を用いて分析し、各観察対象介在物の観察断面の面積を乗算して各酸化物の平均組成を求めた。観察対象介在物が５個以上抽出された場合は、ランダムに５個選択し、その５個の介在物で各酸化物の平均組成を求めてもよい。
各観察対象介在物の組成として、例えば介在物中心部の組成で代表させるのではなく、断面全体の平均組成を測定したのは、例えば単独ＭｎＳの様に組成が均一な介在物より、Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物の周囲の一部にＭｎＳやＣａＳが付着する場合のような複合介在物が多いためである。この様な複合介在物の平均組成は、介在物全断面をＥＤＸ分析範囲に含めて分析すれば求めることができる。あるいは、それぞれの介在物中の相（または結晶粒）ごとに、点分析を行い、ＳＥＭ像から求まるそれぞれの相（または結晶粒）の面積率を乗じて平均組成を算出しても良い。
各観察対象介在物の組成として、例えば介在物中心部の組成で代表させるのではなく、断面全体の平均組成を測定したのは、例えば単独ＭｎＳの様に組成が均一な介在物より、Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物の周囲の一部にＭｎＳやＣａＳが付着する場合のような複合介在物が多いためである。この様な複合介在物の平均組成は、介在物全断面をＥＤＸ分析範囲に含めて分析すれば求めることができる。あるいは、それぞれの介在物中の相（または結晶粒）ごとに、点分析を行い、ＳＥＭ像から求まるそれぞれの相（または結晶粒）の面積率を乗じて平均組成を算出しても良い。
【0045】
ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＲＥＭ２Ｏ３の組成量は、ＳＥＭ付属ＥＤＳによる介在物分析結果を基に、元素のマスバランスを考慮して算出することができる。ＥＤＳ分析結果は、元素別に質量％で出力される。以下の説明では、介在物から検出された元素または化合物Ｍの含有量を（Ｍ）のように表記する。
（Ｃａ）、（Ａｌ）、（ＲＥＭ）のそれぞれから、原子量を用いて、酸化物量を算出すればよい。例えば、Ａｌ２Ｏ３の含有量（質量％）である（Ａｌ２Ｏ３）は、測定したＡｌの質量％（Ａｌ）とＡｌの原子量２７と酸素の原子量１６を用いて、（Ａｌ２Ｏ３）＝（２７×２＋１６×３）×（Ａｌ）／（２７×２）で計算できる。なお、介在物をＳＥＭで観察して、介在物にＡｌＮがある場合は除外する。ＡｌＮは特徴的な角形状なので、ＳＥＭ観察で容易に判別可能である。ここでは介在物組成に影響するミクロンオーダーやサブミクロンオーダーサイズのＡｌＮを問題にしており、それより小さなＡｌＮ析出物の生成は介在物組成には影響しないので無視してよい。基本的には、同様の方法で、（Ｃａ）から（ＣａＯ）を、（ＲＥＭ）から（ＲＥＭ２Ｏ３）を求めることができる。ここで、（ＲＥＭ）は、検出された希土類元素の合計量、例えばＣｅ、Ｌａ、Ｎｄが検出された場合はそれらの合計量を（ＲＥＭ）とした。なお、ＣａやＲＥＭは、酸化物のほか、硫化物も形成するので、Ｓのマスバランスを考慮して、Ｓと結合して硫化物を形成するＣａやＲＥＭを差し引いて、酸化物を形成するＣａとＲＥＭの量を求めることに注意する必要がある。Ａｌ脱酸鋼の場合、介在物から検出されたＭｎはＭｎＳから検出されたとみなせるので、ＭｎＳを形成するＳ量を、ＭｎとＳの原子量を用いて、３２／５５ ×（Ｍｎ）から計算し、Ｓ総量から除く。このＳ残量が、ＣａＳ、ＲＥＭ２Ｏ２Ｓ（オキシサルファイド）、ＲＥＭＳ（ＲＥＭ原子とＳ原子がモル比１：１で結合した硫化物）を形成しているＳ量である。熱力学的に、ＣａＳが最も生成し易く、次にＲＥＭ２Ｏ２Ｓ、最後にＲＥＭＳが生成すると考えられる。この順番で、Ｓのマスバランスを考慮して、硫化物やオキシサルファイドの生成量を計算すればよい。こうして求めた硫化物やオキシサルファイドを形成するＣａやＲＥＭを、それぞれの総量から差し引いた残量が、酸化物を形成しているＣａ量、ＲＥＭ量である。Ｃａ、ＲＥＭ、Ｏの原子量を用いて、（ＣａＯ）、（ＲＥＭ２Ｏ３）を計算すればよい。
（Ｃａ）、（Ａｌ）、（ＲＥＭ）のそれぞれから、原子量を用いて、酸化物量を算出すればよい。例えば、Ａｌ２Ｏ３の含有量（質量％）である（Ａｌ２Ｏ３）は、測定したＡｌの質量％（Ａｌ）とＡｌの原子量２７と酸素の原子量１６を用いて、（Ａｌ２Ｏ３）＝（２７×２＋１６×３）×（Ａｌ）／（２７×２）で計算できる。なお、介在物をＳＥＭで観察して、介在物にＡｌＮがある場合は除外する。ＡｌＮは特徴的な角形状なので、ＳＥＭ観察で容易に判別可能である。ここでは介在物組成に影響するミクロンオーダーやサブミクロンオーダーサイズのＡｌＮを問題にしており、それより小さなＡｌＮ析出物の生成は介在物組成には影響しないので無視してよい。基本的には、同様の方法で、（Ｃａ）から（ＣａＯ）を、（ＲＥＭ）から（ＲＥＭ２Ｏ３）を求めることができる。ここで、（ＲＥＭ）は、検出された希土類元素の合計量、例えばＣｅ、Ｌａ、Ｎｄが検出された場合はそれらの合計量を（ＲＥＭ）とした。なお、ＣａやＲＥＭは、酸化物のほか、硫化物も形成するので、Ｓのマスバランスを考慮して、Ｓと結合して硫化物を形成するＣａやＲＥＭを差し引いて、酸化物を形成するＣａとＲＥＭの量を求めることに注意する必要がある。Ａｌ脱酸鋼の場合、介在物から検出されたＭｎはＭｎＳから検出されたとみなせるので、ＭｎＳを形成するＳ量を、ＭｎとＳの原子量を用いて、３２／５５ ×（Ｍｎ）から計算し、Ｓ総量から除く。このＳ残量が、ＣａＳ、ＲＥＭ２Ｏ２Ｓ（オキシサルファイド）、ＲＥＭＳ（ＲＥＭ原子とＳ原子がモル比１：１で結合した硫化物）を形成しているＳ量である。熱力学的に、ＣａＳが最も生成し易く、次にＲＥＭ２Ｏ２Ｓ、最後にＲＥＭＳが生成すると考えられる。この順番で、Ｓのマスバランスを考慮して、硫化物やオキシサルファイドの生成量を計算すればよい。こうして求めた硫化物やオキシサルファイドを形成するＣａやＲＥＭを、それぞれの総量から差し引いた残量が、酸化物を形成しているＣａ量、ＲＥＭ量である。Ｃａ、ＲＥＭ、Ｏの原子量を用いて、（ＣａＯ）、（ＲＥＭ２Ｏ３）を計算すればよい。
【0046】
（製造方法）
次に、本実施形態に係る鋼板の製造方法の一例について説明する。
本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片は、一般的な薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片と同様に、例えば高炉溶銑を原料とし、転炉精錬や二次精錬を行って製造した溶鋼を、連続鋳造によって連続鋳造鋳片とした後、その鋳片に熱間圧延、必要に応じ冷間圧延、および／または焼鈍などを行って薄鋼板にする。その際、転炉における脱炭処理の後、取鍋での二次精錬で、鋼の成分調整とともに、ＣａおよびＲＥＭの添加による介在物制御を行う。なお、高炉溶銑のほか、鉄スクラップを原料として電気炉で溶解した溶鋼を原料として用いてもよい。
次に、本実施形態に係る鋼板の製造方法の一例について説明する。
本実施形態に係る薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片は、一般的な薄鋼板および薄鋼板用の連続鋳造鋳片と同様に、例えば高炉溶銑を原料とし、転炉精錬や二次精錬を行って製造した溶鋼を、連続鋳造によって連続鋳造鋳片とした後、その鋳片に熱間圧延、必要に応じ冷間圧延、および／または焼鈍などを行って薄鋼板にする。その際、転炉における脱炭処理の後、取鍋での二次精錬で、鋼の成分調整とともに、ＣａおよびＲＥＭの添加による介在物制御を行う。なお、高炉溶銑のほか、鉄スクラップを原料として電気炉で溶解した溶鋼を原料として用いてもよい。
【0047】
ＣａおよびＲＥＭは、転炉精錬や二次精錬で他の含有元素の成分を調整し、さらに、Ａｌ脱酸により生じるＡｌ２Ｏ３を溶鋼から浮上分離させてから、添加する。Ａｌ２Ｏ３が溶鋼中に多量に残存している時にＣａやＲＥＭを添加すると、ＣａやＲＥＭがＡｌ２Ｏ３の還元によって消費されるからである。そのため、Ｓの固定に使われるＣａおよびＲＥＭの量が減少し、ＭｎＳの生成を十分に防止できなくなる。
【0048】
Ｃａは、蒸気圧が高いので、Ｃａ－Ｓｉ合金、Ｆｅ―Ｃａ－Ｓｉ合金、あるいはＣａ－Ｎｉ合金等として添加するのがよい。これらの合金添加のために、これら合金から構成される合金ワイヤーを用いてもよい。ＲＥＭは、Ｆｅ－Ｓｉ－ＲＥＭ合金、およびミッシュメタル等の形で添加すればよい。ミッシュメタルとは希土類元素の混合物であり、具体的には、Ｃｅを４０～５０％程度、Ｌａを２０～４０％程度含有することが多い。例えば、Ｃｅ４５％、Ｌａ３５％、Ｎｄ９％、Ｐｒ６％、他不純物からなるミッシュメタルなどが入手できる。
【0049】
ＣａおよびＲＥＭの添加順序は特に制限されるものではない。しかし、ＲＥＭ添加後にＣａ添加すると、介在物のサイズが小さくなる傾向が見られる。従って、ＲＥＭ添加後にＣａを添加するのが好ましい。
【0050】
Ａｌ脱酸後にＡｌ２Ｏ３が生成され、このＡｌ２Ｏ３のうち一部がクラスター化する。しかし、ＲＥＭをＣａよりも先に添加すると、クラスターの一部が還元・分解され、クラスターのサイズを低減できる。一方、ＣａをＲＥＭよりも先に添加すると、Ａｌ２Ｏ３が低融点のＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３系介在物に変化し、上記Ａｌ２Ｏ３クラスターが凝集して単一の粗大なＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３系介在物となってしまうおそれがある。このため、ＲＥＭ添加後にＣａ添加することが好ましい。
【0051】
本実施形態の鋼板および鋳片であれば、酸化物の主要組成を三元系、Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－ＲＥＭ２Ｏ３系としているので、酸化物の周囲にガラス質が生成しており、圧延時の破砕容易性が増し、圧延後に介在物サイズが微細化するので、無害化できる。よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高清浄な鋼板を提供することができる。
以上、本発明の実施形態である鋼板について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、実施形態では、本発明の鋼板を製造する鋼板の製造方法の一例を示したが、これに限定されることはなく、他の製造方法を適用してもよい。
以上、本発明の実施形態である鋼板について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、実施形態では、本発明の鋼板を製造する鋼板の製造方法の一例を示したが、これに限定されることはなく、他の製造方法を適用してもよい。
【実施例0052】
以下に、本発明の実施例について説明する。
所定の成分にした鋼を溶製した後、まずＡｌを添加して脱酸を行い、次にＴｉなどのその他の元素の成分を調整した後、Ａｌ脱酸で生じたＡｌ２Ｏ３を浮上させるため５分間以上保持した後に、ＲＥＭを添加し、均一に混合するために３分間保持してから、Ｃａ－Ｓｉ合金によりＣａを添加した。ＲＥＭは質量比でＣｅ５０％、Ｌａ２５％、Ｎｄ１０％であり、残部が不純物であるミッシュメタルを用いて添加した。
所定の成分にした鋼を溶製した後、まずＡｌを添加して脱酸を行い、次にＴｉなどのその他の元素の成分を調整した後、Ａｌ脱酸で生じたＡｌ２Ｏ３を浮上させるため５分間以上保持した後に、ＲＥＭを添加し、均一に混合するために３分間保持してから、Ｃａ－Ｓｉ合金によりＣａを添加した。ＲＥＭは質量比でＣｅ５０％、Ｌａ２５％、Ｎｄ１０％であり、残部が不純物であるミッシュメタルを用いて添加した。
【0053】
精錬後の溶鋼を連続鋳造により厚み２５０ｍｍの連続鋳造鋳片とした。その後、この鋳片を分割し、一つを連続鋳造鋳片のサンプルとした。もう一つの鋳片を１２００℃に加熱した後で１時間保持し、次いで仕上げ圧延温度が９２０℃となるように熱間圧延して板厚を５ｍｍにした後、巻取温度が５２０℃で巻き取った。
表１に各実施例の成分と介在物指数、介在物平均組成の測定結果を示す。介在物指数、介在物平均組成は以下に示す方法で調査した。
表１に各実施例の成分と介在物指数、介在物平均組成の測定結果を示す。介在物指数、介在物平均組成は以下に示す方法で調査した。
【0054】
得られた連続鋳造鋳片と熱延鋼板の幅方向の中央部から観察用試料を切り出し、介在物の組成と個数を調査した。試料の圧延方向と板厚方向とに平行な断面を観察面として、光学顕微鏡により倍率４００倍、１視野０．１ｍｍ２で６０視野観察した。各観察視野で、粒径（面積等価円換算粒径）が鋳片では１０μｍ以上の、熱延鋼板では５μｍ以上の介在物を観察し、これらの介在物の単位面積（１ｍｍ２）当たりの個数を介在物指数とした。介在物指数１．５未満を清浄性良好（合格）とした。
【0055】
また、鋳片では１０μｍ以上の、熱延鋼板では５μｍ以上である介在物５個をランダムに選択し、各介在物の断面全体の平均組成をＳＥＭに付属したＥＤＸ装置を用いて分析し、平均組成を求めた。
【0056】
Ｎｏ．９～１２は比較例である。Ｎｏ．９は介在物中ＲＥＭ２Ｏ３濃度が低く、Ｎｏ．１０～１２はＡｌ２Ｏ３（％）／ＣａＯ（％）が１．５０を超えているため、介在物指数が１．５以上となった。
【0057】
介在物平均組成の条件を満たした実施例Ｎｏ．１～８は、介在物指数１．５を下回り、清浄性を確保できた。
【0058】
【表1】
【0059】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明は鉄鋼製造業において利用することができる。また本発明により得られた鋼板は、鉄鋼業のみならず自動車工業、一般機械産業などのあらゆる産業分野で利用することができる。