JP2002256472A - フェライト系ステンレス鋼板及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロ−ルコ−ティングを安定して生成させ得る
簡易な手法を見出し、表面光沢の均一性等に優れたフェ
ライト系ステンレス鋼板を安価に提供する。 【解決手段】 熱間圧延鋼板の酸洗を硝酸濃度が20〜20
0g/L, 温度30〜70℃の硝酸あるいは硝酸混合液に15秒以
上浸漬し、機械的表面研削を行うことなく“表層から酸
素濃度が３０原子％までの範囲における皮膜中のCr／Fe
原子比の最大値が0.28以上である酸化皮膜”を表面に有
して成るフェライト系ステンレス鋼板を得て、これを冷
間圧延用素材とする。また、鋼板の化学組成を調整する
ことで、優れた表面光沢に加えて加工性，耐食性に優れ
た冷延製品が得られるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷間圧延後の表
面光沢の均一性に優れ、更には優れた加工性をも有する
冷間圧延用フェライト系ステンレス鋼板に関し、またそ
の製造方法にも関するものである。なお、本発明におい
ては、特に断らない限り「鋼板」は鋼帯をも含めた呼称
とする。

【０００２】一般に、フェライト系ステンレス鋼板は、
その優れた外観，耐食性の故に各種の厨房用品，家庭用
品，建材，自動車用部材等といった様々な用途で使用さ
れている。しかし、近年、フェライト系ステンレス鋼板
に対する特性要求は一段と高度化してきており、優れた
加工性や耐食性は元より、意匠性の観点から表面光沢に
関する要求も年々厳しくなりつつある。特に、建築用部
材あるいはエレベ−タやエスカレ−タの側板等といった
外装材については、単なる「光沢がある」との要求のみ
に止まらず、表面光沢のムラや色調差が少ない所謂“表
面光沢の均一性”といった非常に厳しい要求がなされる
ようになってきた。

【０００３】

【従来の技術】現在、工業的に製造されるフェライト系
ステンレス鋼板は、連続鋳造で得られた鋳片を熱間圧延
して熱間圧延鋼帯となし、得られた熱間圧延鋼帯に焼鈍
・酸洗を施してから冷間圧延にて所定の製品板厚まで圧
延し、次いでこれに再結晶焼鈍を施し、その後、光沢を
得るために調質圧延を施して製品とされるのが一般的で
ある。ただ、この場合における製品単重は通常６〜１５
ton というオ−ダ−であるので、必要量の鋼板を製造す
るために繰り返される一連の製造工程においては例え同
一ロットであっても製造条件にバラツキ（実生産で許容
される範囲内のバラツキ）が生じるのを否めず、最終製
品において鋼板の幅方向及び長手方向で表面光沢等に若
干の差異が生じるのを回避しがたかった。そのため、表
面光沢の均一性が厳しく要求される用途においては、現
在、熱間圧延鋼帯を冷間圧延する前に該熱間圧延鋼帯の
表面をグラインダ−で手入れすることが常套的に行われ
ており、生産性の面で少なからぬ障害となっていた。

【０００４】一方、最近の研究により、ステンレス鋼板
の表面性状に及ぼす新たな影響因子が存在することが明
らかになってきた。それは、冷間圧延時にロ−ル表面に
生成する“ロ−ルコ−ティング”と称されるものであ
る。即ち、ステンレス鋼板では一般に冷間圧延後の製品
表面を高光沢に仕上げるべく冷間圧延においてゼンジマ
−圧延機等を用い直径２００mm以下の所謂“小径ワ−ク
ロ−ル”で圧延がなされる。このワ−クロ−ルは各ロッ
トの圧延を行う度に交換されるが、圧延完了後のワ−ク
ロ−ルの表面に黒褐色の付着物が生成するのが観察さ
れ、この黒褐色の付着物を“ロ−ルコ−ティング”と称
している。

【０００５】ロ−ルコ−ティングが圧延後のステンレス
鋼板表面に及ぼす影響については、例えば「第４６回塑
性加工連合講演会論文集，1995年，第１３９〜１４０
頁」や「第４７回塑性加工連合講演会論文集，1996年，
第２８１〜２８２頁」にも報告がなされている。これら
によると、ロ−ルコ−ティングはFeあるいはCrの酸化物
を主体とした組成を有しており、圧延中に生成する鋼板
表面の摩耗粉あるいは酸化膜の微細粒子が剥離してロ−
ル表面に付着するものと推定されている。そして、ロ−
ルコ−ティングが生成すると、これがワ−クロ−ルの表
面研磨によって生じる“ロ−ル表面の微細な凹凸”を埋
めて平滑化してしまうため、圧延材の表面光沢が向上す
るものと考えられている。

【０００６】従って、冷間圧延時にロ−ルコ−ティング
をワ−クロ−ル表面に均一かつ安定して生成させること
ができるならば、高光沢で均一な表面性状を有した圧延
板を得ることができると予想される。

【０００７】しかしながら、冷間圧延時におけるロ−ル
コ−ティングの生成挙動は必ずしも明らかになっておら
ず、特にフェライト系ステンレス鋼板の圧延では、ワ−
クロ−ル表面にロ−ルコ−ティングが生成しないで面光
沢不良をもたらしたり、ワ−クロ−ル表面に生成するロ
−ルコ−ティングが幅方向で不均一となって表面光沢ム
ラを生じるといった問題を完全に克服することができな
かった。なお、このようなロ−ルコ−ティングの生成不
良に起因した表面光沢不良は、ＳＵＳ４３０に代表され
る一般的なフェライト系ステンレス鋼板に比べ、成形性
や耐食性を向上させるために安定化元素としてTi，Nb，
Al，Ｖ等を添加した所謂“高純度フェライト系ステンレ
ス鋼板”において発生する傾向が強い。

【０００８】冷間圧延に使用するワ−クロ−ルの表面に
ロ−ルコ−ティングを安定生成させる手法として、例え
ば特開平８−１１７８０４号公報には、圧延油のみを希
釈せずにワ−クロ−ル表面に供給してステンレス鋼板を
予備圧延する方法が提案されている。そして、当該特開
平８−１１７８０４号公報では、このようにして表面に
ロ−ルコ−ティング皮膜を生成させたワ−クロ−ルをス
テンレス鋼板の冷間圧延に供することによってヒ−トス
トリ−クスを抑制できるとしている。

【０００９】また、特開平８−２１５７１２号公報を見
ると、圧延油にアルキルアミン及びアルカノ−ルアミン
のうち１種以上を添加することにより圧延油のｐＨを
8.0〜１０の範囲に制御すると共に、使用する圧延油の
ｐＨに応じて圧延ロ−ルの電位Ｅ (Ｖ) を〔−（ｐＨ×
0.1)〕から〔１−（ｐＨ×0.1)〕の範囲内に制御するこ
とによって圧延ロ−ルに安定したロ−ルコ−ティングを
生成させ、焼付き疵及びオイルピットを発生させること
なく高速の冷間圧延を可能とするステンレス鋼の冷間圧
延方法が開示されている。

【００１０】更に、特開平８−２２５７９４号公報に
は、４０℃での粘度が７〜１５０cStの合成エステルを
基油とすると共にエマルジョンの平均粒径を５μｍ未満
とした水溶性圧延油を用いた冷間圧延方法が開示されて
おり、これによりワ−クロ−ル表面にコ−ティング皮膜
が早期にムラなく生成して優れた光沢のステンレス鋼板
を得ることができるとしている。

【００１１】しかしながら、前記特開平８−２１５７１
２号公報や特開平８−２２５７９４号公報に開示されて
いる手法では、現行の圧延油を排して特殊なものを用い
る必要があり、場合によっては特別な圧延油循環供給装
置も必要になるなど、少なからずコスト増を余儀なくさ
れるものであった。また、上記特開平８−２１５７１２
号公報に開示されている手法によると、圧延ロ−ルへ電
位を付与し管理するための設備投資も必要となる。一
方、前記特開平８−１１７８０４号公報に開示されてい
る手法ではステンレス鋼板の冷間圧延に先立ってステン
レス鋼を用いた予備圧延を施す必要があり、工程増を招
くので好ましい方法とは言えなかった。

【００１２】上述のように、ワ−クロ−ル表面にロ−ル
コ−ティングが生成すると、ロ−ル研磨痕の影響が抑え
られ、また冷間圧延時に生じがちなオイルピットや焼付
き疵等の欠陥が抑制されて製品表面光沢が著しく向上す
ることが知られており、圧延油の工夫によるロ−ルコ−
ティング生成手法も幾つか提案されてはいたが、それで
もロ−ルコ−ティングの生成機構が必ずしも明らかにな
っているとは言いがたく、そのため冷間圧延時に簡易か
つ安定にワ−クロ−ル表面にロ−ルコ−ティングを生成
させて表面光沢の均一性に優れたフェライト系ステンレ
ス鋼板を安価に提供する手段を見出せないでいるのが現
状であった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明が目的としたのは、従来の圧延設備，圧延手法に
格別な変更を加えることなく冷間圧延時にロ−ルコ−テ
ィングを均一かつ安定して生成させ得る簡易な手法を見
出し、これにより“表面光沢の均一性”等に優れたフェ
ライト系ステンレス鋼板を安価に提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく、特にこれまではそれほど着目されること
のなかった“冷間圧延に供される母材の表面状態”に留
意し、母材の表面状態が冷間圧延時のロ−ルコ−ティン
グ生成に及ぼす影響を各種のフェライト系ステンレス鋼
について鋭意研究を行った。その結果、 a) ワ−クロ−ル表面におけるロ−ルコ−ティング生成
の有無には、冷間圧延に供される母材の表面酸化皮膜の
組成が大きく影響しており、母材の酸化皮膜組成がある
一定の条件を満足する場合は母材鋼の組成によらずほぼ
安定してロ−ルコ−ティングを生成させることができ
る， b) ロ−ルコ−ティングの生成に好ましいこのような母
材の表面状態は、熱間圧延鋼帯の酸洗工程で使用する酸
液の種類を極く一般的なものの中から選択すると共に、
その濃度，温度，浸漬時間を工夫するだけで得ることが
でき、適正条件の酸洗を施した後は、通常の酸洗工程で
一般的に行われる酸洗槽間でのブラシ研削や酸洗工程後
のコイルグラインダ−を用いての表面研削等といった鋼
帯表面の機械的研削を行わずに冷間圧延に供すること
が、均一なロ−ルコ−ティングを生成させる上での重要
な要件となる，という新しい知見を得ることができた。

【００１５】即ち、フェライト系ステンレス鋼板の冷間
圧延時におけるロ−ルコ−ティング生成の有無は、当該
フェライト系ステンレス鋼板の鋼組成によらず、冷間圧
延に供される母材の表面酸化皮膜中のCr，Feの組成比で
整理すると比較的良く相関することが分かった。そし
て、表面酸化皮膜のうちのある酸素（Ｏ）濃度部位にお
ける「Cr／Fe比」がある特定の値以上となる領域におい
て非常に安定してロ−ルコ−ティングが生成することを
確認した。これは、母材の表面酸化皮膜がCr組成比の高
いCrリッチな皮膜組成になると、冷間圧延時において摩
耗粉が生成しやすくなったり、酸化皮膜の微細粒子がワ
−クロ−ルに付着しやすくなったりするためではないか
と考えられた。

【００１６】また、このようなロ−ルコ−ティングの生
成に有利な母材酸化皮膜組成を得るためには、熱間圧延
フェライト系ステンレス鋼帯を酸洗する工程で、酸洗液
として“硝酸”あるいは“弗硝酸のような硝酸混合液”
を用い、このような酸液中で熱間圧延鋼帯の表面を一定
時間以上処理すれば良いことも明らかとなった。ここ
で、硝酸あるいは硝酸混合液は表面酸化皮膜の成長を促
進させ、かつ皮膜中のCr組成比を上げる働きがあると考
えられる。

【００１７】ただ、このような酸洗を行う場合、酸洗槽
間（酸洗は複数の酸洗槽によって行われるのが通常であ
る）に設置したブラシで鋼帯の表面研削を行ったり、酸
洗後にコイルグラインダ−等で鋼帯表面を機械的に研削
したりすると、酸洗によって生成したCr比の高い酸化皮
膜が失われてロ−ルコ−ティングの生成に悪影響を及ぼ
すので、これら機械的研削は厳に慎まなければならな
い。酸洗槽間ブラシ研削や酸洗後の機械的研削を実施し
ないことにより、硝酸あるいは硝酸混合液で酸洗処理さ
れた熱間圧延フェライト系ステンレス鋼帯はCr比の高い
酸化皮膜が生成した状態のまま冷間圧延に供されること
となって、ワ−クロ−ル表面にロ−ルコ−ティングを容
易かつ安定に生成させることができる。

【００１８】本発明は、上記知見事項等に基づいてなさ
れたものであり、次の冷間圧延用フェライト系ステンレ
ス鋼板並びにその製造方法を提供するものである。 “皮膜表層から酸素濃度が３０原子％に減少するに
至るまでの範囲における皮膜中のCr，Fe組成比（Cr／Fe
原子比）の最大値が0.28以上である酸化皮膜”を表面に
有して成ることを特徴とする、冷間圧延後の表面光沢の
均一性に優れる冷間圧延用フェライト系ステンレス鋼
板。 母材が、質量％にて、Ｃ：0.10％以下，Si：1.5 ％
以下，Mn:1.5％以下，Ｐ：0.040 ％以下，Ｓ：0.030 ％
以下，Ｎ：0.050 ％以下，Cr：14.0〜25.0％を含み、残
部がFe及び不可避的不純物である組成を有して成る、前
記記載の冷間圧延用フェライト系ステンレス鋼板。 母材が、質量％にて、Ｃ：0.10％以下，Si：1.5 ％
以下，Mn:1.5％以下，Ｐ：0.040 ％以下，Ｓ：0.030 ％
以下，Ｎ：0.050 ％以下，Cr：14.0〜25.0％を含むと共
に、更にCu：1.5 ％以下，Nb：0.1 〜1.0 ％，Ti：0.03
〜0.15％，Al：0.2 ％以下及びＶ：1.0 ％以下のうちの
１種又は２種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純
物である組成を有して成る、前記記載の冷間圧延用フ
ェライト系ステンレス鋼板。 熱間圧延鋼板を酸洗処理するに際して、酸洗槽のう
ちの少なくとも１つの槽を硝酸あるいは硝酸混合液によ
る酸洗槽となし、少なくともこの酸洗槽にて熱間圧延鋼
板を濃度２０〜２００g/L(リットル) ，温度３０〜７０℃の
硝酸あるいは硝酸混合液から成る酸洗液に１５秒以上浸
漬すると共に、この硝酸あるいは硝酸混合液への浸漬後
は機械的表面研削を行うことなく処理製品とすることを
特徴とする、前記乃至の何れかに記載の冷間圧延用
フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。

【００１９】なお、 本発明では、鋼の化学成分割合を表
す％は断りがない限り質量％とし、また表面酸化皮膜中
の原子比率を表す％は断りがない限り原子％とする。以
下、本発明において冷間圧延用フェライト系ステンレス
鋼板の表面酸化皮膜組成，母材の化学組成，鋼板の製造
条件を前記の如くに限定した理由を、必要により本発明
の実施の形態をも紹介しながら説明する。

【００２０】

【発明の実施の形態】[A] 表面酸化皮膜組成の限定理
由 先にも述べたように、一般にフェライト系ステンレス鋼
板は連続鋳造鋳片を熱間圧延して熱間圧延鋼帯となし、
得られた熱間圧延鋼帯に焼鈍・酸洗を施してから冷間圧
延にて所定の製品板厚まで圧延し、更に再結晶焼鈍を施
してから光沢を得るための調質圧延を行って製品とされ
ている。本発明では、冷間圧延に供される酸洗後の熱間
圧延フェライト系ステンレス鋼板を、“皮膜表層から酸
素濃度が３０原子％に減少するに至るまでの範囲におけ
る皮膜中のCr，Fe組成比（Cr／Fe原子比）の最大値が0.
28以上である酸化皮膜”を表面に有して成る構成とす
る。これは、冷間圧延時におけるワ−クロ−ル表面への
ロ−ルコ−ティングの生成に関し、表面酸化皮膜中のCr
／Fe値が高いものの方が（Crリッチな皮膜組成の方が）
有利となるためである。

【００２１】酸化皮膜中の原子比は、ＥＳＣＡ (Electr
on Spectroscopy for Chemical Analysis)やＸＰＳ (Ｘ
-ray Photoelectron Spectroscopy)のような物理分析機
器を用いて鋼板表面を深さ方向にスパッタリングし、各
原子のＸ線強度から原子比率を求めることにより容易に
測定することができる。酸化皮膜中の原子比を確認する
手法は特に規定されるものではないが、具体的な測定手
順例を以下に示す。 1) 酸洗後の熱間圧延鋼板から「板厚×５mm角」の大き
さに測定サンプルを切り出す。ここで、鋼板幅方向にお
ける測定サンプルの切り出し箇所は任意で良いが、鋼板
の代表的な情報を得るためには幅中央部から切り出すの
が好ましい。 2) 酸化皮膜中のFe，Cr，Ｏの原子比率を測定するた
め、ＥＳＣＡにて表面酸化皮膜の分析を行う。スパッタ
リングガスは例えばArガスを用いることができる。ま
た、スパッタリングは、例えば３秒ピッチで合計６０秒
まで行うことによって目的を達成することができる。各
々のスパッタリング深さにおいてMgＫαを表面に照射す
ると、各原子において固有Ｘ線が発生し、その発生した
Ｘ線のカウント数から原子％で組成比を求めることがで
きる。図１，図２及び図３に、焼鈍に続いて酸洗処理を
行った後の熱間圧延フェライト系ステンレス鋼板から測
定サンプルを切り出し、その酸化皮膜中Fe，Cr，Ｏにつ
いて各スパッタリング深さでの原子％の組成比を求め、
深さ方向における原子比の変化状態を調べた結果例を示
す。なお、図１は後述する実施例の試験番号２の例、図
２は試験番号８の例、図３は試験番号12の例（比較例)
である。 3) 上記のように測定した各深さでのFe，Cr，Ｏの原子
比率からCr／Fe比を算出する。

【００２２】なお、スパッタリングは少なくとも“酸化
皮膜表層から酸素（Ｏ）濃度が３０原子％に減少するに
至るまでの範囲”について行えば良い。なぜなら、ワ−
クロ−ルへのロ−ルコ−ティングの生成に影響を及ぼす
のは酸化皮膜層のこの範囲の部位だからである。一般的
なArガスを用いたスパッタリングであれば、最低６０秒
までスパッタを行えば上記皮膜層範囲の組成比は十分に
測定が可能である。

【００２３】ところで、単に酸化皮膜層の深さ方向に原
子比率を求めるだけではロ−ルコ−ティング生成に有利
な皮膜組成は明らかでないが、図４で示すように、Cr／
Fe原子比をＯ濃度（原子％）との関係で整理すると、ロ
−ルコ−ティングの生成に有利な皮膜組成を明らかに把
握することができる。即ち、ＥＳＣＡを用いてFe，Cr，
Ｏの深さ方向の原子比を求めると「ワ−クロ−ルにロ−
ルコ−ティングが生成するもの」と「ワ−クロ−ルにロ
−ルコ−ティングが生成しないもの」とでその表面酸化
皮膜に明確な差異は認められないが、Ｏ濃度とCr／Fe原
子比で測定結果を整理し、これと冷間圧延の結果とを照
らし合わせると、ワ−クロ−ルにロ−ルコ−ティングの
生成しやすい皮膜組成が明らかに浮かび上がる。

【００２４】つまり、“皮膜表層から酸素濃度が３０原
子％に減少するに至るまでの範囲における酸化皮膜中Cr
／Fe原子比の最大値が0.28に満たないと、母材表面の活
性度が低下して冷間圧延時にロ−ルコ−ティングの生成
に有効な摩耗粉や酸化皮膜の微細粒子が生成しにくくな
り、ロ−ルコ−ティングの生成がロ−ルの幅方向で不均
一となったりロ−ルコ−ティングが全く生成しなくなっ
たりするために好ましくない。

【００２５】なお、冷間圧延時のワ−クロ−ル表面に安
定してロ−ルコ−ティングを生成させるためには、表層
からＯ濃度が３０原子％となる範囲の表面酸化皮膜中Cr
／Fe比の最大値は0.30以上であることが好ましい。

【００２６】[B] 鋼板化学組成の限定理由 冷間圧延によるフェライト系ステンレス鋼冷延板の製造
性や冷間圧延後のフェライト系ステンレス鋼冷延板の加
工性，耐食性の観点からは、本発明に係る冷間圧延用フ
ェライト系ステンレス鋼板は前記項又は項で示した
化学組成とするのが良い。鋼板の化学組成をこのように
限定する理由は次の通りである。

【００２７】Ｃ：Ｃは鋼を硬質化させて加工性を低下さ
せるほか、耐食性を劣化させる元素でもあるので、その
含有量をできるだけ少なくする方が良い。そして、優れ
た加工性を確保するためにはＣ含有量を0.10％以下にま
で低減するのが好ましい。

【００２８】Si：Siは鋼の脱酸剤として有効な成分であ
り、また鋼の耐酸化性を向上させる作用を有している。
しかし、その含有量が 1.5％を超えると含有量の増加と
共に鋼の硬質化が顕著となって加工性が劣化することか
ら、Si含有量は 1.5％以下とするのが良い。 Mn：Mnにも鋼の脱酸作用があり、また高温でのスケ−ル
剥離を抑制する元素でもあるので 1.5％以下の範囲で含
有させるのが良い。なお、Mn含有量が 1.5％を超えると
発錆や孔食の起点となって耐食性が低下するだけでな
く、鋼のコストが高くなり経済面で不利となる。

【００２９】Ｐ：Ｐは鋼の耐食性，靭性を低下させる不
純物元素であり、その含有量をできるだけ低くする方が
望ましい。そして、Ｐ含有量が0.04％を超えると鋼の加
工性劣化が顕著化することから、その含有量を0.04％以
下とするのが良い。 Ｓ：Ｓは鋼の発錆や孔食の起点となり耐食性を劣化させ
る不純物元素であり、やはりその含有量をできるだけ低
くする方が好ましい。そして、Ｓ含有量が0.03％を超え
ると耐食性の劣化が顕著化することから、その含有量の
上限を0.03％とするのが良い。

【００３０】Ｎ：ＮはＣと同様に鋼の強度を上昇させる
元素であるため、その含有量をできるだけ低減すること
が望まれる。そして、鋼の加工性劣化，耐食性劣化を顕
著化させないという観点からＮ含有量の上限は 0.050％
とするのが良い。

【００３１】Cr：Crは、鋼に表面酸化皮膜を形成させて
耐食性を向上させるための主要成分である。ロ−ルコ−
ティングの生成に有効なCrリッチな表面酸化皮膜を得る
ためにはCrを14％以上含有させることが望まれるが、25
％を超えて含有させると製造性が劣化し、コスト上昇を
招く。

【００３２】Cu：Cuには鋼の耐食性や加工性を向上させ
る効果があるため、必要により含有させるのが好ましい
元素である。しかしながら、 1.5％を超えてCuを含有さ
せても、前記効果が飽和するだけでなく熱間加工性の劣
化を招く。

【００３３】Ti：TiにはＣ，Ｎを析出物として固定し鋼
の耐食性や加工性を向上させる効果があるため、必要に
より含有させるのが好ましい元素であり、それらの効果
を安定して得るためにはその含有量を0.03％以上とする
のが望ましい。しかし、0.15％を超えてTiを含有させる
とTi系の大型介在物が起因となって表面品質を劣化させ
るおそれがあるため好ましくない。

【００３４】Nb：NbにもTiと同様にＣ，Ｎを析出物とし
て固定し鋼の耐食性や加工性を向上させる効果があるた
め、必要により含有させるのが好ましい元素である。そ
して、これらの効果が顕著化するのはNb含有量が 0.1％
からであるが、 1.0％を超えて含有させると鋼が硬質化
するので望ましくない。

【００３５】Al：Alは固溶Ｎを低減し降伏点を下げて加
工性を改善する効果と鋼の靭性を改善する効果を発揮す
る元素であるので、必要により含有させるのが好ましい
元素である。しかし、Al含有量が 0.2％を超えると固溶
Alが靭性を低下させ、製造性が劣化するという弊害が現
れる。

【００３６】Ｖ：ＶはＣを析出物として固定し鋼の加工
性を向上させる効果のほか、鋼の焼入れ性を向上させる
効果を発揮する元素であるので、必要により含有させる
のが好ましい元素である。しかしながら、Ｖ含有量が
1.0％を超えると鋼の強度が上昇しすぎるので好ましく
ない。

【００３７】[C] 酸洗条件の限定理由 冷間圧延に供するフェライト系ステンレス鋼板の表面に
“皮膜表層から酸素濃度が３０原子％に減少するに至る
までの範囲における皮膜中のCr／Fe比の最大値が0.28以
上である酸化皮膜”を安定かつ均一に生成させるために
は、熱間圧延後の鋼帯の酸洗処理工程において、通常は
複数の酸洗槽のうちの少なくとも１槽で硝酸あるいは硝
酸混合液での酸洗を行う必要がある（勿論、 酸洗槽が１
槽のみの場合はその酸洗槽で硝酸あるいは硝酸混合液を
用いた酸洗を行う必要がある）。

【００３８】ここで、「硝酸混合液」とは、脱スケ−ル
を促進させる目的で硝酸にその他の酸洗液を混合したも
のを言う。このような硝酸混合液としては硝酸に弗酸あ
るいは塩酸を加えた弗硝酸，塩硝酸が挙げられ、弗酸あ
るいは塩酸のそれぞれ好ましい濃度としては弗酸の場合
は５〜１５０g/L ，塩酸の場合は１０〜２００g/L であ
る。

【００３９】さて、硝酸は、その他の酸洗液に比較する
とステンレス鋼の表面酸化皮膜の成長を促進させ、かつ
Crリッチな皮膜を形成させる働きがある。その作用によ
り、フェライト系ステンレス鋼熱間圧延板に硝酸あるい
は硝酸混合液での酸洗を行うと冷間圧延時のワ−クロ−
ルにロ−ルコ−ティングの生成に有利な組成の表面酸化
皮膜が安定生成するものと考えられる。

【００４０】また、複数ある酸洗槽のうち、硝酸あるい
は硝酸混合液による酸洗を行う酸洗槽以外の槽で用いら
れる酸洗液としては、一般的に使用される硫酸，塩酸等
が挙げられる。本発明においては、酸洗槽の少なくとも
１槽に硝酸あるいは硝酸混合液を収容し、熱間圧延後の
フェライト系ステンレス鋼板を少なくともこの酸洗槽に
通して酸洗を行う限りにおいては、その他の酸洗槽にお
ける酸洗は上記の硫酸，塩酸等といった任意の酸洗液を
適宜用いることができる。

【００４１】なお、本発明において、酸洗液として用い
られる硝酸（硝酸混合液の場合も含む）の濃度，温度、
並びにそれへの被処理鋼板の浸漬時間を、それぞれ「２
０〜２００g/L 」,「３０〜７０℃」並びに「１５秒以
上」と定めたのは、次の理由による。

【００４２】酸洗液の硝酸濃度：酸洗に用いられる硝酸
濃度（硝酸混合液中の硝酸濃度も含む）が２０g/L に満
たないと、硝酸浸漬による酸化皮膜形成の効果が十分得
られず、フェライト系ステンレス鋼板母材表面に形成さ
れる酸化皮膜が“安定して冷間圧延時のワ−クロ−ルに
ロ−ルコ−ティングが生成する皮膜組成”とはならな
い。一方、酸洗液の硝酸濃度を２００g/L を超える高濃
度としても酸化皮膜形成の効果が飽和するばかりか、酸
洗液のコストが嵩むこととなる。従って、酸洗液の硝酸
濃度は２０〜２００g/L と定めた。

【００４３】酸洗液の温度：酸洗液として用いる硝酸あ
るいは硝酸混合液の温度が３０℃に満たないと、フェラ
イト系ステンレス鋼板母材表面の反応が不十分となり、
形成される酸化皮膜が“安定して冷間圧延時のワ−クロ
−ルにロ−ルコ−ティングが生成する皮膜組成”とはな
らない。一方、酸洗液として用いる硝酸あるいは硝酸混
合液の温度が７０℃を超えている場合には、鋼板の浸漬
によって有害ガスであるＮＯ_x の発生が著しくなり、そ
のためＮＯ_x 除去装置等の新たな設備投資が必要となる
ので好ましくない。従って、酸洗液として用いる硝酸あ
るいは硝酸混合液の温度は３０〜７０℃と定めた。

【００４４】浸漬時間：酸洗液として用いる硝酸あるい
は硝酸混合液への浸漬時間が１５秒に満たないと、やは
りフェライト系ステンレス鋼板母材表面に形成される酸
化皮膜が“安定して冷間圧延時のワ−クロ−ルにロ−ル
コ−ティングが生成する皮膜組成”とはならない。従っ
て、フェライト系ステンレス鋼板を酸洗液として用いる
硝酸あるいは硝酸混合液へ浸漬する時間は１５秒以上と
定めた。

【００４５】ところで、本発明においては、酸洗液とし
て用いる硝酸あるいは硝酸混合液への浸漬後は、酸洗時
に脱スケ−ルを補助する目的で一般に行われている酸洗
槽間での鋼板表面のブラシ研削や酸洗後に鋼板表面の欠
陥を除去するためあるいは表面の均一化を確保するため
に行われているコイルグラインダ−による手入れ等は省
略しなければならない。これは、鋼板表面を機械的に研
削すると、折角硝酸あるいは硝酸混合液による酸洗で得
られた表面の酸化皮膜の組成が変化してしまい、冷間圧
延時にロ−ルコ−ティングが生成しにくくなるためであ
る。また、ブラシやコイルグラインダ−の研削目が製品
表面にスジ状の欠陥として残存する可能性もあり、この
点からも酸洗槽間でのブラシ研削や酸洗後のコイルグラ
インダ−による手入れは避けるべきである。

【００４６】しかしながら、表面欠陥を除去するために
コイルグラインダ−による表面研削が回避できない場合
は、コイルグラインダ−にて鋼板表面を研削した後に、
更に本発明に係る酸洗処理（特定硝酸濃度，温度の硝酸
あるいは硝酸混合液に特定時間以上浸漬して酸洗する処
理）を行えば良い。このような再度の酸洗処理を行うこ
とにより、ロ−ルコ−ティング生成に有利な表面酸化皮
膜を回復させることができる。

【００４７】続いて、本発明を実施例により更に具体的
に説明する。

【実施例】〔実施例１〕表１に示す鋼組成を有するフェ
ライト系ステンレス鋼を８０ton の電気炉で溶製し、連
続鋳造法にて鋳片とし、１２００℃×３時間の加熱を行
い、熱間厚により厚さ 3.0mm，幅1000mmの熱間圧延鋼帯
とした。

【００４８】

【表１】

【００４９】この熱間圧延鋼帯にバッチ型焼鈍炉にて８
５０℃で１４時間の焼鈍を施し、次いで連続焼鈍・酸洗
ラインにて焼鈍することなくショットブラストと酸洗に
より酸化スケ−ルの除去を行った。酸洗ラインの酸洗槽
は３槽からなり、第１槽及び第２槽は２０％Ｈ₂ Ｓ
Ｏ₄ ，８０℃の同一条件とし、第３槽の酸洗条件を表２
に示す通りに変化させた。

【００５０】

【表２】

【００５１】このようにして得られた各フェライト系ス
テンレス鋼帯の表面酸化皮膜の組成を確認するために、
各鋼帯の長手方向の中央部から切り板片を採取し、更に
その幅中央の位置からＥＳＣＡに供試するサンプルを採
取した。サンプルの寸法は厚さ 3.0mm×幅，長さとも５
mmである。これらのサンプルについて、ＥＳＣＡにてAr
ガスで３秒ピッチで合計６０秒のスパッタリングを行
い、各ピッチでのFe，Cr，Ｏの原子％での組成比を求め
た。そして、各深さでのFe，Crの原子％からCr／Feの最
大値を求めた。

【００５２】また、上記の酸洗処理を施したステンレス
鋼帯を冷間圧延した際におけるロ−ルコ−ティングの生
成状況を確認すべく、各鋼帯を冷間圧延に供試した。冷
間圧延は、２０段のゼンジマ−圧延機を用い、ワ−クロ
−ル径９０mm，圧延速度２００mpm の条件で母材厚さ
3.0mmから製品厚さ 0.6mmまで圧延した。圧延ワ−クロ
−ルは、各ステンレス鋼帯の圧延が完了する度に新ロ−
ルと交換し、圧延完了後のワ−クロ−ル交換時にロ−ル
コ−ティングの生成状況を目視にて確認した。

【００５３】冷延圧延により製品厚まで圧延された各鋼
帯は、その後連続焼鈍酸洗ラインにて再結晶焼鈍を施し
た後、酸洗処理にてスケ−ルを除去し、その後調質圧延
を施すことにより冷延製品となした。このようにして製
造されたステンレス冷延鋼帯の表面光沢及び均一性を評
価するために、鋼帯の幅方向及び長手方向の外観を目視
で観察すると共に、先後端より切り板サンプルを採取し
圧延９０°方向の光沢度の測定を行った。これらの結果
を表３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】表３に示される結果からも明らかなよう
に、本発明に係る熱間圧延ステンレス鋼帯は表面酸化皮
膜中のCr／Fe組成比の最大値が0.28以上となりロ−ルコ
−ティングが生成しやすい皮膜構造となっている。その
ため、冷間圧延においてロ−ルコ−ティングが均一に生
成し、高光沢で均一性に優れる冷延製品表面を得ること
ができる。また、光沢度測定結果を見ても、先端部及び
後端部とも安定して光沢度５００以上の高光沢の表面と
なっており、先後端の光沢度の差も１５以下と非常に小
さくて表面光沢の均一性にも優れていることが分かる。

【００５６】これに対して、酸化皮膜中のCr／Fe組成比
の最大値が0.28に満たない試験番号11〜17は、冷間圧延
時にロ−ルコ−ティングが生成しなかったり、生成して
も幅方向で不均一となり、そのため製品表面で光沢が不
均一となっている。光沢度で比較しても、光沢度５００
以上の高い光沢を安定して得ることができず、先後端で
の光沢度の差も２０以上で本発明例よりも表面の均一性
に劣るものである。

【００５７】また、酸洗液温の高い試験番号18及び酸洗
液の硝酸濃度が高い試験番号19は、共に冷延製品表面の
光沢度，均一性に優れるものの、酸洗時のＮＯ_x 発生量
が多くて作業環境を著しく汚染したり酸の原単位が上昇
してコスト高を招くため、これらの観点から好ましいと
は言えなかった。

【００５８】〔実施例２〕表４に示す化学組成のフェラ
イト系ステンレス鋼を、実施例１と同じ方法で熱間圧延
鋼帯とした。

【００５９】

【表４】

【００６０】次に、各熱間圧延鋼帯について、バッチ型
焼鈍炉あるいは連続焼鈍酸洗ラインにて表５に示す熱処
理を行った後、表６に示す酸洗条件で酸洗処理を行っ
た。

【００６１】

【表５】

【００６２】

【表６】

【００６３】このようにして得られたフェライト系ステ
ンレス鋼帯について、実施例１と同じ手法にて表面酸化
皮膜の組成比を調査し、冷間圧延時のワ−クロ−ルコ−
ティングの生成状況及び冷延製品の表面評価を行った。

【００６４】また、得られた冷延製品の加工性を評価す
るため、各フェライト系ステンレス冷延鋼帯の圧延直角
方向からそれぞれＪＩＳ Ｚ ２２０１に規定されるＪ
ＩＳ１３Ｂ号試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に
規定される方法で常温の引張試験を行ってその伸びを測
定した。

【００６５】更に、冷延製品の耐食性を評価するため、
ＪＩＳ Ｚ ２３７１に規定される塩水噴霧試験を連続
７日間行い、７日後の試験片表面を光学顕微鏡の５０倍
視野にて観察して発銹の有無を評価した。

【００６６】加えて、各製造工程毎に鋼帯の外観観察を
行い、鋼帯の破断，幅部の割れ（以下“耳割れ”と称す
る）の発生の有無を観察し、製造性の評価とした。これ
らの結果を表７に示す。

【００６７】

【表７】

【００６８】表７に示される結果からも明らかな通り、
本発明に係るフェライト系ステンレス鋼帯は、冷延圧延
時にロ−ルコ−ティングが安定して生成し高光沢で均一
性に優れる冷延製品表面を得ることができ、また製造性
も良好であるほか、冷延製品とした際の加工性，耐食性
にも優れていることが分かる。

【００６９】これに対して、鋼板の化学組成が請求項２
及び３に係る発明の規定範囲から外れている試験番号33
〜42では、高光沢かつ均一性に優れる表面性状の冷延製
品を得ることができるものの、製造性並びに冷延製品の
加工性，耐食性を同時に良好な範囲で満足することがで
きない。また、酸洗条件が不適切で所要の表面酸化皮膜
を確保できない試験番号43，44は、冷間圧延時にロ−ル
コ−ティングが生成しなかったり、生成しても幅方向で
不均一となり、そのため製品表面で光沢が不均一となっ
ている。

【００７０】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明によれば、
酸洗条件の簡易な調整によるだけで冷間圧延時のワ−ク
ロ−ルにロ−ルコ−ティングを均一に生成させて高光沢
で光沢の均一性に優れた冷延製品を安定製造できるよう
にした冷間圧延用フェライト系ステンレス鋼板を提供す
ることができ、また鋼板組成の調整をも加味することに
より、高光沢でかつ光沢の均一性に優れるだけではな
く、同時に優れた加工性，耐食性をも兼備した冷延製品
が得られる冷間圧延用フェライト系ステンレス鋼板の提
供も可能にするなど、産業上有用な効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板（実
施例１の試験番号２) の表面のＥＳＣＡ分析結果を示し
たグラフである。

【図２】本発明に係るフェライト系ステンレス鋼板（実
施例１の試験番号８) の表面のＥＳＣＡ分析結果を示し
たグラフである。

【図３】比較例に係るフェライト系ステンレス鋼板（実
施例１の試験番号12）の表面のＥＳＣＡ分析結果を示し
たグラフである。

【図４】図１乃至３の結果をCr／Fe原子比とＯ濃度（原
子％）との関係で整理したグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 “皮膜表層から酸素濃度が３０原子％に
   減少するに至るまでの範囲における皮膜中のCr，Fe組成
   比（Cr／Fe原子比）の最大値が0.28以上である酸化皮
   膜”を表面に有して成ることを特徴とする、冷間圧延後
   の表面光沢の均一性に優れる冷間圧延用フェライト系ス
   テンレス鋼板。
2. 【請求項２】 母材が、質量％にて、Ｃ：0.10％以下，
   Si：1.5 ％以下，Mn：1.5 ％以下，Ｐ：0.040 ％以下，
   Ｓ：0.030 ％以下，Ｎ：0.050 ％以下，Cr：14.0〜25.0
   ％を含み、残部がFe及び不可避的不純物である組成を有
   して成る、請求項１記載の冷間圧延用フェライト系ステ
   ンレス鋼板。
3. 【請求項３】 母材が、質量％にて、Ｃ：0.10％以下，
   Si：1.5 ％以下，Mn：1.5 ％以下，Ｐ：0.040 ％以下，
   Ｓ：0.030 ％以下，Ｎ：0.050 ％以下，Cr：14.0〜25.0
   ％を含むと共に、更にCu：1.5 ％以下，Nb：0.1 〜1.0
   ％，Ti：0.03〜0.15％，Al：0.2 ％以下及びＶ：1.0 ％
   以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部がFe及び
   不可避的不純物である組成を有して成る、請求項１記載
   の冷間圧延用フェライト系ステンレス鋼板。
4. 【請求項４】 熱間圧延鋼板を酸洗処理するに際して、
   酸洗槽のうちの少なくとも１つの槽を硝酸あるいは硝酸
   混合液による酸洗槽となし、少なくともこの酸洗槽にて
   熱間圧延鋼板を濃度２０〜２００g/L ，温度３０〜７０
   ℃の硝酸あるいは硝酸混合液から成る酸洗液に１５秒以
   上浸漬すると共に、この硝酸あるいは硝酸混合液への浸
   漬後は機械的表面研削を行うことなく処理製品とするこ
   とを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の冷間
   圧延用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。