JP2002292407A - オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法Info
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Abstract
沢や研磨性に優れた冷延鋼板を製造することのできるオ
ーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】焼鈍酸洗ラインで中間焼鈍後中間酸洗され
たオーステナイト系ステンレスオーステナイト系ステン
レス鋼からなる熱延鋼板を、圧延率X(%)で冷間圧延
する際に、下記(1)式で規定される圧延率定数RN
(%)が前記圧延率X(%)以下となる条件で中間焼
鈍、中間酸洗および冷間圧延する。 RN=A・(a・exp(−Q/R・T)/V)n+B・(b・S・L/V) m +C・・・(1)。 ここで、A、B、C、n、m:定数、a:次元調整用定
数(=1min/m)、b:次元調整用定数(=1mi
n/μm)、Q:活性化エネルギー(J/mol)、
T:中間焼鈍における焼鈍温度(K)、R:気体定数
(=8.31mol・K/J)、V:焼鈍酸洗ラインの
熱延鋼板の搬送速度(m/min)、S:中間酸洗時の
酸による溶解速度(μm/min)、L:酸洗槽の有効
総長さ(m)。
Description
系ステンレス鋼板の製造方法に関する。
熱延鋼板は、スラブなどの素材を熱間圧延し、その後、
1100℃程度で焼鈍した後、硝酸とふっ酸の混合水溶
液などによる酸洗により脱スケールして製造される。ま
た、光沢や研磨性が要求される冷延鋼板は、前記の熱延
鋼板の表面をコイルグラインダーなどにより研削した
後、冷間圧延、焼鈍および酸洗により製造される。
イルグラインダーによる研削は、焼鈍および酸洗により
熱延鋼板の表面に生じた粒界腐食部などを除去するため
におこなわれる。しかし、このような処理は、冷延鋼板
の製造工程が長くなるばかりでなく、製造コストが大幅
に増加する。
酸濃度の高い酸洗液を用いて、熱延鋼板の表面の粒界腐
食部を溶解し、前記コイルグラインダーによる研削を省
略した冷延鋼板の製造方法が多数提案されている(例え
ば、特公平3−60920号公報、特開平4−6104
8号公報、特開平11−131271号公報参照)。
度が低くなる。特に、酸濃度の高い酸洗液ほど、低下の
程度が大きい。一方、鋼板表面の酸による溶解速度は、
酸濃度によって大きく変化する。そのため、上記の方法
では、使用中に酸濃度が低下することによって、溶解量
が少なくなるため、酸洗後の熱延鋼板の表面に粒界腐食
部が残るおそれがある。したがって、通常は、酸濃度が
低下しても鋼板の表面の所定量が十分に溶解されるよう
な酸洗時間を設定して酸洗がおこなわれる。そのため、
酸濃度が高い場合は、鋼板の表面が過剰に溶解されるこ
とになり、歩留まりが低下し、酸洗コストが高くな
る。。
を、冷間圧延の条件により改善することも試みられてい
るが、酸洗後の熱延鋼板の表面に残存した粒界腐食部の
深さに差があると、均一に改善されず、表面の光沢や表
面の研磨性にムラや不良部分が残存することになる。
延鋼板を過剰に溶解することなく、表面の光沢や研磨性
に優れた冷延鋼板を製造することのできるオーステナイ
ト系ステンレス鋼板の製造方法を提供することにある。
オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法にある。
ンで中間焼鈍後中間酸洗されたオーステナイト系ステン
レス鋼からなる熱延鋼板を、圧延率X(%)で冷間圧延
する際に、下記(1)式で規定される圧延率定数RN
(%)が前記圧延率X(%)以下となる条件で中間焼
鈍、中間酸洗および冷間圧延することを特徴としてい
る。
n) S:中間酸洗時の酸による溶解速度(μm/min) L:酸洗槽の有効総長さ(m)。
る焼鈍および酸洗を中間焼鈍および中間酸洗と表し、冷
延鋼板に施される焼鈍および酸洗を仕上焼鈍および仕上
酸洗と表す。
ス鋼からなる熱延鋼板の表面に生じる粒界腐食について
検討した結果、つぎの〜の知見を得た。
気中の酸素が粒界に侵入して鋼中のCrと反応して、粒
界近傍にCr欠乏層が形成される。このCr欠乏層の存
在する粒界が、中間酸洗時に選択的に腐食されることに
より、粒界腐食が生じるものと推定される。
る中間焼鈍の条件、具体的には、焼鈍温度と焼鈍時間に
依存する。
表面層の厚さは、酸洗時の酸による溶解速度と酸洗時間
に依存し、酸による溶解速度は、酸洗液の組成と酸洗温
度によりほぼ一義的に決まる。
て求めた式である。すなわち、(1)式における第1項
は、の中間焼鈍時に生じるCr欠乏層の深さに関する
項であり、第2項は、の中間酸洗で溶解される熱延鋼
板の表面層の厚さに関する項である。そして、これらの
第1項および第2項に、補正値を加味したのが上記の
(1)式である。
ど、熱延鋼板の表面に残存する粒界腐食の影響が小さく
なることは知られている。したがって、(1)式で求め
た圧延率定数RN(%)と、冷間圧延における圧延率X
(%)とを適正に設定した条件で中間焼鈍、中間酸洗お
よび冷間圧延すれば、中間酸洗における溶解量を極力抑
えて、表面の光沢や研磨性に優れた冷延鋼板を製造する
ことができる。
系ステンレス鋼板の製造工程の一例を図1に基づいて説
明する。
イト系ステンレス鋼からなるスラブは、熱間圧延に適し
た温度、例えば1100〜1250℃に加熱された後、
通常は90%以上の圧延率で熱間圧延により板状に圧延
され、その後、中間焼鈍、ショットブラストおよび中間
酸洗とにより熱延鋼板とされる。この中間焼鈍、ショッ
トブラストおよび中間酸洗は、つぎに述べるような焼鈍
酸洗ラインでおこなわれる。すなわち、この焼鈍酸洗ラ
インは、連続焼鈍炉に続いてショットブラスト装置およ
び複数の槽を備えた連続酸洗装置が設けられ、連続焼鈍
炉から連続酸洗装置までを通過する際の鋼板の速度が同
じ速度になるように構成された装置である。
鈍は、熱延鋼板に所定の組織と強度とを付与することお
よびクロム炭化物の溶解等のために必要な処理で、オー
ステナイト系ステンレス鋼からなる熱延鋼板の場合は、
例えば、950〜1250℃の温度範囲で、保持時間が
10秒程度以上となる搬送速度でおこなわれる。
熱間圧延および前記中間焼鈍で生じたスケールを除去す
るための処理であり、そのうちの中間酸洗は、通常、ふ
っ酸と硝酸との混合水溶液で行われるが、さらに塩酸を
混合した水溶液を用いておこなわれる場合もある。ま
た、この中間酸洗中に、研磨ブラシ等でスケールを除去
する場合もある。
ト系ステンレス鋼からなる熱延鋼板は、40〜80%程
度の圧延率による冷間圧延により更に圧延された後、仕
上焼鈍、仕上酸洗および調質圧延により製品としての冷
延鋼板とされる。この仕上焼鈍と仕上酸洗も、上記の中
間焼鈍および中間酸洗と同様に焼鈍酸洗ラインでおこな
われる。
とを付与するための処理で、オーステナイト系ステンレ
ス鋼からなる冷延鋼板の場合は、例えば、950〜12
50℃の温度範囲で、保持時間が数秒以上となる搬送速
度でおこなわれる。また、仕上酸洗は、前記中間酸洗と
同様に、仕上焼鈍で生じたスケールを除去するための処
理で、Na2SO4等の中性塩水溶液による電解または
溶融塩によるスケール改質をおこなった後に、硝酸水溶
液に浸漬するか、または硝酸水溶液により電解して酸洗
をおこなう方法や、ふっ酸と硝酸のとの混合水溶液に浸
漬する方法等によりおこなわれる。
洗された冷延鋼板に、さらに0.5〜2%程度の圧延率
で冷間圧延して、冷延鋼板の表面性状を調整するための
ものであり、省略されることもある。
鋼からなる冷延鋼板を製造する際に、中間焼鈍の条件、
中間酸洗の条件、および冷間圧延の圧延率を、下記の
(1)式で規定される圧延率定数RN(%)が、冷間圧
延における圧延率X(%)以下となるように設定する。
n) S:中間酸洗時の酸による溶解速度(μm/min) L:酸洗槽の有効総長さ(m)。
に基づき、中間焼鈍の焼鈍温度T(K)、中間酸洗時
の酸による溶解速度S(μm/min)および焼鈍酸洗
ラインの鋼板搬送速度V(m/min)を種々変化させ
てオーステナイトステンレス鋼からなる熱延鋼板を製造
してその表面状況を評価し、この評価した表面状況から
冷間圧延における最低圧延率(限界圧延率)を求め、こ
の結果から回帰計算により、各定数A、B、C、n、m
を決定して求めた式である。
Qは、鋼中を拡散する酸素の活性化エネルギーと等しい
と考えられ、その値は鋼種により若干異なり、文献に記
載された値も若干異なるが、本発明では73,500
(J/mol)とした。気体定数Rは、8.31(mo
l・K/J)の一定値である。また、中間酸洗時の酸に
よる溶解速度Sは、次のようにして予め求めておく。
との関係の一例を示す図であり、酸洗液として硝酸(H
NO3 )とふっ酸(HF)の水溶液を用いて、60℃
の温度でSUS304の熱延鋼板を酸洗した場合の、酸
濃度と溶解速度との関係を示す。図3は、酸洗温度と酸
による溶解速度との関係の一例を示す図であり、酸洗液
として5%硝酸(HNO3 )とふっ酸(HF)の水溶
液を用いて、SUS304の熱延鋼板を酸洗した場合
の、酸洗温度と溶解速度との関係を示す。
酸濃度によって異なり、また、酸洗温度により異なる。
また、図2および図3に示す傾向は、用いる酸洗液の種
類により異なる。したがって、中間酸洗をおこなう焼鈍
酸洗ラインで用いられる酸洗液の種類に応じて、上記図
2および図3に示す関係を予め求めておく。
は、特に、限定しないが、ふっ酸10〜400g/リッ
トルおよび硝酸10〜400g/リットルの水溶液、ま
たは塩酸10〜300g/リットル、ふっ酸10〜40
0g/リットルおよび硝酸20〜500g/リットルの
水溶液が好ましい。
鋼板搬送速度V(m/min)は、中間焼鈍における焼
鈍時間の逆数に比例した値であり、かつ中間酸洗におけ
る酸洗時間の逆数に比例した値である。また、酸洗槽長
さLは、酸洗焼鈍ラインに設けられた酸洗槽の酸洗に寄
与する有効総長さで表す。
仕様、焼鈍雰囲気およびヒートパターンにより異なる
が、その範囲は10〜1000(%)である。例えば、
長さが39mの連続焼鈍炉を用い、燃焼雰囲気で通常の
ヒートパターンで焼鈍する場合は、820(%)であ
る。
長さ、槽の個数、酸組成およびショットブラストや研磨
ブラシによるスケールの除去程度により異なるが、その
範囲は20〜200(%)である。例えば、有効長さが
12mの2槽構造の酸洗槽で、ふっ酸150g/リット
ルと硝酸50g/リットルの水溶液を用いる場合は、9
8(%)である。
板の表面性状や研磨性等の要求される品質により異なる
が、その範囲は−200〜0(%)である。例えば、通
常の研磨性が要求される用途であれば、−146(%)
である。
様、焼鈍雰囲気およびヒートパターンにより異なるが、
その範囲は0を超え1以下である。例えば、長さが39
mの連続焼鈍炉を用い、燃焼雰囲気で通常のヒートパタ
ーンで焼鈍する場合は、0.18である。
の酸洗槽の有効長さ、槽の個数、酸組成およびショット
ブラストや研磨ブラシによるスケールの除去程度により
異なるが、その範囲は−1以上0未満である。例えば、
有効長さが12mの2槽構造の酸洗槽で、ふっ酸150
g/リットルと硝酸50g/リットルの水溶液を用いる
場合は、−0.45である。
圧延率定数RN(%)を、冷間圧延における圧延率X
(%)以下とする。圧延率定数RN(%)が圧延率X
(%)を超えると、熱延鋼板を中間酸洗した時に生じる
粒界腐食部分の影響が残り、表面光沢や研磨性が悪化す
る。ここで、圧延率X(%)は、圧延前の板の厚みをt
a、圧延後の板の厚みをtbとしたとき、100・(t
a−tb)/ta(%)で表わされる。
る圧延率の条件は、例えば、次のようにして設定する。
は、前記のようにオーステナイト系ステンレス鋼からな
る熱延鋼板に、所定の組織と強度を付与する処理であ
り、製造する熱延鋼板の鋼種および寸法に基づいて、中
間焼鈍における焼鈍温度Tおよび焼鈍酸洗ラインの鋼板
搬送速度Vを設定する。
と酸による溶解速度との関係を、酸洗温度毎に例えば図
2、図3のように予め求めておく。そして、中間酸洗時
における酸洗液の酸濃度と酸洗温度とから酸による溶解
速度Sを求める。
度Tおよび焼鈍酸洗ラインの鋼板搬送速度Vを設定し、
また酸による溶解速度Sを求めた後、焼鈍炉、酸洗槽の
各仕様等により設定された各定数A、B、C、m、nを
用い、(1)式により圧延率定数RNを求める。
冷間圧延で通常採用されている圧延率(例えば40〜8
0%)の範囲内であれば、冷間圧延の圧延率Xを、前記
のようにして求めた圧延率定数RN以上となるように設
定する。この場合、設定する冷間圧延における圧延率X
は、前記圧延率定数RN以上で、かつ圧延率定数RN+
10(%)以下とするのが好ましい。
されている圧延率の範囲を外れる場合は、鋼板搬送速度
Vと酸による溶解速度Sのいずれか一方または両方を再
設定する。この再設定では、中間酸洗時の酸洗液の温度
を変えて酸による溶解速度Sを再設定する方法が最も簡
便である。
る圧延率Xが、予め決められている場合は、中間焼鈍に
おける焼鈍温度Tおよび焼鈍酸洗ラインの鋼板搬送速度
Vを前記のようにして設定し、これらの設定条件と圧延
率Xとから、(1)式で求められる圧延率定数RNが圧
延率X以下となるように、中間酸洗における溶解速度S
を設定する。この場合も、圧延率定数RNを圧延率X以
下で、かつ圧延率X−10(%)以上とするのが好まし
い。
に、酸洗液の酸濃度と温度のいずれか一方または両方の
条件を設定する。この場合も、酸洗液の温度を変えるの
が簡便である。
が設けられ、酸洗槽により酸組成や酸濃度が異なる酸洗
液を用いる場合がある。このときは、前記(1)式のS
として複数の酸洗液の平均の溶解速度とするか、または
前記(1)式の(S・L/V)を各酸洗槽毎に求め、こ
れらの合計としてもよい。各酸洗槽毎に(S・L/V)
を求める場合、Sは各酸洗槽内の酸洗液毎の酸による溶
解速度を、Lは各酸洗槽の有効長さを用いる。
には、前記圧延率Xは、複数回の冷間圧延におけるトー
タルの圧延率をいう。
ラブを1250℃に加熱した後圧延率98%で熱間圧延
し、続いて搬送速度を15m/minに設定した焼鈍酸
洗ラインにより、1000℃または1050℃の焼鈍温
度での中間焼鈍と、酸洗液の組成および酸洗液の温度を
変えた中間酸洗とにより、幅1,000mm、厚さ3.
5mmの熱延鋼板を製造した。
で冷間圧延した後、搬送速度を20m/minに設定し
た焼鈍酸洗ラインにより、焼鈍温度1000℃で仕上焼
鈍し、中性塩による電解と、硝酸15%を含む60℃の
水溶液を用いた電解酸洗による仕上酸洗により冷延鋼板
を製造した。
ける酸洗液の組成、酸洗温度、酸による溶解速度、圧延
率定数RNおよび冷間圧延における圧延率Xを表1に示
す。なお、上記の製造工程では、(1)式における各定
数は、A:820、B:98、C:−146、n:0.
18、m:−0.45であり、活性化エネルギーQは、
73,500(J/mol)とした。
の光沢および研磨性を評価した。なお、光沢は、冷延鋼
板の表面を目視観察して、光沢が極めて良好な場合を
5、光沢が著しく不良の場合を1とする5段階の評価を
おこない、評価3以上を合格とした。また、研磨性は、
冷延鋼板の表面を1パスのバフ研磨後目視観察して、上
記光沢と同様な評価を行い、評価3以上を合格とした。
結果を表1に併せて示す。
焼鈍温度および中間酸洗における酸組成と酸洗温度を同
じ条件とし、冷間圧延の圧延率Xを変えた例である。圧
延率定数RNが圧延率X以下のNo.1の本発明例は、
光沢および研磨性ともに合格であるが、圧延率定数RN
が圧延率Xより大きいNo.2の比較例では、光沢は合
格であるが、研磨性が不合格である。
度、中間酸洗における酸組成および冷間圧延における圧
延率Xを上記No.2の比較例と同じ条件とし、酸洗温
度を低くした例である。この場合は、酸洗温度を低くし
たため圧延率定数RNが圧延率Xを上回り、光沢、研磨
性ともに不合格である。
鈍温度および中間酸洗における酸組成と酸洗温度を変
え、圧延率Xを圧延率定数RN以上として圧延した例で
あり、いずれも、光沢、研磨性ともに合格である。
鋼板の製造方法によれば、熱延鋼板を過剰に溶解するこ
となく、表面の光沢や研磨性に優れた冷延鋼板を製造す
ることができる。
造工程の一例を示す図である。
例を示す図である。
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】焼鈍酸洗ラインで中間焼鈍後中間酸洗され
たオーステナイト系ステンレス鋼からなる熱延鋼板を、
圧延率X(%)で冷間圧延する際に、下記(1)式で規
定される圧延率定数RN(%)が前記圧延率X(%)以
下となる条件で中間焼鈍、中間酸洗および冷間圧延する
ことを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼板の製
造方法。 RN=A・(a・exp(−Q/R・T)/V)n +B・(b・S・L/V)m +C ・・・(1) ここで、A、B、C:定数(%) n、m:定数 a:次元調整用定数(=1min/m) b:次元調整用定数(=1min/μm) Q:活性化エネルギー(J/mol) T:中間焼鈍における焼鈍温度(K) R:気体定数(=8.31mol・K/J) V:焼鈍酸洗ラインの熱延鋼板の搬送速度(m/mi
n) S:中間酸洗時の酸による溶解速度(μm/min) L:酸洗槽の有効総長さ(m)
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JP2001095869A JP4606633B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 |
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- 2001-03-29 JP JP2001095869A patent/JP4606633B2/ja not_active Expired - Lifetime
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