JP2003119551A - 極めて良好な表面光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯 - Google Patents
極めて良好な表面光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯Info
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Abstract
鋼冷間圧延鋼帯を提供する。 【解決手段】 Cr:15wt %以下、C:0.1wt %以上を含
有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯であって、該鋼帯表面
の光沢度が700 (Gs20°)以上である極めて良好な表面
光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯である。この
鋼帯は、ステンレス鋼の冷間圧延鋼帯を焼鈍した後、硝
酸酸洗を行うにあたり、硝酸酸洗槽内の硝酸水溶液の鉄
イオン濃度を2.0wt %以下に制御することにより得られ
る。
Description
光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯に関する。 【0002】 【従来の技術】冷間圧延後のステンレス鋼帯は、一般的
には焼鈍後、スケールを除去するために酸洗処理が施さ
れる。上記した酸洗ラインの構成は、酸洗槽の前にソル
トバス(塩浴槽)または中性塩電解槽を備え、フェライ
ト系ステンレス鋼帯、マルテンサイト系ステンレス鋼帯
の場合は、硝酸酸洗槽により酸洗処理が施され、オース
テナイト系ステンレス鋼帯の場合は、硝酸と弗酸との混
酸槽およびその後工程である硝酸酸洗槽により酸洗処理
が施される。 【0003】ステンレス鋼冷間圧延鋼帯は、通常の冷間
圧延鋼帯に比較して特に表面性状の良さが求められる。
このため、これらの酸洗の条件を適正に制御することに
より、表面へのスケールの残存をなくし、良好な表面性
状の鋼帯を得るべく、種々の技術が提案されている。 【0004】例えば、特開平9−38714 号公報では、Al
を含有するフェライト系ステンレス鋼帯について、弗酸
濃度が20〜160g/l、硝酸濃度が40〜200g/lの混酸で、Fe
イオン濃度が30g/l 以下の範囲で酸洗することにより、
スケールの残存と過酸洗によるエッチピットが防止でき
る技術が開示されている。しかし、上記混酸によるデス
ケーリングの後、最終処理として硝酸による不動態化処
理を行うと、ステンレス鋼帯の表面にスマットと呼ばれ
る反応物が付着し、鋼帯表面の汚れおよび模様の原因と
なる。 【0005】これらの汚れおよび模様は、製品の美観を
著しく損ね、表面光沢度の劣化により品質不良率が増大
する問題があった。また、上記の汚れおよび模様は、同
一の浴中で再酸洗を行っても十分に除去することができ
ず、さらに再付着が懸念されるため、鋼帯の光沢度改善
として表面研削が必要となり、多大なコストを要すると
いう問題点があった。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、極めて良好な表面光沢度を有
するステンレス鋼冷間圧延鋼帯を提供することを目的と
する。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明者は、ステンレス
鋼冷間圧延鋼帯を酸洗する硝酸槽(硝酸酸洗槽)におけ
るスマット汚れの発生メカニズムについて調査した結
果、硝酸水溶液中の鉄イオン濃度を一定の範囲内に制御
することにより、ステンレス鋼帯表面へのスマットの付
着量が著しく減少でき、ステンレス鋼帯表面の光沢度を
改善することが可能であることを見出した。 【0008】さらに、その効果は、ステンレス鋼帯のCr
の含有量が15wt%以下であるマルテンサイト系ステンレ
ス鋼などのステンレス鋼において顕著であることを見出
した。本発明は、これらの知見に基づいてなされたもの
である。すなわち、本発明は、Cr:15wt %以下、C:0.
1wt %以上を含有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯であっ
て、該鋼帯表面の光沢度が700 (Gs20°)以上である極
めて良好な表面光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼
帯(本発明鋼帯)である。 【0009】本発明鋼帯を得るための酸洗方法において
は、前記硝酸酸洗槽が硝酸電解酸洗槽であることが好ま
しい。さらに、上記酸洗方法においては、ステンレス鋼
の冷間圧延鋼帯を焼鈍した後、中性塩電解槽で予備的に
脱スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸電解酸洗槽で酸
洗するか、もしくは、上記焼鈍後、中性塩電解槽で予備
的に脱スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸・弗酸混酸
槽で酸洗した後、硝酸電解酸洗槽で酸洗することが好ま
しい。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。図2に、ステンレス鋼冷間圧延鋼帯の焼鈍、酸洗
ラインの一例を工程図(側面図)で示す。なお、図2に
おいて、1はペイオフリール、2は溶接機、3は脱脂装
置、4は入側ルーパ、5は焼鈍炉、6は冷却装置、7は
酸洗設備、8は出側ルーパ、9はシャー、10はテンショ
ンリール、11は鋼帯、fは鋼帯の搬送方向を示す。 【0011】また、図3に、図2における本発明鋼帯を
得るための酸洗設備7の工程図(側面図)の一例を示
す。なお、図3において、12は中性塩電解槽、13は硝酸
・弗酸混酸槽、14は硝酸電解酸洗槽である硝酸酸洗槽、
15はブラシスタンドを示し、その他の符号は図2と同一
の内容を示す。 【0012】硝酸・弗酸混酸は、仕上酸洗に使用される
硝酸電解酸洗液に比較して、スケールの除去などの酸洗
能力が優れており、硝酸・弗酸混酸槽13においてはスマ
ットは発生しない。しかし、酸洗ラインの最後に不動態
化処理が施される硝酸酸洗槽14では、Feイオンの溶解度
が上記の混酸に比較して小さいことから、スマットの発
生、鋼帯への付着が生じる。 【0013】スマットの発生の抑制に最も重要な因子
は、硝酸酸洗槽の硝酸水溶液のFeイオン濃度である。す
なわち、Feイオン濃度が低い程、スマットの発生量を抑
制することが可能である。特にその効果が顕著なのは、
後記する実施例に示されように、2.0 wt%以下のFeイオ
ン濃度範囲である。 【0014】これに対して、Feイオン濃度が2.0 wt%を
超えると、硝酸水溶液中のFeイオンの溶解度が小さいた
め、FeイオンがFeの水酸化物を主成分として溶液中に析
出し易くなる。析出した水酸化物は、スマットとして硝
酸酸洗槽中のステンレス鋼帯表面に付着し易く、鋼帯の
表面に汚れまたは模様として残留する。 【0015】したがって、鋼帯表面の性状を良好に保つ
ためには、硝酸酸洗槽内の硝酸水溶液のFeイオン濃度を
2.0 wt%以下に制御する必要がある。該Feイオン濃度
は、より好ましくは、1.5 wt%以下である。本発明鋼帯
を得るための酸洗方法においては、例えば、硝酸酸洗槽
14内の硝酸水溶液のFeイオン濃度を、連続的あるいはバ
ッチ的に機器分析などにより分析し、その結果に基づ
き、硝酸水溶液の入れ替えあるいは新硝酸による希釈を
行うことによって、Feイオン濃度を2.0 wt%以下に制御
することができる。 【0016】硝酸酸洗槽14の硝酸水溶液の硝酸濃度は、
特に限定しないが、50g/l 以上が好ましい。50g/l 未満
の場合、Feイオンの溶解度が低いためスマットが発生し
易くなる他、酸洗能力が十分ではなく、不動態皮膜の形
成も十分ではない。逆に、硝酸濃度が高すぎると、硝酸
酸洗槽の排気処理、装置の腐食などの設備上および工程
上の問題が発生する。 【0017】このため、硝酸酸洗槽14の硝酸水溶液の硝
酸濃度は、より好ましくは、80〜120g/lの範囲である。
硝酸酸洗槽14の硝酸水溶液の液温は、酸洗効率などに影
響を及ぼす因子である。液温が40℃未満の場合、酸洗が
不十分となり、不動態皮膜の形成も十分ではなく、逆
に、液温が60℃を超える場合、硝酸酸洗槽の排気処理な
どの設備上の問題が生じる。 【0018】このため、硝酸酸洗槽の硝酸水溶液の液温
は40〜60℃とすることが好ましい。本発明鋼帯の鋼材と
しては、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系
ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼のいずれ
にも適用することができる。一方、その原因は明確では
ないが、ステンレス鋼の成分により、スマットの発生量
は異なり、Cr含有量が15wt%以下と少なく、C含有量が
0.1 wt%以上と多い程、スマットの発生量が増加する。 【0019】このため、本発明鋼帯は、従来では極めて
高い表面光沢度が得難かったところの、Cr含有量が15wt
%以下でかつC含有量が0.1 wt%以上のステンレス鋼冷
間圧延鋼帯に限定した。また、本発明鋼帯を得るための
酸洗方法においては、硝酸酸洗槽が、硝酸電解酸洗槽で
あることが好ましい。 【0020】これは、中性塩電解槽において除去できな
かった鋼帯表面のSi酸化物層を電解除去するためであ
る。上記した硝酸電解酸洗槽における電流密度は、200
〜1000mA/cm2が好ましい。これは、電流密度が200mA/cm
2 未満の場合、Si酸化物層の除去が困難となり、電流密
度が1000mA/cm2超えの場合、過電解により表面にエッチ
ピットが発生するためである。 【0021】さらに、本発明鋼帯を得るための酸洗方法
においては、前記した図2、図3に例示するように、焼
鈍炉の後工程として、中性塩電解槽、硝酸・弗酸混酸槽
および硝酸電解酸洗槽を、該工程順序で配設するか、も
しくは、焼鈍炉の後工程として、中性塩電解槽および硝
酸電解酸洗槽を、該工程順序で配設し、ステンレス鋼の
冷間圧延鋼帯を焼鈍した後、中性塩電解槽で予備的に脱
スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸・弗酸混酸槽で酸
洗した後、硝酸電解酸洗槽で酸洗するか、もしくは上記
焼鈍後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、得
られた鋼帯を硝酸電解酸洗槽で酸洗することが特に好ま
しい。 【0022】これは、Cr含有量が15wt%以下でかつC含
有量が0.1 wt%以上のマルテンサイト系ステンレス鋼冷
間圧延鋼帯などのステンレス鋼冷間圧延鋼帯を、焼鈍
後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、必要に
応じて硝酸・弗酸混酸槽で酸洗した後、硝酸電解酸洗槽
内の硝酸水溶液の鉄イオン濃度を2.0wt %以下に制御し
た条件下で硝酸電解酸洗することによって、中性塩電解
槽、硝酸・弗酸混酸槽による脱スケールおよび硝酸電解
酸洗槽におけるスマットの発生を防止した優れた仕上酸
洗の両者の相乗効果によって、極めて良好な表面光沢度
を有するステンス鋼冷間圧延鋼帯を製造することができ
るためである。 【0023】 【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。 (実施例1)マルテンサイト系ステンレス鋼であるSUS4
20J2(13Cr-0.3C) の冷間圧延鋼帯を、800 ℃で焼鈍後、
図3に示す中性塩電解槽12において予備的に脱スケール
を行い、その後、硝酸電解酸洗槽14により酸洗処理を行
った。 【0024】なお、本実施例においては、鋼帯は硝酸・
弗酸混酸槽13をバイパスした。硝酸電解酸洗槽14の硝酸
濃度:100g/l、酸洗液液温:50℃、電流密度:400mA/cm
2 の条件下で、硝酸水溶液のFeイオン濃度を0〜4.0wt
%の範囲で変化させ、鋼帯表面へのスマットの付着量に
及ぼすFeイオン濃度の影響を調査した。鋼帯表面へのス
マットの付着量の評価は、酸洗後の鋼帯の表面に対し20
°の角度で光を照射し、160 °の角度で反射してくる光
の反射量に基づき光沢度を測定し、光沢度で評価した。 【0025】したがって、光沢度が高い程スマットの付
着量は少なく、良好な表面性状であると言える。得られ
た結果を図1に示す。本発明鋼帯を得るための酸洗方法
におけるFeイオン濃度が2.0 wt%以下の領域では、スマ
ットの発生が抑制され、鋼帯表面の光沢度が700(Gs20
°) 以上の極めて良好な表面性状が得られた。 【0026】(実施例2〜実施例9、比較例)マルテン
サイト系ステンレス鋼であるSUS420J1(13Cr-0.6C) の冷
間圧延鋼帯を、800 ℃で焼鈍後、図3に示す中性塩電解
槽12、硝酸・弗酸混酸槽13により酸洗を施し、仕上酸洗
として硝酸電解酸洗槽14により酸洗処理を行った。すな
わち、電流密度:400mA/cm2 の条件下、硝酸電解酸洗槽
の硝酸水溶液のFeイオン濃度、硝酸濃度および液温を表
1の範囲で変化させ、酸洗後の鋼帯の表面の光沢度を、
前記した実施例1の方法で測定し、下記評価基準に基づ
き評価した。 【0027】本評価においては、下記評価基準に基づく
A〜Cの鋼帯について表面性状が良好であると評価し
た。 〔表面性状評価基準:〕 A:光沢度≧800(Gs20°) B:800(Gs20°) >光沢度≧750(Gs20°) C:750(Gs20°) >光沢度≧700(Gs20°) D:700(Gs20°) >光沢度 得られた結果を、製造条件と併せて表1に示す。 【0028】 【表1】 【0029】 【発明の効果】以上説明したとおり、本発明鋼帯はステ
ンレス鋼冷間圧延鋼帯を本明細書で開示した方法によっ
て酸洗することによって、スマットの付着がなく、極め
て良好な表面光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯
となしえたものである。さらに、本発明鋼帯は、極めて
良好な表面性状を有するものであるから、次工程の表面
研削が不要となり、工程の簡易化が達成でき、製造コス
トの面から経済性にも優れている。
酸洗後の鋼帯表面の光沢度との関係を示す相関図であ
る。 【図2】ステンレス鋼冷間圧延鋼帯の焼鈍、酸洗ライン
の一例を示す工程図(側面図)である。 【図3】本発明鋼帯を得るための酸洗方法に係るステン
レス鋼冷間圧延鋼帯の酸洗設備の一例を示す工程図(側
面図)である。 【符号の説明】 1 ペイオフリール 2 溶接機 3 脱脂装置 4 入側ルーパ 5 焼鈍炉 6 冷却装置 7 酸洗設備 8 出側ルーパ 9 シャー 10 テンションリール 11 鋼帯 12 中性塩電解槽 13 硝酸・弗酸混酸槽 14 硝酸酸洗槽(:硝酸電解酸洗槽) 15 ブラシスタンド f 鋼帯の搬送方向
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 Cr:15wt %以下、C:0.1wt %以上を含
有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯であって、該鋼帯表面
の光沢度が700 (Gs20°)以上である極めて良好な表面
光沢度を有するステンレス鋼冷間圧延鋼帯。
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JP2002274999A JP4221984B2 (ja) | 2002-09-20 | 2002-09-20 | 極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯 |
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- 2002-09-20 JP JP2002274999A patent/JP4221984B2/ja not_active Expired - Fee Related
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