JP2003342797A - 表面性状の良好なステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステンレス冷延鋼帯の製品表面に、Ｌ方向に筋
状の模様が発生しない鋼帯を製造する。 【解決手段】質量％で、C≦0.12, i≦1.00,Mn≦1.00,P
≦0.1,S≦0.030,Cr;10〜20, Ni≦0.75、Cu;0.005〜0.20
%,Ti;0.001〜0.30%、Al;0.001〜0.30% 、N≦0.06、残部がF
e及び不可避的不純物であり、成分調整した熱延鋼帯を
製造し、熱延後の熱処理として、熱延後にコイルを冷却
した後に焼鈍する際に、焼鈍温度を 700〜880 ℃とする
か、熱延終了後の鋼帯巻き取り温度を700 ℃以上で保定
し、メカニカルデスケーリングし、酸洗し、冷間圧延
し、弱酸化性雰囲気中で焼鈍し、20〜400g/L 硫酸水溶
液中に、フルオロケイ酸塩、若くはフルオロホウ酸塩を
添加し、更に硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を混合した
酸洗溶液で電解酸洗する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼の冷
間圧延鋼帯を製造する場合に、最終製品表面にマクロ模
様のない鋼帯を製造する方法に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼の冷延鋼帯の製造に関して
は、熱間圧延後のホットコイルの酸化スケールをデスケ
ールした後に冷間圧延し、焼鈍し、酸洗して製品として
製造される。このような鋼板は様々な機器の表面に用い
られる場合が多く、仕上表面が美麗であることが求めら
れる。

【０００３】この冷延鋼帯の製造法の製品前に実施され
る酸洗に関して、特開昭６１−２７６９９９号公報で
は、Ｃｒ含有鋼板を、特定濃度の硫酸水溶液にフルオロ
ケイ酸塩又はフルオロホウ酸塩、及び硝酸塩又は硫酸塩
を添加した溶液で電解酸洗することにより、仕上表面の
美麗な鋼板を得る方法が示されている。

【０００４】また、この冷延鋼帯の製造法の製品前に実
施される焼鈍と酸洗に関して、特開平３−９０６００号
公報では、Ｃｒ含有冷延鋼板について露点を−１５〜−
４０℃弱酸化性雰囲気でかつ鋼板の再結晶開始温度〜再
結晶完了温度＋５０℃の範囲で焼鈍し、フルオロケイ酸
塩等を添加した硫酸水溶液で電解酸洗することで、外観
の平滑な鋼板を高速大量生産する方法が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この製造法に関し、更
に詳細な検討を行った結果、以下のことが判明した。特
開昭６１−２７６９９９号公報及び特開平３−９０６０
０号公報に示された方法で冷延鋼帯を製造した場合、冷
延し焼鈍し酸洗した後の鋼板表面にＬ方向に巾０．５〜
２ｍｍ程度で長さ３０〜７０ｍｍ程度の筋状の模様が多
数発生する場合があることがわかった。本発明は、従来
技術では達成できなかった最終製品表面にマクロ模様の
ない鋼帯を製造することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は以下の構成を要旨とする。質量で、 Ｃ ：０．１２％以下、 Ｓｉ：１．００％以下、 Ｍｎ：１．００％以下、 Ｐ ：０．１％以下、 Ｓ ：０．０３０％以下、 Ｃｒ：１０〜２０％、 Ｎｉ：０．７５％以下、 Ｃｕ：０．００５〜０．２０％、 Ｔｉ：０．００１〜０．３０％、 Ａｌ：０．００１〜０．０９０％、 Ｎ ：０．０６％以下 を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、下式
（１）に示す組成にコントロールした熱延鋼帯を製造
し、熱延後の熱処理として、熱延後にコイルを冷却した
後に焼鈍する際に焼鈍温度を７００〜８８０℃とする
か、あるいは熱延終了後鋼帯を巻き取って７００℃以上
の温度で保定し、コイル冷却後に焼鈍しもしくは焼鈍を
省略し、メカニカルデスケーリングし、酸洗し、冷間圧
延し、弱酸化性雰囲気中で焼鈍した後、２０〜４００ｇ
／Ｌ硫酸水溶液中に、フルオロケイ酸塩もしくはフルオ
ロホウ酸塩を添加し、更に硝酸塩、硫酸塩の１種又は２
種を混合した酸洗溶液で電解酸洗して製造することを特
徴とする表面性状の良好なステンレス鋼板の製造方法。 γｐ（％）＝420* [C]+470*[N]+23*[Ni]+9*[Cu]+7*[Mn]-11.5*[Cr]-11.5*[Si] -12*[Mo]-23*[V]-47*[Nb]-49*[Ti]-52*[Al]+189 ≧30・・・・式（１）

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明者らは、課題解決のため種
々の詳細な検討を行った結果、最終製品表面にマクロ模
様のない鋼帯を製造する方法として、γｐを一定値以上
になるように成分コントロールした熱延鋼帯を製造し、
焼鈍しメカニカルデスケーリングし、酸洗し、冷間圧延
し、弱酸化性雰囲気中で焼鈍し、電解酸洗して製造する
ことが最も有効であることを見出した。以下、実験結果
に従い説明する。

【０００８】前述のように、特開昭６１−２７６９９９
号公報及び特開平３−９０６００号公報に示された方法
で冷延鋼帯を製造した場合、冷延し焼鈍し酸洗した後の
鋼板表面にＬ方向に巾０．５〜２ｍｍ程度で長さ３０〜
７０ｍｍ程度の筋状の模様が多数発生する場合があるこ
とがわかった。

【０００９】そこで本発明者らは、このような模様の発
生を低減できる熱延後熱処理処理条件を、以下のような
実験により検討した。ＳＵＳ４３０の熱延鋼帯３〜５mm
厚のものを用いて、巻取り温度６００℃で焼鈍を省略す
るか７００〜８８０℃で２時間焼鈍し、メカニカルデス
ケーリングし、酸洗し、０．６〜１．２mm厚に冷間圧延
し、窒素中に水素を８％含有させた露点−２０℃の弱酸
化性雰囲気中で８８０℃で２０sec 間焼鈍し、１００g/
L(リットル）硫酸水溶液中に、２０g/L Ｎａ₂ Ｓｉ
Ｆ₆ 、５０g/L ＮａＮＯ₃ 、５０g/L Ｎａ₂ ＳＯ₄ を混
合した水溶液で４０A/Dm² の電流密度、８０℃で１０se
c 間電解酸洗した。

【００１０】このようにして製造した筋状の模様の発生
状況を、成分条件をγｐとして計算により表わしたγｐ
と、熱延鋼帯の熱処理有無との関係について纏めた結果
を図１に示す。図１から明らかなように、熱延鋼帯の熱
処理を省略した場合には、筋状の模様が多く発生し、γ
ｐの増加とともに若干良好になる。さらに、７００〜８
８０℃で２Ｈｒの焼鈍を行った場合には大きな改善が認
められ、γｐが３０％以上で筋状の模様は皆無になる。

【００１１】このように、γｐの増加と焼鈍を付与する
ことが有効である理由は、γｐが小さく熱延鋼帯にγ相
の生成が少ない場合と、熱延鋼帯の焼鈍が充分に行われ
なかった場合には、冷延中に圧延Ｌ方向に沿った微小凹
凸が生じやすい。この凹部と凸部で、弱酸化性雰囲気中
で焼鈍した際に酸化スケールの生成のしかたに違いが生
じ、電解酸洗後に模様化するためである。このため、冷
延後の微小凹凸を軽減するγｐを大きくすることと焼鈍
することが有効に作用しているものと考えられる。

【００１２】次に本発明の限定理由について説明する。
成分の限定理由は以下のとおりである。なお単位は質量
％である。Ｃは、耐孔食性や耐食性の点から低い方がよ
いが、製造性を考慮して上限を０．１２％とした。

【００１３】Ｓｉは、脱酸作用を持った有用な成分であ
るが、１．００％を超えて含有させると熱間加工性が劣
化して、熱間圧延時の表面疵を多発するようになること
から１．００％以下とした。

【００１４】Ｍｎは、機械的強度維持および脱酸に有効
に寄与するが、１．００％を超えると靭性劣化の不利を
招き、熱間圧延での表面疵を多発するようになるので、
１．００％以下とする必要がある。

【００１５】Ｐは、Ｐ固溶度の低下に伴い粒界に濃化し
粒界偏析を生じ、硫酸との組み合わせで粒界腐食溝を生
じる有害元素であり、低いほど望ましいが、製鋼時の経
済性を考えて０．１％以下とする。Ｓは、耐食性向上の
ためできるだけ低い方が望ましく、０．０３０％以下と
する。

【００１６】Ｃｒは、耐食性および耐酸化性を向上させ
るステンレス鋼としての重要な元素であるが、そのため
には少なくとも１０％が必要であり、一方、２０％を超
えると靭性の劣化を招くので、１０〜２０％の範囲に限
定した。

【００１７】Ｎｉは、優れた耐食性、耐酸性を付与する
作用があり、耐孔食性ならびに耐隙間腐食性を向上させ
る作用もある。ただし、０．７５％を超えて添加するこ
とは経済性を損なうので、０．７５％以下とした。

【００１８】Ｃｕは、耐食性向上および機械的強度向上
のために有用な元素であるが、０．００５％未満では所
望の効果が得られず、一方、０．２０％を超えると熱間
加工性低下の点で好ましくないので、０．００５〜０．
２０％の範囲に限定した。

【００１９】Ｔｉは、耐食性向上および機械的性質向上
のために有用な元素であるが、０．００１％未満では所
望の効果が得られず、一方、０．３０％を超えると熱間
加工性低下の点で好ましくないので、０．００１〜０．
３０％の範囲に限定した。

【００２０】Ａｌは、脱酸作用を持ち材質にも有用な成
分であるが、０．００１％未満では所望の効果が得られ
ず、０．３０％を超えて含有させると熱間加工性が劣化
して、熱間圧延時の表面疵を多発するようになることか
ら、０．３０％以下とした。

【００２１】Ｎは、耐食性向上および機械的強度向上の
ために有用な元素であるが、０．０６％を超えると熱間
加工性低下の点で好ましくないので、０．０６％以下の
範囲に限定した。

【００２２】これらの成分は前記式（１）、即ち、γｐ
（％）＝４２０＊〔Ｃ〕＋４７０＊〔Ｎ〕＋２３＊〔Ｎ
ｉ〕＋９＊〔Ｃｕ〕＋７＊〔Ｍｎ〕−１１．５＊〔Ｃ
ｒ〕−１１．５＊〔Ｓｉ〕−１２＊〔Ｍｏ〕−２３＊
〔Ｖ〕−４７＊〔Ｎｂ〕−４９＊〔Ｔｉ〕−５２＊〔Ａ
ｌ〕＋１８９≧３０で示される組成にコントロールする
必要がある。γｐが３０％以上では熱延鋼帯の焼鈍との
組み合わせで筋状の模様はなくなる。一方３０％未満で
は焼鈍と組み合わせても改善は難しいためである。

【００２３】熱延後の鋼帯の熱処理は、コイルを冷却し
た後に焼鈍する際に焼鈍温度を７００〜８８０℃とする
ことが筋状の模様の軽減に有効である。加熱温度は７０
０℃未満では効果がなく、７００℃以上で、さらに高温
にするほど効果がある。しかし、８８０℃を超えてγ相
がでるようになると、冷延時に耳割れが生じたり圧延荷
重が大きくなるので、８８０℃以下とした。

【００２４】熱延後の鋼帯の熱処理は、熱延終了後の鋼
帯巻き取りを７００℃以上の温度で保定することによっ
ても有効に作用する。７００℃未満では効果がなく、７
００℃以上で効果がある。この場合には冷却後の焼鈍を
省略しても良い。

【００２５】これら熱処理後の鋼帯を、メカニカルデス
ケーリングし、酸洗し酸化スケールを完全に除去した
後、冷間圧延し、弱酸化性雰囲気中で焼鈍する。冷延鋼
帯の焼鈍条件については、露点を−１５〜−４０℃の弱
酸化性雰囲気中とする。−１５〜−４０℃の範囲では電
解酸洗しやすい酸化スケールが生成する。一方、−１５
℃より高温では電解酸洗で除去できない厚さの酸化スケ
ールが生成するためであり、露点は低いほど良いが、−
４０℃より低温の露点を得るには設備費が増大してしま
うためである。

【００２６】この弱酸化性雰囲気は窒素中に水素を１〜
２０％加えることによって得られる。水素濃度が１％未
満であれば酸化スケールの厚みは著しく厚くなり、後で
行われる酸洗作業が煩雑になる。また水素濃度が２０％
を超すと、供給するガスのコストがかさみ、操業面での
安全管理にも問題をきたす。

【００２７】また、製品鋼帯を加工しやすい柔らかな鋼
帯とするため、鋼板の再結晶開始温度〜再結晶完了温度
＋６０℃の範囲で焼鈍する。再結晶完了温度＋２０℃未
満では軟質化が安定しないが、＋２０℃以上では安定す
る。＋６０℃を超えると粒成長しやすく組織を一定化で
きないためである。

【００２８】電解酸洗溶液として、２０〜４００g/L(リ
ットル）硫酸水溶液中に、Ｎａ₂ ＳｉＦ₆ 等のフルオロ
ケイ酸塩、もしくはＮａＢＦ₄ 等のフルオロホウ酸塩を
添加し、更にＮａＮＯ₃ 、Ｎａ₂ ＳＯ₄ 等の硝酸塩、硫
酸塩の１種又は２種を混合した酸洗溶液を用いる。２０
〜４００g/L 硫酸で安定した電解酸洗が可能で、２０g/
L 未満では酸洗能力が極端に小さくなり、４００g/L を
超えると酸洗能力を制御することが難しくくなる。

【００２９】Ｎａ₂ ＳｉＦ₆ 等のフルオロケイ酸塩、も
しくはＮａＢＦ₄ 等のフルオロホウ酸塩は、酸化スケー
ルの除去速度を大幅に向上させるために添加する。その
添加量としては、硫酸水溶液１L(リットル）あたり１〜
５０g が好ましい。硫酸水溶液１L あたり１g 未満では
効果がほとんど見られず、一方５０g を超えても効果は
飽和する。

【００３０】ＮａＮＯ₃ 等の硝酸塩は、電解酸洗時に鋼
帯が陰極化するときに素地の溶解を促進させるために、
Ｎａ₂ ＳＯ₄ 等の硫酸塩は、電解酸洗における過酸洗を
抑制するために添加する。その添加量は硫酸水溶液１L
あたり５０〜４００g 添加するのが好ましい。硫酸水溶
液１L あたり５０g 未満では効果がほとんど見られず、
一方４００g を超えても効果は飽和する。電解酸洗は、
酸洗浴中を通板する鋼帯の両面に対向して２枚１組の陽
極板、陰極板を設け間接通電酸洗する。

【００３１】

【実施例】表１に示す、ＳＵＳ４３０鋼でγｐを３０％
以上の熱延鋼帯とし、表２に示す７００〜８８０℃の焼
鈍を施すか、熱延終了後の鋼帯巻取り温度を７００℃以
上とし、メカニカルデスケーリングし、酸洗し、４０〜
９０％の冷間圧延し、表３の条件で焼鈍し、表４の条件
で電解酸洗した。この条件で製造した最終製品鋼帯に
は、表２に示す様に筋状の模様はなかった。一方、これ
以外の条件で製造した鋼帯には筋状の模様がはっきりと
認められた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】

【発明の効果】本発明によって、従来技術では達成でき
なっかた、最終製品表面にマクロ模様のない鋼帯を製造
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】成分の異なる熱延鋼帯を製造し、熱延後の熱処
理を付与したり省略して、メカニカルデスケーリング
し、酸洗し、冷間圧延し、弱酸化性雰囲気中で焼鈍し、
電解酸洗した場合に、成分条件をγｐとして纏め、この
γｐと、熱延鋼帯の熱処理有無と、筋状の模様との関係
を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山地 清 北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 高橋 明彦 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K037 EA01 EA04 EA05 EA06 EA12 EA13 EA15 EA17 EA18 EA19 EA20 EA23 EA25 EA27 EA31 EA32 EB07 EB08 EB09 FE03 FF02 FF03 FF05 FH01 FJ02 FJ06 GA01 GA08 HA05 JA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量で、 Ｃ ：０．１２％以下、 Ｓｉ：１．００％以下、 Ｍｎ：１．００％以下 Ｐ ：０．１％以下、 Ｓ ：０．０３０％以下、 Ｃｒ：１０〜２０％、 Ｎｉ：０．７５％以下、 Ｃｕ：０．００５〜０．２０％、 Ｔｉ：０．００１〜０．３０％、 Ａｌ：０．００１〜０．３０％、 Ｎ ：０．０６％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避
   的不純物であり、下式（１）に示す組成にコントロール
   した熱延鋼帯を製造し、熱延後の熱処理として、熱延後
   にコイルを冷却した後に焼鈍する際に焼鈍温度を７００
   〜８８０℃として行い、メカニカルデスケーリングし、
   酸洗し、冷間圧延し、弱酸化性雰囲気中で焼鈍した後、
   ２０〜４００ｇ／Ｌ硫酸水溶液中に、フルオロケイ酸塩
   もしくはフルオロホウ酸塩の１種又は２種を添加し、更
   に硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を混合した酸洗溶液で
   電解酸洗して製造することを特徴とする表面性状の良好
   なステンレス鋼板の製造方法。 γｐ（％）＝420* [C]+470*[N]+23*[Ni]+9*[Cu]+7*[Mn]-11.5*[Cr]-11.5*[Si] -12*[Mo]-23*[V]-47*[Nb]-49*[Ti]-52*[Al]+189 ≧30・・・・式（１）
2. 【請求項２】 熱延後の熱処理として、熱延終了後の鋼
   帯巻き取り温度を７００℃以上で保定し、コイル冷却後
   に焼鈍しもしくは焼鈍を省略することを特徴とする請求
   項１記載の表面性状の良好なステンレス鋼板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 フルオロケイ酸塩もしくはフルオロホウ
   酸塩の１種又は２種を、硫酸水溶液１Ｌ（リットル）あ
   たり１〜５０ｇ添加することを特徴とする請求項１もし
   くは２記載の表面性状の良好なステンレス鋼板の製造方
   法。
4. 【請求項４】 硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を、硫酸
   水溶液１Ｌあたり５０〜４００ｇ添加することを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の表面性状の良好な
   ステンレス鋼板の製造方法。