JP2004137538A - オーステナイト系ステンレス鋼帯およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光沢むらがない熱延焼鈍酸洗鋼帯、冷延焼鈍酸洗鋼帯およびこれらの焼鈍酸洗鋼帯が確実に得られるオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯とその製造方法の提供。
【解決手段】本発明のオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯は、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍ、地鉄の表層部がＣｒ欠乏層である。この熱延鋼帯を素材とする本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯は鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚのばらつき△Ｒｚが１μｍ以下、冷延焼鈍酸洗鋼帯は鋼帯幅方向の光沢度測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）のばらつき△Ｇｓが２０以下である。これらの鋼帯は、連続鋳造スラブの表面手入れ後、スラブ表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱して熱間圧延する際、粗圧延後の仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取ることで確実に製造できる。
【選択図】なし
【解決手段】本発明のオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯は、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍ、地鉄の表層部がＣｒ欠乏層である。この熱延鋼帯を素材とする本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯は鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚのばらつき△Ｒｚが１μｍ以下、冷延焼鈍酸洗鋼帯は鋼帯幅方向の光沢度測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）のばらつき△Ｇｓが２０以下である。これらの鋼帯は、連続鋳造スラブの表面手入れ後、スラブ表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱して熱間圧延する際、粗圧延後の仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取ることで確実に製造できる。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢むらがない、表面光沢の均一性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼帯とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーステナイト系ステンレス鋼の熱延焼鈍酸洗鋼帯や冷延焼鈍酸洗鋼帯には、鋼帯幅方向に光沢が異なる部分が発生し、表面の均一性を損なわれるという問題がある。
【０００３】
上記の光沢むらは、熱延時や焼鈍時に鋼帯表面に生じた酸化スケールと地金との界面の凹凸の程度が大きい場合、その凹凸形態が焼鈍−酸洗後の表面光沢に反映されて発生する。
【０００４】
このため、一般には、界面の凹凸を除去または小さくするために、次の対策が採られる。（ａ） 熱延直後の鋼帯表面に粒状の研磨材を高圧水で吹き付けて界面を平滑にするメカニカルデスケール法、（ｂ） 酸洗時間を長くする方法、（ｃ） 酸洗後の鋼帯表面を研削した後に冷間圧延する方法、（ｄ） 冷間圧延での１パス当たりの圧下率を大きくする方法。
【０００５】
しかし、上記（ａ） の方法は鋼帯表面の位置ごとのデスケールの均一性に問題があり、（ｂ）〜（ｄ）の方法は、いずれも、工程負荷を増大させ、生産性を著しく低下させる。
【０００６】
上記の問題がない光沢むらの防止方法としては、特許文献１および２に示される方法がある。
【０００７】
すなわち、その方法は、熱延後の鋼帯を７００℃未満の温度で巻取り、後続する焼鈍工程での１１００℃以下の最高到達温度Ｔｍまでの平均昇温速度を１０℃／秒以上、Ｔｍでの均熱時間を０〜１分とし、Ｔｍから７００℃までの平均冷却速度を１０℃／秒以上とする工程を含む方法である。
【０００８】
つまり、特許文献１および２に示される方法では、熱延後の巻取り温度を低くするとともに、焼鈍時の昇温速度と冷却速度を大きくすれば、熱延時または焼鈍時に鋼帯表面に生じる酸化スケールと地鉄との界面の凹凸の程度が小さくなり、光沢むらは発生しないとしている。
【０００９】
しかしながら、上記の方法は、実操業上多くの制約を伴い、必ずしも容易に実施できるものでない。すなわち、巻取り温度を低くするには、熱延工程で通板速度を調整したり、熱延仕上げパス終了後に水をかける等の対策が必要であるが、通板速度の調整は工程負荷が増大し生産性が低下する。また、熱延仕上げパス終了後に水をかけるには、ホットランスプレー等が必要となり設備コストの増大にとどまらず、冷却むらが生じて光沢むらが助長される恐れもある。さらに、焼鈍時の昇温速度や冷却速度を大きくすると設備への負荷が大きくなり、その負荷は板厚の厚い鋼帯ほど顕著になる。
【００１０】
また、巻取られた熱延のままの半製品である「熱延鋼板」は、熱延後、直ちには焼鈍−酸洗処理されず、輸送されたり屋外に一定期間放置された後に焼鈍−酸洗処理されることもあるが、この場合、特許文献１および２に示される方法では光沢むらの発生を確実に防止できないという問題があった。
【００１１】
なお、特許文献３には、手入れにより表面粗さを１００μｍ以下にしたスラブを所定の温度に一定時間加熱保持してから熱間圧延を行うオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法が開示されている。
【００１２】
また、特許文献４には、スラブを地鉄と酸化スケールとの界面の最大粗さＲｍａｘが０．１ｍｍ以下になるように加熱してから熱間圧延を行うオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法が開示されている。
【００１３】
しかし、これらの特許文献に示される方法は、表面疵のないオーステナイト系ステンレス鋼帯を得ることを目的としたもので、光沢むらの改善は全く意図していない。
【００１４】
【特許文献１】
特開平２０００−３２８１４２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４０５４５号公報
【特許文献３】
特開平９−３５４３号公報
【特許文献４】
特開２００１−３４８６１９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる光沢むらがない熱延焼鈍酸洗鋼帯、冷延焼鈍酸洗鋼帯およびこれらの鋼帯が確実に得られる熱延鋼帯とその製造方法、中でも、熱延鋼帯を屋外に一定期間放置した後に焼鈍−酸洗処理を施す場合に適用して特に有効な熱延鋼帯、熱延焼鈍酸洗鋼帯および冷延焼鈍酸洗鋼帯とその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記（１）〜（３）のオーステナイト系ステンレス鋼帯、および下記（４）のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法にある。
（１）熱延のままのオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍであり、かつ地鉄表層がＣｒ欠乏層であるオーステナイト系ステンレス鋼帯。
（２）上記（１）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼帯に焼鈍と酸洗が施されたオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差が１μｍ以下であるオーステナイト系ステンレス鋼帯。
（３）上記（２）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼に冷間圧延、焼鈍および酸洗が１回以上施されたオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、鋼帯幅方向に２０点の光沢度測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差が２０以下であるオーステナイト系ステンレス鋼帯。
（４）連続鋳造して得られたオーステナイト系ステンレス鋼スラブを、表面手入れした後加熱炉に装入してスラブ表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取る工程を含む上記（１）から（３）までのいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法。
【００１７】
ここで、十点平均粗さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される十点平均粗さＲｚのことである。また、Ｃｒ欠乏層とは、後述するように、ＥＤＸ元素分析により検出可能な地鉄表面下数μｍの領域のＣｒ濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％以上低い層のことである。すなわち、母材のＣｒ濃度が仮に１８％であるとすればその含有量が１７％以下になっている層をＣｒ欠乏層という。さらに、光沢度Ｇｓ（６０゜）とは、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に規定される鏡面光沢度測定方法における方法３により測定される値のことである。
【００１８】
本発明者らは、上記の課題を達成するために、光沢むらの発生機構、中でも、熱延鋼帯を屋外に一定期間放置した後に焼鈍−酸洗処理を施す場合に発生する光沢むらの発生機構とその防止策について種々検討した結果、以下のことを知見し、上記の本発明を完成させた。
【００１９】
熱延焼鈍酸洗鋼帯に発生する光沢むらは、半製品の熱延鋼帯の屋外における放置期間が長いほど発生しやすい。その光沢むらは、鋼帯のエッジから約２００ｍｍの幅方向両端部分に多く発生し、光沢むら部は正常部に比べて光沢度が高い（表面が平滑）という事実が判明した。そこで、この原因について考察した結果、次のことが判明した。
【００２０】
熱延後、通常、７００〜８００℃で巻取られた熱延鋼帯は、冷却の過程において大気中で５００〜８００℃の温度領域に長時間さらされる。その際、エッジから約２００ｍｍの幅方向両端部分の酸化スケールは、大気の混入により再酸化してへマタイト変態（Ｆｅ３Ｏ４→Ｆｅ２Ｏ３）を生じやすい。へマタイトは、鋼との熱膨張係数の差が大きいために酸化スケール中に圧縮応力をもたらし、室温までの冷却中に酸化スケールの剥離が進行しやすくなる。
【００２１】
その後、輸送や屋外での放置期間中に雨に濡れると、上記幅方向両端部分の酸化スケールの剥離が進行し、放置期間が長くなるほど剥離が顕著になる。これらの剥離は、水に濡れることによる酸化スケールの変態（Ｆｅ３Ｏ４＋Ｈ２Ｏ→Ｆｅ２Ｏ３＋ＦｅＯＯＨ）が関与していると推察される。
【００２２】
次いで、焼鈍において酸化スケールが剥離した部位にはＣｒ主体の薄い酸化皮膜が生成し、熱延のままの酸化スケールが密着した部位にはＦｅ主体の酸化スケールが成長して内部酸化が進行する。酸洗後の鋼帯表面は、薄い酸化皮膜を形成した部位は平滑になるが、酸化スケールが成長して内部酸化が進行した部位では凹凸が大きくなる。光沢むらは、上述の履歴を経て、酸洗で生じる部分的な腐食形態の差により発生するという結論に至った。
【００２３】
上記の事実から、光沢むらの発生原因は、熱延鋼帯の巻取り後から焼鈍工程に至るまでに生じる酸化スケールの部分的な剥離と、この剥離に伴って焼鈍で生じる酸化形態の部分的な不均一性にあると考えた。しかし、熱延鋼帯の酸化スケールの部分的な剥離を防止することは、輸送や保管時に多くの制約を伴い非常に困難である。
【００２４】
従って、光沢むら対策として、酸化スケールの部分的な剥離が生じても、表面光沢の均一性が高い熱延焼鈍酸洗鋼帯を得るために、熱延鋼帯の地鉄と酸化スケールとの界面を適度に粗し、かつ熱延鋼帯表層にＣｒ欠乏層を形成させるという着想に至り、次の実験を行った。
【００２５】
表１に示す化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の連続鋳造スラブを準備し、ショットブラストとグラインダーで手入れして十点平均粗さＲｚで１００μｍの表面に調整した。手入れ後のスラブは、加熱炉に装入してスラブ表面温度１２３０℃に加熱し、粗圧延後の仕上げ圧延中の１０００〜１１００℃の鋼帯表面にスプレー水をかけ、７４０℃、７８０℃、８２０℃の３種類の温度で巻取り、厚さ３．０ｍｍ、幅１２５０ｍｍ、長さ６００ｍの熱延鋼帯をそれぞれ２コイルずつ製造した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
これら熱延鋼帯は、３日間の海上輸送後、１週間屋外に放置して２日間雨に濡らし、その後屋内で１週間保管した後、焼鈍と酸洗を行った。焼鈍は、連続焼鈍ラインにおいて、ＬＰＧ燃焼排ガス雰囲気中で、鋼帯の表面温度が１０８０℃になるように昇温して３分間保持した後、工業用水で２００℃まで強制冷却することにより行った。酸洗は、メカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度１５質量％、温度６０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１０質量％、弗酸濃度２質量％、温度６０℃の硝弗酸水溶液とからなる酸洗漕を４分間で通板することにより行った。
【００２８】
表２は、得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯の光沢むら発生状況と幅方向２０点の粗さ測定結果（十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差△Ｒｚ）を示したものである。
【００２９】
表２からわかるように、７４０℃で巻取られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は２コイル中１コイルに、７８０℃で巻取られた熱延焼鈍酸洗鋼帯には２コイルともに、コイル全長にわたって、エッジから約２００ｍｍの幅方向両端部分に表面が平滑な領域が見られ、光沢むらの発生が確認され、光沢むらの部位の十点平均粗さＲｚは通常の部位よりも２〜３μｍ小さく、△Ｒｚは１．５μｍおよび２．４μｍと大きい。
【００３０】
これに対し、８２０℃で巻取られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、２コイルとも、コイル全長にわたって上記のような光沢むらは発生しなかった。これら鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚのバラツキ△Ｒｚは２コイルとも１μｍ以下の０．５μｍであり、均一性の高い表面が得られた。
【００３１】
【表２】
【００３２】
以上の結果に基づき、焼鈍前の熱延鋼帯から切板サンプルを採取して、８２０℃巻取りで光沢むらが改善した原因を詳細に調べた。その結果、以下のメカニズムにより光沢むらが改善したと推定した。
【００３３】
熱延鋼帯の表面には、部分的に酸化スケールの剥離（地鉄の露出）が観察された。このような酸化スケールの剥離は、巻取り温度の上昇により顕著になる傾向を示した。また、巻取り温度の上昇（７４０→８２０℃）により、地鉄と酸化スケールとの界面粗さＲｚは１〜１５μｍと大きくなり、表層（表皮下数μｍ）のＣｒ濃度は母材の濃度よりも１．０〜２．０％低かった。
【００３４】
これらの結果より、８２０℃巻取り材は、雨濡れなどで部分的な酸化スケール剥離が進行しても、地鉄表面が適度に粗く、かつ地鉄表層部がＣｒ欠乏層となっているために、焼鈍時にＣｒ主体の薄い酸化スケールがブレイクアウトし、Ｆｅ主体の酸化スケールが成長（内部酸化の進行）して、酸洗後は一様な腐食形態となり、光沢むらが改善したものと思われる。
【００３５】
そこで、さらに実験を行い、熱延鋼帯の地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍであり、かつ地鉄表層がＣｒ欠乏層であるであれば、通常行われている焼鈍−酸洗処理、並びにこの焼鈍−酸洗処理後に行われる通常の冷延、焼鈍−酸洗処理で、光沢むらのない熱延焼鈍酸洗鋼帯並びに冷延焼鈍酸洗鋼帯が確実に得られることを知見した。
【００３６】
また、上記表面状態の熱延鋼帯は、連続鋳造して得られたオーステナイト系ステンレス鋼スラブを、表面手入れした後加熱炉に装入してスラブ表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取れば、確実に得られることも知見した。
【００３７】
なお、本発明の製造方法におけるスラブの表面手入れや加熱条件は、前記の特許文献３および４に示される条件と一部重複する。しかし、その条件は表面疵の発生を防止するためのもので、これだけでは光沢むらの発生は防止できず、粗圧延後の仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけて始めて光沢むらの発生が防止できるのであり、これら特許文献３および４に示される発明と本発明とは技術思想が全く相違する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を前記のように定めた理由について詳細に説明する。なお、以下において、「％」は特に断らない限り、「質量％」を意味する。
【００３９】
１．本発明で対象とするオーステナイト系ステンレス鋼について、
本発明で対象とするオーステナイト系ステンレス鋼には、特に制限はなく、例えば、ＪＩＳに規定されるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６等に代表される汎用鋼種およびその相当鋼種を挙げることができる。すなわち、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％、Ｎｉ：６．０〜１３．０％を基本組成とするオーステナイト系ステンレス鋼である。なお、Ｃ、ＣｒおよびＮｉ以外の成分の作用効果と望ましい含有量は下記のとおりである。
【００４０】
Ｓｉ：
Ｓｉは脱酸剤として利用され、耐酸化性の向上に有効な元素であるため、通常０．２〜１．０％含有される。しかし、ＳｉはＣｒと同様に代表的なフェライト形成元素であり、過剰に含有させるとＮｉなどオーステナイト形成元素の含有量を増加させることになるので、その上限は１．０％とするのがよい。
【００４１】
Ｍｎ：
Ｍｎは脱酸剤として有効であり、オーステナイト形成元素でもあるため、通常０．５〜２．０％含有される。しかし、Ｍｎは過剰に含有させると耐食性を低下させる作用もあるので、その上限は２．０％とするのがよい。
【００４２】
Ｎ：
Ｎは代表的なオーステナイト形成元素であるため、通常０．０２〜０．０６％含有される。また、Ｎはオーステナイト相の強度や耐食性の向上に有効な元素である。従って、０．０６％を超えて含有させてもよいが、過剰なＮは熱間加工性を著しく損なうので、その上限は０．２％とするのがよい。
【００４３】
Ｃｕ：
Ｃｕはオーステナイト形成元素であり、オーステナイト相の強度調整や耐食性の向上に有効な元素である。従って、この効果を得たい場合は添加してもよく、その効果は０．３％以上で顕著になるが、Ｃｕを過剰に含有させると、熱間脆性や製品の強度低下を招く恐れがあるので、その上限は２％とするのがよい。
【００４４】
Ｍｏ：
Ｍｏはフェライト形成元素であるとともに、耐食性を著しく向上させる作用がある。従って、この効果を得たい場合は添加してもよく、その効果は０．２％以上で顕著になる。しかし、Ｍｏは高価であり、過剰に含有させると経済性を損なううえ、強度低下を招く恐れがあるので、その上限は３．０％とするのがよい。
【００４５】
Ｎｂ、Ｔｉ：
これらの元素はフェライト形成元素であるとともに、ＣおよびＮを固定して焼鈍時や溶接時の鋭敏化現象を抑制する作用がある。このため、この効果を得たい場合は１種以上を添加してもよく、その効果はＮｂの場合０．０１％以上、Ｔｉの場合０．００３％以上で顕著になる。しかし、過剰なＮｂおよびＴｉは鋼中の固溶Ｃおよび固溶Ｎが減って強度低下を招く恐れがあるので、Ｎｂは０．１％以下、Ｔｉは０．０２％以下とするのがよい。
【００４６】
Ｖ：
Ｖは強度を得るために効果的な元素である。従って、この効果を得たい場合は添加してもよく、その効果は０．０５％以上で顕著になる。しかし、その含有量が０．２％を超えると効果が飽和するので、その上限は０．２％とするのがよい。
【００４７】
希土類元素（ＳｃおよびＹを含めた１７元素）：
希土類元素は鋼の耐酸化性を向上させる作用がある。このため、この効果を得たい場合に添加してもよく、その効果はいずれの元素も０．００１％以上で顕著になるが、合計含有量が０．１％を超えると効果が飽和するうえコストが高くなるので、その含有量は合計で０．１％以下とするのがよい。
【００４８】
２．熱延鋼帯について、
本発明の熱延鋼帯は、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍ、地鉄表層がＣｒ欠乏層でなければならない。これは、前記界面の十点平均粗さＲｚが３μｍ未満であると、熱延鋼帯の酸化スケール剥離が生じた部位に焼鈍時にＣｒ主体の薄い酸化スケールが形成され、光沢むらが発生する。一方、３０μｍを超えると、焼鈍時の異常酸化によるスケール肌荒れを生じる恐れがある。好ましい上限は２５μｍである。
【００４９】
また、地鉄の表層部分がＣｒ欠乏層でないと、焼鈍時にＣｒ主体の薄い酸化スケールがブレイクアウトしてＦｅ主体の酸化スケールが形成成長せず、酸洗後の腐食形態が一様にならなくなって光沢むらが発生する。以上のことは、後述する実施例からも明らかである。
【００５０】
ここで、上記のＣｒ欠乏層とは、ＥＤＸ元素分析により検出可能な地鉄表面下数μｍの領域のＣｒ濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％以上低い層のことである。なお、Ｃｒ欠乏層のＣｒ濃度の下限は特に制限しない。しかし、その濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で３％を超えて低いと、焼鈍時の異常酸化によるスケール肌荒れが生じやすくなる。このため、Ｃｒ欠乏層のＣｒ濃度の下限値は、母材のＣｒ濃度よりも絶対値で３％低い値とするのがよい。
【００５１】
３．熱延酸洗焼鈍鋼帯について、
本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯は、上記本発明の熱延鋼帯に常法に従って焼鈍および酸洗を施して得られる鋼帯であり、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の十点平均粗さＲｚの最大値「ｍａｘＲｚ」と最小値「ｍｉｎＲｚ」の差△Ｒｚが１μｍ以下でなければならない。これは、鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚのばらつき、すなわち△Ｒｚが１μｍを超えると、光沢むらが発生するからである。このことも後述する実施例からも明らかである。
【００５２】
４．熱延酸洗焼鈍鋼帯について、
本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯は、上記本発明の熱延鋼帯に常法に従って焼鈍および酸洗を施した後、冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られる鋼帯であり、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値「ｍａｘＧｓ」と最小値「ｍｉｎＧｓ」の差△Ｇｓが２０以下でなければならない。これは、鋼帯幅方向の光沢度Ｇｓのばらつき、すなわち△Ｇｓが２０を超えると、光沢むらが発生するからである。このことも、後述する実施例からも明らかである。
【００５３】
５．熱延鋼帯の製造方法について、
上記本発明の熱延鋼帯は、前記の化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼を転炉や電気炉で溶解した後、真空脱ガス処理を施し、連続鋳造法により得られたスラブを用いて製造する。このとき、本発明の製造方法においては、連続鋳造して得られたスラブはその表面を手入れした後、加熱炉に装入してスラブの表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、粗圧延後の仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取る必要がある。これは、以下の理由による。
【００５４】
連続鋳造により得られたスラブは、耐酸化性の高い皮膜で覆われており、スラブ加熱時に酸化されにくい性質を有している。このため、鋳造のままのスラブを加熱したのでは、スラブの表面にＦｅ主体の均一な酸化スケールが形成しない。従って、加熱後のスラブ表面にＦｅ主体の均一な酸化スケールを形成させるには、耐酸化性の高い皮膜を完全に除去するか、または皮膜を部分的に破壊する必要があり、このため本発明では加熱前のスラブ表面手入れを行うのである。
【００５５】
手入れ方法は、どのような方法であってもよく、例えば、ショットブラスト法、グラインダーやバイト、あるいはフライスによる研削や切削による方法を挙げることができる。
【００５６】
手入れ後のスラブ表面粗さは、特に制限されないが、十点平均粗さＲｚで２００μｍ以下とするのが望ましい。これは、表面粗さが十点平均粗さＲｚで２００μｍを超えると、グラインダーなどの研削目を起点としたこぶ状の異常酸化が生じる恐れがあるからである。なお、Ｒｚの下限は１０μｍ程度とするのがよい。これは、これ以上平滑な表面にしても効果は変わらず、手入れ費用が嵩んでコスト上昇を招くだけになるからである。
【００５７】
スラブの加熱温度は、その表面温度が１２００℃未満になる温度ではスラブの表面にＣｒ主体の薄い酸化スケールが部分的に残存することがあり、地鉄と酸化スケールとの界面に不均一性が生じる恐れがある。一方、１２７０℃を超える温度になると、こぶ状の異常酸化が部分的に成長してスケール肌荒れが生じることがある。このため、スラブの加熱温度はその表面温度が１２００〜１２７０℃になる温度と定めた。好ましい上限温度は１２５０℃である。
【００５８】
粗圧延後の仕上げ圧延中の鋼帯表面にスプレー水をかける際の鋼帯の表面温度が９５０℃以下では、水蒸気の発生量が不足して酸化スケールの成長（酸化進行）が不十分で、地金の表層部に所望のＣｒ欠乏層が形成しない。このため、スプレー水は仕上げ圧延中の表面温度が９５０℃を超える鋼帯表面にかけることとした。好ましくは１０００℃以上である。上限温度は特に規定しない。しかし、あまり高すぎるとスラブの加熱温度が１２７０℃を超える恐れが生じるので、高くても１２００℃程度とするのがよい。
【００５９】
スプレー水は、仕上げ圧延スタンド間にスプレー装置を設置し、これを利用してかければよい。また、スプレー水自体は、圧延用ロールと材料（鋼帯）が焼付くのを防止するために使用される圧延油を含むものであってもかまわない。
【００６０】
巻取り温度が７８０℃以下であると、巻取り後の室温までに放冷される間における大気との反応で生じる酸化スケールの成長が不十分で、表層部に十分なＣｒ欠乏層が形成されず、所望の熱延鋼帯、ひいては所望の熱延焼鈍酸洗鋼帯および冷延焼鈍酸洗鋼帯が得られない。このため、巻取り温度は７８０℃を超える温度と定めた。なお、上限は特に規定しない。しかし、あまり高すぎると、放冷中における酸化スケールの成長が著しくなり、地金の表層部Ｃｒ濃度が低くなりすぎて耐食性が低下したりスケール肌荒れが顕著になりやすいので、上限は９５０℃、より好ましくは９００℃とするのがよい。
【００６１】
なお、本発明の製造方法においては、光沢むらを助長する熱延鋼帯の部分的なスケール剥離を抑制するために、熱延仕上げパス終了後、巻取りまでの間にホットランスプレーなどの水冷設備は原則として使用しない方がよいが、熱延仕上げパス終了後の熱延鋼帯の温度が著しく高い場合には使用してもよく、特に巻取り時の焼き付き防止とダウンコイラーなどの設備保護のためには熱延鋼帯のトップから１０ｍまでの領域を積極的に冷却することが望ましい。
【００６２】
６．熱延焼鈍酸洗鋼帯の製造方法について、
上記の工程を経て製造された熱延鋼帯は、連続式の焼鈍−酸洗ラインを通して前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯とされる。このとき、その焼鈍および酸洗の各条件に特別な制約はなく、常法に従って焼鈍−酸洗処理すればよい。
【００６３】
すなわち、焼鈍は、ＬＰＧ（液化プロパンガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などの燃料ガスを空気と混合した燃焼排ガスの酸化性雰囲気中で９００〜１１２０℃の温度に３０秒〜５分間加熱保持して行えばよい。また、酸洗は、常法に従ってメカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度５〜３０質量％、温度３０〜９０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１〜２０質量％、弗酸濃度０．３〜２０質量％、温度４０〜８０℃の硝弗酸水溶液とからなる酸洗漕を１〜７分間通板することにより行えばよい。熱延焼鈍酸洗鋼帯の板厚は、特に限定するものでなく、通常使用されている厚さ（２〜８ｍｍ）とすればよい。
【００６４】
７．冷延焼鈍酸洗鋼帯の製造方法について、
上記の工程を経て製造された熱延鋼帯は、連続式の焼鈍−酸洗ラインを通して前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯とされ、次いで冷間圧延を施した後、熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、連続式の焼鈍−酸洗ラインを通して前記した本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯とされる。このとき、その冷間圧延、焼鈍および酸洗の各条件に特別な制約はなく、常法に従って焼鈍−酸洗処理すればよい。
【００６５】
すなわち、冷間圧延は、９００〜１１２０℃の温度に１０秒〜３分間加熱保持する中間焼鈍を含む複数回の冷間圧延を行えばよい。また、焼鈍は、前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、ＬＰＧ（液化プロパンガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などの燃料ガスを空気と混合した燃焼排ガスの酸化性雰囲気中で１０００〜１１２０℃の温度に１０秒〜３分間加熱保持して行えばよい。さらに、酸洗も、前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、常法に従ってメカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度５〜３０質量％、温度３０〜９０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１〜２０質量％、弗酸濃度０．１〜２０質量％、温度４０〜８０℃の硝弗酸水溶液とからなる酸洗漕を３０秒〜５分間通板することにより行えばよい。
【００６６】
本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯は、上記の酸洗処理後、さらに圧下率０．１〜３％で調質圧延を施すことで、その表面をより一層平滑にし、光沢度を向上させるようにすることが好ましく、調質圧延には表面粗さが十点平均粗さＲｚで０．２μｍ以下のロールを使用するのが望ましい。冷延焼鈍酸洗鋼帯の板厚も、特に限定するものでなく、通常使用されている厚さ（０．３〜４．５ｍｍ）とすればよい。
【００６７】
なお、本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯は、ＪＩＳ Ｇ ４３０５に規定される表面仕上げ記号のＮｏ． ２ＤまたはＮｏ． ２Ｂの製品に該当するものであり、Ｎｏ． ２Ｄの製品は、冷間圧延、焼鈍および酸洗処理のままのもの、Ｎｏ． ２Ｂの製品は、冷間圧延、焼鈍および酸洗後、さらに調質圧延を施したものである。
【００６８】
【実施例】
表３に示す化学組成を有する４種類のオーステナイト系ステンレス鋼からなる厚さ２００ｍｍの連続鋳造スラブを製造し、ショットブラストとグラインダーで手入れしてその表面粗さを十点平均粗さＲｚで１００μｍに調整したものと、無手入れのものを準備した。
【００６９】
【表３】
準備したスラブはその表面温度が表４に示す種々の温度になるように加熱したた後、熱間圧延し、粗圧延後の仕上げ圧延ミルにおいて表面温度が１０００〜１１００℃の鋼帯表面にスプレー水をかけたものと、かけなかったものを製造し、仕上げ温度９００〜１０５０℃で熱間圧延を終了した。次いで、ホットランスプレーなどの冷却装置を使用せず、７００〜９００℃で巻取り、厚さ３．０ｍｍの熱延鋼帯を製造した。
【００７０】
得られた熱延鋼帯は、３日間の海上輸送と１週間の屋外放置（この間に１日間雨濡れ）後、屋内にて１週間保管した後、焼鈍と酸洗を行って熱延焼鈍酸洗鋼帯とした。焼鈍は、連続焼鈍ラインにおいて、ＬＰＧ燃焼排ガス雰囲気中で１０６０〜１１００℃に１分間保持する条件で行った。また、酸洗は、メカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度１５質量％、温度４０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１０質量％、弗酸濃度１質量％、温度５５℃の硝弗酸水溶液とからなる２つの酸洗漕を４分間通板することにより行った。
【００７１】
その後、一部の熱延焼鈍酸洗鋼帯は、さらに、冷間圧延と焼鈍および酸洗を１回または２回施して厚さ０．４〜１．０ｍｍのＪＩＳ Ｇ ４３０５に規定されるＮｏ． ２ＤおよびＮｏ． ２Ｂの製品に該当する冷延焼鈍酸洗鋼帯とした。その際、冷間圧延後の焼鈍は、ＬＰＧ燃焼排ガス雰囲気中で１０５０〜１１２０℃に３０秒〜１分間保持する条件で行った。また、酸洗は、硫酸濃度１５質量％、温度４０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１０質量％、弗酸濃度０．５質量％、温度５５℃の硝弗酸水溶液とからなる２つの酸洗漕を２分間通板することにより行った。さらに、Ｎｏ． ２Ｂの製品に該当する冷延焼鈍酸洗鋼帯の調質圧延は、十点平均粗さＲｚが０．１μｍのロールを使用して圧下率０．４％で行った。
【００７２】
各鋼板の評価は以下の方法により行った。
【００７３】
熱延鋼帯については、熱延トップおよびボトムから５〜１０ｍ付近から切板を採取し、地鉄と酸化スケールとの界面の粗さと鋼表層のＣｒ欠乏層の存在有無を次の方法により調査した。
【００７４】
界面の粗さは、採取した切板を、ＮａＯＨ濃度が１８質量％、ＫＭｎＯ４濃度が３質量％のアルカリ水溶液中で３０分間煮沸し、次いでクエン酸２アンモニウム濃度が１０質量％の水溶液中で３０分煮沸処理した後、水洗いし、その後スポンジタワシでブラッシングして表面に付着した酸化スケールのみを溶解、除去した地金表面を対象に、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される方法に従って鋼帯幅方向の２０点の十点平均粗さＲｚを測定した。
【００７５】
地鉄表層のＣｒ欠乏層は、前記の方法により酸化スケールが溶解、除去された地鉄表面をＥＤＸ元素分析により測定して表層のＣｒ濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％以上低い値が検出された場合をＣｒ欠乏層が存在し、母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％未満低い値が検出された場合をＣｒ欠乏層は存在しないと判定した。
【００７６】
熱延焼鈍酸洗鋼帯については、その表面粗さをＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される方法に従って鋼帯幅方向の２０点の十点平均粗さＲｚを測定してその最大と最小値とからばらつき△Ｒｚを求めた。一方、光沢むらの判定は、目視による出荷合否判定を行って光沢むらが確認されなかったものを「○」、光沢むらの発生が確認されて表面光沢の均一性が損なわれていたものを「×」とした。
【００７７】
冷延焼鈍酸洗鋼帯については、その表面光沢度をＪＩＳ Ｚ ８７４１に規定される測定方法３に従って鋼帯幅方向の２０点の光沢度Ｇｓ（６０゜）で測定してその最大と最小値とからばらつき△Ｇｓを求めた。一方、光沢むらの判定は、熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、目視による出荷合否判定を行って光沢むらが確認されなかったものを「○」、光沢むらの発生が確認されて表面光沢の均一性が損なわれていたものを「×」とした。
【００７８】
以上の結果は、製造条件と併せて、表４に示した。
【００７９】
【表４】
【００８０】
表４に示すように、本発明で規定する方法により製造された符号Ａ３〜Ａ５、Ｃ２およびＤ２の熱延鋼帯は、いずれも、地鉄と酸化スケールの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍの範囲内にあり、かつ地鉄の表層部がＣｒ欠乏層である。そして、これらの熱延鋼帯から得られた符号Ａ３の熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差△Ｒｚが１μｍ以下で、出荷合格判定において光沢むらは確認されなかった。同様に、これらの熱延鋼帯から得られた符号Ａ４、Ａ５、Ｃ２およびＤ２の冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差△Ｇｓが２０以下で、出荷合格判定において光沢むらは確認されなかった。
【００８１】
これに対し、符号Ａ１およびＡ２の熱延鋼帯は、巻取り温度が本発明で規定する範囲を外れているために、界面の十点平均粗さＲｚが２．８μｍで、かつ地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差△Ｒｚが２．３μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差△Ｇｓが２６と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８２】
符合ＢｌおよびＢ２の熱延鋼帯は、スラブ手入れと仕上げ圧延中でのスプレー水かけがなく、しかも巻取り温度も本発明で規定する範囲を外れているために、界面の十点平均粗さＲｚは６．８μｍと本発明で規定する範囲内であるが、地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．０μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度のばらつき△Ｇｓが２２以上と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８３】
符合Ｂ３の熱延鋼帯は、仕上げ圧延中でのスプレー水かけがないために、界面の十点平均粗さＲｚは１２．５μｍと本発明で規定する範囲内であるが、地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．９μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８４】
符合Ｂ４の熱延鋼帯は、スラブ手入れがないために、界面の十点平均粗さＲｚは７．８μｍと本発明で規定する範囲内であるが、地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．７μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８５】
符合Ｃ１の熱延鋼帯は、符号Ａ１およびＡ２の熱延鋼帯と同様に、巻取り温度が本発明で規定する範囲を外れているために、地鉄の表層部にＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．３μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度のばらつき△Ｇｓが２４と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８６】
符合Ｄ１の熱延鋼帯は、符号Ａ１、Ａ２およびＣ１の熱延鋼帯と同様に、巻取り温度が本発明で規定する範囲を外れているために、地鉄の表層部にＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが１．６μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度のばらつき△Ｇｓが２９と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の熱延のままのオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯は、地金の表面が適度に粗く、かつ地金の表層部がＣｒ欠乏層であるので、これに焼鈍を施すとＦｅ主体の酸化スケールが鋼帯幅方向に均一に生成し、これが酸洗により除去される。このため、本発明の熱延鋼帯に焼鈍および酸洗を施して得られる本発明のオーステナイト系ステンレス熱延焼鈍酸洗鋼帯、およびこの熱延焼鈍酸洗鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られる本発明のオーステナイト系ステンレス冷延焼鈍酸洗鋼帯は、いずれも、幅方向の粗さのむらが小さく光沢むらがない。また、本発明の製造方法によれば、上記の熱延鋼帯、熱延焼鈍酸洗鋼帯および冷延焼鈍酸洗鋼帯を、製造工程への負荷やコストアップなく、確実に製造できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢むらがない、表面光沢の均一性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼帯とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーステナイト系ステンレス鋼の熱延焼鈍酸洗鋼帯や冷延焼鈍酸洗鋼帯には、鋼帯幅方向に光沢が異なる部分が発生し、表面の均一性を損なわれるという問題がある。
【０００３】
上記の光沢むらは、熱延時や焼鈍時に鋼帯表面に生じた酸化スケールと地金との界面の凹凸の程度が大きい場合、その凹凸形態が焼鈍−酸洗後の表面光沢に反映されて発生する。
【０００４】
このため、一般には、界面の凹凸を除去または小さくするために、次の対策が採られる。（ａ） 熱延直後の鋼帯表面に粒状の研磨材を高圧水で吹き付けて界面を平滑にするメカニカルデスケール法、（ｂ） 酸洗時間を長くする方法、（ｃ） 酸洗後の鋼帯表面を研削した後に冷間圧延する方法、（ｄ） 冷間圧延での１パス当たりの圧下率を大きくする方法。
【０００５】
しかし、上記（ａ） の方法は鋼帯表面の位置ごとのデスケールの均一性に問題があり、（ｂ）〜（ｄ）の方法は、いずれも、工程負荷を増大させ、生産性を著しく低下させる。
【０００６】
上記の問題がない光沢むらの防止方法としては、特許文献１および２に示される方法がある。
【０００７】
すなわち、その方法は、熱延後の鋼帯を７００℃未満の温度で巻取り、後続する焼鈍工程での１１００℃以下の最高到達温度Ｔｍまでの平均昇温速度を１０℃／秒以上、Ｔｍでの均熱時間を０〜１分とし、Ｔｍから７００℃までの平均冷却速度を１０℃／秒以上とする工程を含む方法である。
【０００８】
つまり、特許文献１および２に示される方法では、熱延後の巻取り温度を低くするとともに、焼鈍時の昇温速度と冷却速度を大きくすれば、熱延時または焼鈍時に鋼帯表面に生じる酸化スケールと地鉄との界面の凹凸の程度が小さくなり、光沢むらは発生しないとしている。
【０００９】
しかしながら、上記の方法は、実操業上多くの制約を伴い、必ずしも容易に実施できるものでない。すなわち、巻取り温度を低くするには、熱延工程で通板速度を調整したり、熱延仕上げパス終了後に水をかける等の対策が必要であるが、通板速度の調整は工程負荷が増大し生産性が低下する。また、熱延仕上げパス終了後に水をかけるには、ホットランスプレー等が必要となり設備コストの増大にとどまらず、冷却むらが生じて光沢むらが助長される恐れもある。さらに、焼鈍時の昇温速度や冷却速度を大きくすると設備への負荷が大きくなり、その負荷は板厚の厚い鋼帯ほど顕著になる。
【００１０】
また、巻取られた熱延のままの半製品である「熱延鋼板」は、熱延後、直ちには焼鈍−酸洗処理されず、輸送されたり屋外に一定期間放置された後に焼鈍−酸洗処理されることもあるが、この場合、特許文献１および２に示される方法では光沢むらの発生を確実に防止できないという問題があった。
【００１１】
なお、特許文献３には、手入れにより表面粗さを１００μｍ以下にしたスラブを所定の温度に一定時間加熱保持してから熱間圧延を行うオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法が開示されている。
【００１２】
また、特許文献４には、スラブを地鉄と酸化スケールとの界面の最大粗さＲｍａｘが０．１ｍｍ以下になるように加熱してから熱間圧延を行うオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法が開示されている。
【００１３】
しかし、これらの特許文献に示される方法は、表面疵のないオーステナイト系ステンレス鋼帯を得ることを目的としたもので、光沢むらの改善は全く意図していない。
【００１４】
【特許文献１】
特開平２０００−３２８１４２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４０５４５号公報
【特許文献３】
特開平９−３５４３号公報
【特許文献４】
特開２００１−３４８６１９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる光沢むらがない熱延焼鈍酸洗鋼帯、冷延焼鈍酸洗鋼帯およびこれらの鋼帯が確実に得られる熱延鋼帯とその製造方法、中でも、熱延鋼帯を屋外に一定期間放置した後に焼鈍−酸洗処理を施す場合に適用して特に有効な熱延鋼帯、熱延焼鈍酸洗鋼帯および冷延焼鈍酸洗鋼帯とその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記（１）〜（３）のオーステナイト系ステンレス鋼帯、および下記（４）のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法にある。
（１）熱延のままのオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍであり、かつ地鉄表層がＣｒ欠乏層であるオーステナイト系ステンレス鋼帯。
（２）上記（１）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼帯に焼鈍と酸洗が施されたオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差が１μｍ以下であるオーステナイト系ステンレス鋼帯。
（３）上記（２）に記載のオーステナイト系ステンレス鋼に冷間圧延、焼鈍および酸洗が１回以上施されたオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、鋼帯幅方向に２０点の光沢度測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差が２０以下であるオーステナイト系ステンレス鋼帯。
（４）連続鋳造して得られたオーステナイト系ステンレス鋼スラブを、表面手入れした後加熱炉に装入してスラブ表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取る工程を含む上記（１）から（３）までのいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法。
【００１７】
ここで、十点平均粗さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される十点平均粗さＲｚのことである。また、Ｃｒ欠乏層とは、後述するように、ＥＤＸ元素分析により検出可能な地鉄表面下数μｍの領域のＣｒ濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％以上低い層のことである。すなわち、母材のＣｒ濃度が仮に１８％であるとすればその含有量が１７％以下になっている層をＣｒ欠乏層という。さらに、光沢度Ｇｓ（６０゜）とは、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に規定される鏡面光沢度測定方法における方法３により測定される値のことである。
【００１８】
本発明者らは、上記の課題を達成するために、光沢むらの発生機構、中でも、熱延鋼帯を屋外に一定期間放置した後に焼鈍−酸洗処理を施す場合に発生する光沢むらの発生機構とその防止策について種々検討した結果、以下のことを知見し、上記の本発明を完成させた。
【００１９】
熱延焼鈍酸洗鋼帯に発生する光沢むらは、半製品の熱延鋼帯の屋外における放置期間が長いほど発生しやすい。その光沢むらは、鋼帯のエッジから約２００ｍｍの幅方向両端部分に多く発生し、光沢むら部は正常部に比べて光沢度が高い（表面が平滑）という事実が判明した。そこで、この原因について考察した結果、次のことが判明した。
【００２０】
熱延後、通常、７００〜８００℃で巻取られた熱延鋼帯は、冷却の過程において大気中で５００〜８００℃の温度領域に長時間さらされる。その際、エッジから約２００ｍｍの幅方向両端部分の酸化スケールは、大気の混入により再酸化してへマタイト変態（Ｆｅ３Ｏ４→Ｆｅ２Ｏ３）を生じやすい。へマタイトは、鋼との熱膨張係数の差が大きいために酸化スケール中に圧縮応力をもたらし、室温までの冷却中に酸化スケールの剥離が進行しやすくなる。
【００２１】
その後、輸送や屋外での放置期間中に雨に濡れると、上記幅方向両端部分の酸化スケールの剥離が進行し、放置期間が長くなるほど剥離が顕著になる。これらの剥離は、水に濡れることによる酸化スケールの変態（Ｆｅ３Ｏ４＋Ｈ２Ｏ→Ｆｅ２Ｏ３＋ＦｅＯＯＨ）が関与していると推察される。
【００２２】
次いで、焼鈍において酸化スケールが剥離した部位にはＣｒ主体の薄い酸化皮膜が生成し、熱延のままの酸化スケールが密着した部位にはＦｅ主体の酸化スケールが成長して内部酸化が進行する。酸洗後の鋼帯表面は、薄い酸化皮膜を形成した部位は平滑になるが、酸化スケールが成長して内部酸化が進行した部位では凹凸が大きくなる。光沢むらは、上述の履歴を経て、酸洗で生じる部分的な腐食形態の差により発生するという結論に至った。
【００２３】
上記の事実から、光沢むらの発生原因は、熱延鋼帯の巻取り後から焼鈍工程に至るまでに生じる酸化スケールの部分的な剥離と、この剥離に伴って焼鈍で生じる酸化形態の部分的な不均一性にあると考えた。しかし、熱延鋼帯の酸化スケールの部分的な剥離を防止することは、輸送や保管時に多くの制約を伴い非常に困難である。
【００２４】
従って、光沢むら対策として、酸化スケールの部分的な剥離が生じても、表面光沢の均一性が高い熱延焼鈍酸洗鋼帯を得るために、熱延鋼帯の地鉄と酸化スケールとの界面を適度に粗し、かつ熱延鋼帯表層にＣｒ欠乏層を形成させるという着想に至り、次の実験を行った。
【００２５】
表１に示す化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の連続鋳造スラブを準備し、ショットブラストとグラインダーで手入れして十点平均粗さＲｚで１００μｍの表面に調整した。手入れ後のスラブは、加熱炉に装入してスラブ表面温度１２３０℃に加熱し、粗圧延後の仕上げ圧延中の１０００〜１１００℃の鋼帯表面にスプレー水をかけ、７４０℃、７８０℃、８２０℃の３種類の温度で巻取り、厚さ３．０ｍｍ、幅１２５０ｍｍ、長さ６００ｍの熱延鋼帯をそれぞれ２コイルずつ製造した。
【００２６】
【表１】
これら熱延鋼帯は、３日間の海上輸送後、１週間屋外に放置して２日間雨に濡らし、その後屋内で１週間保管した後、焼鈍と酸洗を行った。焼鈍は、連続焼鈍ラインにおいて、ＬＰＧ燃焼排ガス雰囲気中で、鋼帯の表面温度が１０８０℃になるように昇温して３分間保持した後、工業用水で２００℃まで強制冷却することにより行った。酸洗は、メカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度１５質量％、温度６０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１０質量％、弗酸濃度２質量％、温度６０℃の硝弗酸水溶液とからなる酸洗漕を４分間で通板することにより行った。
【００２８】
表２は、得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯の光沢むら発生状況と幅方向２０点の粗さ測定結果（十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差△Ｒｚ）を示したものである。
【００２９】
表２からわかるように、７４０℃で巻取られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は２コイル中１コイルに、７８０℃で巻取られた熱延焼鈍酸洗鋼帯には２コイルともに、コイル全長にわたって、エッジから約２００ｍｍの幅方向両端部分に表面が平滑な領域が見られ、光沢むらの発生が確認され、光沢むらの部位の十点平均粗さＲｚは通常の部位よりも２〜３μｍ小さく、△Ｒｚは１．５μｍおよび２．４μｍと大きい。
【００３０】
これに対し、８２０℃で巻取られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、２コイルとも、コイル全長にわたって上記のような光沢むらは発生しなかった。これら鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚのバラツキ△Ｒｚは２コイルとも１μｍ以下の０．５μｍであり、均一性の高い表面が得られた。
【００３１】
【表２】
以上の結果に基づき、焼鈍前の熱延鋼帯から切板サンプルを採取して、８２０℃巻取りで光沢むらが改善した原因を詳細に調べた。その結果、以下のメカニズムにより光沢むらが改善したと推定した。
【００３３】
熱延鋼帯の表面には、部分的に酸化スケールの剥離（地鉄の露出）が観察された。このような酸化スケールの剥離は、巻取り温度の上昇により顕著になる傾向を示した。また、巻取り温度の上昇（７４０→８２０℃）により、地鉄と酸化スケールとの界面粗さＲｚは１〜１５μｍと大きくなり、表層（表皮下数μｍ）のＣｒ濃度は母材の濃度よりも１．０〜２．０％低かった。
【００３４】
これらの結果より、８２０℃巻取り材は、雨濡れなどで部分的な酸化スケール剥離が進行しても、地鉄表面が適度に粗く、かつ地鉄表層部がＣｒ欠乏層となっているために、焼鈍時にＣｒ主体の薄い酸化スケールがブレイクアウトし、Ｆｅ主体の酸化スケールが成長（内部酸化の進行）して、酸洗後は一様な腐食形態となり、光沢むらが改善したものと思われる。
【００３５】
そこで、さらに実験を行い、熱延鋼帯の地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍであり、かつ地鉄表層がＣｒ欠乏層であるであれば、通常行われている焼鈍−酸洗処理、並びにこの焼鈍−酸洗処理後に行われる通常の冷延、焼鈍−酸洗処理で、光沢むらのない熱延焼鈍酸洗鋼帯並びに冷延焼鈍酸洗鋼帯が確実に得られることを知見した。
【００３６】
また、上記表面状態の熱延鋼帯は、連続鋳造して得られたオーステナイト系ステンレス鋼スラブを、表面手入れした後加熱炉に装入してスラブ表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取れば、確実に得られることも知見した。
【００３７】
なお、本発明の製造方法におけるスラブの表面手入れや加熱条件は、前記の特許文献３および４に示される条件と一部重複する。しかし、その条件は表面疵の発生を防止するためのもので、これだけでは光沢むらの発生は防止できず、粗圧延後の仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけて始めて光沢むらの発生が防止できるのであり、これら特許文献３および４に示される発明と本発明とは技術思想が全く相違する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を前記のように定めた理由について詳細に説明する。なお、以下において、「％」は特に断らない限り、「質量％」を意味する。
【００３９】
１．本発明で対象とするオーステナイト系ステンレス鋼について、
本発明で対象とするオーステナイト系ステンレス鋼には、特に制限はなく、例えば、ＪＩＳに規定されるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６等に代表される汎用鋼種およびその相当鋼種を挙げることができる。すなわち、質量％で、Ｃ：０．１５％以下、Ｃｒ：１６．０〜２０．０％、Ｎｉ：６．０〜１３．０％を基本組成とするオーステナイト系ステンレス鋼である。なお、Ｃ、ＣｒおよびＮｉ以外の成分の作用効果と望ましい含有量は下記のとおりである。
【００４０】
Ｓｉ：
Ｓｉは脱酸剤として利用され、耐酸化性の向上に有効な元素であるため、通常０．２〜１．０％含有される。しかし、ＳｉはＣｒと同様に代表的なフェライト形成元素であり、過剰に含有させるとＮｉなどオーステナイト形成元素の含有量を増加させることになるので、その上限は１．０％とするのがよい。
【００４１】
Ｍｎ：
Ｍｎは脱酸剤として有効であり、オーステナイト形成元素でもあるため、通常０．５〜２．０％含有される。しかし、Ｍｎは過剰に含有させると耐食性を低下させる作用もあるので、その上限は２．０％とするのがよい。
【００４２】
Ｎ：
Ｎは代表的なオーステナイト形成元素であるため、通常０．０２〜０．０６％含有される。また、Ｎはオーステナイト相の強度や耐食性の向上に有効な元素である。従って、０．０６％を超えて含有させてもよいが、過剰なＮは熱間加工性を著しく損なうので、その上限は０．２％とするのがよい。
【００４３】
Ｃｕ：
Ｃｕはオーステナイト形成元素であり、オーステナイト相の強度調整や耐食性の向上に有効な元素である。従って、この効果を得たい場合は添加してもよく、その効果は０．３％以上で顕著になるが、Ｃｕを過剰に含有させると、熱間脆性や製品の強度低下を招く恐れがあるので、その上限は２％とするのがよい。
【００４４】
Ｍｏ：
Ｍｏはフェライト形成元素であるとともに、耐食性を著しく向上させる作用がある。従って、この効果を得たい場合は添加してもよく、その効果は０．２％以上で顕著になる。しかし、Ｍｏは高価であり、過剰に含有させると経済性を損なううえ、強度低下を招く恐れがあるので、その上限は３．０％とするのがよい。
【００４５】
Ｎｂ、Ｔｉ：
これらの元素はフェライト形成元素であるとともに、ＣおよびＮを固定して焼鈍時や溶接時の鋭敏化現象を抑制する作用がある。このため、この効果を得たい場合は１種以上を添加してもよく、その効果はＮｂの場合０．０１％以上、Ｔｉの場合０．００３％以上で顕著になる。しかし、過剰なＮｂおよびＴｉは鋼中の固溶Ｃおよび固溶Ｎが減って強度低下を招く恐れがあるので、Ｎｂは０．１％以下、Ｔｉは０．０２％以下とするのがよい。
【００４６】
Ｖ：
Ｖは強度を得るために効果的な元素である。従って、この効果を得たい場合は添加してもよく、その効果は０．０５％以上で顕著になる。しかし、その含有量が０．２％を超えると効果が飽和するので、その上限は０．２％とするのがよい。
【００４７】
希土類元素（ＳｃおよびＹを含めた１７元素）：
希土類元素は鋼の耐酸化性を向上させる作用がある。このため、この効果を得たい場合に添加してもよく、その効果はいずれの元素も０．００１％以上で顕著になるが、合計含有量が０．１％を超えると効果が飽和するうえコストが高くなるので、その含有量は合計で０．１％以下とするのがよい。
【００４８】
２．熱延鋼帯について、
本発明の熱延鋼帯は、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍ、地鉄表層がＣｒ欠乏層でなければならない。これは、前記界面の十点平均粗さＲｚが３μｍ未満であると、熱延鋼帯の酸化スケール剥離が生じた部位に焼鈍時にＣｒ主体の薄い酸化スケールが形成され、光沢むらが発生する。一方、３０μｍを超えると、焼鈍時の異常酸化によるスケール肌荒れを生じる恐れがある。好ましい上限は２５μｍである。
【００４９】
また、地鉄の表層部分がＣｒ欠乏層でないと、焼鈍時にＣｒ主体の薄い酸化スケールがブレイクアウトしてＦｅ主体の酸化スケールが形成成長せず、酸洗後の腐食形態が一様にならなくなって光沢むらが発生する。以上のことは、後述する実施例からも明らかである。
【００５０】
ここで、上記のＣｒ欠乏層とは、ＥＤＸ元素分析により検出可能な地鉄表面下数μｍの領域のＣｒ濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％以上低い層のことである。なお、Ｃｒ欠乏層のＣｒ濃度の下限は特に制限しない。しかし、その濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で３％を超えて低いと、焼鈍時の異常酸化によるスケール肌荒れが生じやすくなる。このため、Ｃｒ欠乏層のＣｒ濃度の下限値は、母材のＣｒ濃度よりも絶対値で３％低い値とするのがよい。
【００５１】
３．熱延酸洗焼鈍鋼帯について、
本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯は、上記本発明の熱延鋼帯に常法に従って焼鈍および酸洗を施して得られる鋼帯であり、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の十点平均粗さＲｚの最大値「ｍａｘＲｚ」と最小値「ｍｉｎＲｚ」の差△Ｒｚが１μｍ以下でなければならない。これは、鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚのばらつき、すなわち△Ｒｚが１μｍを超えると、光沢むらが発生するからである。このことも後述する実施例からも明らかである。
【００５２】
４．熱延酸洗焼鈍鋼帯について、
本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯は、上記本発明の熱延鋼帯に常法に従って焼鈍および酸洗を施した後、冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られる鋼帯であり、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値「ｍａｘＧｓ」と最小値「ｍｉｎＧｓ」の差△Ｇｓが２０以下でなければならない。これは、鋼帯幅方向の光沢度Ｇｓのばらつき、すなわち△Ｇｓが２０を超えると、光沢むらが発生するからである。このことも、後述する実施例からも明らかである。
【００５３】
５．熱延鋼帯の製造方法について、
上記本発明の熱延鋼帯は、前記の化学組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼を転炉や電気炉で溶解した後、真空脱ガス処理を施し、連続鋳造法により得られたスラブを用いて製造する。このとき、本発明の製造方法においては、連続鋳造して得られたスラブはその表面を手入れした後、加熱炉に装入してスラブの表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、粗圧延後の仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取る必要がある。これは、以下の理由による。
【００５４】
連続鋳造により得られたスラブは、耐酸化性の高い皮膜で覆われており、スラブ加熱時に酸化されにくい性質を有している。このため、鋳造のままのスラブを加熱したのでは、スラブの表面にＦｅ主体の均一な酸化スケールが形成しない。従って、加熱後のスラブ表面にＦｅ主体の均一な酸化スケールを形成させるには、耐酸化性の高い皮膜を完全に除去するか、または皮膜を部分的に破壊する必要があり、このため本発明では加熱前のスラブ表面手入れを行うのである。
【００５５】
手入れ方法は、どのような方法であってもよく、例えば、ショットブラスト法、グラインダーやバイト、あるいはフライスによる研削や切削による方法を挙げることができる。
【００５６】
手入れ後のスラブ表面粗さは、特に制限されないが、十点平均粗さＲｚで２００μｍ以下とするのが望ましい。これは、表面粗さが十点平均粗さＲｚで２００μｍを超えると、グラインダーなどの研削目を起点としたこぶ状の異常酸化が生じる恐れがあるからである。なお、Ｒｚの下限は１０μｍ程度とするのがよい。これは、これ以上平滑な表面にしても効果は変わらず、手入れ費用が嵩んでコスト上昇を招くだけになるからである。
【００５７】
スラブの加熱温度は、その表面温度が１２００℃未満になる温度ではスラブの表面にＣｒ主体の薄い酸化スケールが部分的に残存することがあり、地鉄と酸化スケールとの界面に不均一性が生じる恐れがある。一方、１２７０℃を超える温度になると、こぶ状の異常酸化が部分的に成長してスケール肌荒れが生じることがある。このため、スラブの加熱温度はその表面温度が１２００〜１２７０℃になる温度と定めた。好ましい上限温度は１２５０℃である。
【００５８】
粗圧延後の仕上げ圧延中の鋼帯表面にスプレー水をかける際の鋼帯の表面温度が９５０℃以下では、水蒸気の発生量が不足して酸化スケールの成長（酸化進行）が不十分で、地金の表層部に所望のＣｒ欠乏層が形成しない。このため、スプレー水は仕上げ圧延中の表面温度が９５０℃を超える鋼帯表面にかけることとした。好ましくは１０００℃以上である。上限温度は特に規定しない。しかし、あまり高すぎるとスラブの加熱温度が１２７０℃を超える恐れが生じるので、高くても１２００℃程度とするのがよい。
【００５９】
スプレー水は、仕上げ圧延スタンド間にスプレー装置を設置し、これを利用してかければよい。また、スプレー水自体は、圧延用ロールと材料（鋼帯）が焼付くのを防止するために使用される圧延油を含むものであってもかまわない。
【００６０】
巻取り温度が７８０℃以下であると、巻取り後の室温までに放冷される間における大気との反応で生じる酸化スケールの成長が不十分で、表層部に十分なＣｒ欠乏層が形成されず、所望の熱延鋼帯、ひいては所望の熱延焼鈍酸洗鋼帯および冷延焼鈍酸洗鋼帯が得られない。このため、巻取り温度は７８０℃を超える温度と定めた。なお、上限は特に規定しない。しかし、あまり高すぎると、放冷中における酸化スケールの成長が著しくなり、地金の表層部Ｃｒ濃度が低くなりすぎて耐食性が低下したりスケール肌荒れが顕著になりやすいので、上限は９５０℃、より好ましくは９００℃とするのがよい。
【００６１】
なお、本発明の製造方法においては、光沢むらを助長する熱延鋼帯の部分的なスケール剥離を抑制するために、熱延仕上げパス終了後、巻取りまでの間にホットランスプレーなどの水冷設備は原則として使用しない方がよいが、熱延仕上げパス終了後の熱延鋼帯の温度が著しく高い場合には使用してもよく、特に巻取り時の焼き付き防止とダウンコイラーなどの設備保護のためには熱延鋼帯のトップから１０ｍまでの領域を積極的に冷却することが望ましい。
【００６２】
６．熱延焼鈍酸洗鋼帯の製造方法について、
上記の工程を経て製造された熱延鋼帯は、連続式の焼鈍−酸洗ラインを通して前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯とされる。このとき、その焼鈍および酸洗の各条件に特別な制約はなく、常法に従って焼鈍−酸洗処理すればよい。
【００６３】
すなわち、焼鈍は、ＬＰＧ（液化プロパンガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などの燃料ガスを空気と混合した燃焼排ガスの酸化性雰囲気中で９００〜１１２０℃の温度に３０秒〜５分間加熱保持して行えばよい。また、酸洗は、常法に従ってメカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度５〜３０質量％、温度３０〜９０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１〜２０質量％、弗酸濃度０．３〜２０質量％、温度４０〜８０℃の硝弗酸水溶液とからなる酸洗漕を１〜７分間通板することにより行えばよい。熱延焼鈍酸洗鋼帯の板厚は、特に限定するものでなく、通常使用されている厚さ（２〜８ｍｍ）とすればよい。
【００６４】
７．冷延焼鈍酸洗鋼帯の製造方法について、
上記の工程を経て製造された熱延鋼帯は、連続式の焼鈍−酸洗ラインを通して前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯とされ、次いで冷間圧延を施した後、熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、連続式の焼鈍−酸洗ラインを通して前記した本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯とされる。このとき、その冷間圧延、焼鈍および酸洗の各条件に特別な制約はなく、常法に従って焼鈍−酸洗処理すればよい。
【００６５】
すなわち、冷間圧延は、９００〜１１２０℃の温度に１０秒〜３分間加熱保持する中間焼鈍を含む複数回の冷間圧延を行えばよい。また、焼鈍は、前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、ＬＰＧ（液化プロパンガス）やＬＮＧ（液化天然ガス）などの燃料ガスを空気と混合した燃焼排ガスの酸化性雰囲気中で１０００〜１１２０℃の温度に１０秒〜３分間加熱保持して行えばよい。さらに、酸洗も、前記した本発明の熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、常法に従ってメカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度５〜３０質量％、温度３０〜９０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１〜２０質量％、弗酸濃度０．１〜２０質量％、温度４０〜８０℃の硝弗酸水溶液とからなる酸洗漕を３０秒〜５分間通板することにより行えばよい。
【００６６】
本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯は、上記の酸洗処理後、さらに圧下率０．１〜３％で調質圧延を施すことで、その表面をより一層平滑にし、光沢度を向上させるようにすることが好ましく、調質圧延には表面粗さが十点平均粗さＲｚで０．２μｍ以下のロールを使用するのが望ましい。冷延焼鈍酸洗鋼帯の板厚も、特に限定するものでなく、通常使用されている厚さ（０．３〜４．５ｍｍ）とすればよい。
【００６７】
なお、本発明の冷延焼鈍酸洗鋼帯は、ＪＩＳ Ｇ ４３０５に規定される表面仕上げ記号のＮｏ． ２ＤまたはＮｏ． ２Ｂの製品に該当するものであり、Ｎｏ． ２Ｄの製品は、冷間圧延、焼鈍および酸洗処理のままのもの、Ｎｏ． ２Ｂの製品は、冷間圧延、焼鈍および酸洗後、さらに調質圧延を施したものである。
【００６８】
【実施例】
表３に示す化学組成を有する４種類のオーステナイト系ステンレス鋼からなる厚さ２００ｍｍの連続鋳造スラブを製造し、ショットブラストとグラインダーで手入れしてその表面粗さを十点平均粗さＲｚで１００μｍに調整したものと、無手入れのものを準備した。
【００６９】
【表３】
【００７０】
得られた熱延鋼帯は、３日間の海上輸送と１週間の屋外放置（この間に１日間雨濡れ）後、屋内にて１週間保管した後、焼鈍と酸洗を行って熱延焼鈍酸洗鋼帯とした。焼鈍は、連続焼鈍ラインにおいて、ＬＰＧ燃焼排ガス雰囲気中で１０６０〜１１００℃に１分間保持する条件で行った。また、酸洗は、メカニカルデスケーリングとショットブラストを施した後、硫酸濃度１５質量％、温度４０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１０質量％、弗酸濃度１質量％、温度５５℃の硝弗酸水溶液とからなる２つの酸洗漕を４分間通板することにより行った。
【００７１】
その後、一部の熱延焼鈍酸洗鋼帯は、さらに、冷間圧延と焼鈍および酸洗を１回または２回施して厚さ０．４〜１．０ｍｍのＪＩＳ Ｇ ４３０５に規定されるＮｏ． ２ＤおよびＮｏ． ２Ｂの製品に該当する冷延焼鈍酸洗鋼帯とした。その際、冷間圧延後の焼鈍は、ＬＰＧ燃焼排ガス雰囲気中で１０５０〜１１２０℃に３０秒〜１分間保持する条件で行った。また、酸洗は、硫酸濃度１５質量％、温度４０℃の硫酸水溶液と、硝酸濃度１０質量％、弗酸濃度０．５質量％、温度５５℃の硝弗酸水溶液とからなる２つの酸洗漕を２分間通板することにより行った。さらに、Ｎｏ． ２Ｂの製品に該当する冷延焼鈍酸洗鋼帯の調質圧延は、十点平均粗さＲｚが０．１μｍのロールを使用して圧下率０．４％で行った。
【００７２】
各鋼板の評価は以下の方法により行った。
【００７３】
熱延鋼帯については、熱延トップおよびボトムから５〜１０ｍ付近から切板を採取し、地鉄と酸化スケールとの界面の粗さと鋼表層のＣｒ欠乏層の存在有無を次の方法により調査した。
【００７４】
界面の粗さは、採取した切板を、ＮａＯＨ濃度が１８質量％、ＫＭｎＯ４濃度が３質量％のアルカリ水溶液中で３０分間煮沸し、次いでクエン酸２アンモニウム濃度が１０質量％の水溶液中で３０分煮沸処理した後、水洗いし、その後スポンジタワシでブラッシングして表面に付着した酸化スケールのみを溶解、除去した地金表面を対象に、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される方法に従って鋼帯幅方向の２０点の十点平均粗さＲｚを測定した。
【００７５】
地鉄表層のＣｒ欠乏層は、前記の方法により酸化スケールが溶解、除去された地鉄表面をＥＤＸ元素分析により測定して表層のＣｒ濃度が母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％以上低い値が検出された場合をＣｒ欠乏層が存在し、母材のＣｒ濃度よりも絶対値で１％未満低い値が検出された場合をＣｒ欠乏層は存在しないと判定した。
【００７６】
熱延焼鈍酸洗鋼帯については、その表面粗さをＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される方法に従って鋼帯幅方向の２０点の十点平均粗さＲｚを測定してその最大と最小値とからばらつき△Ｒｚを求めた。一方、光沢むらの判定は、目視による出荷合否判定を行って光沢むらが確認されなかったものを「○」、光沢むらの発生が確認されて表面光沢の均一性が損なわれていたものを「×」とした。
【００７７】
冷延焼鈍酸洗鋼帯については、その表面光沢度をＪＩＳ Ｚ ８７４１に規定される測定方法３に従って鋼帯幅方向の２０点の光沢度Ｇｓ（６０゜）で測定してその最大と最小値とからばらつき△Ｇｓを求めた。一方、光沢むらの判定は、熱延焼鈍酸洗鋼帯の場合と同様に、目視による出荷合否判定を行って光沢むらが確認されなかったものを「○」、光沢むらの発生が確認されて表面光沢の均一性が損なわれていたものを「×」とした。
【００７８】
以上の結果は、製造条件と併せて、表４に示した。
【００７９】
【表４】
表４に示すように、本発明で規定する方法により製造された符号Ａ３〜Ａ５、Ｃ２およびＤ２の熱延鋼帯は、いずれも、地鉄と酸化スケールの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍの範囲内にあり、かつ地鉄の表層部がＣｒ欠乏層である。そして、これらの熱延鋼帯から得られた符号Ａ３の熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差△Ｒｚが１μｍ以下で、出荷合格判定において光沢むらは確認されなかった。同様に、これらの熱延鋼帯から得られた符号Ａ４、Ａ５、Ｃ２およびＤ２の冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差△Ｇｓが２０以下で、出荷合格判定において光沢むらは確認されなかった。
【００８１】
これに対し、符号Ａ１およびＡ２の熱延鋼帯は、巻取り温度が本発明で規定する範囲を外れているために、界面の十点平均粗さＲｚが２．８μｍで、かつ地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差△Ｒｚが２．３μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差△Ｇｓが２６と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８２】
符合ＢｌおよびＢ２の熱延鋼帯は、スラブ手入れと仕上げ圧延中でのスプレー水かけがなく、しかも巻取り温度も本発明で規定する範囲を外れているために、界面の十点平均粗さＲｚは６．８μｍと本発明で規定する範囲内であるが、地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．０μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度のばらつき△Ｇｓが２２以上と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８３】
符合Ｂ３の熱延鋼帯は、仕上げ圧延中でのスプレー水かけがないために、界面の十点平均粗さＲｚは１２．５μｍと本発明で規定する範囲内であるが、地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．９μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８４】
符合Ｂ４の熱延鋼帯は、スラブ手入れがないために、界面の十点平均粗さＲｚは７．８μｍと本発明で規定する範囲内であるが、地鉄の表層部にはＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．７μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８５】
符合Ｃ１の熱延鋼帯は、符号Ａ１およびＡ２の熱延鋼帯と同様に、巻取り温度が本発明で規定する範囲を外れているために、地鉄の表層部にＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが２．３μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度のばらつき△Ｇｓが２４と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８６】
符合Ｄ１の熱延鋼帯は、符号Ａ１、Ａ２およびＣ１の熱延鋼帯と同様に、巻取り温度が本発明で規定する範囲を外れているために、地鉄の表層部にＣｒ欠乏層が形成されていない。このため、この熱延鋼帯に焼鈍と酸洗を施して得られた熱延焼鈍酸洗鋼帯は、鋼帯幅方向の十点平均粗さのばらつき△Ｒｚが１．６μｍと大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。また、この熱延酸洗焼鈍鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られた冷延焼鈍酸洗鋼帯も、鋼帯幅方向の光沢度のばらつき△Ｇｓが２９と大きく、出荷合格判定において光沢むらが確認され、不合格となった。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の熱延のままのオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯は、地金の表面が適度に粗く、かつ地金の表層部がＣｒ欠乏層であるので、これに焼鈍を施すとＦｅ主体の酸化スケールが鋼帯幅方向に均一に生成し、これが酸洗により除去される。このため、本発明の熱延鋼帯に焼鈍および酸洗を施して得られる本発明のオーステナイト系ステンレス熱延焼鈍酸洗鋼帯、およびこの熱延焼鈍酸洗鋼帯に冷間圧延、焼鈍および酸洗を施して得られる本発明のオーステナイト系ステンレス冷延焼鈍酸洗鋼帯は、いずれも、幅方向の粗さのむらが小さく光沢むらがない。また、本発明の製造方法によれば、上記の熱延鋼帯、熱延焼鈍酸洗鋼帯および冷延焼鈍酸洗鋼帯を、製造工程への負荷やコストアップなく、確実に製造できる。
Claims (4)
- 熱延のままのオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、地鉄と酸化スケールとの界面の十点平均粗さＲｚが３〜３０μｍであり、かつ地鉄表層がＣｒ欠乏層であることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼帯。
- 請求項１に記載のオーステナイト系ステンレス鋼帯に焼鈍と酸洗が施されたオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、鋼帯幅方向に２０点の粗さ測定を行った際の十点平均粗さＲｚの最大値と最小値の差が１μｍ以下であることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼帯。
- 請求項２に記載のオーステナイト系ステンレス鋼に冷間圧延、焼鈍および酸洗が１回以上施されたオーステナイト系ステンレス鋼帯であって、鋼帯幅方向に２０点の光沢度測定を行った際の光沢度Ｇｓ（６０゜）の最大値と最小値の差が２０以下であることを特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼帯。
- 連続鋳造して得られたオーステナイト系ステンレス鋼スラブを、表面手入れした後加熱炉に装入してスラブの表面温度が１２００〜１２７０℃の範囲内になるように加熱し、次いで熱間圧延する際、仕上げ圧延中の９５０℃を超える鋼帯表面にスプレー水をかけ、その後７８０℃を超える温度で巻取る工程を含むことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法。
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