JP2017170504A - フェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、酸化スケールが生じたフェライト系ステンレス鋼板の表面にメカニカルデスケールを行い、混酸で酸洗処理を行い、砥粒非含有ブラシでブラッシングを行うという、ブラッシング処理工程を複合的に組み合わせることによって、バリの発生しない条件で酸化スケールの除去に優れた方法を見出した。
(2)混酸溶液における硝酸濃度が20〜150g/L、フッ酸の濃度が2〜50g/L、Feイオン濃度が60g/L以下である、(1)記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
(3)砥粒非含有ブラシがナイロンブラシである、(1)又は(2)記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
(4)フェライト系ステンレス鋼板のCr含有割合が、17質量%以上である、(1)〜(3)のいずれか記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
熱間圧延工程においては、フェライト系ステンレス鋼板11の表面に酸化スケールが生成する。このため、本実施形態においては、鋼板にメカニカルデスケールを施す。メカニカルデスケールとしては、スケールブレーカー処理又はショットブラスト処理を行うことが好ましく、スケールブレーカー処理後にショットブラスト処理を行うことがより好ましい。図2、図3においては、スケールブレーカー部1においてスケールブレーカー処理が行われる(ステップ1)。
ステップ1においてスケールブレーカー処理されたフェライト系ステンレス鋼板11は、ショットブラスト部2において、ショットブラスト処理されることが好ましい(ステップ2)。具体的には、ショットブラスト部2における投射装置6によって、フェライト系ステンレス鋼板11の表面に投射材が投射され、ステップ1で亀裂が入った酸化スケールにさらなる衝撃が加えられ、スケールの亀裂の進展及びスケールの剥離が促進され、酸の浸透が容易になり、酸洗工程でデスケールし易くなる。
ショットブラスト処理されたフェライト系ステンレス鋼板11は、酸洗槽3で混酸溶液による酸洗処理が行われる(ステップ3)。当該酸洗処理によって、スケールとメタルの界面においてメタルを溶かすことにより、フェライト系ステンレス鋼板11の表面上に存在する酸化スケールの少なくとも一部が除去される。
以下に、混酸溶液中における酸濃度、イオン濃度について説明する。
図4に混酸中の硝酸濃度とメタル溶解量の関係を示す。図4は、フェライト系ステンレス鋼(19Crステンレス鋼)の冷延板サンプルを常温の混酸溶液中へと浸漬し、単位時間・単位面積当たりの重量変化を求めたものである。混酸溶液は、フッ酸濃度40g/L、Feイオン濃度30g/L、液温55℃のもので、硝酸濃度を変化させたものである。図4に示す通り、メタル溶解量は硝酸濃度が90g/L付近で極大値を示しているのがわかる。硝酸濃度が高すぎても低すぎてもメタル溶解量は減少するため、本実施形態においては、効果的なデスケールを行う目的とデスケール後の表面の不働態化を図る目的から、硝酸濃度範囲の好ましい範囲を「20〜150g/L」と定めた。
図5に混酸中のフッ酸濃度とメタル溶解量の関係を示す。図5は、フェライト系ステンレス鋼(19Crステンレス鋼)の冷延板サンプルを常温の混酸溶液中へと浸漬し、単位時間・単位面積当たりの重量変化を求めたものである。混酸溶液は、硝酸濃度90g/L、Feイオン濃度30g/L、液温55℃のもので、フッ酸濃度を変化させたものである。図5に示す通り、メタル溶解量はフッ酸濃度が増えるほど増大するのがわかる。フッ酸濃度が0ではメタルの溶解が確認できなかったため、本実施形態においては、メタルの溶解が可能なフッ酸濃度である2g/Lを好ましい範囲の下限と定めた。好ましい範囲の上限は、環境負荷及びコスト的な観点から50g/Lと定めた。
混酸中で酸洗を行うと、酸洗溶液中のFeイオン濃度が増大してくる。Feイオン濃度が増えすぎると、酸洗能力が低下しやすくなり、沈殿物も生成しやすくなるため、本実施形態においてはFeイオン濃度の好ましい範囲の上限を60g/Lと定めた。
また、混酸溶液は、酸化スケールの除去性能に悪影響を与えない範囲で、硝酸やフッ酸以外の酸や化合物、無機物、イオンなどを含有してもよい。
酸洗処理工程において酸洗処理されたフェライト系ステンレス鋼板11は、ブラッシング部4において、ブラッシング処理が行われる(ステップ4)。ブラッシング処理を行うことによって、フェライト系ステンレス鋼板11の表面上に残存する酸化スケール及びスマットを除去することができる。
本実施形態において肝要なことは、ステンレス鋼表面のメタルを研削しない条件、すなわち砥粒非含有ブラシ(例えばナイロンブラシ)でブラッシングを行い、表面に残存するスケールやスマット等を除去することである。
本実施形態において、表面欠陥の判定は、熱間圧延板をデスケールした後の表面において、バリ及びスケール残にて評価を行う。
バリの評価は、デスケール後の表面に残存するショット痕を電子顕微鏡にて観察し、バリの有無を判定する。
図7にデスケール後の表面形態の観察結果の模式図を一例として示す。図7(a)はバリがない最適なデスケールが行われたものである。図7(b)はデスケール後にバリBが残存したものである。図7(c)はデスケール後にスケールが残存したもの(スケール残H)である。
酸洗前処理として硫酸電解を行い、次いで、酸洗処理とブラシ処理は表2に示す条件で行った。混酸中のFeイオン濃度は60g/L以下、液温は55℃とした。
なお、表2には記載されていないが、サンプルCを用い、フッ酸濃度を1g/Lとした以外は試験1と同様の条件で処理したところ(試験12)、スケール残の点で試験1よりも劣った結果となり、フッ酸濃度は2g/L以上が好ましいことが示唆された。
2・・・ショットブラスト部
3・・・酸洗処理部
4・・・ブラッシング部
5・・・搬送ローラー
6・・・投射装置
7・・・酸洗溶液
8・・・ブラシ
11・・フェライト系ステンレス鋼板
Claims (4)
- 熱間圧延後のフェライト系ステンレス鋼板の表面に形成されたスケールをメカニカルデスケールする工程と、
前記メカニカルデスケール後の前記フェライト系ステンレス鋼板の前記表面を、硝酸とフッ酸とを含有する混酸溶液で少なくとも一回以上酸洗処理する酸洗処理工程と、
前記酸洗処理工程後の前記フェライト系ステンレス鋼板の前記表面を、砥粒非含有ブラシでブラッシングする工程と、
を備える、フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。 - 前記混酸溶液における前記硝酸の濃度が20〜150g/L、前記フッ酸の濃度が2〜50g/L、Feイオン濃度が60g/L以下である、請求項1記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
- 前記砥粒非含有ブラシがナイロンブラシである、請求項1又は2記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
- 前記フェライト系ステンレス鋼板のCr含有割合が、17質量%以上である、請求項1〜3のいずれか一項記載のフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
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