JP2591303B2 - フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法 - Google Patents
フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
- B21B3/02—Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ヘゲ疵を効果的に抑制するフェライト系ス
テンレス鋼の熱間圧延方法に関する。
テンレス鋼の熱間圧延方法に関する。
フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延で指摘されてい
る問題の一つに、ヘゲ疵と呼ばれる表面疵がある。この
ヘゲ疵は、酸洗後の熱延鋼板の表面を目視観察した場合
に判別できるかできない程度の極く小さい表面疵である
が、酸洗条件の変更等では除去されず、冷延鋼板に引き
継がれて顕著化し、その表面品質を低下させる原因にな
る。このため酸洗後の熱延鋼板にこのヘゲ疵が発見され
た場合は、その部分を切り捨てるか鋼板全体を表面研削
するなどの処置が講じられる。従って、ヘゲ疵は熱延鋼
板のコスト上昇の要因になっている。
る問題の一つに、ヘゲ疵と呼ばれる表面疵がある。この
ヘゲ疵は、酸洗後の熱延鋼板の表面を目視観察した場合
に判別できるかできない程度の極く小さい表面疵である
が、酸洗条件の変更等では除去されず、冷延鋼板に引き
継がれて顕著化し、その表面品質を低下させる原因にな
る。このため酸洗後の熱延鋼板にこのヘゲ疵が発見され
た場合は、その部分を切り捨てるか鋼板全体を表面研削
するなどの処置が講じられる。従って、ヘゲ疵は熱延鋼
板のコスト上昇の要因になっている。
ヘゲ疵の原因および対策は、例えば特開昭61−111703
号公報、特開昭62−13527号公報、特開昭64−68423号公
報等に開示されている。これらのなかで、ヘゲ疵の原因
を最も的確に捉えているのは、特開昭61−111703号公報
と考えられる。この公報によると、フェライト系ステン
レス鋼の熱間圧延に先だって行うスラブ加熱で、その表
層部が脱炭されて粗大フェライト粒を生じることがヘゲ
疵の根本原因であり、粗大フェライト粒層の深さを抑え
ることがヘゲ疵の有効な防止策であるとしている。
号公報、特開昭62−13527号公報、特開昭64−68423号公
報等に開示されている。これらのなかで、ヘゲ疵の原因
を最も的確に捉えているのは、特開昭61−111703号公報
と考えられる。この公報によると、フェライト系ステン
レス鋼の熱間圧延に先だって行うスラブ加熱で、その表
層部が脱炭されて粗大フェライト粒を生じることがヘゲ
疵の根本原因であり、粗大フェライト粒層の深さを抑え
ることがヘゲ疵の有効な防止策であるとしている。
本発明者らも、この考えに基本的には同意している
が、粗大フェライト粒層の深さを抑える具体的手段につ
いては、問題が多く賛同できない。特開昭61−111703号
公報が、粗大フェライト粒の深さを抑える具体的手段と
して開示した技術は、 スラブ表面に脱炭防止剤を塗布する。
が、粗大フェライト粒層の深さを抑える具体的手段につ
いては、問題が多く賛同できない。特開昭61−111703号
公報が、粗大フェライト粒の深さを抑える具体的手段と
して開示した技術は、 スラブ表面に脱炭防止剤を塗布する。
フラブ表面を薄鋼板で覆う。
鋼中Ｎ量を0.02wt％以上とする。
スラブ加熱温度（℃）＋加熱時間（分）≦1240とす
る。
る。
の４つである。
これらの具体的手段のうち、の脱炭防止剤によるも
のは、スラブ表層部に生じる粗大フェライト粒が脱炭を
原因としていることから、有効な手段ではある。しか
し、その塗布が面倒で、手数がかかり、コストも高い。
のは、スラブ表層部に生じる粗大フェライト粒が脱炭を
原因としていることから、有効な手段ではある。しか
し、その塗布が面倒で、手数がかかり、コストも高い。
の薄鋼板を使用する手段も、有効性は充分に期待で
きるが、薄鋼板でスラブを覆う作業は容易でなく、加熱
後にこれを除去することも極めて困難である。従って、
と同様に実際には採用し難い手段である。
きるが、薄鋼板でスラブを覆う作業は容易でなく、加熱
後にこれを除去することも極めて困難である。従って、
と同様に実際には採用し難い手段である。
の鋼中Ｎ量の増加については、従来からも溶製時に
AODでN2バブリングを行う鋼種では、殆どの場合この条
件が満足されている。それにもかかわらず、現実にはヘ
ゲ疵が充分に抑制されていなかったことを考えると、こ
の手段は有効性に問題がある。
AODでN2バブリングを行う鋼種では、殆どの場合この条
件が満足されている。それにもかかわらず、現実にはヘ
ゲ疵が充分に抑制されていなかったことを考えると、こ
の手段は有効性に問題がある。
は所謂、低温／短時間加熱である。これはヘゲ疵の
防止に有効な手段であり、視点は異なるが、特開昭62−
13527号公報に開示されたヘゲ疵防止策も、低温／短時
間加熱を使用している。しかし、従来のフェライト系ス
テンレス鋼に対する低温／短時間加熱は、後述するよう
に、鋼中成分、特にオーステナイト量を考慮していない
ために、有効性に大きなばらつきがあり、確実性に欠け
るという問題がある。
防止に有効な手段であり、視点は異なるが、特開昭62−
13527号公報に開示されたヘゲ疵防止策も、低温／短時
間加熱を使用している。しかし、従来のフェライト系ス
テンレス鋼に対する低温／短時間加熱は、後述するよう
に、鋼中成分、特にオーステナイト量を考慮していない
ために、有効性に大きなばらつきがあり、確実性に欠け
るという問題がある。
本発明の目的は、ヘゲ疵を問題のないレベルまで確実
に防止し得るフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法
を提供することにある。
に防止し得るフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法
を提供することにある。
フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延で生じるヘゲ疵
が、熱間圧延に先だつスラブ加熱での、スラブ表層部に
生じる脱炭に起因すること、およびヘゲ疵防止に低温／
短時間加熱による脱炭抑制が有効であることは、本発明
者らの実験結果によっても裏付けられている。
が、熱間圧延に先だつスラブ加熱での、スラブ表層部に
生じる脱炭に起因すること、およびヘゲ疵防止に低温／
短時間加熱による脱炭抑制が有効であることは、本発明
者らの実験結果によっても裏付けられている。
後述するγpotが32.7のフェライト系ステンレス鋼か
らなるスラブを加熱したときの、均熱時間とエッジ部で
のヘゲ疵発生率との関係を第１図に示す。また、均熱時
間とスラブ表層部に生じた脱炭層の層厚との関係を第２
図に示し、脱炭層の層厚と脱炭層における結晶粒径との
関係を第３図に示す。
らなるスラブを加熱したときの、均熱時間とエッジ部で
のヘゲ疵発生率との関係を第１図に示す。また、均熱時
間とスラブ表層部に生じた脱炭層の層厚との関係を第２
図に示し、脱炭層の層厚と脱炭層における結晶粒径との
関係を第３図に示す。
加熱後のスラブの表層部は脱炭され、粗大なフェライ
ト粒を生じる。加熱における均熱時間が長くなるほど、
スラブのエッジ部にヘゲ疵が生じる頻度が上昇し、1200
℃の均熱では、均熱時間が90分を超えると均熱時間の延
長に伴ってヘゲ疵の発生頻度が急増する（第１図）。均
熱時間の延長は、脱炭層の層厚増大につながり、1.38mm
以上でヘゲ疵発生を見る（第２図）。そして、脱炭層の
層厚が大きいほど、脱炭層における結晶粒度が大きくな
る（第３図）。
ト粒を生じる。加熱における均熱時間が長くなるほど、
スラブのエッジ部にヘゲ疵が生じる頻度が上昇し、1200
℃の均熱では、均熱時間が90分を超えると均熱時間の延
長に伴ってヘゲ疵の発生頻度が急増する（第１図）。均
熱時間の延長は、脱炭層の層厚増大につながり、1.38mm
以上でヘゲ疵発生を見る（第２図）。そして、脱炭層の
層厚が大きいほど、脱炭層における結晶粒度が大きくな
る（第３図）。
以上のことから、フェライト系ステンレス鋼からなる
スラブを加熱したときに生じるヘゲ疵は、脱炭層の層厚
に深く関係し、層厚が小さくなれば脱炭層における結晶
粒度も小さくなり、ヘゲ疵の発生が抑制されることがわ
かる。
スラブを加熱したときに生じるヘゲ疵は、脱炭層の層厚
に深く関係し、層厚が小さくなれば脱炭層における結晶
粒度も小さくなり、ヘゲ疵の発生が抑制されることがわ
かる。
しかし、脱炭層の層厚を制限するためだけに均熱時間
を短縮することはできない。均熱時間は、加熱本来の目
的から厳しく設定されるものであり、均熱時間を90分以
下に一律に制限するようなことはできない。また、たと
え均熱時間を90分以下に制限しても、鋼種によってはヘ
ゲ疵が防止されない場合がある。
を短縮することはできない。均熱時間は、加熱本来の目
的から厳しく設定されるものであり、均熱時間を90分以
下に一律に制限するようなことはできない。また、たと
え均熱時間を90分以下に制限しても、鋼種によってはヘ
ゲ疵が防止されない場合がある。
そこで、本発明者らは、フェライト系ステンレス鋼に
おけるオーステナイト量γに着目した。第４図は種々の
オーステナイト量γのフェライト系ステンレス鋼からな
るスラブに同一条件の均熱（1200℃×60分）を加えたと
きの、オーステナイト量と脱炭層の層厚との関係を示す
図表である。同図からも分かるように、オーステナイト
量γが低下するほど脱炭層が薄くなる。そして、この事
実も含めた本発明者のこれまでの経験から、脱炭層の層
厚ｄが第１式で得られることが明らかになり、第１式で
得られる層厚ｄを1.38mm以下に制限する第２式の均熱条
件で加熱を行えば、必要最小限の制約条件で効果的にヘ
ゲ疵を防止できることが判明した。
おけるオーステナイト量γに着目した。第４図は種々の
オーステナイト量γのフェライト系ステンレス鋼からな
るスラブに同一条件の均熱（1200℃×60分）を加えたと
きの、オーステナイト量と脱炭層の層厚との関係を示す
図表である。同図からも分かるように、オーステナイト
量γが低下するほど脱炭層が薄くなる。そして、この事
実も含めた本発明者のこれまでの経験から、脱炭層の層
厚ｄが第１式で得られることが明らかになり、第１式で
得られる層厚ｄを1.38mm以下に制限する第２式の均熱条
件で加熱を行えば、必要最小限の制約条件で効果的にヘ
ゲ疵を防止できることが判明した。
t:均熱時間（sec） T:加熱温度（絶対温度゜K） R:ガス定数（1.9872） Q:活性化エネルギー なお、活性化エネルギーＱは、 Ｑ＝23784exp（0.006584・γ）で表される。ここで、オ
ーステナイト量γ（wt％）は、 γ＝−0.077T＋0.84γpot＋107.1 ただし、γ＜０のときγ＝０ である。ここで、γpotはオーステナイト生成ポンテシ
ャルであり、 γpot＝20（Ni eq−0.31Cr eq＋3.16） Ni eq＝Ni＋35C＋40N＋0.5Mn＋0.5Cr Cr eq＝Cr＋1.5Si＋0.5Nb＋12Ti ＋6Al＋1.5Mo＋12Z で表される。
ーステナイト量γ（wt％）は、 γ＝−0.077T＋0.84γpot＋107.1 ただし、γ＜０のときγ＝０ である。ここで、γpotはオーステナイト生成ポンテシ
ャルであり、 γpot＝20（Ni eq−0.31Cr eq＋3.16） Ni eq＝Ni＋35C＋40N＋0.5Mn＋0.5Cr Cr eq＝Cr＋1.5Si＋0.5Nb＋12Ti ＋6Al＋1.5Mo＋12Z で表される。
本発明は上記知見に基づきなされたもので、Crを14〜
22wt％含有するフェライト系ステンレス鋼からなるスラ
ブに対し、均熱温度ｔ（絶対温度）と均熱時間Ｔ（秒）
との関係が γは−0.077T＋0.84γpot＋107.1で負の場合は０とす
る。ただし、 γpot＝20（Ni eq−0.31Cr eq＋3.16） Ni eq＝Ni＋35C＋40N＋0.5Mn＋0.5Cu Cr eq＝Cr＋1.5Si＋0.5Nb＋12Ti ＋6Al＋1.5Mo＋12Zr を満足する条件で加熱を行った後に、熱間圧延を行うこ
とを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方
法を要旨とする。
22wt％含有するフェライト系ステンレス鋼からなるスラ
ブに対し、均熱温度ｔ（絶対温度）と均熱時間Ｔ（秒）
との関係が γは−0.077T＋0.84γpot＋107.1で負の場合は０とす
る。ただし、 γpot＝20（Ni eq−0.31Cr eq＋3.16） Ni eq＝Ni＋35C＋40N＋0.5Mn＋0.5Cu Cr eq＝Cr＋1.5Si＋0.5Nb＋12Ti ＋6Al＋1.5Mo＋12Zr を満足する条件で加熱を行った後に、熱間圧延を行うこ
とを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方
法を要旨とする。
本発明によると、脱炭層の層厚ｄが1.38mm以下に制限
され、ヘゲ疵の発生が問題のない程度に抑制される。そ
のための許容均熱時間は、第１表および第５図に示すよ
うに、γpotが大きければ長くなり、また同じγpotでも
均熱温度が高ければ延長される。従って、不必要に均熱
時間等を制限する必要がなくなり、加熱条件設定の自由
度が著しく広がる。
され、ヘゲ疵の発生が問題のない程度に抑制される。そ
のための許容均熱時間は、第１表および第５図に示すよ
うに、γpotが大きければ長くなり、また同じγpotでも
均熱温度が高ければ延長される。従って、不必要に均熱
時間等を制限する必要がなくなり、加熱条件設定の自由
度が著しく広がる。
本発明においてCr量を14〜22wt％に制限したのは、14
wt％未満では通常加熱温度（≦1220℃）で表層脱炭より
も表面酸化スピードの方が速く、ヘゲ疵の原因となる脱
炭層が形成されず、22wt％超のフェライト系ステンレス
鋼は一般に製造されず、また製造されても熱延疵が多発
し、本発明の疵防止効果が判然としないからである。
wt％未満では通常加熱温度（≦1220℃）で表層脱炭より
も表面酸化スピードの方が速く、ヘゲ疵の原因となる脱
炭層が形成されず、22wt％超のフェライト系ステンレス
鋼は一般に製造されず、また製造されても熱延疵が多発
し、本発明の疵防止効果が判然としないからである。
なお、ヘゲ疵防止のためにスラブの成分組成を均熱条
件に加味した熱間圧延方法は、特開昭64−68423号公報
に開示されているが、この方法は、実施例に示されてい
るようにγpot≦２と狭い領域を対象としていることに
加え、均熱時間を長くして疵を抑制する非能率な方法で
ある。これに対し、本発明法は均熱時間を短くして、能
率を高く保つと共に品質を向上させる能率的方法であ
る。
件に加味した熱間圧延方法は、特開昭64−68423号公報
に開示されているが、この方法は、実施例に示されてい
るようにγpot≦２と狭い領域を対象としていることに
加え、均熱時間を長くして疵を抑制する非能率な方法で
ある。これに対し、本発明法は均熱時間を短くして、能
率を高く保つと共に品質を向上させる能率的方法であ
る。
第２表にＡ〜Ｅで示す５種類のフェライト系ステンレ
ス鋼からなるCCスラブ（厚み200mm）を、第３表に示す
均熱条件で加熱後、圧下率98％で熱間圧延した。圧延前
のスラブにおける脱炭層の層厚および平均結晶粒径と、
圧延を終えた熱延鋼板を酸洗した後の鋼板におけるヘゲ
疵発生状況を調査した結果を第３表に示す。また、この
結果を整理した各鋼における実績限界均熱時間を第６図
に示す。
ス鋼からなるCCスラブ（厚み200mm）を、第３表に示す
均熱条件で加熱後、圧下率98％で熱間圧延した。圧延前
のスラブにおける脱炭層の層厚および平均結晶粒径と、
圧延を終えた熱延鋼板を酸洗した後の鋼板におけるヘゲ
疵発生状況を調査した結果を第３表に示す。また、この
結果を整理した各鋼における実績限界均熱時間を第６図
に示す。
本発明例（第３表に太線で囲む）は、いずれも脱炭層
が薄く、ヘゲ疵を認めることができなかった。
が薄く、ヘゲ疵を認めることができなかった。
これに対し、比較例のうち、圧延No.122,123,128は特
開昭61−111703号公報に開示された加熱温度（℃）＋加
熱時間（分）≦1240の条件を満足する加熱を行ったもの
である。しかし、ヘゲ疵は防止されていない。逆に、12
40を超える条件でも、鋼Ａにおいては殆どヘゲ疵が生じ
ていない。
開昭61−111703号公報に開示された加熱温度（℃）＋加
熱時間（分）≦1240の条件を満足する加熱を行ったもの
である。しかし、ヘゲ疵は防止されていない。逆に、12
40を超える条件でも、鋼Ａにおいては殆どヘゲ疵が生じ
ていない。
また、圧延No.68〜72は特開昭64−68423号公報に開示
された均熱温度＞1100℃、均熱時間も＞30分でかつｔ＞
3.8Cr＋（1.125×106）／（Ｔ＋273））−793の条件の
加熱を行ったものである。しかし、全てにヘゲ疵が発生
している。
された均熱温度＞1100℃、均熱時間も＞30分でかつｔ＞
3.8Cr＋（1.125×106）／（Ｔ＋273））−793の条件の
加熱を行ったものである。しかし、全てにヘゲ疵が発生
している。
鋼Ｄは低Cr（Cr＝12％）のためにヘゲ疵の原因になる
脱炭層を生じず（圧延No.73〜96）、鋼Ｅは高Cr（Cr＝2
3％）のために圧延時のロール肌荒が極めて顕著に発生
し、本発明が有効に機能していない（圧延No.97〜12
0）。
脱炭層を生じず（圧延No.73〜96）、鋼Ｅは高Cr（Cr＝2
3％）のために圧延時のロール肌荒が極めて顕著に発生
し、本発明が有効に機能していない（圧延No.97〜12
0）。
なお、特開昭62−13527号公報に開示されたヘゲ疵防
止策は、オーステナイト系ステンレス鋼を対象としてお
り、ヘゲ疵の発生機構も硫化物、酸化物による脆化を原
因としており、これらの点で本発明法とは大きく相違し
ている。
止策は、オーステナイト系ステンレス鋼を対象としてお
り、ヘゲ疵の発生機構も硫化物、酸化物による脆化を原
因としており、これらの点で本発明法とは大きく相違し
ている。
以上の説明から明らかなように、本発明の熱間圧延方
法は、脱炭防止剤や薄鋼板でスラブを覆うことなく加熱
条件の調整のみでヘゲ疵を防止できる。しかも、従来の
加熱条件の調整によるヘゲ疵防止策に比して防止精度が
高く、不必要に加熱条件が制限されるとか、加熱条件を
制限したにもかかわらずヘゲ疵を充分に防止できないと
いった不都合が避けられる。
法は、脱炭防止剤や薄鋼板でスラブを覆うことなく加熱
条件の調整のみでヘゲ疵を防止できる。しかも、従来の
加熱条件の調整によるヘゲ疵防止策に比して防止精度が
高く、不必要に加熱条件が制限されるとか、加熱条件を
制限したにもかかわらずヘゲ疵を充分に防止できないと
いった不都合が避けられる。
第１図〜第６図は本発明の有効性を説明するための図表
で、第１図は均熱時間とヘゲ疵発生率との関係、第２図
は均熱時間と脱炭層の層厚との関係、第３図は脱炭層の
層厚と結晶粒径との関係、第４図はオーステナイト量と
脱炭層の層厚との関係、第５図および第６図はγpotを
パラメータとした均熱温度と限界均熱時間との関係をそ
れぞれ表わしている。
で、第１図は均熱時間とヘゲ疵発生率との関係、第２図
は均熱時間と脱炭層の層厚との関係、第３図は脱炭層の
層厚と結晶粒径との関係、第４図はオーステナイト量と
脱炭層の層厚との関係、第５図および第６図はγpotを
パラメータとした均熱温度と限界均熱時間との関係をそ
れぞれ表わしている。
Claims (1)
- 【請求項１】Crを14〜22wt％含有するフェライト系ステ
ンレス鋼からなるスラブに対し、均熱温度ｔ（絶対温
度）と均熱時間Ｔ（秒）との関係が γは−0.077T＋0.84γpot＋107.1で負の場合は０とす
る。ただし、 γpot＝20（Ni eq−0.31Cr eq＋3.16） Ni eq＝Ni＋35C＋40N＋0.5Mn＋0.5Cu Cr eq＝Cr＋1.5Si＋0.5Nb＋12Ti ＋6Al＋1.5Mo＋12Zr を満足する条件で加熱を行った後に、熱間圧延を行うこ
とを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261446A JP2591303B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261446A JP2591303B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138803A JPH04138803A (ja) | 1992-05-13 |
| JP2591303B2 true JP2591303B2 (ja) | 1997-03-19 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2261446A Expired - Lifetime JP2591303B2 (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2591303B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111703A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-29 | Nisshin Steel Co Ltd | フエライト系ステンレス鋼の熱間圧延時の割れ疵を防止する方法 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP2261446A patent/JP2591303B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111703A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-29 | Nisshin Steel Co Ltd | フエライト系ステンレス鋼の熱間圧延時の割れ疵を防止する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04138803A (ja) | 1992-05-13 |
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