JP3241494B2 - ステンレス冷延鋼帯の製造方法 - Google Patents

ステンレス冷延鋼帯の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた表面光沢を有す
るステンレス冷延鋼帯の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ステンレス冷延鋼帯は、熱延鋼帯
を焼鈍し酸洗した後、ワークロール直径がφ 150mm以下
のゼンジミアミル等において冷間圧延を施し、仕上げ焼
鈍酸洗または仕上光輝焼鈍してさらに仕上調質圧延して
製造していた。これら工程を経て製造されたステンレス
冷延鋼帯は、SUS304に代表されるオーステナイト
系の場合、仕上調質圧延後にバフ研磨を施す場合が多
く、このバフ研磨後に優れた光沢を呈することが重要で
ある。
【0003】また、圧延時間を大幅に短縮して能率良く
ステンレス冷延鋼帯を製造するために、φ 150mm以上の
大径ワークロールで冷間圧延する方法が採られている。
この方法で冷間圧延すると、製品の表面光沢は、小径ワ
ークロールを用いる場合に比較して著しく低下し、光沢
を要求される用途には全く適用できなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷間タンデ
ムミル等の大径ワークロールで冷間圧延する場合、また
は、大径ワークロールで冷間圧延した後に小径ワークロ
ールで冷間圧延する場合において、従来から抱えていた
表面光沢低下問題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題を
解決し、優れた表面光沢を有するステンレス冷延鋼帯を
製造するための製造方法を提供するものである。すなわ
ち、本発明は、熱間圧延終了後のステンレス鋼帯を焼鈍
し、これに連続して焼鈍直後または焼鈍後の鋼帯温度が
850〜 400℃の範囲から鋼帯を25℃/秒以上の冷却速度
で急冷し、さらに鋼帯表面を機械的に2μm以上研削し
た後酸洗して冷延素材を製造し、本素材を冷間タンデム
ミルの少なくとも最終スタンドのワークロール直径をφ
400mm以下にして冷間圧延することを特徴とするステン
レス冷延鋼帯の製造方法であり、オーステナイト系ステ
ンレス鋼帯に有利に用いることができる。
【0006】
【作用】以下、本発明について詳細に説明する。SUS
304を代表とするオーステナイト系ステンレス鋼板に
おいて、冷間タンデムミル等の大径ワークロールで冷間
圧延する場合、または、大径ワークロールで冷間圧延し
た後に小径ワークロールで冷間圧延する場合において、
従来から表面光沢が低下する問題を常に抱えていた。
【0007】そこで、本発明者らは、光沢阻害原因を鋭
意調査した結果、製品鋼帯の表面に網目状のミクロな欠
陥が残存し、これが原因で表面光沢を低下させているこ
とを把握した。しかも、この網目状欠陥は、製品の表面
性状を左右する冷間圧延した後の鋼帯の表面にも残存し
ていることが判明し、さらに、この冷延後の鋼帯表面に
残存する網目状欠陥は、冷間圧延の前の鋼帯、すなわ
ち、熱間圧延した後に焼鈍酸洗した鋼帯の表面に生成し
た欠陥の一部が冷間圧延後まで残存するものであること
を見出した。
【0008】また、熱延後に焼鈍酸洗した鋼帯の表面を
詳細に調査した結果、この網目状欠陥は鋼帯表面の結晶
粒界に一致することが判明し、結晶粒界に沿って生成す
るクロム欠乏層が原因であることを把握した。すなわ
ち、ステンレス鋼帯を熱間圧延および焼鈍すると、結晶
粒界に沿ってクロム欠乏層が生成する。このクロム欠乏
層はマルテンサイトとなって熱間脆性を持つため著しく
割れが発生しやすい(以下、この割れを粒界割れと称す
る)。しかも、焼鈍された鋼帯は酸洗によって鋼帯表面
の酸化スケールを除去するが、粒界割れは、この酸洗時
の酸により浸食を受けてさらに拡大し増加するわけであ
る。
【0009】この鋼帯を大量の圧延油を供給して冷間圧
延すると、粒界割れの内部に圧延油が封入されてロール
および鋼帯との接触部分で押し潰されにくくなる結果、
粒界割れが冷延後も残留し、さらに製品鋼帯の表面にも
残留して、表面光沢を低下させていたわけである。そこ
で、この粒界割れの生成を根本的になくすために、本発
明者らは以下の方法を検討した。
【0010】(1)粒界割れの生成原因であるクロム欠
乏層を著しく減少させる。 (2)粒界割れを機械的に除去する。 (3)粒界割れを押し潰す。 これらの中で、最も硬化が大きくしかも安価に実施でき
ることから、本発明者らはクロム欠乏層を減少させる方
法を採用した。
【0011】クロム欠乏層を減少させるにはその生成を
抑制すると良く、高温の加熱された鋼板を冷却すること
が効果を示すことが知られている。しかし、 850〜1150
℃の温度で熱間圧延した後、約1200℃の高温で焼鈍した
鋼帯について、クロム欠乏層が熱延段階で生成するのか
その後の焼鈍段階で生成するのか全く不明であり、ま
た、これに連続して鋼帯を冷却する温度の範囲および冷
却速度についても全く判明していなかった。
【0012】そこで、本発明者らは、これらについて鋭
意検討したところ、熱延段階よりもその後に焼鈍した鋼
帯の表面に深くて多量のクロム欠乏層が生成して粒界割
れとなることを見出した。すなわち、焼鈍後の鋼帯を急
冷すれば良いわけである。また、急冷を開始する温度、
すなわち冷却開始位置について検討したところ、種々の
オーステナイト系ステンレス鋼板のいずれについても、
クロム欠乏層を著しく減少させて粒界割れをなくすには
焼鈍直後から急冷すると良いことを見出した。しかし、
焼鈍直後から急冷するためには、炉内部に水が進入しや
すくその防止対策が必要である。そこで、水の進入対策
を行わずに比較的良好な効果を得る方法を検討した結
果、鋼帯温度が 850〜 400℃の範囲で急冷すると良いこ
とを見い出したわけである。
【0013】さらに、鋼帯の冷却速度を種々変更して得
られた鋼帯の粒界割れを観察したところ、25℃/秒以上
の冷却速度であれば粒界割れが著しく減少して、その鋼
帯を冷間圧延して仕上げた製品の表面光沢は著しく向上
した。また、さらに粒界割れを減少させて表面光沢の向
上を図るため、粒界割れを機械的に研削する方法を検討
した。すなわち、前述した急冷後の鋼帯を採取して、そ
の鋼帯表面に残留する粒界割れの深さを測定した結果、
大部分の粒界割れの深さが2μm以下であることを把握
した。そこで、鋼帯表面を2μm以上機械的に研削する
ことによって、その後にこの鋼帯を冷間圧延して仕上げ
た製品鋼帯の表面光沢が向上することを把握したわけで
ある。また、機械的研削を実施する位置について検討し
たところ、焼鈍した直後に実施すると、鋼帯の温度が高
くて研削に用いる工具の寿命が著しく短くなって問題で
ある。また、焼鈍後に急冷して酸洗した後に機械的研削
を実施すると、鋼帯表面を研削した時の筋模様が残留し
て、その模様は冷間圧延しても消滅せず光沢むらとなる
ため問題である。そこで、焼鈍し急冷した後の酸洗前に
機械的研削を実施することによって、鋼帯が低温である
ため工具の寿命を長く保てて、研削後の酸洗により筋模
様が軽減されるため光沢むらの問題もなく、良好である
ことを把握した。
【0014】尚、本発明の機械的に粒界割れを研削する
方法として、グラインダーによる研磨、ブラシによる研
磨、研磨粉を樹脂または布に固着させた砥石による研磨
等があるが、焼鈍酸洗工程の中で連続してできる方法を
採用すると、能率よく鋼帯を製造できる。ここで、本発
明者らは、さらに表面光沢を向上する方法について検討
した。すなわち、上記方法で製造した冷延素材の表面に
は僅かに粒界割れが残留する場合があり、この僅かに残
留した粒界割れを低減することにより、さらに表面光沢
を向上させることが期待できるわけである。
【0015】そこで、本発明者らは、冷間タンデムミル
の各スタンドのワークロール直径に着目し、検討を加え
た。一般に、ワークロール直径を小さくすると鋼帯の表
面光沢が向上することは知られていたが、目的とするゼ
ンジミアミル等の小径ワークロールで圧延して仕上げた
製品と同等以上の光沢を得るために、どの程度のワーク
ロール直径にすべきか、どのスタンドにその径を適用す
べきか等、全く明らかでなかった。
【0016】本発明者らは、種々のワークロール直径を
組み合わせて冷間圧延し、その後に仕上げ焼鈍酸洗また
は仕上げ光輝焼鈍して、仕上げ調質圧延を施した。な
お、仕上げ焼鈍酸洗した鋼帯は調質圧延後にパフ研磨を
施した。これら鋼帯の表面光沢を調査した結果、以下の
ことが明らかになった。すなわち、従来の冷間タンデム
ミルはφ 500mm以上のワークロールを用いて圧延してい
たが、これに比べてより小さいφ 400mm以下のワークロ
ールを用いると粒界割れを著しく低減できる。また、φ
400mm以下のワークロールを最も必要とするスタンドは
最終スタンドであり、他のスタンドにこの径を持つワー
クロールを用いると、さらに粒界割れが低減できて、そ
の結果、表面光沢が向上するわけである。
【0017】なお、これらのワークロール直径を所定の
値以下にして、所定のスタンドに適用する上記方法は、
本発明により熱延後に焼鈍酸洗し粒界割れを著しく低減
させた冷延素材を用いることにより、初めて著しく良好
な効果を示すものであって、単に、冷間タンデムミルの
ワークロール直径のみを変更するだけの方法ではその効
果は小さい。
【0018】
【実施例】以下、オーステナイト系の例としてのSUS
304鋼帯を用いて、本発明方法に従って熱延後に焼鈍
して急冷し、機械的に研磨し酸洗して予備処理鋼帯を製
造し、その後、本発明方法に従って、圧延油を供給しつ
つ大径ロールを用いる冷間タンデムミルで圧延した。ま
た、その一部をさらに小径ワークロールを有するゼンジ
ミアミルで冷間圧延した。
【0019】また、従来例として、SUS304鋼帯を
熱延後に焼鈍し、焼鈍直後は徐冷しその後水冷し、酸洗
して予備処理鋼帯を製造し、その後、従来の方法に従っ
て、圧延油を供給しつつ大径ロールを用いる冷間タンデ
ムミルで圧延した。また、その一部をさらに小径ワーク
ロールを有するゼンジミアミルで冷間圧延した。さら
に、これらの鋼帯に同一条件で仕上焼鈍酸洗または仕上
光輝焼鈍を施し、仕上調質圧延した。なお、仕上焼鈍し
た鋼帯は、調質圧延後に同一条件でバフ研磨を施した。
【0020】これら仕上げた鋼帯の表面光沢について、
JIS Z8741光沢度測定方法5(GS20°)に従って測
定し、光沢の良好な順に光沢度 950以上を特A、800 〜
950をA、600 〜 800をB、400 〜 600をC、 400以下
をDとして5段階で評価した。これらの結果について、
表1に冷間タンデムミルで圧延した場合、表2にタンデ
ムミルで圧延した後にさらにゼンジミアミルで冷間圧延
した場合を示す。
【0021】これらの表より、本発明により製造したス
テンレス冷延鋼帯は、従来の方法で製造した鋼帯に比べ
て著しく良好な光沢を有していることが分かる。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】以上のとおり、本発明方法により予備処
理した素材を冷間圧延して仕上げたステンレス冷延鋼帯
は、従来の方法により製造した冷延鋼帯に比較して著し
く優れた表面光沢を有する。特に、冷間タンデムミル等
の大径ロールを用いた場合、従来全く到達不可能であっ
たゼンジミアミル等の小径ロールを用いた圧延のみの場
合と同等以上の優れた表面光沢を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 真 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (72)発明者 小堀 克浩 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平3−264102(JP,A) 特開 平5−320771(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 1/00 - 3/02 B21B 27/02 B21B 45/00 C21D 6/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱間圧延終了後のステンレス鋼帯を焼鈍
    し、これに連続して焼鈍直後または焼鈍後の鋼帯温度が
    850〜 400℃の範囲から鋼帯を25℃/秒以上の冷却速度
    で急冷し、さらに鋼帯表面を機械的に2μm以上研削し
    た後酸洗して冷延素材を製造し、本素材を冷間タンデム
    ミルの少なくとも最終スタンドのワークロール直径をφ
    400mm以下にして冷間圧延することを特徴とするステン
    レス冷延鋼帯の製造方法
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CN104611525A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 桂林理工大学 一种细化30号钢奥氏体晶粒的加热方法
CN104611530A (zh) * 2015-02-06 2015-05-13 桂林理工大学 一种细化40号钢奥氏体晶粒的加热方法
CN113106222B (zh) * 2021-03-30 2023-04-11 天津太钢天管不锈钢有限公司 一种无磁无色差啤酒桶的奥氏体不锈钢制造方法

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