JP3331163B2 - 表面光沢むらのないオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

表面光沢むらのないオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法

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JP3331163B2 JP29537597A JP29537597A JP3331163B2 JP 3331163 B2 JP3331163 B2 JP 3331163B2 JP 29537597 A JP29537597 A JP 29537597A JP 29537597 A JP29537597 A JP 29537597A JP 3331163 B2 JP3331163 B2 JP 3331163B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、表面光沢むらの
ないオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、オーステナイト系ステンレス鋼板
の製造に際しても、量産性を高める上で連続鋳造法が利
用され、通常、 600〜1000 mm/min 程度の鋳造速度で製
造されている(例えば特開平3−110041号公報, 特開平
8−150454号公報)。
【0003】これらの鋳片は、熱間圧延またさらには冷
間圧延によって所定の板厚にされたのち、焼鈍−酸洗あ
るいは光輝焼鈍を経てステンレス鋼板となるが、生産効
率の面からは、連続鋳造時における鋳造速度は速ければ
速いほど好ましいので、鋳造速度の増加が求められてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、上記の要
請に応えるべく、鋳造速度が 1000 mm/min以上の高速で
の連続鋳造を試みたところ、焼鈍−酸洗板の表面に、図
1に示すような、コイル長手方向に延びる筋状の光沢む
らが散見された。しかも、かかる光沢むらの発生は、S
の含有量を低減した高級材ほど著しいことも判明した。
【0005】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、量産性の面から鋳造速度を上げた場合であって
も、またS量を低減したとしても、光沢むらの発生を有
利に解消して、良光な表面光沢を有するオーステナイト
系ステンレス鋼板を安定して製造し得る方法を提案する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】以下、この発明の解明経
緯について説明する。さて、発明者らは、光沢むらが発
生した鋼板の表面を綿密に観察したところ、表層部の結
晶粒径が筋部と正常部とでは異なることが判明した。す
なわち、筋部は、正常部に比べて表層結晶粒径が小さ
く、酸洗での粒界侵食面積率が高いために、光の散乱が
著しかった。それ故、筋部では、光沢度が正常部に比べ
て低下する結果、光沢むらが生じるものと考えられる。
【0007】一方、光沢むらの発生に及ぼす影響因子に
ついて解析したところ、S含有量と次式(1) で算出され
るδFe値 (cal.) の影響が確認された。 δFe値(cal.)= 3.2×(Cr+1.5 Si+Mo+0.5 Nb+0.5 Ti)− 2.5×(Ni+0.5 Mn+0.3 Cu+30C+30N)−24.7 --- (1) ここに、各成分値はmass%で表した値である。
【0008】そこで、発明者らは、かかる因子がどのよ
うに光沢むらの発生に影響を及ぼしているのか解明すべ
く、鋭意検討を重ねた結果、以下の結論を得るに到っ
た。すなわち、鋳造速度が増加すると、モールドパウダ
ーの流入が不均一になり易いだけでなく、2次冷却での
冷却が不均一になり易いため、これらの影響によって鋳
片板面内での場所による冷却の不均一性が高まり、その
結果、鋳片表面において残留δフェライト量の不均一分
布が生じる。δフェライトそのものは、熱延前のγ温度
域での鋳片の加熱時に消失するが、同時に、δ相とγ相
のS固溶度の差に起因して、スラブ表層におけるS系析
出物の析出状態に差異が生じる。これらの析出物の分布
状態は、熱延後の焼鈍によっても均一化されないため、
再結晶時にピンニング効果により、鋼板表層部粒径にバ
ラツキが生じる結果、光沢のむらが発生するものと考え
られる。
【0009】さて、光沢むらの発生機構は、上述したと
おりと考えられるけれども、δフェライトの適正範囲は
鋼中に含まれるS量に応じて異なることが判明した。そ
こで、次に、光沢むらの発生に及ぼすS量とδフェライ
ト量の関係について調査したところ、図2に示すような
結果が得られた。
【0010】・S≦0.002 mass%の場合: −6.0 ≦δFe値(cal.)≦−5000×S(%)+17.0 この場合は、S系析出物がほとんど生成しないため、δ
Fe値 (cal.) が高く、鋳片にδフェライトむらが生じ易
いステンレス鋼でも、光沢むらが発生しづらい傾向にあ
る。
【0011】・0.002 mass%<S≦0.004 mass%: −6.0 ≦δFe値(cal.)≦ 7.0 この場合は、鋳片に最もS系析出物の不均一分布が生じ
易く、δFe値 (cal.)>7では光沢むらが発生する。
【0012】・0.004 mass%<S≦0.015 mass%: −6.0 ≦δFe値(cal.)≦1000×S(%)+3.0 この場合は、残留δフェライト量の如何にかかわらず、
S系析出物が生成し易くなり、表層部におけるS系析出
物の分布状態はむしろ均一になるので、光沢むらはかえ
って発生しにくくなる。
【0013】この発明は、上記の知見に基づいて、高速
連鋳時における光沢むらの発生を効果的に解消したもの
である。すなわち、この発明は、所定の成分組成に調整
したオーステナイト系ステンレス鋼用の溶鋼を、連続鋳
造によってスラブとし、ついで熱間圧延、冷間圧延およ
び仕上げ焼鈍を施してオーステナイト系ステンレス鋼板
を製造するに当たり、鋼の溶製段階で、下記 (1)式で示
されるδFe値 (cal.) とS含有量(mass%)とが下記
(2)式のいずれかの関係を満足する範囲に成分調整する
と共に、鋳片の鋳造速度を1000〜1800 mm/min の範囲に
制限したことを特徴とする表面光沢むらのないオーステ
ナイト系ステンレス鋼板の製造方法である。 記 (1)式;δFe値(cal.)= 3.2×(Cr+1.5 Si+Mo+0.5
Nb+0.5 Ti)− 2.5×(Ni+0.5 Mn+0.3 Cu+30C+3
0N)−24.7 ここに、各成分値はmass%で表した値である。 (2)式; ・S≦0.002 mass%でかつ −6.0 ≦δFe値(cal.)≦−5000×S(%)+17.0 ・0.002 mass%<S≦0.004 mass%でかつ −6.0 ≦δFe値(cal.)≦ 7.0 ・0.004 mass%<S≦0.015 mass%でかつ −6.0 ≦δFe値(cal.)≦1000×S(%)+3.0
【0014】
【発明の実施の形態】この発明において、連続鋳造にお
ける鋳造速度を1000〜1800mm/minの範囲に限定したのは
次の理由による。すなわち、鋳造速度が 1000 mm/min未
満では、連鋳速度の増加による生産性の向上効果が期待
できず、一方 1800 mm/minを超えると凝固冷却能力が追
いつかず、ブレークアウト等のおそれが生じるからであ
る。なお、この発明で問題とする光沢むらの発生は、連
鋳速度が 1200 mm/min以上になると著しくなるので、こ
の発明は 1200 mm/min以上の高速鋳造の場合に特に有利
である。
【0015】また、この発明において、(1) 式で示した
δFe値 (cal.) は、素材のδフェライト生成能を表す指
標であり、S量に応じてδFe値 (cal.) の上限を上記の
範囲に制御することによって、所望の目的を達成するこ
とができる。しかしながら、δFe値 (cal.) が−6.0 を
下回ると、良好な成形性が得られないので、いずれの場
合においても下限は−6.0 に定めた。また、S量が0.01
5 mass%を超えて含有されると、耐食性が劣化するの
で、S量は0.015 mass%以下の範囲で含有させるものと
し、この範囲で、S量とδFe値(cal.) とを適正な範囲
に制御することにより、所望の効果が得られるのであ
る。
【0016】さらに、この発明は、いわゆるオーステナ
イト系ステンレス鋼であれば全ての鋼種に適用でき、そ
の成分組成範囲が特に限定されることはないが、好適な
組成範囲を掲げると次のとおりである。 C:0.15mass%以下 Cが、0.15mass%を超えると応力腐食割れ感受性が高ま
るので、Cは0.15mass%以下とすることが好ましい。
【0017】Si:1.00mass%以下、Mn:2.00mass%以下 SiおよびMnはいずれも、脱酸剤として有用であるが、含
有量がSiで1.00mass%、Mnで2.00mass%を超えると熱間
加工性が損なわれるので、それぞれSi≦1.00mass%, Mn
≦2.00mass%の範囲に制限することが好ましい。
【0018】P:0.045 mass%以下 Pが過剰に含有されると耐食性が損なわれるので、P含
有量は0.045 mass%以下とすることが好ましい。
【0019】Cr:16.00 〜20.00 mass% Cr量が、16.00 mass%未満では十分な耐食性が得られ
ず、一方20.00 mass%を超えるとオーステナイト相が不
安定となるので、Cr含有量は 16.00〜20.00 mass%の範
囲とすることが好ましい。
【0020】Ni:6.00〜13.00 mass% Niは、オーステナイト生成元素として有用なものである
が、含有量が6.00mass%未満ではオーステナイト相を維
持することができず、一方13.00 mass%を超えると経済
的な不利が著しいので、Ni量は6.00〜13.00 mass%の範
囲にすることが好ましい。
【0021】N:0.30mass%以下 N量が0.30mass%を超えると、鋼板が硬質化し、加工が
困難となるので、N量は0.30mass%以下に制限すること
が好ましい。
【0022】O:0.0070mass%以下 O量が0.0070mass%を超えると、酸化物の生成によって
疵が発生し易くなるので、O量は0.0070mass%以下とす
ることが好ましい。
【0023】以上、基本成分について説明したが、その
他、必要に応じて、以下の成分を添加することもでき
る。 Cu:0.1 〜4.0 mass% Cuは、冷間加工性を向上させる有用元素であるが、含有
量が 0.1mass%未満ではその添加効果に乏しく、一方
4.0mass%を超えると、熱間加工性が阻害されるので、C
uは 0.1〜4.0 mass%の範囲で含有させることが好まし
い。
【0024】Mo:0.3 〜4.0 mass% Moは、耐食性の向上に有効に寄与し、そのためには少な
くとも 0.3mass%の含有を必要とするが、4.0 mass%を
超えて含有されると加工性が損なわれるので、Moは 0.3
〜4.0 mass%の範囲で含有させることが好ましい。
【0025】Nb:0.01〜0.5 mass%、Ti:0.01〜0.5 ma
ss% NbおよびTiはそれぞれ、組織の細粒化による成形性向上
のため、または粒界腐食感受性低減のため用いられる
が、含有量が0.01mass%未満ではその添加効果に乏し
く、一方 0.5mass%を超えると経済的な不利が大きいの
で、それぞれ0.01〜0.5 mass%の範囲で含有させること
が好ましい。
【0026】その他、脱酸剤としてAlが考えられる。Al
を脱酸剤として用いた場合も、この発明の効果は得られ
るが、含有量が 0.2mass%を超えると介在物による表面
疵が問題となるので、Al量は 0.2mass%以下に抑制する
ことが好ましい。
【0027】なお、連続鋳造後の処理については、常法
に従って行えば良く、例えば1150〜1300℃に加熱後、熱
間圧延したのち、焼鈍−酸洗を施すか、またさらには圧
下率:40〜90%で冷間圧延して所定の板厚に仕上げたの
ち、焼鈍−酸洗あるいは光輝焼鈍を施して製品とすれば
良い。
【0028】
【実施例】表1および表2に示す成分組成になるステン
レス鋼用の溶鋼を、1000〜1800 mm/min の速度で連続鋳
造してスラブとし、1180〜1300℃の温度で加熱後、熱間
圧延を施して4mm厚の熱延板とした。ついで、焼鈍−酸
洗を行い、この時点で、両面の光沢むらの有無を目視で
判定した。また、上記の熱延板に、さらに冷延−焼鈍−
酸洗を行った時点でも、同様にして光沢むらについて調
査した。得られた結果を、表3に整理して示す。どちら
かの時点で光沢むらが観察されたものは×印で示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】同表より明らかなように、この発明に従
い、鋼中のS含有量とδFe値 (cal.)が適正な関係を満
足する範囲に成分調整したものはいずれも、高速鋳造に
もかかわらず、光沢むらの発生はなかった。
【0033】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、従来、高
速の連続鋳造時にしばしば観察されたオーステナイト系
ステンレス鋼板表面における光沢むらの発生を効果的に
防止することができ、その結果、高速連鋳を有効に利用
した生産性の有利な向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高速連続鋳造時における、オーステナイト系ス
テンレス鋼板表面での光沢むらの発生状況を示した図で
ある。
【図2】光沢むらの発生に及ぼすS含有量とδFe値 (ca
l.) の影響を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷲尾 勝 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 合議体 審判長 影山 秀一 審判官 中西 一友 審判官 雨宮 弘治 (56)参考文献 特開 平6−344079(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の成分組成に調整したオーステナイ
    ト系ステンレス鋼用の溶鋼を、連続鋳造によってスラブ
    とし、ついで常法に従う処理を施してオーステナイト系
    ステンレス鋼板を製造するに当たり、 鋼の溶製段階で、下記 (1)式で示されるδFe値 (cal.)
    とS含有量(mass%)とが下記 (2)式のいずれかの関係
    を満足する範囲に成分調整すると共に、鋳片の鋳造速度
    を1000〜1800 mm/min の範囲に制限したことを特徴とす
    る表面光沢むらのないオーステナイト系ステンレス鋼板
    の製造方法。 記 (1)式;δFe値(cal.)= 3.2×(Cr+1.5 Si+Mo+0.5
    Nb+0.5 Ti)− 2.5×(Ni+0.5 Mn+0.3 Cu+30C+3
    0N)−24.7 ここに、各成分値はmass%で表した値である。 (2)式; ・S≦0.002 mass%でかつ −6.0 ≦δFe値(cal.)≦−5000×S(%)+17.0 ・0.002 mass%<S≦0.004 mass%でかつ −6.0 ≦δFe値(cal.)≦ 7.0 ・0.004 mass%<S≦0.015 mass%でかつ −6.0 ≦δFe値(cal.)≦1000×S(%)+3.0
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