JP3380472B2 - フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents
フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法Info
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Description
ンレス熱延鋼帯の製造方法に関し、特に、成形加工性と
材質均一性に優れるフェライト系ステンレス熱延鋼帯を
生産性よく製造できるフェライト系ステンレス熱延鋼帯
の製造方法に関する。
続鋳造鋳片(スラブ)を加熱した後、熱間圧延(粗圧延
および仕上げ圧延)→熱延板焼鈍・酸洗→冷間圧延(冷
延)→仕上げ焼鈍(冷延板焼鈍)の各工程を順次経て製
造される。これらの製造工程の一部を省略することがで
きれば、設備費や運転費等が大幅に軽減でき、フェライ
ト系ステンレス鋼板のさらなる低コスト化が可能とな
る。しかし、上記工程のうち、とくに冷延以降の工程は
鋼板の表面性状を整えるとともに、仕上げ焼鈍による
(111 )方位の再結晶組織形成を促進し加工性の改善を
図るために必要な塑性歪みを付与する上からも重要な役
割を果たしている。したがって、この工程を省略するこ
とは一般に、必然的に鋼板の加工性の劣化を引き起こす
ことになる。このことが、冷延以降の工程省略を困難に
している主な要因であった。
して冷延以降の工程省略を可能にしようとする技術がい
くつか提案されている。例えば特開平9−287021号公報
には、素材中のC、N量を限定した高純フェライトステ
ンレス鋼に対し、温度1100〜1000℃で圧下率80%以上の
粗圧延を行ったのち、950 ℃〜1050℃で5分以上保熱
後、仕上げ圧延を行うことで、熱延板焼鈍以降あるいは
冷延以降の工程を省略する技術が開示されている。
低減させる必要性から製鋼工程での精錬時間が長大とな
り、製鋼生産性を阻害してコストアップを招き、更に粗
圧延終了後仕上圧延開始まで5分以上の保熱時間を要す
るため、熱延生産性の悪化も避け難いという問題点があ
った。また特開平9−287060号公報には、温度1100℃〜
1000℃、1パスあたりの圧下率30%以上ののち、次パス
までのパス間時間15秒以上とする粗圧延が開示されてい
る。
れるため圧延中の材料長手方向に温度分布を生じ、特に
シートバーの先尾端に近い部分では、圧延時に冷えたロ
ールに接触するため抜熱が大きく温度低下が激しい。す
なわち、材料温度が長手方向で異なり、続く保持中の再
結晶の進行程度に差異を生じるため製品(熱延鋼帯)長
手方向の材質が不均一になる問題があった。
解決し、熱延ままあるいは熱延板焼鈍ままでも成形加工
性・材質均一性に優れるフェライト系ステンレス熱延鋼
帯を生産性よく製造できるフェライト系ステンレス熱延
鋼帯の製造方法を提供することにある。
に成された本発明は、フェライト系ステンレス鋼スラブ
を加熱後、粗圧延してシートバーにし、該シートバーを
仕上げ圧延して熱延鋼帯にするフェライト系ステンレス
熱延鋼帯の製造方法において、粗圧延後、温度T0 :85
0 ℃〜1150℃のシートバーを仕上げ圧延前に、粗・仕上
げ圧延機間に設けたシートバー加熱装置により、下記
(1)式を満たす60℃以下の昇温量ΔT(℃)だけ加熱
することを特徴とするフェライト系ステンレス熱延鋼帯
の製造方法である。
ル状に巻き取り、先行コイルの巻き始端と後続コイルの
巻き終端を接合して複数のコイルにわたって仕上げ圧延
を連続的に行う場合、シートバー加熱装置によるシート
バーの加熱を、粗圧延後巻き取り前、巻き取り後接合
前、接合後仕上げ圧延前のいずれの間に行ってもよい。
熱装置であることが好ましい。
発明対象鋼種であるフェライト系ステンレス鋼は、熱延
前のスラブ加熱温度域では、フェライト単相、あるいは
フェライト相に一部オーステナイト相が混在する組織を
呈する。大部分を占めるフェライト相は、オーステナイ
ト相と比較して拡散速度が大きい熱延温度域では、熱延
加工歪みが導入されても結晶粒が展伸するのみで、また
冷却中の相変態も生じないため、スラブ鋳造時の粗大結
晶粒が残りやすい。そのため、熱延板(熱延鋼帯製品)
の成形加工性は、スラブ鋳造時に生成した粗大なフェラ
イト結晶粒の影響を受けやすい。
成した粗大なフェライト結晶粒を熱延工程で微細化する
手段を鋭意考究した結果、粗圧延後のシートバーを仕上
げ圧延前に特定の温度に加熱処理することにより、スラ
ブ鋳造時に発生した粗大なフェライト結晶粒に対しても
再結晶を誘起させてこれを微細化することができ、熱延
板の成形加工性が大幅に向上するという知見を得た。
開示する。化学組成が 0.011C−0.24Si−0.31Mn−11.2
Cr−0.23Ti−0.009 N(数値はwt%値、以下同じ)にな
る連続鋳造フェライト系ステンレス鋼スラブの柱状晶部
より厚さ60mmのサンプルを切り出し、1150℃に加熱後、
2パス圧延(各パス圧下率25%)を施してシートバーサ
ンプルとし、これを引き続き誘導加熱装置(誘導コイル
により加熱する装置)で加熱して3秒以内に所定温度ま
で昇温したのち水冷し、該水冷後のミクロ組織を光学顕
微鏡で観察して再結晶率を求めた結果を図1に示す。
の昇温前温度T0 が850 ℃以上のときT0 に応じて比較
的小さい昇温量ΔTを付与することで短時間に再結晶が
進行し、T0 が800 ℃以下ではΔTを60℃と高くして昇
温を行っても再結晶は進行しないことがわかる。さら
に、上記と同様の実験を、代表的なフェライト系ステン
レス鋼であるSUS430鋼(0.06C−0.33Si−0.60Mn−16.2
Cr−0.05N)や、Nbを含むSUS430LN鋼(0.014 C−0.42
Si−0.30Mn−17.5Cr−0.40Nb−0.011 N)についても行
い、組成によらず図1同様の再結晶挙動が顕現すること
を確認した。
ンレス鋼に好ましく適用でき、また、自動車の排ガス系
部材などに使用されている低Cr(Cr≧9wt%)耐熱鋼
(SUH409鋼など)にも適用することができる。また、そ
の後の実験で、C、Nなどを析出固定し成形性を向上す
る目的でTi、Nb、Zrなどの元素を添加した鋼であれば、
さらに効果的であることも明らかになった。
粗圧延してシートバーにするまでの、スラブ加熱の条件
は特に限定されず、通常の範囲で行えばよい。例えばス
ラブ加熱温度は1050〜1250℃とするのが好ましい。粗圧
延の圧下率については特に限定されず、通常の範囲で行
えばよい。粗圧延の終了温度は、シートバー昇温開始温
度との兼ね合いから、850 ℃〜1180℃とするのが好まし
い。
げても再結晶率が低すぎてフェライト結晶粒が微細化し
ない。また、60℃超のΔTを得ようとすると投入エネル
ギーが過大となり、通板速度の減速化やシートバー加熱
装置の長大化を要して経済的不利を招く。このためT0
は850 ℃を下限とする。
のは、T0 を1150℃超とすると、粗圧延も1150℃超で行
う必要があるが、この温度範囲での粗圧延では、シート
バー中のフェライト相に結晶歪みが畜積されにくく、昇
温による再結晶量が低下して結晶粒微細化の効果を期待
できない。また、1150℃超の粗圧延に応じるにはスラブ
加熱温度を高めねばならず、そうするとフェライト粒粗
大化を招いて熱間加工性が悪くなるほか、エネルギー的
にも不利である。
ー加熱では、図1に示したように、フェライト相の再結
晶を十分に進行させることができない。なお、再結晶促
進の面からは、ΔTに特段の上限があるわけではない
が、過剰の昇温はエネルギーロスとなるので省エネルギ
ー面からΔTは60℃までとする。なお、シートバーの昇
温に要する加熱時間は、特に限定されるものではない
が、これが長ければ長いほど、加熱装置の長大化や搬送
速度の低速化といった設備面・能率面での負担が増すこ
とになる。フェライト系ステンレス鋼製造に係る経済性
・生産性を勘案すると、シートバー加熱時間は5秒以下
とすることが好ましい。
に限定されるものではなく、直火型ガス加熱装置、誘導
加熱装置など適宜用いることができるが、なかでも、急
速加熱が可能でシートバー厚さ方向での温度均一性に優
れ、投入電力によってシートバー温度に応じた昇温制御
を容易に行うことができる誘導加熱装置が望ましい。と
ころで、通常の熱間圧延は、粗圧延品のシートバーを1
本ずつ仕上げ圧延する所謂バッチ圧延方式で行われる
が、近年、シートバーの先行材と後行材を接合して連続
的に仕上げ圧延を行う連続圧延方式が提唱されており、
この連続圧延方式によれば、圧下量、圧延速度、圧延温
度などの仕上げ圧延条件をバッチ圧延方式よりも精度良
く調整でき、さらなる操業安定化や長手方向特性均一化
が図れる利点がある。
足していれば、バッチ圧延方式、連続圧延方式のいずれ
においても適用可能である。なお、連続圧延方式への適
用に関して、例えば、粗・仕上げ圧延間でシートバーを
一旦コイル状に巻き取り、先行コイルの巻き始端と後続
コイルの巻き終端を接合して複数のコイルにわたって仕
上げ圧延を連続的に行う場合、シートバー加熱装置によ
るシートバーの加熱を、粗圧延後巻き取り前、巻き取り
後接合前、接合後仕上げ圧延前のいずれの間に行っても
よい。
良く、圧下率、仕上げ板厚等は製品仕様に応じて設定す
る。また、圧延ままで熱延板焼鈍を施さない場合、仕上
げ圧延による加工硬化の影響を緩和するために、仕上げ
圧延終了温度(FDT)を800 ℃以上、望ましくは900
℃以上、コイル巻き取り温度(CT)を650 ℃以上、望
ましくは750 ℃以上とするのが良い。一方、必要に応じ
て熱延板焼鈍を施す場合、FDT、CTは上記の限りで
はないが、熱延板焼鈍は、800 ℃〜1000℃の温度範囲で
行うのが良い。
ス鋼A〜Dのスラブ(厚み:200mm )を1150℃に加熱
し、7パスの粗圧延により板厚30mmのシートバーとし、
誘導加熱装置を用いて表2に示す種々の条件で昇温した
(昇温なしも含む)。No. 2、11、16は粗・仕上げ圧延
間でシートバーを一旦コイル状に巻き取り、先行シート
バーに接合した。昇温の時期はNo. 2では粗圧延後巻き
取り前、No. 11では巻き取り後接合前、No. 16では接合
後仕上げ圧延前とした。続いて仕上げ圧延を行い、巻き
取って板厚2mmの熱延コイルを得、この熱延コイルの巻
き始端から10mの位置でサンプルを切り出し、一部のサ
ンプルではさらに実験室焼鈍を施し、各サンプルから圧
延方向に平行にJIS5号引張り試験片を採取し、15%
引張りによりランクフォード値(r値)を、至破断引張
りにより降伏強さ(YS)および伸び(EL)を求め
た。
備えた実施例では、いずれの鋼種においても、本発明要
件を欠く比較例に比べて、r値が高く伸びも良好であ
り、成形加工性が向上した。
レス鋼Aのスラブ(厚み200 mm)を1150℃に加熱し、7
パスの粗圧延により板厚30mmのシートバーとした。誘導
加熱装置を用いて表3に示す種々の条件で昇温した(昇
温なしも含む)。No. 18、19、21は粗圧延をパス間の待
機時間を設備上可能なかぎり短時間として行ない、No.
20は6パス目を温度1050℃、圧下率40%で行い60秒待機
したのち7パス目を行った。なお、No. 21は粗圧延後に
シートバーを一旦コイル状に巻き取り、先行シートバー
に接合し、仕上げ圧延前に昇温した。
長約520m)に仕上げ圧延し、巻き取って熱延コイルを得
た。この熱延コイルの巻き始端より長手方向に10m 、50
m 、250m、470m、510mの位置で採取したサンプルから、
圧延方向に平行にJIS5号試験片を切り出し、15%引
張りによりr値を求めた。その結果、表3に示す通り、
実施例では、比較例に比べて格段に良好でしかもコイル
長手方向にわたって均一な成形加工性が得られた。
鈍を行わない熱延ままあるいは熱延板焼鈍ままの状態で
も成形加工性およびコイル長手方向の材質均一性に優れ
るフェライト系ステンレス熱延鋼帯を、生産性を落とす
ことなく製造できるようになるという効果を奏する。こ
れにより、従来は加工性不足のために冷延焼鈍ステンレ
ス鋼を使用せざるを得なかった自動車排気系材料や建築
部材向けの熱延ステンレス鋼板を、工程省略して短期間
に、安価に供給できるようになり、工業的な寄与は大で
ある。なお、当然ながら、本発明により製造された鋼板
は冷延用素材にも充当することができる。
グラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 フェライト系ステンレス鋼スラブを加熱
後、粗圧延してシートバーにし、該シートバーを仕上げ
圧延して熱延鋼帯にするフェライト系ステンレス熱延鋼
帯の製造方法において、粗圧延後、温度T0 :850 ℃〜
1150℃のシートバーを仕上げ圧延前に、粗・仕上げ圧延
機間に設けたシートバー加熱装置により、下記(1)式
を満たす60℃以下の昇温量ΔT(℃)だけ加熱すること
を特徴とするフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方
法。 記 △T≧−0.1 T0 +125 (1) - 【請求項2】 粗・仕上げ圧延間でシートバーを一旦コ
イル状に巻き取り、先行コイルの巻き始端と後続コイル
の巻き終端を接合して複数のコイルにわたって仕上げ圧
延を連続的に行い、シートバー加熱装置によるシートバ
ーの加熱を、粗圧延後巻き取り前、巻き取り後接合前、
接合後仕上げ圧延前のいずれかの間に行う請求項1記載
の方法。 - 【請求項3】 シートバー加熱装置が誘導加熱装置であ
る請求項1または2に記載の方法。
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JP23511398A JP3380472B2 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | フェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法 |
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1998
- 1998-08-21 JP JP23511398A patent/JP3380472B2/ja not_active Expired - Fee Related
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