JP3457464B2 - オーステナイト系ステンレス熱延鋼帯の平滑酸洗方法 - Google Patents
オーステナイト系ステンレス熱延鋼帯の平滑酸洗方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオーステナイト系ス
テンレス鋼熱延鋼帯の表面酸化スケールを脱スケールす
る酸洗方法に係わり、酸洗能率を向上させるとともに、
酸洗後の表面性状を良好ならしめた熱延板の酸洗方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】ステンレス鋼板および鋼帯の製造方法
は、連続鋳造スラブを熱間圧延し熱延板を製造し、焼鈍
を省略もしくは焼鈍して脱スケールし製品板厚まで冷間
圧延した後仕上げ溶体化処理し、酸洗、または光輝焼鈍
し調質圧延する工程からなる。 【０００３】熱間圧延さらに加えて焼鈍などの熱履歴を
受けたオーステナイト系ステンレス鋼熱延板の表面に生
成したスケールを除去する方法としては、一般にショッ
トブラストにより機械的に脱スケールを施した後、硝酸
−弗酸の混酸で酸洗することにより酸洗する方法が広く
採用されている。通常用いられる酸濃度はオーステナイ
ト系ステンレス鋼の場合、硝酸が５〜１５％、弗酸が１
〜５％である（「ステンレス鋼便覧」昭和４８年版Ｐ．
８４２）。 【０００４】この硝酸−弗酸の混酸による酸洗法は表面
仕上がり状況が良好であるが、ＮＯx ガスを発生するた
め、このガスを処理する高価な設備を必要とする。ま
た、この混酸は酸洗の進行に伴う溶液中へ溶け込みイオ
ンの影響が大きく、溶け込みイオンの増加で能力不足に
なるため、頻繁に液を更新することが必要になる。この
ため、液コストや廃酸処理にコストがかかるという欠点
を有する。さらには酸洗槽の材質として硝酸−弗酸特有
の高価な耐酸材料を必要とし、設備を設置する費用並び
に維持管理する費用の点からも高価な酸洗法である。 【０００５】一方、フェライト系ステンレス鋼について
は硫酸酸洗法が適用実施されている。この硫酸酸洗法は
ＮＯx ガスを発生せず、ガス処理設備が不要である。ま
た、酸洗の進行に伴う溶液中への溶け込みイオンの影響
が小さく、液コストや廃酸処理が安価である。さらには
酸洗槽の耐酸材料として安価な材料で十分である。この
ようなことから、硝酸−弗酸の混酸に代わる酸洗法とし
て硫酸を基本酸洗溶液とした酸洗性能の優れた酸洗方法
が切望されていた。 【０００６】このような硫酸溶液を使ったオーステナイ
ト系ステンレス熱延鋼帯への酸洗法としては、例えば特
公昭６１−２５７８３号公報において、ショットブラス
ト後に硫酸処理し、酸洗主溶液として硫酸第二鉄−硫酸
溶液による酸洗を行い、後処理として硝酸中で酸洗する
か、あるいは塩酸後硝酸中で酸洗する方法がある。しか
しながら、この酸洗法を適用しても、硫酸第二鉄−硫酸
の操業濃度範囲が狭いため、範囲外になることが頻発
し、酸洗が全く不能な状態になった。また、酸洗が充分
に行われた場合も酸洗後の表面に３〜７μｍ程度の径で
深さも同様程度の孔食が生じ、引き続き行われる冷延で
修復することなく製品板で疵として残存し、マクロ的に
は白濁化した鋼板となる問題があった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明はオーステナイ
ト系ステンレス熱延板の硫酸酸洗法として、安定した酸
洗操業と酸洗後の表面性状を良好にする酸洗法を可能な
らしめるもので、これにより酸液コストおよび設備費が
安価で高品質なオーステナイト系ステンレス鋼薄板製造
を可能にすることを目的とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、硫酸酸洗
法のオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯への適用につ
いて鋭意検討を加えた結果、硫酸酸洗中に酸洗が進行し
なくなることと硫酸酸洗後の表面に生じる孔食は、硫酸
第二鉄からのＦｅイオンや、酸洗の進行に伴って硫酸溶
液中に濃化するＦｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンが
影響しており、これらのイオンによって生ずる不動態化
が原因であることをつきとめた。さらに、酸洗前に行う
メカニカルデスケーリングの条件を工夫して表層の加工
歪量を大きくさせることで活性溶解を生じやすくし、硫
酸酸洗中に酸洗が進行しなくなることや硫酸酸洗後の表
面に孔食を生じることを防止できることを見いだし、加
えて、酸洗後の表面凹凸とメカニカルデスケーリング後
のスケール残存量とが関係あり、これらの知見に基づい
て本発明を完成させるに至った。 【０００９】すなわち本発明は、オーステナイト系ステ
ンレス鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延鋼帯を、酸
洗する前にメカニカルデスケーリングを施し、表面に残
存するスケールのカバー比率を５０％以下とし、さらに
鋼帯表面のスケールメタル界面からメタル側の深さ３０
μｍ位置での硬さを３５０Hv以上に硬化させた後、硫酸
濃度が５０〜６００ｇ／ｌ（リットル）、温度５０〜１
２０℃の硫酸溶液中で酸洗することを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼帯の平滑酸洗方法である。 【００１０】 【発明の実施の形態】ＳＵＳ３０４熱延鋼帯にメカニカ
ルデスケーリング法としてショットブラストを適用した
鋼板のデスケーリングに要する酸洗溶液への浸漬時間と
酸洗後の表面粗さを調べた。ショットブラストの条件
は、平均ショットブラスト粒径４００μｍ、投射速度５
０ｍ/sec、単位面積当たりの投射量を７５kg／ｍ2 とし
てメカニカルデスケーリングした．硫酸溶液は、３００
ｇ／ｌ（リットル）Ｈ2 ＳＯ4 にＦｅイオン、Ｃｒイオ
ン、Ｎｉイオンの溶け込み総量を５０ｇ／ｌとした９０
℃の溶液を用いた。この結果、デスケーリングに要する
酸洗時間は２７０sec 以上必要であり、酸洗後の表面粗
さはＲｍａｘで５０μｍを超える粗さになり従来の硝酸
−弗酸の混酸による酸洗表面の値の２倍を超えた。ま
た、いずれの酸洗においても浸漬のみでは酸洗の反応が
開始せず、Ｃｒ含有量１７％以下のフェライト系ステン
レス鋼か普通鋼であらかじめ活性溶解させた材料を接触
して酸洗を開始させ実験する必要があった。 【００１１】このような酸洗時間、酸洗後の表面粗さ、
酸洗の不活性はいずれも問題であり、酸洗前処理のメカ
ニカルデスケーリング法を工夫し改善策を検討した。シ
ョットブラストの粒径、投射速度、投射密度を変え、メ
カニカルデスケーリング後の表面を変更し、酸洗は前記
と同様の一定条件で行った。この３mm厚の酸洗板を０．
７mm厚まで冷延した後に光輝焼鈍し製品としての表面性
状を調べた。この結果、酸洗後の表面粗さが２５μｍを
超えるものはいずれも著しい肌荒れを示すが、２５μｍ
以下のものには光沢の良い鏡面が得られる場合と白濁し
た表面が得られる場合があることが判明した。この表面
の違いに対応した相違は、酸洗板の表面の孔食発生の程
度であり、白濁した表面が得られる場合には３〜７μｍ
程度の直径で、深さも同様程度の孔食が生じており、光
沢の良い鏡面が得られる表面には全く孔食が認められな
かった。更に酸洗前の表面下３０μｍ位置での硬さを測
定すると、図１に示すようにこの硬さを３５０Hv以上に
すれば酸洗後に孔食がなく、さらに冷延、光輝焼鈍した
後に光沢の良い鏡面を得ることが可能であることが判明
した。 【００１２】このような表面硬さを３５０Hv以上に硬く
したメカニカルデスケーリング板は、硫酸酸洗溶液に浸
漬するのみで活性溶解が発生し、安定した酸洗ができる
ことも判明した。さらに、メカニカルデスケーリング後
のスケール残存量と酸洗後の表面の関係を調べた。スケ
ール残存量は、ＧＤＳ分析による酸素濃度−深さ曲線か
ら求めたメカニカルデスケーリング前のスケール量とメ
カニカルデスケーリング後のスケール残存量の比率で示
す。このスケール残存率と酸洗後の粗さには図２に示す
関係が有り、メカニカルデスケーリング後のスケール残
存率を減少させ、特に５０％以下とすることで２５μｍ
以下の酸洗後の表面粗さを得ることができ、デスケーリ
ングに要する酸洗時間も１００sec 以内に短縮すること
ができる。 【００１３】表面に十分な硬さがあると孔食が発生しな
いのは、歪によって加工誘起マルテンサイトが生じ活性
溶解を容易にしやすくなるためである。酸洗溶液自体は
酸洗の進行に伴い溶液中に増加するＦｅイオン、Ｃｒイ
オン、Ｎｉイオンによって不動態化しやすくなっている
ため溶解しにくくなっているが、歪量が小さい場合には
不動態化皮膜の破壊箇所がより少なくなり、より大きな
孔食になるものと推定している。また、メカニカルデス
ケーリング後の表面にスケール残存が多いと、酸洗時間
が増大し、しかも表面粗さが粗くなる原因は、スケール
自体が酸洗溶液で溶解しないためメカニカルデスケーリ
ング後のスケール残存部が地鉄を保護した状態になり、
表面に地鉄が出ている部分のみ溶解が進行するため、そ
の溶解差が大きい凹凸となり、スケール残存率の大きい
場合ほど凹凸が大きくなる。 【００１４】次に限定理由について説明する。鋼帯表面
のスケールメタル界面からメタル側の深さ３０μｍ位置
での硬さを３５０Hv以上としたのは、図１で示したよう
にこの位置の硬さを３５０Hv以上とすることで酸洗し、
冷間圧延し、光輝焼鈍し調質圧延した後、光沢の良い鏡
面を得るためである。深さ３０μｍ位置の硬さとしたの
は、表層が最も硬化し内部に向かって硬さは減少してい
るが、スケールとメタル界面が明確に観察できるためこ
の界面からの一定の深さで定義すると硬化の程度が定量
化できる為である。 【００１５】メカニカルデスケーリングについてはスケ
ールを除去する作用が大きく、また金属素地に歪を付与
しやすいものが有効であり、ショットブラスト、砂鉄粒
を含んだ高圧水吹き付けによるメカニカルデスケーリン
グおよび砥粒ブラシにより研削する方法を組み合わせる
ことでメカニカルデスケーリング後のスケールカバー比
率を５０％以下にすることができ、メタル側深さ３０μ
ｍ位置での硬さを３５０Hv以上に保持できる。メカニカ
ルデスケーリングの組み合わせとしては表１に示す方法
で実施することで有効に作用させることができる。 【００１６】 【表１】 【００１７】メカニカルデスケーリングを施した後の表
面に残存するスケールのカバー比率を５０％以下とした
のは、図２で示したように５０％以下とすることで表面
粗さを２５μｍ以下に抑えることができるためである。
表面粗さが２５μｍを超えると、続く冷延工程でかぶさ
りが生じ、さらに続く光輝焼鈍や調質圧延後に著しい肌
荒れを生じ、表面品質の悪い製品となる。 【００１８】Ｈ2 ＳＯ4 溶液については、メカニカルデ
スケーリングによるスケール残存率と表面硬さを確保す
ればＦｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンを多く含有す
るＨ2 ＳＯ4 溶液中でも問題なく酸洗が進行し、Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 濃度が５０〜６００ｇ／ｌの範囲で有効である。Ｈ
2 ＳＯ4 の濃度増は高速酸洗には有効で５０ｇ／ｌ以上
で効果を発揮するが６００ｇ／ｌを超えると飽和する。
また、操業が安定的に行うことができるのは１００ｇ／
ｌ以上４００ｇ／ｌ以下の範囲である。なお、酸洗温度
は沸点（１２０℃）までの範囲で高温ほど高速酸洗が可
能であるが５０℃未満では、溶解能力が小さくなるので
５０〜１２０℃とした。 【００１９】Ｈ2 ＳＯ4 酸洗直後の表面には黒い酸洗生
成物があり、デスケの判定を困難にするため、１０〜１
５０ｇ／ｌ（リットル）ＨＮＯ3 および１０〜４００ｇ
／ｌ（リットル）ＨＣｌ，５０〜１００℃の混合溶液中
に浸漬あるいはスプレーし、白色化する必要がある。白
色化にはＨＮＯ3 量は１０ｇ／ｌ未満では不足し、１５
０ｇ／ｌを超えると表面粗さを増大させる。又ＨＮＯ3
に共存するＨＣｌ量は高速白色化には有効で、１０ｇ／
ｌ以上で効果を発揮するが４００ｇ／ｌを超えると効果
が飽和する。温度は１００℃を超えると表面の肌荒れを
生じ、５０℃未満では白色化効果が小さい。高速白色化
の点と操業上の観点からは８０〜９０℃が望ましい。 【００２０】また、白色化には５０〜２００ｇ／ｌ（リ
ットル）ＨＮＯ3 および１０〜２５０ｇ／ｌ（リット
ル）ＨＦ、４０〜１００℃の混合溶液中に浸漬あるいは
スプレーし、白色化することも有用である。白色化には
ＨＮＯ3 量は５０ｇ／ｌ未満では不足し、２００ｇ／ｌ
を超えると表面粗さを増大させる。又ＨＮＯ3 に共存す
るＨＦ量は高速白色化には有効で、１０ｇ／ｌ以上で効
果を発揮するが２５０ｇ／ｌを超えると効果が飽和す
る。温度は１００℃を超えると表面の肌荒れを生じ、４
０℃未満では白色化効果が小さい。高速白色化の点と操
業上の観点からは７０〜９０℃が望ましい。 【００２１】 【実施例】次に本発明の実施例を説明する。１２５０℃
に加熱した３００mm厚、１０００mm巾、６０００mm長の
スラブを熱間圧延し、３０mm厚、１１００℃で粗圧延を
終了し、引き続き７パスで３mm厚９８０℃で熱間圧延を
終了し、５００℃で巻き取った表面に熱間で生成したス
ケールのある１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ鋼（ＳＵＳ３０４）
をショットブラスト条件として、平均ショットブラスト
粒径４００μｍ、投射速度５０ｍ/sec、単位面積当たり
の投射量を７５kg／ｍ2 としてメカニカルデスケーリン
グする通常条件の比較法に対して、投射速度は従来のま
までショットブラスト粒径を５００〜２０００μｍまで
大きくするか、あるいはショットブラスト粒径は従来の
ままで投射速度を６０〜１５０ｍ/secに増加させるか、
４０〜２０００μｍの粒径と３０〜１５０ｍ/secの投射
速度の組み合わせの結果として投射粒のエネルギーを増
加させ、結果的にスケールメタル界面からのメタル側の
深さ３０μｍ位置での硬さを３５０Hv以上に硬化させた
スケール残存率の異なるメカニカルデスケーリング板を
作製した。 【００２２】これらのメカニカルデスケーリング後の板
について、（Ｆｅイオン＋Ｃｒイオン＋Ｎｉイオン）濃
度の異なるＨ2 ＳＯ4 溶液中に浸漬酸洗した後のデスケ
ーリング時間、酸洗後の表面凹凸、冷延し光輝焼鈍し調
質圧延した後の製品表面性状について調査した結果を表
２に示す。なお、すべての条件はＨ2 ＳＯ4 後１２０ｇ
／ｌ（リットル）ＨＮＯ3 、５０ｇ／ｌ（リットル）Ｈ
Ｃｌ、７０℃，３０sec 浸漬し白色化した後を酸洗後と
して評価した。 【００２３】メカニカルデスケーリング後に表面に残存
するスケールのカバー比率を５０％以下とし、さらに鋼
帯表面のスケールメタル界面からメタル側の深さ３０μ
ｍ位置での硬さを３５０Hv以上に硬化させることで、酸
洗時間を短時間化し、酸洗後の表面粗さを小さくし、孔
食を発生しなくすることで、冷延し光輝焼鈍して調質圧
延した後の製品表面性状について良好な結果が得られる
ことを確認した。 【００２４】 【表２】 【００２５】 【発明の効果】本発明はオーステナイト系ステンレス鋼
薄板を製造するに際し、安価な硫酸酸洗においても安定
した酸洗と酸洗後の表面性状を良好にする酸洗法を可能
にし、高品質な光沢の良い鏡面を得ることを可能ならし
めたもので、その工業的効果は甚大である。
テンレス鋼熱延鋼帯の表面酸化スケールを脱スケールす
る酸洗方法に係わり、酸洗能率を向上させるとともに、
酸洗後の表面性状を良好ならしめた熱延板の酸洗方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】ステンレス鋼板および鋼帯の製造方法
は、連続鋳造スラブを熱間圧延し熱延板を製造し、焼鈍
を省略もしくは焼鈍して脱スケールし製品板厚まで冷間
圧延した後仕上げ溶体化処理し、酸洗、または光輝焼鈍
し調質圧延する工程からなる。 【０００３】熱間圧延さらに加えて焼鈍などの熱履歴を
受けたオーステナイト系ステンレス鋼熱延板の表面に生
成したスケールを除去する方法としては、一般にショッ
トブラストにより機械的に脱スケールを施した後、硝酸
−弗酸の混酸で酸洗することにより酸洗する方法が広く
採用されている。通常用いられる酸濃度はオーステナイ
ト系ステンレス鋼の場合、硝酸が５〜１５％、弗酸が１
〜５％である（「ステンレス鋼便覧」昭和４８年版Ｐ．
８４２）。 【０００４】この硝酸−弗酸の混酸による酸洗法は表面
仕上がり状況が良好であるが、ＮＯx ガスを発生するた
め、このガスを処理する高価な設備を必要とする。ま
た、この混酸は酸洗の進行に伴う溶液中へ溶け込みイオ
ンの影響が大きく、溶け込みイオンの増加で能力不足に
なるため、頻繁に液を更新することが必要になる。この
ため、液コストや廃酸処理にコストがかかるという欠点
を有する。さらには酸洗槽の材質として硝酸−弗酸特有
の高価な耐酸材料を必要とし、設備を設置する費用並び
に維持管理する費用の点からも高価な酸洗法である。 【０００５】一方、フェライト系ステンレス鋼について
は硫酸酸洗法が適用実施されている。この硫酸酸洗法は
ＮＯx ガスを発生せず、ガス処理設備が不要である。ま
た、酸洗の進行に伴う溶液中への溶け込みイオンの影響
が小さく、液コストや廃酸処理が安価である。さらには
酸洗槽の耐酸材料として安価な材料で十分である。この
ようなことから、硝酸−弗酸の混酸に代わる酸洗法とし
て硫酸を基本酸洗溶液とした酸洗性能の優れた酸洗方法
が切望されていた。 【０００６】このような硫酸溶液を使ったオーステナイ
ト系ステンレス熱延鋼帯への酸洗法としては、例えば特
公昭６１−２５７８３号公報において、ショットブラス
ト後に硫酸処理し、酸洗主溶液として硫酸第二鉄−硫酸
溶液による酸洗を行い、後処理として硝酸中で酸洗する
か、あるいは塩酸後硝酸中で酸洗する方法がある。しか
しながら、この酸洗法を適用しても、硫酸第二鉄−硫酸
の操業濃度範囲が狭いため、範囲外になることが頻発
し、酸洗が全く不能な状態になった。また、酸洗が充分
に行われた場合も酸洗後の表面に３〜７μｍ程度の径で
深さも同様程度の孔食が生じ、引き続き行われる冷延で
修復することなく製品板で疵として残存し、マクロ的に
は白濁化した鋼板となる問題があった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明はオーステナイ
ト系ステンレス熱延板の硫酸酸洗法として、安定した酸
洗操業と酸洗後の表面性状を良好にする酸洗法を可能な
らしめるもので、これにより酸液コストおよび設備費が
安価で高品質なオーステナイト系ステンレス鋼薄板製造
を可能にすることを目的とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、硫酸酸洗
法のオーステナイト系ステンレス熱延鋼帯への適用につ
いて鋭意検討を加えた結果、硫酸酸洗中に酸洗が進行し
なくなることと硫酸酸洗後の表面に生じる孔食は、硫酸
第二鉄からのＦｅイオンや、酸洗の進行に伴って硫酸溶
液中に濃化するＦｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンが
影響しており、これらのイオンによって生ずる不動態化
が原因であることをつきとめた。さらに、酸洗前に行う
メカニカルデスケーリングの条件を工夫して表層の加工
歪量を大きくさせることで活性溶解を生じやすくし、硫
酸酸洗中に酸洗が進行しなくなることや硫酸酸洗後の表
面に孔食を生じることを防止できることを見いだし、加
えて、酸洗後の表面凹凸とメカニカルデスケーリング後
のスケール残存量とが関係あり、これらの知見に基づい
て本発明を完成させるに至った。 【０００９】すなわち本発明は、オーステナイト系ステ
ンレス鋼スラブを熱間圧延して得られた熱延鋼帯を、酸
洗する前にメカニカルデスケーリングを施し、表面に残
存するスケールのカバー比率を５０％以下とし、さらに
鋼帯表面のスケールメタル界面からメタル側の深さ３０
μｍ位置での硬さを３５０Hv以上に硬化させた後、硫酸
濃度が５０〜６００ｇ／ｌ（リットル）、温度５０〜１
２０℃の硫酸溶液中で酸洗することを特徴とするオース
テナイト系ステンレス鋼帯の平滑酸洗方法である。 【００１０】 【発明の実施の形態】ＳＵＳ３０４熱延鋼帯にメカニカ
ルデスケーリング法としてショットブラストを適用した
鋼板のデスケーリングに要する酸洗溶液への浸漬時間と
酸洗後の表面粗さを調べた。ショットブラストの条件
は、平均ショットブラスト粒径４００μｍ、投射速度５
０ｍ/sec、単位面積当たりの投射量を７５kg／ｍ2 とし
てメカニカルデスケーリングした．硫酸溶液は、３００
ｇ／ｌ（リットル）Ｈ2 ＳＯ4 にＦｅイオン、Ｃｒイオ
ン、Ｎｉイオンの溶け込み総量を５０ｇ／ｌとした９０
℃の溶液を用いた。この結果、デスケーリングに要する
酸洗時間は２７０sec 以上必要であり、酸洗後の表面粗
さはＲｍａｘで５０μｍを超える粗さになり従来の硝酸
−弗酸の混酸による酸洗表面の値の２倍を超えた。ま
た、いずれの酸洗においても浸漬のみでは酸洗の反応が
開始せず、Ｃｒ含有量１７％以下のフェライト系ステン
レス鋼か普通鋼であらかじめ活性溶解させた材料を接触
して酸洗を開始させ実験する必要があった。 【００１１】このような酸洗時間、酸洗後の表面粗さ、
酸洗の不活性はいずれも問題であり、酸洗前処理のメカ
ニカルデスケーリング法を工夫し改善策を検討した。シ
ョットブラストの粒径、投射速度、投射密度を変え、メ
カニカルデスケーリング後の表面を変更し、酸洗は前記
と同様の一定条件で行った。この３mm厚の酸洗板を０．
７mm厚まで冷延した後に光輝焼鈍し製品としての表面性
状を調べた。この結果、酸洗後の表面粗さが２５μｍを
超えるものはいずれも著しい肌荒れを示すが、２５μｍ
以下のものには光沢の良い鏡面が得られる場合と白濁し
た表面が得られる場合があることが判明した。この表面
の違いに対応した相違は、酸洗板の表面の孔食発生の程
度であり、白濁した表面が得られる場合には３〜７μｍ
程度の直径で、深さも同様程度の孔食が生じており、光
沢の良い鏡面が得られる表面には全く孔食が認められな
かった。更に酸洗前の表面下３０μｍ位置での硬さを測
定すると、図１に示すようにこの硬さを３５０Hv以上に
すれば酸洗後に孔食がなく、さらに冷延、光輝焼鈍した
後に光沢の良い鏡面を得ることが可能であることが判明
した。 【００１２】このような表面硬さを３５０Hv以上に硬く
したメカニカルデスケーリング板は、硫酸酸洗溶液に浸
漬するのみで活性溶解が発生し、安定した酸洗ができる
ことも判明した。さらに、メカニカルデスケーリング後
のスケール残存量と酸洗後の表面の関係を調べた。スケ
ール残存量は、ＧＤＳ分析による酸素濃度−深さ曲線か
ら求めたメカニカルデスケーリング前のスケール量とメ
カニカルデスケーリング後のスケール残存量の比率で示
す。このスケール残存率と酸洗後の粗さには図２に示す
関係が有り、メカニカルデスケーリング後のスケール残
存率を減少させ、特に５０％以下とすることで２５μｍ
以下の酸洗後の表面粗さを得ることができ、デスケーリ
ングに要する酸洗時間も１００sec 以内に短縮すること
ができる。 【００１３】表面に十分な硬さがあると孔食が発生しな
いのは、歪によって加工誘起マルテンサイトが生じ活性
溶解を容易にしやすくなるためである。酸洗溶液自体は
酸洗の進行に伴い溶液中に増加するＦｅイオン、Ｃｒイ
オン、Ｎｉイオンによって不動態化しやすくなっている
ため溶解しにくくなっているが、歪量が小さい場合には
不動態化皮膜の破壊箇所がより少なくなり、より大きな
孔食になるものと推定している。また、メカニカルデス
ケーリング後の表面にスケール残存が多いと、酸洗時間
が増大し、しかも表面粗さが粗くなる原因は、スケール
自体が酸洗溶液で溶解しないためメカニカルデスケーリ
ング後のスケール残存部が地鉄を保護した状態になり、
表面に地鉄が出ている部分のみ溶解が進行するため、そ
の溶解差が大きい凹凸となり、スケール残存率の大きい
場合ほど凹凸が大きくなる。 【００１４】次に限定理由について説明する。鋼帯表面
のスケールメタル界面からメタル側の深さ３０μｍ位置
での硬さを３５０Hv以上としたのは、図１で示したよう
にこの位置の硬さを３５０Hv以上とすることで酸洗し、
冷間圧延し、光輝焼鈍し調質圧延した後、光沢の良い鏡
面を得るためである。深さ３０μｍ位置の硬さとしたの
は、表層が最も硬化し内部に向かって硬さは減少してい
るが、スケールとメタル界面が明確に観察できるためこ
の界面からの一定の深さで定義すると硬化の程度が定量
化できる為である。 【００１５】メカニカルデスケーリングについてはスケ
ールを除去する作用が大きく、また金属素地に歪を付与
しやすいものが有効であり、ショットブラスト、砂鉄粒
を含んだ高圧水吹き付けによるメカニカルデスケーリン
グおよび砥粒ブラシにより研削する方法を組み合わせる
ことでメカニカルデスケーリング後のスケールカバー比
率を５０％以下にすることができ、メタル側深さ３０μ
ｍ位置での硬さを３５０Hv以上に保持できる。メカニカ
ルデスケーリングの組み合わせとしては表１に示す方法
で実施することで有効に作用させることができる。 【００１６】 【表１】 【００１７】メカニカルデスケーリングを施した後の表
面に残存するスケールのカバー比率を５０％以下とした
のは、図２で示したように５０％以下とすることで表面
粗さを２５μｍ以下に抑えることができるためである。
表面粗さが２５μｍを超えると、続く冷延工程でかぶさ
りが生じ、さらに続く光輝焼鈍や調質圧延後に著しい肌
荒れを生じ、表面品質の悪い製品となる。 【００１８】Ｈ2 ＳＯ4 溶液については、メカニカルデ
スケーリングによるスケール残存率と表面硬さを確保す
ればＦｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンを多く含有す
るＨ2 ＳＯ4 溶液中でも問題なく酸洗が進行し、Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 濃度が５０〜６００ｇ／ｌの範囲で有効である。Ｈ
2 ＳＯ4 の濃度増は高速酸洗には有効で５０ｇ／ｌ以上
で効果を発揮するが６００ｇ／ｌを超えると飽和する。
また、操業が安定的に行うことができるのは１００ｇ／
ｌ以上４００ｇ／ｌ以下の範囲である。なお、酸洗温度
は沸点（１２０℃）までの範囲で高温ほど高速酸洗が可
能であるが５０℃未満では、溶解能力が小さくなるので
５０〜１２０℃とした。 【００１９】Ｈ2 ＳＯ4 酸洗直後の表面には黒い酸洗生
成物があり、デスケの判定を困難にするため、１０〜１
５０ｇ／ｌ（リットル）ＨＮＯ3 および１０〜４００ｇ
／ｌ（リットル）ＨＣｌ，５０〜１００℃の混合溶液中
に浸漬あるいはスプレーし、白色化する必要がある。白
色化にはＨＮＯ3 量は１０ｇ／ｌ未満では不足し、１５
０ｇ／ｌを超えると表面粗さを増大させる。又ＨＮＯ3
に共存するＨＣｌ量は高速白色化には有効で、１０ｇ／
ｌ以上で効果を発揮するが４００ｇ／ｌを超えると効果
が飽和する。温度は１００℃を超えると表面の肌荒れを
生じ、５０℃未満では白色化効果が小さい。高速白色化
の点と操業上の観点からは８０〜９０℃が望ましい。 【００２０】また、白色化には５０〜２００ｇ／ｌ（リ
ットル）ＨＮＯ3 および１０〜２５０ｇ／ｌ（リット
ル）ＨＦ、４０〜１００℃の混合溶液中に浸漬あるいは
スプレーし、白色化することも有用である。白色化には
ＨＮＯ3 量は５０ｇ／ｌ未満では不足し、２００ｇ／ｌ
を超えると表面粗さを増大させる。又ＨＮＯ3 に共存す
るＨＦ量は高速白色化には有効で、１０ｇ／ｌ以上で効
果を発揮するが２５０ｇ／ｌを超えると効果が飽和す
る。温度は１００℃を超えると表面の肌荒れを生じ、４
０℃未満では白色化効果が小さい。高速白色化の点と操
業上の観点からは７０〜９０℃が望ましい。 【００２１】 【実施例】次に本発明の実施例を説明する。１２５０℃
に加熱した３００mm厚、１０００mm巾、６０００mm長の
スラブを熱間圧延し、３０mm厚、１１００℃で粗圧延を
終了し、引き続き７パスで３mm厚９８０℃で熱間圧延を
終了し、５００℃で巻き取った表面に熱間で生成したス
ケールのある１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ鋼（ＳＵＳ３０４）
をショットブラスト条件として、平均ショットブラスト
粒径４００μｍ、投射速度５０ｍ/sec、単位面積当たり
の投射量を７５kg／ｍ2 としてメカニカルデスケーリン
グする通常条件の比較法に対して、投射速度は従来のま
までショットブラスト粒径を５００〜２０００μｍまで
大きくするか、あるいはショットブラスト粒径は従来の
ままで投射速度を６０〜１５０ｍ/secに増加させるか、
４０〜２０００μｍの粒径と３０〜１５０ｍ/secの投射
速度の組み合わせの結果として投射粒のエネルギーを増
加させ、結果的にスケールメタル界面からのメタル側の
深さ３０μｍ位置での硬さを３５０Hv以上に硬化させた
スケール残存率の異なるメカニカルデスケーリング板を
作製した。 【００２２】これらのメカニカルデスケーリング後の板
について、（Ｆｅイオン＋Ｃｒイオン＋Ｎｉイオン）濃
度の異なるＨ2 ＳＯ4 溶液中に浸漬酸洗した後のデスケ
ーリング時間、酸洗後の表面凹凸、冷延し光輝焼鈍し調
質圧延した後の製品表面性状について調査した結果を表
２に示す。なお、すべての条件はＨ2 ＳＯ4 後１２０ｇ
／ｌ（リットル）ＨＮＯ3 、５０ｇ／ｌ（リットル）Ｈ
Ｃｌ、７０℃，３０sec 浸漬し白色化した後を酸洗後と
して評価した。 【００２３】メカニカルデスケーリング後に表面に残存
するスケールのカバー比率を５０％以下とし、さらに鋼
帯表面のスケールメタル界面からメタル側の深さ３０μ
ｍ位置での硬さを３５０Hv以上に硬化させることで、酸
洗時間を短時間化し、酸洗後の表面粗さを小さくし、孔
食を発生しなくすることで、冷延し光輝焼鈍して調質圧
延した後の製品表面性状について良好な結果が得られる
ことを確認した。 【００２４】 【表２】 【００２５】 【発明の効果】本発明はオーステナイト系ステンレス鋼
薄板を製造するに際し、安価な硫酸酸洗においても安定
した酸洗と酸洗後の表面性状を良好にする酸洗法を可能
にし、高品質な光沢の良い鏡面を得ることを可能ならし
めたもので、その工業的効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼鈍を省略した熱延鋼帯に、メカニカルデスケ
ーリング法としてＳＢを用いＳＢ粒径として４０〜２０
００μｍ、投射速度を３０〜１５０ｍ/sec、投射密度５
０〜１００kg／ｍ2 で投射強度を変え、スケールメタル
界面からメタル側の深さ３０μｍ位置での硬さと、引き
続き３００ｇ／ｌ（リットル）Ｈ2 ＳＯ4 へのＦｅイオ
ン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンの溶け込み総量が５０ｇ／
ｌとした９０℃の溶液を用い酸洗し３mm厚から０．７mm
厚に冷延し光輝焼鈍して調質圧延した後の製品表面性状
との関係を示す図。 【図２】焼鈍を省略した熱延鋼帯に、メカニカルデスケ
ーリング法としてＳＢを用いＳＢ粒径として４０〜２０
００μｍ、投射速度を３０〜１５０ｍ/sec、投射密度５
０〜１００kg／ｍ2 で投射強度と投射時間を変えて得ら
れた材料表面のスケールを、ＧＤＳ分析により分析し、
ＧＤＳの酸素濃度−深さ曲線より、メカニカルデスケー
リング前のスケール量とメカニカルデスケーリング後の
スケール残存量の比率を求め、スケール残存率とし、こ
のスケール残存率と、３００ｇ／ｌ（リットル）Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 へのＦｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンの溶け込
み総量が５０ｇ／ｌとした９０℃の酸洗溶液で酸洗し、
デスケーリング完了直後の表面粗さとの関係を示す図。
ーリング法としてＳＢを用いＳＢ粒径として４０〜２０
００μｍ、投射速度を３０〜１５０ｍ/sec、投射密度５
０〜１００kg／ｍ2 で投射強度を変え、スケールメタル
界面からメタル側の深さ３０μｍ位置での硬さと、引き
続き３００ｇ／ｌ（リットル）Ｈ2 ＳＯ4 へのＦｅイオ
ン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンの溶け込み総量が５０ｇ／
ｌとした９０℃の溶液を用い酸洗し３mm厚から０．７mm
厚に冷延し光輝焼鈍して調質圧延した後の製品表面性状
との関係を示す図。 【図２】焼鈍を省略した熱延鋼帯に、メカニカルデスケ
ーリング法としてＳＢを用いＳＢ粒径として４０〜２０
００μｍ、投射速度を３０〜１５０ｍ/sec、投射密度５
０〜１００kg／ｍ2 で投射強度と投射時間を変えて得ら
れた材料表面のスケールを、ＧＤＳ分析により分析し、
ＧＤＳの酸素濃度−深さ曲線より、メカニカルデスケー
リング前のスケール量とメカニカルデスケーリング後の
スケール残存量の比率を求め、スケール残存率とし、こ
のスケール残存率と、３００ｇ／ｌ（リットル）Ｈ2 Ｓ
Ｏ4 へのＦｅイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオンの溶け込
み総量が５０ｇ／ｌとした９０℃の酸洗溶液で酸洗し、
デスケーリング完了直後の表面粗さとの関係を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田所 裕
福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号
新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内
(56)参考文献 特開 昭57−35686（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23G 1/08
C23G 3/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 オーステナイト系ステンレス鋼スラブを
熱間圧延して得られた熱延鋼帯を、酸洗する前にメカニ
カルデスケーリングを施し、表面に残存するスケールの
カバー比率を５０％以下とし、さらに鋼帯表面のスケー
ルメタル界面からメタル側の深さ３０μｍ位置での硬さ
を３５０Hv以上に硬化させた後、硫酸濃度が５０〜６０
０ｇ／ｌ（リットル），温度５０〜１２０℃の硫酸溶液
中で酸洗することを特徴とするオーステナイト系ステン
レス鋼帯の平滑酸洗方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177796A JP3457464B2 (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | オーステナイト系ステンレス熱延鋼帯の平滑酸洗方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177796A JP3457464B2 (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | オーステナイト系ステンレス熱延鋼帯の平滑酸洗方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296286A JPH09296286A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3457464B2 true JP3457464B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=14569913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11177796A Expired - Fee Related JP3457464B2 (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | オーステナイト系ステンレス熱延鋼帯の平滑酸洗方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3457464B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5023477B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2012-09-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ステンレス熱延鋼帯の酸洗方法及びステンレス熱延鋼帯 |
-
1996
- 1996-05-02 JP JP11177796A patent/JP3457464B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09296286A (ja) | 1997-11-18 |
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