JP4132973B2 - 表面の平滑なステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼の冷間圧延後の鋼帯を、焼鈍し加工性の良い鋼帯として製造する場合に、平滑な表面を有する鋼帯を製造する方法に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼の冷延鋼帯の製造に関しては、熱間圧延後のホットコイルの酸化スケールをデスケールした後に冷間圧延し焼鈍し酸洗して製品として製造される。このような鋼板は様々な機器の表面に用いられる場合が多く、仕上表面が美麗であることが求められる。
【０００３】
この冷延鋼帯の製造法の製品前に実施される酸洗に関して、特開昭６１−２７６９９９号公報では、Ｃｒ含有鋼板を、特定濃度の硫酸水溶液にフルオロケイ酸塩又はフルオロホウ酸塩、及び硝酸塩又は硫酸塩を添加した溶液で電解酸洗することにより、仕上表面の美麗な鋼板を得る方法が示されている。
【０００４】
また、この冷延鋼帯の製造法の製品前に実施される焼鈍と酸洗に関して、特開昭３−９０６００号公報では、Ｃｒ含有冷延鋼板について露点を−１５〜−４０℃弱酸化性雰囲気でかつ鋼板の再結晶開始温度〜再結晶完了温度＋５０℃の範囲で焼鈍し、フルオロケイ酸塩等を添加した硫酸水溶液で電解酸洗することで、外観の平滑な鋼板を高速大量生産する方法が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの製造法に関し、さらに詳細な検討を行った結果、以下のことが判明した。特開昭６１−２７６９９９号公報及び特開昭３−９０６００号公報に示された方法で冷延鋼帯を製造した場合、焼鈍酸洗後の冷延鋼帯表面の粗さに大きなバラツキが生じることがわかった。
本発明の目的は、従来技術では達成できなかった製品表面粗さを小さく安定化することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するためには、ステンレス鋼の冷間圧延後の鋼帯を、露点−１５〜−４０℃の弱酸化性雰囲気中で、鋼板の再結晶開始温度〜再結晶完了温度＋６０℃の範囲で焼鈍し、次に、表面粗さがＲａ０．５μｍ以下の冷間圧延ロールを用いて０．３〜２．５％の冷間圧延をするか、あるいは表面粗さがＲａ０．５μｍ以下のベンデイングロールにより０．３〜２．５％の減肉歪を付与した後、２０〜４００ｇ／Ｌ硫酸水溶液中に、Ｎａ₂ ＳｉＦ₆ 等のフルオロケイ酸塩、もしくはＮａＢＦ₄ 等のフルオロホウ酸塩を添加し、更にＮａＮＯ₃ 、Ｎａ₂ ＳＯ₄ 等の硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を混合した酸洗溶液で電解酸洗することを行なうことが有効である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
課題解決のため種々の詳細な検討を行った結果、製品表面粗さを小さく安定化する方法として、冷間圧延後の鋼帯を焼鈍した後にメカニカルデスケを作用させ、所定の酸洗溶液で電解酸洗することが最も有効であることを見出した。以下、実験結果に従い説明する。
【０００８】
特開昭６１−２７６９９９及び特開昭３−９０６００号公報に示された方法で冷延鋼帯を製造した場合、焼鈍酸洗後の冷延鋼帯表面の粗さに大きなバラツキが生じることがわかった。この原因を検討した結果、焼鈍時の露点や加熱温度の変動にともない生成する酸化スケールの状態が変化し、板面内での酸洗の程度に変化が生じるためであることが判明した。
【０００９】
この酸洗後の粗さを小さく安定化するために、メカニカルデスケによる方法を検討した。ＳＵＳ４３０の冷間圧延後の表面粗さ０．２μｍの鋼帯を、露点−２０℃の弱酸化性雰囲気中で、鋼板の再結晶開始と再結晶完了を考慮した温度８５０℃で２０ｓｅｃ間焼鈍する。次に、表面粗さがＲａ０．１〜１．５μｍの冷間圧延ロールを用いて０．１〜３．０％の冷間圧延を行い、１００ｇ／Ｌ硫酸水溶液中に、２０ｇ／Ｌ Ｎａ₂ ＳｉＦ₆ 、５０ｇ／Ｌ ＮａＮＯ₃ 、５０ｇ／Ｌ Ｎａ₂ ＳＯ₄ を混合した酸洗溶液で４０Ａ／Ｄｍ² の電流密度で鋼帯を陰極とし８０℃で１０ｓｅｃ間電解酸洗した。
【００１０】
このようにして製造した、ロールの表面粗さと圧下率と酸洗後の表面粗さの関係を図１に示す。
０．１％の圧下率では圧下しない場合と同じで、いずれのロールの表面粗さでも酸洗後の鋼板の表面粗さは大きくバラツキも大きい。０．３％以上の圧下で、ロールの表面粗さを小さくすると酸洗後の鋼板の表面粗さも小さくなる。この場合、ロール粗さが０．５μｍを超えると粗くなることが判明した。
【００１１】
このように、カニカルデスケを作用させ、所定の酸洗溶液で電解酸洗することが有効である理由は、弱酸化性雰囲気中で加熱され生成した酸化スケールが緻密であり、酸化スケール下のメタル部と酸洗溶液の間の溶解反応を阻害しているためであり、この溶解反応を均一に作用させる為にメカニカルデスケーリングが有効に作用しているものと考えられる。
【００１２】
次に限定理由について説明する。
ステンレス鋼の冷間圧延後の鋼帯については、Ｃｒ量８〜２５％を含有する鋼帯とする。この鋼板では冷延鋼板を弱酸化性雰囲気中であっても加熱すると緻密な酸化スケールを生成するためである。
【００１３】
冷延鋼帯の焼鈍条件については、露点を−１５〜−４０℃の弱酸化性雰囲気中とする。−１５〜−４０℃の範囲では電解酸洗しやすい酸化スケールが生成する。一方、−１５℃より高温では電解酸洗で除去できない厚さの酸化スケールが生成するためであり、露点は低いほど良いが−４０℃より低温の露点を得るには設備費が増大してしまうためである。
【００１４】
この弱酸化性雰囲気は窒素中に水素を１〜２０％加えることによって得られる。水素濃度が１％未満であれば酸化スケールの厚みは著しく厚くなり、後で行われる酸洗作業が煩雑になる。また、水素濃度が２０％を越すと供給するガスのコストがかさみ、操業面での安全管理にも問題をきたす。
【００１５】
また、製品鋼帯を加工しやすい柔らかな鋼帯とするため、鋼板の再結晶開始温度〜再結晶完了温度＋６０℃の範囲で焼鈍する。再結晶開始温度未満では軟質化が安定しない。一方、再結晶完了温度＋６０℃を越えると粒成長しやすく組織を一定化できないためである。
【００１６】
メカニカルデスケーリングのための冷間圧延ロールは、表面粗さをＲａ０．５μｍ以下にし、０．３〜２．５％の冷間圧延をする。表面粗さがＲａ０．５μｍ以下で、０．３〜２．５％の冷間圧延をした場合に酸洗後の鋼板の表面粗さを高平滑にすることができる。ロール表面粗さＲａ０．５μｍを超えると酸洗後の鋼板の表面粗さが安定せず大きくなり、０．３％未満の圧下率では効果がなく、２．５％を超えた条件では加工硬化の程度が大きくなる。
【００１７】
また、メカニカルデスケーリングのためにベンデイングロールによる方法も有用である。この場合もロールの表面粗さをＲａ０．５μｍ以下にし、０．３〜２．５％の減肉歪を付与することで酸洗後の鋼板の表面粗さを高平滑にすることができる。ロール表面粗さＲａ０．５μｍを超えると酸洗後の鋼板の表面粗さが安定せず大きくなる。減肉歪は０．３％未満では効果がなく、２．５％を超えた減肉歪では加工硬化の程度が大きくなる。
【００１８】
電解酸洗溶液として、２０〜４００ｇ／Ｌ（リットル）硫酸水溶液中に、Ｎａ₂ ＳｉＦ₆ 等のフルオロケイ酸塩、もしくはＮａＢＦ₄ 等のフルオロホウ酸塩を添加し、更にＮａＮＯ₃ 、Ｎａ₂ ＳＯ₄ 等の硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を混合した酸洗溶液を用いる。２０〜４００ｇ／Ｌ硫酸で安定した電解酸洗が可能で、２０ｇ／Ｌ未満では酸洗能力が極端に小さくなり、４００ｇ／Ｌを越えると酸洗能力を制御することがむつかしくなる。
【００１９】
Ｎａ₂ ＳｉＦ₆ 等のフルオロケイ酸塩、もしくはＮａＢＦ₄ 等のフルオロホウ酸塩は、酸化スケールの除去速度を大幅に向上させるために添加する。その添加量としては、硫酸水溶液１Ｌあたり１〜５０ｇが好ましい。硫酸水溶液１Ｌあたり１ｇ未満では効果がほとんど見られず、一方、５０ｇを超えても効果は飽和する。
【００２０】
ＮａＮＯ_３ 等の硝酸塩は、電解酸洗時に鋼帯が陰極化するときに素地の溶解を促進させるために、Ｎａ _２ ＳＯ _４ 等の硫酸塩は、電解酸洗における過酸洗を抑制するために添加する。その添加量は硫酸水溶液１Ｌあたり５０〜４００ｇ添加するのが好ましい。硫酸水溶液１Ｌあたり５０ｇ未満では効果がほとんど見られず、一方４０００ｇを超えても効果は飽和する。
【００２１】
電解酸洗は、酸洗浴中を通板する鋼帯の両面に対向して２枚１組の陽極板、陰極板を設け間接通電酸洗する。このような手順で製造した表面は０．１〜１μｍ程度の素地溶解を伴うため、酸洗特有の表面を有する。
【００２２】
【実施例】
ＳＵＳ４３０の冷間圧延後の表面粗さ０．２μｍの鋼帯を、表１に示す条件で焼鈍した。次に、表面粗さがＲａ０．５μｍ以下の冷間圧延ロールを用いて０．３〜２．５％の冷間圧延をするか、あるいは表面粗さがＲａ０．５μｍ以下のベンデイングロールにより０．３〜２．５％の減肉歪を付与した後、表２に示す条件で鋼帯を電解酸洗した。このようにして製造した、酸洗後の鋼帯は、冷間圧延ロールによる方法を表３に、ベンデイングロールによる方法を表４に示す様に表面平滑性と引張強さはいずれも良好になった。
この条件外のものでは、表面粗さが大きく、バラツキも大きなものとなったり、引張強さの値の大きい加工硬化した鋼板になった。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【表３】

【００２６】
【表４】

【００２７】
【発明の効果】
本発明によって、従来技術では達成できなかった、製品表面粗さを小さく安定化することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷延鋼帯を、弱酸化性雰囲気中で焼鈍した後に、表面粗さが異なる冷間圧延ロールを用いて、圧下率を変更して冷間圧延を行い、さらに一定条件で電解酸洗した場合に、冷間圧延ロールの表面粗さと、冷延圧下率と、酸洗後の鋼板の表面粗さとの関係を示す図。

Claims (4)

1. ステンレス鋼の冷間圧延後の鋼帯を、露点−１５〜−４０℃の弱酸化性雰囲気中で、鋼板の再結晶開始温度〜再結晶完了温度＋６０℃の範囲で焼鈍し、次に、表面粗さがＲａ０．５μｍ以下の冷間圧延ロールを用いて圧下率０．３〜２．５％の冷間圧延をした後、２０〜４００ｇ／Ｌ（リットル）硫酸水溶液中に、フルオロケイ酸塩もしくはフルオロホウ酸塩の１種又は２種を添加し、更に硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を混合した酸洗溶液で電解酸洗することを特徴とする表面の平滑なステンレス鋼板の製造方法。
2. 焼鈍に引き続く冷間圧延に換えて、表面粗さがＲａ０．５μｍ以下のベンデイングロールにより０．３〜２．５％の減肉歪を付与することを特徴とする請求項１記載の表面の平滑なステンレス鋼板の製造方法。
3. フルオロケイ酸塩もしくはフルオロホウ酸塩の１種又は２種を、硫酸水溶液１Ｌ（リットル）あたり１〜５０ｇ添加することを特徴とする請求項１もしくは２記載の表面の平滑なステンレス鋼板の製造方法。
4. 硝酸塩、硫酸塩の１種又は２種を、硫酸水溶液１Ｌあたり５０〜４００ｇ添加することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表面の平滑なステンレス鋼板の製造方法。

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