JP5040883B2 - オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法に関し、具体的には、例えば可逆式圧延機を用いた圧延工程において、高能率な生産が可能であって、かつ圧延速度が低下する非定常域での品質不良や歩留まり低下を防止することができるオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法に関する。

一般的に、変形抵抗が高いステンレス鋼帯は、素材である熱延鋼帯に対して、大気中熱処理による軟化焼鈍とその酸化及び酸化スケールの除去を目的として連続焼きなまし酸洗を行ってから、高能率かつ高精度で圧延するために、通常、５０〜２５０ｍｍ程度の小径のワークロールを有する可逆式の多重圧延機（例えば直列６段圧延機）を用い、ステンレス鋼用圧延油（例えばエステルを添加したナフテン系精製鉱油）をクーラントとして供給しながらリバース圧延を行い、その後に連続焼きなまし酸洗又は光輝焼きなましと、冷間圧延とを繰り返すことによって、製造される。

特に、常温における高強度と優れた延性を有するオーステナイト系ステンレス鋼に対して冷間で圧延を行うと、圧延によってオーステナイトの一部から加工誘起マルテンサイト相が生成するので著しく加工硬化する。そのため、圧延において大きな圧延率を確保することが難しくなり、生産性が低下する。この加工硬化はＳＵＳ３０４やＳＵＳ３０１に代表される準安定オーステナイト鋼では特に顕著である。一方、この加工誘起マルテンサイト相の生成量は、加工温度が上昇することによって大幅に抑制されることが知られる。

このため、オーステナイト系ステンレス鋼帯の圧延に際しては、圧延を行う前に被圧延材を予め加熱して温間で圧延を行うことによって、加工硬化を抑制し、これにより、大幅な生産性の向上を図ることができる。

例えば特許文献１〜３には、圧延機による圧延に先立って被圧延材を加熱しておくことにより加工硬化を抑制することにより大きな圧下率を容易に確保し、これにより、ステンレス鋼を高能率で圧延する方法に係る発明が開示されている。
特開昭５７−１８８６２２号公報 特開昭６４−２１０１３号公報 特開平０１−２１０１０３号公報

特許文献１〜３により開示された発明を、可逆式圧延機によるリバース圧延に適用してオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造しようとすると、被圧延材の先端側及び後端側にはリバース圧延に伴って圧延を低速で行うこととなる非定常域が不可避的に出現する。

低速で圧延を行われる被圧延材の先端側及び後端側は、これらを除いた部分よりも圧延時に供給されるクーラントと接触する時間が長くなるために過剰に冷却され、これにより、加工誘起マルテンサイト相が多量に生成して著しく加工硬化する。このため、先端側及び後端側に対する圧延荷重が増大し、圧延後のオーステナイト系ステンレス鋼帯の先端側及び後端側には、板厚外れによるオフゲージ不良や、耳波や中伸びといった平坦度不良が発生し、最悪の場合には絞り込み（圧延機の入側で被圧延材に発生したしわが折り畳まれて圧延ギャップに噛み込むことによって圧延機に負荷が掛かり、最悪の場合には発火事故や板破断に至る現象）の発生という操業トラブルを誘発し、生産性が大きく低下する原因にもなる。

図６は、予め１８０℃に加熱された、板厚３．０ｍｍ、板幅６６０ｍｍのＳＵＳ３０１からなる熱間圧延焼鈍コイルを、表１に示す主な仕様を有する６段直列圧延機により０．４ｍｍ厚まで１３パスのリバース圧延を温間で行った場合における１１〜１３パスの圧延荷重、圧延温度及び圧延速度の一例を経時的に示すグラフである。

図６のグラフにおける楕円により囲まれた、圧延速度が低下する非定常域では、定常域に比較して圧延荷重が約２倍に増大する。このため、被圧延材の全長を圧延することができなくなり、圧延後のオーステナイト系ステンレス鋼帯の先端側及び後端側には、圧延前の見込み分よりも長い未圧延部が発生してしまう。

このため、被圧延材の全長に渡って安定して圧延を行って生産性の向上を図るには、圧延速度が低下する非定常域での加工硬化を抑制しなければならない。しかし、特許文献１〜３のいずれにもこの加工硬化を抑制するための手段は、開示も示唆もされていないし、そのような手段は当業者にとっても知られていない。

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材を予め加熱してから、例えば直列６段圧延機等の可逆式圧延機による温間でのリバース圧延を行うことによりオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する際に、圧延速度が低下する非定常域での加工硬化の発生を抑制することによって被圧延材の略全長にわたって安定して高能率の圧延を行うことができ、これにより、高い歩留まりでオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する方法を提供することである。

本発明者らは、予め加熱されたオーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材を圧延する際に、圧延速度が低下する非定常域での加工硬化の発生原因を検討するため、加工誘起マルテンサイト相の生成を考慮しながら、材料温度及び圧延荷重のシミュレーションを行った結果、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材の先端側及び後端側は、いずれも、圧延速度が低下する非定常域においてクーラントと長時間接触することとなり、これにより過剰に冷却されるために、加工誘起マルテンサイト相の生成を抑制するために必要となる温度域での圧延を行うことが難しいことを知見した。

本発明は、非定常域においてもクーラントによる過剰な冷却を防止することにより上述した加工硬化の発生を抑制し、これにより、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材の先端側及び後端側についても安定した高能率の圧延を行うことができるとともに、品質不良や未圧延の発生等による歩留まりの低下を招くことなく、高い生産性でオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造することができるという知見に基づいてなされたものである。

本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材に、可逆式圧延機を用いて、この被圧延材を予め５０℃以上に加熱して行う温間での複数パスのリバース圧延を行うことによりオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する方法において、この可逆式圧延機による圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ未満に低下する非定常域の圧延を行われている際の被圧延材の表面におけるクーラントの存在領域を、複数パスの少なくとも１パスにおいて、圧延の際の可逆式圧延機の出側では、被圧延材の幅方向の全ての表面を覆って流動するクーラントが存在しないように、調整することによって、上記圧延時の被圧延材の温度が５０℃未満に低下しないように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製造方法である。

すなわち、クーラントは、その名の通り、加工熱等により被圧延材の温度が上昇して焼き付き（又はヒートスクラッチ）が発生することを防ぐための冷却剤として用いられるものであり、これまでクーラント供給量の調整はあくまでも被圧延材の温度上昇を防ぐことを目的として行われてきたが、本発明では、被圧延材へのクーラント供給量を、被圧延材の温度が過剰に低下することに起因する加工硬化の発生を抑制するために、調整するのである。

この本発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法において、可逆式圧延機の出側に設置されたクーラント供給装置から被圧延材へのクーラントの供給を停止することによって、存在領域を調整することが望ましい。

これらの本発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法では、上記圧延の際の可逆式圧延機の入側では、被圧延材が可逆式圧延機のワークロールに接触する位置から圧延方向と反対方向へ向けて５００ｍｍ以内となる位置までの範囲のみにクーラントが存在するように、存在領域を調整することが望ましい。このような存在領域の調整は、
（ｉ）可逆式圧延機の入側における被圧延材へのクーラントの供給量を、この被圧延材をこの可逆式圧延機により５０ｍ／ｍｉｎ以上の圧延速度で圧延する際に充分な潤滑性能及び冷却性能を得るために必要なクーラントの供給量よりも低下して設定すること、又は
（ｉｉ）可逆式圧延機の入側に設置された油切り装置によりこの可逆式圧延機のワークロールの側から逆流するクーラントを堰き止めること
の一方又は双方によって行えばよい。

本発明によれば、圧延速度が低下する非定常域での加工硬化の発生を防止することが可能となり、これにより、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材の略全長にわたって安定して高能率の圧延を行うことができるとともに、品質不良や未圧延部の発生等による歩留まりの低下を招くことなく、高い生産性でオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造することができるようになる。

以下、本発明に係るオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明を実施するための、オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造工程１を模式的に示す説明図である。

図１において、本実施の形態で用いる被加熱材２は、オーステナイト系ステンレス鋼帯である。
この被加熱材２は、後述する可逆式圧延機４によるリバース圧延の際には５０℃以上３００℃以下の温度にある。本実施の形態では、バッチ式の加熱炉３の内部に被圧延材２のコイルを装入し、この被加熱材２を予め５０℃以上３００℃以下の温度に加熱し、その後に加熱炉３から抽出してリバース圧延に供することにより、リバース圧延の際の被圧延材２の温度を５０℃以上３００℃以下の温度とする。

しかし、本発明では、被加熱材２をこのように加熱することは必ずしも必要ではなく、例えば、後述する可逆式圧延機４を用いるリバース圧延に伴う加工発熱によって被圧延材２の温度が上昇し、圧延の際に５０℃以上３００℃以下の温度が維持される場合には、被加熱材２を圧延前に事前に加熱する必要はない。

本実施の形態において圧延を行う前に予め被圧延材２を５０℃以上３００℃以下の範囲に加熱する理由は、加工誘起マルテンサイト相の生成量を抑制するためである。加熱温度が５０℃を下回ると、圧延による加工誘起マルテンサイト相の生成を十分に抑制することができず、加工硬化を抑制して生産性の向上を図ることができない。一方、加熱温度が３００℃を越えると、３００℃を超える温度のオーステナイト系ステンレス鋼帯を大気中に晒すこととなり、その表面に酸化被膜が生成することに起因した着色やヒートスクラッチを発生し、圧延性ならびに圧延後の表面の外観品質が低下するからである。このような観点から、被圧延材２の加熱温度は８０℃以上２５０℃以下であることが望ましい。

被圧延材２の加熱は、図１に破線で示すようにコイルの状態で加熱炉３に装入することにより行うことが最も簡便であるので、本実施の形態でもこのようにして加熱するが、この形態には限定されるものではなく、被加熱材２を５０℃以上３００℃以下の範囲に加熱することができる加熱方法であれば、他の手段で加熱してもよい。

このようにして被圧延材２を５０℃以上３００℃以下の範囲に加熱した後に加熱炉から抽出し、被圧延材２の巻取り及び払い出し装置１２にセットして、可逆式圧延機４による温間での複数パス（本実施の形態では１１パス）のリバース圧延を行うことによりオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する。

本実施の形態では、可逆式圧延機として、表１に示す諸元を有する直列６段圧延機４を用いる。周知のように、直列６段圧延機４は、上下一対のワークロール５ａ、５ｂと、上下一対の中間ロール６ａ、６ｂと、上下一対のバックアップロール７ａ、７ｂとを備える。

被圧延材２のパスラインに関して直列６段圧延機４の一方の側には、被圧延材２へクーラントを供給するための第１のクーラント供給装置８ａ、８ｂと、直列６段圧延機４のワークロール５ａ、５ｂ側から逆流するクーラントを堰き止めるための第１の油切り装置９ａ、９ｂとが設けられる。一方、直列６段圧延機４の他方の側には、被圧延材２へクーラントを供給するための第２のクーラント供給装置１０ａ、１０ｂと、直列６段圧延機４から出てきた被圧延材２の表面に付着しているクーラントを拭き取る（搾り取る）ための第２の油切り装置１１ａ、１１ｂとが設けられる。

なお、図１における符号Ｐは、いずれも、各クーラント供給装置８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂにクーラントを供給するためのポンプを示す。また、本実施の形態では、各油切り装置９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂとして、図示するシリンダにより昇降自在に支持されて被圧延材２の表面に押し当てられる、被圧延材２の板幅以上の幅を有する硬質のゴムチューブ（直径２０ｍｍ程度）からなるチューブワイパーを用いた。しかし、このチューブワイパーに限定されるものではなく、例えば上下２本の金属ロールで挟むことにより絞り取るタイプのロールワイパーにより代替してもよい。

さらに、リバース圧延を行うために、被圧延材２のパスラインに関して直列６段圧延機４の両側に、被圧延材２の巻取り及び払い出し装置１２、１３がそれぞれ配置される。符号１４、１５は、パスラインを一定に保つためのデフレクターロールである。

なお、本発明は、略述すると、圧延速度の低下に伴う被圧延材２の過剰な温度低下を抑制するために被圧延材２の表面におけるクーラントの存在領域を調整するものであるから、可逆式圧延機はオーステナイト系ステンレス鋼帯に対する所望の圧延を行うことができるものであれば如何なる型式の可逆式圧延機でもよく、特定の型式の可逆式圧延機には限定されない。例えば、上述した直列６段圧延機以外にも、直列４段圧延機、センジミアＺ−Ｈｉ圧延機、２０段センジミア圧延機さらには１２段クラスター圧延機等といった、オーステナイト系ステンレス鋼帯のリバース圧延に供することができる公知の各種可逆圧延機を用いることが可能である。

また、本実施の形態では図１に示すように、各クーラント供給装置８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂが各油切り装置９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂよりも直列６段圧延機４に近接して配置される場合を例にとった。しかし、各クーラント供給装置８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂや各油切り装置９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂの配置位置や向き等の設置の態様は、図示例に限定されるものではなく、直列６段圧延機４による圧延を行われている際の被圧延材２の表面におけるクーラントの存在領域を、後述するように調整することが可能であれば、何ら限定を要するものではない。例えば、図１に示す形態とは異なり、各油切り装置９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂが、各クーラント供給装置８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂよりも直列６段圧延機４に近接して配置されていてもよい。

本実施の形態では、直列６段圧延機４による、非定常域の圧延を行われている際の被圧延材２の表面におけるクーラントの存在領域を、１１パスからなるリバース圧延の少なくとも１パスにおいて調整することによって、非定常域の圧延時の被圧延材２の温度が５０℃未満に低下しないようにしながら、オーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する。以下、このようにクーラントの存在領域を調整する理由を説明する。

はじめに、図１に示す製造工程において、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材２に対して直列６段圧延機４を用いて圧延を行う場合における、直列６段圧延機４の入側及び出側における被圧延材２の表面のクーラントの存在領域（被圧延材２の冷却に十分な量のクーラントが存在する範囲）を説明する。
（ａ）図１において白矢印で示すように被圧延材２が左から右へ送られる場合、直列６段圧延機４のワークロール５ａ、５ｂの出側の被圧延材２の表面では、圧延速度に関わらず、クーラントは、ワークロール５ａ、５ｂから油切り装置１１ａ、１１ｂまでの区間Ｓ１（本実施の形態では区間Ｓ１の長さ：約１．２ｍ）にわたって、流動しながら存在する。逆に、図１において被圧延材２が右から左へ送られる場合には、直列６段圧延機４のワークロール５ａ、５ｂの出側の被圧延材２の表面では、圧延速度に関わらず、クーラントは、ワークロール５ａ、５ｂから油切り装置９ａ、９ｂまでの区間Ｓ２（本実施の形態では区間Ｓ２の長さ：約１．２ｍ）にわたって、流動しながら存在する。
（ｂ）これに対し、直列６段圧延機４のワークロール５ａ、５ｂの入側の被圧延材２の表面では、圧延速度によってクーラントの存在領域が変動する。

図１において被圧延材２が左から右へ送られる場合、圧延速度が１００ｍ／ｍｉｎ以下の低速では、第１のクーラント供給装置８ａ、８ｂから供給されたクーラントは、ワークロール５ａ、５ｂに到達した後にワークロール５ａ、５ｂの設置位置から図１において左方向へ向かって被圧延材２の表面を逆流しながら、圧延速度が例えば１０ｍ／ｍｉｎである場合にはワークロール５ａ、５ｂの設置位置から約１．０ｍの長さの区間Ｓ３に存在する。一方、圧延速度が１００ｍ／ｍｉｎを超える高速ではこのようなクーラントの逆流は発生せず、クーラントは、第１のクーラント供給装置８ａ、８ｂから供給されて被圧延材２に衝突する位置からワークロール５ａ、５ｂの設置位置までの区間Ｓ４に存在する。

直列６段圧延機４による圧延を行われている際のクーラントが一般的にこのように被圧延材２の表面に存在する場合に、被圧延材２の表面におけるクーラントの存在領域を調整して変更することにより、圧延荷重がどの程度変動するのかを、上述したシミュレーションにより求めた。このシミュレーションの計算条件を表２にまとめて示す。

表２に示すように、このシミュレーションでは、定常域については、圧延速度を全パスともに１００ｍ／ｍｉｎとし、クーラント存在領域は、上述したオーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材に対する定常域の圧延時を基準とし、具体的には、入側の供給距離：２００ｍ、出側の供給距離：１２００ｍｍを基準とした。

また、非定常域については圧延速度を全パス１０ｍ／ｍｉｎとし、クーラントの存在領域は、以下に列記するケース１〜５の５水準とした。
ケース１：基準となる存在領域（入側距離：１０００ｍ、出側距離：１２００ｍｍ）
ケース２：出側の油切り装置をワークロール５ａ、５ｂから４００ｍｍまで近づけて配置して得られる存在領域（入側距離：１０００ｍ、出側距離：４００ｍｍ）
ケース３：出側のクーラント供給装置を停止して得られる存在領域（入側距離：１０００ｍ、出側距離：０ｍｍ）
ケース４：出側のクーラント供給装置を停止するとともに入側のクーラント供給装置の供給量をケース１よりも絞ってクーラントの逆流距離を低下して得られる存在領域（入側距離：４００ｍ、出側距離：０ｍｍ）
ケース５：ケース４よりもさらに入側のクーラント供給装置の供給量を絞ってクーラントの逆流を抑制して得られる存在領域（入側距離：２００ｍ、出側距離：０ｍｍ）
なお、このシミュレーションでは、クーラントの存在領域は１１パス全てについて同一とした。

図２（ａ）は、このシミュレーションにより得られた、各パスにおける、非定常域の各ケース１〜５、及び定常域における圧延温度（ロールバイト入口温度；℃）をまとめて示すグラフであり、図２（ｂ）は、このシミュレーションにより得られた、各パスにおける、非定常域の各ケース１〜５、及び定常域における圧延荷重（ｔｏｎ）をまとめて示すグラフである。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、定常域と比較すると、基準となる条件の存在領域を設定したケース１では圧延温度が大幅に低下するとともに圧延荷重が大幅に増加し、特に後段の９〜１１パスの圧延荷重は略倍増することがわかる。

これに対して、出側のクーラントの存在領域を小さくするケース２、３では温度低下が抑制され、これに伴って圧延荷重の増加量も低下することがわかる。
さらに、入側のクーラントの存在領域をいっそう小さくするケース４、５では、大幅な温度低下の防止効果を得ることができ、圧延荷重を定常域と略同等程度に抑制できることがわかる。

上述したように、オーステナイト系ステンレス鋼帯の圧延においてはクーラントはその名の通りに、加工熱等により被圧延材２の温度が上昇して焼き付き（又はヒートスクラッチ）が発生することを防ぐための冷却剤として用いられるものであり、これまではクーラントの供給量の調整は、あくまでも被圧延材２の過剰な温度上昇を防ぐことを目的として、行われてきた。

これに対し、本実施の形態では、被圧延材２の表面におけるクーラントの存在領域を、通常の存在領域とは異なるように調整することによって、被圧延材２の温度の低下を防ぎ、これにより、非定常域の圧延時の加工硬化の発生を抑制する。

本実施の形態では、このようなクーラントの存在領域の調整を、圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ未満に低下する非定常域における圧延の際に行う。この理由を説明する。
このようなクーラントの存在領域の調整を行うことにより加工硬化の発生を実質的に解消することができる圧延速度の範囲を決定するために、表２に示す計算条件に基づく上述したシミュレーションモデルを用い、クーラント供給条件を上述したケース１相当とし、さらに全パスの圧延速度を同一として、その圧延速度を１０〜１００ｍｐｍまで変更したシミュレーション計算を行った。ここで、検討する圧延速度の上限を１００ｍ／ｍｉｎとしたのは、上述したように１００ｍ／ｍｉｎを超える高速の圧延速度では、圧延温度に及ぼすクーラント冷却の影響が小さいためである。

図３は、最終パスの圧延荷重に及ぼす圧延速度の影響を示すグラフであり、図３（ａ）は圧延速度と最終パスの圧延荷重との関係を示し、図３（ｂ）は圧延速度と最終パスの圧延荷重の上昇率（｛（各圧延速度における最終パスの圧延荷重−圧延速度１００ｍ／ｍｉｎにおける最終パスの圧延荷重）／（圧延速度１００ｍ／ｍｉｎにおける最終パスの圧延荷重）｝×１００（％））との関係を示す。

図３（ａ）に示すように、圧延速度の低下に伴って圧延荷重は増大するが、圧延速度１００ｍ／ｍｉｎにおける最終パスの圧延荷重を基準とすると、図３（ｂ）に示すように、圧延速度５０ｍ／ｍｉｎでは圧延荷重が１割以上増加し、圧延速度１０ｍ／ｍｉｎでは圧延荷重が３割以上増加する。

これまでの操業実績に基づくと、経験的に、最終パスの非定常域での圧延荷重の増加率が定常域に比較して比べて２割以内であれば圧延可能と判断されるが、図３（ｂ）に示すように圧延速度が３０ｍ／ｍｉｎ未満の領域では定常域（圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ）に対する圧延荷重の増大率が２割を超えてしまうため、クーラントの供給量を調整する必要がある。さらに、実操業においてクーラントの供給量の変更に要する時間を考慮し、圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下となる領域を非定常域とし設定して、クーラントの存在領域の調整を行うことが望ましい。

次に、クーラントの供給量の調整方法を説明する。上述したように、クーラントの存在領域が狭ければ狭いほど、被圧延材２の温度低下を防止できることから、直列６段圧延機４の出側に設置されたクーラント供給装置から被圧延材２へのクーラントの供給を停止することによって、被圧延材２の圧延性に影響が少ない出側のクーラントは非定常部では供給しないことが望ましい。

これに対し、入側のクーラントの供給を完全に停止してしまうと、被圧延材２の圧延における潤滑性に悪影響を及ぼすので、少なくとも、ワークロール５ａ、５ｂの表面が油切れを起こさない程度の量のクーラントを噴射する必要がある。

そこで、表２に示す計算条件に基づいて全パスの圧延速度を１０ｍ／ｍｉｎの低速とし、出側のクーラントの供給を停止した状態で、入側のクーラントにおけるクーラントの存在領域を、被圧延材２の長手方向について１００〜１０００ｍｍの長さの範囲で変更してシミュレーションを行った。

図４は、最終パスの圧延荷重に及ぼす入側におけるクーラントの冷却距離（入側クーラント冷却距離；ｍｍ）の影響を示すグラフであり、図４（ａ）は入側クーラント冷却距離と最終パスの圧延荷重との関係を示し、図４（ｂ）は入側クーラント冷却距離と，最終パスの圧延荷重の上昇率との関係を示す。ここで、最終パスの圧延荷重の上昇率とは、｛（圧延速度１０ｍ／ｍｉｎで入側クーラント冷却距離を変化させた圧延における最終パスの圧延荷重）／（圧延速度１００ｍ／ｍｉｎ（表２の定常域）における最終パスの圧延荷重）−１｝×１００（％）により求められる。

このシミュレーションでは、圧延速度を１０ｍ／ｍｉｎと極低速に設定しているため、入側のクーラントの存在領域は１００ｍｍである条件でも１割弱の荷重上昇が見られるものの、入側クーラント供給距離が５００ｍｍ以下であれば、１０ｍ／ｍｉｎの極低速での圧延であっても圧延荷重の増加率を２割以下に抑制することができる。

このため、入側のクーラントの存在領域は、例えば、（ｉ）直列６段圧延機４の入側における被圧延材２へのクーラントの供給量を、この被圧延材２を直列６段圧延機４により５０ｍ／ｍｉｎ以上の圧延速度で圧延する際に充分な潤滑性能及び冷却性能を得るために必要なクーラントの供給量よりも低下して設定すること、又は（ｉｉ）直列６段圧延機４の入側に設置された油切り装置によりこの直列６段圧延機４のワークロール５ａ、５ｂの側から逆流するクーラントを堰き止めることの一方又は双方によって、直列６段圧延機４の入側におけるクーラントの逆流距離を５００ｍｍ以下に抑制するように、調整することが望ましい。

このような直列６段圧延機４の出側におけるクーラントの供給の停止と、直列６段圧延機４の入側におけるクーラントの存在領域の調整とは、必ずしもその両方を同時に全パスで行う必要はなく、実際に行う圧延のパススケジュールや圧延荷重の実績に応じて、全パスの少なくとも１パスにおいて、その片方若しくは両方を適宜行うようにすればよい。

このようにして、本実施の形態によれば、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材２に直列６段圧延機４による温間での１１パスのリバース圧延を行うことによりオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する際に、圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下に低下する非定常域においてこの直列６段圧延機４による圧延を行われている際の被圧延材２の表面におけるクーラントの存在領域を少なくとも１パスにおいて調整して、圧延時の被圧延材の温度が５０℃未満に低下しないようにすることによって、加工硬化を抑制して生産性を向上することができ、これにより、被圧延材２の先端側及び後端側においても安定した圧延を行うことができるようになる。

さらに、実施例を参照しながら、本発明をより具体的に説明する。
ＳＵＳ３０１からなる被圧延材２を予め２００℃に加熱してから、表１に示す主な仕様を有する６段の直列６段圧延機４を備える、図１に示す製造工程１により、９パスのリバース圧延を行うことによりオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造した。製造条件を表３にまとめて示す。

表３における本発明例では、出側のクーラントは、圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下に低下する直前にクーラント供給装置の開閉バルブを手動操作することによって、非定常域でのクーラントの供給を停止した。一方、入側のクーラントは、完全に停止すると圧延の潤滑性に悪影響を及ぼすため、圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ以下に低下する直前に開閉バルブの開度を調整することによって、非定常域における入側へのクーラント逆流距離を調整した。この際、非定常域において、入側のクーラントの供給圧力が通常の１．６ｋｇ／ｃｍ^２である場合にはクーラントの逆流距離は約１．０ｍであったが、入側のクーラントの供給圧力を手動で０．５ｋｇ／ｃｍ^２に絞ることによって、クーラントの逆流距離は約３００ｍｍに抑制された。

また、表３における比較例は、本発明例とは板厚及び板幅が異なるが、非定常域でもクーラントの供給量を変更せずに定常域と同じ条件で、温間圧延を行った。
図５は、温間圧延の結果（それぞれ各パスについて定常域及び非定常域での圧延荷重）を示すグラフであり、図５（ａ）は本発明例を示し、図５（ｂ）は比較例を示す。

図５（ｂ）に示すように、比較例では、非定常部でのクーラントの調整を行わなかったので、圧延パスが進行するに伴って非定常域での圧延荷重が増大し、９パス目には大幅な未圧部を残す結果となった。

これに対し、図５（ａ）に示すように、本発明例では、非定常部のクーラントの調整を行ったので、定常部に比較して圧延荷重は若干増大するものの、略同レベルに抑制されており、被圧延材２の全長にわたって未圧部を残すことなく、安定した温間圧延を行うことができた。

以上の実施例により、本発明によれば、非定常域での加工硬化の発生を抑制することができ、これにより、オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材２の先端側及び後端側においても安定した圧延を行うことができることがわかる。

図１は、本発明を実施するための、オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造工程を模式的に示す説明図である。 図２（ａ）は、シミュレーションにより得られた、各パスにおける、非定常域の各ケース１〜５、及び定常域における圧延温度をまとめて示すグラフであり、図２（ｂ）は、シミュレーションにより得られた、各パスにおける、非定常域の各ケース１〜５、及び定常域における圧延荷重をまとめて示すグラフである。 図３は、最終パスの圧延荷重に及ぼす圧延速度の影響を示すグラフであり、図３（ａ）は圧延速度と最終パスの圧延荷重との関係を示し、図３（ｂ）は圧延速度と最終パスの圧延荷重の上昇率との関係を示す。 図４は、最終パスの圧延荷重に及ぼす入側におけるクーラントの冷却距離（入側クーラント冷却距離；ｍｍ）の影響を示すグラフであり、図４（ａ）は入側クーラント冷却距離と最終パスの圧延荷重との関係を示し、図４（ｂ）は入側クーラント冷却距離と，最終パスの圧延荷重の上昇率との関係を示す。 図５は、実施例における温間圧延の結果を示すグラフであり、図５（ａ）は本発明例を示し、図５（ｂ）は比較例を示す。 図６は、予め１８０℃に加熱された、板厚３．０ｍｍ、板幅６６０ｍｍのＳＵＳ３０１からなる熱間圧延焼鈍コイルを、表１に示す主な仕様を有する直列６段圧延機により０．４ｍｍ厚まで１３パスのリバース圧延を温間で行った場合における１１〜１３パスの圧延荷重、圧延温度及び圧延速度の一例を経時的に示すグラフである。

符号の説明

１ オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造工程
２ 被加熱材
３ バッチ式の加熱炉
４ 直列６段圧延機（可逆式圧延機）
５ａ、５ｂ ワークロール
６ａ、６ｂ 中間ロール
７ａ、７ｂ バックアップロール
８ａ、８ｂ 第１のクーラント供給装置
９ａ、９ｂ 第１の油切り装置
１０ａ、１０ｂ 第２のクーラント供給装置
１１ａ、１１ｂ 第２の油切り装置
１２、１３ 巻取り及び払い出し装置

Claims (4)

1. オーステナイト系ステンレス鋼からなる被圧延材に、可逆式圧延機を用いて、該被圧延材を予め５０℃以上に加熱して行う温間での複数パスのリバース圧延を行うことによりオーステナイト系ステンレス鋼帯を製造する方法において、該可逆式圧延機による圧延速度が５０ｍ／ｍｉｎ未満に低下する非定常域の圧延を行われている際の前記被圧延材の表面におけるクーラントの存在領域を、前記複数パスの少なくとも１パスにおいて、前記圧延の際の前記可逆式圧延機の出側では、前記被圧延材の幅方向の全ての表面を覆って流動するクーラントが存在しないように、調整することによって、前記圧延時の前記被圧延材の温度が５０℃未満に低下しないように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製造方法。
2. 前記可逆式圧延機の出側に設置されたクーラント供給装置から前記被圧延材へのクーラントの供給を停止することによって、前記存在領域を調整する請求項１に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法。
3. 前記圧延の際の前記可逆式圧延機の入側では、前記被圧延材が前記可逆式圧延機のワークロールに接触する位置から圧延方向と反対方向へ向けて５００ｍｍ以内となる位置までの範囲のみに前記クーラントが存在するように、前記存在領域を調整する請求項１又は請求項２に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法。
4. 前記可逆式圧延機の入側における前記被圧延材へのクーラントの供給量を、該被圧延材を該可逆式圧延機により５０ｍ／ｍｉｎ以上の圧延速度で圧延する際に充分な潤滑性能及び冷却性能を得るために必要なクーラントの供給量よりも低下して設定すること、及び／又は、前記可逆式圧延機の入側に設置された油切り装置により該可逆式圧延機のワークロールの側から逆流するクーラントを堰き止めることによって、前記存在領域を調整する請求項３に記載されたオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法。

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