JP5928164B2

JP5928164B2 - Ｉｈ調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼およびそれを用いた調理器具

Info

Publication number: JP5928164B2
Application number: JP2012125708A
Authority: JP
Inventors: 宮崎　淳; 宮崎　　淳; 秋信神丸
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: JP2013249519A

Description

本発明は、コンロ型調理器や炊飯器のような鍋釜型調理器などのIH(Induction Heating)調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼およびそれを用いた調理器具に関する。

近年、コンロ型調理器や炊飯器のような鍋釜型調理器などに適用されているIH調理器は、電磁誘導の原理により、ＩＨ調理器で使用する鍋、釜、フライパンなどの調理器具自体に誘起されたうず電流により加熱するため、ガスや電気抵抗ヒーターを用いた従来の調理器に比べ、熱効率が高く、調理器の主流になりつつある。

従来のガス加熱等の調理器で使用する調理器具用の素材としては、耐食性や加工性の観点からSUS304のような非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼が用いられていたが、IH調理器で使用される調理器具用の素材としては、IH性の観点から、SUS430系(SUS430、SUS430LX)のような強磁性のフェライト系ステンレス鋼が用いられ、そのヒステリシス損を利用して熱効率の向上が図られている。また、そのための新しいフェライト系ステンレス鋼もいくつか提案されている。

例えば、特許文献1には、C:0.020wt%以下、Si:0.05〜3.0wt%、Mn:0.05〜1.5wt%、Cr:20.0〜35.0wt%、Mo:0.5〜4.0wt%、N:0.02wt%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、面積比で2.5〜30%の相比率になるシグマ相および／またはカイ相の析出相を有することを特徴とする熱効率のみならず、耐酸化性や耐環境性に優れるフェライト系ステンレス鋼が開示されている。

また、特許文献2には、Cr:17.00〜50.00wt%、Mo:0.50〜5.00wt%、Si:1.0wt%以下、Al:0.20wt%以下とし、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつPI=[Cr%]+3.3×[Mo%]で定義される鋼の孔食指数PIの値が18以上であることを特徴とする良好な耐食性を具備した電磁誘導加熱用鋼板(フェライト系ステンレス鋼)が開示されている。

特開平7-48654号公報特開平8-158024号公報

しかしながら、特許文献1に記載のフェライト系ステンレス鋼では、Cr量が高い上、シグマ相やカイ相の析出相が存在しているためと思われるが、加工性に劣るといった問題がある。また、特許文献2に記載のフェライト系ステンレス鋼では、熱効率はこれまでのSUS430系のフェライト系ステンレス鋼と同程度である。

本発明は、SUS430系のフェライト系ステンレス鋼と同等な加工性を有し、かつSUS430系のフェライト系ステンレス鋼に比べ優れた熱効率を有するIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼およびそれを用いた調理器具を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の目的とするIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼について鋭意検討を行った結果、加工性を劣化させない程度にSi+Al量を高めて電気抵抗を増加させ、その分Cr量を低目に抑えて磁気モーメントの低下を抑制することが効果的であることを見出した。

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、質量%で、C:0.06％以下、N:0.06%以下、Si+Al:0.6%以上2%以下、Cr:13%以上20%以下、Mn:2.0%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有することを特徴とするIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼を提供する。

本発明のIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼では、さらに、質量%で、Ti、Nbのうちの少なくとも一種を合計で1%以下やCu、Moのうちの少なくとも一種を合計で2%以下を個別に、あるいは同時に含有させることが好ましい。

本発明は、また、上記のIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼を用いたことを特徴とする調理器具を提供する。

本発明の調理器具は、消磁機構を備えたIH調理器で使用されることが好ましい。

本発明により、SUS430系のフェライト系ステンレス鋼と同等な加工性を有し、かつSUS430系のフェライト系ステンレス鋼に比べて熱効率が極めて優れた、すなわち70〜85%程度の消費電力量で済むIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼を製造できるようになった。本発明のIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼を用いた調理器具は、従来のものに比べ、抜群の省エネ効果を有している。

以下に、本発明を具体的に説明する。なお、成分組成の「%」表示は特に断らない限り「質量%」を意味するものとする。

C:0.06%以下
Cは、加工性、溶接性、耐食性に悪影響を与えるので、その量は0.06%以下にする必要がある。また、初期透磁率を高め、磁界侵入深さを増大させて熱効率の向上を図るためには、C量は0.01%以下にすることが好ましく、極力低減することがより好ましい。

N:0.06%以下
Cと同様な理由で、N量は0.06%以下にする必要があり、0.01%以下にすることが好ましく、極力低減することがより好ましい。

Si+Al:0.6%以上2%以下
SiやAlは、電気抵抗を増大させて、また、初期透磁率を高め、磁界侵入深さを増大させて熱効率を向上させる効果を有する。このような効果を発現させるには、Si+Al量は0.6%以上にする必要がある。しかし、その量が2%を超えると加工性が著しく低下するので、Si+Al量は2%以下にする必要がある。

Cr:13%以上20%以下
Crは、耐食性の向上に効果的な元素である。このような効果を発現させるには、Cr量は13%以上にする必要がある。しかし、その量が20%を超えると加工性を低下させたり、磁気モーメントを低下させて熱効率の向上を阻害するので、Cr量は20%以下にする必要がある。

Mn:2.0%以下
Mnは、高温でオーステナイト相を生成させ易くする元素である。2.0％を超えるとフェライト単相を維持するのが困難であるため、2.0％以下とする。他方、初期透磁率を低下させるSを無害化させる効果をもつため、0.3%以上が好ましい。より好ましくは、0.6％以上である。

残部はFeおよび不可避的不純物であるが、以下の理由で、Ti、Nbのうちの少なくとも一種を合計で1%以下やCu、Moのうちの少なくとも一種を合計で2%以下を個別に、あるいは同時に含有させることが好ましい。

Ti、Nbのうちの少なくとも一種:合計で1%以下
TiやNbは、鋼中のC、Nを固定して、初期透磁率を高め、磁界侵入深さを増大させて熱効率を向上させる効果を有する。このような効果を得るには、Ti、Nbのうちの少なくとも一種の量は合計で0.10%以上にすることが好ましい。しかし、その量が合計で1%を超えると溶接性の低下を招くので、Ti、Nbのうちの少なくとも一種の量は合計で1%以下にする必要がある。

Cu、Moのうちの少なくとも一種:合計で2%以下
Cu、Moは、耐食性向上に大きな効果を有する。このような効果を得るには、Cu、Moのうちの少なくとも一種の量は合計で0.10%以上にすることが好ましい。しかし、その量が合計で2%を超えると加工性の著しい低下を招くので、Cu、Moのうちの少なくとも一種の量は合計で2%以下にする必要がある。

上記の成分組成を有するフェライト系ステンレス鋼は、特許文献1に記載されているようなシグマ相やカイ相の析出相が生成されないので、加工性に優れており、問題なく調理器具に加工でき、また、熱効率にも極めて優れているため、本発明のフェライト系ステンレス鋼を用いた調理器具では、従来のものに比べ、抜群の省エネ効果を図ることができる。

本発明の調理器具は、消磁機構を備えたIH調理器で使用することが好ましい。これは、IH前に残留磁化が残っていると、初期透磁率を低め、磁界侵入深さを減少させて熱効率を低下させるためである。

表1に示す成分組成の鋼1〜8を、通常のSUS430系のフェライト系ステンレス冷延鋼板を製造する方法で、板厚0.5mmの冷延鋼板とした。そして、冷延鋼板から150mm×150mmの試験片を採取し、卓上IHヒーター上に置き、消費電力を測定しながらIHにより加熱し、ヒーター上部に設置された赤外線カメラで温度測定し、150℃までの加熱に必要な消費電力量および200℃までの加熱に必要な消費電力量を求めた。また、JIS Z 2201に規定された13B号試験片を用いて、JIS Z 2241の方法により、引張試験を行い、0.2％耐力（0.2％PS）を測定し、0.2％PSが200〜380MPaであれば加工性に優れ(○)、380MPaを超えれば加工性に劣る(×)と評価した。

結果を表1に示す。本発明例であるフェライト系ステンレス鋼1、５〜８は、加工性に優れると共に、150℃までの加熱に必要な消費電力量および200℃までの加熱に必要な消費電力量とも、従来のSUS430系のフェライト系ステンレス鋼2、3に比べ、69〜85%程度の消費電力量となることがわかる。

Claims

質量%で、C:0.06%以下、N:0.06%以下、Si+Al:0.6%以上2%以下、Cr:13%以上20%以下、Mn:2.0%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有することを特徴とするIH(Induction Heating)調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼。
さらに、質量%で、Ti、Nbのうちの少なくとも一種を合計で1%以下含有することを特徴とする請求項1に記載のIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼。
質量%で、Si+Al:0.88%以上含有し、さらに、Cu、Moのうちの少なくとも一種を合計で2%以下含有することを特徴とする請求項1または2に記載のIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼。
請求項1から3のいずれか一項に記載のIH調理器で使用される調理器具用フェライト系ステンレス鋼を用いたことを特徴とする調理器具。
消磁機構を備えたIH調理器で使用されることを特徴とする請求項4に記載の調理器具。