JPH0454521B2

JPH0454521B2 -

Info

Publication number: JPH0454521B2
Application number: JP23257284A
Authority: JP
Inventors: Juichi Higo; Kenichi Shinoda
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1992-08-31
Also published as: JPS61111703A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、フエライト系ステンレス鋼の熱間圧
延時に発生するこがある鋼板表面の小さなひび割
れ疵を効果的に防止する方法に関する。〔従来の技術〕フエライト系ステンレス鋼は、熱間加工性の低
いフエライト・オーステナイト２相ステンレス鋼
などとは異なり、元来熱間加工が困難なものでは
ないために、熱間圧延にさいしても、鋼板耳部に
発生する小さな割れの他には、特に問題視されて
はいなかつた。しかし、フエライト系ステンレス
鋼の酸洗後の熱延鋼板の表面を詳細に調べると、
その表面に目視観察で判別できるかできない程度
の、深さの浅い小さな疵が存在することがある。
この鋼板表層部の小さな疵は表面がひび割れたよ
うな疵であり、本願明細書ではこの小さら表面割
れ疵を、単に“割れ疵”と呼ぶ。この小さな割れ
疵は熱間加工に関係したものである。このような
割れ疵はヘゲ状の疵として、酸洗並びに冷間圧延
後にも残るため、表面美麗さを一つの特質とする
ステンレス鋼にとつてその製品価値に大きな影響
を及ぼすので、無視できない表面疵となる。この
ような疵が酸洗後の熱延鋼板に発見された場合に
は、従来は、この部分を切り捨てるか、鋼板全体
を研削手入れする等の処置を施して、冷間圧延す
るのが通常であつた。一方、従来においては熱間圧延時において鋼板
に大きな応力が加わつて割れが発生しないように
するという考え方から、１パス当たりの圧下率を
下げ、成るべく苛酷な圧延条件にならないように
するといつた操業も採られていた。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は、上述のようなフエライト系ステンレ
ス鋼の熱延鋼板表面に発生する“割れ疵”に基づ
く諸問題、例えば、歩留り低下、余分な表面研削
手入れ作業の必要性、生産工程の振り回しの煩雑
性、熱間圧延でのパス当たりの圧下率低下による
パス回数の増大等の諸問題、を解決しようとする
ものである。〔問題点を解決するための手段〕前記のような問題点を解決するために、本発明
は、フエライト系ステンレス鋼のスラブを所定の
温度に加熱してから熱間圧延するさいに、該スラ
ブの加熱時において生成するスラブ表層部の粗大
フエライト粒の深さを500μm以下に制御すること
を特徴とする。フエライト系ステンレス鋼のスラブを加熱する
さいに生成するスラブ表層部の粗大フエライト粒
の深さを500μm以下に抑制するための制御は、 (a) 脱炭防止剤をスラブ表面に塗布する、 (b) スラブ表面を薄鋼板で覆う、 (c) 鋼中の窒素含有量を0.02％以上に高める、 (d) スラブの加熱条件を、スラブ加熱温度（℃）＋加熱時間（分）≦1240の
式で表される関係を満足するように制御する、と
いう処法のいずれかを行うことによつて、効果的
に実現できる。ここで、(a)〜(d)におけるスラブの加熱温度は通
常の1100〜1230℃の範囲を意味する。スラブ加熱
温度が1100℃未満では被圧延材の変形抵抗が増大
して圧延負荷が過大となり、実用的ではない。ま
た1230℃を越える温度では粗圧延および仕上げ圧
延時の圧延温度が上昇しすぎて、最終製品である
冷間圧延鋼板の機械的性質、特にリジング性を低
下させるので好ましくない。また、熱間圧延は多パス圧延によつて行うもの
であり、そのさいの１パス当たりの圧下率は、通
常の粗圧延および仕上げ圧延で採用されている10
〜40％の範囲を指す。しかし、本発明で問題とし
ている前記の割れ疵は熱延初期の段階、すなわち
粗圧延の段階で発生することが多い。しかも、こ
の粗圧延での１パス当たりの圧下率が20％以上の
場合に割れ疵の発生が多い。したがつて、本発明
の方法は、実際には１パス当たりの圧下率が20％
以上の粗圧延を行なうような熱間圧延に対して有
用である。以下に本発明の内容を詳述する。第１図は、フエライト系ステンレス鋼の熱延鋼
板の表面に発生した割れ疵の部分を含む断面鏡微
鏡写真である。図に見られるように、この割れ疵
は鋼板表面の表層部に浅く生成している。本発明
は、このようなフエライト系ステンレス鋼の熱延
鋼板の表面に発生する割れ疵を、スラブの加熱時
において生成するスラブ表層部の粗大フエライト
粒の深さを500μm以下にすることによつて、防止
したものである。第２図は、フエライト系ステンレス鋼のスラブ
を加熱炉に装入して従来普通に採用されているス
ラブ加熱温度に加熱し、これを圧延することなく
冷却した場合のスラブ表層部の断面鏡微鏡写真で
ある。図に見られるように、スラブ表層部には、
粗大フエライト粒１が生成している。スラブの加
熱条件によつては、この粗大フエライト粒の層は
２mmに達することもある。この粗大フエライト粒
の層より内部は若干のオーステナイト相を含む通
常のフエライト組織２である。この粗大フエライ
ト粒１は一般にはスラブ表面に垂直な柱状の結晶
粒として生成する。ここで「粗大」とは内部の微
細な結晶粒とは十分に区別できる大きさを言う。
粒径については、柱状晶であるためにスラブ垂直
方向と平行方向の両者で粒径を表すことが必要で
あるが、スラブ表面に平行な断面で粗大粒を切断
した時に観察される円に近い多角形の直径を「相
当粒径」とすれば、本発明で言う粗大フエライト
粒は、相当粒径が一般に200μm以上である。かよ
うなスラブ表面で成長する粗大フエライト粒の表
層からの深さを500μm以下になるように制御する
と、これを熱間圧延した場合に、前述の“割れ
疵”は殆ど発生しなくなることがわかつた。その事実は後記の実施例に示すが、粗大フエラ
イト粒層の深さが割れ疵の発生状況にどのように
関与するかを実験室的なモデル試験で調べた結果
の一例を第３図に示した。すなわち、フエライト
系ステンレス鋼として17％CrのSUS430を選び、
この鋼片を1100〜1300℃の加熱炉内で加熱時間を
変えることによつて表層部に種々の粗大フエライ
ト粒の層の深さをもつ鋼片とし（この層の深さは
加熱したスラブの一部を熱延に供することなるサ
ンプルとして切出して測定した）、これらの鋼片
を熱延試験機で同一圧下条件（1100℃で圧下率70
％の１パス圧下）で熱延したさいに、これら鋼片
の該層の深さを横軸とし、熱延板の表面100cm²当
りに発生した割れ疵の個数を縦軸として両者の関
係をプロツトしたものである。第３図の結果は、通常の熱延ではあり得ないよ
うな１パス圧下率が70％という強圧下でも、スラ
ブ加熱時に表層部に生成する粗大フエライト粒の
層の深さを500μm以下に制御しておけば、割れ疵
の発生を抑制できることを示唆している。このような結果が得られた理由としては、スラ
ブ表面の粗大フエライト粒の層が厚く（深く）な
ればなるほど、この層と内部組識との加工性の差
が顕著になり、圧下を受けたときに粗大フエライ
ト粒の粒界割れの現象が生じ、これがひきがねと
なつて前記のような割れ疵に至るものと推定され
る。一方、通常の熱間圧延ではスラブの厚さに対す
る熱延鋼板の板厚は粗圧延および仕上圧延での多
パス圧下によつて１／50前後に減縮されるのが普
通であり、粗圧延、仕上げ圧延とも１パス当たり
の圧下率は10〜40％の範囲であり、第３図の試験
のような過酷な１パス当りの圧下率が採用される
ようなことは普通は起こらない。しかし、後記の
実施例に示した比較例（例えば第２表のNo.１，No.
３，No.６，No.12，No.16）などにも見られるよう
に、実際には通常の熱延条件でも粗大フエライト
粒層の深さは500μmを越えたスラブを多パスで熱
延すると、その熱延板に割れ疵が発生する。これ
は、多パスで圧延された場合には、必ずしも１パ
ス当たりの圧下率が関与するのではなく、前パス
までの圧下の影響が完全には消失しないうちに、
前パスまでの圧下力が累積して作用するからであ
ろう。したがつて、多パス圧延では、１パス当た
りの圧下率がそれほど大きくなくても、前記第３
図と同様にあたかも極めて大きな圧下が付与され
たのと同等の作用が累積圧下によつて働き、この
ために粗大フエライト層が深いほど割れ疵を発生
させるものが考えられる。ところが、実施例に示したように、このような
割れ疵は熱延に供するスラブの粗大フエライト粒
層の深さのコントロールだけでその発生を抑制で
きることがわかつた。すなわち、スラブ表層部の
粗大フエライト粒層の深さを500μm以下にするだ
けで、当然割れ疵の発生を皆無にできるものであ
る。この粗大フエライト粒の深さを500μm以下に抑
制するには、前述の(a)〜(d)の処法のいずれかを採
るのがよい。 (a)の脱炭防止剤をスラブ表面に塗布して加熱す
ると、スラブ表面の脱炭を防止でき、その結果、
スラブ表面の粗大フエライト粒の成長を抑制する
ことができるからである。この脱炭防止剤として
はSiO₂やAl₂O₃などを主成分とする通常の脱炭防
止剤や酸化防止剤として市販されているものを使
用すればよい。 (b)の薄鋼板でスラブ表面を覆つた状態でスラブ
を加熱した場合にも、スラブ表面の酸化を防止す
る効果があり、この酸化による表面脱炭の進行を
妨げることによつて粗大フエライト粒の成長を抑
制することができる。 (c)における鋼中窒素の含有量を0.02％以上に高
める処法によると、この窒素の存在によりスラブ
加熱温度においてもフエライト粒の成長を抑制で
きる。これは、窒素を微量でもオーステナイト相
を形成する性質を有する元素であり且つ酸化によ
つて減少するような成分でもないから、スラブ加
熱時においてスラブ表層部のオーステナイト相の
形成を維持する作用を供する結果、これが適量存
在すると、フエライト粒の成長を抑制するものと
考えられる。なお、窒素をあまり多量に含有させ
ると鋼板の強度が高くなりすぎるので、窒素含有
量の上限は0.1％程度とするのがよい。また、(d)のように、スラブの加熱条件を適切に
することによつても、粗大フエライト粒の深さを
500μm以下にすることができる。第４図は、後記
実施例の結果のうち、前記(a)〜(c)の処法を採用す
ることなく、スラブの加熱温度と加熱時間を変え
た場合の粗大フエライト粒の深さ並びに割れ疵の
発生状況を整理して示したものである。この第４
図から明らかなように、粗大フエライト粒の深さ
が500μmより深くなつたものはいずれも割れ疵が
発生するが、500μm以下のものでは割れ疵は発生
していない。そして、この割れ疵の発生しないス
ラブ加熱条件が存在することがわかる。この加熱
条件は、第４図に示すとおり、スラブの加熱時間
をＴ（℃）、スラブの加熱時間ｔ（分）とすると、
Ｔ＋ｔ≦1240となる条件である。ここで、ｔはスラブ加熱炉の均熱帯に滞留（通
過）する時間であり、したがつてｔは正の値をと
ることになるが、実操業的に最低10分は必要であ
る。このため、Ｔ＋ｔ≦1240において、ｔ≦10と
すれば、Ｔの最大値は1230となる。一方、この種
の鋼のスラブ加熱温度が1100℃未満では、変形抵
抗が増大し熱延機の圧延負荷が過大となつて圧延
が一般に困難となるので、Ｔ≧1100とするのが好
ましい。このため、Ｔ＋ｔ≦1240において、Ｔ≧
1150とすると、ｔの最大値は140となる。以上の理由により、(d)の手段を採用する場合に
は、1100≦Ｔ≦1230、10≦ｔ≦140の範囲におい
て、Ｔ＋ｔ≦1240の条件が満足されるようにスラ
ブを加熱処理するのがよい。〔実施例〕第１表にその化学成分を示すＡ〜Ｅの５種のフ
エライト系ステンレス鋼について、各々連続鋳造
によつて連鋳スラブとし、これを加熱炉で加熱し
たあと、ホツトストリツプミルで熱間圧延した。
いずれもスラブの寸法は厚さ200mm、幅1030mmで、
単重は12〜14Tonである。熱間圧延は、厚さ23〜
25mmのホツトバーまで粗圧延したあと、仕上げ圧
延して厚さ3.6〜4.5mmのホツトコイルに仕上げ
た。その後、酸洗を行つた。その時の粗圧延パス
スケジユールを第２表に、また仕上げ圧延のパス
スケジユールを第３表に示した。第２表のスケジ
ユールＡで粗圧延したものは第３表のスケジユー
ルＣで仕上げ圧延し、またスケジユールＢで粗圧
延したものはスケジユールＤで仕上げ圧延した。そのさい、スラブの加熱時において、脱炭防止
剤を塗布したものとしなかつたもの、薄鋼板の覆
いをかけたものとしなかつたもの、また、加熱条
件を変えたもの、など条件を変えて実施した。使
用した脱炭防止剤は、SiO₂，Al₂O₂などを主成分
とする市販のものであり、薄鋼板は厚さが0.4mm
の軟鋼板を用いた。また、鋼種Ｃは窒素含有量を
高めたものである。このような各種条件のもとで実施して得られた
熱延鋼板（酸洗後の鋼板）の表面を検査して、割
れ疵の発生状況を調べた。また、各々のスラブ加
熱時において、スラブの一部をサンプルとして同
時に加熱炉に装入し、実施に供したのと同じ条件
のもとで加熱したあと、このサンプルは熱間圧延
することなく冷却し、その表層部に生じた粗大フ
エライト粒の層の深さを測定した。これらの結果を一括して第４表に示した。第４
表に記した加熱温度はスラブ抽出温度であり、ま
た、加熱時間はスラブ表面が抽出温度にほぼ達し
た状態に加熱炉内で保持された時間であり、いわ
ゆる均熱時間に相当する。

【表】

【表】第４表の結果に示されるように、脱炭防止剤を
塗布した試験No.２，４および14では、その他の条
件はほぼ等しくした比較例に比べて、粗大フエラ
イト粒の深さが500μm以下となり、割れ疵が発生
していない。また、薄鋼板で覆つた試験No.５では
その他の条件はほぼ等しい比較例に比べて、粗大
フエライト粒の深さは500μm以下となり、やはり
割れ疵は発生していない。そして、窒素含有量が
0.02％より低い鋼Ａ，ＢおよびＤについて脱炭防
止剤も薄鋼板の覆いも使用しなかつた場合でも、
加熱条件を、スラブ加熱温度（℃）＋加熱時間
（分）≦1240とした場合には（試験No.10，11，13，
15）粗大フエライト粒の深さが500μm以下となつ
て割れ疵が発生しないのに対し、スラブの加熱温
度（℃）＋加熱時間（分）の値が1240を越えるも
の（試験No.１，３，６，12，16）では粗大フエラ
イト粒の深さが500μmより深くなつて割れ疵が発
生している（第４図参照）。窒素含有量が0.02％
以上のＣ鋼では、脱炭防止剤も薄鋼板の覆いも使
用しなくとも、また、スラブの加熱温度（℃）＋
加熱時間（分）の値が1240を越えても、粗大フエ
ライト粒の深さは500μm以下になり、割れ疵は発
生しない。以上の結果から、フエライト系ステンレス鋼の
熱延鋼板の表面に現れる割れ疵の発生は、スラブ
加熱時において生成する粗大フエライト粒の深さ
を500μm以下にすることによつて防止できること
が明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はフエライト系ステンレス鋼の熱延鋼板
（酸洗後）の表面に生じた割れ疵の部分を含む鋼
板表面の金属組織を示す顕微鏡写真、第２図はフ
エライト系ステンレス鋼をスラブ加熱条件で加熱
したときの表層部の金属組織を示す顕微鏡写真、
第３図はスラブ表層部に生成した粗大フエライト
粒の深さと割れ疵発生との関係図、第４図はスラ
ブ加熱温度と加熱時間が鋼板表面の割れ疵発生に
及ぼす関係を示す図である。１…粗大フエライト粒の層、２…通常のフエラ
イト組織。

Claims

【特許請求の範囲】１フエライト系ステンレス鋼のスラブを1100〜
1230℃の範囲に加熱してから熱間圧延するにさい
し、該スラブの加熱時においてスラブ表面に脱炭
防止剤を塗布することによりスラブ表層部の粗大
フエライト粒の深さを500μm以下に制御すること
を特徴とするフエライト系ステンレス鋼の熱間圧
延時の割れ疵を防止する方法。２フエライト系ステンレス鋼のスラブを1100〜
1230℃の範囲に加熱してから熱間圧延するにさい
し、該スラブの加熱時にスラブ表面を薄鋼板で覆
うことによりスラブ加熱時に生成するスラブ表層
部の粗大フエライト粒の深さを500μm以下に制御
することを特徴とするフエライト系ステンレス鋼
の熱間圧延時の割れ疵を防止する方法。３フエライト系ステンレス鋼のスラブを1100〜
1230℃の範囲に加熱してから熱間圧延するにさい
し、該鋼中の窒素含有量を0.02％以上に高めるこ
とにより該スラブ加熱時に生成するスラブ表層部
の粗大フエライト粒の深さを500μm以下に制御す
ることを特徴とするフエライト系ステンレス鋼の
熱間圧延時の割れ疵を防止する方法。４フエライト系ステンレス鋼のスラブを1100〜
1230℃の範囲に加熱してから熱間圧延するにさい
し、スラブ加熱温度（℃）をＴ、スラブ加熱時間
（分）をｔとしたとき、 1100≦Ｔ≦1230、10≦ｔ≦140において、Ｔ＋ｔ≦1240 の関係が満足するようにスラブを加熱することに
より該スラブ加熱時に生成するスラブ表層部の粗
大フエライト粒の深さを500μm以下に制御するこ
とを特徴とするフエライト系ステンレス鋼の熱間
圧延時の割れ疵を防止する方法。