JPH0525666A

JPH0525666A - オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法

Info

Publication number: JPH0525666A
Application number: JP18110991A
Authority: JP
Inventors: Genichi Ishibashi; 源一石橋; Masaharu Ikeda; 雅晴池田; Kuniaki Sato; 邦昭佐藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】熱間圧延後の鋼帯の脱スケール工程における硝
フッ酸酸洗処理およびショットブラスト処理を不要と
し、ステンレス鋼帯の耐食性を向上せしめるとともに、
冷間圧延工程でのキラキラ疵発生や光輝焼鈍工程での不
良発生を防止できるオーステナイト系ステンレス鋼帯の
製造方法を提供する。【構成】熱延後のオーステナイト系ステンレス鋼板Ｓを
アルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置２１に通してから
連続焼鈍酸洗し、次いで冷間圧延を施した後、光輝焼鈍
を行う。これにより表面光沢の優れたステンレス鋼板が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オーステナイト系ス
テンレス鋼帯の製造方法に関し、特に熱間圧延時に生成
する酸化スケール及びその後の連続焼鈍時に生成する酸
化スケールの脱スケール方法を改善し、脱スケール後の
鋼帯品質を向上せしめることで、次工程の冷間圧延及び
光輝焼鈍後の製品品質の大幅な改善並びに生産性の向上
を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステンレス鋼帯は普通鋼と比較し
て加工硬化し易いため、熱間圧延した後はＡＰライン
（ＡｎｎｅａｌｉｎｇａｎｄＰｉｃｋｌｉｎｇ
Ｌｉｎｅ）と称する設備で連続的に当該ステンレス鋼帯
に焼鈍酸洗処理を施すことが行われていた。このＡＰラ
インで、熱間圧延した後のステンレス鋼帯を焼鈍する際
は、焼鈍炉の加熱部内において直火バーナにより当該ス
テンレス鋼帯を熱処理していた。このため、熱間圧延時
にステンレス鋼帯の表面に生成した厚さ約５μｍ程度の
酸化スケールが、直火雰囲気での焼鈍中に１０〜３０μ
ｍ程度の緻密な酸化スケールに成長する。そこで、焼鈍
後のステンレス鋼帯をスケールブレーカ，ショットブラ
ストにより機械的脱スケール処理し、更に複数の酸洗槽
において重酸洗処理して脱スケールすると共に不働態化
処理を施していた。

【０００３】しかしながら、ステンレス鋼帯の熱間圧延
鋼帯は、普通鋼帯と比べて酸化スケールの除去が極めて
困難である。従って酸洗についても、酸洗液として濃度
が２０％前後の高濃度な硫酸、フッ酸と硝酸との混酸で
ある硝フッ酸等が用いられ、しかも長時間の処理が要請
されていた。このため、脱スケールに時間がかかり生産
能力を上げることができない等の問題があった。

【０００４】そこで、酸洗時間を短縮するために、従
来、例えば特開昭４９−１３５８２４号，及び特開昭６
１−１５３２９１号等が提案されている。特開昭４９−
１３５８２４号は、熱間圧延後の鋼帯にアルカリ金属塩
及び、あるいはホウ酸を主体とした薬剤を塗布し、当該
薬剤と当該鋼帯とによる酸化被膜を触着させ、酸洗性の
優れた酸化被膜を持つ鋼帯を得ることで、酸化スケール
の性状による鋼帯の酸洗時間の変動を小さくし、酸洗時
間を短縮するというものである。

【０００５】また、特開昭６１−１５３２９１号は、熱
間圧延後のステンレス鋼帯の表面にアルカリ金属のハロ
ゲン化物の水溶液を付着せしめ、焼鈍，冷却した後、酸
洗することで、ステンレス鋼帯の効率の良い脱スケール
工程を提供するというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の提案はいずれも、ステンレス鋼帯表面に生成した酸
化スケール自体の性質の改善、特に、脱スケールの際の
酸化スケールの機械的強度及び化学的強度を低下させる
ことについては、なんらの配慮もなされていない。その
ため、鋼帯表面に生成された非常に強固な酸化スケール
を除去するために、機械的脱スケール処理には表面粗度
が粗くなるショットブラストが、また化学的脱スケール
処理には粒界浸食溝深さが深くなる硝フッ酸（ＨＦ・Ｈ
ＮＯ₃)酸洗が、依然として用いられており、その結果、
脱スケール処理されたステンレス鋼帯の耐食性が著しく
劣化するという問題点があった。

【０００７】更に、次工程の冷間圧延において、ゼンジ
ミア圧延機などの小径ロールを用いて圧延した際に、ス
テンレス鋼帯面の上記粒界浸食溝等の欠陥部がロールに
より押しつぶされてキラキラ疵発生原因の一つになり、
特に冷間圧延後に光輝焼鈍を行って製造されるＢＡ品に
あっては致命的な不良発生原因となっているという問題
点があった。

【０００８】そこでこの発明は、上記従来の問題点を解
決することを課題とするものであり、熱間圧延後のステ
ンレス鋼帯表面に生成されている酸化スケール中にアル
カリ土類金属塩化物溶液を浸透させた後に所定温度で連
続焼鈍して酸化スケールの機械的強度及び化学的強度を
低下させるという抜本的な改善を行うことにより、熱間
圧延後の鋼帯の脱スケール工程における硝フッ酸酸洗処
理およびショットブラスト処理を不要とし、ステンレス
鋼帯の耐食性を向上せしめるとともに、冷間圧延工程で
のキラキラ疵発生や光輝焼鈍工程での不良発生を防止で
きるオーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、熱間圧延を
施したオーステナイト系ステンレス鋼帯の表面に生成し
た酸化スケール中にアルカリ土類金属塩化物溶液を浸透
させた後に所定温度で連続焼鈍し、次いでブラシ，砥
石，ベンダーのうちの少なくとも一種を用いる機械的脱
スケール処理とＨＮＯ_3,Ｈ₂ＳＯ_4,Ｎａ₂ＳＯ_4,ＨＣｌの
うちの少なくとも一種を用いる化学的脱スケール処理と
を施し、その後当該鋼帯を所定の厚みまで冷間圧延し、
しかる後光輝焼鈍処理することを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明のオーステナイト系ステンレス鋼帯の
製造方法によれば、熱間圧延後の鋼帯を焼鈍し、脱スケ
ールする工程において、鋼帯を焼鈍する前に当該鋼帯の
表面にアルカリ土類金属塩化物溶液を塗布することで、
前記熱間圧延中に当該鋼帯表面に生じた酸化スケール層
中に、毛細管現象により当該溶液を鋼帯の地鉄部に至る
まで浸透させて、酸化スケールの機械的強度を低下させ
ることができる。

【００１１】鋼帯を焼鈍炉に導入し焼鈍する工程におい
て、前記酸化スケール層中に浸透したアルカリ土類金属
塩化物溶液中の水分が１００℃において蒸発し、当該溶
液は固形状となる。この固形物は７００〜８００℃前後
で溶融状態となり、酸化スケール層中に密に拡散してい
く。そして、焼鈍工程中の昇温過程において、その溶融
した固形物と酸化スケールとが固−液反応を起こす。こ
の固−液反応により、熱間圧延工程中でステンレス鋼帯
表面に生成したスピネル構造を有する非常に強固な酸化
スケール、例えばＣｒ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＦｅＣｒ₂Ｏ₄
等は、不定形で非常に機械的強度の弱いアルカリ土類金
属を含有するＣｒ、Ｆｅの塩化物に変化する。この鋼帯
表面に生じた非常に機械的強度の弱い前記塩化物は、簡
単に鋼帯表面から剥離することができる。

【００１２】さらに、焼鈍する前に、鋼帯の酸化スケー
ル層に塗布したアルカリ土類金属塩化物溶液を鋼帯の地
鉄部に至るまで浸透させた結果、前記溶融状態となった
固形物が、焼鈍工程中に鋼帯の酸化スケール層中に密に
拡散する。このため、焼鈍工程中に使用する燃焼ガス中
に含まれる酸素は、鋼帯の地鉄部にまで進入することが
物理的に不可能であり、新たに当該酸素と鋼帯との反応
は有り得ない。かくして、鋼帯表面に酸化スケールが成
長することは防止される。

【００１３】以上の結果、熱間圧延後の鋼帯の脱スケー
ル工程において、ＨＦ・ＨＮＯ₃による酸洗処理及びシ
ョットブラストを省略することが可能となり、脱スケー
ル工程の簡略化により生産能力を向上することができる
とともに、脱スケール処理されたステンレス鋼帯の耐食
性も向上する。さらに、従来から問題とされていた表面
粗度，粒界浸食溝深さはショットブラスト及びＨＦ・Ｈ
ＮＯ₃酸洗を省略することで大幅に改善され、次工程の
冷間圧延及び光輝焼鈍の負荷を大幅に軽減できて冷間圧
延工程でのキラキラ疵発生や光輝焼鈍工程での不良発生
も防止できる。

【００１４】本発明者らの実験の結果、ＨＦ・ＨＮＯ₃
に代わる酸洗液として、ＨＮＯ₃，Ｈ₂ＳＯ₄，Ｎａ₂Ｓ
Ｏ₄，ＨＣｌ等を単独または複数組合せて使用すると粒
界浸食を防止できることがわかった。なお、ステンレス
鋼帯表面の酸化スケールに浸透させるアルカリ土類金属
塩化物は、高沸点であることから、鋼帯の焼鈍温度にお
いて全く蒸気化せず、焼鈍炉内の耐火物、アスベストロ
ール及び煙道に設置された熱交換器、煙突といった設備
にまったく悪影響を及ぼさないという利点がある。

【００１５】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１に、本発明のステンレス鋼帯の製造工程の一実
施例を示す。熱間圧延後のステンレス鋼帯Ｓがペイオフ
リール１に巻かれている。このステンレス鋼帯Ｓは、巻
き戻されて入側シャー２により先端部または後端部を切
断され、次にウエルダー３において先行コイル又は後行
コイルと溶接される。そして、入側ルーパ４を経て、ア
ルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置２１に搬送される。
このアルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置２１内におい
て、図２に示すように、ロール２５により導かれたステ
ンレス鋼帯Ｓを、溶液タンク２２内のアルカリ土類金属
塩化物水溶液２３中に浸漬し、ステンレス鋼帯Ｓの表面
に当該アルカリ土類金属塩化物水溶液２３を均一に塗布
する。その後、ステンレス鋼帯Ｓを加圧ロール２４で加
圧し、図３に示すようにステンレス鋼帯Ｓの地鉄部に至
るまで、アルカリ土類金属塩化物水溶液２３をステンレ
ス鋼帯Ｓの酸化スケール５０中に浸透させる。

【００１６】図３は、ステンレス鋼帯Ｓの表面に形成さ
れた酸化スケール５０の層に、アルカリ土類金属塩化物
水溶液２３が、ステンレス鋼帯Ｓの酸化スケール５０中
に存在する亀裂５２を介して、毛細管現象により、ダル
目部分５１まで浸透した状態を示したものである。その
後、ステンレス鋼帯Ｓはロール２５を経て焼鈍炉５を構
成している加熱部６に送られ、所定温度で熱処理され
た。ここで、酸化スケール５０中に浸透しているアルカ
リ土類金属塩化物水溶液２３は水分の蒸発で固形状にな
り、次いで溶融状態となって酸化スケール５０中に密に
拡散していき、アルカリ土類金属塩化物水溶液２３と酸
化スケール５０との間で固−液反応が進行する。続いて
ステンレス鋼帯Ｓは焼鈍炉５を構成している冷却部７に
送られ、所定温度で冷却処理される。

【００１７】その後、ステンレス鋼帯Ｓは酸化スケール
除去装置３１に送られる。この装置は、図４に示すよう
に、ステンレス鋼帯Ｓの表面に付着しているアルカリ土
類金属塩化物と酸化スケールとの反応生成物３３を除去
するために直列に上下２組の研削ブラシ３２が対向配置
されている。この研削ブラシ３２が、ステンレス鋼帯Ｓ
の進行方向に対向して回転することにより生じる研削ブ
ラシ３２の研削力により、当該ステンレス鋼帯Ｓから前
記反応生成物３３を除去する。除去された反応生成物３
３は、水スプレーノズル３４により洗い流され、酸化ス
ケール除去装置３１の下端に設けられた排出配管３５か
ら排出される。このように、前記反応生成物３３を研削
ブラシ３２の研削力によりステンレス鋼帯Ｓから簡単に
除去することができる。このため、ショットブラストの
必要がない。

【００１８】次に表面が金属光沢及び白色度を呈するス
テンレス鋼帯Ｓを得るための表面処理を行う目的で、ス
テンレス鋼帯Ｓを酸洗槽４１に送り、その表面を軽度な
酸で酸洗する。この酸としては、低濃度な酸、例えばＨ
ＮＯ₃，Ｈ₂ＳＯ₄，Ｎａ₂ＳＯ₄，ＨＣｌ等を単独に、又
は適宜に組み合わせて用いる。次に、前記ステンレス鋼
帯Ｓは洗浄装置１２，ドライア１３を通過し、出側ルー
パ１４を経て分割シヤー１５により所定長さに切断され
て、テンションリール１６に巻き取られる。

【００１９】以上のように処理されたステンレス鋼帯Ｓ
は、次工程に送られて冷間圧延され、その後、冷間圧延
により得られた鏡面状光沢をそのまま製品化するべく光
輝焼鈍工程に送られて光輝焼鈍され、ＢＡ仕上げ品が得
られる。（実施例１）図１に示す焼鈍・酸洗ラインを用いて、熱
間圧延後のステンレス鋼帯の連続焼鈍を表１の条件で行
った。

【００２０】

【表１】

【００２１】このとき、熱間圧延後のステンレス鋼帯Ｓ
を焼鈍炉５に導入する前に、アルカリ土類金属塩化物水
溶液に浸漬した鋼帯Ａ（本発明法）と、アルカリ土類金
属塩化物水溶液に浸漬しなかった鋼帯Ｂ（従来法）とに
ついて、上記ライン通板後の酸化スケールの厚さを比較
した。その結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２から明らかなように、研削ブラシ３２
を一回通過後の酸化スケールの厚さは、ステンレス鋼帯
Ａでは焼鈍路５を通過直後の厚さの１０％まで減少して
いたが、ステンレス鋼帯Ｂでは焼鈍路通過直後の厚さの
８５％にしか減少していなかった。かくして、ステンレ
ス鋼帯の表面にＣａＣｌ₂を塗布し、ステンレス鋼帯の
表面の酸化スケールにＣａＣｌ₂を浸透させることで、
酸化スケールの改質、特に、その機械的強度を低下させ
る効果が顕著にみられ、ステンレス鋼帯表面の酸化スケ
ールを酸洗処理及びショットブラスト処理無しで簡単に
除去することができた。

【００２４】また、ステンレス鋼帯Ａは焼鈍前の酸化ス
ケールの厚さと焼鈍炉通過後の酸化スケールの厚さとが
同じであったが、ステンレス鋼帯Ｂは焼鈍前に比べ焼鈍
炉通後の酸化スケールの厚さが４倍に増加していた。か
くして、ステンレス鋼帯を焼鈍炉に導入する前にステン
レス鋼帯表面にＣａＣｌ₂を塗布することで、燃焼ガス
中に含まれる酸素が焼鈍中にステンレス鋼帯表面の酸化
スケールへ進入することを遮断し、酸化スケールの成長
を抑制する効果が顕著にみられた。

【００２５】この結果、ステンレス鋼帯の表面処理に使
用する酸を低濃度な硝酸（１５％）にしても、金属光沢
及び白色度を有する美麗な表面を呈するステンレス鋼帯
を得ることができ、ステンレス鋼帯の地肌荒れを抑制し
て良好なステンレス鋼帯を提供することができた。な
お、ステンレス鋼帯の表面処理に使用する酸を、低濃度
なＨＮＯ₃に代えてＨ₂ＳＯ₄やＮａ₂ＳＯ₄やＨＣｌにし
ても、同様な効果が認められた。

【００２６】（実施例２）実施例１と同じ方法でステン
レス鋼帯表面にＣａＣｌ₂水溶液を塗布し、焼鈍，脱ス
ケール処理をした場合（本発明）と、ＣａＣｌ₂水溶液
を塗布せずに焼鈍，脱スケール処理をした場合（従来
例）との表面品質を比較した。その結果を表３に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】表３から、本発明はショットブラスト，Ｈ
Ｆ・ＨＮＯ₃酸洗を省略したため、ステンレス鋼帯の表
面粗度，粒界浸食溝深さがいずれも大幅に改善されたこ
とが明らかである。また、この後に冷間圧延及び光輝焼
鈍を施した後のステンレス鋼帯表面の光沢，白色度を従
来法と比較したものを図５に示す。図５より、本発明の
効果として、光沢，白色度がいずれも改善されたことが
明らかである。

【００２９】なお、上記実施例では、アルカリ土類金属
塩化物溶液塗布装置２１は、図２に示すような構造のも
のを使用したが、これに限定されず、スプレー方式，ロ
ールコータ方式等でも良い。また、酸化スケール除去装
置３１は、図４に示すような構造のものを使用したが、
研削ブラシとベンディングロールを兼用したもの、ピン
チロール等で加圧し反応生成物３３を圧力により破壊す
る方法等を採用してもよい。

【００３０】更に、上記実施例ではアルカリ土類金属塩
化物として水溶液を使用したが、これに限らず、アルカ
リ土類金属塩化物を溶解可能な他の極性溶液とすること
もできる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のオーステナ
イト系ステンレス鋼帯の製造方法によれば、熱間圧延後
のステンレス鋼帯表面に形成されている酸化スケール中
にアルカリ土類金属塩化物溶液を浸透せしめることで、
酸化スケールの機械的強度を低下させることができ、更
に鋼帯の焼鈍中に新たな酸化スケールが生成しないた
め、脱スケール工程において酸洗処理及びショットブラ
ストを省略しても鋼帯表面の酸化スケールを簡単に除去
することができる。この結果、脱スケール工程の簡略化
が可能となり、処理速度が上がり生産能力を向上させる
ことができる。

【００３２】さらに、脱スケール工程における酸洗処理
で硝フッ酸を用いる必要がなく、冷間圧延工程でのキラ
キラ疵発生や光輝焼鈍工程での不良発生を防止できて、
金属光沢及び白色度を有する美麗な表面を呈し、地肌荒
れが抑制できるステンレス鋼帯を提供することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオーステナイト系ステンレス鋼帯の製
造工程の一実施例の概略図である。

【図２】図１におけるアルカリ土類金属塩化物溶液塗布
装置の拡大断面図である。

【図３】ステンレス鋼帯表面に形成された酸化スケール
層中にアルカリ土類金属塩化物溶液が浸透する状態を示
す断面図である。

【図４】図１における酸化スケール除去装置の拡大断面
図である。

【図５】光輝焼鈍後の光沢度及び白色度を、本発明法と
従来法とで比較して示すグラフである。

【符号の説明】

５焼鈍炉２１アルカリ土類金属塩化物溶液塗布装置２３アルカリ土類金属塩化物水溶液３１酸化スケール除去装置３２研削ブラシ４１酸洗槽Ｓステンレス鋼帯

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】熱間圧延を施したオーステナイト系ステ
ンレス鋼帯の表面に生成した酸化スケール中にアルカリ
土類金属塩化物溶液を浸透させた後に所定温度で連続焼
鈍し、次いでブラシ，砥石，ベンダーのうちの少なくと
も一種を用いる機械的脱スケール処理とＨＮＯ_3,Ｈ₂Ｓ
Ｏ_4,Ｎａ₂ＳＯ_4,ＨＣｌのうちの少なくとも一種を用い
る化学的脱スケール処理とを施し、その後当該鋼帯を所
定の厚みまで冷間圧延し、しかる後光輝焼鈍処理するこ
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。