JPH07118742A

JPH07118742A - ステンレス鋼の熱間圧延方法

Info

Publication number: JPH07118742A
Application number: JP26070193A
Authority: JP
Inventors: Yasuta Shirai; 康太白井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1995-05-09
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2682398B2

Abstract

(57)【要約】【構成】重量％で、Ｃ：0.10％以下、Si： 2.5〜５％、
Mn：２％以下、Cr：15〜20％、Ni：10〜20％を含有し、
残部がFeと不純物からなる濃硝酸用ステンレス鋼の鋼片
を1200℃以下の温度域で均熱した後、幅出し圧延を行
い、引き続き鋼片の裏面を水冷しながら一部長さ出し圧
延を行い、次いで、1200℃以下の温度で再加熱した後、
750 ℃以上の温度で長さ出し圧延を行う。【効果】圧延中に表面割れ、側面割れなどの割れの発生
がなく、反りが生じることもなく、平坦度の良好な鋼板
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化性の強い環境下で
耐食性を有する17％Cr−14％Ni−４％Siオーステナイト
系ステンレス鋼の熱間圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温、高濃度の硝酸環境下においては、
一般のCr−Ni系ステンレス鋼は過不動態状態におかれる
ため激しい腐食をうける。このような酸化性の強い環境
下で耐食性を有する材料として、Si含有量を高めた17％
Cr−14％Ni−４％Siオーステナイト系ステンレス鋼が使
用されており、例えば、特公昭57−37669 号公報に、重
量％で、炭素（Ｃ）：0.10％以下、珪素（Si）： 2.5〜
５％、マンガン（Mn）：２％以下、クロム（Cr）：15〜
20％、ニッケル（Ni）：10〜22％を含有し、更に、タン
タル（Ta）およびジルコニウム（Zr）の中の少なくとも
１種をＣ（％）×10〜2.5 ％（これらの成分は部分的に
ニオブ（Nb）で補うことが可能）添加してＣを安定化し
た濃硝酸用ステンレス鋼が開示されている。また、特開
平５−17852 号公報には、同種の鋼で、Nbの含有量、な
らびにNbと（Ｃ＋Ｎ）の比およびNbとSiの比を規定し
て、溶接時の溶着金属の靱性と耐食性の低下を防止した
濃硝酸用ステンレス鋼が提案されている。

【０００３】一方、オーステナイト系ステンレス鋼は一
般に熱間加工性が悪く、熱間割れを起こしやすい。上記
の濃硝酸用ステンレス鋼についても例外ではなく、この
ステンレス鋼のインゴットあるいは連続鋳造材を、例え
ば、1220℃に加熱した後、幅出し圧延、仕上長さ出し圧
延を連続して行う１ヒート方式、あるいは幅出し圧延と
仕上長さ出し圧延の間で再加熱を行う２ヒート方式な
ど、従来法により熱間圧延を行うと、表面割れや耳割
れ、耳波が発生する。

【０００４】オーステナイト系ステンレス鋼の製造方
法、特に熱間圧延方法については、例えば特開昭59−19
0320号公報には、スラブ段階で10％のデルタフェライト
相を有するオーステナイト系ステンレス鋼を熱間圧延し
て鋼帯とするに当たり、1050〜900 ℃の温度域を避けて
熱間圧延を行う方法が記載されている。また、特開昭63
−20412 号公報では、４重量％以上のモリブデン（Mo）
および0.10重量％以上の窒素（Ｎ）を含有する含Mo、Ｎ
オーステナイト系ステンレス鋼の柱状晶を有する鋼片の
熱間圧延にさいし、鋼片を1200〜1260℃の温度範囲に均
熱し、1250〜1150℃の温度範囲で予め分塊圧延する熱間
加工方法が開示されている。

【０００５】しかし、これらの方法において対象とする
ステンレス鋼の組成は上記の濃硝酸用ステンレス鋼の組
成とは異なっており、前者のデルタフェライト相を有す
るオーステナイト系ステンレス鋼には上記の濃硝酸用ス
テンレス鋼が含有するほど多量のSiが含まれていない。
また、後者の含Mo、Ｎオーステナイト系ステンレス鋼に
おいても、MoとＮを含有する点で濃硝酸用ステンレス鋼
と異なる他、Niが20〜30重量％と比較的多く含まれてお
り、Siは特に多量には添加されていない。従って、これ
らの方法をそのまま濃硝酸用ステンレス鋼の熱間圧延に
適用しても必ずしも良好な熱延鋼板を得ることはでき
ず、濃硝酸用ステンレス鋼に適した熱間圧延方法の開発
が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、重量％で、
Ｃ：0.10％以下、Si： 2.5〜５％、Mn：２％以下、Cr：
15〜20％、Ni：10〜20％（以下、合金元素の％は重量％
を意味する）を含有するステンレス鋼板を製造するに際
し、圧延中に表面割れ、耳割れ等の側面割れおよび反り
がなく、平坦度の良好な鋼板を得ることができる熱間圧
延方法を提供することを課題としてなされたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために、圧延の途中で被圧延材を再加熱する
２ヒート方式の熱間圧延について検討を重ねた結果、最
初の加熱温度（均熱温度）を規定するとともに、最初の
加熱で幅出し圧延と、長さ出し圧延の一部を連続して行
い、再加熱後仕上長さ出し圧延を行うことによって割れ
や反りのない圧延を行うことが可能であることを見いだ
した。

【０００８】本発明は、この知見に基づいてなされたも
ので、下記の熱間圧延方法を要旨とする。

【０００９】重量％で、Ｃ：0.10％以下、Si： 2.5〜５
％、Mn：２％以下、Cr：15〜20％、Ni：10〜20％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるステンレス
鋼の鋼片を熱間圧延するに際し、この鋼片を1200℃以下
の温度域で均熱した後、幅出し圧延を行い、引き続き鋼
片の裏面を水冷しながら一部長さ出し圧延を行い、次い
で、1200℃以下の温度で再加熱した後、750 ℃以上の温
度で長さ出し圧延を行うことを特徴とするステンレス鋼
の熱間圧延方法。

【００１０】前記の一部長さ出し圧延とは、再加熱する
際に搬送テーブルで通板可能な最大幅までの圧延をい
う。

【００１１】

【作用】以下、本発明方法について詳細に説明する。

【００１２】本発明方法においては、上記のように加熱
（均熱）温度および再加熱温度の上限を規定し、再加熱
前の粗圧延時に長さ出し圧延の一部を行う。

【００１３】図１は熱間圧延鋼板（ステンレス鋼板）の
製造プロセスの概略図であるが、本発明方法はこのプロ
セスにおいて、破線で囲んだ加熱から仕上圧延までの工
程を対象としており、粗圧延時に幅出し圧延と長さ出し
圧延の一部を行う。図中に示したように、従来法では再
加熱の工程を省略するか、あるいは、粗圧延時に幅出し
圧延のみを行っている。

【００１４】表１および図２に、それぞれ従来法（タイ
プＡの方式およびＢの方式）と本発明方法（タイプＣの
方式）とを対比して示した。タイプＡの圧延方式は SUS
304、タイプＢの方式は変形抵抗が SUS 304の変形抵抗
の 1.2倍以上の材料に主として適用される圧延方式であ
る。なお、図２におけるＡ、ＢおよびＣは表１のＡ、Ｂ
およびＣにそれぞれ対応する。また、図中の被圧延材の
寸法（単位はmm）は一例として示したものである。この
表１および図２に示したように、本発明方法（タイプＣ
の圧延方式）では再加熱の前に、すなわち１ヒート目で
一部長さ出し圧延を行う。

【００１５】Ｃ： 0.020％、Si：4.21％、Mn：1.16％、
Cr： 16.99％、Ni：14.2％を含有するステンレス鋼の連
続鋳造鋳片（サイズ： 150mm×1020mm×1750mm) に対し
てＡ、ＢおよびＣの圧延方式を適用して、厚さが８mmと
7.5mm、幅が2500mmの鋼板に熱間圧延した場合の圧延中
および圧延後の状況は以下の通りである。

【００１６】Ａの方式を適用した場合、均熱処理を1220
℃で行ったが、粒界が溶け出すバーニング割れを生じ
た。続いて、幅出し圧延を行った。しかし、仕上長さ出
し圧延の前半２パスを行った時点で被圧延材に反りが生
じたので、その矯正のために空パス（２パス）を追加し
た。次いで、後半の８パスの仕上長さ出し圧延を行った
が、このときまでの温度降下が大きく、仕上圧延荷重は
圧延機の制限荷重に近く所定の圧下量に足りなかったた
め２パス追加した。なお、仕上長さ出し圧延の後半で
は、仕上長さ出し圧延における全圧下率の50％を超える
圧延を行った（次に述べるＢの方式、Ｃの方式において
も同じ）。仕上圧延後の被圧延材の状態は、耳波が大き
く平坦度が不良で、温度降下による変形能不足のため耳
割れが発生した。

【００１７】Ｂの方式を適用した場合は、均熱処理（11
80℃）および幅出し圧延後の状態は良好であった。しか
し、再加熱（1180℃）後、仕上長さ出し圧延の前半２パ
スで反り防止のため被圧延材の裏面を水で冷却したとこ
ろ、温度降下が大きく、後半の仕上長さ出し圧延で圧延
荷重は制限荷重の寸前にまで達した。仕上圧延後の鋼板
に耳割れは認められなかったが、高荷重圧延のため大き
な耳波が発生した。

【００１８】上記の従来法による圧延に対して、タイプ
Ｃの方式（本発明方法）を適用した場合は、均熱処理
（1180℃）および幅出し圧延後の状態は良好であり、そ
の後引き続いて仕上長さ出し圧延の前半２パスを行っ
た。このとき、反り防止のため被圧延材の裏面を水で冷
却し、更に矯正パスを２回行った。その後再加熱（1180
℃）し、後半の仕上長さ出し圧延８パスを行ったが、圧
延荷重の制限内で順調に圧延することがき、圧延後、耳
割れ、耳波のいずれも認められなかった。

【００１９】本発明方法で２ヒート方式を採るのは、前
記のタイプＡの方式を適用した例から明らかなように、
１ヒート方式では．最初の均熱温度を高めようとしても
バーニング割れが生じ、また、圧延の途中における被圧
延材の温度降下が大きいため、圧延荷重が増加し、平坦
度不良あるいは耳割れが発生するからである。

【００２０】熱間でインゴットをプレス鍛造法により圧
下してスラブとしたプレス分塊材の方が鋳込みまま材よ
りも加工性が良好であるが、そのプレス分塊材でも熱間
圧延の途中で再加熱することが必要である。

【００２１】図３は、前記の組成を有する濃硝酸用ステ
ンレス鋼の鋳込みまま材とプレス分塊材について加熱温
度を変えて均熱処理し、その後Ｃの方式により圧延して
得られた熱延鋼板の絞り値を測定した結果を示す図であ
る。この図に示されるように、プレス分塊材の方が絞り
値が大きく、鋳込みまま材よりも加工性が良好である。
しかし、プレス分塊材でも、加熱温度が1200℃を超える
とバーニング割れが起こり、加工性が劣化するので、均
熱温度を高めるには限界があり、加工性の良好なプレス
分塊材でも１ヒート方式での圧延は難しい。

【００２２】図４は、前記の組成を有する濃硝酸用ステ
ンレス鋼とSUS 304 の鋳込みまま材を対象として均熱処
理の温度を変え、その後Ｃの方式により圧延して得られ
た熱延鋼板の引張強さを測定した結果を示す図である
（再加熱温度は均熱温度と同じ）。この結果に示される
ように、本発明方法が対象とする濃硝酸用ステンレス鋼
はSUS 304 と比較して変形抵抗が大きい。そのため圧延
機に高負荷がかかり易く、それに起因して耳波などの平
坦度不良が生じるので、この点からも２ヒート方式の採
用が必要である。

【００２３】均熱処理を1200℃以下の温度域で行うの
は、前記のようなバーニング割れ（この割れに起因して
表面割れが発生する）を防ぐためである。

【００２４】再加熱を1200℃以下で行うのは、均熱処理
を1200℃以下の温度域で行うのと同じ理由によるもので
ある。再加熱温度の下限は特に限定しないが、次に述べ
る仕上温度 750℃以上を確保できる温度であることが必
要で、再加熱後の圧延条件によって異なるが、1100℃以
上とすることが好ましい。

【００２５】長さ出し圧延は 750℃以上の温度で行う。
すなわち、熱間圧延の仕上温度は 750℃以上とする。こ
れは、仕上温度が 750℃より低くなると、高負荷圧延と
なり、耳波が生じるなど平坦度が悪くなるからである。

【００２６】本発明方法において一部長さ出し圧延の際
に被圧延材の裏面を水冷しながら圧延するのは、圧延中
に生じる材料の反りを防止するためである。すなわち、
加熱炉から抽出した直後の被圧延材には反りがないが、
材料の表面（上面）の方が裏面（下面）に比べて冷却速
度が大きいので、幅出し圧延を行う間に上面が凹状に反
り、これを矯正するために余分な反り矯正パスを追加し
なければならず、しかも、それによって材料の温度が低
下するからである。水冷には、例えばローラーテーブル
の下方部に配置されたノズルから加圧水を被圧延材の裏
面（下面）に吹き付けるなど、従来から行われている方
法を適用すればよい。

【００２７】

【実施例】Ｃ： 0.020％、Si：4.21％、Mn：1.16％、C
r： 16.99％、Ni：14.2％を含有する濃硝酸用ステンレ
ス鋼の鋼片（鋳込みまま材のスラブ）に対し、本発明方
法を適用して熱延鋼板を製造し、圧延時の状況および圧
延後における割れその他の表面状態を調査した。なお、
比較のために従来法についても同様の調査を行った。

【００２８】表２に熱間圧延の各段階における被圧延材
の寸法を示す。また、表３に加熱炉の設定温度を、表４
に被圧延材の温度の推移を示した。表３の設定温度は１
ヒート目（均熱処理）および２ヒート目（再加熱）のい
ずれにも共通である。

【００２９】調査結果を図５および図６に示す。図５は
加熱温度および仕上圧延終了時の温度が表面状態（表面
割れ、耳割れ、平坦度）や圧延時の荷重に及ぼす影響を
示す図であり、図中のＡ、ＢおよびＣはそれぞれ前記表
１のＡ、Ｂ及びＣの方式を適用して圧延したことを意味
する。この図に示すように、Ａの方式を適用した場合、
すなわち加熱温度が1200℃を超える場合は表面割れが発
生し、仕上温度が 750℃よりも低いと耳割れが発生した
り、圧延機に高負荷がかかり、耳波が発生するなど平坦
度が悪くなる。破線で囲んだ部分は圧延時に水冷しなか
った場合で、加熱温度が適正であっても平坦度が不良に
なる等の欠陥が生じた。

【００３０】図６は再加熱後の圧延荷重を被圧延材の厚
さ（ゲージメーター厚）に対してプロットしたものであ
る。仕上寸法は、Ａの方式を適用した場合は8.00mm（厚
さ）×2500mm（幅）× 13400mm（長さ）、Ｃの方式を適
用した場合は7.50mm×2500mm× 14300mmであり、SUS 30
4 の場合は7.50mm×2500mm× 14000mmである。なお、Ａ
の場合は再加熱はしていない。なお、SUS 304 の圧延は
プロセスＡによるものである。また、圧延機の常用荷重
は5500トン、制限荷重は7200トンである。

【００３１】この図から明らかなように、濃硝酸用ステ
ンレス鋼に従来のＡの方式を適用した場合は圧延荷重が
制限荷重近くまで上昇するのに対して、Ｃの本発明方法
を適用すれば、SUS 304 の場合よりは若干高いが、比較
的低い圧延荷重で圧延することが可能である。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】

【発明の効果】Ｃ：0.10％以下、Si： 2.5〜５％、Mn：
２％以下、Cr：15〜20％、Ni：10〜20％を含有する濃硝
酸用ステンレス鋼板を製造するに際し、本発明の熱間圧
延方法を適用すれば、表面割れ、側面割れなどの割れの
発生がなく、反りが生じることもなく、平坦度の良好な
鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱間圧延鋼板の製造プロセスの概略図である。

【図２】従来の熱間圧延方法と本発明の熱間圧延方法を
対比して示す図である。

【図３】濃硝酸用ステンレス鋼の鋳込みまま材とプレス
分塊材についての熱間圧延時の加熱温度と絞り値の関係
を示す図である。

【図４】濃硝酸用ステンレス鋼とSUS 304 についての熱
間圧延時の加熱温度と引張強さの関係を示す図である。

【図５】濃硝酸用ステンレス鋼についての熱間圧延時の
加熱温度および仕上圧延終了時の温度が表面状態（表面
割れ、耳割れ、平坦度）に及ぼす影響を示す図である。

【図６】濃硝酸用ステンレス鋼とSUS 304 についての熱
間圧延時の再加熱後の圧延荷重と被圧延材の厚さ（ゲー
ジメーター厚）の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ：0.10％以下、Si： 2.5〜５
％、Mn：２％以下、Cr：15〜20％、Ni：10〜20％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるステンレス
鋼の鋼片を熱間圧延するに際し、この鋼片を1200℃以下
の温度域で均熱した後、幅出し圧延を行い、引き続き鋼
片の裏面を水冷しながら一部長さ出し圧延を行い、次い
で、1200℃以下の温度で再加熱した後、750 ℃以上の温
度で長さ出し圧延を行うことを特徴とするステンレス鋼
の熱間圧延方法。