JPH07331469A - オーステナイト系ステンレス鋼板のデスケール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄鋳片や焼鈍を省略した熱延板のようなスケ
ール直下にＣｒ欠乏層のないオーステナイト系ステンレ
ス鋼板において、高効率でデスケール可能で表面性状に
優れた冷延鋼板を製造する。 【構成】 表面にスケールを有するオーステナイト系ス
テンレス鋼板において、該表面のスケールを機械的手段
の予備デスケーリングで除去し、次いで母材表層の不働
態皮膜を表面活性化処理し、さらに濃度が３００〜５０
０ｇ／ｌで液温が８５℃以上の硫酸溶液で酸洗処理し、
続いて硝酸溶液でスマット処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳片と鋳型内壁面の間
に相対速度差のない、同期式連続鋳造方法等の急冷凝固
連続鋳造方法によるプロセスによって鋳造された製品厚
さに近い厚さの鋳片や、焼鈍を行っていない熱延板のよ
うに、表面にスケールを有し、かつスケール直下にＣｒ
欠乏層の少ないオーステナイト系ステンレス鋼板におい
て、高効率で優れた表面性状を得ることのできるデスケ
ール方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続鋳造法を用いてステンレス鋼
薄板を製造するには、鋳型を鋳造方向に振動させながら
厚さ１００mm以下の鋳片を鋳造し、得られた鋳片を表面
手入れし、加熱炉において１０００℃以上に加熱した
後、粗圧延機および仕上げ圧延機列からなるホットスト
リップミルにおいて熱間圧延を施し、厚さ数mmのホット
ストリップとしていた。

【０００３】こうして得られたホットストリップを冷間
圧延する際には、冷間圧延性の確保および最終製品に要
求される形状（板厚、平坦さ等）、材質、表面性状を確
保するために、強い熱間加工を受けたホットストリップ
を軟化させるための熱延板焼鈍を行う必要がある。

【０００４】この熱間圧延を伴う製造法においては、熱
間圧延前の加熱、熱間圧延および焼鈍時に生成した内部
酸化および粒界酸化のスケール部分が酸洗デスケール処
理で除去され、素材の表面に多数の凹凸が生成してい
る。これをそのまま冷間圧延すると、凹部へ倒れ込んだ
かぶさり状欠陥となって製品表面に残存し、商品価値を
損ねる。また、この欠陥を起点とした発銹が生じる。従
って、冷延素材の凹凸を除去するコイル表面の研削工程
が必須であった。

【０００５】これに対し、特開昭６０−２４８８８９号
公報では、従来の熱間圧延−焼鈍工程により製造した冷
延素材において、メカニカルな手段による予備デスケー
ルの後、硝酸１００〜４００ｇ／ｌ、弗酸７５〜４００
ｇ／ｌを混合した比較的高濃度の硝弗酸水溶液中に浸漬
することによって、コイル研削工程を省略しても上記の
かぶさり状欠陥を抑制することができるデスケール方法
を開示している。

【０００６】最近、連続鋳造の過程でホットストリップ
と同等かあるいはそれに近い厚さの鋳片（薄鋳片）を得
る新プロセスの研究が進められている。例えば、「鉄と
鋼」’８５，Ａ１９７〜Ａ２５６において特集された論
文にはホットストリップを連続鋳造によって直接的に得
る新プロセスが開示されている。このような連続鋳造プ
ロセスにあっては、得ようとする鋳片の厚さが１〜１０
mmであるときにはツインドラム方式が、また、鋳片の厚
さが２０〜５０mmの水準であるときにはツインベルト方
式が検討されている。この新プロセスは、長大な熱間圧
延設備や材料の加熱および加工のための多大なエネルギ
ーを必要とせず、生産性の面でも優れた製造プロセスで
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような方法で製造
した薄鋳片は、前述の特開昭６０−２４８８８９号公報
に記載された方法でデスケールを行っても現行熱延焼鈍
板のようなデスケール性が得られず、デスケールに多大
な時間を要する。これは薄鋳片をそのままデスケールし
た場合だけでなく、鋳片に焼鈍を施した場合においても
同様である。本発明はこのような薄鋳片等において現行
材と少なくとも同程度の効率でデスケールを可能とし、
かつ酸洗後の表面にミクログルーブ等の欠陥を発生させ
ない方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の要旨とするところは下記の通りである。 （１）表面にスケールを有するオーステナイト系ステン
レス鋼板のデスケール処理において、該表面のスケール
を機械的手段の予備デスケーリングで除去し、次いで母
材表層の不働態皮膜を表面活性化処理し、さらに濃度が
３００〜５００ｇ／ｌ（リットル）で液温が８５℃以上
の硫酸溶液で酸洗処理し、続いて硝酸溶液でスマット処
理すること、（２）前記表面活性化処理が、機械的手段
によって母材表層の不働態皮膜に亀裂を生じさせる処理
であること、あるいは（３）前記表面活性化処理が、電
気化学的手段によって母材表層の不働態皮膜を還元させ
る処理であること、（４）前記オーステナイト系ステン
レス鋼板が、同期式連続鋳造方法により製造された薄帯
状鋳片であることにある。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明者
は、上記薄鋳片において硝弗酸におけるデスケール性が
低下する原因を究明した結果、以下の結論を得た。現行
材の熱延焼鈍板の場合には、熱延スケールが緻密で酸素
がスケールを透過しにくいことから、焼鈍時に酸素が母
地金属表面へ雰囲気より十分に供給されないため、酸化
されやすいＣｒが選択的に酸化し、スケール直下の母地
にＣｒ欠乏層が生成されている。ところが、新プロセス
による薄鋳片の場合、生成スケールはポーラスで酸素を
容易に透過させるため、薄鋳片およびこの薄鋳片を焼鈍
した材料ともにスケール直下の母地にＣｒ欠乏層が生成
しない。

【００１０】このスケール直下の母地のＣｒ欠乏層の有
無が従来用いられていた硝弗酸水溶液によるデスケール
性が異なる原因である。即ち、硝弗酸はＣｒ含有量が低
いほど溶解しやすい特性があることから、Ｃｒ欠乏層の
ある熱延焼鈍板においてはこの層を選択的に溶解させる
ことによって、必要な溶削量をデスケールすることが可
能であったが、薄鋳片および焼鈍材にはＣｒ欠乏層がな
いことからこの効果が得られない。

【００１１】この研究結果より、表面にＣｒ欠乏層の少
ないオーステナイト系ステンレス鋼の酸洗処理方法につ
いて、本発明者は高Ｃｒ材ほど溶解速度が大きく、かつ
粒界侵食を起こし難い硫酸水溶液に着目した。

【００１２】一般にオーステナイト系ステンレス鋼は硫
酸酸洗では脱スケールが困難だと言われている。しかし
実験の結果、フェライト系ステンレス鋼の酸洗処理に通
常使用される硫酸２００ｇ／ｌ、６０℃程度の条件では
長時間浸漬しても全く溶解しないが、硫酸濃度を３００
ｇ／ｌ以上、温度を８５℃以上とすると溶解速度が急速
に大きくなり、デスケール時間が大幅に短縮できること
を究明した。例えばＳＵＳ３０４の３．０mm厚さの薄鋳
片では８０秒程度の浸漬でデスケール可能であることが
わかった。

【００１３】Ｆｅイオン等の金属イオンを含まない新液
においては前記の条件で十分であるが、通常工場で使用
されるＦｅ，Ｃｒ等の溶解金属イオンを含んだ定常の硫
酸溶液では上記条件でも全く溶解反応を起こさない。こ
れは、金属イオンが酸化剤となり材料表面の不働態皮膜
を強化するためで、この不働態皮膜を無害化しない限り
溶解は起こらない。そこで本発明者は、この皮膜を人工
的に表面活性化処理することとした。この不働態皮膜が
活性化され、新鮮面が一度酸液と接触すれば、溶解を開
始し高い溶削量を示すようになる。

【００１４】この表面活性化の種類としては次の２法が
ある。まず、機械的に母材表層の不働態皮膜に亀裂を生
じさせ、新鮮な金属表面を出すことである。この場合、
不働態皮膜に欠陥を作り新鮮面を一部露出させるだけで
良いから、スケールを研削除去できるような重研削ブラ
シは必要なく、ごく軽く表面を削るブラシ等による軽研
削で十分である。

【００１５】また、電気化学的手段によって母材表層の
不働態皮膜を還元させる処理をする方法もある。例えば
硫酸槽への浸漬直後に鋼板を陰極とした直流電解を行う
等がある。電解法は直接通電でも間接通電でも良いが、
間接通電の場合は陰極電解の後に陽極電解を行う。これ
は不働態皮膜の還元を先に行うことにより、余分な硫酸
浸漬時間を生じさせないためである。

【００１６】尚、この方法は見かけ上、例えば特開昭６
２−２５０２００号公報に示されているような硫酸中で
電解酸洗を行う手法と似通っているが、硫酸電解は板を
陽極とする電解により母材の金属を溶解させデスケール
を行うものであるのに対し、この方法は板を陰極とする
電解により不働態皮膜を還元除去し、デスケールについ
てはあくまで硫酸浸漬によって行うという意味で本質的
に異なる。従って、硫酸電解は本質的に陽極側電解が必
須であるのに対し、本発明の方法は陰極側電解のみで
も、母材表面の不働態皮膜を活性化することができる。

【００１７】尚、現行の硝弗酸酸洗と同様、ショットブ
ラスト等のメカニカルな手段による予備デスケールを行
わないと、母材が表面に現れないため上記皮膜破壊が成
り立たない。従って予備デスケール処理が必要である。
また、硫酸の濃度については５００ｇ／ｌより高くして
も溶削量が飽和するために硫酸の濃度を３００ｇ／ｌ以
上５００ｇ／ｌ以下とした。

【００１８】こうしてデスケールが完了したステンレス
鋼板は表面が硫酸スマットによって黒化しており、これ
を除去するためにスマット処理を行う。このスマット処
理については、温水を用いるとスマット除去に長時間を
要するため、硝酸溶液により行う。例えば、硝酸濃度５
０ｇ／ｌ、５０℃の溶液中に６０秒間浸漬することによ
って、スマットが除去された白色の表面となる。

【００１９】こうして得られた冷延素材は、選択的溶解
を生じていないのでミクログルーブを起こし難く、コイ
ル研削を用いずに従来プロセスと同様に冷間圧延の後最
終焼鈍、酸洗または光輝焼鈍によって冷延薄板を製造で
き、かぶさり状欠陥の存在しない良好な表面を持った製
品となる。

【００２０】本発明法は溶解速度の高Ｃｒ材ほど溶解速
度が大きい硫酸を使用するため、特にＣｒ欠乏層の少な
い前記新プロセスで製造した薄鋳片や従来プロセスで製
造した焼鈍を省略した熱延板をデスケールする際に特に
有効なデスケール法である。

【００２１】

【実施例】ＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６の溶鋼を、
内部水冷式の双ドラム鋳造機によって厚さ３mmの薄鋳片
に鋳造し、６００℃で巻き取った。この薄鋳片を用い、
表１に示す条件でメカニカルデスケーリング（メカデス
ケと略称）、不働態皮膜の活性化処理および酸洗を行っ
た。尚、硫酸および硝弗酸には、表２に示す濃度の金属
イオンを含有させた。このような条件で製造した冷延素
材のスケール残存状況をルーペ観察により評価した。

【００２２】前記の方法でデスケールした材料の表面状
況を調査した結果を表１および図１に示す。本発明例の
条件で酸洗処理を行うと８０秒でデスケール可能である
が、比較例の条件ではスケールやスマットの残存が見ら
れる。また、デスケールが完了した素材を冷延した製品
の表面品質評価を行った結果を表１に示す。本発明例の
条件で製造した製品は、表面性状が良好である。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、製品厚さに近い厚さの
薄帯状鋳片や焼鈍を省略した熱延板のように表面にスケ
ールを有し、かつスケール直下の母地にＣｒ欠乏層のな
いオーステナイト系ステンレス鋼板において、高効率で
デスケールすることが可能で、またコイル研削工程なし
で表面性状に優れた冷延鋼板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＵＳ３０４における、デスケールの適正硫酸
濃度、温度を示す図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にスケールを有するオーステナイト
   系ステンレス鋼板のデスケール処理において、該表面の
   スケールを機械的手段の予備デスケーリングで除去し、
   次いで母材表層の不働態皮膜を表面活性化処理し、さら
   に濃度が３００〜５００ｇ／ｌ（リットル）で液温が８
   ５℃以上の硫酸溶液で酸洗処理し、続いて硝酸溶液でス
   マット処理することを特徴とするオーステナイト系ステ
   ンレス鋼板のデスケール方法。
2. 【請求項２】 前記表面活性化処理が、機械的手段によ
   って母材表層の不働態皮膜に亀裂を生じさせる処理であ
   ることを特徴とする、請求項１記載のオーステナイト系
   ステンレス鋼板のデスケール方法。
3. 【請求項３】 前記表面活性化処理が、電気化学的手段
   によって母材表層の不働態皮膜を還元させる処理である
   ことを特徴とする、請求項１記載のオーステナイト系ス
   テンレス鋼板のデスケール方法。
4. 【請求項４】 前記オーステナイト系ステンレス鋼板
   が、同期式連続鋳造法により製造された薄帯状鋳片であ
   ることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の
   オーステナイト系ステンレス鋼板のデスケール方法。