JPH0784617B2 - フェライト系ステンレス鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、耐リジング性に優れたフェライト系ステンレ
ス冷延鋼板の製造方法に関する。

［従来の技術］ フェライト系ステンレス冷延鋼板（JIS−SUS430など）
は耐食性に優れ、長期間に渡って美しい表面光沢を保持
しつづける上、良好な加工性を有しており、しかもオー
ステナイト系ステンレス鋼等に比べて安価であるから、
厨房機器、家電器具、自動車部品等の広い分野で使用さ
れている。

一方で、上記のような用途では、装飾性も要求されるこ
とが多く、耐食性や成形性とともに成形後の表面美観の
良さも要求されるようになってきた。

しかし、フェライト系ステンレス冷延鋼板をプレス成形
すると、いわゆるリジング（別名、ローピング）と呼ば
れる、表面美観を著しく損なう現象が発生することが知
られている。

リジングとは、プレス成形加工後の鋼板表面に現れる
“しわ”であり、表面美観を損なわせるばかりでなく、
程度のひどい場合はこれが原因となって、成形中に割れ
が発生することもある。したがって、このリジングが発
生した場合には、成形加工後にさらに表面研磨などの煩
瑣な作業によりこれを除去しなければならなかった。

そこで従来、かかる事後的処理ではなく、リジングの発
生を防止する対策として、次のような提案がなされてい
る。すなわち、（ａ）凝固組織の微細化、等軸晶化、
（ｂ）熱間圧延、冷間圧延時の再結晶による結晶粒の微
細化、（ｃ）二相組織とすることにより結晶粒の微細
化、などである。

本発明は、主にこの（ａ）の方法に関するものである。
この微細化のための具体的方法として従来、電磁撹拌
の適用、鋳込み温度の低下、Ti、Zr、Nb、Al等の炭
窒化物形成元素の添加などの方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記各微細化方法〜では、以下の難
点がある。

上記法では、スラブ外皮が凝固した後、撹拌を行うた
め、得られる組織の等軸晶率に限界があり、高々板厚の
中心部から50％の範囲内のみである。

上記法では、特に、過熱度ΔＴ（ΔＴ＝鋳込溶鋼温度
−凝固温度）を０℃以下とすると、溶鋼の粘度が高くな
るため、操業上ノズル閉塞等のトラブルを生じやすい。

上記法では、介在物の発生による地疵を生じやすい。
また添加元素の使用によるコスト上昇もあり、SUS430鋼
として使用するには適していない。

したがって、従来法では結晶粒を十分微細化することが
できず、あるいは微細化できても操業上の問題等を回避
できず、実用上リジングを完全に防止することができな
かった。

他方で、特公昭60−16281号公報においては、鋳片の断
面の50％以上の等軸晶帯を有する連続鋳造鋳片を用い
て、異径ロール圧延機を組み込んだ熱間圧延設備の下
で、異径ロール圧延機において圧下率を20％以上として
圧延することが提案されている。

この発明は、主に異径ロール圧延機により高圧下率で圧
延することが主眼であり、鋳片の断面の等軸晶帯の比率
が50％以上が必要とするのみであり、これを得るための
具体的な連続鋳造の条件について具体的な開示はない。
また、鋳片の断面の等軸晶帯の比率についても、これが
高くとも後述の実施例でも示すように、リジングを防止
する効果がない場合がある。

そこで本発明の主目的は、特定の連続鋳造の条件によ
り、フェライト系ステンレス冷延鋼板のリジングを完全
にまたは実用上問題のない程度に防止できる製造方法を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明は、フェライト系ステ
ンレス鋼の連続鋳造における鋳込温度が凝固温度を超え
40℃以下とし、かつ金型水冷鋳型で冷却しつつ凝固する
ことにより、鋳片の中心部が等軸晶凝固組織を有し、か
つ等軸晶部分が板厚の70％以上を占め、さらに等軸晶部
分の平均等軸晶粒径が0.9mm以下であるスラブを用い、 このスラブを熱間圧延し、かつこの圧延過程において、
1100〜1000℃のパスにおいて圧下率を40％以上として圧
延、その後焼鈍、冷間圧延および焼鈍の工程を経て鋼板
を製造することを特徴とするものである。

［作用］ まず、リジングの発生機構について説明する。この機構
についてはまだ完全には解明されていないが、一応次の
ように考えることができる。

すなわち、熱間圧延後における鋼板内には圧延方向に沿
って平行に並んだ細長い“単位領域”（類似した結晶方
位を有し、塑性変形能を同じくする領域）たる結晶粒が
存在し、それらが塑性加工に対して互いに異なる変形挙
動を示すものと考えられる。

このような、結晶粒の集団が単結晶のような変形挙動を
示す“単位領域”の形成原因については、連続鋳造スラ
ブの場合、連続鋳造スラブに形成される柱状晶凝固組織
が、その冷却過程で相変態を経ずに鋳造組織として存在
し、熱延、冷延を経ても結晶方位的に固有の集合組織を
形成したまま完全には破壊されずに根強く残存すること
と考えられる。

そこでリジングの完全防止対策としては、リジング発生
の根本原因である連続鋳造組織の徹底した微細化（等軸
晶化、細粒化）が必要不可欠な条件であると考え、本発
明を完成したものである。

すなわち、第１図に示すように、本発明にしたがってス
ラブ板１の中心部２が等軸晶凝固組織を有し、かつ等軸
晶部分が板厚の70％以上を占め、さらに等軸晶部分の平
均等軸晶粒径が0.9mm以下であるスラブを用いて鋼板を
製造することによって、上記単位領域の発生を未然に防
止し、これによりリジング発生を実用上問題のない程度
にまで防止することができる。

このスラブを得るには、鋳込温度が凝固温度を超え40℃
以下とし、かつ金型水冷鋳型で冷却しつつ凝固すること
が必要となる。

鋳込温度を凝固温度以下とすると、溶鋼の粘度が高くな
り、ノズルの閉塞などの操業上のトラブルを生じ易い。
また、鋳込温度が凝固温度より40℃を超える温度とする
と、後述の実施例からも明らかなように、等軸晶部分が
板厚の70％以上を占め等軸晶部分の平均等軸晶粒径が0.
9mm以下であるスラブを得ることができない。

以下本発明をさらに具体的に説明する。

本発明では鋼板の凝固組織に着目したものであり、具体
的には次の点に留意したものである。

（ｉ）熱延後粗大な単位領域を形成する柱状晶を極力減
らすこと。

（ii）スラブの段階で、等軸晶粒径（平均径）を徹底し
て微細化し、かつ等軸晶部分の割合を高めて、熱延後の
単位領域を最小にする。

（iii）さらに、スラブ中心部が非常に微細な等軸晶の
場合、熱延時に動的な再結晶を生じ易く、結晶方位のラ
ンダム化と微細化が促進される。

本発明者は、等軸晶率および等軸晶粒径と、リジング性
との関係について詳細に検討したところ次のことが判っ
た。

（１）等軸晶率とリジング性との関係 17kg試験鋼塊で、ΔＴ（鋳込温度−凝固温度）を０〜60
℃まで変化させることにより、等軸晶率を変えたスラブ
を製造した。等軸晶粒径は金型水冷鋳型を用いたため、
0.5〜1.0mmであった。かかるスラブを1200℃に加熱後、
40mmt→3.2mmtまで熱延後、焼鈍（830℃×16hrFC）、冷
延（3.2mmt→0.8mmt）、焼鈍（830℃×５分AC）し、リ
ジング性を評価した。結果を第２図に示す。なお、リジ
ング性の評価については後述する。

第２図より、等軸晶率（等軸晶部分の厚みが全板厚に占
める割合）が70％以上で、実用上リジングの問題のない
Ａグレードが得られることが判った。

（２）等軸晶粒径とリジング性との関係 ΔＴを40℃以下とすることにより、等軸晶率70％以上有
し、かつ等軸晶部の粒径を、鋳型の材質（砂型、金型）
と鋳型の冷却条件（空冷、水冷）を変えることにより、
変化させた17kg試験スラブを用いて、（１）と同じ条件
で0.8mmt冷延板とし、リジング性を評価したところ、第
３図の結果を得た。

第３図より、等軸晶粒径を1mm以下とすることによっ
て、リジング性は顕著に向上し、Ａグレードが得られる
ことが判った。

［実施例］ 次に実施例を説明する。

まず本実施例で使用した供試鋼の成分を第１表に示す。
ただし、凝固温度は1495〜1505℃（平均1500℃）であっ
た。

次に本実施例では、第４図に示す製造工程を採用した。
すなわち、まず17kgの偏平インゴットを後述する第２表
に記載の鋳込み条件で溶解（Ｉ）した後、熱延（II）す
る。熱延条件は、スラブを1200℃に加熱し、40mmt→4.5
mmtとし、仕上がり温度を900℃とした。その後、830℃
×16hrという条件で焼鈍（III）し、冷延（IV）した。
この冷延条件は、3.2mmt→0.8mmtで、圧下率75％とし
た。最後に焼鈍（Ｖ）を、830℃×５分という条件で行
った。

（１）鋳造条件 鋳造条件とリジング性との関係を検討するため、前記Δ
Ｔを変化させて鋳造した。ΔＴと等軸晶率とは密接な関
係、すなわち逆の相関関係があり、しかも等軸晶率とリ
ジング性とは相関関係があるため、ΔＴを変化させるこ
とで鋳造条件とリジング性との関係を知ることができる
と考えられるからである。

また同様の理由から、等軸晶粒径を変化させるため、Δ
Ｔと鋳造後の冷却速度を変化させた。冷却速度と結晶成
長とは密接な関係があり、冷却速度が速い程、結晶の成
長が抑制され、遅い程成長が促進されるからである。

（２）熱延条件 本実施例で採用したパススケジュールは第２表の通りと
した。ただし、熱延工程で再結晶を促進し、結晶粒を微
細化するため、３パス目または３パス目と４パス目、す
なわち1100〜1000℃の範囲内でのパス当たりの圧下率
を、23％、40％、60％と変化させた。

（３）評価法（リジング性） 鋼板を、JIS5号引張試験片に成形後、表面を鏡面研磨
し、20％引張変形後、次の基準でグレード分けした。こ
の基準では、実用上Ａ′以上であれば問題ない。

Ａ …リジング高さ＜５μｍ Ａ′… 〃 ５以上10μｍ未満 Ｂ … 〃 10以上20μｍ未満 Ｂ′… 〃 20以上30μｍ未満 Ｃ … 〃 ≧30μｍ （４）結果 結果を第３表に示す。なお、パス・スケジュール欄の記
号〜は第２表に記載したものと同一である。

第３表より、リジング性Ａ′以上を満足するのは、ΔＴ
を40℃以下、特に30℃以下とすることにより、等軸晶率
≧70％を確保し、かつ金型水冷鋳型を用いることにより
等軸晶粒径≦0.9mmという両条件を満たす場合である。
例えば、等軸晶率が60％以下のNo.1、No.2、No.6、No.1
2、粒径が2.0mmを超えるNo.1、No.2およびNo.6はいずれ
もリジング性はＢ以下と劣っている。しかも、No.12の
例で示されているように、等軸晶率が63％であり、等軸
晶粒径≦0.9mmであっても、リジング性はＢ以下とな
る。したがって、等軸晶率および等軸晶粒径の両者が本
発明において規定する範囲内にあることが条件とされる
ことがわかる。

また、熱延パス・スケジュールとしては、３〜４パス目
（1100〜1000℃）を23％／パスとしたNo.9は、40％／パ
ス、または60％／パスとしたNo.10よりやや劣る。従っ
て、３〜４パス目の圧下率は40％以上の大圧下圧延が望
ましい。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、リジングが極めて少ない
フェライト系ステンレス冷延鋼板を、容易かつ低コスト
で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は等軸晶率とリジング性との関係を示すグラフ、
第２図は等軸晶粒径とリジング性との関係を示すグラ
フ、第３図は本発明にかかるフェライト系ステンレス冷
延鋼板の製造工程図、第４図はフェライト系ステンレス
冷延鋼板の製造工程図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェライト系ステンレス鋼の連続鋳造にお
   ける鋳込温度が凝固温度を超え40℃以下とし、かつ金型
   水冷鋳型で冷却しつつ凝固することにより、鋳片の中心
   部が等軸晶凝固組織を有し、かつ等軸晶部分が板厚の70
   ％以上を占め、さらに等軸晶部分の平均等軸晶粒径が0.
   9mm以下であるスラブを用い、 このスラブを熱間圧延し、かつこの圧延過程において、
   1100〜1000℃のパスにおいて圧下率を40％以上として圧
   延、その後焼鈍、冷間圧延および焼鈍の工程を経て鋼板
   を製造することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼
   板の製造方法。