JPH09271808A - 高光沢ステンレス鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間タンデムミルで冷間圧延して、圧延速度
300mpm以上、Gs20°による光沢度300 以上を呈する高光
沢ステンレス鋼帯を製造する。 【解決手段】 ステンレス冷延鋼板を冷間タンデムミル
で圧延するに当たり、第１スタンドにおいて平均粗さが
Ra：0.4 〜0.6 μｍのワークロールで圧延し、第２スタ
ンド〜第４スタンドの少なくとも２スタンド以上におい
ては、ワークロールを 0.3°以上 1.6°以下の範囲でク
ロスさせて、圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高光沢ステンレス
鋼帯の製造方法、特に冷間タンデムミルでステンレス鋼
板を圧延して高光沢を有するステンレス鋼帯を製造する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高光沢のステンレス鋼帯を製造す
るには、小径ワークロール( 例えば直径150mm 以下) を
用いたゼンジミアミル等によって例えば250mpm以下とい
う低速で圧延された冷延ステンレス鋼帯に、仕上げ焼鈍
＋酸洗または仕上げ光輝焼鈍を施し、さらに調質圧延を
行っていた。しかし、生産性の点では十分ではなく、例
えば300mpm以上という高速圧延でも同等の高い光沢を備
えた冷間圧延法の開発が求められてきた。

【０００３】高速圧延を実現するには、タンデムミルの
採用が考えられ、そのような考えに沿ったステンレス鋼
帯の製造方法もこれまでにいくつか提案されている。

【０００４】例えば特開昭62−137107号公報に示されて
いるように、ステンレス鋼帯を冷間タンデムミルを用い
て圧延して製造するに際して、第１スタンドまたは第１
スタンドおよび第２スタンドにおいては平均粗さRa：0.
5 μｍ以上の表面粗さを有するワークロールで圧延し、
後段スタンドになるに従い、ロール表面粗さを順次小さ
くしたワークロールで圧延し、最終スタンドにおいて平
均粗さRa：0.15μｍ以下の表面粗さを有するワークロー
ルで圧延することを特徴とする高光沢ステンレス鋼帯の
製造方法が知られている。

【０００５】しかしながら、かかる方法によれば、前段
スタンドのワークロール粗度を大にしすぎた場合、その
影響が後段スタンドまで残り、結果として、冷間圧延後
の鋼板表面の粗度を高くしてしまい、光沢を低下させて
しまう。特に、圧下率が70％以下の場合では、前段スタ
ンドのワークロールの粗度の影響が著しく残り、確か
に、オイルピットの発生を抑制しているが、一方でロー
ル粗度の影響が鋼板に残ることにより光沢が低下し、全
くの逆効果となってしまう。また、スタンド毎にワーク
ロール粗度を変えることは、ロール管理の上からも砥石
の種類を多く持たねばならないことを意味し、これは実
際上からは好ましくない。

【０００６】その他、特開平４−17904 号公報には、ス
テンレス鋼帯をタンデムミルを用いて圧延して製造する
に際して、第１スタンドにおいて無潤滑圧延を施すこと
を特徴とする製造方法が開示されている。

【０００７】しかし、第１スタンドを無潤滑にした場
合、第１スタンドでオイルピットが発生せず、好ましい
が、無潤滑のため摩擦係数が大きくなり、圧下率が十分
とれなくなり、逆に第２スタンド以後のスタンドでオイ
ルピットの発生を促すことになる。また、無潤滑のた
め、圧延速度を上げるとヒートストリークなどが発生し
やすくなり、ステンレス鋼の高速かつ高光沢圧延を目的
としている冷間タンデム圧延の目的から外れる。

【０００８】ここに、「ヒートストリーク」とは、ロー
ルと鋼帯の間で熱のために焼付きが生じる現象である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ステ
ンレス鋼帯を冷間タンデムミルで高速圧延するに際し、
上述のような問題点を解決して、圧延後のステンレス鋼
帯の表面光沢度を著しく向上せしめる高光沢ステンレス
鋼帯の製造方法を提供することである。

【００１０】より具体的には本発明の目的は、ステンレ
ス鋼帯を冷間タンデムミルで冷間圧延して、圧延速度30
0mpm以上、Gs20°による光沢度300 以上を呈する高光沢
ステンレス鋼帯の製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ステンレス鋼の冷延母材
の表面粗さは、酸洗時にメカニカルデスケーリングを施
す結果、平均粗さRaは３〜５μｍと著しく粗くなってお
り、鋼帯表面の凹凸が激しい。

【００１２】この母材を従来通りの表面粗さRaが0.2 μ
ｍから0.3 μｍのワークロールを使用してタンデムミル
で冷間圧延した場合、圧延後のステンレス鋼帯表面に
は、冷延母材から残留した大きな凹みが数多く存在する
ことになる。このような凹みはデスケーリングによって
生じた粒界割れによるものである。

【００１３】したがって、従来のように表面粗さRaが0.
2 μｍから0.3 μｍのワークロールを使用して、しか
も、大量の圧延油を供給して冷間圧延すると、粒界割れ
の内部に圧延油が封入されてロールおよび鋼帯との接触
部分でその粒界割れが押しつぶされにくくなる結果、粒
界割れが冷間圧延後も残留し、さらに製品鋼帯の表面に
も残留して、表面光沢を低下させる。

【００１４】そこで、本発明者は、このような粒界割れ
による凹みの製品への残留をなくすために、 圧延に際して粒界割れを機械的に除去すること、およ
び 圧延中に適度の潤滑性を維持しながら、ロールと鋼帯
との間への圧延油の取込み量を抑制することに着目し、
それを実現する手段について検討した。その際、製品の
光沢を向上させるとともに、ロール管理の面からも極力
各スタンドロール粗度を統一することでその解決手段を
探ったのである。

【００１５】その結果、例えば５スタンドから成るタン
デムミルの場合、第１スタンドのみ比較的表面粗度の粗
いロールを用いて、粒界割れの平滑化を図り、一方第２
スタンドから第４スタンドのうち少なくとも２スタンド
をクロスさせれば、第２から第５スタンドにおいては、
ロール粗度は従来通りのRaが0.2 μｍから0.3 μｍのワ
ークロールを用いるだけで、ステンレス鋼帯の光沢が著
しく向上することを見い出し、本発明を完成した。

【００１６】よって、本発明によれば、ステンレス鋼冷
延母材を冷間タンデムミルを用いて圧延するに際し、第
１スタンドにおいて平均粗さRa：0.4 〜0.6 μｍの表面
粗さを有するワークロールで圧延し、後続のスタンド、
例えば第２スタンドから第４スタンドの少なくとも２ス
タンド以上において、各スタンドの上下のワークロール
を 0.3°以上に 1.6°以下の範囲のクロス角でクロスさ
せて圧延するのである。

【００１７】従来のタンデムミルのワークロールの表面
粗さRaは0.2 〜0.3 μm であり、第２スタンド以下にお
けるワークロールはそのような表面粗さであってもよ
い。もちろん、平均粗さRa:0.4〜0.6 μｍの表面粗さを
有するワークロールであってもよい。

【００１８】上述のようにして冷間圧延してからは、例
えば従来法と同様にして仕上げ焼鈍を行い、次いで酸洗
を行ってからスキンパスを経て最終製品とすればよい。
最終製品としての光沢度はGs20°による光沢度500 以上
が得られる。

【００１９】かくして、本発明によれば、ゼンジミアミ
ルによるステンレス鋼帯と比較しても遜色のない光沢度
の優れたステンレス鋼帯が300mpm以上の高速で製造でき
るのである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明においても、冷間圧延に先
立って熱間圧延が行われる。つまり、慣用的な熱間圧延
後、中間焼鈍および酸洗されたステンレス鋼熱延材を出
発材料とするのである。以下、ステンレス鋼冷延母材と
いう。

【００２１】このステンレス鋼冷延母材の表面粗さは、
酸洗時にメカニカルデスケーリングを施す結果、平均粗
さRaは３〜５μｍと著しく粗くなっているが、本発明に
おいてステンレス鋼冷延母材の表面粗さは特に制限され
ない。

【００２２】本発明は、冷間タンデムミルを使用する
が、少なくとも３スタンドの冷間タンデムミルであれば
よく、以下の説明にあっては５スタンドの冷間タンデム
ミルを例にとって本発明の圧延操作を説明する。ただ
し、タンデムミルの全体の配置そのものはすでに良く知
られていることから、その図示および説明は省略する。

【００２３】なお、冷間タンデムミルにおける圧下量
は、通常、60〜80％程度であり、最終スタンドがこれよ
り軽圧下となるが、本発明の場合にあってもそのような
範囲内で行えばよく、この点については特に制限はな
い。

【００２４】通常光沢品のステンレス鋼の冷間タンデム
ミルは 100〜500 mpm 程度の速度で圧延が行われるの
で、本発明にあってもそのような圧延速度で冷間圧延を
行えばよい。

【００２５】ここに、本発明による冷間タンデムミルを
用いた冷間圧延を行うには、まず、第１スタンドにおい
て平均粗さRa：0.4 〜0.6 μｍ、好ましくは0.4 〜0.5
μｍの表面粗さを有するワークロールで圧延する。

【００２６】このように比較的表面粗度が大きなワーク
ロールを用いることによって、ロールと板によるすべり
作用によって板表面の平滑化が起こることから、冷延母
材に見られる粒界割れの影響を低減することができる。

【００２７】しかし、第１スタンドの高粗度ロールのみ
では、前述のような、圧延に際しての母材粒界割れの影
響は、圧下率が70％以下というように制約される場合な
ど除去できないので不十分であり、第２スタンド以後に
おいてオイルピット発生を抑制するために、本発明にあ
っては第２スタンド以降の少なくとも２以上のスタンド
において上下ワークロールをクロスさせるのである。

【００２８】したがって、例えば５スタンドの場合第２
スタンドから第４スタンドまで本発明にしたがってワー
クロールをクロスさせれば、それらのワークロールが平
均粗さRa：0.4 〜0.6 μｍの表面粗さを有するものであ
っても、あるいは従来のように表面粗さが0.2 〜0.3 μ
ｍのものであっても、鋼板表面はすでに高光沢になって
おり、高光沢のステンレス鋼帯を製造できる。

【００２９】図１は本発明において使用する第２スタン
ド以降のワークロールの配置例を示すもので、図１(a)
は第２スタンド以降において上下ワークロールをクロス
したときのロール配置を説明する平面図であり、図１
(b) はその側面図である。

【００３０】図中、上下ワークロール１、２はそのロー
ル軸が、ステンレス鋼冷延母材３の通板方向に対して直
角方向を基準として、それぞれ反対方向に角度αだけ傾
斜している。このようなロール配置を上下ワークロール
をクロスさせるといい、角度αをクロス角度という。

【００３１】このような上下ワークロールのクロス配置
は少なくとも２スタンドで行えばよく、本例の場合、第
４および第５スタンドについては、必ずしも上下ワーク
ロールをクロスさせる必要はないが、最終スタンドを除
いて、それまでのスタンドについては上下ワークロール
をクロス配置とすることが好ましい。最終スタンドの上
下ワークロールをクロス配置としないのは、製品の平坦
制御のためであり、また、設備費の点からもメリットが
少ないためである。しかもクロス角に上限を設ければ、
最終スタンドにおいてクロス配置としなくても問題はな
い。

【００３２】また、ロール粗度がRa：0.2 〜0.6 μｍの
範囲においては、同一番手の砥石を使用でき、そのとき
の研磨条件を変更するだけで対処可能であるから、ロー
ル管理の上からもメリットがある。

【００３３】ここで、本発明において限定する各スタン
ドでのワークロールの表面粗度の影響を見るために、ま
ず、第１スタンドに粗度の異なるロールを用いて、かみ
止め試験を行い、第１スタンド通過後の鋼板粗度と、鋼
板表面の凹み面積率を調査した。なお、これらの圧延実
験は後述の実施例のそれに準じて行ったものであり、以
下においても同様である。

【００３４】結果は、図２および図３にグラフでまとめ
て示す。

【００３５】これらの結果から、第１スタンドのワーク
ロール粗度がRa：0.4 μｍ以上のとき鋼板表面の凹み面
積率が減少する。一方、第１スタンド通過後の鋼板粗度
はロール粗度Ra：0.4 〜0.6 μｍで極小値をもつことが
わかる。このときのRaの好適範囲はRa：0.4 〜0.5 μｍ
である。

【００３６】つまり、ワークロールの表面粗度Ra：0.4
μｍ未満では鋼板表面には、凹みが残り、一方ワークロ
ールの表面粗度Ra：0.6 μｍ超では鋼板表面にロール粗
度が大きく転写していることがわかる。

【００３７】次に、第２スタンドの上下ワークロールの
クロス角 (α) を変化させて、第２スタンドでの圧延後
の鋼板粗度、凹み面積率を調査し、第１スタンドにおけ
るそれと比較した。

【００３８】これらの結果は、図４および図５にグラフ
で示す。

【００３９】これらの結果より、第２スタンド以後でク
ロス角を 0.3°以上にすれば、第２スタンドにおける鋼
板粗度、凹み率をともに下げることができることが分か
る。

【００４０】しかし、クロス角＝ 1.6°超の場合につい
ては、図４、図５の結果からでは、あまり有為差がでな
いことがわかる。また、クロス角を余り大きくすると圧
延時に受ける大きなスラスト力等に耐えるため、装置を
大型化しなければならず、設備的にもコストがかかり好
ましくない。

【００４１】ところで、ゼンジミアミル圧延機を出た段
階での鋼帯の表面粗さは、平均粗さRaで0.15μｍ以下で
あり、このときの光沢度はJIS Z 8741光沢度測定法５(G
s 20°) によると300 以上である。

【００４２】したがって、本発明にあっても、タンデム
ミル圧延機を出た段階でのステンレス鋼帯の光沢度をゼ
ンジミアミル圧延機の場合と同等かもしくはそれ以上に
するには、第１スタンドで粗度Ra：0.4 〜0.6 μｍ、好
ましくは0.4 〜0.5 μｍのワークロールを使用し、第２
スタンド以後ではクロス角度0.3 〜1.6°の範囲でクロ
ス圧延を行うのである。

【００４３】図６は、第２スタンドから第４スタンドに
おけるワークロールのクロス角と得られるステンレス鋼
帯の光沢度との関係を示すグラフである。図中の条件
ないしは図７に示す通りであった。

【００４４】これらの結果から、第２スタンドから第４
スタンドまでのうちの少なくとも２スタンドでクロス角
0.3°以上のクロス角をつければ、最終スタンド圧延後
もゼンジミア圧延機のステンレス鋼帯の場合と同等以上
の著しく良好な光沢度を有するステンレス冷延鋼帯が得
られることが明らかとなった。

【００４５】以上のごとく、本発明によれば、多スタン
ドタンデムミルでステンレス鋼帯を圧延して、従来タン
デムミルでは全く不可能と考えられていたゼンジミアミ
ル圧延の場合と同等以上の高光沢度を有する鋼帯を得ら
れるのであり、その効果は特に顕著である。

【００４６】

【実施例】本発明例と従来例との実験条件を表１、表２
に示す。使用圧延油は合成エステル系であった。

【００４７】また、５スタンドのタンデムミルによる冷
間圧延の結果を表３に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表３】

【００５０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明にかか
る方法で冷間圧延した鋼帯を仕上げ焼鈍酸洗スキンパス
圧延して製品にした鋼帯は、従来のタンデムミル圧延の
場合では、到底不可能であったゼンジミアミル製品に比
較して、同等以上の良好な光沢度を有しており、高光沢
ステンレス鋼帯の製造に優れた効果を発揮するととも
に、ロール管理においてもメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) および(b) は、本発明によるワークロ
ールのクロス配置の概略説明図である。

【図２】第１スタンドのワークロールの平均粗さと第１
スタンド後の鋼板粗度の関係を示すグラフである。

【図３】第１スタンドのワークロールの平均粗さと圧延
後の鋼板表面の凹み面積率の関係を示すグラフである。

【図４】第１スタンド後の鋼板粗度と第２スタンド後の
鋼板粗度との関係をクロス角度に対して示すグラフであ
る。

【図５】第１スタンド鋼板表面の凹み面積率と第２スタ
ンド鋼板表面の凹み面積率の関係をクロス角度に対して
示すグラフである。

【図６】各スタンドロールと圧延後の鋼帯表面の光沢度
の関係を示すグラフである。

【図７】図６の条件ないしの説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステンレス鋼冷延母材を冷間タンデムミ
   ルで圧延するに当たり、第１スタンドにおいて平均粗さ
   がRa：0.4 〜0.6 μｍのワークロールで圧延し、後続の
   スタンドの少なくとも２スタンド以上においては、各ス
   タンドにおける上下のワークロールを 0.3°以上 1.6°
   以下の範囲のクロス角でクロスさせて、圧延することを
   特徴とする高光沢ステンレス鋼帯の製造方法。