JPS6016281B2 - 連続鋳造法により製造されたフエライト系ステンレス鋼のリジング改善方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造法により製造されたフェライト系ステ
ンレス鋼のＩＪジングを改善する方法、さらに詳しくは
フェライト系ステンレス鋼において連続鋳造時に鱗片断
面の凝固組織の５０％以上の等軸晶帯を有する鍵片を製
造した後、。

ール径を異にする作動ロールを組込んだ連続熱間圧延機
により熱間圧延を行い熱延鋼板とすることを特徴とする
連続鋳造法により製造されたフェライト系ステンレス鋼
のＩＪジング改善法に関するものである。ＳＵＳ４３鏡
網を代表鋼種とするフェライト系ステンレス鋼板は優れ
た加工性と耐食性を有し、且つ比較的安価であるためそ
の特徴とする美しい表面性状をいかして自動車用、電器
製品、厨房用品、建材用と広く使用されている。しかし
ながら、このフェライト系ステンレス鋼板は引張加工、
曲げ加工、プレス加工等の冷間加工を加えると、圧延方
向に沿ってリジングと呼ばれる凹凸が生じ著し〈成品の
商品価値を損うことが知られている。

このリジングを防止するため、成分、添加元素、凝固組
織に関するもの、熱間圧延および冷間圧延、焼錨方法に
関するもの等、多数の提案が行われているが、いずれも
フェライト系ステンレス鋼薄板の製造工程の一部に関す
るものであって、十分なりジング対策となり得ていない
のが実状である。

更に、連続鋳造鋳造材については殆んど効果的な手段が
存在しないのが現状であり、従来の鋼塊‐分塊圧延法に
比べ工程省略の可能な連続鋳造材による薄板の製造の実
用化が遅れているのが現状である。本発明者らは、ステ
ンレス鋼板製造プロセスを鋳造から最終焼鎚まで一貫し
た観点からリジング発生原因を検討し、連続鋳造材の効
果的なりジング改善策を見出した。

以下に本発明の内容を詳細に説明する。第１図に示すよ
うに、通常の成分を有するＳＵＳ４３０ステンレス鋼の
鋼塊‐分塊圧延法によるスラブイおよび連続鋳造法によ
る鏡片の等軸晶部口、柱状晶部ハより２仇蚊（厚）×５
仇舷（中）×５０豚（長）のブロックを切り出し１００
０℃似上の種々の温度に加熱冷却して結晶粒の大きさを
調整した後９５ぴ０に再加熱後３パスで３脚に熱間圧延
し熱延板とした。

次いで、この熱延板を通常に行っている方法と同様にし
て０．５肋の冷延鋼板を仕上げた。すなわち８００ｏｏ
で競錨後、中間焼雛をはさむ２回冷延法で冷延した。中
間蛾鈍、最終燐鈍は８２ぴ○で仕上げた。ブロックの一
部は熱延村と同じく９５ぴ０に再加熱後、取り出して加
熱時点の結晶粒の大きさを下記式により第１図に示す要
領で測定した。結晶雌ｄ＝善（燭）， ｎ：直線ＡＢを横切る結晶粒界の数 リジングの評価は０．５肋の冷延板より圧延方向に平行
なＪＩＳ ５号試験片を切り出し、２０％引張歪を加え
た後、表面に現われるリジングの凹凸を測定し、リジン
グ高とした。

リジングのピッチはリジング凹凸間の平均の距離で求め
た。以上の如く、ブロックサンプルについて熱間圧延、
冷延、蛾鈍等の処理を行った場合の加熱時の結晶粒径と
冷延板に生じたりジングのピッチの関係を第２図に示す
。

第２図からわかる如く、加熱時の結晶粒が大きくなると
ともに、冷延板に生じるリジングのピッチも大きくなる
こと、および加熱時の結晶粒で整理すると柱状晶も等鞠
晶でも現われるリジングのピッチは変らないことがわか
る。熱延板の顕微鏡組織観察によると、加熱時に存在し
た結晶粒は熱間圧延によって、単なる圧縮変形しか受け
ておらず層状の組織となっていることが観察された。

この層状の組織は集合組織的には＜１１０＞繊維組織で
あり、後の燐鈍以降の工程でも破壊しきれず、この影響
が冷延板まで残り、冷延板にはこの層状組織の大きさ、
即ち加熱時の結晶粒の大きさに対応したピッチを有した
りジングが、残存した層状組織の塑性的異方性により惹
起され生じることを見出した。又、第３図のＩＪジング
のピッチとりジング高さの関係図によると、リジングの
ピッチが大きくなるにつれてリジングの高さも大きくな
ることがわかる。

更に、リジングのピッチが大きい場合、リジングの高さ
のばらつきが大きくなっていることがわかる。これは加
熱時の結晶粒が大きく、生じる層状組織が粗大になると
、板厚内に存在する層状組織の数が減少し、リジングの
発生原因である層状組織間の重なり合い方に確率的な要
素が大きくなる結果、リジングのばらつきも大きくなる
と考えられ、この事実から層状組織の源となるスラブ内
の結晶粒の数を制御することが極めて重要であるとの結
論に達した。この点を工業的に達成するためには連続鋳
造銭片の凝固組織を細かくすることが必要であり、従来
の凝固組織における等軸晶化の提案は一つの方法である
がこれだけでは不十分である。例えば、電磁渡洋技術等
によって凝固組織の微細化を図っても、その結晶粒は高
々直径１〜１．５風であり、鋼塊−分塊圧延法によるス
ラブの結晶粒の大きさ０．５脚以下に比べ圧倒的に大き
いこと、およびスラブ断面の広い範囲にわたって等軸晶
化することは技術的にも困難であること、更に、凝固組
織を微細にするという思想に、銭片断面に存在する結晶
粒の数を増加せしめることにあるという認識が欠けてい
たため、鍵片の厚みをコントロールしておらず十分なり
ジング対策となり得なかったのが現状である。

本発明者らはこの知見をもとに鰭片の等軸晶率と鏡片の
厚みとの関係を検討し、銭片断面の等軸晶帯の比率を５
０％以上とし、銭片の厚みを望ましくは１３仇舷以上と
することが最適な条件であることを見出した。

このような条件はフェライト系ステンレス鋼の連続鋳造
銭片の段階で整えておくことにより、効果的に熱延加熱
時の結晶粒の増大、微細化を図ることを得、連続鋳造材
のｌｊジングを小さなピッチのみのものとすることに成
功した。

これが本発明の１つの要件である。更に本発明者らは、
このような技術を連続鋳造の銭片段階で施した後、熱間
圧延時にロール径を変えた１対の作動ロールを有する異
径ロール圧延機により熱間圧延を行うことにより、連続
鋳造材のりジング性を極めて効果的に改善できることを
見出した。

この異蓬ロール圧延機による熱間圧延が本発明の２番目
の要件である。次に本発明者らが行った実験結果を示す
。

Ｃ：０．０６１％、Ｓｉ：０．４８％、Ｍｎ：０．５２
％、Ｃｒ：１６４％、残部実質的にＦｅよりなる通常の
ＳＵＳ４３０鋼の連続鋳造鏡片の等鞠晶部より２物舷（
厚）×５仇舷（中）×５０側（長）のブロック謎片を熱
間圧延用として切出した。このプロック試片の平均の結
晶粒径は１．４劫肋であった。熱間圧延は上、下一対の
作動ロール径を下ロール径を一定とし、上ロール径をロ
ール径比で１〜０．５の範囲で変えたものを用いて行っ
た。

ブロック試片は１２０ぴ０に加熱後３パスで３帆の熱延
板に熱延した。この時、一部のブロックは加熱後、冷却
し、組織観察をし、結晶粒の大きさに変化が生じていな
いことを確認した。熱延板は８００℃で競錨後１回冷延
法で０．５肋の冷延板とした。最終の碗鈍は８２０ｑｏ
で仕上げた。リジング性の評価はこの冷延板より圧延方
向に平行にＪＩＳ５号引張試験片を切り出し、２０％引
張歪を加えた後、表面に現われるリジングの凹凸（うね
り）の高さｈを測定し、次の規準により評点付けを行い
評価した。リジング評点 リジング高さ（ｒ）ｌ
ｈＳＩ００ ０ １００＜ｈＳＩ５０ ｍ １５びくｈミ２００ Ｗ ２００くｈ その結果ロール異蓬率（％）（（Ｄｏ−Ｄ）ノＤｏ）×
１００（但し、Ｄｏ：大蓬ロール ロール径、Ｄ：小窪
ロール ロール径）とりジング高さの関係は第４図に示
すようにロール異蓬率が１５％以上になるとりジング性
が改善されることが判明した。

この異蓬ロールを用い熱間圧延することによる連続鋳造
材のＩＪジング改善は全く新しい知見である。

この知見に基ずき、複数台の圧延機群よりなる連続熱間
圧延機に一対の異蚤ロールを組み込み熱間圧延したとこ
ろ、連続鋳造材のりジング改善に顕著な効果が得られる
ことが確認できた。次に本発明者らが生産用の連続熱延
機の仕上圧延機に異窪ロール圧延機を組み込んで行った
実験結果を示す。Ｃ：０．０５９％、Ｓｉ：０．５２％
、Ｍｎ：０．４７％、Ｃｒ：１６５０％、残部実質的に
Ｆｅよりなる等藤晶率５２％を有する２１５柳厚の連錆
片を、１２００℃で加熱後、粗圧延機１台、中間圧延機
１台、仕上圧延機６台よりなる連続熱間圧延機により３
肌の熱延コイルに圧延した。圧延は仕上圧延機の４号ス
タンドに上作動ロールを非駆動４０８０のつ・蓬ロール
とし、下作動ロールを６６５０の駆動ロールとした（異
窪比３８．６％）の異径ロール圧延機を組み込んで、圧
下率を種々変更させて圧延を行った（銭片から熱延コイ
ルまでの圧下率は９８．６％と一定である。）等軸晶率
の算出方法は第５図に示す如き方法で行った。熱延コイ
ルは前述の条件と同機に１回冷延法で０．５柵の袷延コ
イルとした。

このコイルより圧延方向にＪＩＳ ５号試験片を切り出
し、２０％引張後、表面に現われるリジングの凹凸を測
定し次の如き規準で評価した。その結果第６図に示す如
く連続鋳造銭片の厚みと等藤晶率のコントロールおよび
異蓬ロール圧延により、２０％以上の圧下を加えること
の組合せにより、連続鋳造材のＩＪジング性は著しく改
善されることが判明した。

生産性の連続熱間圧延機は、粗圧延機および仕上圧延機
により構成されるが、仕上圧延機は一般に６〜７台の圧
延機で連続して構成されている。

そこで本発明の要件である異径ロール圧延を行うには特
公昭５１一４７４２１号公報に提示された方法および装
置を用いて行うことができる。このように本発明を構成
している異径ロール圧延は工業的に実際に可能な方法で
あり、顕著なりジング改善が達成できる工業的に有意な
圧延方法であるが、更に付言すると本発明は、米国特許
第３１２８２１１号明細書に記載されている低温圧延の
如く、熱間圧延中に圧延を中断し、８７０ｑｏないし７
６０℃の温度範囲に冷却する必要は全くなく、連続鋳造
銭片段階で厚みと等麹晶率をコントロールしておき、そ
の後適当な温度に鏡片を加熱し、異径ロール圧延機で圧
延し、その他の条件は通常どおりとして熱間圧延を行え
ば連続鋳造材のＩＪジング性を改善できるところに本発
明の大きな特徴と新規性があることがわかる。

次に異蓬ロール圧延によるリジング改善の作用効果につ
いて述べる。

一般に熱間圧延ではロールと材料間の摩擦状態は固着摩
擦と考えられており、ロールバイトで材料が変形を受け
る際にロールに拘束された変形を受ける。

通常の等径ロールによる圧延では、この拘束変形を受け
る領域は板表面のみで生じ、板の内部ではロールバイト
での拘束を受けない圧縮変形となり、板の大半は前述の
如く熱延加熱時の結晶粒が押しつぶされた粗い層状組織
となり、この層状組織はいわゆるく１１０＞繊維組織で
あり、冷延板までこの影響が残り、熱延加熱時の結晶粒
の大きさに依存したピッチと高さを有するリジングが現
われることは先に述べたとおりである。この煩向は通常
の等蓬ロールで熱間圧延を行う際、圧延温度および圧下
率等を変えても基本的に同様の煩向を示す。これに対し
、ロール径が１５％以上異るような異径ロールで２０％
以上の圧下を加えるような熱間圧延では、板厚方向で非
常に特異な変形を受ける結果、ロールで拘束された変形
が板の内部深くまで及ぶようになる。第７図は第６図中
の異径ロールの圧下率が、０，１０，２０，３０％で圧
延して熱鮭コイルを８００℃で焼鎚後、板厚方向に（２
００）面の反射強度の分布を測定し、（２００）面の反
射強度がランダムな試料に比べ３倍以下である部分の板
厚に占める比率を求め（これを有効拘束変形領域率と呼
ぶ）、異径ロール圧延の圧下率との関係で示した結果で
ある。

第７図に示す如く、本発明の必要条件とする異蓬ロール
圧延を行った場合、塑性的異方形の小さい有効拘束変形
領域が増加しており、異蓬ロール圧延によって板厚内部
まで効果的に歪が導入されていることがわかり、この結
果リジング性が改善されるものと考えられる。次に本発
明の構成要件の限定理由について述べる。

・本発明は連続鋳造銭片を用い熱延加熱
時の結晶粒の数と大きさを鏡片の厚みと等鼠晶率でコン
トロールした後、異径ロール圧延機で圧延することによ
って連続鋳造材のＩＪジング性を改善する発明であるの
で、本発明リジングが発生するフェライト系ステンレス
鋼全般に適用することができる。

すなわち、ＳＵＳ４１０，４３０，４父鋼は無論のこと
ＳＵＳ４３蛤等‘こ加工性を改善するためＡそを添加す
る場合があるが、このような場合においても本発明のリ
ジング改善効果は何ら変ることなく発揮される。又加工
性、耐食性向上を目的とし、鋼中Ｃ，Ｎを低めたフェラ
イト系ステンレス鋼、更にＴｉ，Ｎｂ等を添加したもの
、あるいはこれにＭｎ量を高め、溶接部の級性を向上せ
しめた高鞠性フェライト系ステンレス鋼等に広く適用す
ることができる。連続鋳造鏡片の等鞠晶率と銭片の厚み
のコントロールは本発明の要件の１つであり綾片断面の
等鞠晶率が５０％より低い場合効果的なりジング改善が
達成できない。

又鰭片の厚みが薄い場合、等麹晶率を高めても鏡片内に
存在する結晶粒の数が少なくなり、安定した効果が得ら
れないため、銭片の厚みは１３仇舷以上が望ましい。熱
延の加熱温度は、加熱時の結晶粒の大きさを支配し、リ
ジング改善効果の死命を制するものであり、加熱時に鋳
造の組織を成長せしめるような温度より低い温度に加熱
しなければならない。

本発明は連続鋳造銭片を圧延素材とするが故に、鋳造組
織が鋳造時の高い温度城で生じたものであるため加熱炉
で再加熱されても熱的な安定性は高く従って加熱温度は
１２５０℃以下にコントロールしておけばよい。熱間圧
延方法は本発明のもう一つの柱であり条件を厳密にコン
トロールしなければならない。

すなわち、一対のロ−ル径を異にする異径ロールによっ
て圧下を加えることにより、効果的に板厚内部までロー
ルで拘束された変形領域を広げ、層状組織をリジング改
善のために最良の状態にする必要がある。そのために複
数台から構成される連続熱延機において、このような異
径ロール圧延機は少なくとも１台組み込む必面があり、
複数台を組み込めばより大きな効果が得られる。作動ロ
ールの異径の程度は大径である標準径のロールに対し、
小径側は少なくとも１５％以上小さくしないと異律ロー
ルによる圧延効果が得られない。

異蚤ロールを組み込んだ圧延機による圧下率は２０％以
上を必要とし、この圧下率より小さい場合効果的なりジ
ング改善が達成できない。

庄下率を３０％以上とすると更に極めてよい効果が得ら
れる。異蓬ロール圧延機による圧延の効果は、比較的温
度が低い領域で圧延した方がより効果が発揮され、又圧
延時の作業性等から異蓬ロール圧延機を組み込んだ位置
は仕上圧延機とした。

連続熱間圧延においては銭片が加熱炉を出てから粗圧延
機、仕上圧延機と連続的に圧延されるので仕上圧延の温
度は主としてスラブの加熱温度に依存する。

本発明は加熱温度を１２５０つ０以下とすることにより
効果的にリジング性は改善されるが、仕上圧延機入側で
９５０ｑｏ以下とすると更によい効果が得られる。フェ
ライト系ステンレス鋼薄板は熱間圧延コイルを燐鈍後、
１回又は中間暁錨をはさむ２回以上の冷間圧延暁錨で製
造されるが、本発明法によれば熱延板までの工程で効果
的なりジング改善策を講じてあるので、特別な熱延板の
焼鎚方法あるいは袷延焼錨方法は全く必要とせず通常に
行っている方法で製造することにより、優れた改善効果
が得られる。

以下に実施例を挙げて本発明の効果を具体的に示す。

実施例 １ 第１表に示した成分を有するＳＵＳ４３槌鋼を第２表に
示すように１１０〜１９仇豚（厚）×１２６５肋（中）
の連続鋳造鉾片に鋳造し可逆式圧延機１台、中間圧延機
１台、仕上圧延機６台よりなる連続熱間圧延機により、
３．０の熱延コイルに圧延した。

仕上圧延機の作動ロールの標準直径は６６５肋ぐである
。異径ロール圧延機は下方の作動ロールを標準径を有す
るものを用い、上方の作動ロールを直径４０８柳？の径
小ロールとし、一対の異径ロール圧延機とした。この場
合のロール異蓬率は滋．６％である。この異怪ロール圧
延機を第２表に示す如く仕上圧延機の第４スタンドない
し第５スタンド‘こ組み込んで、第２表に示す条件で熱
間圧延した。第４スタンド、第５スタンド‘こ異蚤ロー
ルを組み込んだ場合、いずれも上側ロールを小窪ロール
とした。圧延した熱延コイルは８００ｑｏで８時間箱競
鈍し、次いで酸洗後、中方向に２分割し２本のコイルと
し、一方は１回袷延法（Ｉ ＣＲ工程と呼ぶ）で０．５
肋に、他方は中間競錨をはさむ２回冷延法（２ ＣＲ工
程と呼ぶ）で０．５側の冷延板とした。Ｉ ＣＲ工程の
最終燐鈍、２ ＣＲ工程の中間および最終暁鈍は８２０
ｏｏで仕上げた。リジング性の評価は、これらの冷延板
より圧延方向に平行にＪＩＳ５号試験片を切り出し、２
０％引張歪を加えた後表面に現われたりジングの凹凸を
測定し、次の評点法で評価した。なおＩ ＣＲ工程と２
ＣＲ工程とでは、ＩＣＲ工程の材質、リジング性が劣
るのは止むを得ないところであり、成品の用途により工
程を使い分けているのが一般的であり、上記リジングの
評価法も用途を踏まえた評価であり規準は異っている。

第２表より本発明法によるものは極めて効果的にリジン
グ性が改善されていることがわかる。

特に等麹晶率が高い場合異径ロール圧延の圧下率が高い
場合、又異径ロール圧延機を２組組み込んだ場合の改善
効果が極めて大きいことがわかる。第１表 実施例１
化学成分ｔ協 第２表 実施例 ２ 第３表に示す化学成分を有するＳＵＳ４父鋼を第３表に
示すように１１０〜１９０肋（厚）×１０５５岬（中）
の連続鋳造鏡片‘ｄ鋳造し、実施例１と同機の方法で圧
延し、０．５側の冷延成品としリジング性を調べた。

第４表に熱延条件、リジング性をまとめて示す。第４表
からも本発明法により連続鋳造材のりジング性が極めて
効果的に改善されており、本発明は優れた工業的手段を
提供するものであることがわかる。

第３表 実施例２ 化学成分 （Ｗｔ努） 第４表

【図面の簡単な説明】

第１図はスラブ又は鍵片の平均結晶粒を算出するための
測定要領を示す説明図でイは鋼魂−分魂圧延スラブ、口
は連続鋳造銭片等鞄晶部、ハは連続鋳造銭片柱状晶部を
示す図、第２図は加熱時の平均結晶粒とりジングピッチ
の関係を示す図表、第３図はリジングピッチとＩＪジン
グ高さとの関係を示す図表、第４図はロール異蚤率とＩ
Ｊジング評点の関係を示す図表、第５図は銭片の等鞄晶
率の算出方法を示す説明図、第６図は異隆ロールによる
圧下率とりジング評点の関係を示す図表、第７図は異蚤
ロール圧下率と有効拘束変形領域の関係を示す図表であ
る。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フエライト系ステンレス鋼薄板の製造工程において
   、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１２５０℃以下の温度に加熱後、複数台の粗圧延
   機、仕上圧延機群よりなる連続熱間圧延機の仕上圧延機
   に、異径比を１５％以上とした直径の異る作動ロールか
   らなる異径ロール圧延機を少なくとも１台組込んだ連続
   熱間圧延機により、当該異径ロール圧延機において圧下
   率２０％以上の熱間圧延を行い熱間圧延鋼板とすること
   を特徴とする連続鋳造法により製造されたフエライト系
   ステンレス鋼のリジング改善方法。