JPS6151612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はステンレス鋼について、従来工程の製
造方法よりも、より経済的に、能率的に優れた材
質の鋼板を製造するための連続鋳造スラブ（以下
単にCCスラブという）の新らしい処理法と熱延
板焼鈍方法に関するものである。 現在、ステンレス鋼のCCスラブは一旦常温ま
で冷却され、全面手入をされ、その後に加熱炉に
て1100〜1250℃の高温で３時間をこえる長時間加
熱が施され、熱間圧延機に供され、必要な板厚に
圧延される。しかしてこの高温加熱に要するエネ
ルギーと時間は莫大なものである。 そこで本発明の第１の目的は連続鋳造されたま
まの高温スラブをその顕熱を利用して再加熱時に
要する加熱エネルギーを極力軽減することにあ
る。第２の目的は上記のプロセスを現状と同じ材
質あるいは簡略な製造方法に活用することであ
る。 SUS430を中心とするフエライト系のステンレ
ス鋼薄板の製造プロセスにおいては、通常CCス
ラブを常温に冷却し、全面の手入を行なつた後
に、ホツトストリツプミル等の熱間圧延機の前方
にある加熱炉に装入して、昇温し所定の温度で保
定後、熱間圧延して、ホツトコイルとして巻取
る。その後コイルをバツチ炉で昇温し、800℃以
上に４時間程度保定後徐冷のような長時間のコイ
ル焼鈍工程を経て酸洗あるいはメカニカル方式で
デスケーリングし、冷間圧延後、最終焼鈍を経て
ステンレス薄板となる。ステンレス薄板の表面に
対する要求特性はきびしいため、CCスラブの表
面手入れはきびしく、全面平削がなされているの
が現状である。 ところが、連続鋳造関連の技術が向上して、
CCスラブを無手入のまま熱延にまわしても表面
欠陥を生じない程度にまで向上している。一方ス
テンレス薄板に要求される材質特性の点から、高
温のCCスラブを冷却することなく直接熱間圧延
に供したり、あるいは高温のCCスラブを保熱し
つつ熱間圧延機の前の加熱炉に装入して熱延する
場合の材質については全く解明されていない。特
に前述の長時間ホツトコイル焼鈍工程との関連あ
るいはホツトコイル焼鈍の短時間化、連続焼鈍
化、更には焼鈍省略化との関連は全く明らかにさ
れていない。 本発明者はこの点に関して種々の研究を重ねた
結果、本発明に到達した。すなわち重量パーセン
トで10％から20％のCrを含むフエライト系ステ
ンレス薄板の製造において、高温のCCスラブを
直接加熱炉を経ずに熱間圧延機にて熱延する（以
下CC−DRプロセスと称する）か、あるいは高温
のCCスラブを保熱しつつ、加熱炉に装入して復
熱後すぐに抽出し、熱間圧延機にて熱延する（以
下CC−ホツトチヤージプロセスと称する）ステ
ンレス鋼のCCスラブの処理法に関連するもので
ある。 以上の本発明に従つたCC−DRとCC−ホツト
チヤージプロセスにおいて（α＋γ）２相域に保
持される時間が３時間以内の場合には、通常実施
されているCCスラブを常温に冷却し、再加熱し
て熱延するプロセス比較して、ホツトコイル焼鈍
の条件を30分程度以内、あるいは急速加熱の連続
焼鈍等の短時間の焼鈍や、更には焼鈍を省略して
も、かえつて冷延製品板の加工性が向上すること
を見出したもので、本発明は加工性のすぐれたス
テンレス薄板を省工程でかつ省エネルギープロセ
スで製造することが出来る点に大きな特徴を有し
ている。 以下に本発明の詳細について述べる。 第１図はFe−Cr系フエライトステンレス鋼の
Ｃ＝0.05％の場合の断面状態図である。10〜20％
Crのステンレス鋼は、δで凝固後1300〜900℃域
でα＋γ２相域を通り、900℃以下ではγが消
え、α＋炭化物組織となる。18Cr鋼を冷片か
ら、再加熱で1000〜1200℃に加熱し、保定する場
合には、昇熱過程から保定過程を通して（α＋
γ）相領域に長時間保持されることになり、この
間に平衡状態図に従つて、α相、γ相のCr濃度
等に相当の差を生ずる。こうして（α＋γ）相域
の保持工程は、α相、γ相へのCr、Ｃ等の分離
工程と考えられる。一方CC−DRの場合には鋳片
の凝固時に（α＋γ）域を通過するのみで（α＋
γ）域に保持される時間は極めて短かく、α相、
γ相のCr等の平衡濃度差は再熱プロセスよりも
小さいと予想される。こうして両プロセスによる
α相、γ相には成分偏析等の差異が生じているも
のと想定され、熱間圧延→熱延板焼鈍→冷延→最
終焼鈍を経て製造するフエライト系ステンレス鋼
薄板の製造プロセスに好ましい影響を持つことが
期待された。 そこで本発明者は次のような工程で上記の効果
を調査した。11〜19％Crの通常のフエライト系
ステンレス鋼を溶製し、90mm厚×250mm巾×500mm
厚の扁平の銅塊２本に分注し、一方の鋼塊はただ
ちに熱間圧延機に運びすぐに熱間圧延機で４mm厚
まで熱延した。熱延時の温度は1110℃であつた。
フエライト系ステンレス鋼はCC−DR法でも熱延
時割れは発生しない。他方の鋼塊は常温まで冷却
後、加熱炉に装入し、所定温度（1150℃）に加熱
後２時間の保守時間を取つて鋼塊の温度を均一化
した後４mm厚に熱延した。熱延条件は両プロセス
共同一でリバース方式の８パスとし、平均圧下率
を30〜40％／パスとし、750℃以上で仕上げた。 その後熱延板は850℃で０〜４時間まで時間を
変えて空冷する熱延板焼鈍を施した。その後酸洗
あるいはメカニカルデスケーリングした後１mm厚
まで冷間圧延し840℃×２分空冷の最終焼鈍をし
て薄板を製造した。 薄板の特性はJIS5号引張試験片を使用して、リ
ジング特性、特性等を調査した。17Cr系の
SUS430についての調査結果は第２図の通りであ
る。特性については再熱プロセスの場合は850
℃での焼鈍時間が長い程良くなるが、CC−DRプ
ロセスでは焼鈍時間の依存性が小さく、短時間焼
鈍もしくは焼鈍なしではCC−DRプロセスの値
の方がすぐれている。 リジング特性についても同等で、CC−DRプロ
セスは短時間焼鈍もしくは焼鈍なしの場合には再
熱プロセスよりもすぐれたリジング特性が得られ
ることを示している。こうして当初の推定通り、
CC−DRプロセスでは（α＋γ）２相域の保持時
間が短かく、不安定なγ相を生じて、熱延中の分
解あるいは熱延板焼鈍中の分解が早く、したがつ
て所定の特性を得るための熱延板焼鈍時間を短縮
した場合にはむしろ再熱工程よりすぐれた特性を
示し、熱延板焼鈍を省略しても特性の劣化が少な
いことがわかつた。 以上の点を更に詳細に検当するため、CCスラ
ブを型抜き後表面温度を1000〜400℃の範囲に空
冷した後、1100℃に保定した加熱炉で復熱し、表
面温度が1100℃到達後の保持時間を０から３時間
まで変えて、同様に熱延した。このようなホツト
チヤージ方式の結果、加熱炉中の1100℃保定時間
が短かい場合にはCC−DRプロセスに近く、保定
時間が３時間になると、再熱プロセスの特性に近
づくが基本的には第２図の傾向がが確認された。 以上の通り本発明はフエライト系のステンレス
鋼の連続鋳造鋳片の保有する顕熱を最大限に生か
して、高温のCCスラブを直接熱間圧延機にて圧
延するCC−DR法、あるいは高温のCCスラブを
保熱しつつ加熱炉に装入して復熱させた後に熱間
圧延機にて熱延するCC−ホツトチヤージ法にお
いては、スラブが（α＋γ）２相域に保持される
時間が通常の再加熱法よりも短かく、したがつて
α相、γ相のCr、Ｃ等の分布挙動に差を生じ、
これがα相、γ相の安定度に変化を生じ熱延板焼
鈍を短時間化あるいは省略しても冷間加工性のす
ぐれた薄板の製造を可能にしていることをはじめ
て明らかにしたもので、この知見によりCC−DR
プロセス、CC−ホツトチヤージプロセスと短時
間の熱延板焼鈍や連続焼鈍更には焼鈍省省略とい
つた、極めて省工程で省エネルギー工程において
も、加工性にすぐれたステンレス鋼薄板の製造が
可能になるという実用上の意義を有している。 以下に本発明の限定理由について述べる。 Crを10％から20％にした理由はＣ％やＮ％に
よつて影響を受けるが、高温で（α＋γ）の２相
域が出現し、本発明の考え方が適用される範囲が
Cr10％から20％のためである。 CC−ホツトチヤージプロセスにおいて400℃を
切ることなく保熱する理由は400℃程度以下にな
ると、省エネルギーの点で効果が小さくなるため
で、材質面での限定根拠はない。 CC−DR法、CC−ホツトチヤージプロセスで
（α＋γ）域に加熱される時間を３時間と限定し
たのは３時間を超えるとホツトコイル焼鈍条件を
変えても材質的に特色がなく、省エネルギーの点
でも再熱プロセスとの利点が小さくなるからであ
る。 ホツトコイル焼鈍条件はなるべく短時間化、連
続焼鈍化あるいは省略したい。30分を超える焼鈍
工程では材質が劣化しかつ上記の目的にも合致し
ない。焼鈍温度を800〜1050℃としたのは800℃未
満では焼鈍の意味がなく、1050℃を超えると短時
間でも硬化して材質が劣化するためである。 以下に本発明の実施例について述べる。 転炉と真空処理炉にて通常のSUS430鋼を溶製
し、連続鋳造により250mm厚のスラブＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ（成分Ｃ：0.05％、Si：0.31％、Mn：0.50
％、Cr：16.8％、Ni：0.11％、Al：0.09％、Ｎ：
0.012％）を得た。連鋳機出側でＡ、Ｂ、Ｃのス
ラブの上面及び側面に断熱材をかぶせて放熱を防
ぎ、高温スラブを作つた。この高温スラブを連続
熱延工場へ運搬し、端部と中央部の温度差をスラ
ブ自身の復熱によつて少なくするため保温カバー
内に10分間保持した状態で待ち、その後保温カバ
ーを取り外し、ただちにＡスラブは連続熱間圧延
を行ない３mm厚の熱延板に仕上げた。Ｂスラブお
よびＣスラブはカバー取外し後、加熱炉に装入
し、炉温1150℃まで急速加熱を行ない、スラブが
均一に1100℃になつた段階ですぐＢスラブを抽出
し、ただちに熱間圧延を行ない３mm厚の熱延板に
仕上げた。更にＣスラブは1150℃で２時間保持し
た後に抽出し熱間圧延を行ない３mm厚の熱延板に
仕上げた。 断熱材をかぶせた時点からＡスラブの圧延開始
までに要した時間は35分であり、カバー取り外し
時のスラブ表面温度は1090℃であつた。熱間圧延
仕上り温度はＡ、Ｂ、Ｃスラブ共800〜850℃、捲
取温度は500〜600℃である。 このようにして連続熱間圧延した３mm厚のホツ
トコイルを焼鈍条件を変え、脱スケール、研磨、
冷延、焼鈍の工程を経て0.70mm厚の製品とし特性
調査を行なつた。研磨工程は通常材よりも更に１
〜２回余分に必要であつた。 一方同じ溶鋼から得られたＤスラブは連続鋳造
後、従来工程通り、一度冷片とした後昇温し、
1100℃３時間30分の再加熱を行ない、その後同様
に熱延して３mm厚のホツトコイルとした。熱間圧
延の仕上り温度は800〜850℃、捲取温度は500〜
600℃であつた。 以後はＡ、Ｂ、Ｃスラブからのホツトコイルと
同工程を通し、材質比較を行なつた。材質試験は
製品薄板からJIS5号引張試験片を圧延方向、圧延
方向に直角方向、圧延方向に45゜方向の各々から
採取し、15％歪を加えて後ｒ値をそれぞれr₀，
r₉₀，r₄₅として求め通常の方法でを計算した。
リジングは圧延方向から採取したJIS5号引張試験
片に15％歪を加えた後、粗度計で表面の凹凸を測
定しリジング高さを求めた。 この結果、CC−DRに近いＡスラブ、CC−ホ
ツトチヤージプロセスのＢスラブ、CC−ホツト
チヤージプロセスで保守時間を長く取つたＣスラ
ブの順に（α＋γ）域に加熱される時間が長くな
り、それと共に長時間焼鈍プロセスでは特性が向
上して、再加熱プロセスのＤスラブの特性に近く
なつている。ところが逆に短時間焼鈍や焼鈍省略
の場合には（α＋γ）域の加熱時間が短かいもの
の方が両特性共にすぐれ、いづれも再加熱プロセ
スのＤスラブの特性を越えるものとなつている。
なおその他の引張特性、曲げ特性等はＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄスラブ共ほとんど差はなかつた。 以上の通り実施例においても本発明の効果が立
証された。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図はＣ；0.05wt％におけるFe−Cr系平衡
状態図、第２図はSUS430鋼について、熱延板焼
鈍時間（850℃での）が、値、リジング高さに
およぼす影響を、従来プロセス（再熱プロセス）
と本発明に従つたプロセス（CC−DRプロセス）
について示す図（焼鈍後空冷）である。 第１図において：●＝γ、●＝γ＋α、〓＝α
＋κ、〓＝α＋γ＋κ_１、▼……変態開始（膨張
計による測定）、▲……変態終了（膨張計による
測定）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、10％から20％のCrを含むフエラ
   イト系ステンレス鋼を連続鋳造した後、直接熱間
   圧延するか或は400℃以下に温度降下せしめるこ
   となく保熱若しくは加熱して熱間圧延するに際
   し、連続鋳造スラブが（α＋γ）域に置かれる時
   間が３時間を越えないように保熱或は加熱した
   後、熱間圧延し、次いで短時間焼鈍を行うか又は
   熱延板焼鈍を省略して冷間圧延し、最終焼鈍する
   ことを特徴とする加工性のすぐれたフエライト系
   ステンレス鋼板の省工程製造法。 ２ 熱間圧延後800℃〜1050℃の温度で30分以内
   の熱延板焼鈍を行なう特許請求の範囲第１項記載
   の加工性のすぐれたフエライト系ステンレス鋼板
   の省工程製造法。