JPS6221404A - ３層ステンレスクラツド鋼スラブの熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、３層ステンレスクラッド鋼帯・鋼板製造の分
野に属する技術であり、特にトリミングロス（幅歩留）
減少に著効を示す３層ステンレスクラッド鋼スラブの熱
間圧延方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、３層ステンレスクラッド鋼帯・鋼板の製造技術と
しては、ステンレス鋼等の芯材を炭素鋼等の溶鋼で鋳く
るんだり、炭素鋼等のスラブ上にステンレス鋼等の肉盛
溶接を施したりして炭素鋼等の表・裏にステンレス鋼を
合体させた所謂３層のステンレスクラッド鋼スラブを製
造し、ついでこれを熱間圧延することによって所望板厚
さ鋼帯・鋼板としてい。

こうして得られた３層ステンレスクラッド鋼スラブの熱
間圧延に当たっては、第２図に示すような［ステンレス
鋼（ＳＵＳ３０４）−炭素鋼−ステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４）　Ｊからなる３層ステンレスクラッド鋼スラブＳ
を界面剥離を起こさせることなく、また銅帯等のトリミ
ングロスが最小となるように、次工程の要求する銅帯サ
イズまで圧延することが極めて重要であり、同時に、例
えば上記の如く第２図の５ＵＳ３０４からなる合わせ材
１と炭素鋼からなる母材２とを完全に圧着させねばなら
ないという重要な目的を持っている。

しかしながら、現在まで３層ステンレスクラッド鋼スラ
ブの熱間圧延法に関しては未だ有効な手段が提案されて
いない。すなわち、通常のスラブの熱間圧延のように、
圧下率が２０％を超えるような高能率の圧延を実施する
と、変形抵抗の小さい母材炭素鋼の部分が銅帯の耳部か
ら大きく飛び出して良品ロスの増大を招くことになった
り、熱間圧延中特に粗圧延の初期に合わせ材１．１′と
母材２との界面が剥離する現象を招き、そのために合わ
せ材１．１′と母材２の熱膨張差により隙間が大きくな
り熱間圧延を継続することが不可能となるというような
欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、通常熱間圧延においては、粗圧延段階
では、ワークロール径と被圧延材の各パスの入側板厚と
の比すなわち板厚比に関係なく各パスとも２０％を超え
る高圧下率でスラブ圧延を実施している。そのためスラ
ブ断面は、第３図に示すようなシングルバレルとなるが
、これは圧下率が大きいため圧下の浸透が中心近傍にま
で及ぶためである。また、スラブの噛み込み先後端は、
第４図（イ）、（ロ）に示すように圧延用ロールに拘束
されてコーナ一部が張り出した形状に変化する。また、
噛み込み先後端での厚み方向の塑性変形挙動を観ると厚
み中央が凸形となる変形を起こしている。

要するに３層ステンレスクラブト鋼スラブの圧延は、例
えば、ステンレス鋼と炭素鋼とのクラッドの場合、合わ
せ材の８１１５３０４よりも母材の炭素鋼の方が熱間で
の変形抵抗が小さいので、通常のスラブの熱間圧延に比
較すると、より複雑で極端な塑性変形が起こるのである
。また被圧延クラツド材幅方向についてみると、第４図
の（ロ）に示すように母材２の炭素鋼の部分がより多く
幅方向に拡がったメタルフローとなっている。

さらに不用意な幅方向の圧延がなされると、厚み圧延に
よって幅拡がりを生じた被圧延クラツド材は、エツジ近
傍にトンクボーンと称する厚みの増加する塑性変形挙動
が起こって剥離を助長することになる。そして、かかる
現象が、合わせ材１゜１′と母材２との界面における剥
離を惹起し、鋼板・綱帯のトリミングロスの増加および
クラツド比の不安定要因となるのである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らの研究によれば、従来技術における上述した
欠点を解消するためには、少なくとも粗圧延の段階にお
いて、スラブの先・後端および両側面部分の複雑な形状
の変化を最小にすればよいということを知見した。

そのために本発明は、３層ステンレスクラッド鋼スラブ
の熱間圧延にあたり、粗圧延段階における圧延をワーク
ロール径と被圧延材の各パス入側板厚との割合を示す板
厚比が５．０〜１０．０になる条件下では圧下率を９％
〜１８％の範囲内で行う一方、上記板厚比が１０．０を
趨える条件下での圧下率を３６％以下に制御し、かつ熱
間圧延幅がスラブ幅の５１１１ＲＩ以上になるように圧
延することを特徴とする３層ステンレスクラッド鋼スラ
ブの熱間圧延方法を上記課題手段として提案する。

すなわち、本発明法は２００±５０１Ｉｌｆｆｌ厚程度
の３層ステンレスクラッド鋼スラブの熱間圧延に当たり
、粗圧延の段階では、スラブの断面形状がほぼ矩形断面
形状のまま変形し減厚するような圧延法を採用すること
によって従来技術の上述した問題点を克服するようにし
たのである。

（作　用） 第５図（イ）は、３層ステンレスクラッド鋼帯幅方向の
断面図を示すものである。３層クラッド鋼帯５の例えば
５ＵＳ３０４からなる合わせ材１，１′と炭素鋼からな
る母材２の状態をみると、合わせ材１．１′よりも母材
２の方が長さｘｌにわたって幅方向に飛び出し非クラッ
ド部３が認められる。

第５図（ロ）は、同様に３層ステンレスクラッド綱帯幅
方向の断面図を示すものであるが、熱間圧延を実施する
ことができたものの、トリミングを実施する段階で、合
わせ材１．１′よりも母材２が幅方向に飛び出して非ク
ラッド部３を形成しているのはもちろん合わせ材１．１
′の耳部において、長さｘ２にわたって母材２との剥離
部４．４’、５゜５′が認められた。

スラブの熱間圧延における塑性変形挙動は前述の通りで
あり、特に３層ステンテレスクランド鋼スラブの熱間圧
延においては、単に高能率の厚み圧延や不容易な幅方向
の圧延を行うと、クラツド比を不安定にしたりトリミン
グロスを増大させるばかりか剥離を助長し熱間圧延がで
きないことになる。

そこで本発明者らは、かかる問題点をふまえ、３層ステ
ンレスクラッド鋼スラブの熱間圧延の最適条件を見出す
ために数多くの実験を行った。すなわち、粗圧延の段階
に着目したところ、３層ステンレスクラッド鋼スラブの
断面形状の変化がほぼ矩形状態で変形する適正な圧延ス
ケジュールというのがあることをつきとめ、この条件で
熱間圧延をした場合、上述した剥離現象が完全に防止で
きると共に母材の耳部からの飛び出し量を最小に制御し
得て完全な圧着が実現できることがわかった。

以下にかかる粗圧延条件について説明する。本発明の圧
延スケジュールとは、熱闘圧延の粗圧延の段階における
ワークロール径と被圧延材の各パスの入側板厚との比；
すなわち、「板厚比」が５．０〜１０．０における領域
での圧下率を９％〜１８％の範囲に制御し、また上記板
厚比が１０．０を超える領域における粗圧延での圧下率
を３６％以下とし、熱間圧延幅をスラブ幅に対し５ＩＩ
Ｉｍ以上となるように制御することである。

圧延スケジュールについてのかかる限定理由は以下のと
おりである。

２００±５０Ｒ１１１厚程度の３層ステンレスクラッド
鋼スラブの熱間圧延において、板厚比が５．０〜１０．
０における領域の厚み圧下率を９〜１８％とした理由は
、まず下限の９％は第３図（ロ）に示すようにダブルバ
レル状の形状に変化しないで圧着しつつ矩形断面形状と
なる圧下率である。なお、これより小さい圧下率では、
パス回数の増加により被圧延材の温度低下を招き、圧延
の進行が極めて困難となり実施できない。一方、上限の
１８％は、第３図（イ）のようなシングルバレルとなら
ずにかつ剥離せずほぼ矩形断面形状変化を起こし、さら
に母材からの飛び出し量を抑止するために経験値により
導いた好適値で、そしてそれ程生産性を損なわない上限
値である。これより大きな値となると、母材の耳部から
の飛び出し量が多（なり、剥離が発生することがある。

上記板厚比が１０．０を超える領域での粗圧延の圧下率
を３６％以下にする理由は、この領域における被圧延材
の入側板厚は温度降下を伴って減少しており多少圧下率
を大きくしても、母材からの飛び出し絶対量が少なくな
り、しかもすでに十分な圧着が確保されているため剥離
現象が起こらないので通常採り得る最大の圧下率で圧延
しても良いことから、３６％以下としたのである。もっ
ともこれより大きな圧下率での圧延では、ワークロール
の表面肌を損なうことがあり、製品表面品質を低下させ
る現象が発生する。また、設備的限界からも制約される
。

この領域での下限については、品質上の問題はないが、
圧下率が小さすぎると実質的にパス回数が増大し生産性
を低下させるし、温度が低下して実用的ではないので実
際上は２０％以上で実施するのが好ましい。

つぎに、熱間圧延幅をスラブ幅に対し５１ＩＩ１以上に
する理由について述べる。通常の熱間圧延幅は、スラブ
幅と同等かスラブ幅よりも小さい幅；すなわち幅圧下圧
延を行ってコイル内の幅変動を少なくしたり、スラブの
幅集約等を実施している。しかし、３層ステンレスクラ
ッド鋼スラブの熱間圧延において、厚み圧延によって生
ずる幅拡がり量を含めて、幅圧下圧延を不用意に実施す
ると、被圧延材のエツジ近傍にドックボーンと称する厚
みが増加する苧性変形となって、合わせ材と母材との剥
離現象が起こったり、剥離を助長したりする。

そのため、３層ステンレスクラッド鋼の熱間圧延時の幅
圧下量は最小にし、幅圧下圧延が極めてわずかなものに
なるようにする必要がある。すなわち、熱間圧延幅はス
ラブ幅よりも５ａｍ以上になるように制御して、上述の
板厚比と圧下率を満足する範囲とすることで、良品歩留
の良好な健全な３層ステンレスクラッド鋼帯・鋼板を得
ることができるのである。

なお、３層ステンレスクラッド鋼スラブの熱間圧延幅の
制御は、エツジヤ−の開度を熱間でのスラブ幅＋５１１
１ｍのまま設定しておいても良く、被圧延材に極めてわ
ずかに塑性変形を与える程度のエソジャー開度設定とし
ても良い。

上述の限定理由を要約して第１図に示す。

（実施例） 第２図に示すような、合わせ材１がステンレス鋼で母材
２が炭素鋼からなる厚みが１８０ｍｍで、幅が１０８０
ｍｍの３層ステンレスクラット鋼スラブを、本発明法と
従来法に従ってそれぞれ４ｍｍ厚のクラツド鋼帯に熱間
圧延した。粗圧延における本発明法と従来法を対比して
示すと第６図のようになった。仕上圧延は従来通りの方
法で行った。即ち、第６図は、３層ステンレスクラッド
鋼スラブの熱間粗圧延機群における粗圧延の進行によっ
て厚みが減少して行く過程の各パス毎の圧下率を示した
ものである。

従来法によるものを黒丸印の実線で結ばれる線で示し、
−古本発明法による熱間圧延法の圧下率は、白丸印の破
線で結ばれる線取下の範囲となる。

本発明法に従う方法によれば、３層ステンレスクラッド
鋼スラブの熱間圧延により、厚み方向に圧下を加えたと
きに起こる断面形状の変化や剥離現象を生ずることなく
、トリミングロスの少ない３層ステンレスクラッド鋼帯
・鋼板が得られる。第１表は本発明熱間圧延法により圧
延した実施例と従来熱間圧延法に従って圧延した比較例
に基づいく３層ステンレスクラッド鋼を製造した結果を
示す。

第１表かられかるように・比較例１，２は、合わせ材と
してＪＩＳ規格５ＵＳ３０４を用い従来法（第６図のＡ
）で粗圧延した例である。比較例１は仕上圧延後の板幅
を１０７０ｍｍとして、元のスラブ幅１０８０ｍｍより
１０ｍｍ小さく圧延し、比較例２は１０９０ｍｍとして
元のスラブ幅１０８０ｍｍより１０ｍｍ大きく圧延した
例である。

これに対し実施例１は、合わせ材として５ＵＳ３０４を
用い、第６図のＢに従う本発明法で粗圧延した実施例で
あり、仕上圧延後の板幅を１０９Ｏｎ＋ｍに圧延したも
のである。

実施例と比較例とを対比すると、母材の飛び出し量と合
わせ材の剥離量とに顕著な効果の差がでていることが判
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、３層ステンレスク
ラッド鋼帯・銅板の良品採取率を大幅に向上させること
ができた。例えば上記実施例か°ら判るように、炭素鋼
の幅方向への飛び出し量と、母材と合わせ材との剥離部
とを除去した率で示される幅歩留りについて見ると、ト
リミングロス率（幅歩留）； は、比較例においては幅圧延量の配慮をしても９０．８
〜９４．６％であるのに対し、本発明熱間圧延法による
実施例では、９８．３〜９８．５％の値が得られ、３．
７〜７．７％もの差異が生じ、本発明法の効果が顕著で
あった。とりわけ本発明法によれば、熱間圧延時の剥離
現象が完全に防止されることによって、圧延時の安全性
が保証され、生産性が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法についての説明図、第２図は、クラ
ツド鋼スラブの部分斜視図、第３図（イ）、（ロ）は、
厚み圧延をしたときのクラツド板断面図、 第４図（イ）、（ロ）は、厚み圧延をしたときのクラツ
ド板端面についての形状特性を示す線図、第５図（イ）
、（ロ）は、圧延欠陥のもようを示す断面図、 第６図は、圧下率と厚み減少の関係について、本発明法
と従来法とを比較して示すグラフである。 １、ビ・・・合わせ材　　　２・・・母材３・・・非ク
ラッド部（飛び出し部） ４．５・・・剥離部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、３層ステンレスクラッド鋼スラブの熱間圧延にあた
   り、粗圧延段階における圧延をワークロール径と被圧延
   材の各パス入側板厚との割合を示す板厚比が５．０〜１
   ０．０になる条件下では圧下率を９％〜１８％の範囲内
   で行う一方、上記板厚比が１０．０を超える条件下での
   圧下率を３６％以下に制御し、かつ熱間圧延幅がスラブ
   幅の５ｍｍ以上になるように圧延することを特徴とする
   ３層ステンレスクラッド鋼スラブの熱間圧延方法。