JPS6328829A - Ｃｒ系ステンレス鋼薄板の製造方法 - 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、重量％でＣｒを５〜１８％、Ｃを０、２％以
下含有するマルテンサイト系或はフエライト系ステンレ
ス鋼薄板の新しい製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、１３％Ｃｒ、０．０８Ｃに代表されるマルテンサ
イト系ステンレス鋼或はｍｍ％Ｃｒ系で含Ｔｉ鋼のよう
なフェライト系ステンレス鋼薄板の製造においては、連
続鋳造鋳片（ＣＣ鋳片）を熱間圧延し、巻き取り後、熱
間圧延組織やマルテンサイト組織を焼鈍によって軟化再
結晶させた後、酸洗、デスケーリングし、次いで研削に
よって鋼帯の表面欠陥を除去し、然る後冷間圧延、最終
焼鈍、酸洗を行うプロセスによって製造されて来た。

就中、マルテンサイト系ステンレス鋼は、熱間圧延後の
冷却時にマルテンサイト化して硬く、従って熱延板焼鈍
においては、特開昭５９−１５３８３０号公報、特開昭
５９−１５３８３２号公報に開示されているように、バ
ッチ焼鈍と呼ばれる、ステンレス鋼帯をコイル状のまま
で８００℃以上の温度域に数時間以上保持し冷却すると
いう、非能率な製造方法を余儀無くされて来た。このよ
うに長時間熱処理すると、酸化スケールが厚く生成しデ
スケーリング性も劣化し、デスケーリング後の鋼帯表面
は、粗度が太き（従ってコイル研削工程（鋼帯表面を研
削する工程）で表面の欠陥を除去した後に冷間圧延する
ことが必要であった。

このように、従来技術においては、低Ｃｒ領域のフェラ
イト系或はマルテンサイト系ステンレス鋼薄板の製造に
あって、熱延板焼鈍工程やコイル研削工程は不可欠であ
った。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、ステンレス鋼薄板の新しい製造方法として普
通鋼薄板と同様に、熱間圧延後の焼鈍工程を省略し、さ
らに、酸洗、デスケーリングを行った後に遂行される、
コイル研削工程を省略し、大径のロールを用いるタンデ
ム冷間圧延法による高能率なステンレス鋼薄板製造方法
を提供することを目的としてなされた。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とする処は、重量％で、Ｃｒ：５〜１８％
を主要合金元素として含有するマルテンサイト系或はフ
ェライト系ステンレス鋼薄板の製造方法であって、熱間
圧延鋼帯の長さ方向および幅方向中央部分の巻き取り温
度を、８００〜６００℃とするとともに熱間圧延におけ
るランアウトテーブルでの鋼帯冷却水量を、鋼帯の長さ
方向および幅方向部位に応じて個別に制御し、鋼帯巻き
取り中および巻き取り後の復熱によってコイル全体の軟
化或は焼戻しの進行を均一化することによって、熱延板
焼鈍工程を省略し、次いで鋼帯のデスケーリングにおい
て、硫酸或は塩酸を主成分とする酸洗液で、鋼帯表面層
を片面当り１０マイクロメートル以上溶削し、コイル研
削工程を省略若しくは簡略化し、然る後、冷間圧延する
ことを特徴とするＣｒ系ステンレス鋼薄板の製造方法に
ある。

以下に、本発明を説明する。

発明者等は、重量％で、Ｃｒを５〜１８％含有するマル
テンサイト系或はフェライト系ステンレス鋼薄板の製造
プロセスにおいて、熱延板焼鈍工程やコイル研削工程を
省略するとともに、高能率下に冷間圧延が可能なプロセ
スについて研究を進めた。その結果、次の問題を解決し
なければならないことが判明した。

即ち、現状のバッチ方式の熱延板焼鈍工程を省略するた
めには、熱間圧延後の鋼帯巻き取り過程で、後の工程の
冷間圧延に支障のない程度に鋼帯を軟化させることが必
要である。

さらに、熱延板焼鈍工程を省略したとしても、銅帯は、
熱間圧延工程での巻き取り後、メカニカルデスケーリン
グを施しさらに酸洗してデスケーリングを行なうが、酸
洗液によっては、銅帯表面に粒界腐食を発生させる。か
くして、粒界腐食を生じた部分は、冷間圧延工程におい
て、たおれ込み鋼帯表面にかぶさりを生じて、製品表面
における欠陥（ゴールドダスト）となり、光沢を劣化さ
せる。

従って、コイル研削工程の省略を可能ならしめるために
は、粒界腐食の防止が不可欠となる。

一方、熱間圧延後の銅帯表面には、平均値で、１０μｍ
程度の脱炭層が生成することがある。この脱炭層を残し
たまま鋼帯を冷間圧延し、焼鈍、酸洗すると、最終酸洗
工程で、粒界腐食状の光沢不良が発生する。

従って、鋼帯表面における脱炭層の生成を防止するか或
はこれを溶削することが必要となる。

このように、Ｃｒ：５〜１８％を含有するステンレスｌ
ｉｔ、就中、マルテンサイト系ステンレス鋼の熱延板焼
鈍工程を省略しかつ、コイル研削工程を省略若しくは簡
略化して、十分な冷延性ならびに、材質および表面性状
を確保するには、■　熱延板焼鈍工程省略のための、熱
間圧延鋼帯の巻取り条件 ■　鋼帯における粒界腐食を防止するための酸洗条件や
熱間圧延鋼帯の巻取り条件 ■　熱間圧延鋼帯表面の脱炭層の生成防止および溶削条
件 が明らかにされねばならない。

発明者等は、実験を伴なう研究を重ねた結果、先ず熱延
板焼鈍工程の省略のための熱間圧延鋼帯の巻取り条件と
しては、鋼帯の長さ方向、幅方向における中央部が８０
０〜６００℃の温度域で、銅帯を巻取ると、巻取られた
コイルの内部は復熱して、軟化や焼戻しは十分に進行す
るけれども、銅帯の頭端部や尾端部或は幅方向側縁部は
、鋼帯が巻取られコイルとなった後も復熱が不十分で硬
化しており、この硬化部分は、後の冷間圧延工程で問題
となる。

従って、本発明のプロセスにあっては、銅帯の頭部およ
び尾部ならびに両側縁部を相対的に高温の状態にして鋼
帯を巻取る。

このため、本発明のプロセスにあっては、銅帯を熱間圧
延後、ランアウトテーブル上で水冷するに際して、銅帯
の頭部９尾部ならびに両側縁部の冷却強度を中央部のそ
れよりも低くする如く、つまり銅帯の頭部および尾部が
中央部よりも１００℃程度高温となるように、また両側
縁部が中央部よりも５０℃程度高くなるように冷却を制
御して巻取り、その後、コイル状で冷却するようにする
ことで、熱延板焼鈍工程を省略しても、後の冷間圧延に
支障のないストリップコイルを得ることができる。

さらに、Ｃ含有量やＮ量によって、特にマルテンサイト
の硬度が高い銅帯にあっては、上記条件で巻取った後に
、保温徐冷炉或は内部に熱源を組込んだ保温炉に、直ち
に装入し、コイルの復熱をより均一化して徐冷すること
が有効である。

前記、保温炉によってコイルの復熱をより均一に進行せ
しめる場合でも、鋼帯のランアウトテーブル上での冷却
に際して、銅帯の頭部および尾部ならびに両側縁部を、
中央部よりも相対的に高温となる如く冷却制御して巻取
るようにすることが有効であり、保温炉での所要時間を
大幅に短縮し得る。

このようにして得られた熱間圧延ストリップコイルは、
メカニカルデスケーリングを経て、酸洗される。

フェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレ
ス鋼は、熱延板焼鈍工程を省略した場合、粒界にＣｒ炭
化物を析出し、粒界にＣｒの欠乏属を生じている。

従って、粒界腐食を生ぜしめ易い酸の使用は避けねばな
らない。この観点から、ＨＮＯ！／）ＩＦ酸洗は、危険
である。Ｈ２ＳＯ，やＨ（ｌを主とする酸を用いる酸洗
でなければならない。

また、酸洗に伴なって生じるスマットの除去に際しても
、ＨＮ（ｈ／ＩＦやＨＮ（ｈの使用は有害であり、　　
−ブラッシング等のメカニカル作用と水中でのスマット
処理が望ましい。

酸洗後の銅帯の表面性状は、極力表面粗さが小さいこと
が望ましく、この点からメカニカルデスケーリングにお
ける研掃剤として、細粒の砂鉄を使用した高圧水デスケ
ーリングが有効であり、他方、Ｈ，ＳＯ，やＨＣｌを主
とする酸液で銅帯表面を溶削することも有効である。

酸洗後の熱延鋼帯の表面直下には、熱間圧延時に生じた
脱炭層が存在することがある。熱延板における脱炭層は
、厚さ約１０μｍ程度であり、酸洗後、この脱炭層を残
したまま冷間圧延し、最終焼鈍し、酸洗を行なうと、脱
炭部は前記最終焼鈍過程で炭化物の析出が顕著に生じ、
これによって脱Ｃｒ部を生じ、最終のＨＮＣｈによる酸
洗時に；粒界腐食状に模様が生じ、鋼帯の光沢を劣化さ
せる。

従って、熱延板の酸洗においては、鋼帯の表面に生じた
、１０μｍ内外の脱炭層を溶解除去することが必要であ
り、このため、たとえばＨ２ＳＯ４やＨＣｌを主とする
酸洗液によって溶削する。

勿論、熱間圧延に先立つ鋼片の加熱の温度を低目にする
ことのほか、加熱雰囲気の制御や在炉時間の制御によっ
て、銅帯表面の脱炭層を極力浅くすることも有効であり
、連続鋳造プロセスからの直送圧延や、ホットチャージ
（高温鋳片を直接、加熱炉へ装入）によって在炉時間を
短縮することが有効な手段となる。

次に、本発明における成分、プロセス条件の限定理由に
ついて述べる。

本発明は、Ｃｒ量が、重量％で５〜１８％の、フェライ
ト系或はマルテンサイト系ステンレス鋼を対象としてい
る。

Ｃｒが、５％未満では耐食性が不十分であり、Ｃｒ：５
〜１８％のフェライト系或はマルテンサイト系ステンレ
ス鋼では、γ相が現われ、本発明になる熱間圧延後のラ
ンアウトテーブルにおける冷却制御と、鋼帯巻取中の分
解が有効に機能するからである。Ｃｒ含有量が１８％を
超えると、γ相は殆んど現われず、この発明のプロセス
は有効に機能しない。

熱間圧延後の鋼帯の巻取温度は、銅帯の長さ方向、幅方
向中央部で８００〜６００℃とする。

８００℃を超えると、スケール生成量が多くなって有害
であり、６００℃未満では、製品の伸びが低下するから
である。

熱間圧延後の銅帯は、ランアウトテーブルで、頭部およ
び尾部或は両側縁を中央部よりも、頭部および尾部は約
１００℃、両側縁部は約５０℃高温となるように、適用
する冷却水量を制御して冷却する。然る後、コイルに巻
取る。

これは、コイル状での復熱で、焼戻しや軟化をコイル全
体で均一化するものである。

マルテンサイトの多い鋼種では、鋼帯をコイルに巻取っ
た後、直ちに保温炉に装入し、より均一な焼戻し、軟化
を進行せしめる。

このようにして、熱延板焼鈍工程を省略した鋼帯の酸洗
を行なうに際しては、粒界腐食を防止するため、Ｈ２Ｓ
Ｏ４やＨＣＮを主とする酸洗液で酸洗する。

粒界腐食を生ぜしめるＨＮ（ｈ／ＨＦやＨＮＯ，は、使
用しない。

さらに、熱間圧延後の鋼帯表面に散在する脱炭組織を除
去すべく、少なくとも表面層片面１０μｍの溶削が必要
である。

溶削厚さが１０μｍ未満と不足すると、脱炭組織が残留
し、製品表面の光沢を阻害する。

（実施例） 以下に、この発明になるＣｒ系ステンレス鋼薄板の製造
方法の実施例について述べる。

第１表に、通常通り溶製した、６％Ｃｒ〜１８Ｃｒまで
の合金組成を示す。

何れも、低Ｃ系のフェライト系およびマルテンサイト系
ステンレス鋼である。これらのステンレス溶鋼を、それ
自体公知の連続鋳造プロセスで鋳造して鋳片とし、これ
を冷却した後、部分手入れし、再加熱したもの或は、熱
間圧延工程における加熱炉ヘホットチャージし、ホット
ストリップミルによって３〜４ｍｌ厚さのホントストリ
ップへ熱間圧延した。

熱間圧延された鋼帯は、仕上圧延機列後段のランアウト
テーブルにおける冷却に際し、銅帯の頭部約３０ｍ、尾
部約１００ｍについて、冷却水量の適用を、長さ方向中
央部よりも少な（し、銅帯頭部および尾部の温度を中央
部よりも約５０℃高温して巻取った（第２表にＡパター
ンとして示す）。この第２表のＡパターンの鋼帯の冷却
制御に加えて、鋼帯の両側縁部への適用冷却水量を制御
して、この部分の温度を幅方向中央部の温度よりも約５
０℃高鳴して鋼帯を巻取った（第２表に、Ｂパターンと
して示す）。

さらに、第２表のＢパターンの冷却側？２Ｕを行なった
鋼帯を、巻取後、７５０℃に予熱しである保温炉に装入
し、３０分間保持した後、取出し、コイル状のまま冷却
した（第２表にパターンＣとして示す）。

比較のために、従来技術における如くランアウトテーブ
ルで鋼帯を冷却し、巻取るものも実施した。

これらの各パターンによって得られた鋼帯の各部位の硬
度を測定した結果を第２表に示す。第２表から明らかな
ように、本発明になるプロセスによる場合は、鋼帯の何
れの部位においても、硬度は、Ｈｖで１８５未満であり
かつ各部位間における硬度の差は小さく、冷間圧延用素
材として十分な硬化程度を確保している。

これに対し従来技術に依ったものは、硬度が高く、各部
位間における硬度差も大きく、そのまま冷間圧延素材と
することは不可能で、熱延板焼鈍を必要とした。

上記、本発明になるプロセスによって得られたホットス
トリップコイルは、熱延板焼鈍することな（、砂鉄材を
研掃材とする高圧水によるメカニカルデスケーリングを
施し、３００　ｇ／ｌのｌ’ｈｓＯａを８５℃とした酸
洗液中で酸洗した。この酸洗過程で、銅帯表面の厚さ１
０μｍの脱炭層を溶削するとともに、鋼帯表面の凹凸を
小さくするよう、酸洗時間を変化させた。

酸洗処理後、銅帯を水中でブラッシングし、得られたホ
ットストリップコイルを、コイル研削することなく、４
００　ｍｌ直径のロールをもつ冷間タンデムミルで、累
積圧下率５０％の冷間圧延を行なった。

こうして得られた冷間圧延ストリップコイルの一部は、
直径６０ｍのロールをもつゼンジミアミルで３回の冷間
リバース圧延を行なった。然る後、最終焼鈍、酸洗、調
質圧延を行なって２Ｂ製品とした。２Ｂ製品の表面特性
として、光沢の評価を第３表に示す。

ホットストリップの酸洗時に、１０μｍ未満の溶削量で
あったものは、表面に部分的に脱炭層が残留し、最終製
品においても光沢が不良であったが、１０μｍ以上溶削
したものは、光沢が良好であった。

（発明の効果） 本発明によれば、フェライト系或はマルテンサイト系ス
テンレス鋼薄板の製造にあたり、熱延板焼鈍工程を省略
しかつコイル研削工程を省略ないし簡略化することがで
きるとともに、高能率なタンデム冷延ミルによる冷間圧
延プロセスを採ることができるので、本発明は産業上袢
益するところが極めて大である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃｒ：５〜１８％を主要合金元素とし
   て含有するマルテンサイト系或はフェライト系ステンレ
   ス鋼薄板の製造方法であって、熱間圧延鋼帯の長さ方向
   および幅方向中央部分の巻き取り温度を、８００〜６０
   ０℃とするとともに熱間圧延におけるランアウトテーブ
   ルでの鋼帯冷却水量を、鋼帯の長さ方向および幅方向部
   位に応じて個別に制御し、鋼帯巻き取り中および巻き取
   り後の復熱によってコイル全体の軟化或は焼戻しの進行
   を均一化することによって、熱延板焼鈍工程を省略し、
   次いで鋼帯のデスケーリングにおいて、硫酸或は塩酸を
   主成分とする酸洗液で、鋼帯表面層を片面当り１０マイ
   クロメートル以上溶削し、コイル研削工程を省略若しく
   は簡略化し、然る後、冷間圧延することを特徴とするＣ
   ｒ系ステンレス鋼薄板の製造方法。
2. （２）熱間圧延鋼帯を巻き取った後、コイルを保熱炉に
   装入し、コイルの復熱を、より均一にする特許請求の範
   囲第１項記載のＣｒ系ステンレス鋼薄板の製造方法。
3. （３）硫酸或は塩酸を主成分とする酸洗液で、鋼帯表面
   層を片面当たり１０マイクロメートル以上溶削したステ
   ンレス鋼帯を、ロール直径が１５０ｍｍ以上の大径ロー
   ルを有するタンデム圧延機で冷間圧延する特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のＣｒ系ステンレス鋼薄板の
   製造方法。
4. （４）ロール直径が１５０ｍｍ以上の大径ロールを有す
   るタンデム圧延機で冷間圧延したステンレス鋼帯を、さ
   らに、直径が１００ｍｍ以下のロールを有する冷間圧延
   機で仕上冷間圧延する特許請求の範囲第１項乃至第３項
   の何れか一つに記載のＣｒ系ステンレス鋼薄板の製造方
   法。