JPS61246326A - 表面性状及び加工性のすぐれたフエライト系ステンレス鋼板の製造方法 - 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、表面性状及び加工性のすぐれたフェライト系
ステンレス鋼板を経済的に製造する方法に関するもので
ある。

（従来の技術） Ａｔを添加したフェライト系ステンレス鋼板を熱延板焼
鈍を省略して製造する技術については、すでに特開昭５
７−３５６３４号公報、特公昭４９−１７９３２号公報
などで紹介されているが、これらの技術ではフェライト
系ステンレス鋼板に要求される機械的性質、ｒ値、リジ
ング、表面性状が必ずしも満足されているとは言えない
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、表面疵がなく加工性のすぐれ几フェライト系
ステンレス鋼板を安価に製造する技術を提供するもので
ある。

即ち本発明の骨子は通常のフェライト系ステンレス鋼に
０７０８〜０．５チの範囲のｈｔを添加し、１１５０〜
１３００℃の温度で加熱後、８５０℃以上の温度で仕上
圧延をしｔ後、６００〜７００℃の温度範囲で巻取り、
機械的脱スケール後２００〜４００１／ｌの硫酸で酸洗
し、温度と濃度を規制し九硝酸でスマット処理を施こし
、ワークロール径２００ｍφ以上の冷間圧延機で圧延し
て薄鋼板とじ几後、８５０〜１０００℃の温度範囲で６
０秒以内の焼鈍を行なうこと、更に、表面品質の向上の
ためワークロール径２００■以上の冷間圧延機で全圧下
量の６０チ以上を圧延後、引続キワークロール径１００
瓢以下の冷間圧延機で圧延して薄鋼板とし、次いで８５
０〜１０００℃の温度範囲で６０秒以内の焼鈍を行うこ
とにある。

以下に本発明の詳細な説明する。

（問題点を解決する几めの手段） 本発明においてＡｔ０．０８〜０．５％（重量）を含有
するフェライト系ステンレス鋼のスラブの加熱温度を１
１５０℃以上とし友理由は、この温度未満の加熱では、
熱間圧延中の被圧延材の温度が低下し、圧延負荷が大き
くなり、結果として熱間圧延中に疵が発生し、熱間圧延
後これらの疵を除去するための研削工程が不可欠になる
からである。一方、熱延中の疵の発生を防ぐ九めには、
スラブ加熱温度は、高温程好ましいが、１３００℃を超
える過剰な温度では、結晶粒が異常成長し、最終薄板の
りジング特性が劣化する上に加熱に要するエネルギが必
要であって不経済であるため、その上限を１３００℃と
し次。

又仕上圧延終了温度に８５０℃以上に限定し友理由は、
８５０℃未満の仕上温度では、ｒ値が低下する几めであ
る。一方仕上圧延終了温度は、高温程好ましいが、本発
明におけるスラブ加熱温度の上限の温度を考慮して、約
１０００℃以下とするのが好ましい。仕上圧延終了温度
が８５０℃未満より低温になる程ｉ値が劣化する理由は
、鋼板内部に剪断変形帯が生じ、最終焼鈍において深絞
り性に有利な（１１１）集合組織が発遅しにくくなるか
らである。

次に捲取温度を６００℃以上と限定したのは、これ未満
の温度で捲取った場合は、冷延時に耳割れが発生し易く
なり、場合によっては冷間圧延中に破断が生じ、冷延性
が著しく劣化すると共に、ｒ値が低くなり、深絞り加工
等に適さない几めである。低温捲取により、冷延性が劣
化し、最終製品のｒ値が低下する理由は、熱凰ままの状
態でα′相が残留し、このα′相は硬くて脆いから、冷
延性が低下すると共にこのような硬い相が存在すると、
最終焼鈍時に深絞ｐ性に有利な（１１１）集合組織の発
達が抑えられる几めである。又捲取温度を７００℃以下
としたのは、この温度を超える捲取温度とすると、最終
製品のりジング性が劣化する几めである。しかして７０
０℃超の高温捲取りによりリジング性が劣化する理由は
、このような高温捲取の場合はα′相がα十炭化物に変
態し、冷間圧延、焼鈍工程で、結晶方位がランダム化せ
ず（Ｚｏｏ）及び（１１１）集合組織が優先的に発達す
るからである。

次に脱スケール条件を限定した理由について述べる。本
発明においてはフェライト系ステンレス鋼熱延板を、熱
延ままの状態で脱スケールする文め、熱延板焼鈍抜脱ス
ケールする通常の熱延板脱スケールの場合と比べて、ス
ケールの性状が異なシ、脱スケールし易いが、更に脱ス
ケールを効果的に行うには、１０チ以下の軽圧下圧延や
、ショツトブラスト処理又は高圧水と共に砂鉄粉を吹付
ける処理等のメカニカルな脱スケールと酸液による脱ス
ケールを併用して行うことが効果的である。

熱延板焼鈍を行った場合は、熱延ままの状態と比べてス
ケールそのものは、酸洗しにくくなっているが、マトリ
ックスは長時間加熱によシフニライト相＋炭化物相に完
全に分離されており、マ）　ＩＪフックスフェライト相
のＣｒ濃度は均一でｓｂ、どのような酸洗に対しても均
一に溶解するので、使用すべき酸洗液を特に限定する必
要はない。しかしながら、熱延ままの状態ではマトリッ
クスはフェライト相＋α′相＋炭化物相となっておシ、
特にα′相とフェライト相の境界部分にはクロム欠乏層
が存在している。一般にα′相といわれているｒ相が熱
間圧延中に変態して生成したと考えられている相も詳細
に観察すると鋼板表面部においては粒径１μｍ程度の微
細なフェライト粒の集合体となりておシ、これら微細フ
ェライト粒の特定の粒界をかこむように更に微細な炭化
物が点列状に析出した状態になっていて、これらの炭化
物の境界部分にはクロム欠乏層が存在している。これら
の微細フェライト粒の集合体のマトリックスのＣｒ濃度
は、熱間圧延中にフェライト相であった粒径１００μｍ
程度の粗大フェライト粗相と比べて１〜２チ程度低い値
となっている。このようにクロム濃度が局部的に著しく
変動しているマトリックスは硝・弗酸を主体とする酸洗
例えば６０　ｇ／−ｅＷ０３＋２０ｆｉ／Ｉ！、Ｉ−Ｉ
Ｆ　。

５０℃、４０秒等の通常条件で酸洗された場合には、こ
のような部分が優先的に溶解するので、酸洗後顕著な粒
界腐食が生じ表面の凹凸が他の酸洗液（硫酸や塩酸を主
体とした酸）を使用した場合と比べて大きくなる。この
ような凹凸の大きな表面をもった板をそのまま冷間圧延
すると、白部分のメタルが凹部分のメタルに倒れこみ、
一部は重なシ合ったシ、また、倒れこんだ部分がちぎれ
九シする等の欠陥が生じる。このような重なシ合った部
分やちぎれた部分が最終焼鈍後も残存して、表面欠陥と
みなされる。このような表面欠陥を防ぐには、酸洗後、
冷間圧延する前に凹凸を細かい目のベルト研磨紙で研磨
して平滑にすればよいが、経済的ではない。しかしなが
ら、熱延まま材にメカニカルデスケーリングを行った後
、２００〜４００９／−ｅ　の硫酸で酸洗し、その後以
下に示す温度Ｘと濃度ｙを有する硝酸でスマット処理を
行うと酸洗後に粒界腐食が発生せず凹凸の程度が少なく
、酸洗後研磨しなくても表面欠陥が発生しにくくなる。

Ｘ≦９０℃ ７＜１７６−１９／１０・Ｘ 即ち、硫酸が２００　ｇ／−１３未満では酸洗時間が遅
延し、４００９／４３を越えると過酸洗になシ、また、
硝酸温度Ｘが９０℃を越えると粒界腐食が起シ易くなシ
、濃度ｙが上記範囲を越えるとやはシ粒界腐食が起シ易
くなる。

次に冷間圧延の条件について述べる。冷間圧延を前段を
大径ロールで圧延するのはｒ値を向上させリジングを小
さくし、更にかぶさシによる表面欠陥を発生させないこ
とにある。大径ロールで冷間圧延後後段を小径ロールで
実施するのはｒ値を向上させ、リジングを小さくし、且
つ表面性状を更に改善することにある。７値は最終焼鈍
工程で（１１１）集合組織を発達させればよいが、発明
者の研究によれば、（１１１）集合組織は、冷間圧延工
程での塑性変形として、出来るだけ剪断変形による変形
が少ない場合に発達することを見い出した。

ステンレス鋼の冷間圧延は、ロール径５０日φ程度のゼ
ンジミア圧延機で圧延されているのが一般的でアリ、ロ
ール径２００ｍφ以上のタンデム冷間圧延機で圧延され
る普通鋼の圧延と比べて、生産性が著しく低い欠点があ
る。従って普通鋼を圧延しているタンデム冷間圧延機で
ステンレス鋼の圧延が出来れば、生産性が増加するので
、経済効果が大きい。

ところでこのような大径ロールで圧延すると、小径ロー
ルで圧延する場合と比較して剪断変形が少なくなるため
最終焼鈍工程で（１１１）集合組織がよシ発達する。通
常の４３０鋼の化学成分のほかにＡｔ約０．１２％を含
み、本発明の方法によシ熱間圧延した素材の場合には径
２００ｗφのロールで圧延することで径５０■φのロー
ルで圧延する場合に比べ、Ｔ値で約１０’１〜３０％程
度の向上がみられる。ロール径を２００ｆｉφ以上とし
た理由は以上の結果によるものである。発明者の研究に
よると、このような７値向上効果は、冷間圧延すべき全
圧延量の６０チ以上を大径ロールで圧延しておけば、残
少部分の圧延は小径ロールで圧延しても効果が変らない
ので、大径ロール冷延率を６０チ以上としたものである
。その理由は、６０％加工以後の加工においては、冷延
集合組織はロール径のわずかの変化には影響されないか
らである。

次に、リジングについて考察する。熱延材を小径ロール
で圧延する場合は、大径ロール圧延と比較して板厚中心
領域での変形が相対的に少なくなるため、熱延ままの状
態で存在している（１００）集合組織が冷間圧延、焼鈍
後にも再結晶しないでそのままの形で残存する割合が多
くなシ、結果としてリジング性が劣化することになる。

かかる（１００）集合組織は冷間圧延、再結晶の最終安
定方位であシ、ロール径がよシ大径で且つ、冷延率がよ
シ高くなると逆に小径ロールで冷間圧延した場合よシも
早く安定方位に到達することになシ、逆に（１００）集
合組織の集積度が小径ロール圧延の場合より高くなり、
リジング性が劣化することになる。即ち、リジング性を
劣化させる（１００）集合組織の集積度は、冷延率とロ
ール径との間に相関関係があシ、冷延率、ロール径の夫
々が大になるに従って先ず減少し、そして、再び増加す
る現象を示す。結局（１００）集合組織の集積度の最小
値になる冷延率、ロール径が存在する。一方、（１００
）集合組織の集積度が最小値になる冷延率、ロール径は
圧延される材料の状態によっても異なる。

本発明における如く、熱延板焼鈍されていない材料は焼
鈍を施した材料に比べ、（１００）集合組織の集積度が
高いので仕上焼鈍後の（１００）集合組織の集積度が最
低値を示す冷延率、ロール径はよシ大きい側に移行する
。また、本発明の如く、素材にいわゆるα′相と呼ばれ
る硬い相が存在する場合はこれらの相の周辺で様々な滑
シ変形が生じるため、（１００）集合組織の集積度が増
加しにくい状態になる。

このように、本発明ではロール径を大径側に移してもリ
ジング性が劣化しない範囲を確認してロール径を定めた
ものであるが、最大７００ｗφ程度のロールを使用し、
９０Ｌ％程度の高圧下率で圧延してもリジング性の劣化
は生じない。

本発明で冷間圧延の前段を２００瓢φ以上７００ｔｍφ
までのロール径の圧延機により冷間圧延することを規定
したのは、以上の理由にもとづくものである。従って加
工性（Ｔ値、リジング性）及び生産能率の観点からは、
全圧延量をタンデム冷間圧延機で１回の冷間圧延をすれ
ばよいことになる。しかしながら表面性状を考慮すると
、前段を大径ロールとし、後段を小径ロールとするのが
有利である。その理由は次の通シである。まず前段を２
００置φ以上の大径ロールで冷間圧延すると、前記の如
く酸洗工程で鋼板表面に凹凸が生じても、著しく大きな
凹凸でない場合には、小径ロールによる冷間圧延の場合
と比べて表面層部分の剪断変形が少ないため凸部が凹部
部分に倒れ込み、重なシ部分が発生することに基づく表
面欠陥が発生しなくなるため、冷間圧延前に凹凸部分を
平滑化する研磨工程が不必要となる。以上が本発明で２
００ｍφ以上の径を有する大径ロールによる冷間圧延が
必要であるとした第２の理由である。このような凹凸に
もとづく表面欠陥を防止する目的のみであれば、全冷間
圧延工程を大径ロールを備えたタンデム冷間圧延機で圧
延すればよいが、普通鋼の圧延に使用されているタンデ
ム冷間圧延機で全工程を圧延する場合は、ステンレス鋼
板に必要な表面光沢が得られない欠点がある。この理由
は、大径ロールで高速冷間圧延する場合においては、潤
滑油の粘度にもよるが、ロールバイトにおける潤滑油膜
厚さが厚くなシ、鋼板表面の凹部に存在する油によシ、
いわゆるオイルピットと呼ばれるくほみが出来、表面光
沢が劣化する傾向があるからである。

更に通常普通鋼圧延に使用しているタンデム冷間圧延機
をそのままステンレス鋼の冷開圧延に使用する場合、圧
延油、ロールの表面粗度、クラウン等は普通鋼の圧延に
適したように調整されておシ、これらをステンレス調圧
両に適した状態に変更することでステンレス鋼としての
形状、表面性状もほぼ得られるが、ステンレス調圧延を
行うごとに条件を変えるのは経済的でなく、従って全工
程をタンデム冷間圧延技術延することは経済性の観点か
ら好ましくない場合がある。従りて冷間圧延の後段最終
ｒ−ジまでを１００ｍφ以下小径ロールによシスチンレ
ス鋼に適した潤滑油を用い、ロール表面粗度を整えて追
加の冷間圧延を行えば、普通鋼圧延の条件をそのまま利
用できると共にオイルピットは修復され表面粗度が小さ
くなシ光沢のすぐれたステンレス鋼板を得ることができ
る。全圧延量の６０％以上を冷間圧延の前段で大径ロー
ルによシ圧延することによって、酸洗時の凹凸は浅くな
り、更に表面層の加工硬化が進行するため、その後小径
ロール圧延を行っても前記の如き重なシが生じなくなシ
、重なシに基づく表面欠陥の発生はみられない。又小径
ロールとすることで、ロールと圧延材との接触面積が小
さくなるため、油膜切れや、オイルピット等の発生が防
止できるので、ロールの表面粗度を細かくしておけば表
面光沢のよい薄鋼板とすることができる。この場合のロ
ール径は小さい程良いが、１００ｗφ以下であれば効果
が発揮できるので、大径ロール径による冷延に引続く小
径ロールの径は１００ｍφ以下と限定したものである。

１００＋ｓ＋φ以下のロールで冷延すべき量は多い程、
大径ロール圧延によって生じたオイルピット、表面粗さ
く大径ロール圧延の場合のロール表面粗度が大きい場合
）等の改善が可能となるが、小径ロールによる圧下量は
冷間圧延前の板厚の少なくとも１チ以上の圧延を行うこ
とによシ改善可能である。

以上の理由から本発明で、大径ロールと小径ロールの組
合せによる冷間圧延法を提案したものである。

本発明の方法に従つた冷間圧延は普通鋼薄板とステンレ
ス鋼薄板をともに生産している工場即ち普通調圧迩をタ
ンデムミルそ行い、ステンレス鋼薄板を専用のゼンジミ
ア冷間圧延機で行っている工場において、普通鋼圧延に
使用しているタンデム冷間圧延機でそのままステンレス
鋼を最終板厚まで圧延するか、または上記タンデム冷間
圧延機で中間板厚まで圧延後引続きゼンジミア冷間圧延
機で圧延することによシ、従来プロセスの如く全冷延工
程をゼンジミア冷間圧延機で圧延する場合と比べ、冷間
圧延工程の生産性が著しく向上するのみでなく、加工性
（Ｔ値、リジング性）が向上し、酸洗後、板表面の凹凸
を減少させる丸めの特別の研磨工程も不必要となるなど
、品質、コストの両面できわめてすぐれた冷間圧延技術
といえるものである。本発明の目的を達成しうる冷間圧
延機としては、前記した通シ既存のタンデム冷間圧延機
もしくはタンデム冷間圧延機とゼンジミア冷間圧延機を
組合わせてもよいし、タンデム冷間圧延機の後段のスタ
ンドのロール径を小径ロールとした冷間圧延機を用いて
もよい。

次に最終焼鈍を８５０〜１０００℃の温度範囲で６０秒
以内と規定したのは、特に降伏点を低くして加工性を向
上することを目的としたものである。本発明の場合、熱
延疵発生防止の観点からスラブ加熱温度は１１５０℃以
上１３００℃までの範囲内で高温程好ましいが、このよ
うな高温スラブ加熱を行うと、本発明の如（ｈｔ添加鋼
の場合も、熱間圧延工程でのＡｔＮの析出による固溶Ｎ
の低減効果が期待出来ない。しかも通常のフェライト系
ステンレス鋼板の焼鈍条件８００〜８２０℃約２０秒以
内の焼鈍では、この焼鈍工程でも、ＡｔＮの析出が殆ん
ど期待出来ないので低降伏点化がはかれない。しかしな
がら本発明に従って最終焼鈍を８５０℃以上１０００℃
以下の温度で、焼鈍温度が低温稈長時間となるように加
熱することでＡｔＮが析出し、降伏点を高めている固溶
Ｎを低減することが可能になるので、高温スラブ加熱を
行い、且つ熱延板焼鈍を省略しても低降伏点化をはかる
ことができる。

岡本発明鋼の基本成分としてＡｔをｏ、ｏｓｓ〜０．５
チの範囲で含有させる理由は、Ａｔ０．０８％未満では
、１）冷延性が低下し、冷間圧延工程で耳割れ、破断等
が生じ、安定した冷間圧延が不可能である、ＩＩ）酸洗
時の表面の凹凸が大きくなシ、この凹凸部分が冷間圧延
中に重なったり、重なって薄くなった部分がちぎれたシ
して最終製品の表面疵となる、Ｉｆｆ）　ｒ値が低下す
る、ｉｖ）降伏点が著しく高くなシ、伸びも少なくなる
等々の欠陥が生ずるためであシ、Ａ／、ｔ−０，０８％
以上、好ましくは、０．１％以上添加するととＫよシ、
これらの欠陥が防止できる。Ａｔ添加量は多い程よいが
０．５％を超えて添加しても、その効果はあるがわずか
であシ、はぼ飽和してくるので、その上限を０３５チと
定めた。

（実施例） 以下本発明を実施例に従って詳細に説明する。

実施例 第１表に示した成分のフェライト系ステンレス鋼スラブ
を１２４０℃の温度に加熱後、７ノ臂スで厚さ２０−の
粗圧延片とし、引続き６・ヤスの圧延で厚さ３．０　ｍ
の熱延板とした。熱延終了温度は８７０℃であシ、６５
０℃の温度で捲取った。こうして製造した熱延板をショ
ットプラスト処理した後、９０℃の温度で３００　ｊ；
ｌ／ノのＨ２ＳＯ４濃度で４０秒、引続き５０１１／−
ｅ　ｏ　ＨＮＯ，濃度で５０℃の温度で４０秒かけて脱
スケールを行った。ついでワークロール径５００■φの
５スタンドのタンデム冷間圧延機で１１１ｍ＋厚まで冷
間圧延した後、５５＋ｅ＋φのロール径を有するゼンジ
ミア冷間圧延機で４パスで厚さ０．４■まで冷間圧延を
行った。ついで８７５℃の温度で３０秒間の焼鈍を行っ
た。

比較のためＡｔを含有していない４３０鋼（第１表比較
鋼）を、従来法（８４０℃Ｘ４ｈｒの熱延板焼鈍を行っ
た後、ゼンジミア冷間圧延機だけで製品とする方法）で
処理した薄鋼板を比較品とした。

このようにして製造した薄鋼板の７値、リジング性、降
伏点２表面性状、冷延性などをまとめて第２表に示した
。第２表から明らかな如く、本発明による製品は、熱延
板焼鈍工程が省略されているにもかかわらず、表面品質
、Ｔ値、リジング性。

降伏点のいずれも従来材と同等以上の品質であることが
わかる。

（発明の効果） 以上詳記したように１本発明によれば、従来のフェライ
ト系ステンレス鋼板の製造においては不可欠であった熱
延板焼鈍工程及び酸洗後の表面研磨工程を省略しうると
共に生産性の高いタンデム冷間圧延機により主たる冷間
圧延を行うという極めて経済的な製造方法によシ表面欠
陥のない、加工性のすぐれたフェライト系ステンレス鋼
板を提供しうるものであるから産業上稗益するところが
極めて大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌ０．０８〜０．５重量％を含有するフェライ
   ト系ステンレス鋼のスラブを１１５０〜１３００℃の温
   度範囲に加熱した後、粗圧延機及び複数の連続仕上圧延
   機からなる熱間圧延機列によって仕上温度８５０℃以上
   で熱間圧延し、６００〜７００℃の温度範囲で捲取った
   後、メカニカルデスケーリングを行ない、２００〜４０
   ０ｇ／ｌの硫酸で酸洗した後、下記式に示す温度と濃度
   を有する硝酸でスマット処理し、次いでワークロール径
   ２００ｍｍ以上の冷間圧延機で冷間圧延後、８５０〜１
   ０００℃の温度範囲で６０秒以内の最終焼鈍を行うこと
   を特徴とする表面性状及び加工性のすぐれたフェライト
   系ステンレス鋼板の製造方法。 ｘ≦９０℃ ｙ＜１７６−１９／１０・ｘ 但しｘ：硝酸温度 ｙ：硝酸濃度
2. （２）Ａｌ０．０８〜０．５重量％を含有するフェライ
   ト系ステンレス鋼のスラブを１１５０〜１３００℃の温
   度範囲に加熱した後、粗圧延機及び複数の連続仕上圧延
   機からなる熱間圧延機列によって仕上温度８５０℃以上
   で熱間圧延し、６００〜７００℃の温度範囲で捲取った
   後、メカニカルデスケーリングを行ない、２００〜４０
   ０ｇ／ｌの硫酸で酸洗した後、下記式に示す温度と濃度
   を有する硝酸でスマット処理し、次いでワークロール径
   ２００ｍｍ以上の冷間圧延機からなる複数の連続冷間圧
   延機列によって冷間圧延すべき全圧下量の６０％以上を
   圧延し、続いてワークロール径１００ｍｍ以下の冷間圧
   延機によって残りの圧下量を圧延し、しかる後８５０〜
   １０００℃の温度範囲で６０秒以内の最終焼鈍を行うこ
   とを特徴とする表面性状及び加工性のすぐれたフェライ
   ト系ステンレス鋼板の製造方法。 ｘ≦９０℃ ｙ＜１７６−１９／１０・ｘ 但し、ｘ：硝酸温度 ｙ：硝酸濃度