JP3324529B2

JP3324529B2 - オーステナイト系ステンレス薄鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3324529B2
Application number: JP29240598A
Authority: JP
Inventors: 至田島; 正憲高橋; 善久白井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2002-09-17
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JP2000117307A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳型表面が鋳片と
同期して移動する連続鋳造機によって鋳造した薄鋳片
を、冷間圧延して表面性状の良好なオーステナイト系ス
テンレス薄鋼板を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造法によりステンレス薄鋼板を製
造する従来の方法は、溶鋼を水冷鋳型に注湯して凝固し
た部分を下降させて得られた厚さ１００ｍｍ前後の厚鋳
片（スラブ）を熱間圧延して厚さ数ｍｍの熱延鋼板と
し、さらに冷間圧延、焼鈍して冷延鋼板とする方法であ
る。従来の方法では、鋳片が厚いために、熱間圧延して
厚さ数ｍｍの熱間圧延鋼板を製造する必要があり、大規
模な連続鋳造設備や熱間圧延設備を必要とし、製造に要
する設備費やエネルギーが莫大となる。

【０００３】最近、鋳型表面が鋳片と同期して移動する
連続鋳造機により、薄い鋳片を製造する連続鋳造法（い
わゆるストリップキャステ_イング法で、以下単に「Ｓ
Ｃ」法と記す）が開発されている。その製造法は以下の
ようなものである。

【０００４】溶鋼は、双ロール法や双ベルト法などで代
表される鋳型表面が鋳片と同期して移動する連続鋳造機
により鋳造されて厚さ数ｍｍから数十ｍｍの薄鋳片にな
る。この薄鋳片は、通常、鋳造時の成分偏析の軽減と、
鋳造時に生じる歪みを除去して冷間圧延を容易にするこ
とを目的として焼鈍が施され、酸洗された後製品板厚ま
で冷間圧延される。冷間圧延は１回ないし焼鈍を挟んだ
２回以上おこなわれる。製品板厚まで冷間圧延された鋼
板には、最終焼鈍が施され、形状修正や表面の光沢を改
善するための調質圧延が施され製品となる。

【０００５】ＳＣ法によれば、鋳片が薄いので熱間圧延
工程を省略することができ、従来の方法に比べて極めて
経済的に冷延鋼板を製造することができる。しかし、こ
の方法でオーステナイト系ステンレス鋼の薄鋼板を製造
すると、冷間圧延後の鋼板表面に微少な凹凸や光沢ムラ
が発生して製品の外観を損なう場合があり問題となって
いる。この微少な凹凸は幅方向に細長く伸びており、一
見畳目状に見える凹凸である。圧延方向の断面形状から
は凹凸が観察できないものの、目視では凹凸として見え
る微小なものであり、表面平均粗さＲａで０．２μｍ以
上になると表面不良と判断される。

【０００６】この微小凹凸の大きさは、冷間圧延前の母
材の平均結晶粒径に対応していることが判明している。
冷間圧延前の平均結晶粒径が大きいほどＲａが大きくな
る傾向にある。母材の平均結晶粒径が５０μｍ未満であ
ればＲａは０．２μｍ未満になることも判明している。

【０００７】ＳＣ法で鋳造される薄鋳片の平均結晶粒径
は、５５〜６５μｍの場合が多いので、これらを通常の
方法で冷延鋼板を製造すると、微小凹凸が発生する。従
来の連続鋳造法（ＣＣ法）で製造した厚スラブを熱間圧
延して得られる熱延鋼板を母材にして冷延鋼板を製造す
る方法においては、冷間圧延前の熱延鋼板の平均結晶粒
径は１０〜２５μｍの範囲であり、この方法の場合に
は、ＳＣ法で生じる微小凹凸は発生しない。

【０００８】光沢ムラは冷延板の焼鈍酸洗後、表面に白
色と灰色がかった部分が生じ、ムラとして見える表面欠
陥である。微小凹凸も光沢ムラも共に冷延鋼板としての
美観を著しく損ねるのでこれらの抑制策の確立が望まれ
ている。

【０００９】特公平７−８８５３４号公報には、表面品
質が優れたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼薄板の製造方法が
開示されている。この方法は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ
などの酸化物生成元素を含有させた溶鋼を１０ｍｍ以下
の薄鋳片に鋳造し、その冷却過程の１２０〜６００℃の
温度域を１０℃／秒以上の冷却速度で冷却し、これを冷
間圧延して焼鈍した後０．３〜２．５％の延び率の調質
圧延を施すことにより、微小な表面凹凸を改善する方法
である。

【００１０】特公平７−９６６８５号公報には、表面品
質と材質が優れたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼薄板の製造
方法が開示されている。この方法は、Ｃｒ−Ｎｉ系ステ
ンレス鋼成分のδ−Ｆｅ cal（％）を０〜１０％に制御
した溶鋼をＮ₂またはＨｅを主成分とする雰囲気中で鋳
造し、次いで鋳造によって得られた薄鋳片を８００〜１
２５０の温度域で８０分以下保持し、冷間圧延し、最終
焼鈍をおこなう方法である。

【００１１】これらの方法は、冷延前の結晶粒径を５０
μｍ未満と小さくすることにより微小凹凸の発生を防止
する方法である。そのため、鋳造中の粒成長を抑制する
ため冷却帯などに大がかりな装置を必要とするだけでな
く、偏析軽減するための長時間焼鈍、焼鈍温度の高温化
などができなくなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冷間
圧延前の薄鋳片の結晶粒を５０μｍ以下に制御すること
なく、畳目状の微小な凹凸のない表面性状の良好なステ
ンレス薄鋼板を製造する方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）（２）に記載したオーステナイト系ステンレス薄
鋼板の製造方法にある。

【００１４】（１）連続鋳造機により、下記式で示すＮ
ｉバランス値が−１以下で、Ｔｉを重量％で、０．００
６〜０．０２％含有するオーステナイト系ステンレス鋼
を、厚さ８ｍｍ以下の薄鋳片に鋳造し、１０００〜１１
５０℃の温度域で１〜１０分間保持する焼鈍を施し、次
いで酸洗して冷間圧延するに際し、圧延前の薄鋳片の温
度を２０℃以下とし、下記圧延条件で冷間圧延する表面
平均粗さＲａが０．２μｍ未満の表面品質に優れたオー
ステナイト系ステンレス薄鋼板の製造方法。

【００１５】 Niハ゛ランス値＝Ni+30(C+N)+0.5Mn-1.1(Cr+Mo+1.5Si)+8.2 ここで、元素記号は各元素の鋼中含有量（重量％）を示
す圧延条件パス回数：８回以上１パス当たりの圧下率：１３％以下圧延速度：２０〜４０ｍ／分総圧下率：６０〜８０％（２）冷間圧延条件が、下記の通りである上記（１）記
載のオーステナイト系ステンレス薄鋼板の製造方法。

【００１６】圧延条件パス回数：７回以上１パス当たりの圧下率：１５％以下圧延速度：２０〜３５ｍ／分総圧下率：６０〜８０％上記表面平均粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１の規定に
よるものである。

【００１７】本発明者らは、微小な凹凸のない表面性状
のステンレス冷延鋼板を製造する方法を開発するため鋭
意、実験検討した結果、以下の知見を得て本発明を完成
させた。

【００１８】ａ）薄鋳片を冷間圧延した場合に発生する
微小な凹凸は、冷間圧延時に発生する加工誘起マルテン
サイトの発生量が少ないほど発生し易い傾向にある。

【００１９】ｂ）圧延中に加工誘起マルテンサイトの発
生を促進させるためには、Ｎｉバランス値が−１以下と
なるように鋼の化学組成を調整すると共に、圧延前の鋳
片温度を２０℃以下にして圧延する必要がある。

【００２０】ｃ）Ｎｉバランスが小さいほど焼鈍による
結晶粒の成長が抑制され、微小凹凸の発生が抑制され
る。

【００２１】ｄ）圧延中のマルテンサイトの発生を減少
させないために、圧延速度を低下させ、１パス当たりの
圧下率を小さくするのがよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００２３】（１）Ｎｉバランスが−１以下のオーステ
ナイト系ステンレス鋼本発明の製造方法が対象とするオーステナイト系ステン
レス鋼は、Ｎｉバランスが−１を超えて大きくなると微
小凹凸を消失させるために必要な量の加工誘起マルテン
サイト相を生成させることができない。したがって、上
限を−１とした。なお、下限は特に限定しないが、Ｎｉ
バランス値が−２．５以下であると圧延時の加工硬化が
顕著で冷間圧延材としては向かないので、−２．５超と
するのが好ましい。

【００２４】Ｎｉバランスが−１以下のステンレス鋼
に、０．００６％以上の極微量のＴｉを含有させること
で、高温における顕著な結晶粒成長抑制効果がみられ、
巻取り前に水冷して結晶粒の粗大化を防止する必要がな
くなるとともに、１０００℃以上の焼鈍中の粒成長も殆
ど見られない。この効果は０．０２％Ｔｉで飽和する。
そこで、Ｔｉの含有量を０．００６％〜０．０２％とし
た。

【００２５】（２）薄鋳片の厚さ：８ｍｍ以下鋳片の厚さが８ｍｍを超えると鋳造後の鋳片の冷却速度
が遅くなり、結晶粒が粗大化し、本発明の製造方法を適
用しても微小凹凸の発生を防止することができないた
め、本発明が対象とする鋳片の厚さは８ｍｍ以下とし
た。

【００２６】（３）焼鈍条件：１０００〜１１５０℃で
１〜１０分間保持鋳造ままの鋳片は偏析の度合いが大きいため、冷間圧延
前に鋳片の焼鈍をおこなう。焼鈍温度が１０００℃未
満、および焼鈍時間が１分未満であると焼鈍による再結
晶が不十分となり、鋳造時に生ずる偏析も充分軽減され
ることはない。

【００２７】一方、焼鈍温度が１１５０℃を超え、およ
び焼鈍時間が１０分を超えると結晶粒が過度に成長し
て、圧延パス条件を適正にした場合でも微小凹凸が発生
し易くなる。したがって、焼鈍条件は１０００〜１１５
０℃で１〜１０分とした。

【００２８】この焼鈍は、保持時間が短く焼鈍温度が高
いので連続焼鈍方式で施すのが好適である。加熱速度、
冷却速度および焼鈍雰囲気等は特別な制限はなく、通常
のオーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍または焼鈍酸洗
処理と同様の条件でおこなえばよい。酸洗は、通常の硝
酸とふっ化水素酸の混酸水溶液でよい。

【００２９】（４）冷間圧延前の薄鋳片の温度：２０℃
以下冷間圧延前の鋳片の温度が２０℃を超えると、本発明で
規定する条件で冷間圧延を施しても、冷間圧延後の温度
が６０℃以上に上昇し、微小凹凸が顕著になる。冷間圧
延直前の鋼板の温度が２０℃以下の場合は、温度調整を
おこなう必要はないが、夏期等で気温が高い場合、ロー
ルの入り側の鋳片をスポットクーラーで冷却する程度で
十分である。

【００３０】（５）パス回数、１パス当たりの圧下率お
よび圧延速度微小凹凸の発生を防止するためには、前記したように圧
延中に発生する加工熱をできるだけ抑制し、加工誘起マ
ルテンサイトの発生量を増加させることが重要である。
圧延直後の鋼板温度を６０℃以下にすると、加工誘起マ
ルテンサイトの発生量が増加する。そのためには、パス
回数、１パス当たりの圧下率および圧延速度が相互に関
係しており、それらを規制する必要がある。

【００３１】パス回数は、多いほど１パス当たりの圧下
率を小さくすることができるので、加工熱による鋼板の
温度上昇が抑えられ、微小凹凸の発生は減少する。８ｍ
ｍ以下の厚さの鋳片を、圧延直後の鋼板温度を６０℃以
下に保ちつつ圧延して微小凹凸のない薄鋼板とするには
最低７パスの圧延が必要となる。しかし、パス回数が２
０回を超えるような冷間圧延では、生産効率が極端に悪
くなり実用的でない。また、パス回数を増加させるほ
ど、鋼板の表面光沢が低下する。パス回数を２０パス以
上に増加させても表面凹凸を改善する効果は飽和する。
よって、パス回数は２０回未満が望ましい。好ましくは
１３回以下である。

【００３２】圧延直後の鋼板温度を６０℃以下にするの
に必要な圧延条件は、パス回数は８回以上で、１パス当
たりの圧下率を１３％以下、圧延速度を２０〜４０ｍ／
分とするか、またはパス回数を７回以上とし、１パスの
圧下率を１５％以下、圧延速度を２０〜３５ｍ／分とす
る必要がある。

【００３３】ロールと鋼板の間の潤滑が充分である場
合、常温のもとでは、１パスの圧下率が１３％以下の場
合、圧延直後の鋼板温度が６０℃を超えない圧延速度
は、４０ｍ／分以下であり、１パスの圧下率が１５％以
下の場合、圧延直後の温度が６０℃を超えない圧延速度
は３５ｍ／分以下である。圧延速度は低速なほど微小凹
凸は発生しにくいが、２０ｍ／分以下では生産効率が極
端に悪く実用的でないうえ、微小凹凸を軽減させる効果
も飽和する。よって、圧延速度の下限を２０ｍ／分とし
た。通常オーステナイト系ステンレス鋼は、実機の生産
ラインでは１２０ｍ／分程度の速度で圧延される。しか
し冷間圧延速度の高速化は、冷間圧延時の発熱量を大き
くし、加工誘起マルテンサイトの発生量を減少させ微小
凹凸を増大させる方向に作用する。そこで、本発明で
は、通常のオーステナイト系ステンレス鋼の圧延速度の
１／３程度に設定した。

【００３４】なお、冷間圧延時の発熱を抑制するために
は、潤滑を充分にし、ロールと鋼板の摩擦を可能な限り
小さくすることも重要である。

【００３５】（６）総圧下率鋳片焼鈍後の冷間圧延の総圧下率は６０％以上必要であ
る。Ｎｉバランスが−１以下のオーステナイト系ステン
レス鋼において、６０％以上の冷間圧延を行うことによ
り、冷間圧延、焼鈍後の組織が均一化され、部分的に機
械的性質が異ならない良好な鋼板が得られる。なお、８
０％を超える圧延は板の形状が良好でない場合が生じ、
加工硬化によりロールにかかる負担も大きいので、上限
を８０％とした。

【００３６】なお、冷間圧延した薄鋼板は、圧延ままで
製品として使用してもよく、また必要に応じて冷延鋼板
を焼鈍、酸洗して使用してもよい。冷延鋼板の焼鈍は１
０００〜１１５０℃で１〜１０分間施せばよい。加熱速
度、冷却速度および焼鈍雰囲気等には特別な制限はな
く、通常のオーステナイト系ステンレス鋼の焼鈍または
焼鈍酸洗処理と同様の条件でおこなえばよい。

【００３７】また、冷間圧延に用いるワークロールは、
直径４５０ｍｍ以上のロールが好ましい。冷間圧延速度
が同じ場合、直径の大きいロールの方が、圧延時のロー
ルと被圧延材との接触面積が大きくなり、冷間圧延直後
の鋼板の温度は低くなる傾向にあるからである

【００３８】

【実施例】表１に示す４種の化学組成のオーステナイト
系ステンレス鋼を溶製した。温度が１５１５℃〜１５３
０℃の１０ｔｏｎの溶鋼を内部水冷方式の双ロール横注
ぎ式連続鋳造機により、７０ｍ／分の鋳造速度で、厚さ
２〜３ｍｍ、幅７００ｍｍの鋳片に連続鋳造した。

【００３９】

【表１】

【００４０】それらの鋳片は、表２に示す温度で焼鈍し
た後、酸洗し、ワークロール径が５４０ｍｍのロールを
用い表２に示す冷間圧延条件で総圧下率が７０％となる
冷間圧延を施した。

【００４１】

【表２】

【００４２】表面粗さは圧延方向に１０点測定し、平均
値をその平均表面粗さ（Ｒａ）とした。同表から明らか
なように、本発明で規定する条件で冷間圧延することに
より表面性状良好な冷延板が得られた。しかし、Ｎｉバ
ランス、冷間圧延条件、が本発明で規定する範囲外であ
ると平均表面粗さが０．２μｍを超え、微小凹凸が発生
した。

【００４３】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、帯状薄鋳片
を冷間圧延して薄鋼板を製造したときに発生する微少凹
凸が、冷間圧延条件の適正化により抑制が可能となっ
た。これにより、微少凹凸のない表面性状の良好なオー
ステナイト系ステンレス薄鋼板を安定的に供給すること
が可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ２１Ｄ 8/02 Ｃ２１Ｄ 8/02 ＤＣ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０２Ｚ 38/50 38/50 (56)参考文献特開平11−269542（ＪＰ，Ａ) 特開平５−25548（ＪＰ，Ａ) 特開平３−285023（ＪＰ，Ａ) 特開平６−220544（ＪＰ，Ａ) 特開平６−73451（ＪＰ，Ａ) 特開平４−210424（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−216924（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/00 - 11/00 B22D 11/00 - 11/06 C21D 6/00 102 C21D 7/00 - 8/10 C21D 9/46 - 9/48 C22C 38/00 302 C22C 38/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造機により、下記式で示すＮｉバラ
ンス値が−１以下で、Ｔｉを重量％で、０．００６〜
０．０２％含有するオーステナイト系ステンレス鋼を、
厚さ８ｍｍ以下の薄鋳片に鋳造し、１０００〜１１５０
℃の温度域で１〜１０分間保持する焼鈍を施し、次いで
酸洗して冷間圧延するに際し、圧延前の薄鋳片の温度を
２０℃以下とし、下記圧延条件で冷間圧延することを特
徴とする表面平均粗さＲａが０．２μｍ未満の表面品質
に優れたオーステナイト系ステンレス薄鋼板の製造方
法。 Niハ゛ランス値＝Ni+30(C+N)+0.5Mn-1.1(Cr+Mo+1.5Si)+8.2 ここで、元素記号は各元素の鋼中含有量（重量％）を示
す圧延条件パス回数：８回以上１パス当たりの圧下率：１３％以下圧延速度：２０〜４０ｍ／分総圧下率：６０〜８０％
【請求項２】冷間圧延条件が、下記の通りである請求項
１記載のオーステナイト系ステンレス薄鋼板の製造方
法。圧延条件パス回数：７回以上１パス当たりの圧下率：１５％以下圧延速度：２０〜３５ｍ／分総圧下率：６０〜８０％