JPH0615307A - 冷間圧延用ステンレス予備処理鋼帯の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステンレス鋼帯において、冷間タンデムミル
等の大径ワークロールで冷間圧延する場合、又は、小径
ワークロールで冷間圧延する場合、又は、これらを組合
わせた場合のいずれにおいても、優れた表面光沢を有す
るステンレス冷延鋼帯を製造することができる、冷間圧
延用のステンレス予備処理鋼帯を提供すること。 【構成】 冷間圧延用ステンレス予備処理鋼帯の製造方
法において、熱間圧延終了後のステンレス鋼帯を焼鈍
し、これに連続して該鋼帯を焼鈍直後から25℃／秒以上
の冷却速度で急冷した後、該鋼帯表面を機械的に 2μm
以上研削した後に酸洗し、更に無潤滑圧延を施すように
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた表面光沢を有す
るオーステナイト系ステンレス冷延鋼帯を有利に生産し
得る冷間圧延用ステンレス予備処理鋼帯の製造方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステンレス冷延鋼帯は、熱延鋼帯
を焼鈍し酸洗した後、ワークロール径φ150mm 以下のゼ
ンジミアミル等において冷間圧延を施し、仕上焼鈍酸洗
又は仕上光輝焼鈍し、更に仕上調質圧延することにて製
造されている。この従来技術によって製造されるステン
レス冷延鋼帯は、SUS304に代表されるオーステナイト系
の場合、仕上調質圧延後にバフ研磨を施す場合が多く、
このバフ研磨後に優れた光沢を呈することが重要であ
る。

【０００３】また、他の従来技術として、圧延時間を大
幅に短縮して能率良くステンレス冷延鋼帯を製造するた
めに、φ150mm 以上の大径ワークロールで冷間圧延する
方法も採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、SUS304を代表とするオーステナイト系ステンレス
鋼板において、冷間タンデムミル等の大径ワークロール
で冷間圧延する場合、又は小径ワークロールで冷間圧延
する場合、又はこれらを組合わせた場合のいずれにあっ
ても、製品の表面光沢が低下する問題を常に抱えてい
る。

【０００５】特に、φ150mm 以上の大径ワークロールを
用いて冷間圧延する方法では、小径ワークロールを用い
る場合に比して、製品の表面光沢が著しく低下し、光沢
を要求される用途には全く適用できない。

【０００６】本発明は、ステンレス鋼帯において、冷間
タンデムミル等の大径ワークロールで冷間圧延する場
合、又は、小径ワークロールで冷間圧延する場合、又
は、これらを組合わせた場合のいずれにおいても、優れ
た表面光沢を有するステンレス冷延鋼帯を製造すること
ができる、冷間圧延用のステンレス予備処理鋼帯を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、熱間圧延終了後のステンレス鋼帯を焼鈍し、これに
連続して該鋼帯を焼鈍直後から25℃／秒以上の冷却速度
で急冷した後、該鋼帯表面を機械的に 2μm 以上研削し
た後に酸洗し、更に無潤滑圧延を施すようにしたもので
ある。

【０００８】請求項２に記載の本発明は、熱間圧延終了
後のステンレス鋼帯を焼鈍し、これに連続して該鋼帯を
焼鈍後の温度が 850℃〜 400℃の範囲にて25℃／秒以上
の冷却速度で急冷した後、該鋼帯表面を機械的に 2μm
以上研削した後に酸洗し、更に無潤滑圧延を施すように
したものである。

【０００９】請求項３に記載の本発明は、ステンレス熱
延鋼帯のための焼鈍装置と、該焼鈍装置に直結して鋼帯
を急冷するための急冷装置と、該急冷装置の出側に設置
される機械的研削装置と、該機械的研削装置の出側に設
置される酸洗装置と、該酸洗装置の出側に設置される無
潤滑圧延能力を有する無潤滑圧延機とからなるようにし
たものである。

【００１０】

【作用】SUS304を代表とするオーステナイト系ステンレ
ス鋼板において、冷間タンデムミル等の大径ワークロー
ルで冷間圧延する場合、又は、小径ワークロールで冷間
圧延する場合、又は、これらを組合わせた場合のいずれ
においても、従来から表面光沢が低下する問題を常に抱
えていた。

【００１１】そこで、本発明者らは、光沢阻害原因を鋭
意調査した結果、製品鋼帯の表面に網目状及び黒色粒状
のミクロな欠陥が残存し、これが原因で表面光沢を低下
させていることを把握した。然も、この網目状及び粒状
の欠陥は、製品の表面性状を左右する冷間圧延後の鋼帯
の表面にも残存することが判明し、更に、この冷延後の
鋼帯表面に残存する網目状及び粒状の欠陥は、冷間圧延
の前の鋼帯、即ち、熱間圧延した後に焼鈍酸洗した鋼帯
の表面に生成したこれら欠陥の一部が冷間圧延後まで残
存するものであることを見出した。

【００１２】また、熱延後に焼鈍酸洗した鋼帯の表面を
詳細に調査した結果、この網目状欠陥は鋼帯表面の結晶
粒界に一致することが判明し、結晶粒界に沿って生成す
るクロム欠乏層が原因であることを把握した。即ち、ス
テンレス鋼帯を熱間圧延及び焼鈍すると、結晶粒界に沿
ってクロム欠乏層が生成する。このクロム欠乏層はマル
テンサイトとなって熱間脆性を持つため著しく割れが発
生し易い（以下、この割れを粒界われと称する）。然
も、焼鈍された鋼帯は酸洗によって鋼帯表面の酸化スケ
ールを除去するが、粒界われは、この酸洗時の酸により
浸食を受けて更に拡大し増加する。

【００１３】また、黒色粒状の欠陥は、熱延鋼帯を焼鈍
した後に表面の酸化スケールを除去するためのショット
ブラスト等により生成する著しく大きな粗さの凹部であ
ることが判明した。

【００１４】これらのミクロな欠陥を有する鋼帯を、大
量の圧延油を供給して冷間圧延すると、粒界われ及び大
きな粗さの凹部に圧延油が封入されてロール及び鋼帯と
の接触部分で押し潰されにくくなる結果、欠陥が冷間圧
延後も残留し、更に製品鋼帯の表面にも残留して、表面
光沢を低下させていたわけである。

【００１５】そこでまず、この粒界われの生成を根本的
になくすために、本発明者らは以下の方法を検討した。 (1) 粒界われの生成原因であるクロム欠乏層を著しく減
少させる。 (2) 粒界われを機械的に研削する。 (3) 粒界われを押し潰す。

【００１６】これらの中で、最も効果が大きく然も安価
に実施できる方法として、本発明者らはクロム欠乏層を
減少させる方法を採用した。

【００１７】クロム欠乏層を減少させるにはその生成を
抑制すると良く、高温の加熱された鋼板を冷却すること
が効果を示すことが知られている。

【００１８】ところが、 850〜1150℃の温度で熱間圧延
した後、約1200℃の高温で焼鈍したステンレス鋼帯につ
いて、クロム欠乏層が熱延段階で生成するのかその後の
焼鈍段階で生成するのかは全く不明であり、また、その
生成を効果的に抑制するために、これに連続して鋼帯を
冷却すべき温度の範囲及び冷却速度についても全く判明
していなかった。

【００１９】そこで、本発明者らは、これらについて鋭
意検討したところ、熱延段階よりもその後に焼鈍した鋼
帯の表面に深くて多量のクロム欠乏層が生成して粒界わ
れとなることを見出した。即ち、焼鈍後の鋼帯を急冷す
れば良いわけである。

【００２０】また、急冷を開始するタイミングについて
検討したところ、種々のオーステナイト系ステンレス鋼
板のいずれについても、クロム欠乏層を著しく減少させ
て粒界われをなくすには焼鈍直後からの急冷が良いこと
を見出した。

【００２１】また、オーステナイト系ステンレス鋼帯の
冷却速度を種々変更して得られた鋼帯の粒界われを観察
したところ、25℃／秒以上の冷却速度であれば粒界われ
が著しく減少し、その鋼帯を冷間圧延して仕上げた製品
の表面光沢は著しく向上することを見出した。

【００２２】更に、急冷を開始するタイミング（焼鈍直
後）での鋼帯温度について検討したところ、オーステナ
イト系の代表的なステンレス鋼板であるSUS304において
は、クロム欠乏層を著しく減少させて粒界われをなくす
には鋼帯温度が 850〜400 ℃の範囲で急冷すると良いこ
とを見出した。

【００２３】また、更に粒界われを減少させて表面光沢
の向上を図るため、粒界われを機械的に研削する方法を
検討した。

【００２４】即ち、前述した急冷後の鋼帯を採取して、
その鋼帯表面に残留する粒界われの深さを測定した結
果、大部分の粒界われの深さが 2μm 以下であることを
把握した。そこで、鋼帯表面を 2μm 以上機械的に研削
することによって、その後にこの鋼帯を冷間圧延し仕上
げた製品鋼帯の表面光沢が向上することを把握したわけ
である。

【００２５】また、機械的研削を実施する位置について
検討したことろ、焼鈍した直後に実施すると、鋼帯の温
度が高くて研削に用いる装置の寿命が著しく短くなって
問題である。また、焼鈍後に急冷して酸洗した後に機械
的研削を実施すると、鋼表面を研削したときの筋模様が
残留して、その模様は冷間圧延しても消滅せず光沢むら
となるため問題である。そこで、焼鈍し急冷した後に機
械的研削を実施することによって、鋼帯は低温であって
装置の寿命を長く保て、また、研削後の酸洗により筋模
様が軽減されるため光沢むらの問題もなく、良好である
ことを把握した。

【００２６】尚、本発明の機械的に粒界われを研削する
方法として、グラインダーによる研磨、ブラシによる研
磨、砥粒を樹脂又は布に固着させた砥石による研磨等が
あるが、焼鈍酸洗工程の中に連続してできる方法を採用
すると、能率良く鋼帯を製造できる。

【００２７】次に、ショットブラスト等による大きな粗
さの凹部について検討した。冷間圧延の入側で大量の圧
延油を供給すると、この凹部に圧延油が封入されてロー
ルと鋼帯との接触部分（以下、ロールバイトと称する）
にかみ込まれる。この凹部に封入された圧延油は、ロー
ルバイトの内部で逃げ場を失い封じ込められたまま圧延
される。一般に圧延油を含めた液体は、空気等の気体に
比較して著しく圧縮されにくいので、圧延油を封入した
凹部は、圧延前よりいくらか小さくなるものの大部分が
圧延後も残留し、製品の表面光沢を損なうわけである。

【００２８】そこで、この凹部を減少させるには、冷間
圧延前の鋼帯表面の粗さを小さくすると良い。即ち、上
述の知見から、圧延油等の液体を用いない無潤滑圧延を
熱延鋼板の焼鈍酸洗後に施すと良いわけである。

【００２９】本発明の装置構成の一例を図１に示す。本
発明の装置構成は、熱延後のステンレス鋼帯を供給する
ペイオフリール１、焼鈍装置２、急冷装置３、機械的研
削装置４、酸洗装置５、無潤滑圧延機６、鋼帯の巻取リ
ール７からなる。ここで、急冷装置３は焼鈍装置２に直
結される。

【００３０】尚、本発明の焼鈍直後の鋼帯を冷却する急
冷装置３としては、冷却水又は温水に浸漬する装置、冷
却水又は温水をノズルからそのまま供給する装置、冷却
水又は温水を霧状にして供給する装置、水蒸気を供給す
る装置、液体窒素等の液状ガスを供給する装置等を採用
できるが、いずれも焼鈍装置２の出側に設置する必要が
あり、また、冷却速度25℃／秒以上の能力を有する流量
及び圧力の冷却流体を供給可能とすることが必要であ
る。

【００３１】また、本発明の機械的研削装置４として、
ベルトグラインダー、ブラシ、砥粒を樹脂又は布に固着
させた砥石ロールによる研磨装置等があるが、焼鈍酸洗
工程の中に連続させる必要がある。

【００３２】また、本発明の無潤滑圧延機６として、４
段圧延機や６段圧延機等の縦型圧延機、１２段圧延機等
のクラスター型圧延機等いずれでも良いが、鋼帯通板時
の絞り等の問題を解決し製品鋼帯の平坦度を良好にする
ため、形状制御機能を有する圧延機が必要である。

【００３３】

【実施例】

（実施例１）（表１〜表３参照） オーステナイト系の例としてのSUS304鋼帯を熱延後に焼
鈍し、本発明方法に従って焼鈍直後から25℃／秒以上の
冷却速度で急冷し、鋼帯表面を 2μm 以上機械的に研削
し、酸洗した後に、無潤滑圧延を施した。また、本発明
の比較例として、SUS304鋼帯を熱延後に焼鈍し、焼鈍直
後から25℃／秒未満の冷却速度で水冷した。

【００３４】更に、従来例として、SUS304鋼帯を熱延後
に焼鈍し、焼鈍直後は徐冷しその後水冷して酸洗した。

【００３５】これら鋼帯を複数製造し、大量の圧延油を
供給しつつ、一部を大径ロールを用いる冷間タンデムミ
ルで圧延し、一部を小径ロールを用いるゼンジミアミル
で圧延し、また、残りをタンデムミルで圧延した後に更
にゼンジミアミルで冷間圧延した。また、冷延後に同一
条件で仕上焼鈍酸洗又は仕上光輝焼鈍を施し、仕上調質
圧延した。尚、仕上焼鈍した鋼帯は、調質圧延後に同一
条件でバフ研磨を施した。

【００３６】これら仕上げた鋼帯の表面光沢について、
JIS Z8741 光沢度測定方法 5（GS20°）に従って測定
し、光沢の良好な順に光沢度 950以上を特Ａ、800 〜 9
50をＡ、 600〜 800をＢ、 400〜 600をＣ、 400以下を
Ｄとして５段階で評価した。これらの結果につて、表１
に冷間タンデムミルで圧延した場合、表２にゼンジミア
ミルで圧延した場合、表３にタンデムミルで圧延した後
に更にゼンジミアミルで冷間圧延した場合を示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】これらの表より、本発明により製造したス
テンレス冷延鋼帯は、従来の方法で製造した鋼帯及び比
較例として製造した鋼帯に比べて著しく良好な光沢を有
することを認めた。

【００４１】（実施例２）（表４〜表６参照） オーステナイト系の例としての SUS304 鋼帯を熱延後に
焼鈍し、本発明方法に従って焼鈍直後から 850℃〜 400
℃の鋼帯温度範囲にて25℃／秒の冷却速度で水冷し、鋼
帯表面を 2μm 以上機械的に研削し、酸洗した後に、無
潤滑圧延を施した。

【００４２】また、本発明の比較例として、SUS304鋼帯
を熱延後に焼鈍し、焼鈍直後から 850℃〜 400℃の鋼帯
温度範囲にて25℃／秒未満の冷却速度で水冷した。

【００４３】更に、従来例として、SUS304鋼帯を熱延後
に焼鈍し、焼鈍直後は徐冷しその後水冷して酸洗した。

【００４４】これら鋼帯を複数製造し、大量の圧延油を
供給しつつ、一部を大径ロールを用いる冷間タンデムミ
ルで圧延し、一部を小径ロールを用いるゼンジミアミル
で圧延し、また、残りをタンデムミルで圧延した後に更
にゼンジミアミルで冷間圧延した。また、冷延後に同一
条件で仕上焼鈍酸洗又は仕上光輝焼鈍を施し、仕上調質
焼鈍した。尚、仕上焼鈍した鋼帯は、調質圧延後に同一
条件でバフ研磨を施した。

【００４５】これら仕上げた鋼帯の表面光沢につて、JI
S Z8741 光沢度測定方法 5（GS 20°）に従って測定
し、光沢の良好な順に光沢度 950以上を特Ａ、800 〜95
0 をＡ、600 〜 800をＢ、 400〜600 をＣ、400 以下を
Ｄとして５段階で評価した。

【００４６】これらの結果について、表４に冷間タンデ
ムミルで圧延した場合、表５にゼンジミアミルで圧延し
た場合、表６にタンデムミルで圧延した後に更にゼンジ
ミアミルで冷間圧延した場合を示す。

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】

【００４９】

【表６】

【００５０】これらの表より、本発明により製造したス
テンレス冷延鋼帯は、従来の方法で製造した鋼帯及び比
較例として製造した鋼帯に比べて著しく良好な光沢を有
することを認めた。

【００５１】

【発明の効果】以上の通り、本発明により予備処理し、
その後に冷間圧延して仕上げたステンレス冷延鋼帯は、
従来の方法により製造した鋼帯に比較して著しく優れた
表面光沢を有する。特に、冷間タンデムミル等の大径ロ
ールを用いた場合、従来全く到達不可能であったゼンジ
ミアミル等の小径ロールを用いた圧延と同等以上の優れ
た表面光沢を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明装置の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

２ 焼鈍装置 ３ 急冷装置 ４ 機械的研削装置 ５ 酸洗装置 ６ 無潤滑圧延機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 英夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 小堀 克浩 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 三宅 英徳 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延終了後のステンレス鋼帯を焼鈍
   し、これに連続して該鋼帯を焼鈍直後から25℃／秒以上
   の冷却速度で急冷した後、該鋼帯表面を機械的に 2μm
   以上研削した後に酸洗し、更に無潤滑圧延を施すことを
   特徴とする冷間圧延用ステンレス予備処理鋼帯の製造方
   法。
2. 【請求項２】 熱間圧延終了後のステンレス鋼帯を焼鈍
   し、これに連続して該鋼帯を焼鈍後の温度が 850℃〜 4
   00℃の範囲にて25℃／秒以上の冷却速度で急冷した後、
   該鋼帯表面を機械的に 2μm 以上研削した後に酸洗し、
   更に無潤滑圧延を施すことを特徴とする冷間圧延用ステ
   ンレス予備処理鋼帯の製造方法。
3. 【請求項３】 ステンレス熱延鋼帯のための焼鈍装置
   と、該焼鈍装置に直結して鋼帯を急冷するための急冷装
   置と、該急冷装置の出側に設置される機械的研削装置
   と、該機械的研削装置の出側に設置される酸洗装置と、
   該酸洗装置の出側に設置される無潤滑圧延能力を有する
   無潤滑圧延機とからなることを特徴とする冷間圧延用ス
   テンレス予備処理鋼帯の製造装置。