JPH01321012A - ステンレス鋼連鋳スラブの表面手入れ方法 - 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、ステンレス鋼連鋳スラブの表面をショツトブ
ラストの如きブラスト処理と熱間圧延を伴う加熱処理と
を組み合せて手入れすることにより、熱間圧延後の圧延
製品の表面品質に影響を及ぼすスラブの表面欠陥、特に
スラブ表面の凹凸状オツシレーションマークの凹部に形
成される肌下欠陥を効率的に除去するステンレス鋼連鋳
スラブの表面手入れ方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、鋼板、形鋼等は直接にはスラブ等の圧延素材を
圧延して製造されるが、この圧延素材は古くから製鋼工
場で製造年れる鋼塊を分塊圧延して製造していたが、近
年生産性２作業性２品質及び歩留、製造コスト等の面で
総合的に優れている連続鋳造法による製造（以下、この
ようにして製造されたスラブを連鋳スラブと言う）が主
流となってきている。

この連続鋳造法は概路次のようである。すなわち、取鍋
からタンデイツシュに移された溶鋼は。

冷却水で冷却されている縦長の鋳型にその上方から注入
され、鋳型の内面に接した表層部から順次凝固して鋳型
の下部から連続的に引き出され、続いて水スプレィによ
り冷却され、更に放冷帯を経て中心部まで凝固を完了し
てからスラブに切断される。このような連続鋳造法によ
り溶鋼を鋳型に注入し凝固させる過程において、凝固す
る溶鋼を下方へ移動促進させるために鋳型の上下振動方
式（オツシレーション方式）が採用されている。

さて、ステンレス鋼連鋳スラブも前述の如き連続鋳造法
によって製造されるのであるが、この連鋳スラブにはそ
の表面及び表面下（組下）に種々の欠陥が存在している
。例えば第２図に示すように、表面欠陥として前記鋳型
の上下振動（オツシレーション）によって生じ周期的な
凹凸状（山部１及び谷部２を有する状態）の外観を呈す
るオツシレーションマーク（０５Ｍと略記することがあ
る）やこれに伴う割れなどがある。また、組下欠陥とし
ては、正常な０８Ｍの山部１に対して谷部２に形成され
る成分偏析部３　（Ｎｉ、　ＳＬ酸成分ど、特にＣｒ　
−Ｎｉ系ステンレス鋼スラブの場合に顕著）や極部的な
ミクロクラック４や後述説明するモールドパウダーの巻
き込み部５などがある。

このようなステンレス鋼連鋳スラブの表面や組下欠陥の
発生を抑止するための種々な連続鋳造対策技術が採られ
てきた。すなわち鋳造スラブの化学組成における成分面
での検討対策や、鋳型内面の材質２寸法形状等をはじめ
とする鋳造設備や関連装置などの設備対策や、鋳型内面
−凝固殻間の摩擦減と溶鋼上部の大気酸化防止及び保温
とのために鋳型内湾鋼上に散布する主としてＣａ、　Ｓ
ｉ、　Ｃ。

Ｎａから成るモールドパウダー自体の改善とその散布量
や散布方法などの対策や、鋳造温度及び速度。

冷却条件、凝固した熱スラブの表面圧下圧延、鋳型の上
下振動のショートストローク・ハイサイクル化など連続
鋳造条件の対策技術等々によって、連鋳スラブを正確に
矩形形状化するのみならずその表面Ｏ８Ｍの山谷の差を
極力消失せしめ表面を平滑化して組下欠陥部の深さを浅
くするなどの対策によって、連鋳スラブの表面性状は著
しく改善された。

この改善の結果、連鋳スラブを表面手入れは全くせずに
加熱炉へ直送し、炉で加熱して熱間圧延する方法が一部
で実施されるようになった。事実。

普通鋼等の連鋳スラブでは、従来チッピングやスカーフ
ィングなどの手入れが施されていたが、圧延を伴う加熱
によるスケールオフ量（深さ）が組下欠陥部を含む深さ
に充分達することから、欠陥の除去を行うこれらの手入
れ作業が殆どの場合不必要となっている。

しかしながら、ステンレス鋼連鋳スラブの場合には、以
下に述べる理由により通常冷間でスラブグラインダの砥
石研削によったり、あるいはミーリングマシンの刃物研
削による部分手入れ又は全面手入れを行っていた。

イ）ステンレス鋼は耐酸化性に優れているため。

加熱炉での加熱と熱間圧延とによるスケールオフされる
層（深さ）が浅くて表面や組下の欠陥部が除去されてい
ないで残り、これらが熱間圧延後の圧延鋼帯表面に肌ム
ラや肌荒れ、０５Ｍに起因する模様、ヘゲ疵などの表面
模様や表面疵として残ること、 口）このような圧延鋼帯はそのまま製品にならず、また
このような圧延鋼帯を素材として最終冷延鋼帯や鋼板を
製造するときは厳しい表面品質の要求を満たすことがで
きないので。

製造途中に表面模様や疵を除去するためにやむを得ずエ
ンドレス状の研削ベルトを使用するコイルグラインダー
による銅帯表面研削の手入れを行わざるを得なかった。

前記の連鋳スラブの部分手入れは１表面割れや０８Ｍが
乱れて生じる肌荒れなどのマクロ欠陥のみを除去する方
法であるが、この方法は後述する全面手入れに比べて幾
分歩留の向上は図れても表面の０８Ｍに伴って生じてい
るモールドパウダーの巻き込み部、極部的なミクロクラ
ック、成分偏析部などの組下欠陥が残存しこれをそのま
ま放置して製造すれば最終冷延鋼板においても表面疵や
模様として表われ、要求される表面品質を満足できない
欠点がある。

また全面手入れはこれらの組下欠陥をも総て除去するこ
とはできるが、組下欠陥の殆どは○ＳＭ谷部で発生して
いるものであるから、山部の健全な部分から谷部の組下
欠陥の存在する深さ以上に大量に研削除去してしまうの
で、表面品質の要求に対しては満足できても手入れによ
る歩留の低下などによる製造原価の高騰を招く欠点があ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記の如く種々の欠点を有する従来の手入れ
方法に代えて、手入れによる製造歩留の低下を極力少な
くして熱間圧延後の各圧延製品の表面品質に影響を及ぼ
す表面及びその組下の欠陥、特に表面のオツシレーショ
ンマークの谷部に形成される組下欠陥を効率的に除去す
ることができるようにステンレス鋼連鋳スラブの表面手
入れ方法を構成することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

ショツトブラストなどのブラスト処理は、一般にデスケ
ーリング用、エツチング用、ピーニング用、研掃用、一
般清掃用などに用いられ、またスラブに関しては従来グ
ラインダー手入れ後の表面研削目をならして平滑化する
表面粗度の調整のために行われたことがあるだけで、連
鋳スラブの表面や組下の欠陥自体の除去法としては実施
されたことがない。本発明者らは種々検討した結果、こ
のようなブラスト処理により表面に一定深さ以上のミク
ロクラック加工層を生せしめ１次いで特定温度以上で加
熱した後に熱間圧延してスケールオフさせることによっ
て手入れによって生じる製造歩留の低下を少なくして各
欠陥を除去できることを究明して本発明を完成した。

以下、本発明に係るステンレス鋼連鋳スラブの表面手入
れ方法を図面によって詳細に説明する。

第１図〜第５図の各回はステンレス鋼連鋳スラブの表面
部の鋳造方向に沿う断面説明図であって、第１図は本発
明方法によりスケールオフされる表面部の断面説明図、
第２図は組下欠陥の発生状況を示す断面説明図、第３図
は無手入れで加熱してスケールオフされる表面部の断面
説明図、第４図はスラブグラインダー研削などの後に加
熱してスケールオフされる表面部の断面説明図である。

第５図はブラスト処理後に加熱したときの加熱温度と表
面部の状況との関係を示し、（イ）は加熱前の。

（ロ）は９００℃での加熱後の、（ハ）は１１００℃以
上での加熱後の各状態を示す断面説明図であり、第６図
はブラスト処理の投射条件とミクロクラック加工層の深
さと圧延後の圧延製品表面の残存疵程度との関係を示す
図である。

表面欠陥の主要なものである０８Ｍ及びそれに伴って発
生している組下欠陥の発生状況は第２図に示す如くであ
る。０８Ｍの山部１と谷部２との高さの差すなわち０８
Ｍの深さは通常１５０〜６００−であり、谷部２には成
分偏析部３　（Ｎｉがあれば顕著に表われることが多い
）が１００〜３００ｐの深さの範囲にバラついて生じて
おり、またミクロクラック４やモールドパウダーの巻込
み部５も５０〜３００ｐの深さの範囲にバラついて発生
している。このような組下欠陥のあるステンレス鋼連鋳
スラブを無手入れで加熱（例えば１２３０℃で１時間）
すると、第３図に示す如く表面部分が酸化スケール層６
となりこれを熱間圧延すると剥離すなわちスケールオフ
するが、ステンレス鋼の場合にこの酸化スケール層６の
厚さは１００〜３００ｐであって薄いので、図示する如
くミクロクランク４やモールドパウダーの巻込み部５の
一部が残存して圧延後の圧延製品に表面疵となって残る
ことが多い。また、前記従来技術の如くステンレス鋼連
鋳スラブの表面にスラブグラインダー研削を施して先ず
ミクロクラック４やモールドパウダーの巻込み部５の大
部分を含むように研削除去しくこの部分を第４図では研
削部７として示す）、次いでこれを加熱すると、第４図
に示す如く更に酸化スケール層６を生じ、熱間圧延をす
ることによりこの酸化スケール層６が剥離して表面疵は
残存しないが、手入れ及び酸化スケールによる製造歩留
の低下は大きい。

本発明方法は、先ずステンレス鋼連鋳スラブの表面に鉄
製のショットやグリッドやカットワイヤなどの投射材を
投射するブラスト処理を施し表面に深さ５０−以上のミ
クロクラック４′を生じさせ、次いで１１００℃以上に
加熱された当該スラブを熱間圧延してスケールオフさせ
るのである。

このような方法により各欠陥が全面的に除去される理由
は次のようである。ブラスト処理により第１図に示す如
く表面に沿ってほぼ均−且つ無数のミクロクラック４′
の発生したミクロクラック加工層８が形成され１次いで
これを加熱するとこのミクロクラック加工層８ではミク
ロクラック４′を伝わって酸化が急速に進んで酸化層（
以下。

ミクロクラック酸化層８′と言う）が形成され、更に深
部に向かって無手入れやスラブグラインダー研削の場合
の加熱と同様の酸化が進行して酸化スケール層６とサブ
スケール層６′が形成される。

従ってこのように本発明方法によって形成される酸化ス
ケール層９はミクロクラック酸化層８′と酸化スケール
層６とから成り、その厚さはミクロクラック加工層８が
形成されていない場合に比べてミクロクラック酸化層８
′にほぼ相当するミクロクラック加工層８の厚さだけ厚
くなり、そしてこの増えた厚さが組下欠陥の最も深い部
分をも含むのに充分な厚さであることにより、酸化スケ
ール層９がスケールオフされたときはステンレス鋼連鋳
スラブの表面部から各欠陥がきれいに除去され、しかも
このようなスケールオフによる手入れ方法によれば歩留
の低下も少ないのである。

この酸化スケール層９の厚さを前記の如く充分に増加さ
せるために、ミクロクラック加工層８を構成するミクロ
クラック４′の深さが５０−以上必要であることは次の
ようにして判明した。ブラスト処理により生じるミクロ
クラック４′の深さは、ブラスト処理の強さに影響され
る。このブラスト処理の強さは、投射材の初速度Ｖ（ｍ
／秒）と平均粒径Ｄ（ａｍ）との積Ｗで表わし、この値
Ｗを種々に変えてブラスト処理を行って種々な深さのミ
クロクラック４′のミクロクラック加工層８が形成され
たステンレス鋼連鋳スラブを得て更に１２３０℃に加熱
した後に熱間圧延してスケールオフした後、得られた圧
延鋼帯を素材として冷間圧延し、得られた各冷間圧延ス
テンレス鋼板の表面残存疵を検査した結果を示したのが
第６図である。なお、上記ブラスト処理の投射密度は１
００ｋｇ／ｒｒｒで行った。

第６図に示されているように、冷間圧延ステンレス鋼板
の表面にステンレス鋼連鋳スラブからの残存疵の発生を
防止するには、ステンレス鋼連鋳スラブの表面に深さ５
０−以上のミクロクラック４′を生じさせることが必要
である。そしてブラスト処理の投射条件がＷ≧５０の場
合には、ミクロクラック４′の深さを５０Ｉａ以上にさ
せることができることが判る。

またステンレス鋼連鋳スラブにブラスト処理を施した後
の加熱の程度が酸化スケール層９の形成に及ぼす影響を
調べた。

ブラスト処理後の加熱温度が１１００℃以上の条件では
、第５図（イ）の如くミクロクラック４′が生じている
ミクロクラック加工層８は、同図（ロ）に示す如く総て
ミクロクラック酸化層８′となり、その下層に酸化スケ
ール層６が形成されている。

また酸化スケール層６の下層に形成されたサブスケール
層６′は粒界酸化部と金属／酸化物混合部から成ってお
り、その厚さは３０７ａ以下であることは無手入れやス
ラブグラインダー研削後に加熱した場合に生じるサブス
ケール層６′と同様であり、熱間圧延中に酸化を受けな
がら圧延製品表面のスケールと化す。そして前記ミクロ
クラック酸化層８′と酸化スケール層６とで組下欠陥を
きれいに除去する剥離し易い酸化スケール層９を構成し
ている。

これに対し加熱温度が１１００℃以下の場合には、第５
図（ハ）に示すように、ミクロクラック酸化層８′は薄
く酸化スケール層６は殆ど発達形成されず、ミクロクラ
ック４′に沿ってサブスケール層６′が疎らに発達して
剥離する厚さは薄くなり本発明方法の効果が表われない
。

ミクロクラツク４′自体の密度は充分な方が良いが、密
度が非常に低い場合はミクロクラック４′の深さが所定
長あって且つ加熱温度が１１００℃以上であっても、結
果的に第５図（ハ）の場合と類似の状態となる場合があ
るにの点について種々試験をした結果、投射密度が１０
０ｋｇ／ｒ＆以下ではミクロクラック４′の充分な密度
が゛得られ難く、１０００ｋｇ／ｒ＆位でその効果が変
らなくなり、好ましい投射密度の範囲は１００〜８００
ｋｇ／−である。

前記の如くにして得られた酸化スケール層９は、極めて
脆弱であるため、温度１０５０〜７５０℃程度、圧下率
数％以上で激しくスラブ表面のスケールを除去しながら
行われる熱間圧延で容易に剥離且つ除去され、圧延後の
圧延鋼帯表面の模様とか疵とかにはならないのである。

〔実施例〕

本発明方法による実施例（１〜８）とその比較例（１〜
８）を以下に詳述するように実施し、その結果をまとめ
て次表に示す。

先ずオーステナイト系ステンレス鋼の代表鋼種である５
ＵＳ３０４の溶鋼を連続鋳造して寸法２００■（厚）ｘ
１０５０ｍ（幅）　ｘ　９０００　ｍ　（長さ）の連鋳
スラブを多数製造した。

これらの連鋳スラブに関して、次表の比較例１のものは
鋳造されたままの無手入れの状態で加熱後に熱間圧延し
たものであり、比較例２のものは従来通りスラブグライ
ンダーによりスラブ表面全面を深さ１　ｍ（１０００ｍ
）程度研削してから加熱且つ熱間圧延したものである。

そして、残りの実施例１〜８のものと比較例３〜８のも
のは総て以下に記す条件下にブラスト処理工程に通板し
て処理し、スラブエンド部よりサンプリングした。

ブラスト処理条件： （Ａ）投射機：平均粒径が０．２〜２．０１の範囲にあ
る鉄製グリッド（投射機）。

（Ｂ）投射機の初速度（Ｖ）ニア０及び１００ｍ／秒。

（Ｃ）投射密度：　５０．１００及び２００ｋｇ／ｍ２
（連鋳スラブの通板速度の調整による） 次いで総ての連鋳スラブを加熱温度１２３０．１１３０
゜１０８０及び１０５０℃に加熱し、圧延温度範囲１２
００〜８００℃且つ１パス当りの圧下率５〜４０％の条
件下で熱間圧延して板厚約４ｍの熱間圧延鋼帯にした。

かかる鋼帯を素材とし、更に熱処理→酸洗→冷延→熱処
理→酸洗→剪断工程を経て、板厚２．０ｍの冷延鋼板を
得た。

前記におけるステンレス鋼連鋳スラブの表面手入れの効
果を表わすものとして、手入れ後の表面や皿上の欠陥の
残存状態の直接評価に代わり、得られた冷延ステンレス
鋼板の表面における模様や疵の残存状態により評価した
。冷延ステンレス鋼板の表面模様や表面疵の残存有無の
評価は、連鋳スラブの手入れ区分毎に得られた圧延総枚
数に対する表面模様や表面疵が認められた板枚数の比率
を次のように区分し記号により表示することにより行っ
た。

０：比率３％未満（発生ナシ） Δ：比率３％以上１５％未満（一部発生）×：１５％以
上（発生） また、ブラスト処理後に採取したサンプルについて、ミ
クロクラック４′の深さ（ミクロクラック加工層の深さ
）を測定すると共に、熱間圧延する連鋳スラブの上に載
せて加熱炉へ装入して加熱し加熱後これらのサンプルは
熱間圧延することなく冷却し、表層部に生じた酸化スケ
ール層の厚さを測定した。なお、比較例１の無手入れの
連鋳スラブ及び比較例２のスラブグラインダー研削によ
り表面の全面研削を行った連鋳スラブについても同様に
測定した。

以下余白 前記衣から、本発明方法に定める条件下にブラスト処理
及び熱間圧延を伴う加熱を行ったステンレス鋼連鋳スラ
ブからは表面模様や表面疵の殆どない冷延ステンレス鋼
板を得ることができることが判る。これに対し、無手入
れ連鋳スラブは勿論、ブラスト処理及び熱間圧延を伴う
加熱を行ってもそれらの条件が本発明方法に定める範囲
外の場合は表面模様や疵のない冷延ステンレス鋼板は得
られない。このことから、本発明方法によれば、ステン
レス鋼連鋳スラブの表面欠陥は勿論、その皿上欠陥をも
ほぼ完全に除去できることが判る。なお、スラブグライ
ンダー研削を実施した場合には、表面模様や疵の発生は
なくなるが、研削及びスケールオフの両者による合計損
失厚さが約１２５０ｔＪｎに達して製造歩留の低下の大
きいことが判る。

以上に、鋼種５ＵＳ３０４連鋳スラブの本発明に係る表
面手入れ方法の実施例について説明したが、本発明方法
に定める条件範囲内の表面手入れ方法を実施すれば、こ
の鋼種の連鋳スラブに限らず、同様なＯ３Ｍ表面欠陥及
びその皿上欠陥を有するフェライト系やマルテンサイト
系ステンレス鋼（具体的には５ＵＳ４３０や５ＵＳ４１
０等）の連鋳スラブに対しても同様に良好な評価と結果
が得られるのである。

〔発明の効果〕

以上に詳述した本発明に係るステンレス鋼連鋳スラブの
表面手入れ方法は、以下に述べる効果により、作業性、
生産性及び特に製造歩留とコスト面で問題がある従来の
スラブグラインダーやミーリングマシンを用いた砥石研
削や刃物研削による手入れ方法にとって代わることがで
き、しかも完全無手入れで加熱炉へ直送し炉内で加熱し
た後に熱間圧延する理想方法に近づいたものとして、そ
の工業的価値は非常に大きなものである。

イ）連鋳スラブのＯ８Ｍ表面欠陥のみならずその各種皿
上欠陥をも、作業性良く、生産性も良好に（従来の１／
１５の処理時間で）、特に従来の研削手入れ方法より１
％近く歩留が上がりほぼ無手入れに近い製造歩留を確保
し、そのため従来の１７２０の製造コストで効果的に除
去することができる。

ロ）そして、手入れ後、加熱且つ熱間圧延されてから得
られる圧延製品の表面品質も従来の手入れされたものと
同等に良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図の各回はステンレス鋼連鋳スラブの表面
部の鋳造方向に沿う断面説明図であって。 第１図は本発明方法によりスケールオフされる表面部の
断面説明図、第２図は皿上欠陥の発生状況を示す断面説
明図、第３図は無手入れで加熱してスケールオフされる
表面部の断面説明図、第４図はスラブグラインダー研削
などの後に加熱してスケールオフされる表面部の断面説
明図である。第５図はブラスト処理後に加熱したときの
加熱温度と表面部の状況との関係を示し、（イ）は加熱
前の。 （ロ）は９００℃での加熱後の、（ハ）は１１００℃以
上での加熱後の各状態を示す断面説明図であり、第６図
はブラスト処理の投射条件とミクロクラック加工層の深
さと圧延後の圧延製品表面の残存疵程度との関係を示す
図である。 図面中 １・・・・オツシレーションマークの山部２・・・・オ
ツシレーションマークの谷部３・・・・成分偏析部 ４．４′・・・・ミクロクラック ５・・・・モールドパウダーの巻込み部６・・・・酸化
スケール層 ６′・・・・サブスケール層 ７・・・・研削部 ８・・・・ミクロクラック加工層 ８′・・・・ミクロクラック酸化層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ステンレス鋼連鋳スラブの表面にブラスト処理によ
   り深さ５０μｍ以上のミクロクラック加工層を生じさせ
   、次いで１１００℃以上に加熱された当該スラブを熱間
   圧延してスケールオフさせることを特徴とするステンレ
   ス鋼連鋳スラブの表面手入れ方法。 ２　ブラスト処理を下記の条件 （ｉ）投射材の初速度Ｖ（ｍ／秒）と平均粒径Ｄ（ｍｍ
   ）との積Ｗが Ｗ≧５０ （ｉｉ）投射密度が１００〜８００ｋｇ／ｍ＾２の下に
   行う請求項１に記載のステンレス鋼連鋳スラブの表面手
   入れ方法。