JPH02258917A - ステンレス鋼の熱処理方法 - 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〕 この発明は、ステンレス鋼の熱処理方法に関する。

〔従来の技術〕

ステンレス鋼は、それぞれの持つ特徴を十分に発揮する
ために、固溶化熱処理２時効熱処理など様々な熱処理を
施して使用されるが、これらの熱処理によって表面に酸
化スケールが生成され、これによりステンレス鋼本来の
美観が損なわれ且つ耐食性が著しく悪化するため、酸洗
浄等の方法により前記酸化スケールを除去することが行
われている。

また、ステンレス鋼はその製造工程において熱間圧延と
焼鈍及び冷間圧延と焼鈍により所定厚みの鋼帯又は鋼板
に成形される。ここで、前記焼鈍方法としては、コイル
状に巻いた鋼帯を巻出しながら直火式加熱炉に連続的に
送り込む、いわゆる連続焼鈍方法が広く行われているが
、この焼鈍方法では、焼鈍された銅帯の表面に酸化スケ
ールが生成される。前記の理由によりこの酸化スケール
は除去すべきものであるから、そのために焼鈍後に酸洗
浄等の脱スケール処理が行われており、前記製造工程に
おいて時効処理を行う場合にも同様である。

冷間圧延後の仕上げ焼鈍時に生成された酸化スケールを
除去する方法としては、硫酸ナトリウム水溶液、硫酸、
硝酸などの電解質中で電解を行う電解脱スケール法、硝
酸と弗酸の混酸やアルカリ系溶融塩などに浸漬する浸漬
脱スケール法があり、通常は酸化スケールの除去性やス
ケール除去後の表面品質を考慮して前記脱スケール法を
適宜組合せ方法がとられている。

近年、ステンレス鋼の需要の伸びに伴ってその生産量が
増加しており、上記焼鈍及び脱スケールのラインは増速
化の傾向にあるが、現在操業中の焼鈍炉では、炉長や加
熱能力の点で増速にも限界があり、また焼鈍時に銅帯表
面に生成される酸化スケールはＣｒｚＯ＝を多量に含む
ために化学的に除去しにくく、これにより脱スケール工
程における増速にも限界がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

これら、焼鈍・脱スケールラインの増速化の要請に応え
るため、焼鈍時の雰囲気制御による酸化スケールの改質
を行う例や、特公昭６３−２８９６５号公報に開示され
るように、焼鈍前処理としてステンレス鋼表面にＣｒメ
ツキを施す例が見られるが、この場合はメツキに要する
設備や維持に要する費用が膨大なものとなる。したがっ
て、前記Ｃｒメツキの手段によれば脱スケール設備の一
部省略が可能になったものの、メツキ設備の増設及びメ
ツキコストの上昇を鑑みると総合的に見てコスト高にな
るという問題点がある。また焼鈍後のメツキ層の溶解時
間を短縮するために酸濃度や温度を上げると、ステンレ
ス鋼の素地面を荒らすなどの理由により、焼鈍・脱スケ
ールラインの増速化の要請には充分対応することができ
ないという問題点もある。

さらに、特開昭５５−４７３１８号公報に開示されてい
るように、Ｆｅの塩化物を含む水溶液を塗布する例も見
られるが、この場合は、ステンレス鋼表面を荒らす上に
有害な塩素ガスの発生を伴うため、環境汚染を招くばか
りでなく、設備の寿命を著しく短縮するという問題点が
ある一方、塩素ガス回収設備を設けると多大な費用の増
大を必要とする問題点もある。

本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなさ
れたものであって、焼鈍前の被覆設備増設によるコスト
アップを最小限に抑え、焼鈍及び脱スケールラインの増
速化を図ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の、ステンレス鋼の熱処理方法のうち、第１の発
明は、Ｆｅ及びＣｒのうち少なくとも一方の酸化物でス
テンレス鋼の表面を被覆した後に、そのステンレス鋼の
焼鈍を行うものである。

前記酸化物としては、酸化物粉末を液体に懸濁させたも
のを用い、その懸濁液をステンレス鋼の表面に塗布する
ことにより前記被覆を行うとよい。

この液体としては有機液体を用いることが好ましい。

また第２の発明は、Ｆｅの水酸化物、Ｃｒの水酸化物、
Ｆｅのオキシ水酸化物及びＣｒのオキシ水酸化物のうち
少なくとも１種によりステンレス鋼の表面を被覆した後
に、そのステンレス鋼の焼鈍を行うものである。

前記水酸化物からなる被覆物で均一に且つ密着性よくス
テンレス鋼表面を被覆するためには、液体として有機液
体を用いるか、水を用いる場合には、分離しにくいゾル
状として用いるのが好適である。

〔作用〕

前記酸化物を用いる方法においては、Ｆｅ及びＣｒの酸
化物の粉末は濃色であるため熱の吸収が早く、ステンレ
ス鋼表面に塗布した場合には、焼鈍時に昇温速度が向上
する。特にＦＥｌｘＯａは黒色であり、しかもＦｅ、０
．より酸化度が低いため、黒色であるための熱吸収力ば
かりでなく、Ｆｅ２Ｏ，からＰｅ、Ｏ，への酸化による
酸化熱が鋼の昇温を助長して、昇温速度を格別に上昇さ
せる。

前記酸化物粉末の少なくとも一方を液体に懸濁させてス
テンレス鋼表面に塗布すると、塗布物が焼鈍炉内での雰
囲気ガスと鋼表面との直接接触を抑えるため、第１図（
ａ）〜（ｄ）に示すようにステンレス鋼表面の酸化スケ
ールは薄く且つ相対的にＦｅの多いものとなり、脱スケ
ール時間の短縮化を図ることができるばかりか、酸洗の
前処理としての溶融アルカリ塩処理や中性塩電解処理等
を省略することもできる。

前記液体としては水、油、メチルセルロース等をあげる
ことができるが、特に油などの有機物の場合には、焼鈍
時に有機物が燃えることによってステンレス鋼の昇温を
さらに助長することができる。この場合には、焼鈍炉内
で有機物が完全燃焼するように有機物たる液体の量や質
を調整しておくものとする。

前記酸化物は、焼鈍の過程でＦｅ、０．やＣｒｚ（ｈ等
の安定的な酸化物となってステンレス鋼表面と雰囲気ガ
スとの直接接触を妨げるため、鋼板表面の酸化スケール
は薄いものとなる。

前記の焼鈍を完了したステンレス鋼は水洗しながらブラ
ッシングするなどして塗布物を除去する。

ここで、使用する酸化物に粉末を用いてこれがステンレ
ス鋼表面を被覆しているため、焼鈍後の酸化物を容易に
除去することができる。この酸化物の除去は後工程の脱
スケールを容易にする。

また、水酸化物あるいはオキシ水酸化物を用いる方法に
おいては、Ｆｅ並びにＣｒの水酸化物及びオキシ水酸化
物は茶色ないし茶褐色であるため、これらを塗布しない
ステンレス鋼表面よりも熱の吸収が速く、焼鈍時の昇温
速度が向上する。昇温時に、これらの被覆物は水蒸気を
発生して酸化物となるが、その反応は緩やかであるため
被覆物が荒れたり剥離することがない。したがってステ
ンレス表面と雰囲気ガスとの遮断効果に優れる。また発
生するのが水蒸気であるため、環境汚染や設備寿命を短
縮することはない。

また前記いずれかの水酸化物、オキシ水酸化物をゾル状
としてステンレス鋼表面を被覆すると、微細な粒子が緻
密にステンレス鋼表面を覆うため、この点からも焼鈍時
に雰囲気ガスとの遮断効果が大きく、酸化物の場合と同
様にステンレス鋼表面の酸化スケールは極めて薄く、且
つ、第１図（ｅ）。

（ｆ）に示されるように、相対的にＦｅの多い酸化スケ
ールとなっている。焼鈍後の被覆物は水洗しながらのブ
ラッシング等によって除去し、続いて脱スケール工程に
てステンレス鋼表面の酸化スケールを除去するが、前記
のように厚さは通常条件よりも極めて薄く且つ相対的に
Ｆｅが多い酸化スケールになっているため脱スケール時
間を短縮することができる。

これらの方法は、熱延鋼帯あるいは冷延鋼帯のいずれに
も適用可能である。この方法を実施するにあたり重要と
なる点は酸化物の均一塗布であり、その方法としては、
スプレー塗布やロールコータなどがある。

なお、これらＦｅとＣｒの酸化物と水酸化物。

オキシ水酸化物は、互いに混合させた被覆物として使用
しても本発明の効果は十分に得られる。

〔第１実施例〕 Ｓ［ｌ５４３０及び５ＵＳ３０４の厚み４ＩＩＩｌの熱
間圧延焼鈍板を脱スケールした後ゼンジミア圧延機で厚
み１圓としたハード材を試験片とし、これをアルカリ脱
脂後、測温用熱電対を付けて所定の被覆物を塗布した。

この被覆物として、前記酸化物を用いた場合を第１の実
施例とし、前記水酸化物、オキシ水酸化物を用いた場合
を第２実施例として以下に説明する。

第１実施例の酸化物としては、Ｆｅｒｎｓ　、Ｆｅｚｅ
ｓ、Ｃｒ、０．の３種類の酸化物粉末を用い、これらを
蒸留水、圧延油（ミネラル質ストレートオイル）、メチ
ルセルロース（粘度５０ｃｐ）に懸濁させて、約３０％
溶液とした懸濁液を、スプレーにより試験片に均一に塗
布した。前記酸化物粉末と、これを懸濁する前記液との
組合せは、第１．２表に示す通りである。蒸留水を使用
した場合には乾燥後、他の液を使用した場合には塗布直
後の重量測定により被覆量を決めた。

焼鈍は３体積％の酸素を含む窒素ガスを炉内露点６０°
Ｃとした雰囲気中で、５ｔｌＳ４３０に対しては、炉温
１０００″Ｃ１最高到達板温８５０℃度、５ＵＳ３０４
に対しては炉温１２００°Ｃ１最高到達板温１１００℃
の条件で行い、それぞれ１００°Ｃから最高到達板温ま
での昇温時間を測定した。

焼鈍後は、水洗しながらナイロンブラシで擦ることによ
り塗布物を除去して乾燥させた。酸化スケールの除去は
、５ＵＳ４３０については中性塩電解処理後に硝酸電解
を施し、完全脱スケールまでの時間で評価した。また５
ｔ１５３０４については中性塩電解処理後に硝酸と弗酸
の混合酸中に浸漬し、完全脱スケールまでの時間で評価
した。また比較例として、ＳｉＯ□及びＡｊＥｚＯＩＪ
塗布材とアルカリ脱脂したままの試験片も同様の焼鈍及
び脱スケール評価を行った。

第１表が５ＩＪＳ４３０の結果であり、第２表が５ＩＪ
Ｓ３０４の結果である。

これらの表中、昇温時間比は脱脂のままの昇温時間を基
準にした割合で示し、パーセント表示としたものである
。

第１．２表に示されるように、５ｔｌＳ４３０において
は、比較例に対し、本発明例では、昇温速度の向上が見
られる。特にＦｅｘＯａ＋圧延油を使用した場合には所
要時間が半分以下に短縮できることが分かる。

また、酸洗時間も前処理により充分短縮されている。

Ｓ［ｌ５３０４においても、はぼ同様の結果が得られた
。

したがって、焼鈍前処理を行うことより、昇温時間及び
脱スケール時間が短縮される。

゛これらの結果、ステンレス鋼以外の鋼に対しても昇温
時間と脱スケール時間の短縮を図ることができるものと
認められる。

〔第２実施例〕 次に、被覆物に水酸化物を用いた第２実施例を説明する
。

この被覆物はＦｅ　（Ｏ）Ｉ）　３　、　Ｆｅ０ＯＨ、
Ｃｒ　（ＯＨ）　！　、　Ｃｒ００ｔｌを、水に懸濁さ
せて３００ｇ／ｌとしたものに酸を加えてｐＨ２のゾル
状とし、これをスプレーにより試験片に均一に塗布後、
重量測定により被覆量を求めた。

焼鈍及び脱スケールは、第１実施例と同様にした。

また、比較例としてＡ　Ｅ　（Ｏ）ｌ）　ｆｆ＋水、Ｎ
ｉ　（ＯＨ）　ｚゾル塗布材、脱脂ままの試験片も同様
の焼鈍及び脱スケール評価を行った。

第３表は５ＵＳ４３０の結果であり、第４表は５ＵＳ３
０４の結果である。

（第３表） （ＳＵＳ４３０） （第４表） （ＳＵＳ３０４） 第３，４表に示されるように、５ｔｌＳ４３０．５ＵＳ
３０４共に、比較例に対してＦｅの水酸化物、Ｃｒの水
酸化物、Ｆｅのオキシ水酸化物及びＣｒのオキシ水酸化
物を塗布した場合には昇温時間比が小さく、短時間で目
的温度に達していることが分かる。また、脱スケール時
間も同様に短くなっており脱スケール性が向上したこと
を示している。

以上のように、ステンレス鋼の製造工程において冷間圧
延後の焼鈍前に前記被覆剤でステンレス鋼表面を被覆し
、焼鈍後に被覆剤を除去することにより、迅速に焼鈍及
び脱スケールが行えるため、焼鈍ラインや脱スケールラ
イン増速化や、脱スケール工程の一部省略が可能になる
ことは前記の通りである。また、以上はステンレス鋼の
製造工程における焼鈍に通した例であるが、このほか、
時効処理においても時効後の酸化スケールを容易に除去
するための手段としてもこの方法を適用することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、前記酸化物を使用する方法及び前
記水酸化物、オキシ水酸化物を使用する方法のいずれに
おいても、これらの物質の粉末をそのまま、あるいは液
体に懸濁させ又はゾル状にして、これによりステンレス
鋼表面を被覆することにより、焼鈍時の吸熱性を高め昇
温時間の短縮化が図れると共に、焼鈍炉内雰囲気ガスと
ステンレス鋼表面との直接接触を妨げ、ステンレス鋼表
面の酸化スケールを薄クシて脱スケール時間の短縮化、
あるいは脱スケール工程の一部省略を図ることができる
ステンレス鋼の熱処理方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｆｅの酸化物及びオキシ水酸化物を用いて熱
処理したステンレス鋼表面と、前記被覆物を用いないで
熱処理したステンレス鋼表面との、ＳＩＭＳによる深さ
方向のプロフィールを示すグラフであって、（ａ）図は
、脱脂したまま酸化物で被覆しないで熱処理した５ＵＳ
４３０の場合、Ｏ））図は脱脂したまま酸化物で被覆し
ないで熱処理した５ＩＩＳ３０４の場合、（Ｃ）図は脱
脂後酸化物で被覆して熱処理した５ＵＳ４３Ｑの場合、
（ｄ）図は脱脂後酸化物で被覆して熱処理したＳ［ｌ５
３０４の場合、（ｅ）図は脱脂後オキシ水酸化物ゾルで
被覆して熱処理した５ｕｓ４３０の場合、（ｆ）図は脱
脂後オキシ水酸化物ゾルで被覆して熱処理した５ＵＳ３
０４の場合を夫々示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ及びＣｒのうち少なくとも一方の酸化物でス
   テンレス鋼の表面を被覆した後に、そのステンレス鋼の
   焼鈍を行うことを特徴とするステンレス鋼の熱処理方法
   。
2. （２）Ｆｅの水酸化物、Ｃｒの水酸化物、Ｆｅのオキシ
   水酸化物及びＣｒのオキシ水酸化物のうち少なくとも１
   種によりステンレス鋼の表面を被覆した後に、そのステ
   ンレス鋼の焼鈍を行うことを特徴とするステンレス鋼の
   熱処理方法。