JPH07284804A - フェライト系ステンレス鋼の製造方法 - Google Patents
フェライト系ステンレス鋼の製造方法Info
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- JPH07284804A JPH07284804A JP7770394A JP7770394A JPH07284804A JP H07284804 A JPH07284804 A JP H07284804A JP 7770394 A JP7770394 A JP 7770394A JP 7770394 A JP7770394 A JP 7770394A JP H07284804 A JPH07284804 A JP H07284804A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄、炭素、Ｃｒを含有するフェライト系ステ
ンレス鋼のＣＣスラブ鋳片スラブの熱間圧延後に、スケ
ールを巻き込んだ表面疵を発生しない製造方法の提供を
目的とする。 【構成】 フェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延
するためのスラブ加熱炉装入前に、スラブ表面をグライ
ンダーあるいはショットブラストによる研削、あるいは
バイトやフライスによる切削の少なくとも１種類の方法
により、表面粗度をＲmax で２０μｍ以上にすることに
より、スラブ加熱中に均一で厚いスケールを容易に形成
せしめ、しかる後に熱間圧延を行う。
ンレス鋼のＣＣスラブ鋳片スラブの熱間圧延後に、スケ
ールを巻き込んだ表面疵を発生しない製造方法の提供を
目的とする。 【構成】 フェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延
するためのスラブ加熱炉装入前に、スラブ表面をグライ
ンダーあるいはショットブラストによる研削、あるいは
バイトやフライスによる切削の少なくとも１種類の方法
により、表面粗度をＲmax で２０μｍ以上にすることに
より、スラブ加熱中に均一で厚いスケールを容易に形成
せしめ、しかる後に熱間圧延を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スラブ加熱および熱間
圧延工程でＣｒ系（フェライト系）ステンレス鋼の熱延
板表面に発生する表面スケール疵を効果的に防止する方
法に関する。
圧延工程でＣｒ系（フェライト系）ステンレス鋼の熱延
板表面に発生する表面スケール疵を効果的に防止する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フェライト系ステンレス熱延鋼板表面に
スケール疵が発生すると、その疵が熱延板のメカニカル
デスケーリング、酸洗後も残存し、さらには冷間圧延後
においても微小な表面疵として残存し、ステンレス鋼の
重要な特性である表面の美観や耐食性を著しく損なうこ
とになる。このため、従来のステンレス鋼の熱間圧延に
おいては、工程を厳しく管理するとともに、熱延板表面
にスケール疵が発生すると、これを除去するため酸洗や
研削等の表面調整工程を増加させざるを得ず、歩留や生
産効率を大幅に低減させる原因となっていた。また、ス
ケール疵が発生する場合には熱間圧延ロールにも疵が生
じることとなり、ロールの交換等による圧延コストにも
悪影響を与えていた。
スケール疵が発生すると、その疵が熱延板のメカニカル
デスケーリング、酸洗後も残存し、さらには冷間圧延後
においても微小な表面疵として残存し、ステンレス鋼の
重要な特性である表面の美観や耐食性を著しく損なうこ
とになる。このため、従来のステンレス鋼の熱間圧延に
おいては、工程を厳しく管理するとともに、熱延板表面
にスケール疵が発生すると、これを除去するため酸洗や
研削等の表面調整工程を増加させざるを得ず、歩留や生
産効率を大幅に低減させる原因となっていた。また、ス
ケール疵が発生する場合には熱間圧延ロールにも疵が生
じることとなり、ロールの交換等による圧延コストにも
悪影響を与えていた。
【０００３】従来、このような表面疵発生を防止するた
め、被圧延材の圧延温度を上げて圧延時の変形抵抗を小
さくする、あるいは熱延圧延パス数を増加させて１パス
での圧下率を低減する等の対策がなされてきた。しかし
ながら、表面スケール疵の完全防止には至っておらず、
しかも生産効率や生産コストの面で問題があった。この
ような観点から、特公平４−５７４０２号公報では、圧
延途中に酸化スケールが剥離して金属部が露出した表面
にカルボン酸を含む水溶液あるいはカルボン酸を含む圧
延潤滑油を供給することにより酸化を促す方法が開示さ
れている。また、特公平４−４２０８２号公報では、同
様に圧延途中で酸化スケールが剥離した金属部分に空
気、酸素ガス、水蒸気を吹き付けることで酸化を促進
し、スケールを再生させて表面疵を発生させない圧延法
を提供している。
め、被圧延材の圧延温度を上げて圧延時の変形抵抗を小
さくする、あるいは熱延圧延パス数を増加させて１パス
での圧下率を低減する等の対策がなされてきた。しかし
ながら、表面スケール疵の完全防止には至っておらず、
しかも生産効率や生産コストの面で問題があった。この
ような観点から、特公平４−５７４０２号公報では、圧
延途中に酸化スケールが剥離して金属部が露出した表面
にカルボン酸を含む水溶液あるいはカルボン酸を含む圧
延潤滑油を供給することにより酸化を促す方法が開示さ
れている。また、特公平４−４２０８２号公報では、同
様に圧延途中で酸化スケールが剥離した金属部分に空
気、酸素ガス、水蒸気を吹き付けることで酸化を促進
し、スケールを再生させて表面疵を発生させない圧延法
を提供している。
【０００４】しかしながら、これらの先行技術は、熱間
圧延工程における特別な吹き付け装置設置を必要とし、
熱間圧延装置の狭い空間に設置するためには大きな改造
を要する。さらに、これらの先行技術は熱延板の表面疵
が圧延ロールとの焼き付き、あるいはスラブ表面の割れ
や疵に起因した時の対策であるが、本発明者等は熱延板
表面疵を詳細に解析した結果、疵の発生原因はスラブ加
熱時に生成するスケールの状態に関係するものであり、
前記原因以外によるものであることが強く示唆された。
圧延工程における特別な吹き付け装置設置を必要とし、
熱間圧延装置の狭い空間に設置するためには大きな改造
を要する。さらに、これらの先行技術は熱延板の表面疵
が圧延ロールとの焼き付き、あるいはスラブ表面の割れ
や疵に起因した時の対策であるが、本発明者等は熱延板
表面疵を詳細に解析した結果、疵の発生原因はスラブ加
熱時に生成するスケールの状態に関係するものであり、
前記原因以外によるものであることが強く示唆された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題か
ら、フェライト系ステンレス鋼熱延板表面に生じること
があるスケール疵の発生を抑え、熱間圧延に次ぐ酸洗後
の再酸洗や表面研削等の作業負荷の増大の問題を効果的
に解決し、良好な表面性状を有するフェライト系ステン
レス鋼板を熱延工程に特別の装置を設置することなく製
造し得るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を提供
することを目的とする。
ら、フェライト系ステンレス鋼熱延板表面に生じること
があるスケール疵の発生を抑え、熱間圧延に次ぐ酸洗後
の再酸洗や表面研削等の作業負荷の増大の問題を効果的
に解決し、良好な表面性状を有するフェライト系ステン
レス鋼板を熱延工程に特別の装置を設置することなく製
造し得るフェライト系ステンレス鋼板の製造方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明が要旨
とするところは、フェライト系ステンレス鋼スラブを熱
間圧延するためのスラブ加熱炉装入前に、従来より表面
の欠陥や疵取りのために用いられているグラインダー研
削あるいはショットブラストをスラブ表面の疵取り、表
面平滑化を目的とするのではなく、これらの方法により
スラブ表面にＲmax で２０μｍ以上となるような凹凸を
積極的に形成させ、その凸部を異常酸化、すなわちブレ
イクアウェイの核として作用させて酸化を促進させるこ
とにより均一で厚いスケールを容易に形成せしめ、しか
る後に熱間圧延を行うことを特徴とする表面スケール疵
の少ないフェライト系ステンレス鋼の製造方法にある。
さらに、この方法では均一な厚いスケールを低温で容易
に形成できるため、結晶の粗大化等に起因するリジング
やローピング等の発生を抑制した熱間圧延後にスケール
疵のない熱延鋼帯を得ることができる特徴がある。以下
に本発明について詳細に説明する。
とするところは、フェライト系ステンレス鋼スラブを熱
間圧延するためのスラブ加熱炉装入前に、従来より表面
の欠陥や疵取りのために用いられているグラインダー研
削あるいはショットブラストをスラブ表面の疵取り、表
面平滑化を目的とするのではなく、これらの方法により
スラブ表面にＲmax で２０μｍ以上となるような凹凸を
積極的に形成させ、その凸部を異常酸化、すなわちブレ
イクアウェイの核として作用させて酸化を促進させるこ
とにより均一で厚いスケールを容易に形成せしめ、しか
る後に熱間圧延を行うことを特徴とする表面スケール疵
の少ないフェライト系ステンレス鋼の製造方法にある。
さらに、この方法では均一な厚いスケールを低温で容易
に形成できるため、結晶の粗大化等に起因するリジング
やローピング等の発生を抑制した熱間圧延後にスケール
疵のない熱延鋼帯を得ることができる特徴がある。以下
に本発明について詳細に説明する。
【０００７】
【作用】本発明者等は、上記熱延板表面のスケール疵発
生の原因を解明するために加熱炉出側、熱間圧延工程の
粗圧延機出側、仕上げ圧延後および酸洗後の各段階にお
ける材料表面を徹底的に調査し、いくつかの再現実験も
行った結果、以下のような事実を知見するに至った。 １）表面スケール疵発生傾向の解析では、Ｃｒ濃度が高
い、あるいはＮｂ、Ｔｉ、Ｍｏ等を含有する耐酸化性が
良好な鋼種において疵が発生し易い。
生の原因を解明するために加熱炉出側、熱間圧延工程の
粗圧延機出側、仕上げ圧延後および酸洗後の各段階にお
ける材料表面を徹底的に調査し、いくつかの再現実験も
行った結果、以下のような事実を知見するに至った。 １）表面スケール疵発生傾向の解析では、Ｃｒ濃度が高
い、あるいはＮｂ、Ｔｉ、Ｍｏ等を含有する耐酸化性が
良好な鋼種において疵が発生し易い。
【０００８】２）加熱炉出側のスラブ表面の観察から、
疵が発生し易い鋼種では瘤状の形態のスケールが多数認
められるか、あるいはスケールの厚さが０．４から１．
５mm程度の極端に厚いところと１０μｍ程度の薄いとこ
ろが混在した表面となっている。すなわち、瘤状のスケ
ールや極端に厚いスケールとなっている部分は、その廻
りよりも著しく酸化が進行しているため、結果として金
属表面はその部分で窪み、下地金属表面に凹凸を与え
る。これに対して、疵の出にくい鋼種では、全面が均一
なおよそ１．０mm程度の厚みのスケールで覆われ、スケ
ール下部の下地金属表面は平滑である。
疵が発生し易い鋼種では瘤状の形態のスケールが多数認
められるか、あるいはスケールの厚さが０．４から１．
５mm程度の極端に厚いところと１０μｍ程度の薄いとこ
ろが混在した表面となっている。すなわち、瘤状のスケ
ールや極端に厚いスケールとなっている部分は、その廻
りよりも著しく酸化が進行しているため、結果として金
属表面はその部分で窪み、下地金属表面に凹凸を与え
る。これに対して、疵の出にくい鋼種では、全面が均一
なおよそ１．０mm程度の厚みのスケールで覆われ、スケ
ール下部の下地金属表面は平滑である。
【０００９】３）前記瘤状のスケールと極端に厚いスケ
ール部分は、いずれも二層構造であり、外層は剥離しや
すいＦｅに富む酸化物であり、内層は密着性のよいＣｒ
に富む酸化物である。 ４）スラブ加熱炉出側でスラブ表面に存在する前記酸化
物起因の金属表面の窪みは、粗熱間圧延工程でその縁が
延ばされて「かさぶた」状となり、その下の酸化物を覆
う形となる。さらに仕上げ熱間圧延において、その形態
が広がるとともに板厚方向では浅くなり、酸化物を内部
に含む微少なヘゲ状の表面疵となる。 ５）酸洗後の鋼板表面に認められるスケール疵は、大部
分が前記４）項の表面疵と酷似しており、微少ヘゲ状で
その下には酸化物が食い込んだ状態となっている。
ール部分は、いずれも二層構造であり、外層は剥離しや
すいＦｅに富む酸化物であり、内層は密着性のよいＣｒ
に富む酸化物である。 ４）スラブ加熱炉出側でスラブ表面に存在する前記酸化
物起因の金属表面の窪みは、粗熱間圧延工程でその縁が
延ばされて「かさぶた」状となり、その下の酸化物を覆
う形となる。さらに仕上げ熱間圧延において、その形態
が広がるとともに板厚方向では浅くなり、酸化物を内部
に含む微少なヘゲ状の表面疵となる。 ５）酸洗後の鋼板表面に認められるスケール疵は、大部
分が前記４）項の表面疵と酷似しており、微少ヘゲ状で
その下には酸化物が食い込んだ状態となっている。
【００１０】これらのことから、本発明者等は、熱延板
表面に発生するスケール疵は、スラブ加熱段階での酸化
によって生じる金属表面の凹凸が圧延により延ばされて
発生するものであるとの結論を得た。すなわち、図１
（ａ）に示すようなスラブ１の表面に瘤状のスケール３
が形成される場合は金属表面の凹凸が激しいため、この
ようなものが点在したスケールではスケール疵が多発
し、図１（ｂ）のような上層がＦｅ酸化物４、下層が
（Ｆｅ、Ｃｒ）酸化物５の厚い二重スケールが表面を覆
い、金属表面が平滑な場合にはスケール疵が著しく少な
いことを解明した。さらに、本発明者等は、スラブ加熱
段階でこうした瘤状の酸化形態を制御して、均一なスケ
ール６を形成した金属表面の凹凸の少ない状態での熱間
圧延では、鋼の成分や熱間での変形抵抗の如何によらず
スケール疵の発生を著しく低減できるとの結論を得るに
至った。
表面に発生するスケール疵は、スラブ加熱段階での酸化
によって生じる金属表面の凹凸が圧延により延ばされて
発生するものであるとの結論を得た。すなわち、図１
（ａ）に示すようなスラブ１の表面に瘤状のスケール３
が形成される場合は金属表面の凹凸が激しいため、この
ようなものが点在したスケールではスケール疵が多発
し、図１（ｂ）のような上層がＦｅ酸化物４、下層が
（Ｆｅ、Ｃｒ）酸化物５の厚い二重スケールが表面を覆
い、金属表面が平滑な場合にはスケール疵が著しく少な
いことを解明した。さらに、本発明者等は、スラブ加熱
段階でこうした瘤状の酸化形態を制御して、均一なスケ
ール６を形成した金属表面の凹凸の少ない状態での熱間
圧延では、鋼の成分や熱間での変形抵抗の如何によらず
スケール疵の発生を著しく低減できるとの結論を得るに
至った。
【００１１】さらに、本研究者等は瘤状スケールおよび
厚いスケールの発生過程の研究から、フェライト系ステ
ンレス鋼のスケールは以下のような機構で酸化が進行す
ることを見出だした。 （１）まず、図２（ａ）のように金属表面１にＣｒ2 Ｏ
3 の緻密で薄い酸化皮膜１２が形成される。 （２）次いで、加熱温度の上昇と加熱時間の増加ととも
に、Ｃｒ2 Ｏ3 皮膜の厚さが増し、図２（ｂ）のような
酸化皮膜１２と金属界面にＣｒの少ないＣｒ欠乏層１３
が形成される。そのため、Ｃｒの酸化皮膜への供給が不
十分となり、Ｆｅが酸化され易い状態となる。 （３）さらに、Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化皮膜厚の増大は図２
（ｃ）のような皮膜の破壊の原因となり、亀裂を通して
Ｃｒが欠乏した金属表面が直接酸素に曝されることにな
り、Ｆｅ酸化が開始され、局所的にＦｅが酸化１４して
皮膜が厚くなる領域とＦｅの酸化が進行しない領域が生
ずる。この局所的に酸化が進行したのが前記の瘤状スケ
ール１５である。この際の皮膜破壊の起点は酸化物／金
属の熱膨脹率等の機械的特性の相違によるランダムな亀
裂と、酸化物／金属界面に濃化する介在物や内部酸化層
に起因するものがあることをＥＰＭＡ等の各種解析機器
により解明した。 （４）さらに加熱温度や時間が増加すると、図２（ｄ）
のように瘤状のスケール１５が大きく成長して、ついに
は連結して図２（ｅ）のような厚い二重スケール１８と
なる。
厚いスケールの発生過程の研究から、フェライト系ステ
ンレス鋼のスケールは以下のような機構で酸化が進行す
ることを見出だした。 （１）まず、図２（ａ）のように金属表面１にＣｒ2 Ｏ
3 の緻密で薄い酸化皮膜１２が形成される。 （２）次いで、加熱温度の上昇と加熱時間の増加ととも
に、Ｃｒ2 Ｏ3 皮膜の厚さが増し、図２（ｂ）のような
酸化皮膜１２と金属界面にＣｒの少ないＣｒ欠乏層１３
が形成される。そのため、Ｃｒの酸化皮膜への供給が不
十分となり、Ｆｅが酸化され易い状態となる。 （３）さらに、Ｃｒ2 Ｏ3 の酸化皮膜厚の増大は図２
（ｃ）のような皮膜の破壊の原因となり、亀裂を通して
Ｃｒが欠乏した金属表面が直接酸素に曝されることにな
り、Ｆｅ酸化が開始され、局所的にＦｅが酸化１４して
皮膜が厚くなる領域とＦｅの酸化が進行しない領域が生
ずる。この局所的に酸化が進行したのが前記の瘤状スケ
ール１５である。この際の皮膜破壊の起点は酸化物／金
属の熱膨脹率等の機械的特性の相違によるランダムな亀
裂と、酸化物／金属界面に濃化する介在物や内部酸化層
に起因するものがあることをＥＰＭＡ等の各種解析機器
により解明した。 （４）さらに加熱温度や時間が増加すると、図２（ｄ）
のように瘤状のスケール１５が大きく成長して、ついに
は連結して図２（ｅ）のような厚い二重スケール１８と
なる。
【００１２】このような知見から、Ｃｒ欠乏層を酸化皮
膜と下地界面に形成させ、さらに亀裂箇所を増大させる
ことで瘤状のスケール形成密度を増加し、それらを連結
させることにより金属表面の凹凸が少ない均一な二重ス
ケールが形成できるという結論を得た。表１はＣｒ：１
９％、Ｍｏ：２．０％、Ｎｂ：０．４％、Ｔｉ：０．２
％、Ｃ：０．００３％、Ｎ：０．００３％のフェライト
系ステンレス鋼の表面をバイトによるセーパー切削を行
い、表面粗度がＲmax で３μｍ、１８μｍ、２０μｍ、
５０μｍ、１００μｍ、１４０μｍである試料を用い
て、ＬＰＧ燃焼雰囲気中で１２３０℃で１時間加熱する
ことにより形成した酸化状態を観察した結果を示すもの
である。いずれの表面粗度の条件でも瘤状スケールは切
削痕の凸部に形成し、さらに形成する瘤状スケールの大
きさは表面粗度Ｒmax が３μｍから１４０μｍと荒くな
る程大きくなるが、表面粗度が１８μｍ以下では瘤状ス
ケールの大きさが小さいため相互に連結せず、スケール
の厚い部分と薄い部分が混在した状態になる。一方、表
面粗度が２０μｍ以上では凸部に形成された瘤状スケー
ルが相互に連結するため、均一な厚いスケールとなる。
膜と下地界面に形成させ、さらに亀裂箇所を増大させる
ことで瘤状のスケール形成密度を増加し、それらを連結
させることにより金属表面の凹凸が少ない均一な二重ス
ケールが形成できるという結論を得た。表１はＣｒ：１
９％、Ｍｏ：２．０％、Ｎｂ：０．４％、Ｔｉ：０．２
％、Ｃ：０．００３％、Ｎ：０．００３％のフェライト
系ステンレス鋼の表面をバイトによるセーパー切削を行
い、表面粗度がＲmax で３μｍ、１８μｍ、２０μｍ、
５０μｍ、１００μｍ、１４０μｍである試料を用い
て、ＬＰＧ燃焼雰囲気中で１２３０℃で１時間加熱する
ことにより形成した酸化状態を観察した結果を示すもの
である。いずれの表面粗度の条件でも瘤状スケールは切
削痕の凸部に形成し、さらに形成する瘤状スケールの大
きさは表面粗度Ｒmax が３μｍから１４０μｍと荒くな
る程大きくなるが、表面粗度が１８μｍ以下では瘤状ス
ケールの大きさが小さいため相互に連結せず、スケール
の厚い部分と薄い部分が混在した状態になる。一方、表
面粗度が２０μｍ以上では凸部に形成された瘤状スケー
ルが相互に連結するため、均一な厚いスケールとなる。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記結果は凸部と平滑部での酸化皮膜への
供給過程と皮膜の亀裂の生じ易さの違いによるものであ
る。すなわち、突部と平滑な表面で同一厚さのＣｒ酸化
層を生じた場合、図３に示すように平滑な表面で、Ａ点
ではＣｒの供給は表面への直上のみであるが、凸部のＢ
点では直上のみならず両辺への供給を行う必要性があ
り、必然的にＢ点でのＣｒの欠乏状態はＡ点に比べると
大きなものとなる。さらに、金属表面に酸化物が形成す
ると、界面には膨脹率の差で応力が発生するが、その大
きさは凸部で大きくなるため亀裂の起点となる。すなわ
ち、瘤状スケールは前記したように、Ｃｒ欠乏層があ
り、さらに皮膜に亀裂が生じ易いところに形成すること
から、凸部を起点として瘤状スケールが形成し易いわけ
である。このことについては、加熱温度および加熱時間
を変えた各種条件下で作製した試料を用いて、瘤状スケ
ールの初期形成過程を光学顕微鏡やＥＰＭＡ等により観
察して確認した。
供給過程と皮膜の亀裂の生じ易さの違いによるものであ
る。すなわち、突部と平滑な表面で同一厚さのＣｒ酸化
層を生じた場合、図３に示すように平滑な表面で、Ａ点
ではＣｒの供給は表面への直上のみであるが、凸部のＢ
点では直上のみならず両辺への供給を行う必要性があ
り、必然的にＢ点でのＣｒの欠乏状態はＡ点に比べると
大きなものとなる。さらに、金属表面に酸化物が形成す
ると、界面には膨脹率の差で応力が発生するが、その大
きさは凸部で大きくなるため亀裂の起点となる。すなわ
ち、瘤状スケールは前記したように、Ｃｒ欠乏層があ
り、さらに皮膜に亀裂が生じ易いところに形成すること
から、凸部を起点として瘤状スケールが形成し易いわけ
である。このことについては、加熱温度および加熱時間
を変えた各種条件下で作製した試料を用いて、瘤状スケ
ールの初期形成過程を光学顕微鏡やＥＰＭＡ等により観
察して確認した。
【００１５】次に、本発明における表面粗度の限定理由
を説明する。本発明のスケール疵は、スラブ加熱炉内で
の表面酸化形態に原因があり、これを制御してスラブ金
属表面をより平滑な状態のままで熱間圧延工程に供給す
るものであるが、その方法としてはＣｒ欠乏層を形成さ
せ、さらに亀裂が発生し易い構造を表面に形成すること
により、瘤状スケールを高密度で発生させ、それらが連
結した表面に均一な二重スケールを形成させる手段を採
用する。
を説明する。本発明のスケール疵は、スラブ加熱炉内で
の表面酸化形態に原因があり、これを制御してスラブ金
属表面をより平滑な状態のままで熱間圧延工程に供給す
るものであるが、その方法としてはＣｒ欠乏層を形成さ
せ、さらに亀裂が発生し易い構造を表面に形成すること
により、瘤状スケールを高密度で発生させ、それらが連
結した表面に均一な二重スケールを形成させる手段を採
用する。
【００１６】そのためには、スラブ加熱前に下地からの
Ｃｒの補給が不十分となり、かつ形成した酸化皮膜と下
地界面に応力が集中し易い凸部を表面に高密度で形成す
るのが良い。ただし、凸部の粗さがＲmax で２０μｍ未
満の場合では平滑な表面に比べて瘤状スケールの発生密
度は増加するものの、形成する瘤状スケールの形状は小
さく、瘤状スケール相互の連結能力が小さく、均一な二
重スケールを形成するためには、高温、長時間加熱が必
要となるため、下限を２０μｍとした。上限に関しては
表面粗度の増加とともに瘤状スケールの発生頻度および
形状が増大して、相互に連結し易く均一な厚いスケール
が形成できるため限定しないが、表面粗度が１mm以上を
越えるとスケールオフ量も多くなり、また加工の凹凸の
影響や加工歪みが残存することもあるため表面粗度を１
mm以下とするのが好ましい。
Ｃｒの補給が不十分となり、かつ形成した酸化皮膜と下
地界面に応力が集中し易い凸部を表面に高密度で形成す
るのが良い。ただし、凸部の粗さがＲmax で２０μｍ未
満の場合では平滑な表面に比べて瘤状スケールの発生密
度は増加するものの、形成する瘤状スケールの形状は小
さく、瘤状スケール相互の連結能力が小さく、均一な二
重スケールを形成するためには、高温、長時間加熱が必
要となるため、下限を２０μｍとした。上限に関しては
表面粗度の増加とともに瘤状スケールの発生頻度および
形状が増大して、相互に連結し易く均一な厚いスケール
が形成できるため限定しないが、表面粗度が１mm以上を
越えるとスケールオフ量も多くなり、また加工の凹凸の
影響や加工歪みが残存することもあるため表面粗度を１
mm以下とするのが好ましい。
【００１７】また、本発明での均一なスケールを形成す
るための表面の凹凸に要求される条件は、前記の表面の
凸部の平均高さのほか、凸部間の間隔も重要である。す
なわち、凹凸部の間隔が鋳造材のようなオッシレション
マーク間のように大きく離れていると、形成した瘤状ス
ケールが連結するためには高温、長時間加熱が必要とな
り、凸部間の間隔もある程度近接していることが望まし
い。そのため、上記凹凸を表面に形成する手段として
は、バイトやフライス等を用いた切削加工、グラインダ
ー等の研削加工、ショットブラスト処理等が好ましい。
るための表面の凹凸に要求される条件は、前記の表面の
凸部の平均高さのほか、凸部間の間隔も重要である。す
なわち、凹凸部の間隔が鋳造材のようなオッシレション
マーク間のように大きく離れていると、形成した瘤状ス
ケールが連結するためには高温、長時間加熱が必要とな
り、凸部間の間隔もある程度近接していることが望まし
い。そのため、上記凹凸を表面に形成する手段として
は、バイトやフライス等を用いた切削加工、グラインダ
ー等の研削加工、ショットブラスト処理等が好ましい。
【００１８】
【実施例】表２にその化学組成を示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ、の各フェライト系ステンレス鋼についてテスト
を行った。表３は連続鋳造により作成したスラブ厚さ１
５０〜３００mm、スラブ幅９５０〜１２５０mmのＣＣ鋳
片をバイトおよびフライス切削、＃１２〜＃４００のグ
ラインダー研削、および０．２〜０．５mmの粒径のスチ
ールグリッドを用いて、投射密度７〜１００kg／ｍ2 の
範囲でショットブラストすることにより表面粗度をＲma
x で６μｍ〜２４５μｍに仕上げた鋳片を、続くスラブ
加熱炉で１０００℃〜１２７０℃を熱間圧延前の目標加
熱温度とし、ＬＮＧ（雰囲気はおおよそＮ2 ：７２〜７
４ vol％、Ｏ2 ：０〜８ vol％、ＣＯ2 ：６〜１０ vol
％、Ｈ2 Ｏ：１２〜１８ vol％）、ＬＰＧ（燃焼雰囲気
はおおよそＮ2 ：７３〜８１ vol％、Ｏ2 ：０〜８ vol
％、ＣＯ2 ：５〜１２ vol％、Ｈ2 Ｏ：７〜１５ vol
％）、ＣＯＧ（雰囲気はおおよそＮ2 ：７０〜７４ vol
％、Ｏ2 ：０〜１０ vol％、ＣＯ2 ：４〜８ vol％、Ｈ
2 Ｏ：１２〜２２ vol％）の各燃焼雰囲気で昇温速度４
〜２０℃／分で加熱時間が６０分〜１８０分、燃焼雰囲
気の露点が４５〜６５℃、酸素濃度が０．５％〜８％の
範囲内で加熱し、この加熱終了直後に熱間圧延を中断
し、冷却後サンプリングしてマクロ観察、断面ミクロ観
察を行った結果を示すものである。
Ｅ、Ｆ、の各フェライト系ステンレス鋼についてテスト
を行った。表３は連続鋳造により作成したスラブ厚さ１
５０〜３００mm、スラブ幅９５０〜１２５０mmのＣＣ鋳
片をバイトおよびフライス切削、＃１２〜＃４００のグ
ラインダー研削、および０．２〜０．５mmの粒径のスチ
ールグリッドを用いて、投射密度７〜１００kg／ｍ2 の
範囲でショットブラストすることにより表面粗度をＲma
x で６μｍ〜２４５μｍに仕上げた鋳片を、続くスラブ
加熱炉で１０００℃〜１２７０℃を熱間圧延前の目標加
熱温度とし、ＬＮＧ（雰囲気はおおよそＮ2 ：７２〜７
４ vol％、Ｏ2 ：０〜８ vol％、ＣＯ2 ：６〜１０ vol
％、Ｈ2 Ｏ：１２〜１８ vol％）、ＬＰＧ（燃焼雰囲気
はおおよそＮ2 ：７３〜８１ vol％、Ｏ2 ：０〜８ vol
％、ＣＯ2 ：５〜１２ vol％、Ｈ2 Ｏ：７〜１５ vol
％）、ＣＯＧ（雰囲気はおおよそＮ2 ：７０〜７４ vol
％、Ｏ2 ：０〜１０ vol％、ＣＯ2 ：４〜８ vol％、Ｈ
2 Ｏ：１２〜２２ vol％）の各燃焼雰囲気で昇温速度４
〜２０℃／分で加熱時間が６０分〜１８０分、燃焼雰囲
気の露点が４５〜６５℃、酸素濃度が０．５％〜８％の
範囲内で加熱し、この加熱終了直後に熱間圧延を中断
し、冷却後サンプリングしてマクロ観察、断面ミクロ観
察を行った結果を示すものである。
【００１９】本発明によれば、表面粗度がＲmax で１９
μｍ以下では瘤状スケールとなる加熱条件にもかかわら
ず、表面粗度がＲmax で２０以上のいずれの鋼種におい
ても均一な厚いスケールが得られ、かつその均一の厚い
スケール形成温度も２０℃〜５０℃程度低減させること
ができ、スケール下部の金属表面の凹凸を小さくするこ
とができた。
μｍ以下では瘤状スケールとなる加熱条件にもかかわら
ず、表面粗度がＲmax で２０以上のいずれの鋼種におい
ても均一な厚いスケールが得られ、かつその均一の厚い
スケール形成温度も２０℃〜５０℃程度低減させること
ができ、スケール下部の金属表面の凹凸を小さくするこ
とができた。
【００２０】表４は表３と同様に加熱し、加熱終了後に
熱間圧延を行い、２．５〜５mm厚さのホットコイルを製
造し、その後８００〜１０００℃の温度域で１０〜６０
秒の短時間焼鈍し、あるいは焼鈍せずに高圧水中に鉄砂
粒を混入させて吹き付けるメカニカルデスケーリングま
たはショットブラストでデスケーリング後、５０〜１０
０℃の３００ｇ／ｌの硫酸溶液中で３０〜１２０秒の浸
漬酸洗を施し、表層を１０〜２５μｍ程度溶削した後
に、そのままあるいはスマット処理したコイル表面のス
ケールを巻き込んだ表面スケール疵の数を示す。本発明
によれば、表面粗度がＲmax で２０μｍ以上の凹凸のい
ずれの鋼種ともスケール疵のない熱延酸洗鋼帯が得られ
る。
熱間圧延を行い、２．５〜５mm厚さのホットコイルを製
造し、その後８００〜１０００℃の温度域で１０〜６０
秒の短時間焼鈍し、あるいは焼鈍せずに高圧水中に鉄砂
粒を混入させて吹き付けるメカニカルデスケーリングま
たはショットブラストでデスケーリング後、５０〜１０
０℃の３００ｇ／ｌの硫酸溶液中で３０〜１２０秒の浸
漬酸洗を施し、表層を１０〜２５μｍ程度溶削した後
に、そのままあるいはスマット処理したコイル表面のス
ケールを巻き込んだ表面スケール疵の数を示す。本発明
によれば、表面粗度がＲmax で２０μｍ以上の凹凸のい
ずれの鋼種ともスケール疵のない熱延酸洗鋼帯が得られ
る。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ェライト系ステンレス鋼において瘤状のスケールのを高
密度で形成、連結させることにより均一な厚みのスケー
ルを容易に生成して、熱延圧延後にスケールを巻き込ん
だ表面スケール疵の発生しない熱延板が得られ、スケー
ル疵を除去するための工程を省略できるためその工業的
効果が大きい。さらに、均一な厚いスケールの形成温度
を低減でき、スラブ加熱温度の低温化がはかれるため、
結晶の細粒化等によりフェライト系ステンレス鋼の特性
が向上するためその効果は極めて大きい。
ェライト系ステンレス鋼において瘤状のスケールのを高
密度で形成、連結させることにより均一な厚みのスケー
ルを容易に生成して、熱延圧延後にスケールを巻き込ん
だ表面スケール疵の発生しない熱延板が得られ、スケー
ル疵を除去するための工程を省略できるためその工業的
効果が大きい。さらに、均一な厚いスケールの形成温度
を低減でき、スラブ加熱温度の低温化がはかれるため、
結晶の細粒化等によりフェライト系ステンレス鋼の特性
が向上するためその効果は極めて大きい。
【図１】フェライト系ステンレス鋼をスラブ加熱炉内で
熱延のため加熱した際、その表面に発生する酸化状況の
一例の金属顕微鏡写真の模式図で、（ａ）は局所的に形
成される瘤状スケールを示し、（ｂ）は均一な厚いスケ
ールの状態を示す。
熱延のため加熱した際、その表面に発生する酸化状況の
一例の金属顕微鏡写真の模式図で、（ａ）は局所的に形
成される瘤状スケールを示し、（ｂ）は均一な厚いスケ
ールの状態を示す。
【図２】フェライト系ステンレス鋼をスラブ加熱炉内で
熱延のため加熱した際、その表面に形成される酸化皮膜
の形成過程の概略で、（ａ）は酸化初期、（ｂ）は保護
性皮膜の成長とＣｒ欠乏層の形成、（ｃ）保護性皮膜の
破壊と酸素等の侵入、（ｄ）ブレイクアウェイ後の瘤状
スケールの形成、（ｅ）瘤状スケールの連結による厚い
スケールの形成状態を示す。
熱延のため加熱した際、その表面に形成される酸化皮膜
の形成過程の概略で、（ａ）は酸化初期、（ｂ）は保護
性皮膜の成長とＣｒ欠乏層の形成、（ｃ）保護性皮膜の
破壊と酸素等の侵入、（ｄ）ブレイクアウェイ後の瘤状
スケールの形成、（ｅ）瘤状スケールの連結による厚い
スケールの形成状態を示す。
【図３】フェライト系ステンレス鋼をスラブ加熱炉内で
熱延のため加熱した際、平滑表面（Ａ点）と凸部（Ｂ
点）でのＣｒの補給状態の違いを示し、Ａ点では直上の
みであるが、Ｂ点では直上のほか、両端への補給が必要
であることを示している。
熱延のため加熱した際、平滑表面（Ａ点）と凸部（Ｂ
点）でのＣｒの補給状態の違いを示し、Ａ点では直上の
みであるが、Ｂ点では直上のほか、両端への補給が必要
であることを示している。
１…スラブ金属表面 ２…薄い保護性酸化皮膜 ３…瘤状スケール ４…外層スケール（Ｆｅ3 Ｏ4 主体） ５…内層スケール（（Ｆｅ，Ｃｒ）2 Ｏ3 主体） ６…均一な厚いスケール １１…スラブ金属部 １２…保護性酸化皮膜 １３…Ｃｒ欠乏層 １４…酸化進行領域 １５…瘤状スケール １６…外層スケール（Ｆｅ3 Ｏ4 主体） １７…内層スケール（（Ｆｅ，Ｃｒ）2 Ｏ3 主体） １８…均一な厚いスケール Ａ…平滑部内の点（Ｃｒは直上のみに拡散） Ｂ…凸部内の点（Ｃｒは直上、両端に拡散）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｃ 1/00 Ｃ (72)発明者 大村 圭一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 フェライト系ステンレス鋼スラブを熱間
圧延するためのスラブ加熱炉装入前に、スラブ表面をグ
ラインダーあるいはショットブラストによる研削、もし
くはバイトやフライスによる切削の少なくとも１種類の
方法により、表面粗度をＲmax で２０μｍ以上にするこ
とにより、スラブ加熱中に均一で厚いスケールを容易に
形成せしめ、しかる後に熱間圧延を行うことを特徴とす
る表面スケール疵の少ないフェライト系ステンレス鋼の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077703A JP3067943B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | フェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077703A JP3067943B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | フェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07284804A true JPH07284804A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3067943B2 JP3067943B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=13641267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6077703A Expired - Fee Related JP3067943B2 (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | フェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067943B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3245806B2 (ja) | 1994-04-14 | 2002-01-15 | 新日本製鐵株式会社 | フェライト系ステンレス鋼の製造方法 |
| CN107042235B (zh) * | 2017-06-02 | 2018-07-27 | 江苏甬金金属科技有限公司 | 具有光亮表面的极薄铁素体不锈钢带的制作方法 |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP6077703A patent/JP3067943B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3067943B2 (ja) | 2000-07-24 |
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