JPS6213527A - ステンレス合金鋼スラブの加熱方法 - 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、熱間圧延前のステンレス合金鋼スラブの加熱
方法、特にステンレス合金鋼の熱間圧延時に発生する小
さな割れ疵に起因するヘゲ疵の発生を少なくするための
ステンレス合金鋼スラブの加熱方法に関するものである
。

（従来の技術） ステンレス合金鋼を熱間圧延する際に問題となる主な表
面欠陥の一つに、通常線ヘゲ（スリーパー）と呼ばれて
いる線状のヘゲ疵がある。この欠陥は冷間圧延しても消
失せず、また多くの場合、熱延コイルでは発見できない
微細なヘゲ疵が冷間圧延で顕著化するため大きな問題と
なっている。

表面品質が重要視されるステンレス合金鋼では上述の欠
陥は致命的であり、歩留り低下のため、大幅なコストア
ップを招いている。

上述の欠陥の理論的解明は必ずしも十分でないが、一般
的には、鋳造凝固時の旧オーステナイト粒界の脆化に起
因していると考えられている。これは旧オーステナイト
粒界には硫黄や酸素が濃化しており、加熱中に硫化物、
酸化物が生成し、これが脆化を促進し、熱間圧延時に小
さな割れ疵を発生させると推定されている。

従来、熱延時の割れを防止する方法として、特開昭５７
−１６１５３号公報に記載されているように、δｃａｌ
（δフエライト量の計算値）　＝３（Ｃｒ＋　Ｍｏ　＋
１．５　Ｓｉ＋０．５　Ｎｂ）　　−２，８（Ｎｉ＋１
／２　Ｍｎ＋１／２　Ｃｕ）　−８４（Ｃ＋　Ｎ）　−
１９，８で決まるδｃａｌを４．０％以下にする方法、
また、特開昭５７−１２７５０６号公報に記載されてい
るように、連鋳時の溶鋼加熱温度ΔＴ（液相線温度と鋳
造温度の差）とＮ値の積に応じて加熱温度を調整する方
法、Ｔｉ添加等特殊成分を添加して熱間強度を向上させ
る方法が知られている。

しかし、第１の方法は、熱延時の脆化原因であるδフェ
ライトの計算値δｃａｌを４．０％以下に押さえようと
するものである。しかし、実際にはステンレス合金鋼の
成分は、機械的特性、耐食性を考慮して設定されるもの
で、δｃａｌ値をＯ近傍に合せることは多くの鋼種につ
いて満足させることは難しい。さらにステンレス合金鋼
溶製時において目標設定成分に１００％適中させること
は難しく実際上問題がある。

また、第２の方法は、連続鋳造中ΔＴおよびＮ量は変化
し、雑多の履歴を持つスラブを同時に多数加熱する必要
のある加熱炉の操業で、全スラブを対象に制御すること
は実際上不可能である。

さらに、第３の特殊成分の添加、例えば、Ｔｉ添加は、
介在物の増加により、ストリンガ−疵が増加するし、高
価な特殊合金鉄添加によるコストアップが著しい。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、ステンレス合金鋼の熱間圧延時に旧オーステ
ナイト粒界に小さな割れが発生するのを防止するための
新規な方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、種々の実験および検討の結果、熱間圧延前の
加熱方法を制御することによって、熱間圧延時に旧オー
ステナイト粒界に小さな割れが発生するのを防止するこ
とができ、これによって冷延コイルにおけるヘゲ疵の発
生を減少させ得るという事実の認識に基づくものである
。

本発明によれば、重量パーセントでＣ：　０．００１〜
０．２０％、　　Ｓ　ｉ　：　０．１０〜５．０％＋　
Ｍ　ｎ　：　Ｑ、　ｌ　〜１１．０％、　　Ｐ　：０．
０５０％以下、Ｓ　：　０．０２０％以下、Ｃｒ　：　
１１．０〜３０．０％、　Ｎ　ｉ　：　２．０〜３０．
０％、Ｎ：０．００１〜０．０６０％、　Ｏ：　０．０
１５％以下、Ａｌ１．０％以下を含有し、さらにＭｏ：
５．０％以下、Ｃｕ：３．０％以下、Ｎ　ｂ　：　１．
０％以下、Ｔｉ：０．０５％以下、Ｚｒ：０．１０％以
下、Ｃａ：０．０６％以以下、Ｓ　ｎ　：　０．１０％
以下、Ｂ：０．０５％以下の１種または２種以上を含み
、残部がＦｅおよび不可避不純物よりなるステンレス合
金鋼のスラブを熱間圧延前に加熱するに際し、スラブ加
熱炉内雰囲気のｏｚＦＩ度を体積パーセントで０．５〜
５．０％に制御し、さらに、スラブ表面温度をＴ　”Ｃ
１その温度での保持時間をＨ時間とした場合（Ｈ＋１．
１）・（Ｔ−１，０５０）≦８００になるようにスラブ
加熱温度と加熱時間を制御することを特徴とする。

通常、熱間圧延前にスラブを加熱する際、燃料原単位を
最少にするために空燃比制御で炉内ｏ２濃度が０％にな
るように制御している。しかし、スラブ加熱炉内雰囲気
のＯｚ’４度がある領域でスラブ酸化は最も少なくなる
。この領域以下でも以上でもスラブ内部は鋼中のＯまた
は外部から侵入した０によって、特に旧オーステナイト
粒界は内部酸化が進み、脆化が著しくなる。これらは加
熱温度が高いほど著しい。

冷延コイル表面の線状ヘゲ疵の発生状況とスラブ加熱炉
内雰囲気中のＯ２濃度およびスラブ表面温度との関係を
、ＳＯＳ　３０４（主要成分は重量％でＣ：０．０６．
　　Ｃｒ　：１Ｂ、　Ｎ　ｉ　：　８）につき定量的に
調査した結果の一例を第１および２図に示している。

第１図は、ＳＯＳ　３０４のスラブ表面温度１２００〜
１２５０℃（４２００≦Ｊ’ＴｄＨ＜６５００）での加
熱炉内雰囲気中の０２濃度と冷延コイル表面の線状ヘゲ
疵発生率との関係を示す。

第１図から明らかなように、加熱炉内雰囲気中の０□濃
度は体積％で０．５〜５．０％の範囲で、綿状ヘゲ疵が
最も少なくなる。

また、第２図は加熱炉内雰囲気中の０□濃度を体積％で
０．５〜５．０％制御した状態下での加熱温度と加熱時
間による冷延コイル表面の線状ヘゲ疵の発生率（疵発生
コイル数／全コイル数）を示しており、図中、記号・、
×、△および○は線状ヘゲ疵発生率３１％以上、１６〜
３０％、５〜１５％および５％未満をそれぞれ示し、ま
た、曲線Ａは（Ｈ＋１．１）・　（Ｔ　−１，０５０）
　＝８００のラインを示す。このラインＡは、加熱炉内
雰囲気中の０ｚｔｒｓ度が体積％で０．５〜５．０％の
ときの、線状ヘゲ疵発生の限界ラインを示すものである
。ＯｚＪ度が０．５％未満でも５．０％を超えても、こ
の限界ラインは矢印Ｂで示す方向に移動する。つまり線
状ヘゲ疵発生領域が増加する。即ち、５％を超えると酸
化が著しくなり、０．５％未満では逆にスラブ表面層の
スケールオフ量が少なくなり、スラブ表面の欠陥が残り
易いためである。

これらの調査結果かられかるように、熱延時に発生する
線状ヘゲ疵を防止するには、加熱炉内雰囲気中のＯｔｆ
ｍ度を重量％で０．５〜５．０％にし、かつ、スラブ表
面温度をＴ　’Ｃとして、その温度での保持時間をＨ時
間とした場合、Ｔとｌ（を（Ｈ＋１．１）・　（Ｔ−１
，０５０）≦８００なる範囲になるように調整する必要
がある。

次に、各成分の限定理由を述べる。

Ｃは、耐食性の点からは低いほど良く、また耐熱性の点
からは高い方が良いが、実用を考慮して０．００１−０
．２０％とした。

Ｓｔは、加工性の点からは低い方が良いが、低すぎると
脱酸が不十分となる。そこで下限を０．１％とし、脆化
の著しくなる５％以上を除去、上限を５．０％とした。

Ｍｎは、低すぎると加工性が劣化し、また脱酸も不十分
になるので、下限を０．１％とした。また、多いほどオ
ーステナイトが安定し、加工性および耐食性が良くなる
が、効果が飽和するので１１．０％を上限とした。

Ｐは、高（なると、加工性、耐食性が悪（なるので、上
限をｏ、ｏｓｏ％にした。

Ｓは、熱間加工性を劣化させる。特に、凝固時、オース
テナイト粒界に偏析し、熱間圧延時に廃止する線状ヘゲ
疵の主因になる。したがって上限は０．０２０％とすべ
きである。

０も、Ｓと同じ、理由で、低い方が良く、上限を０．０
１５％にした。

Ｃ「は、ステンレス鋼としての耐食性の点から１１．０
％が下限であり、脆性の増大と加工が困難になることを
考慮して上限を３０％にした。

Ｎｉは、Ｃｒ１ｉとの関連があるが、この関連とオース
テナイト相の安定性とを考慮して２．０％以上とした。

上限はコスト上の問題から３０％にした。

Ｎはオーステナイト相を安定させる意味では、多い方が
良いが、固溶量の限界を考慮して上限を０．０６０％と
し、下限は製造上の下限をもって０．００１％とした。

Ｍｏは、耐食性向上に有効で、用途により５．０％まで
選択的できる。

Ｃｕも、耐食性に有効であるが、加工性と、圧延時の割
れの問題から上限は３．０％とした。

Ｎｂは、安定な炭化物を形成するため、耐食性に有効で
あるが、脆化の問題から上限を１．０％とした。

Ｔｉは、安定の硫化物を形成すると同時に微細化によっ
て、熱延時の表面割れを防止する作用があるが、しかし
多量に添加するとチタンストリンガ−疵の原因にもなる
ため、用途により少量選択添加するが、効果の飽和点０
．０５％をもって上限とする。

Ｚｒも、Ｔｉと同様の効果があるが、コストと効果の飽
和を考慮して０．１０％を上限とした。

Ｃａも同様の効果で、介在物形態制御に効果があるが、
耐食性を劣化させるため０．０６％を上限として、用途
により選択添加する。

Ｓｎは、耐食性を向上させるため、効果の飽和する０、
１０％まで用途によって選択添加する。

Ｂは、熱間時の割れを防止するために添加されるが、０
．０５％を超えると耐粒界腐食性を著しく低下させるの
で０．０５％以下で選択添加する。

ＡＮは、脱酸に有効であるが、Ｓｉ、Ｍｎ等の量によっ
ては不要である。さらに用途によっては析出硬化を狙っ
て多量に添加する場合があり、その効果の飽和する４、
０％をもって上限とした。

（実施例） 転炉によって第１表に示す各種主要成分のステンレス合
金鋼を溶製し連続鋳造によりスラブとした。本発明方法
を用いて加熱炉の制御をした結果を第１表に示す。比較
法も合せて示した。木表から明らかなように本発明方法
を用いれば、熱延時に発生する線状ヘゲ疵は著しく低減
される。

（発明の効果） 本発明方法により、熱延による線状ヘゲ疵が著しく低減
され、この結果冷延コイルの歩留りが著しく向上した。

また、熱延後に、熱延コイル表面の疵をグラインダーで
研磨除去するための工程追加によるコストアップを押さ
えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳＯ３３０４の冷延コイルにおける線状ヘゲ疵
の発生率と熱延加熱炉内雰囲気中の０□濃度の関係を示
すグラフ、 第２図はスラブの表面温度と加熱時間の冷延コイル表面
の線状ヘゲ疵発生におよぼす影響度を示すグラフである
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、重量パーセントでＣ：０．００１〜０．２０％、Ｓ
   ｉ：０．１０〜５．０％、Ｍｎ：０．１〜１１．０％、
   Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｃｒ：
   １１．０〜３０．０％、Ｎｉ：２．０〜３０．０％、Ｎ
   ：０．００１〜０．０６０％、Ｏ：０．０１５％以下、
   Ａｌ：４．０％以下を含有し、さらにＭｏ：５．０％以
   下、Ｃｕ：３．０％以下、Ｎｂ：１．０％以下、Ｔｉ：
   ０．０５％以下、Ｚｒ：０．１０％以下、Ｃａ：０．０
   ６％以下、Ｓｎ：０．１０％以下、Ｂ：０．０５％以下
   の１種または２種以上を含み、残部がＦおよび不可避不
   純物よりなるステンレス合金鋼のスラブを熱間圧延前に
   加熱するに際し、スラブ加熱炉内雰囲気のＯ＿２濃度を
   体積パーセントで０．５〜５．０％に制御し、かつ、ス
   ラブ表面温度をＴ℃、その温度での保持時間をＨ時間と
   した場合（Ｈ＋１．１）・（Ｔ−１，０５０）≦８００
   になるようにスラブ加熱温度と加熱時間を制御すること
   を特徴とするステンレス合金鋼スラブの加熱方法。