JP3280744B2 - 研磨性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼薄板の製造方法 - Google Patents
研磨性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼薄板の製造方法Info
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Landscapes
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳片と鋳型内壁面の間
に相対速度差のない、同期式連続鋳造プロセスによって
製造した製品厚さに近い厚さのステンレス鋼薄帯状鋳片
を冷間圧延して、バフ研磨性や鏡面研磨性に優れた薄板
製品を製造する方法に関する。
に相対速度差のない、同期式連続鋳造プロセスによって
製造した製品厚さに近い厚さのステンレス鋼薄帯状鋳片
を冷間圧延して、バフ研磨性や鏡面研磨性に優れた薄板
製品を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】同期式連続鋳造プロセスとは、例えば
「鉄と鋼」 '85−A197〜A256に特集された論
文に紹介されているような、双ロール法、双ベルト法、
単ロール法等、鋳片と鋳型内壁面の間に相対速度差のな
い同期式連続鋳造プロセスである。これら同期式連続鋳
造プロセスの一つである双ロール式連続鋳造法は、平行
又は傾斜配置した一対の同径あるいは異径冷却ロールと
その両端面をシールするサイド堰とによって構成された
連続鋳造鋳型内に溶鋼を注入し、両冷却ロールの円周面
上にそれぞれ凝固殻を生成させ、回転する両冷却ロール
の最近接位置(キッングポイント)付近で凝固殻同士を
合体させて一体の薄帯状鋳片として送出する連続鋳造法
である。
「鉄と鋼」 '85−A197〜A256に特集された論
文に紹介されているような、双ロール法、双ベルト法、
単ロール法等、鋳片と鋳型内壁面の間に相対速度差のな
い同期式連続鋳造プロセスである。これら同期式連続鋳
造プロセスの一つである双ロール式連続鋳造法は、平行
又は傾斜配置した一対の同径あるいは異径冷却ロールと
その両端面をシールするサイド堰とによって構成された
連続鋳造鋳型内に溶鋼を注入し、両冷却ロールの円周面
上にそれぞれ凝固殻を生成させ、回転する両冷却ロール
の最近接位置(キッングポイント)付近で凝固殻同士を
合体させて一体の薄帯状鋳片として送出する連続鋳造法
である。
【0003】例えば、双ロール式連続鋳造法により製造
される薄帯状鋳片は、厚さ数mm(通常1〜10mm程度)
であり、熱間圧延を経ずに冷間圧延を行って薄板製品を
製造することができる。そのため、振動鋳型等を用いる
連続鋳造により厚さ100mm以上の熱間圧延用スラブを
鋳造し、これを熱間圧延してから冷間圧延する製造方法
(スラブ鋳片−熱間圧延プロセス)に比べて、生産効率
およびコストが格段に有利となる。
される薄帯状鋳片は、厚さ数mm(通常1〜10mm程度)
であり、熱間圧延を経ずに冷間圧延を行って薄板製品を
製造することができる。そのため、振動鋳型等を用いる
連続鋳造により厚さ100mm以上の熱間圧延用スラブを
鋳造し、これを熱間圧延してから冷間圧延する製造方法
(スラブ鋳片−熱間圧延プロセス)に比べて、生産効率
およびコストが格段に有利となる。
【0004】冷間圧延によるオーステナイト系ステンレ
ス鋼薄板の仕上げとしては、焼鈍・酸洗仕上げ(2B製
品)あるいは光輝焼鈍仕上げ(BA製品)等が広く用い
られており、それらのバフ研磨性あるいは鏡面研磨性に
優れた素材が建材、厨房用途等に求められている。その
製造に双ロール式連続鋳造法を適用することはより高い
経済効果をもたらすと期待される。
ス鋼薄板の仕上げとしては、焼鈍・酸洗仕上げ(2B製
品)あるいは光輝焼鈍仕上げ(BA製品)等が広く用い
られており、それらのバフ研磨性あるいは鏡面研磨性に
優れた素材が建材、厨房用途等に求められている。その
製造に双ロール式連続鋳造法を適用することはより高い
経済効果をもたらすと期待される。
【0005】しかし、本発明者はオーステナイト系ステ
ンレス鋼薄板の製造に双ロール式連続鋳造プロセスを適
用した場合、冷延製品に圧延方向に沿った表面凹凸(以
下ローピングと称する)が発生し、研磨後の写像性が低
下することを見出した。従来のローピング防止方法とし
ては、特開平2−133522号公報、特開平2−13
3529号公報において、鋳片の平均γ粒径を小さくす
る方法が開示されている。また特開平2−124021
8号公報、特開平3−193246号公報においては、
冷間圧延時のワークロール(硬さ、ヤング率)を高くす
る方法が開示されている。これらの方法は、ローピング
を改善するために必要な要素技術であるが、要求される
研磨性を満足する表面品位を達成するには必要十分な対
策技術とは言えなかった。
ンレス鋼薄板の製造に双ロール式連続鋳造プロセスを適
用した場合、冷延製品に圧延方向に沿った表面凹凸(以
下ローピングと称する)が発生し、研磨後の写像性が低
下することを見出した。従来のローピング防止方法とし
ては、特開平2−133522号公報、特開平2−13
3529号公報において、鋳片の平均γ粒径を小さくす
る方法が開示されている。また特開平2−124021
8号公報、特開平3−193246号公報においては、
冷間圧延時のワークロール(硬さ、ヤング率)を高くす
る方法が開示されている。これらの方法は、ローピング
を改善するために必要な要素技術であるが、要求される
研磨性を満足する表面品位を達成するには必要十分な対
策技術とは言えなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋳片と鋳型
内壁面の間に相対速度差のない、いわゆる同期式連続鋳
造プロセスによって、研磨性を改善するオーステナイト
系ステンレス鋼薄板を製造する方法を提供することを目
的とする。
内壁面の間に相対速度差のない、いわゆる同期式連続鋳
造プロセスによって、研磨性を改善するオーステナイト
系ステンレス鋼薄板を製造する方法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】本発明は、3(Cr+
1.5Si+Mo+Nb)−2.8(Ni+0.5Cu
+0.5Mn+30C+30N)−19.8で定義され
るδ−Fecal.(%)の値が6%以上の組成に調整した
溶鋼を、鋳型壁面が鋳片と同期して移動する連続鋳造に
より薄帯状鋳片を鋳造し、続いてJIS B601で規
定される最大粗さ(Rt)が0.2μm以下の表面粗さ
を有するロールを用いて1パス当たりの圧延率を5%以
上でかつ累積圧延率を15%以上とする2パス以上の仕
上げ冷間圧延を行い、続いて焼鈍・酸洗或いは光輝焼鈍
処理を施し、続いて1〜2.5%の調質圧延を行うこと
によって達成される。
1.5Si+Mo+Nb)−2.8(Ni+0.5Cu
+0.5Mn+30C+30N)−19.8で定義され
るδ−Fecal.(%)の値が6%以上の組成に調整した
溶鋼を、鋳型壁面が鋳片と同期して移動する連続鋳造に
より薄帯状鋳片を鋳造し、続いてJIS B601で規
定される最大粗さ(Rt)が0.2μm以下の表面粗さ
を有するロールを用いて1パス当たりの圧延率を5%以
上でかつ累積圧延率を15%以上とする2パス以上の仕
上げ冷間圧延を行い、続いて焼鈍・酸洗或いは光輝焼鈍
処理を施し、続いて1〜2.5%の調質圧延を行うこと
によって達成される。
【0008】
【作用】本発明者らは、鋳片に粗大な柱状晶γ粒が生成
した場合に、冷延製品にローピングが発生してバフ研磨
あるいは鏡面研磨後の写像性が著しく損なわれることを
見出した。一例として、図1は2B製品のバフ研磨後の
写像性(JIS H 8686、像鮮明度測定法C2 に
準拠、串幅1mm、圧延方向の直角方向で測定)におよぼ
すローピング高さの影響を示す。図から明らかなよう
に、ローピング高さが低いほど像鮮明度が高く写像性が
良好であると言える。この傾向は鏡面研磨材も同様であ
る。ローピングの発生は冷延中の結晶粒間の変形量の差
に起因しており、板厚方向の変形量の変動として現れる
と考えられる。したがって、ローピングを抑制するため
には、各々の結晶粒がランダムな方位を持ち、かつ細粒
にすることが望ましい。
した場合に、冷延製品にローピングが発生してバフ研磨
あるいは鏡面研磨後の写像性が著しく損なわれることを
見出した。一例として、図1は2B製品のバフ研磨後の
写像性(JIS H 8686、像鮮明度測定法C2 に
準拠、串幅1mm、圧延方向の直角方向で測定)におよぼ
すローピング高さの影響を示す。図から明らかなよう
に、ローピング高さが低いほど像鮮明度が高く写像性が
良好であると言える。この傾向は鏡面研磨材も同様であ
る。ローピングの発生は冷延中の結晶粒間の変形量の差
に起因しており、板厚方向の変形量の変動として現れる
と考えられる。したがって、ローピングを抑制するため
には、各々の結晶粒がランダムな方位を持ち、かつ細粒
にすることが望ましい。
【0009】本発明者らは、双ロール連続鋳造方法等に
よる急冷凝固の場合の非平衡状態における凝固組織と成
分の関係を詳細に研究した結果、溶鋼成分を前記δ−F
eca l.(%)の値を6%以上にすることにより、「Fモ
ード」と呼称される等軸的で微細な凝固組織が得られる
が、溶鋼成分が規定範囲外では「FAモード」と呼称さ
れる柱状晶の粗大な凝固組織となることを見出した。図
2に「Fモード」と「FAモード」凝固における1/4
t層の(200)極点図で示す集合組織とγ粒トレース
図を示す。「Fモード」凝固組織はよりランダム方位で
かつ微細γ粒組織であり、明らかに「FAモード」凝固
組織よりも望ましい凝固組織と言える。しかしながら、
「Fモード」凝固組織と言えども熱間圧延後焼鈍された
従来プロセス材の組織と比較すると粗大な組織と言わざ
るを得なく、新たな圧延方法により補う必要がある。
よる急冷凝固の場合の非平衡状態における凝固組織と成
分の関係を詳細に研究した結果、溶鋼成分を前記δ−F
eca l.(%)の値を6%以上にすることにより、「Fモ
ード」と呼称される等軸的で微細な凝固組織が得られる
が、溶鋼成分が規定範囲外では「FAモード」と呼称さ
れる柱状晶の粗大な凝固組織となることを見出した。図
2に「Fモード」と「FAモード」凝固における1/4
t層の(200)極点図で示す集合組織とγ粒トレース
図を示す。「Fモード」凝固組織はよりランダム方位で
かつ微細γ粒組織であり、明らかに「FAモード」凝固
組織よりも望ましい凝固組織と言える。しかしながら、
「Fモード」凝固組織と言えども熱間圧延後焼鈍された
従来プロセス材の組織と比較すると粗大な組織と言わざ
るを得なく、新たな圧延方法により補う必要がある。
【0010】圧延中のローピング現象は、冷延中の材料
の変形抵抗が圧延ロールの変形抵抗に不均一に打ち勝つ
ために起こると理解することができる。本発明者らは、
この不均一な変形をもたらす要因として、圧延ロール中
に引き込まれる油膜を均一にする、即ちロール粗度が重
要であると考えた。一般に、生産性の観点から圧延ロー
ルの交換頻度は必要最小限にすることが望ましく、圧延
ロールは初期〜仕上げ圧延前までは粗い表面粗度のロー
ルが用いられ、仕上げ圧延に細かい表面粗度のロールが
用いられている。急冷凝固材にみられるローピングを改
善する目的から、これらの圧延条件を検討した先行技術
は見当たらない。本発明者らは、ローピングにおよぼす
仕上げ圧延におけるロール粗度と累積圧延率の影響を検
討した結果、仕上げ圧延のロール粗度を最大粗さ(R
t)0.2μm以下とし、1パス当たりの圧延率を5%
以上、かつ累積圧延率15%以上とする2パス以上の仕
上げ圧延を行うことがローピング改善に有効であること
を明らかにした。
の変形抵抗が圧延ロールの変形抵抗に不均一に打ち勝つ
ために起こると理解することができる。本発明者らは、
この不均一な変形をもたらす要因として、圧延ロール中
に引き込まれる油膜を均一にする、即ちロール粗度が重
要であると考えた。一般に、生産性の観点から圧延ロー
ルの交換頻度は必要最小限にすることが望ましく、圧延
ロールは初期〜仕上げ圧延前までは粗い表面粗度のロー
ルが用いられ、仕上げ圧延に細かい表面粗度のロールが
用いられている。急冷凝固材にみられるローピングを改
善する目的から、これらの圧延条件を検討した先行技術
は見当たらない。本発明者らは、ローピングにおよぼす
仕上げ圧延におけるロール粗度と累積圧延率の影響を検
討した結果、仕上げ圧延のロール粗度を最大粗さ(R
t)0.2μm以下とし、1パス当たりの圧延率を5%
以上、かつ累積圧延率15%以上とする2パス以上の仕
上げ圧延を行うことがローピング改善に有効であること
を明らかにした。
【0011】2パス以上の仕上げ圧延を行う目的は、1
パス目で前段までの粗度を調整し、2パス目以降で油膜
を均一に引き込み、ローピングを抑制するとともに、前
段の粗いロール目が残存することによって発生する「ス
クラッチ疵」を軽減することにある。1パス目の圧延率
が5%未満では、前段までのロールの粗さが部分的に残
り、「スクラッチ疵」が発生しやすく、特に光輝焼鈍仕
上材の表面品位として問題となる。この「スクラッチ
疵」は直線的に発生し、特に研磨後の圧延方向と直角方
向の像鮮明度差に影響する。また、累積圧延率が15%
未満ではローピングの改善が十分でなく、研磨後の像鮮
明度が劣る。使用するロール粗度が同じ場合、2パス以
上でロールと材料が同一粗度になるためそれ以上の多パ
ス化はローピングや「スクラッチ疵」の改善効果が飽和
する。しかし、さらに細かいロールを用いて仕上げ圧延
を多パス化すると、ローピングや「スクラッチ疵」の改
善に効果があるが、ロールの頻繁な交換は生産性の点か
ら問題があり、2パスで仕上げることが望ましい。
パス目で前段までの粗度を調整し、2パス目以降で油膜
を均一に引き込み、ローピングを抑制するとともに、前
段の粗いロール目が残存することによって発生する「ス
クラッチ疵」を軽減することにある。1パス目の圧延率
が5%未満では、前段までのロールの粗さが部分的に残
り、「スクラッチ疵」が発生しやすく、特に光輝焼鈍仕
上材の表面品位として問題となる。この「スクラッチ
疵」は直線的に発生し、特に研磨後の圧延方向と直角方
向の像鮮明度差に影響する。また、累積圧延率が15%
未満ではローピングの改善が十分でなく、研磨後の像鮮
明度が劣る。使用するロール粗度が同じ場合、2パス以
上でロールと材料が同一粗度になるためそれ以上の多パ
ス化はローピングや「スクラッチ疵」の改善効果が飽和
する。しかし、さらに細かいロールを用いて仕上げ圧延
を多パス化すると、ローピングや「スクラッチ疵」の改
善に効果があるが、ロールの頻繁な交換は生産性の点か
ら問題があり、2パスで仕上げることが望ましい。
【0012】本発明者らは、前記の鋳片製造時の凝固モ
ードをコントロールすることによるγ粒微細化技術、冷
間圧延でのロール粗さを小さくすることによるローピン
グ改善技術に加えて、さらに表面品質の向上について詳
細に検討した結果、精整工程における調質圧延率を大き
くすることによってもローピングの改善が顕著であるこ
とを見出した。即ち、調質圧延率を伸び率で1%以上与
えるとローピングレベルがさらに改善される。しかし、
2.5%を越えると機械的性質(耐力、伸び等)の低下
が大きくなるため、適用可能な用途が限定される。
ードをコントロールすることによるγ粒微細化技術、冷
間圧延でのロール粗さを小さくすることによるローピン
グ改善技術に加えて、さらに表面品質の向上について詳
細に検討した結果、精整工程における調質圧延率を大き
くすることによってもローピングの改善が顕著であるこ
とを見出した。即ち、調質圧延率を伸び率で1%以上与
えるとローピングレベルがさらに改善される。しかし、
2.5%を越えると機械的性質(耐力、伸び等)の低下
が大きくなるため、適用可能な用途が限定される。
【0013】本発明において、鋳造方向、板幅方向の板
厚変動を含めて、安定して優れた表面品質を確保してい
くためには、これらの改善技術を組み合わせることがよ
り効果的であり、これにより研磨性の優れた冷延製品を
安定して得ることができる。
厚変動を含めて、安定して優れた表面品質を確保してい
くためには、これらの改善技術を組み合わせることがよ
り効果的であり、これにより研磨性の優れた冷延製品を
安定して得ることができる。
【0014】
【実施例】表1に示す成分により、δ−Fecal.を2〜
10%の範囲で変化させたオーステナイト系ステンレス
鋼を内部水冷方式の垂直型双ロール連続鋳造機により厚
さ3mmの薄帯状鋳片に鋳造した。得られた鋳片の凝固組
織を観察し、1200℃×1min のδフェライトの拡散
熱処理後γ粒径を球相当径に換算して測定した。
10%の範囲で変化させたオーステナイト系ステンレス
鋼を内部水冷方式の垂直型双ロール連続鋳造機により厚
さ3mmの薄帯状鋳片に鋳造した。得られた鋳片の凝固組
織を観察し、1200℃×1min のδフェライトの拡散
熱処理後γ粒径を球相当径に換算して測定した。
【0015】
【表1】
【0016】その後、デスケールを行って冷間圧延し、
板厚1mmとした。仕上げ圧延は初期パスから最終の2パ
ス以前を最大粗さ(Rt)2〜4μmのロールを使用
し、最終の2パスには最大粗さ(Rt)0.15〜0.
4μmのロールにより2パスで仕上げし、最終2パスの
累積圧延率を10〜30%に変化させた。圧延後、大気
焼鈍・酸洗或いは光輝焼鈍を行った後、調質圧延率を
0.3〜2.5%の範囲で変化させて2BおよびBA製
品とした。
板厚1mmとした。仕上げ圧延は初期パスから最終の2パ
ス以前を最大粗さ(Rt)2〜4μmのロールを使用
し、最終の2パスには最大粗さ(Rt)0.15〜0.
4μmのロールにより2パスで仕上げし、最終2パスの
累積圧延率を10〜30%に変化させた。圧延後、大気
焼鈍・酸洗或いは光輝焼鈍を行った後、調質圧延率を
0.3〜2.5%の範囲で変化させて2BおよびBA製
品とした。
【0017】2B材(大気焼鈍・酸洗)では#400バ
フ研磨を、BA材(光輝焼鈍)には鏡面研磨を行い、研
磨後の表面品質の良否をJISH8686に準拠して像
鮮明度で評価した。その結果を表2及び表3に示す。
フ研磨を、BA材(光輝焼鈍)には鏡面研磨を行い、研
磨後の表面品質の良否をJISH8686に準拠して像
鮮明度で評価した。その結果を表2及び表3に示す。
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】δ−Fecal.値、仕上げ圧延ロール粗度・
累積圧延率および調質圧延率を共に本発明の範囲内とし
た試料No.1〜8は研磨後の像鮮明度が良好であっ
た。これに対して、δ−Fecal.の値、仕上げ圧延ロー
ル粗度・累積圧延率および調質圧延率の少なくとも一つ
が本発明の範囲を外れた試料No.9〜17はいずれも
研磨後の像鮮明度が不良であった。
累積圧延率および調質圧延率を共に本発明の範囲内とし
た試料No.1〜8は研磨後の像鮮明度が良好であっ
た。これに対して、δ−Fecal.の値、仕上げ圧延ロー
ル粗度・累積圧延率および調質圧延率の少なくとも一つ
が本発明の範囲を外れた試料No.9〜17はいずれも
研磨後の像鮮明度が不良であった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨後の表面品質が優れたオーステナイト系ステンレス
鋼薄板を低コストでかつ安定して製造することができ
る。
研磨後の表面品質が優れたオーステナイト系ステンレス
鋼薄板を低コストでかつ安定して製造することができ
る。
【図1】ローピングとバフ研磨後の像鮮明度の関係を示
す図である。
す図である。
【図2】鋳片の1/4t層における(200)極点図の
集合組織とγ粒をトレースした図である。
集合組織とγ粒をトレースした図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石丸 詠一朗 山口県光市大字島田3434番地 新日本製 鐵株式会社 光製鐵所内 (56)参考文献 特開 平2−240219(JP,A) 特開 平2−263930(JP,A) 特開 平3−204102(JP,A) 特開 平5−59447(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/46 - 9/48 C21D 8/00 - 8/04 B21B 3/02
Claims (1)
- 【請求項1】 3(Cr+1.5Si+Mo+Nb)−
2.8(Ni+0.5Cu+0.5Mn+30C+30
N)−19.8で定義されるδ−Fecal.(%)の値が
6%以上の組成に調整した溶鋼を、鋳型壁面が鋳片と同
期して移動する連続鋳造により薄帯状鋳片を鋳造し、続
いて最大粗さ(Rt)が0.2μm以下の表面粗さを有
するロールを用いて1パス当たりの圧延率を5%以上で
かつ累積圧延率を15%以上とする2パス以上の仕上げ
冷間圧延を行い、続いて焼鈍・酸洗或いは光輝焼鈍処理
を施し、続いて1〜2.5%の調質圧延を行うことを特
徴とする研磨性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼
薄板の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08633393A JP3280744B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 研磨性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼薄板の製造方法 |
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JP08633393A JP3280744B2 (ja) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | 研磨性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼薄板の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3280744B2 true JP3280744B2 (ja) | 2002-05-13 |
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- 1993-04-13 JP JP08633393A patent/JP3280744B2/ja not_active Expired - Fee Related
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