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JPH0730405B2 - 表面品質が優れたCr―Ni系ステンレス鋼薄板の製造方法 - Google Patents

表面品質が優れたCr―Ni系ステンレス鋼薄板の製造方法

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Publication number
JPH0730405B2
JPH0730405B2 JP63169095A JP16909588A JPH0730405B2 JP H0730405 B2 JPH0730405 B2 JP H0730405B2 JP 63169095 A JP63169095 A JP 63169095A JP 16909588 A JP16909588 A JP 16909588A JP H0730405 B2 JPH0730405 B2 JP H0730405B2
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JP
Japan
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slab
cold rolling
annealing
stainless steel
cooling
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全紀 上田
秀彦 住友
繁 南野
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、鋳片と鋳型内壁面間に相対速度差のない、所
謂同期式連続鋳造プロセスによって鋳片厚さを製品厚さ
に近いサイズとしてCr−Ni系ステンレス鋼薄板を製造す
る方法において、鋳片段階から組織を微細化して優れた
表面性状を有するCr−Ni系ステンレス鋼薄板を製造する
方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、連続鋳造法を用いてステンレス鋼薄板を製造する
には、鋳型を鋳造方向に振動させながら厚さ100mm以上
の鋳片に鋳造し、得られた鋳片の表面手入れを行い、加
熱炉において1000℃以上に加熱した後、粗圧延機および
仕上圧延機列からなるホットストリップミルによって熱
間圧延を施し、厚さ数mmのホットストリップとしてい
た。
こうして得られたホットストリップを冷間圧延するに際
しては、最終製品に要求される形状(平坦さ)、材質、
表面性状を確保するために、強い熱間加工を受けたホッ
トストリップを軟化させるための熱延板焼鈍を行うとと
もに、表面のスケール等を酸洗工程の後に研削によって
除去していた。この従来のプロセスにおいては、長大な
熱間圧延設備で、材料の加熱および加工のために多大の
エネルギを必要とし、生産性の面でも優れた製造プロセ
スとは言い難かった。また、最終製品は、100mm以上の
厚さの鋳片から多くの加工が加えられて製造されるため
に集合組織が発達し、製品に、ユーザーにおいてプレス
加工等を加えるときはその異方性を考慮することが必要
となる等使用上の制約も多かった。
処で、100mm以上の厚さの鋳片をホットストリップに圧
延するために、長大な熱間圧延設備と多大なエネルギ、
圧延動力を必要とするという問題を解決すべく、最近、
連続鋳造の過程でホットストリップと同等か或はそれに
近い厚さの鋳片(薄帯)を得るプロセスの研究が進めら
れている。たとえば、「鉄と鋼」'85、A197〜'85、A256
において特集された論文に、ホットストリップを連続鋳
造によって直接的に得るプロセスが開示されている。こ
のような連続鋳造プロセスにあっては、得ようとする鋳
片(ストリップ)のゲージが1〜10mmの水準であるとき
はツインダラム方式がまた、鋳片のゲージが20〜50mmの
水準であるときはツインベルト方式が検討されている。
しかしながら、これらの連続鋳造プロセスにおいては鋳
造段階にも未だ問題があるとされ、製品と材質や表面性
状に関して問題が解決したという段階には至っていな
い。
(発明が解決しようとする課題) 新しいプロセスとして開発が進められている、ホットス
トリップと同等か或はそれに近い厚さの鋳片(薄帯)を
連続鋳造によって得ることを前提とするプロセスにおい
ては、鋳造から製品までの工程が簡略化されるために、
ステンレス鋼製品の表面特性が、鋳片性状に敏感に影響
されることになる。即ち、優れた表面性状を有する製品
を得るためには、優れた鋳片を得る必要がある。
本発明は、ステンレス鋼薄板製品に特有の光沢むらやロ
ーピング現象と呼ばれる表面欠陥のないCr−Ni系ステン
レス鋼薄板を得ることができる簡潔な製造プロセスを提
供とすることを目的としてなされた。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨は、18%Cr−8%Ni鋼に代表されるCr−Ni
系ステンレス鋼を、鋳型壁面が鋳片に同期して移動する
連続鋳造機によって、凝固時の冷却速度を100℃/sec以
上として厚さ10mm以下の薄帯状鋳片に連続鋳造し、得ら
れた鋳片を可及的に高温域から冷却を開始し、鋳片の復
熱を防止しつつ1100℃まで100℃/sec以上の冷却速度で
冷却してγ粒の成長を抑え、次いで900〜550℃の温度域
を50℃/sec以上の冷却速度で冷却した後、巻き取り、し
かる後、焼鈍することなく酸洗し、次いで60%以下の圧
下率を適用する予備冷間圧延を行ない、次いで850℃以
上の温度域で焼鈍し再結晶させてγ粒の平均粒径を50μ
m以下にした後酸洗し、次いで冷間圧延して最終板厚と
し、得られた冷延板に最終焼鈍を施した後酸洗或は光輝
焼鈍することを特徴とする表面品質が優れたCr−Ni系ス
テンレス鋼薄板の製造方法にある。
以下に、本発明を、詳細に説明する。
SUS304鋼を基本成分とする溶鋼を、内部水冷方式の双ロ
ール(ツインドラム)連続鋳造試験機によって鋳造して
2〜4mm厚さの薄帯とし、冷却して巻き取った。
こうして得られた鋳片(薄帯)を、デスケーリングした
後直接冷間圧延し、最終焼鈍し、酸洗して2B製品を得
た。これらの製品の表面性状を、従来の、溶鋼を連続鋳
造して100mm以上の厚さを有する鋳片とし、これを再加
熱後、ホットストリップミルによって熱間圧延し、冷間
圧延して得られた製品の表面性状と詳細に比較検討し
た。
その結果、溶鋼を、内部水冷方式の双ロール(ツインド
ラム)連続鋳造試験機によって鋳造して2〜4mm厚さの
薄帯とし、冷却して巻き取ったものをデスケーリング後
冷間圧延し、最終焼鈍し、酸洗して2B製品としたもの
は、次のような表面欠陥が発生する可能性があることが
判明した。
(1) ローピングやオレンジピール…冷延時または製
品加工時に表面に微細な凹凸を生じる。
(2) 光沢むら…鋳片(薄帯)巻取り中の材料の組織
鋭敏化や粒界酸化またはγ粒粗大化による光沢ムラが発
生する。
これらの製品の表面性状に関する問題は、従来のプロセ
スではみられない、薄鋳片(薄帯)を直接、連続鋳造に
よって得る過程を含むプロセス固有の問題である。
発明者等は、これらの表面欠陥の原因を詳細に検討した
結果、冷間圧延前の材料のγ粒径が大きい場合や、鋳片
のCr炭化物析出温度域の冷却不充分の場合にこれらの表
面欠陥が顕著に生じることを解明した。
こうして、ローピング対策としては、冷間圧延前の材料
のγ粒径を粒度No.6以上、即ち50μm以下とすることが
また光沢むら対策としては、鋳片の高温域における冷却
を制御することが、薄鋳片を直接、連続鋳造によって得
る過程を含むプロセスを採るときに、望ましいことを明
らかにした。
以下、之等の対策について詳細に説明する。
冷間圧延用の材料として、γ粒径が50μm以下の材料と
するための手段として、次のような種々の考え方があ
る。即ち、 1) 薄鋳片そのもののγ粒を小さくする、 2) 薄鋳片を、鋳造に引続き熱間加工して、再結晶細
粒化する、 3) 薄鋳片を、冷間加工し、焼鈍して、再結晶細粒化
する、 等である。
本発明は特に上記の、(1)鋳片そのもののγ粒を小さ
くすることと、(3)鋳片を冷間加工し、焼鈍再結晶
し、細粒化する方法を互に組合せてステンレス鋼表面に
発生するローピングを防止し、あわせて光沢ムラのない
表面品質の優れたステンレス鋼を製造する方法に関する
ものである。
まず双ロール法等の、鋳型壁面が鋳片と同期して移動す
る形式の連続鋳造プロセスによって薄鋳片を得る時に、
薄鋳片のγ粒そのものを小さくする方法としては、鋳片
でのγ粒の生成時から小さくすると共に、その後の成長
を抑制するために高温域から冷却することが重要であ
る。又これらの鋳片に冷間加工を施して、焼鈍すること
で鋳片を再結晶させて細粒化することもきわめて有効で
ある。以上の考えに従って本発明者等は各種組成の18Cr
−8Ni鋼を実験室の小型双ロールで鋳造し鋳造直下の急
冷や、冷間圧延、焼鈍条件を変え、本冷間圧延前の鋳片
の粒径を変えて製品の表面性状との関係を解明した。
鋳型壁面が鋳片と同期して移動するタイプの連続鋳造
機、たとえば双ロール列属鋳造機によって溶鋼を薄帯
(薄鋳片)に鋳造するプロセスにおいて、鋳片における
γ粒を小さくする手段として、本発明においては、鋳片
の凝固時の冷却速度を100℃/sec以上として鋳造し、得
られる厚さ10mm以下の鋳片(ストリップ)に対し、連続
鋳造機出口において鋳片の復熱を防止すべく、鋳造機直
下で可及的に高温域から冷却を開始し、1100℃までを10
0℃/sec以上の冷却速度で冷却し、γ粒の成長を抑止す
ることが肝要である。
さらに、900〜550℃の温度域を50℃/sec以上の平均冷却
速度を以て鋳片を冷却することが必要である。さもない
時は鋳片の粒界に炭化物が析出し、鋳片(ストリップ)
を酸洗するときに粒界腐食を招き、最終製品の光沢を損
なう。
上に述べた手段によって、鋳片のγ粒の成長を抑止しさ
らに、粒界に炭化物が析出するのを防止する。こうして
得られた鋳片に対し、予備冷間加工、例えば冷間圧延を
施した後、高温短時間の焼鈍をを施し、鋳片に再結晶を
行わしめる。
このようにして、材料のγ粒を微細化することができ
る。
第1図に、鋳片に予備冷間圧延を施し、1080℃の短時間
焼鈍を行った後、最終板厚までの冷間圧延(本冷延)を
行うときの、本冷延圧下率と製品におけるローピング高
さの関係を、予備冷間圧延における圧下率水準別に示
す。
鋳片のγ粒が細かい場合、例えば2mmといった薄い鋳片
を連続鋳造する場合であってかつ、鋳造機直下で、1300
〜1100℃の温度域における鋳片の冷却を100℃/sec以上
の強いものとするときは、予備冷間圧延における圧下率
が10%以上と低い水準でも十分再結晶し、平均γ粒径を
50μm以下に微細化せしめ得るので、製品のローピング
高さを低くすることができる。
一方、鋳片のγ粒径が大きい場合、たとえば4mmといっ
た厚さの鋳片を鋳造機直下で低い冷却速度の冷却手段、
例えば空冷によって鋳片のγ粒が成長した場合には、予
備冷間圧延における圧下率を50%以上と高くして圧延し
た後、焼鈍することによって、材料の平均γ粒径を50μ
m以下の細粒とすることができ、かくして製品のローピ
ングが改善される。
上述のように、鋳造機直下での鋳片の、1300〜1100℃の
温度域における冷却を100℃/sec以上の高い冷却速度を
以て行うほど、予備冷間加工(圧延等)における圧下率
が低くとも再結晶させることができ、再結晶後の平均γ
粒径を50μm以下と微細化できるから、製品のローピン
グを小さくできるとともに、光沢むらのない表面性状に
優れた製品を得ることができる。
実施例 常法により溶製した18Cr−8Niを代表としたCr−Ni系ス
テンレス鋼を内部水冷方式の双ドラム法にて鋳造し、3m
m及び4.5mmの鋳片とした。双ドラム法鋳造機の出口直下
で空冷に加えてスプレー冷却を実施し、1100℃までの平
均冷却速度で100℃/sec以上を狙いに冷却し、更に900℃
以下は水冷して、550℃までを平均70℃/sec以上で冷却
し、巻き取った。
その後鋳片を、メカニカルデスケーリングと酸洗により
脱スケールし、冷間圧延により予備冷延した。3mm厚、
4.5mm厚の鋳片とも、10〜40%の範囲で予備冷延し、100
0℃以上で20秒以内の焼鈍を施した後急冷した。こうし
て、鋳片を再結晶させ、γ粒径を50μm以下にした。
その後、本冷延で、30%,50%,80%,95%,及び95%以
上の冷延を実施し、最終焼鈍は常法通り実施し、2B,BA
製品とした。これら製品の表面性質及び機械的性質共き
わめて良好であった。
比較法は全く同じ鋳片を直接本冷延した場合で、冷延圧
下率を大きくすると表面性状は改善されるが、細かな表
面ローピングは残り、不十分である。
(発明の効果) 本発明によれば、製品厚さに近い厚さの薄帯を連続鋳造
によって直接的に得る簡単なプロセスで、表面品質が優
れたCr−Ni系ステンレス鋼薄板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のプロセスにおいて、種々の圧下率の
適用下に鋳片(薄帯)の予備冷間圧延(冷間加工)を行
った後、1080℃の短時間焼鈍を施して再結晶させた後最
終板厚への冷間圧延(本冷延)を行うときの圧下率と、
製品表面におけるローピング高さの関係を示す図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】18%Cr−8%Ni鋼に代表されるCr−Ni系ス
    テンレス鋼を、鋳型壁面が鋳片に同期して移動する連続
    鋳造機によって、凝固時の冷却速度を100℃/sec以上と
    して厚さ10mm以下の薄帯状鋳片に連続鋳造し、得られた
    鋳片を可及的に高温域から冷却を開始し、鋳片の復熱を
    防止しつつ1100℃まで100℃/sec以上の冷却速度で冷却
    してγ粒の成長を抑え、次いで900〜550℃の温度域を50
    ℃/sec以上の冷却速度で冷却した後、巻き取り、しかる
    後、焼鈍することなく酸洗し、次いで60%以下の圧下率
    を適用する予備冷間圧延を行ない、次いで850℃以上の
    温度域で焼鈍し再結晶させてγ粒の平均粒径を50μm以
    下にした後酸洗し、次いで冷間圧延して最終板厚とし、
    得られた冷延板に最終焼鈍を施した後酸洗或は光輝焼鈍
    することを特徴とする表面品質が優れたCr−Ni系ステン
    レス鋼薄板の製造方法。
  2. 【請求項2】ローピング高さが0.3μm以下となるよう
    に、予備冷間圧延の圧下率と再結晶焼鈍後に行う冷間圧
    延の圧下率とを選択し組合せて両冷間圧延を行うことを
    特徴とする請求項1記載の表面品質が優れたCr−Ni系ス
    テンレス鋼薄板の製造方法。
JP63169095A 1988-07-08 1988-07-08 表面品質が優れたCr―Ni系ステンレス鋼薄板の製造方法 Expired - Fee Related JPH0730405B2 (ja)

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