(57)【要約】【課題】  スケールブレーカー、ショットブラスト、酸洗処理によって、ステンレス焼鈍鋼帯を高効率に脱スケールする技術を提供する。【解決手段】ステンレス熱延焼鈍鋼帯の表面にショットブラスト処理を施すにあたり、投射材の平均粒径が０．２５〜０．８０ｍｍ、投射速度４０〜１００ｍ／ｓ、投射エネルギーが焼鈍方法およびＣｒ量に応じた下記式の範囲であり、続いて酸洗を施すステンレス鋼帯の製造方法。ベル焼鈍ステンレス鋼帯：５／３Ｃｒ２＋２００／３Ｃｒ＋７６０（ｋＪ／ｍ２）以上連続焼鈍ステンレス鋼帯：５０（ｋＪ／ｍ２）以上投射エネルギーは、０．５×投射密度×投射速度２である。ここで式中のＣｒは、鋼材のＣｒ含有量（質量％）である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス熱延焼鈍鋼帯の表面にショットブラスト処理を施した後、酸洗処理によって脱スケールを行って製造するステンレス鋼帯であって、投射材の平均粒径が０．２５〜０．８０ｍｍ、投射速度が４０〜１００ｍ／ｓ、投射エネルギーが焼鈍方法およびＣｒ量に応じた下記式の範囲であり、続いて酸洗を施すステンレス鋼帯の製造方法。
ベル焼鈍ステンレス鋼帯：５／３Ｃｒ２＋２００／３Ｃｒ＋７６０（ｋＪ／ｍ２）以上
連続焼鈍ステンレス鋼帯：５０（ｋＪ／ｍ２）以上
投射エネルギーは、０．５×投射密度×投射速度2である。
ここで式中のＣｒは、鋼材のＣｒ含有量（質量％）である。
【請求項２】
請求項１に記載の技術において、酸洗処理として、ＨＦ濃度２〜５０ｇ／ｌ、ＨＮＯ３濃度２０〜１５０ｇ／ｌ、メタル分６０ｇ／ｌ以下、液温３０〜６０℃の弗硝酸水溶液に浸漬するステンレス鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延およびその後のベル焼鈍あるいは連続焼鈍によってステンレス鋼の表面に生成した酸化スケールを除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼の熱延焼鈍鋼帯の脱スケールは、一般的にスケールブレーカー（繰り返し曲げ）、ショットブラスト、酸洗槽で構成される脱スケール設備が用いられている。酸洗液としては弗硝酸が用いられることが多いが、塩酸を用いる場合もある。また、硫酸槽等の前処理を併用する場合もある。
【０００３】
脱スケール能力を向上させるためには、酸洗液の濃度、温度を高めることは有効である。しかし、濃度、温度ともに現状ですでに高く、設備や作業環境の負荷を考えると更なる改善は難しい。
【０００４】
そのため、酸洗以外の方法を強化することによる脱スケール能力の向上方法も検討されている。特許文献１には、ブラシロールを配置し、表面研削による脱スケールを併用する方法が開示されている。ブラシロールは脱スケールにおいて有効であるが、ブラシの損耗量が大きく、製造コストを上昇させる要因となる。研削目が圧延によって倒れ、素地に押し込まれることで、表面欠陥を生じる場合もある。
【０００５】
特許文献２、３には、特にショットブラスト設備を積極的に活用して脱スケール能力を向上させる技術が開示されている。特許文献２は、ショットブラストの投射エネルギーを大きくして脱スケール能力を高めるとともに、酸洗液への酸洗促進剤添加によって投射エネルギーの増加に伴う表面品質の低下を抑制する技術である。特許文献３は、ショットブラストの投射条件を詳細に規定することで、酸洗処理することなく、ショットブラストと表面研削のみで脱スケールを行う技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７―５１７２９号公報
【特許文献２】特開平９―１４３７６８号公報
【特許文献３】特開２００８―２０７２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コストを考慮すると、酸洗促進剤や過度な表面研削を用いることなく、スケールブレーカー、ショットブラスト、酸洗のみによって脱スケールを行うことが好ましい。そこで発明者らは、特許文献３の技術を利用し、スケールブレーカー、ショットブラスト、酸洗処理による脱スケール技術を検討した。しかし、特許文献３は表面研削を前提としていることから、ショットブラストと酸洗処理の併用による脱スケールに対しては、期待した効果は得られなかった。
【０００８】
本発明は、スケールブレーカー、ショットブラスト、酸洗処理によって、ステンレス焼鈍鋼帯の脱スケール技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、上記目的を達成するために、ステンレス熱延焼鈍鋼帯の表面にショットブラスト処理を施すにあたり、投射材の平均粒径が０．２５〜０．３０ｍｍ、投射速度４０〜１００ｍ／ｓ、投射エネルギーが焼鈍方法および鋼材のＣｒ含有量に応じた下記式の範囲であり、続いて酸洗を施す。
ベル焼鈍ステンレス鋼帯：５／３Ｃｒ２＋２００／３Ｃｒ＋７６０（ｋＪ／ｍ２）以上
連続焼鈍ステンレス鋼帯：５０（ｋＪ／ｍ２）以上
投射エネルギーは、０．５×投射密度×投射速度２である。
ここで式中のＣｒは、鋼材のＣｒ含有量（質量％）である。
【００１０】
ベル焼鈍ステンレス鋼帯とは、Ｃｒ：１１．０〜１９．０質量％を含む鋼であって、熱延後に、７００〜９００℃で３〜３０時間の熱処理を施したステンレス鋼帯のことをいう。
【００１１】
連続焼鈍ステンレス鋼帯とは、Ｃｒ：１１．０〜３ ５．０質量％を含む鋼であって、熱延後に、７００℃以上の温度で、１時間以下の熱処理を施したステンレス鋼帯のことをいう。
【００１２】
酸洗処理はＨＦ濃度１〜５０ｇ／ｌ、ＨＮＯ３濃度２０〜１５０ｇ／ｌ、メタル分６０ｇ／ｌ以下、液温３０〜６０℃の弗硝酸水溶液に浸漬する方法とする。
【００１３】
さらに、Ｎａ２ＳＯ４水溶液中での電解、Ｈ２ＳＯ４水溶液での浸漬、ＦｅＣｌ３水溶液での浸漬など、既に知られている酸洗方法と組み合わせてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、本発明によれば、酸洗促進剤やブラシロール等による過度な表面研削を用いることなく、スケールブレーカー、ショットブラスト、酸洗によってステンレス鋼熱延焼鈍鋼帯の脱スケールを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】熱延材の酸化スケールの断面形態および酸化スケール直下のＣｒ濃度を示す。
【図２】弗硝酸浸漬後のＳＵＳの表面外観および脱スケール判定値を示す。
【図３】弗硝酸浸漬後の脱スケール判定値と投射エネルギーの関係を示す。
【図４】Ｃｒ量と脱スケールに必要な投射エネルギーの関係
【図５】発明例と比較例の表面外観の違いを表す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
表１に示す組成のＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ３０４の実ライン熱延・焼鈍材について、酸化スケールの調査およびショットブラスト、酸洗による脱スケール性の調査を行った。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
図１に、ＳＵＳ４１０熱延・ベル焼鈍鋼帯、ＳＵＳ４３０熱延・ベル焼鈍鋼帯、ＳＵＳ４３０ＬＸ熱延・連続焼鈍鋼帯、ＳＵＳ３０４熱延・連続焼鈍鋼帯の酸化スケールおよびその直下の素地について調査した結果を示す。
ＳＵＳ４１０は、酸化スケールが厚く、酸化スケール直下の素地においてＣｒ濃度の低下は認められなかった。ＳＵＳ４３０は、ＳＵＳ４１０に比べて酸化スケールが薄いものの、ＳＵＳ４１０と同様に酸化スケール直下の素地においてＣｒ濃度の低下は認められなかった。一方、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ３０４はＳＵＳ４３０に比べても酸化スケールが薄く、さらに酸化スケール直下にＣｒ濃度が低下している領域が認められた。
【００１９】
酸化スケールが薄いほど、ショットブラストによる酸化スケールの剥離やクラックの形成が起こりやすいと考えられる。また、酸化スケール直下のＣｒ濃度が低い場合、酸化スケールの剥離やクラックの形成が不十分であっても、その後の酸洗処理によってＣｒ濃度が低い領域が溶解し、脱スケールできる可能性が高いと考えられる。そこで、それぞれの鋼種の脱スケール性に及ぼすショットブラスト条件および酸洗条件について詳細に検討した。
【００２０】
各ステンレス焼鈍鋼帯について、実ラインのスケールブレーカーにて曲げ曲げ戻し加工を施した後、１００ｍｍ×１００ｍｍの寸法に切断し、ラボ機にて、ショットブラスト処理を行った。投射材は平均粒径0.４５ｍｍの鉄球を用い、投射速度を４０〜１００ｍ／ｓ、投射密度を１５〜９０ｋｇ／ｍ２の範囲で変化させた。ショットブラスト後のメテンレス鋼板を、ＨＦ濃度１５ｇ／ｌ、ＨＮＯ３濃度９０ｇ／ｌ、メタル分２６ｇ／ｌ、液温５０℃の弗硝酸水溶液に、４０ｓ浸漬した。
【００２１】
図２に弗硝酸水溶液に浸漬した後のＳＵＳ４１０の表面外観の例を示す。図２中に示すように、酸化スケールがほとんど全面に残存している状態を０、酸化スケールが完全に除去された状態を３とし、脱スケール程度の判定を行った。
【００２２】
図３に各ステンレス鋼の脱スケール判定値とショットブラストの投射エネルギーの関係を示す。投射エネルギーとは、単位面積あたりに投射された投射材の運動エネルギーの総和のことであり、０．５×投射密度×投射速度２として求めた。図３から分かるように、ＳＵＳ４１０は、投射エネルギーが２００ｋＪ／ｍ２以上の場合に完全に脱スケールすることができた。ＳＵＳ４３０は、投射エネルギーが１２０ｋＪ／ｍ２以上の場合に完全に脱スケールすることができた。  ＳＵＳ４３０ＬＸおよびＳＵＳ３０４は、投射エネルギーが５０ｋＪ／ｍ２以上で完全に脱スケールすることができた。
【００２３】
鋼種によって必要な投射エネルギーが異なる理由は、既に述べたように、酸化スケールの厚みおよび酸化スケール直下のＣｒ欠乏の状況が異なるためである。そこで、Ｃｒが異なる種々のステンレス鋼帯を用いて、Ｃｒ量と、脱スケールに必要な投射エネルギーの関係について調査した。図４にその評価結果を示す。
【００２４】
ベル焼鈍ステンレス鋼帯ではＣｒ量が多いほど、酸化スケールが薄くなり、必要な投射量ネルギーは小さくなった。図４より、必要な投射エネルギーは、５／３Ｃｒ２＋２００／３Ｃｒ＋７６０（ｋＪ／ｍ２）と求められた。
【００２５】
連続焼鈍ステンレス鋼帯では、必要な投射エネルギーはＣｒ量によらず５０ｋＪ／ｍ２であった。酸化スケール直下にＣｒ欠乏域が存在するためであると考えられる。
【００２６】
本発明で規定するショットブラスト処理を行い、その後に酸洗処理を施すことで、酸洗促進剤やブラシロール等による過度な表面研削を用いることなく、ステンレス鋼熱延焼鈍鋼帯の脱スケールを行うことができる。
以下、本発明を特定するための事項について説明する。
【００２７】
投射材の平均粒径が０．２５ｍｍ未満の場合、空気との摩擦などによって速度が低下し、十分な効果が得られない。一方、平均粒径が０.８０ｍｍを超えると、投射材１個あたりの鋼帯との接触面積が少なくなり、投射密度のわりに投射材が当たっていない面積が多くなるため、期待した効果が得られなくなる。したがって、投射材の平均粒径は０.２５〜０．８０ｍｍとする。
【００２８】
投射速度が遅い場合、必要な投射エネルギーを得るために投射量を増やす必要がある。一方、投射速度が速すぎると、設備への負荷が大きくなる。したがって、本発明では投射速度を４０〜１００ｍ／ｓとする。
【００２９】
酸洗処理において、ＨＦが２ｇ／ｌ未満、ＨＮＯ３濃度が２０ｇ／ｌ未満になると酸洗能力が低下し、生産性の低下を招く。一方、ＨＦ濃度、ＨＮＯ３濃度が高くなると、設備や作業環境への負荷が大きくなる。したがって、本発明では、ＨＦ濃度は２〜５０ｇ／ｌ、ＨＮＯ３濃度は２０〜１５０ｇ／ｌとする。
【００３０】
ステンレス焼鈍鋼帯の脱スケールに伴い、酸洗液中にメタル分が溶出する。メタル濃度が高くなると、脱スケール性が低下するため、メタル濃度を低く維持することが好ましい。ただし、メタル濃度を低くするためには、液の更新あるいはイオン交換処理が必要であり、コストの上昇を招くことから、本発明ではメタル分が６０ｇ／ｌまでは許容する。
【００３１】
酸洗液の液温が低いと酸洗能力が低くなり、温度が高いと設備や作業環境への負荷が大きくなるため、本発明では液温を３０〜６０℃とする。
【実施例】
【００３２】
表１に示した組成の板厚４．５ｍｍのＳＵＳ４１０熱延・ベル焼鈍鋼帯、ＳＵＳ４３０熱延・ベル焼鈍鋼帯、ＳＵＳ４３０ＬＸ熱延・連続焼鈍鋼帯、ＳＵＳ３０４熱延・連続焼鈍鋼帯にスケールブレーカーにて曲げ曲げ戻し加工を施した後、ショットブラスト処理を行った。ショットブラスト処理は、平均粒径０．５ｍｍの投射材を用い、投射速度７５ｍ／ｓで投射した。
【００３３】
発明例では、投射量を、ＳＵＳ４１０熱延・ベル焼鈍鋼帯に対しては８０ｋｇ／ｍ２、ＳＵＳ４３０熱延・ベル焼鈍鋼帯に対しては５０ｋｇ／ｍ２、ＳＵＳ４３０ＬＸ熱延・連続焼鈍鋼帯、ＳＵＳ３０４熱延・連続焼鈍鋼帯に対しては、３０ｋｇ／ｍ２とした。
【００３４】
比較例では、投射量を、ＳＵＳ４１０熱延・ベル焼鈍鋼帯に対しては６０ｋｇ／ｍ２、ＳＵＳ４３０熱延・ベル焼鈍鋼帯に対しては３０ｋｇ／ｍ２、ＳＵＳ４３０ＬＸ熱延・連続焼鈍鋼帯、ＳＵＳ３０４熱延・連続焼鈍鋼帯に対しては、１０ｋｇ／ｍ２とした。
【００３５】
ショットブラスト後の坏テンレス鋼帯を、ＨＦ濃度１５ｇ／ｌ、ＨＮＯ３濃度９０ｇ／ｌ、メタル分２６ｇ／ｌ、液温５０℃の弗硝酸水溶液に、４０ｓ浸漬し、酸洗処理を行った。
【００３６】
図５に脱スケール後の表面外観を示す。発明例ではスケール残は認められなかった。一方、比較例では、いずれの鋼種にもスケール残が認められ、脱スケールは不十分であった。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、酸洗促進剤やブラシロール等による過度な表面研削を用いることなく、スケールブレーカー、ショットブラスト、酸洗によってステンレス鋼熱延焼鈍鋼帯の脱スケールを行うことができる。
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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