(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーステナイト系ステンレス鋼素材を、熱間圧延により熱延板とし、該熱延板をコイルに巻取ったのち、さらに該熱延板を焼鈍し、その後酸洗による脱スケール処理を施したのち、最終板厚まで冷間圧延し、ついで焼鈍、酸洗を行うオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法において、前記熱延板の巻取り温度ＣＴ（℃）を  ５００〜９００  ℃の温度範囲とし、さらに前記脱スケール処理で用いる酸洗液を、弗酸を  １００〜３００ｇ／ｌの範囲で含む硝弗酸水溶液とし、該硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比、αを、１．２５以上  ６．５以下の範囲内で、かつ前記巻取温度ＣＴに応じ、下記（１）式と下記（２）式を満足する範囲内として、脱スケール処理を行うことを特徴とする表面性状に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
記
ＣＴ≦−７５×α＋１１００              ……（１）
ＣＴ≧−１００  ×α＋９５０                          ……（２）
ここに、ＣＴ：熱延板の巻取温度（℃）
α：硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比（＝弗酸濃度／硝酸濃度）
【請求項２】
前記酸洗による脱スケール処理の前に、予備脱スケールを行うことを特徴とする請求項１に記載のオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法に係り、とくに鋼板表面性状の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス冷延鋼板は、スラブを熱間圧延して熱延板としたのち、再結晶のための熱延板焼鈍と、熱延板焼鈍により生成したスケールを除去するための酸洗（以下、ＨＡＰともいう）を経て、冷間圧延され、さらに仕上焼鈍と、酸洗（以下、ＣＡＰともいう）を施されて製造されるのが一般的である。
【０００３】
最終製品である冷延後、焼鈍酸洗された鋼板（以下、冷延焼鈍酸洗板ともいう）の光沢や表面性状は、主として冷間圧延条件やＣＡＰ条件に影響される。しかし、ＨＡＰ後に冷間圧延により平滑化できないような表面欠陥が残留する場合があり、最終製品の光沢や表面性状を劣化させる。とくに、オーステナイト系ステンレス鋼では、ＨＡＰ時の表面除去量が２〜３μｍ  と少ないため、熱延後焼鈍された鋼板（以下、熱延焼鈍板ともいう）に生じた欠陥が残留しやすい。
【０００４】
特公平３−６０９２０  号公報には、オーステナイト系ステンレス鋼熱延板の脱スケール方法を改善し、肌荒のない表面光沢のすぐれたオーステナイト系ステンレス鋼冷延板を製造する方法が開示されている。
特公平３−６０９２０  号公報に記載された技術は、オーステナイト系ステンレス鋼の熱延板を、機械的予備脱スケールしたのち、硝弗酸水溶液１ｌ  当たり、硝酸１００  〜４００ｇと弗酸７５〜４００ｇを含む硝弗酸水溶液を用いて脱スケールして、溝状腐食がなく且つエッチピットのない全面腐食状態となし、ついで冷間圧延、光輝焼鈍を行うオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法である。この方法は、高濃度の硝弗酸水溶液中で酸洗を行い、表面溶削量を多くしてＨＡＰ後の鋼板表面を平滑化することに特徴がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
オーステナイト系ステンレス鋼板で問題となる表面欠陥の１つに雲状の模様がある。この雲状模様は、基本的にはＨＡＰ後の鋼板表面に、粒界浸食や粒内ピットのでき方に違いのある領域が生じることに起因している。このような違いは浸食深さや浸食幅の程度の差によるが、極端な場合には、粒界浸食や粒内ピットの殆どない領域が生じることもある。
【０００６】
このようにＨＡＰ後の鋼板表面に、表面性状が不均一な領域が数ｃｍから数ｍにわたり雲状に存在すると、冷間圧延によって均一化（平滑化）するのが困難となり、ＣＡＰ後も雲状模様として残り、最終製品の表面性状を劣化させる。
本発明者らは、特公平３−６０９２０  号公報に記載された技術を適用して、ＨＡＰ後の鋼板表面を全て粒界浸食や粒内ピットのない平滑な表面とすることにより、上記した雲状模様の解消を実験室的に試みたが、  ６０ｓｅｃ以上の長時間酸洗を行うと効果のある場合もあったが、ＨＡＰにおいて効率的処理を行うための酸洗時間である  ３０ｓｅｃ程度の比較的短時間の酸洗では、熱延板ごとに効果がばらつき、雲状模様の発生を防止し、均一な鋼板表面を安定して得ることはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記した冷延焼鈍酸洗板の雲状模様の発生を防止した、表面性状に優れたオーステナイト系ステンレス冷延鋼板を高効率で製造する方法を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ＨＡＰ時に、鋼板表面に発生する浸食ムラの原因について鋭意検討した結果、浸食ムラはＨＡＰ前の鋼板表面に付着しているスケールが影響していることを新規に知見した。
熱間圧延終了後のコイル巻取温度（以下、ＣＴともいう）が高いと、コイルに巻き取られた状態でもさらに酸化が進行し、鋼板表面のスケール厚が厚くなる。このため、次工程の熱延板焼鈍において内部酸化が進行しやすくなり、粒界酸化部および粒内ピット状酸化部で脱Ｃｒ層が深く生成される。上記したような表面状態の熱延焼鈍板を酸洗すると、酸洗時間が長く溶解量が十分な場合には、脱Ｃｒ層は完全に溶解し、粒界浸食や粒内ピットはあるものの、鋼板各位置での場所による浸食程度の不均一は小さく全体として色調不均一な模様として認識されない。しかし、酸洗時間が短く溶解量が不十分の場合には、脱Ｃｒ層が完全には溶解されず、浸食深さに不均一を生じ模様として認識される。
【０００９】
一方、熱間圧延終了後のＣＴが低いと、コイルに巻き取られた状態での酸化の進行は少ないため、形成される鋼板表面のスケール厚さは比較的薄い。しかし、仕上げ熱間圧延後、ＣＴを下げるために鋼板の冷却を行うことから、鋼板各位置でスケール厚が部分的に不均一となりやすい。
とくに、鋼板の先後端部はスケールが不均一であり、このような熱延鋼板を焼鈍すると、粒界酸化や粒内のピット状酸化が殆どない領域が生じる。粒界酸化や粒内ピット状酸化が存在する領域は、高ＣＴの場合ほどではないが、脱Ｃｒ層が生成しており、一方、粒界酸化や粒内ピット状酸化がない領域は脱Ｃｒ層は殆ど生成していない。
【００１０】
上記したような表面状態の熱延焼鈍板を酸洗すると、酸洗後の鋼板表面は粒内ピット、粒界浸食のある部分と、殆どない部分に分かれ、浸食ムラとなり模様となる。
本発明者らは、上記した知見に基づきさらに熱延焼鈍板の酸洗方法について検討した。その結果、雲状模様を防止するためには、熱延鋼板のＣＴ条件により酸洗条件を調整すればよいことに思い至った。
【００１１】
すなわち、巻取温度ＣＴにより酸洗前の熱延鋼板の表面状態が相違するため、酸洗液を高弗酸濃度とした硝弗酸水溶液とし、ＣＴが高い場合には、厚い脱Ｃｒ層を急速に溶解できる酸洗条件に、一方ＣＴが低い場合には、脱Ｃｒ層の溶解速度と母材部分の溶解速度をできるだけ等しくする酸洗条件に、熱延鋼板のＣＴに応じ、弗酸濃度と硝酸濃度の比、αを調整する。
【００１２】
この考えの基礎になった実験結果を図２および図３に示す。なお、図２および図３の実験結果は、弗酸：１００ｇ／ｌの硝弗酸水溶液（液温：６０℃）中で４０ｓｅｃ  浸漬した後の結果である。
図２は、脱Ｃｒ層の組成に相当する１３％Ｃｒ−８．５Ｎｉ鋼の酸洗による溶解量と、αの関係を示す。αが１．２５〜２．５  の範囲で高い溶解量が得られている。
【００１３】
図３は、母材部分に相当する１８％Ｃｒ−８．５％Ｎｉ鋼の酸洗による溶解量と、αの関係を示す。αが  ２．５〜６．５  の範囲で高い溶解量が得られている。αがこの範囲であれば、母材部分と脱Ｃｒ層との溶解量の違いは３倍程度となる。一方、αが  １．５倍程度ではこの違いは１０倍にもなる。
このように、αを変えることにより、酸洗条件を脱Ｃｒ層を急速に溶解できる条件と、脱Ｃｒ層と母材部の溶解速度をできるだけ近づける条件とに容易に変えられると言う知見を得た。
【００１４】
本発明は、上記した知見をもとに構成されたものである。
すなわち、本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼素材を、熱間圧延により熱延板とし、該熱延板をコイルに巻取ったのち、さらに該熱延板を焼鈍し、ついで酸洗による脱スケール処理を施したのち、最終板厚まで冷間圧延し、その後焼鈍、酸洗を行うオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法において、前記熱延板の巻取り温度ＣＴ（℃）を  ５００〜９００  ℃の温度範囲とし、さらに前記脱スケール処理で用いる酸洗液を、弗酸を  １００〜３００ｇ／ｌの範囲で含む硝弗酸水溶液とし、該硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比、αを、１．２５以上  ６．５以下の範囲内で、かつ前記巻取温度ＣＴに応じ、次（１）式と次（２）式
ＣＴ≦−７５×α＋１１００              ……（１）
ＣＴ≧−１００  ×α＋９５０                          ……（２）
（ここに、ＣＴ：熱延板の巻取温度（℃）、α：硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比（＝弗酸濃度／硝酸濃度））を満足する範囲内として、脱スケール処理を行うことを特徴とする表面性状に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法であり、前記酸洗による脱スケール処理の前に、予備脱スケールを行うのが好ましい。
【００１５】
なお、上記した、αとＣＴとの関係はＣＴとの関係を示す添付図面図１中のＡ（１．２５，  ９００  ）、Ｂ（１．２５，  ８２５  ）、Ｃ（４．５，  ５００）、Ｄ（６．５，  ５００）、Ｅ（６．５，  ６１２．５）、Ｆ（２．６７，  ９００  ）の各点直線で結んだ範囲内である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明における限定理由について説明する。
本発明では、熱延板の巻取温度ＣＴを５００  〜９００  ℃の温度範囲に限定する。
ＣＴが９００  ℃を超えると、コイルに巻き取った後も酸化が進行しスケール厚さが厚くなり、スケール除去のため、長時間の酸洗を必要とし、生産性が低下する。一方、ＣＴが５００  ℃未満では、鋼板の変形抵抗が高くなり、コイル巻取りが困難となる。このようなことから、熱延板のＣＴを５００  〜９００  ℃に限定した。
【００１７】
コイルに巻き取られた熱延板は、ついで熱延板焼鈍を施されたのち、機械的手段や化学的手段により予備脱スケールを施されるのが好ましい。
機械的手段による予備脱スケールは、ショットブラストを用いて行うのが好ましいが、ロールベンディング、軽圧下圧延等の機械的手段を用いてもよい。
化学的手段による予備脱スケールは、硝酸あるいは硫酸による酸洗、あるいはそれらの酸を用いた電解処理としてもよい。
【００１８】
熱延焼鈍板は、ついで酸洗による脱スケール処理を施される。
脱スケール処理で用いる酸洗液は弗酸を  １００〜３００ｇ／ｌの範囲で含む硝弗酸水溶液とし、硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比、αを、１．２５以上  ６．５以下の範囲内で、かつ巻取温度ＣＴに応じ、次（１）式と次（２）式
ＣＴ≦−７５×α＋１１００              ……（１）
ＣＴ≧−１００  ×α＋９５０                          ……（２）
（ここに、ＣＴ：熱延板の巻取温度（℃）、α：硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比（＝弗酸濃度／硝酸濃度））を満足する範囲内とする。
【００１９】
αが、１．２５未満では、硝酸（ＨＮＯ３）の不動態化効果により溶解速度が低下する。一方、αが６．５  を超えると、カソード反応を担う硝酸（ＨＮＯ３）の量が不足し溶解速度が低下する。このため、αは１．２５〜６．５  の範囲に限定した。
さらに、本発明では、巻取温度ＣＴに応じ、αを調整する。
ＣＴが高い場合には、αは１．２５〜６．５  の範囲内で小さくし、ＣＴが低い場合には、αは１．２５〜６．５  の範囲内で大きくする。αが小さい場合には、脱Ｃｒ層が急速に溶解され、一方、αが大きい場合には、脱Ｃｒ層の溶解速度が低下し母材部の溶解速度が上がるため、両者の溶解速度は近くなる。上記したように、ＣＴに応じ、αを調整することにより、熱延焼鈍板の浸食ムラが抑制され、冷延焼鈍酸洗板の雲状模様が抑制できる。
【００２０】
上記した考えに基づき、本発明では、具体的にαを、１．２５〜６．５  の範囲内で、かつ巻取温度ＣＴに応じ、次（１）式と次（２）式
ＣＴ≦−７５×α＋１１００              ……（１）
ＣＴ≧−１００  ×α＋９５０                          ……（２）
（ここに、ＣＴ：熱延板の巻取温度（℃）、α：硝弗酸水溶液中の弗酸濃度（ｇ／ｌ  ）と硝酸濃度（ｇ／ｌ  ）との比（＝弗酸濃度／硝酸濃度））を満足する範囲内に調整する。
【００２１】
本発明の範囲を、ＣＴとαの関係で図示し、図１に示す。
図１に示すＡ（１．２５，  ９００  ）、Ｂ（１．２５，  ８２５  ）、Ｃ（４．５，  ５００）、Ｄ（６．５，５００）、Ｅ（６．５，  ６１２．５）、Ｆ（２．６７，  ９００  ）の各点を直線で結んだ範囲内が本発明の範囲内である。（  ）内は、（α，ＣＴ）を示す。
この範囲内のＣＴとαの関係を満足する条件で熱延焼鈍板を酸洗すれば、表面が均一に溶解され、浸食ムラがなく、冷延焼鈍酸洗板表面の雲状模様の発生が抑制される。一方、この範囲のＣＴとαの関係から外れる条件で熱延焼鈍板を酸洗した場合には、不均一に溶解され、浸食ムラが生じ、冷延焼鈍酸洗板に雲状模様が発生する。
【００２２】
なお、酸洗温度は、３０〜８０℃とするのが好ましい。酸洗速度と酸液の蒸発との兼ね合いで、５５〜６５℃がより好ましい。
本発明が目的とする高効率の製造を行うには、酸洗時間を  ４５ｓｅｃ以内とする必要がある。この時間を超えると処理速度が遅くなり、生産性が低下するためである。
【００２３】
雲状模様の発生におよぼす硝弗酸水溶液中の弗酸濃度と酸洗時間との関係を図４に示す。硝弗酸水溶液中の弗酸濃度が１００  ｇ／ｌ  未満では、雲状模様の発生を抑制するための酸洗時間が  ４５ｓｅｃを超えて長くなりすぎ、一方、弗酸濃度が３００ｇ／ｌを超えると、効果が飽和し弗酸添加量に見合う効果が期待できないため、経済的に不利となる。このようなことから、硝弗酸水溶液中の弗酸濃度は、１００  〜３００ｇ／ｌの範囲とする。
【００２４】
なお、本発明におけるオーステナイト系ステンレス鋼は、ＳＵＳ  ３０４  、ＳＵＳ  ３０４Ｌ、ＳＵＳ  ３１６  、ＳＵＳ  ３１６Ｌ等が含まれるものとする。
本発明における熱間圧延、冷間圧延、冷延板焼鈍、冷延板酸洗等は通常公知の条件で行えばよく、とくに限定されない。
【００２５】
【実施例】
ＳＵＳ  ３０４  鋼素材を熱間圧延により、４ｍｍ厚の熱延板とし、表１に示す巻取温度ＣＴでコイルに巻き取った。ついで、これら熱延板をＨＡＰラインで焼鈍温度：１１５０℃で焼鈍し、ついでショットブラスト処理により予備脱スケールを行ったのち、あるいは予備脱スケールなしで表１に示す弗酸濃度（ｇ／ｌ）  と、弗酸濃度（ｇ／ｌ）  と硝酸濃度（ｇ／ｌ）  の比、αの硝弗酸水溶液中で、熱延焼鈍板の酸洗を実施した。その後、これらの熱延焼鈍酸洗板を冷間圧延により１ｍｍの冷延板とし、ついで、１１００℃で焼鈍し、中性塩電解酸洗、硝弗酸水溶液酸洗を行い、目視で雲状模様の有無を判定した。なお、冷延焼鈍板の中性塩電解酸洗条件は、電解液濃度Ｎａ２ＳＯ４：２００ｇ／ｌ、液温：８０℃、電解条件：７５Ｃ／ｄｍ２  とした。また、冷延焼鈍板の硝弗酸水溶液酸洗条件は、ＨＦ：２５ｇ／ｌ、ＨＮＯ３：５０ｇ／ｌとし、液温：５５  ℃、３０ｓｅｃ  浸漬とした。
【００２６】
雲状模様の判定結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0003550996.tif 000002
【００２８】
本発明例（鋼板Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８、Ｎｏ．１４  ）には、雲状模様の発生はなく、良好な表面性状を有する冷延板である。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例（鋼板Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１３  ）では、雲状模様の発生が見られた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、オーステナイト系ステンレス鋼の冷延焼鈍酸洗板に発生する雲状模様を安定してかつ短時間の酸洗で防止することが可能となり、表面性状に優れたオーステナイト系ステンレス冷延鋼板が安価に提供できるという産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】雲状模様の発生におよぼす熱延板の巻取温度ＣＴと、弗酸濃度と硝酸濃度の比、αとの関係を示すグラフである。
【図２】溶解量とαの関係を示すグラフである。
【図３】溶解量とαの関係を示すグラフである。
【図４】雲状模様の発生におよぼす酸洗時間と弗酸濃度の関係を示すグラフである。
【図１】
0003550996.tif 000003
【図２】
0003550996.tif 000004
【図３】
0003550996.tif 000005
【図４】
0003550996.tif 000006