(57)【要約】      （修正有）【課題】薬剤の使用を必要としないステンレス鋼帯の焼鈍方法および焼鈍装置を提供する。【解決手段】ステンレス鋼帯の焼鈍方法（４）は、少なくとも１回の圧延工程を経た後に、少なくとも下記の工程：ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する工程（２）、ステンレス鋼帯を冷却する工程（２）、ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する工程（２３）を、典型的には連続して行なう。ステンレス鋼帯の焼鈍装置（４）は、ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する手段（２）、ステンレス鋼帯を冷却する手段（２）、ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する手段（２３）を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼帯の焼鈍方法（４）において、少なくとも最初の１回の圧延工程（１）を経た後に、少なくとも下記の工程：
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する工程（２）、
上記ステンレス鋼帯を冷却する工程（２）、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する工程（２３）
を行なうことを特徴とするステンレス鋼帯の焼鈍方法。
【請求項２】
請求項１において、上記加熱を、ガス炉、電気抵抗炉、縦磁束誘導炉または横磁束誘導炉のいずれかによって行なうことを特徴とする焼鈍方法。
【請求項３】
請求項１において、上記鋼帯の冷却を、還元性ガスの循環によって行なうことを特徴とする焼鈍方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項において、上記粗さを転写する工程において、上記ステンレス鋼帯の捺印を容易にするのに十分な粗さを表層圧延によって転写することを特徴とする焼鈍方法。
【請求項５】
請求項１において、ステンレス鋼についての国際分類の品質２Ｂまたは２Ｄに対応する粗さを転写することを特徴とする焼鈍方法。
【請求項６】
請求項１記載の焼鈍方法を実施するための焼鈍装置であって、
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する手段（２）、
上記ステンレス鋼帯を冷却する手段（２）、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する手段（２３）
を含むことを特徴とする焼鈍装置。
【請求項７】
請求項６において、上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する手段が、少なくとも1対の粗面ロール（２３）を含む圧延装置で構成されることを特徴とする焼鈍装置。
【請求項８】
請求項６において、上記加熱する手段が、誘導加熱手段としての縦型炉（２）で構成されることを特徴とする焼鈍装置。
【請求項９】
請求項６において、上記冷却する手段が、冷却ガスを循環する手段を含むことを特徴とする焼鈍装置。
【請求項１０】
請求項６において、上記縦型炉が、下記要素：
入側シール手段、
上記ステンレス鋼帯の張力を制御および測定する手段、
上記ステンレス鋼帯の張力を調節する作動手段、
横磁束誘導加熱手段、
冷却手段、
出側シール手段
の全部または一部を備えていることを特徴とする焼鈍装置。
【請求項１１】
請求項６において、ステンレス鋼帯の粗さを測定する手段と、粗面ロールの転写圧力を制御できる作動手段とを更に備えていることを特徴とする焼鈍装置。
【請求項１２】
請求項１記載の焼鈍方法を、圧延過程において、上記ステンレス鋼帯を軟化して延性を回復させるための中間焼鈍工程（４）として使用すること。
【請求項１３】
請求項１記載の焼鈍方法を、圧延過程において、最終焼鈍工程として使用すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼帯の焼鈍方法および焼鈍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工分野において、シートリールを作製するために、金属を１回または複数回の冷間圧延工程にかけることが知られている。
【０００３】
そのためには、シート金属の帯を所定の走路を走らせて２つの円柱ロール間で圧延して厚さを減少させる。
【０００４】
その結果、材料は硬化して延性が低下し高負荷に耐えるようになる。
【０００５】
この金属帯の二次加工性を高めるために、焼鈍により軟化させ延性を回復させて材料を安定状態に戻す方法が知られている。
【０００６】
その際、焼鈍には、いわゆる中間焼鈍およびいわゆる最終焼鈍の２つのタイプがある。
【０００７】
ステンレス鋼帯を必要なシート厚さにするために、何回かの冷間圧延工程にかけることが多い。その場合、ステンレス鋼帯を閉ループに沿って循環させ、圧延ロール間を複数回通板させる。
【０００８】
しかし各1回の通板パスごとに、次のパスに備えて金属帯を軟化させる必要があり、そのために行なうのが中間焼鈍である。
【０００９】
最終圧延工程の後に、シート金属またはステンレス鋼帯は軟化させて販売に適した美麗な仕上げにする必要があり、そのために行なうのが最終焼鈍である。
【００１０】
ここで、中間焼鈍後の仕上がり品質は最終焼鈍後の仕上がり品質と同等である必要は無い。そこで適した方法として、焼鈍後に化学媒体でエッチングする方法が知られている。
【００１１】
最終焼鈍は光沢焼鈍すなわち上記の焼鈍＋エッチングとすることができる。
【００１２】
光輝焼鈍は、密閉チャンバ炉内で、Ｎ２の混合比上限を２５％としたＨ２／Ｎ２混合ガスあるいは純粋Ｈ２の非酸化性の調整雰囲気中で行なう。
【００１３】
これは従来から、電気抵抗炉、ガス式マッフル炉、更には、両者を組み合わせたハイドライド路を用いて行なっている。
【００１４】
光輝焼鈍の別の方法として、横磁束誘導加熱法は、帯材の温度を直接上昇させることができる。
【００１５】
一般に、炉の後段には、外周面を鏡面研磨した少なくとも１対のロールがあって、いわゆる「スキンパス」により帯材の表面圧延を行なう。
【００１６】
このように光輝焼鈍プロセスを行なうことにより、国際分類のＢＡに該当する高品質の仕上がりが得られる。
【００１７】
しかし、高品質仕上げは表面粗度が余りに小さいので、シート製品の捺印が容易でない。実際に、過剰に平滑な表面は捺印には不適である。
【００１８】
その対策として、鋼帯に焼鈍・エッチング法を施すことにより捺印を容易にするのに十分な表面粗度を得ることができる。
【００１９】
その場合、焼鈍は開放型のチャンバ炉で行なう。酸素含有量は鋼種に応じて３〜６％の範囲内で調整する。雰囲気が酸化性なので、化学エッチング処理して表面酸化膜もしくはスケールを除去する必要がある。
【００２０】
この化学処理を行うと、処理対象鋼種に関係して種々の化学薬品を用いることになり、気体状や液体状の廃棄物が発生する。
【００２１】
例えば化学薬品として下記のものが知られている。
【００２２】
◇  硫酸ナトリウム：ＡＩＳＩ  ３００およびＡＩＳＩ  ４００用の電解欲として用いられ、Ｃｒ＋６が発生する。
【００２３】
◇  硝酸（ＨＮＯ３）：ＡＩＳＩ  ４００の不働態化処理に用いられ、硝酸塩が発生する。
【００２４】
◇  フッ化水素酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ３）との混合酸：ＮＯｘヒューム（黄色）、硝酸塩、フッ化物が発生する。
【００２５】
上記のエッチング処理を施すと、国際分類でいわゆる２Ｄの仕上げ品質が得られる。エッチング処理した鋼帯を鏡面研磨ロールにかけて非常に僅かな伸びが生ずる程度に圧延すると細かい粗面が得られる。
【００２６】
これにより、いわゆる２Ｂの仕上げ品質になる。しかしながら、この方法では、エッチングに必要な化学薬品とそれを用いて化学薬品浴および電解浴を加熱するためのエネルギーに加えて、環境汚染防止のための処理も必要であり、操業コストが大幅に押し上げられる。
【００２７】
上記の化学薬剤を用いた従来公知の焼鈍・エッチング法は、生産容量が概ね１８０，０００トン／年〜２３０，０００トン／年の範囲である。従来の炉を用いた光輝焼鈍は、それ自体の生産容量は小さくて、６０，０００トン／年〜１００，０００トン／年の範囲である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明は、上記従来技術の欠点を改良し、特に薬剤の使用を必要としない焼鈍方法および焼鈍装置を提供することを目的とする。
【００２９】
本発明のもう１つの目的は、捺印操作を可能とする表面品質２Ｄまたは２Ｂが得られる、ステンレス鋼帯の最終焼鈍方法を提供することである。
【００３０】
本発明の上記以外の目的および利点については、非限定的な実施例を含めた以下の説明により詳述する。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明のステンレス鋼帯の焼鈍方法は、少なくとも１回の圧延工程を経た後に、少なくとも下記の工程：
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する工程、
上記ステンレス鋼帯を冷却する工程、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する工程
を、典型的には連続して、行なう。
【００３２】
本発明のステンレス鋼帯の焼鈍装置は、
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する手段、
上記ステンレス鋼帯を冷却する手段、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する手段
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１に示す従来の焼鈍方法を含む圧延方法は、最初の焼鈍と化学薬剤によるエッチングとを行なう工程２０を含む。図示したように、この工程を完了したステンレス鋼帯の品質は国際分類の２Ｄである。
【００３４】
次に、ステンレス鋼体を鏡面研磨ロール２１による表層圧延にかける。この工程を出たステンレス鋼帯の品質は国際分類の２Ｂである。
【００３５】
焼鈍工程２０は焼鈍とエッチングとで構成されていて、中間焼鈍とすることができる。その場合は、鋼帯は閉ループに沿って圧延ロールに複数回かけて必要な厚さにする。
【００３６】
図２に、従来の光輝焼鈍タイプの最終焼鈍を含む圧延方法を模式的に示す。特筆すべきは、光輝焼鈍なので化学薬剤による処理が必要ないことである。望ましくは、個々の光輝焼鈍炉の露点はできる限り低くすべきである。
【００３７】
現在、光輝焼鈍炉には下記の３種類があって、どれも縦型炉である。
【００３８】
◇  電気抵抗加熱によるレンガ炉：比較的旧い形態であり、汎用性が低く、露点が高い。処理容量は最大１５トン／時間である。
【００３９】
◇  ガス加熱によるマッフル炉：最も信頼性が高い。ただし、マッフルの長さの上限が２６〜２７ｍであるため、処理容量は１０トン／時間止まりである。
【００４０】
◇  混合型炉：上記２種類の型を複雑に組み合わせた形態であり、最大処理容量は１２〜１３トン／時間である。
【００４１】
横磁束誘導加熱炉も知られている。誘導加熱の主な利点は電力効率が高いことであり、高い表面電力によって金属帯材を所望温度にまで高速で加熱できる。
【００４２】
そこで本発明は、最初の圧延工程後にステンレス鋼帯に施す焼鈍方法４であって、少なくとも下記の工程：
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する工程、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する工程
を、順序は限定せずに、行なう。
【００４３】
一実施形態によれば、ステンレス鋼帯は上記加熱後に効率的に冷却される。
【００４４】
一実施形態によれば、下記の工程：
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する工程、
上記ステンレス鋼帯を、望ましくは還元性雰囲気中で、冷却する工程、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する工程、
を、望ましくは連続して、行なう。
【００４５】
還元性雰囲気としては、最大２５％のＮ２を含むＨ２／Ｎ２混合ガスまたは純粋Ｈ２を用いることができる。
【００４６】
他の実施形態として、加熱は、ガス加熱炉、電気抵抗加熱、縦磁束または横磁束の誘導加熱を用いてもよい。
【００４７】
帯材の加熱設備は縦型に設置される。
【００４８】
望ましくは、鋼帯は還元性ガスを循環させて冷却する。
【００４９】
本発明の方法によれば、生産能力を２００，０００トン／年以上にすることができる。加熱と急速冷却を行なうに際して、加熱パワーはメガワット／ｍ２、冷却速度は１００℃／秒である。
【００５０】
望ましくは、表層圧延（スキンパス圧延）で粗さを転写するとステンレス鋼帯は僅かに伸びる。
【００５１】
一実施形態によれば、ステンレス鋼帯への捺印を容易にするのに十分な粗さを表層圧延により転写できる。
【００５２】
一実施形態によれば、国際分類の品質２Ｄのステンレス鋼の粗さと同等の粗さを転写する。この品質のステンレス鋼は、従来技術の場合は焼鈍とエッチングを行なう方法で得ることができたものである。
【００５３】
他の実施形態によれば、国際分類の品質２Ｂのステンレス鋼の粗さと同等の粗さを転写する。この品質のステンレス鋼は、従来技術の焼鈍方法の場合は、焼鈍とエッチングを行なった後に鏡面研磨ロールで表層圧延を付加する方法で得ることができたものである。
【００５４】
本発明は更に上記本発明の方法を実施するための装置をも提供する。本発明の装置は、
上記ステンレス鋼帯を還元性雰囲気中で加熱する手段２、
上記ステンレス鋼帯を冷却する手段２、
上記ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する手段２３
を備えている。
【００５５】
ステンレス鋼帯の表面に粗さを転写する手段は、粗面を持つ少なくとも１対のロールを含む圧延装置で構成される。
【００５６】
一実施形態によれば、加熱手段は誘導加熱手段による縦型炉２で構成される。
【００５７】
一実施形態によれば、縦型炉２は下記の構成要素：
入側シール手段、
ステンレス鋼帯の張力を制御および測定する手段、
ステンレス鋼帯の張力を調節する作動手段、
横磁束誘導加熱手段、
冷却手段、
出側シール手段
の全てまたは一部を備えている。
【００５８】
誘導加熱手段は、鋼帯を横切る磁場を発生でき鋼帯に平行な２つのリールから成ることが望ましい。この手段はステンレス鋼帯を１２００℃まで加熱できる。
【００５９】
冷却手段は鋼帯の温度降下を加速できる。冷却手段はガス循環手段の形と取ることが望ましい。この循環冷却ガスは非酸化性であることが望ましい。
【００６０】
望ましくは、冷却手段は１００℃／秒以上の冷却速度で冷却できることが望ましい。
【００６１】
一実施形態によれば、本発明の装置は更に、ステンレス鋼帯の表面粗さ測定手段および／または粗面ロールの加圧力制御手段を備えることができる。
【００６２】
図３に示すように、圧延設備は、冷間圧延ロール１と本発明の焼鈍装置とを備えており、横磁束式誘導縦型炉２と、少なくとも１対の粗面ロール２３を含む表層圧延装置とを備えている。
【００６３】
焼鈍装置は上記圧延ロール１の下流側に配置することが望ましい。ステンレス鋼帯はまた、閉ループ２２’を巡らせて、圧延ロール１によって複数回の圧延を行なうことができる。
【００６４】
粗面ロール２３を通った後のステンレス鋼帯の品質は２Ｂ＋である。これは従来、焼鈍・エッチング法で得られていた２Ｂの品質と同等の品質である。
【００６５】
この焼鈍工程は、圧延工程でステンレス鋼帯の軟化と延性回復を狙った中間焼鈍に適用できる。
【００６６】
この焼鈍工程はまた、圧延工程で最終焼鈍にも適用できる。特に、捺印対象であるステンレス鋼帯の最終焼鈍に適用できる。この焼鈍工程を施す対象鋼としては２鋼種すなわちＡＩＳＩ  ３００、ＡＩＳＩ  ４００がある。
【００６７】
従来の焼鈍・エッチングにより得られる品質２Ｂのステンレス鋼ＡＩＳＩ  ３００と、品質２Ｂ＋のステンレス鋼ＡＩＳＩ  ３００との主な違いとして、品質２Ｂが乳白色であるのに対して品質２Ｂ＋が無光沢灰色である。
【００６８】
本発明の焼鈍工程によれば、高速昇温と高エネルギー効率が達成できる。
【００６９】
本発明の方法は環境汚染化学物質を発生させることがない。したがって、この焼鈍方法はエコロジーの観点からも望ましい。
【００７０】
既存の圧延設備をモジュール形式とすれば、用途に応じて粗面ロールまたは鏡面ロールを組み込むことができる。そのために、圧延ロールは用途に応じて交換できるように着脱可能とする。
【００７１】
そこで、図３に示す設備では、少なくとも１対の粗面ロール２３を含む表層圧延装置を配備し、出口２３’で品質２Ｂ＋のステンレス鋼帯がえら得るようにしてある。
【００７２】
出口２１’では品質ＢＡの鋼が得られるように、粗面ロール２３に替えて鏡面ロール２１を組み込む。
【００７３】
一方、焼鈍が単に中間焼鈍であり鋼帯が閉ループ２２’を辿って繰り返し圧延１を受ける場合には、粗面ロール２３あるいは鏡面ロール２１は開放状態にしておき鋼帯に表層圧延を施さない。
【００７４】
もちろん、特許請求の範囲の枠内で他の実施形態が可能であることは、当業者に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】焼鈍後に化学薬剤を用いてエッチングする工程を含む従来の冷間圧延方法を示す模式図である。
【図２】最終光輝焼鈍を含む従来の冷間圧延方法を示す模式図である。
【図３】本発明の焼鈍方法を含む冷間圧延方法を示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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