(57)【要約】【課題】Ｃｒを１６質量％以上含む高Ｃｒ系フェライトステンレス鋼およびＭｏを含む特殊フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延で、表面に肌荒れを生じ難くする。【解決手段】Ｃｒを１６質量％以上含む高Ｃｒ系フェライトステンレス鋼では、１次スケール除去工程と粗圧延工程との間に、前記スラブの表面にショットブラスト処理を施す工程を行うことで、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面に、１μｍ以上の厚さの鉄酸化物層を有する２次スケールを生成する。Ｍｏを含む特殊フェライト系ステンレス鋼では、さらに、２次スケール除去工程と仕上げ圧延工程との間に、前記スラブの表面にショットブラスト処理を施す工程を行うことで、仕上げ圧延後のステンレス鋼帯の表面に、１μｍ以上の厚さの鉄酸化物層を有する２次スケールを生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロム含有率が１６質量％以上のフェライト系ステンレス鋼スラブを加熱炉で加熱する加熱工程、前記スラブの表面に生じた１次スケールを除去する１次スケール除去工程、粗圧延工程、および仕上げ圧延工程をこの順に備えたフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法であって、
１次スケール除去工程と粗圧延工程との間に、前記スラブの表面にショットブラスト処理を施す工程を行うことで、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面に、１μｍ以上の厚さの鉄酸化物層を有する２次スケールを生成することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法。
【請求項２】
クロム含有率が１８質量％以上でモリブデンを含有するフェライト系ステンレス鋼スラブを加熱炉で加熱する加熱工程、前記スラブの表面に生じた１次スケールを除去する１次スケール除去工程、粗圧延工程、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面に生じた２次スケールを除去する２次スケール除去工程、および仕上げ圧延工程をこの順に備えたフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法であって、
１次スケール除去工程と粗圧延工程との間、および２次スケール除去工程と仕上げ圧延工程との間に、前記スラブの表面にショットブラスト処理を施す工程を行うことで、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面および仕上げ圧延後のステンレス鋼帯の表面に、１μｍ以上の厚さの鉄酸化物層を有する２次スケールを生成することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延されたフェライト系ステンレス鋼板の表面には肌荒れが発生しやすい。クロムを１６質量％以上含む高Ｃｒ系フェライトステンレス鋼や、モリブデン（Ｍｏ）を含む特殊フェライト系ステンレス鋼では、特に表面肌荒れが発生しやすい。
ステンレス鋼板に肌荒れが発生すると、酸洗工程で肌荒れ除去を行うために、酸洗スピードを遅くする必要があり、生産性が著しく低下する。また、酸洗工程での肌荒れ除去が不十分である場合は表面研削を行って出荷する場合もあり、さらなるコスト増となる。また、Ｍｏを含む特殊フェライト系ステンレス鋼の場合には、表面研削では対応できないこともある。
【０００３】
下記の特許文献１には、上述のフェライト系ステンレス鋼板の表面の肌荒れを防止するためには、１次スケール（加熱炉内でスラブ表面に発生するスケール）を均一に厚く形成することが有効であるとして、加熱炉内での加熱を、フェライト系ステンレス鋼スラブのＣｒ含有率、Ｍｏ含有率、Ｃ含有率、Ｓ含有率により規定される温度で所定時間行うことが提案されている。また、この方法では、スラブの表面温度を２０〜４００℃としてショットブラストを行った後に、加熱炉内での加熱を行っている。
【０００４】
なお、フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延工程で圧延中に鋼板表面に発生する２次スケールに関して、鉄酸化物層の厚さと表面の肌荒れとの関係が具体的に記載されている特許文献は、現時点では存在しない。
【特許文献１】特開平１１−２９０９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、Ｃｒを１６質量％以上含む高Ｃｒ系フェライトステンレス鋼およびＭｏを含む特殊フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延の際に、表面に肌荒れを生じ難くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、クロム含有率が１６質量％以上のフェライト系ステンレス鋼スラブを加熱炉で加熱する加熱工程、前記スラブの表面に生じた１次スケールを除去する１次スケール除去工程、粗圧延工程、および仕上げ圧延工程をこの順に備えたフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法であって、１次スケール除去工程と粗圧延工程との間に、前記スラブの表面にショットブラスト処理を施す工程を行うことで、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面に、１μｍ以上の厚さの鉄酸化物層を有する２次スケールを生成することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法を提供する。
【０００７】
本発明はまた、クロム含有率が１８質量％以上でモリブデンを含有するフェライト系ステンレス鋼スラブを加熱炉で加熱する加熱工程、前記スラブの表面に生じた１次スケールを除去する１次スケール除去工程、粗圧延工程、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面に生じた２次スケールを除去する２次スケール除去工程、および仕上げ圧延工程をこの順に備えたフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法であって、１次スケール除去工程と粗圧延工程との間、および２次スケール除去工程と仕上げ圧延工程との間に、前記スラブの表面にショットブラスト処理を施す工程を行うことで、粗圧延後のステンレス鋼帯の表面および仕上げ圧延後のステンレス鋼帯の表面に、１μｍ以上の厚さの鉄酸化物層を有する２次スケールを生成することを特徴とするフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法を提供する。
【０００８】
本発明の方法は下記の知見に基づいて得られた。
フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法で、粗圧延工程および仕上げ圧延工程中に鋼板表面に発生する２次スケールについて研究したところ、２次スケールが圧延中のロールと鋼との間に潤滑性を付与することで鋼の肌荒れを低減するが、フェライト系ステンレス鋼のクロム含有率が高いほど２次スケールの成長が遅いことが分かった。また、以下のことも分かった。
【０００９】
ステンレス鋼板に生じる２次スケールは鉄酸化物とクロム酸化物からなり、表面側に鉄酸化物層が存在するが、クロム含有率が高いほど鉄酸化物層が薄くなる。クロム含有率が１６質量％のＳＵＳ４３０では、表面側から順に、薄い鉄酸化物層、鉄クロム酸化物（ＦｅＯ・Ｃｒ2 Ｏ3 ）層、クロム酸化物（Ｃｒ2 Ｏ3 ）層が存在する。クロム含有率が１８質量％以上でモリブデン含有率が１．５質量％の特殊フェライト系ステンレス鋼では、鉄酸化物は殆ど生じずスケール層は主にクロム酸化物層からなる。これは、モリブデンが表層で保護膜となって鉄の拡散を抑えるためと考えられる。
【００１０】
また、クロム含有率が１２質量％のＳＵＨ４０９では、ＳＵＳ４３０と比較して２次スケールの鉄酸化物層が厚いため、肌荒れが生じ難い。
さらに、２次スケールの鉄酸化物層の厚さが１μｍ以上であると肌荒れ低減効果が得られるが、１μｍ未満であると肌荒れ低減効果が得られない。
そして、２次スケールの鉄酸化物層の厚さを１μｍ以上とするためのショットブラスト条件について、以下の知見を得た。
ショットブラストで用いる投射材が鉄製の球体（ショット球）であって、直径が０．２〜０．３ｍｍであり、投射速度が５０〜１００ｍ／ｓであり、ショットブラスト時の鋼の温度が１０００〜１０５０℃である場合には、投射密度を１０ｋｇ／ｍ2 以上とする。図１のグラフ参照。
【００１１】
ショットブラストで用いる投射材が鉄製の多角形破片（グリッド）であって、最も長い寸法が０．２〜０．３ｍｍであり、投射速度が５０〜１００ｍ／ｓであり、ショットブラスト時の鋼の温度が１０００〜１０５０℃である場合には、投射密度を５ｋｇ／ｍ2 以上とする。図１のグラフ参照。
ショットブラストで用いる投射材がアルミナおよびシリコンカーバイドからなる多角形破片（グリッド）であって、最も長い寸法が０．２〜０．３ｍｍであり、投射速度が５０〜１００ｍ／ｓであり、ショットブラスト時の鋼の温度が１０００〜１０５０℃である場合には、投射密度を１０ｋｇ／ｍ2 以上とする。図２のグラフ参照。
【００１２】
図１および図２のグラフは、以下の試験の結果から得られた。
ＳＵＳ４３０からなる試験片（５０ｍｍ×４０ｍｍ×３．２ｍｍ）を１１５０℃に加熱して２時間保持した後、この加熱により生じた１次スケールを除去する。次に、この試験片の表面温度を１０５０℃に保持した状態で、各投射材によるショットブラストを上記各条件で、投射密度を変えて３０秒間行う。次に、この試験片を液体ヘリウムで冷却して、板厚方向の断面を露出させて顕微鏡で観察し、２次スケールの鉄酸化物層の厚さ（鉄系スケール成長厚）を測定する。
【００１３】
これらのグラフから、上記各条件では、投射材が鉄製のショット球の場合には投射密度を１０ｋｇ／ｍ2 以上にすることで、投射材が鉄製グリッドの場合には投射密度を５ｋｇ／ｍ2 以上にすることで、投射材がアルミナ製グリッドおよびシリコンカーバイド製グリッドの場合には投射密度を１０ｋｇ／ｍ2 以上にすることで、鉄系スケール成長厚を１．０μｍ以上にできることが分かる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のフェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法によれば、Ｃｒを１６質量％以上含む高Ｃｒ系フェライトステンレス鋼およびＭｏを含む特殊フェライト系ステンレス鋼の表面に肌荒れを生じ難くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図３に示すラインで、本発明の方法の効果を調べる試験を行った。
このラインは、加熱炉１、スケールブレーカー２、ショットブラスト装置３、サイジングプレス４、粗圧延機群５、スケールブレーカー６、ショットブラスト装置７、仕上げ圧延機群８、ランナウトテーブル９、およびコイラー１０が、入側からこの順に配置されたステンレス鋼の熱間圧延ラインである。
【００１６】
このラインを使用して、クロム含有率が１６質量％のＳＵＳ４３０、クロム含有率が１８質量％以上でモリブデン含有率が１．５質量％の特殊フェライト系ステンレス鋼、クロム含有率が１２質量％のＳＵＨ４０９に対して、下記の表１に示す条件で熱間圧延を行った。なお、粗圧延機群５による粗圧延では板厚を２５０ｍｍから４５ｍｍにし、仕上げ圧延機群８による仕上げ圧延では板厚を４０ｍｍから３．２ｍｍにした。
【００１７】
投射材として使用した鉄製ショット球の直径は０．２〜０．３ｍｍであり、鉄製グリッドの最も長い寸法は０．２〜０．３ｍｍであり、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）製グリッドの最も長い寸法は０．２〜０．３ｍｍである。投射速度は９０ｍ／ｓ、ショットブラスト時の鋼の温度は９５０〜１０５０℃とした。ショットブラストはステンレス鋼スラブおよび鋼板の両面に対して同じ条件で行った。
また、熱間圧延後に、コイラー１０で巻き取られたコイルに肌荒れが生じているかどうかを、目視で検査した。その結果も下記の表１に併せて示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１から分かるように、ＳＵＳ４３０のうち、本発明の実施例に相当する方法が実施されたNo. １〜３では圧延後の表面状態が良好であった。本発明の比較例に相当する方法が実施されたNo. ４と５では、粗圧延後に圧延機のロール面に焼き付きが生じたため、その後の処理を中止した。また、圧延された鋼板の表面に肌荒れが生じた。
【００２０】
クロム含有率が１８質量％以上でモリブデン含有率が１．５質量％の特殊フェライト系ステンレス鋼のうち、本発明の実施例に相当する方法が実施されたNo. ６〜８では圧延後の表面状態が良好であった。本発明の比較例に相当する方法が実施されたNo. ９〜１１のうち、No. ９と１１では、粗圧延後に圧延機のロール面に焼き付きが生じたため、その後の処理を中止した。No. １０では、仕上げ圧延後に仕上げ圧延機の第１〜３スタンドのロール面に焼き付きが生じた。また、No. ９〜１１では、圧延された鋼板の表面に肌荒れが生じた。
【００２１】
クロム含有率が１２質量％のＳＵＨ４０９では、粗圧延前と仕上げ圧延前のショットブラストのいずれも行わなかったが、圧延後の表面状態は良好であった。
この結果から、本発明の方法を実施することで、Ｃｒを１６質量％以上含む高Ｃｒ系フェライトステンレス鋼およびＭｏを含む特殊フェライト系ステンレス鋼の表面に肌荒れが生じ難くなることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】投射材が鉄製球体および鉄製多角片である場合の、投射材の投射密度と鉄系スケール成長厚との関係を示すグラフである。
【図２】投射材がアルミナ製多角片およびシリコンカーバイド製多角片である場合の、投射材の投射密度と鉄系スケール成長厚との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の方法の効果を調べる試験を行った熱間圧延ラインを示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  加熱炉
２  スケールブレーカー
３  ショットブラスト装置
４  サイジングプレス
５  粗圧延機群
６  スケールブレーカー
７  ショットブラスト装置
８  仕上げ圧延機群
９  ランナウトテーブル
１０  コイラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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