(57)【要約】【課題】アバタ疵が抑止される条鋼製造方法の提供。【解決手段】ビレットに多段の熱間圧延が施され（ＳＴＰ２）、線材が得られる。線材はコイル状に巻き取られ（ＳＴＰ３）、熱間圧延から２４時間以内に無酸化炉にて高温環境下に保持され（ＳＴＰ４）、次に空冷される（ＳＴＰ５）。これにより、線材が焼鈍され、線材の時効割れが防止される。次に線材は、２度目の焼鈍（ＳＴＰ６、７）に供される。次に線材は、第１回目の酸洗に供される。この酸洗は、塩酸水溶液浴への浸漬（ＳＴＰ８）、高温塩浴への浸漬（ＳＴＰ９）、塩酸水溶液浴への浸漬（ＳＴＰ１０）、硝酸水溶液浴への浸漬（ＳＴＰ１１）及び水洗（ＳＴＰ１２）の手順で行われる。次に線材は、第２回目の酸洗（ＳＴＰ１３〜１７）に供される。これらの工程を経て、スケールがなく、アバタ疵を有さない線材が出荷される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延後の時効割れ対策が必要な鋼種からなるビレットに熱間圧延が施されることで条鋼が得られる圧延工程と、
この条鋼が、条鋼の時効割れが生じる前に低酸素雰囲気中で焼鈍される焼鈍工程と、
この条鋼が酸洗されて条鋼からスケールが除去される除去工程と
をこの順に備えた条鋼製造方法。
【請求項２】
上記除去工程の後に、条鋼が酸洗されてその表面が白色化される仕上工程を備えた請求項１に記載の条鋼製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱間圧延工程を含む条鋼の製造方法に関し、詳細には、熱間圧延後に時効割れが生じるおそれがある鋼種からなる条鋼の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
条鋼の一種である線材の製造方法として、熱間圧延による方法が広く知られている（例えば特開平１０−２６３６０２号公報及び特開２０００−４２６１９公報を参照）。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て得られた素材（ビレット）が、加熱炉によって加熱される。次に、このビレットに、多段の圧延機によって熱間圧延が施される。熱間圧延によってビレットは細径化し、且つ長尺化して、線材が得られる。線材はコイル状に巻き取られ、次工程へと送られる。
【０００３】
マルテンサイト系ステンレス鋼からなる線材には、熱間圧延後において、その組織がマルテンサイト変態を完全には起こしていないものがある。この線材の組織では、マルテンサイトとオーステナイトとが混在している。この線材が熱間圧延後に長時間（例えば２４時間以上）放置されると、時効により割れが生じることがある。
【０００４】
この時効割れを防止する目的で、図２に示されるように、熱間圧延後の線材が熱処理（軟化焼きなまし）に供される。通常は、例えば熱間圧延終了後２４時間以内に、熱処理が開始される。軟化焼きなましでは、７００℃程度の大気炉に線材が１時間から２時間程度保持され、水冷される。
【０００５】
次に線材は、酸洗に供される。一般的な酸洗では、線材が、塩酸水溶液浴、高温塩浴、塩酸水溶液浴及び硝酸水溶液浴の順に浸漬され、さらに水洗される。この酸洗により、熱間圧延時及び軟化焼きなまし時に線材の表面に生じたスケールが除去される。
【０００６】
次に線材は、焼鈍に供される。焼鈍には、線材表面の酸化を防止する目的で、無酸化炉又は雰囲気炉が用いられる。通常の焼鈍では、８５０℃程度の温度下に線材が１０時間から１２時間程度保持され、空冷される。図２に示されるように、通常はこの焼鈍が２度繰り返される。この焼鈍により、線材の硬度が低下する。
【０００７】
次に線材は、仕上酸洗に供される。一般的な仕上酸洗では、線材が、塩酸水溶液浴、高温塩浴、塩酸水溶液浴及び硝酸水溶液浴の順に浸漬され、さらに水洗される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような工程を経て得られる線材には、その表面に、線状に連続したピット（「アバタ疵」と称されている）が生じることがある。アバタ疵は線材の外観を低下させ、しかも、線材から得られる二次加工品の品質を低下させる。線材メーカーは線材の表面を検査しなければならず、アバタ疵を除去しなければならない。除去には、グラインダーによる切削、シェービング等の作業が必要である。線材メーカーは、検査と除去とに多大の労力を要する。検査と除去とは、線材の生産効率を著しく低下させ、その製造コストを押し上げている。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、アバタ疵が抑止される条鋼製造方法の提供をその目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る条鋼製造方法は、
（１）熱間圧延後の時効割れ対策が必要な鋼種からなるビレットに熱間圧延が施されることで条鋼が得られる圧延工程、
（２）この条鋼が、条鋼の時効割れが生じる前に低酸素雰囲気中で焼鈍される焼鈍工程
及び
（３）この条鋼が酸洗されて条鋼からスケールが除去される除去工程
をこの順に備える。
【００１１】
本発明者は、熱間圧延後の時効割れ対策が必要な鋼種からなる条鋼の製造工程を詳細に解析し、アバタ疵の発生原因が軟化焼きなましにあることを究明した。軟化焼きなましでは、条鋼が大気中で加熱されるので、条鋼の表面にスケールが生じる。水冷時には、ヒートショックによってスケールが部分的に剥離し、スケールむらが生じる。酸洗工程ではスケールが除去されるが、条鋼同士が重なり合った部分ではスケールが残存しやすい。このスケールと地金との間には、酸が侵入する。酸洗工程の最終段階では条鋼が水洗されるが、スケールと地金との間に侵入した酸は除去されにくい。前述のようにスケールにはムラがあるので、酸の残留を助長する。この酸が地金を腐食させ、アバタ疵を生じさせる。酸洗後に熱処理が行われる場合は、この熱処理が腐食を助長する。
【００１２】
本発明に係る条鋼製造方法では、時効割れ対策の熱処理として、低酸素雰囲気中での焼鈍が採用される。この焼鈍では、スケールが生成しにくい。この条鋼製造方法では、スケール除去のための酸洗が焼鈍の後に行われる。換言すれば、スケールが除去される前に、焼鈍が行われる。焼鈍の段階では条鋼に酸が付着していないので、焼鈍時の加熱による腐食助長が起こらない。この条鋼製造方法により、アバタ疵の発生が防止される。
【００１３】
好ましくは、条鋼製造方法は、除去工程（３）の後に仕上工程（４）を備える。この仕上工程では、条鋼が酸洗されてその表面が白色化される。仕上工程により、条鋼の商品価値が向上する。白色化した線材では、もし表面に少量のアバタ疵が発生していても、その発見が容易である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法が示されたフロー図である。この製造方法では、まず、精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て、ビレットが準備される（ＳＴＰ１）。このビレットの鋼種は、マルテンサイト系ステンレス鋼である。
【００１６】
次に、このビレットに対して熱間圧延が施される（ＳＴＰ２）。熱間圧延は、通常は多段の圧延機（粗列圧延機、中間列圧延機及び仕上列圧延機）によってなされる。熱間圧延によってビレットは細径化し、且つ長尺化する。こうして、線材が得られる。熱間圧延により、線材の表面にはスケールが生じている。熱間圧延後の線材では、組織の一部がマルテンサイト変態を起こしており、一部はオーステナイトである。線材は、レイイング装置等によってコイル状に巻き取られる（ＳＴＰ３）。
【００１７】
次に線材は、無酸化炉へと運ばれて第１回目の焼鈍に供される。焼鈍では、まず線材が高温環境下に保持され（ＳＴＰ４）、次に空冷（徐冷）される（ＳＴＰ５）。保持（ＳＴＰ４）の際の炉内温度は、８００℃から９００℃に設定される。一般的な保持時間は、１０時間から１２時間である。
【００１８】
前述のように、熱間圧延後の線材はオーステナイト組織を有しているので、過飽和固溶体の析出に起因する時効割れが生じるおそれがある。第１回目の焼鈍は、線材の硬度低下を目的とするとともに、時効割れの防止をも目的とする。従って、時効が進行する前に第１回目の焼鈍が行われる必要がある。好ましくは、熱間圧延（ＳＴＰ２）の完了から２４時間以内に、焼鈍が開始される。
【００１９】
次に線材は、第２回目の焼鈍に供される。第２回目の焼鈍でも、高温環境下での保持（ＳＴＰ６）と、空冷（ＳＴＰ７）とが行われる。保持（ＳＴＰ６）の際の条件は、第１回目の焼鈍の保持（ＳＴＰ４）の条件と同等である。焼鈍が繰り返されることで、線材が十分に軟化する。
【００２０】
次に線材は、第１回目の酸洗に供される。この酸洗により、線材からスケールが除去される。この酸洗工程では、線材が塩酸水溶液浴に浸漬され（ＳＴＰ８）、高温塩浴に浸漬され（ＳＴＰ９）、再度塩酸水溶液浴に浸漬され（ＳＴＰ１０）、硝酸水溶液浴に浸漬され（ＳＴＰ１１）、さらに水洗される（ＳＴＰ１２）。ＳＴＰ８及びＳＴＰ１０で用いられる塩酸水溶液の濃度は１０％から１５％程度であり、温度は３０℃から５０℃程度である。ＳＴＰ９で用いられる塩浴の温度は、４００℃から５００℃程度である。ＳＴＰ１１で用いられる硝酸水溶液の濃度は１０％から１５％程度であり、温度は３０℃から５０℃程度である。硝酸水溶液浴への浸漬（ＳＴＰ１１）により、線材の表面が不働態化される。もちろん、第１回目の酸洗の手順はこれには限られない。スケールが除去される手順が適宜採用される。
【００２１】
次に線材は、第２回目の酸洗（仕上酸洗）に供される。この酸洗により、線材の表面が白色化する。この酸洗では、線材が塩酸水溶液浴に浸漬され（ＳＴＰ１３）、高温塩浴に浸漬され（ＳＴＰ１４）、再度塩酸水溶液浴に浸漬され（ＳＴＰ１５）、水洗され（ＳＴＰ１６）、さらに中和処理される（ＳＴＰ１７）。ＳＴＰ１３及びＳＴＰ１５で用いられる塩酸水溶液の濃度は１０％から１５％程度であり、温度は３０℃から５０℃程度である。ＳＴＰ１４で用いられる塩浴の温度は、４００℃から５００℃程度である。中和処理（ＳＴＰ１７）では、線材がアルカリ溶液に浸漬される。もちろん、第２回目の酸洗の手順はこれには限られない。線材の表面が白色化される手順が適宜採用される。
【００２２】
第２回目の酸洗の後、必要に応じ、検査、疵の除去等が線材に対してなされ、この線材が結束されて出荷される。
【００２３】
この製造方法では、時効割れ防止のために行われる熱処理が焼鈍（ＳＴＰ４及びＳＴＰ５）である。焼鈍において、線材は低酸素雰囲気下（理想的には無酸素雰囲気下）で行われる。従って、スケールの生成又は生長が抑制される。さらにこのことは酸の残留抑制につながり、アバタ疵の防止に寄与する。
【００２４】
この製造方法の焼鈍工程（ＳＴＰ４及びＳＴＰ５）では、昇温された線材が空冷（徐冷）される。この焼鈍工程では、線材が水冷される場合に比べると、スケールむらが大幅に抑制される。このことは酸の侵入抑制につながり、アバタ疵の防止に寄与する。
【００２５】
この製造方法では、スケール除去のための酸洗（ＳＴＰ８〜１２）が、熱処理（ＳＴＰ４〜７）の後に行われる。換言すれば、酸洗後には熱処理が行われない。従って、地金とスケールとの間に酸が侵入した状態では線材が加熱されず、よって腐食によるアバタ疵の発生が抑制される。
【００２６】
この製造方法は、０．４〜０．６質量％のＣと、０．２〜０．３質量％のＳｉと、０．２〜０．３質量％のＭｎと、０．０３０質量％以下のＰと、０．０３０質量％以下のＳと、９〜１１質量％のＣｒと、０．４〜０．６質量％のＭｏとを含み、残余が不可避の不純物とＦｅとからなるマルテンサイト系ステンレス鋼からなる線材に、特に適している。
【００２７】
この製造方法によりアバタ疵が抑制され、高品質な線材が得られる。この製造方法により、アバタ疵の検査の手間やその除去作業の手間が大幅に低減される。この製造方法は、線材の製造コスト低減に寄与する。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００２９】
［実施例］
鋼種が、０．５３質量％のＣと、０．２５質量％のＳｉと、０．２５質量％のＭｎと、０．０３０質量％以下のＰと、０．０３０質量％以下のＳと、１０．２質量％のＣｒと、０．５３質量％のＭｏとを含み、残余が不可避の不純物とＦｅとからなるマルテンサイト系ステンレス鋼であるビレットを用意した。このビレットに多段の熱間圧延を施して直径が１８ｍｍの線材を形成し、コイル状に巻き取った。次に、この線材を、熱間圧延完了から２４時間以内に無酸化炉へ搬入して８７０℃の温度下に１０時間保持した後、空冷した（第１焼鈍工程）。次に、この線材に対し、第１焼鈍工程と同様の条件で焼鈍を施した（第２焼鈍工程）。
【００３０】
次に、この線材を第１酸洗工程に供した。第１酸洗工程の詳細は、以下の通りである。
（１）　４０℃の１３％塩酸水溶液への浸漬（１２分）
（２）　４５０℃の塩浴への浸漬（１２分）
（３）　４０℃の１３％塩酸水溶液への浸漬（１２分）
（４）　４０℃の１３％硝酸水溶液への浸漬（２分）
（５）　水洗（１分）
この第１酸洗工程により、線材のスケールが除去された。
【００３１】
次に、この線材を第２酸洗工程に供した。第２酸洗工程の詳細は、以下の通りである。
（１）　４０℃の１３％塩酸水溶液への浸漬（１２分）
（２）　４５０℃の塩浴への浸漬（１２分）
（３）　４０℃の１３％塩酸水溶液への浸漬（１２分）
（４）　水洗（１分）
（５）　アルカリ溶液への浸漬（１分）
この第２酸洗工程により、線材の表面が白色化された。
【００３２】
［比較例１］
実施例と同様の熱間圧延で得られた線材を、コイル状に巻き取った。次にこの線材を、熱間圧延完了から２４時間以内に大気炉に搬入し、７００℃の温度下に２時間保持した後、水冷した。次に、この線材を、実施例の第１酸洗工程と同様の手順で酸洗した。次に、実施例の第１焼鈍工程及び第２焼鈍工程と同様の手順で、この線材を２度焼鈍処理に供した。次に、実施例の第２酸洗工程と同様の手順で、線材を酸洗した。
【００３３】
［比較例２］
第１酸洗工程を省略した他は実施例と同様にして、線材を得た。
【００３４】
［外観観察］
線材の表面を目視で観察した。この結果は、下記の通りであった。
2004124161.tif 000003
この評価結果より、本発明の優位性は明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の条鋼製造方法では、アバタ疵の発生が抑制される。この製造方法は、条鋼の品質向上と生産性向上とに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る条鋼製造方法が示されたフロー図である。
【図２】図２は、従来の条鋼製造方法が示されたフロー図である。
【図１】
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【図２】
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