(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延したオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法において、その化学組成がＳ：≧０．００５％を含有し、熱間圧延後に実施される熱処理時の雰囲気を酸素濃度３．５ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下、水蒸気濃度２０ｖｏｌ％以下の雰囲気で処理することを特徴とする、表面均一性に優れかつ脱スケールが容易となるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の化学組成Ｓ：０．００５〜０．０１％としたことを特徴とする、表面均一性に優れかつ脱スケールが容易となるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法。              
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面均一性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼熱間圧延鋼材の製造方法に関わるものであり、特に、熱間圧延後に実施される熱処理の雰囲気および鋼材の化学組成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼の薄鋼板の製造方法は、一般に、連続鋳造後に熱間圧延したコイルを、焼鈍→脱スケール→冷間圧延→焼鈍→脱スケール→調質圧延、の順に実施される。
この工程における、熱間圧延後の焼鈍では、熱間圧延後の緩冷却時に析出したＣｒ炭化物の母相への固溶化、および熱間圧延後に残留した歪みを除去することを目的としており、その焼鈍はＪＩＳ  Ｇ４３０４に規定されるように、オーステナイト系ステンレス鋼の代表鋼種のＳＵＳ３０４では一般に１０１０〜１１５０℃の範囲で焼鈍後急冷処理することが規定されている。
【０００３】
更に、引き続き実施される熱間圧延後の脱スケール工程では、スケールが数〜十ミクロン程度の厚さがあるため、ショットブラストやベンダーなどの機械的脱スケール処理を実施してから、硫酸や硝ふっ酸等の酸洗液中に浸漬して、素地を熔解することで脱スケール処理される。オーステナイト系ステンレス鋼では、これらの焼鈍・脱スケール工程は、双方が連続的に実施される連続焼鈍酸洗ライン（ＡＰＬ）において処理される。
【０００４】
ステンレス鋼板はその特性上、表面の均一性・美麗性が重視される場合が多い。熱延板焼鈍酸洗後の表面に微小な疵やむらが発生した場合、冷間圧延以降の工程を経ても消失しない場合が多く、その場合には冷間圧延前にコイル研削工程を追加して表面を研削除去しなければならないため、コスト的・納期的に問題となる。また、ＢＡ材のように特に高光沢が要求される場合は、熱延板焼鈍酸洗後で生じる粒界浸食溝も光沢の妨げになるため、疵が無くても上記コイル研削工程が必須となる。従って、焼鈍酸洗のみを施した表面肌を如何に平滑・均一化するか従来より検討されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この連続ラインで実施される熱延板焼鈍酸洗後の表面品質の問題として、酸洗後に斑点状または筋状に光沢むらが観察される場合がある。これは焼鈍前の熱間圧延コイルに存在しているスケールが焼鈍中に不均一剥離することに起因している。不均一剥離の原因としては、熱間圧延時および巻き取り時の冷却のむら、およびコイル保管時の水濡れ等が考えられており、これが焼鈍時のスケール成長と相まって剥離が促進されると推定されている。この光沢むらは、そのままでは冷間圧延しても消えない場合が多いため、冷間圧延前に前述のコイル研削工程を追加しなければならない。
【０００６】
この熱延板の焼鈍酸洗後に生じる鋼板表面の光沢むらについて、その改善策として種々の提案がなされている。例えば特開平７−４８６２８号公報（特許文献１）では、焼鈍前に熱延板へ機械的脱スケール処理を実施することで、スケール起因のむらを軽減させる方法が提案されている。また、特開２００１−２６８１８号公報（特許文献２）では、焼鈍前の機械的脱スケール処理と合わせて、引き続き実施される焼鈍雰囲気中のＨ2 Ｏ濃度を３０ｖｏｌ％以上とすることでスケール厚を制御する方法が提案されている。さらに、特開平１１−１４０５４５号公報（特許文献３）では、熱間圧延の巻き取り温度を７００℃以下とし焼鈍工程での昇降温速度を１０℃／ｓ以上と規定することで、粒界起因の表面凹凸を低減する方法が提案されている。
【０００７】
しかし、焼鈍前の機械的脱スケール処理を実施するには、既存の設備では新たに機械的脱スケール装置を設置しなければならず、また、新設の場合でも焼鈍前のほか後にも必要なため、設備費、設置場所とも膨大になる懸念がある。また、昇降温速度の向上では、Ｃｒの拡散抑制による粒界起因の凹凸は低減できても、スケール剥離に伴う光沢むら低減には効果は得られない。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−４８６２８号公報
【特許文献２】特開２００１−２６８１８号公報
【特許文献３】特開平１１−１４０５４５号公報
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の熱延板焼鈍酸洗後に生じる光沢むらを防止することを目的に、焼鈍時の雰囲気と化学組成との関連を検討した結果、以下の方法を知見したのである。
本発明は、熱間圧延したオーステナイト系ステンレス鋼材の製造方法において、熱間圧延後に実施される熱処理時の雰囲気を酸素濃度３．５ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下、水蒸気濃度２０ｖｏｌ％以下の雰囲気で処理することを特徴とする、表面均一性に優れかつ脱スケールが容易となるオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法である。
また、上記のオーステナイト系ステンレス鋼の化学組成が、Ｓ：≧０．００５％を含有することを特徴とするＳＵＳ３０４系ステンレス鋼であることを特徴とする製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、  本発明によれば、膨大な設備投資の必要が無く、焼鈍雰囲気の制御と化学組成との組み合わせにより、光沢むらのない平滑美麗な熱延鋼板が得られるため、コイル研削工程の削減等、歩留まり、工程上のメリットが大きい。また、通常の熱延板コイル全てが平滑となり表面品質が向上でき、さらにＢＡ材で必須であったコイル研削工程も省略可能となり、オーステナイト系ステンレス鋼生産に大きく寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
先ず、オーステナイト系ステンレス鋼板の熱延板焼鈍酸洗後に生じた光沢むらを詳細に調査した結果、光沢むら部は正常部に比較して光沢度が高いこと、また、ミクロ観察より光沢むら部は正常部より、結晶粒界の浸食溝が浅く、かつ粒内凹凸がほとんど無く平滑な表面となっていることが判明した。製品の特性上としては、光沢むら内部で見られる粒界浸食溝の浅い、平滑な表面の方が望ましいため、光沢むら内部の表面がコイル表面全体で均一に得られれば、従来の熱延焼鈍酸洗板よりも平滑で均一な表面が得られる可能性がある。このような考えのもとに、熱延板焼鈍中にスケールを均一剥離する技術を種々検討した結果、熱延板焼鈍雰囲気制御ならびに化学組成の組合せにより、本技術を知見した。
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
焼鈍処理は、通常連続式の直下熱処理炉でＬＮＧを燃料として加熱処理される。この時の雰囲気を、Ｏ2 が３．５ｖｏｌ％以上、好ましくは５ｖｏｌ％以上で、かつＨ2 Ｏ：２０％以下とすることによりスケール剥離性が向上する。この作用の詳細は明らかになっていないが、高Ｏ2 でかつ高Ｈ2 Ｏの雰囲気下では、スケールが、より剥離しやすいヘマタイトＦｅ2 Ｏ3 への変質が促進されたためと推定される。Ｏ2 濃度は高くても問題はないが、空燃比を上げるか、またはＯ2 を強制的に吹き込むかが必要になるため、高すぎると燃焼効率が低下する。そのため１０％程度が上限として望ましい。
【００１３】
Ｈ2 Ｏは低くても問題はないが、通常のＬＮＧ燃焼雰囲気では十数％程度となるため、特に問題はない。Ｈ2 Ｏが２０％以上となる場合は、水蒸気酸化によりスケールが厚く生成するため好ましくない。焼鈍温度は、ＪＩＳで規定された１０１０〜１１５０℃の範囲でよく、昇温速度も通常の設備で実施可能な速度で十分である。焼鈍に引き続き実施される機械的脱スケール処理および酸洗処理も通常のオーステナイト系ステンレス鋼で実施される条件で問題がない。ただし、本発明では焼鈍後にスケールの大部分が剥離除去されているので、機械的脱スケール処理および酸洗処理とも軽減できる期待がある。特に酸洗については、従来の半分以下の時間で脱スケールが完了できる可能性もある。
【００１４】
化学組成については、Ｓ含有率を０．００５質量％以上とする必要がある。Ｓは従来よりスケール密着性を低下させる元素の１つとして上げられており、スケールと母材の界面に濃縮してその結合を弱めるためにスケールの密着性を低減させると言われている。本発明も同様の効果と推測されるが、Ｓ含有量のみを増加させても、スケールは均一には剥離しない。先の焼鈍雰囲気制御との組み合わせにより、全面で均一なスケール剥離が得られる。Ｓ含有量は多い方がスケール剥離が促進されるが、多すぎるとＭｎＳが多く析出して、耐食性の劣化を引き起こすため、０．０１質量％程度を上限とするのが望ましい。
【実施例】
【００１５】
表１に示す化学組成のオーステナイト系ステンレス鋼を熱間圧延して熱延コイルを製造した。これらを表２の条件で焼鈍・脱スケール処理した。焼鈍条件としてはＬＮＧバーナーを用いた熱処理炉で、１１００℃に１分間処理した。脱スケール処理は、機械的脱スケール処理としてショットブラストを、酸洗処理として、１０％硝酸と２％ふっ酸の混酸を６０℃に６０秒浸漬処理した。剥離性評価は、○が両面均一剥離を、△は部分的な剥離を、×は全面スケール密着を示す。光沢評価は、○は光沢むらもなく均一美麗な場合を、×は光沢むらが発生した場合、△は光沢むらはないものの黒っぽくミクログルーブも深い場合を示している。この結果を表２に示す。これより、Ｓ含有率が０．００３質量％の場合には、焼鈍雰囲気を変更させても、スケールの部分的な剥離は見られるが、全面剥離は生じない。一方、Ｓ含有量が０．００５質量％および０．００９質量％の場合には、Ｏ2 が５％以上でかつＨ2 Ｏが２０％以下の条件では、いずれもスケールは全面均一剥離した。その他の条件では部分的にはスケールは剥離するが、全面には至らず、また、低Ｏ2 濃度では全面スケール密着となった。
【００１６】
【表１】
0004813123.tif 000002
【００１７】
【表２】
0004813123.tif 000003