(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間仕上圧延を終了したステンレス鋼板をソレノイド型誘導加熱装置を通過させて直ちに溶体化熱処理に必要な温度に加熱した後、加速冷却することを特徴とするステンレス鋼板の製造方法。
【請求項２】
熱間仕上圧延を終了する前のステンレス鋼板を加熱し、８５０℃以上の温度で熱間仕上圧延を終了した後、加速冷却することを特徴とするステンレス鋼板の製造方法。
【請求項３】
ソレノイド型誘導加熱装置を通過させて加熱することを特徴とする請求項２に記載のステンレス鋼板の製造方法。
【請求項４】
ステンレス鋼板の寸法に応じてソレノイド型誘導加熱装置の加熱条件を決定することを特徴とする請求項１または３に記載のステンレス鋼板の製造方法。
【請求項５】
ソレノイド型誘導加熱装置を往復して通過させて加熱することを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載のステンレス鋼板の製造方法。
【請求項６】
熱間仕上圧延機の後面に熱間仕上圧延終了後のステンレス鋼板を溶体化熱処理に必要な温度に加熱する複数個直列に配列されたソレノイド型誘導加熱装置と、加熱されたステンレス鋼板を加速冷却する加速冷却装置とを備えたことを特徴とするステンレス鋼板の製造装置。
【請求項７】
熱間仕上圧延機の前面に熱間仕上圧延終了前のステンレス鋼板を８５０℃以上の温度で仕上圧延を終了できるように加熱する加熱装置と、熱間仕上圧延機の後面に熱間仕上圧延終了後のステンレス鋼板を加速冷却する加速冷却装置とを備えたことを特徴とするステンレス鋼板の製造装置。
【請求項８】
加熱装置が複数個直列に配置されたソレノイド型誘導加熱装置であることを特徴とする請求項７に記載のステンレス鋼板の製造装置。
【請求項９】
熱間仕上圧延機の少なくとも後面に、熱間仕上圧延終了前のステンレス鋼板を８５０℃以上の温度で仕上圧延を終了できるように加熱する、複数個直列に配列されたソレノイド型誘導加熱装置と、熱間仕上圧延機の後面に熱間仕上圧延終了後のステンレス鋼板を加速冷却する加速冷却装置とを備えたことを特徴とするステンレス鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延されたステンレス鋼板をオンラインで熱処理することにより効率的にステンレス鋼板を製造する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼板は、熱間圧延された後、Ｃｒ炭化物等の析出物を固溶させて耐食性を向上させるため、オフラインで所定温度以上に再加熱した後水冷する溶体化熱処理が行われている。再加熱温度は、例えばステンレス鋼板の大半を占めるＳＵＳ３０４の場合、ＪＩＳでは１０１０℃以上、ＡＳＴＭでは１０４０℃以上と規定されている。しかし、オフラインで溶体化熱処理を行うため、製造工期を要する上、再加熱による多大な熱エネルギーを必要とする。
【０００３】
このため、オンラインでステンレス鋼板を製造する技術として、特公平３−６５４０８号公報や特公平５−７５８０９号公報に示されているように、所定の温度範囲で制御圧延し、直ちに加速冷却することにより溶体化熱処理を省略するＴＭＣＰ型ステンレス鋼が提案され実機製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法では、当該特許公報に記載されているように、圧延仕上温度が８５０℃以下になるとＣｒ炭化物の歪誘起析出により耐食性が劣化するため、圧延仕上温度の確保が困難な薄物材への適用は不可能であった。実際、当該特許公報には仕上板厚が２０ｍｍ未満の実施例は記載されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、溶体化熱処理材ないしはそれと同等の特性を有するステンレス鋼板をオンラインでの熱処理により効率的で安価に製造することのできるステンレス鋼板の製造方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るステンレス鋼板の製造方法は、熱間仕上圧延を終了したステンレス鋼板をソレノイド型誘導加熱装置を通過させて直ちに溶体化熱処理に必要な温度に加熱した後、加速冷却することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に係るステンレス鋼板の製造方法は、熱間仕上圧延を終了する前のステンレス鋼板を加熱し、８５０℃以上の温度で熱間仕上圧延を終了した後、加速冷却することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に係るステンレス鋼板の製造方法は、請求項２の製造方法において、ソレノイド型誘導加熱装置を通過させて加熱することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に係るステンレス鋼板の製造方法は、請求項１または３の製造方法において、ステンレス鋼板の寸法に応じてソレノイド型誘導加熱装置の加熱条件を決定することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に係るステンレス鋼板の製造方法は、請求項１、３、４のいずれかの製造方法において、ソレノイド型誘導加熱装置を往復して通過させて加熱することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６に係るステンレス鋼板の製造装置は、熱間仕上圧延機の後面に熱間仕上圧延終了後のステンレス鋼板を溶体化熱処理に必要な温度に加熱する複数個直列に配列されたソレノイド型誘導加熱装置と、加熱されたステンレス鋼板を加速冷却する加速冷却装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項７に係るステンレス鋼板の製造装置は、熱間仕上圧延機の前面に熱間仕上圧延終了前のステンレス鋼板を８５０℃以上の温度で仕上圧延を終了できるように加熱する加熱装置と、熱間仕上圧延機の後面に熱間仕上圧延終了後のステンレス鋼板を加速冷却する加速冷却装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項８に係るステンレス鋼板の製造装置は、請求項７の製造装置において、加熱装置が複数個直列に配置されたソレノイド型誘導加熱装置であることを特徴とするものである。
請求項９に係るステンレス鋼板の製造装置は、熱間仕上圧延機の少なくとも後面に、熱間仕上圧延終了前のステンレス鋼板を８５０℃以上の温度で仕上圧延を終了できるように加熱する、複数個直列に配列されたソレノイド型誘導加熱装置と、熱間仕上圧延機の後面に熱間仕上圧延終了後のステンレス鋼板を加速冷却する加速冷却装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す説明図である。熱間粗圧延機（図示せず）により熱間圧延されたステンレス鋼板１を熱間仕上圧延機２で仕上圧延し、仕上圧延終了後直ちに熱間仕上圧延機２の後面に配置された加熱装置３を通過させて所定温度まで加熱し、加熱装置３の後面に配置された加速冷却装置６によって加速冷却を行う。
【００１５】
ステンレス鋼板１は加熱装置３により溶体化熱処理に必要な温度に加熱されるので、オンラインで良好な溶体化熱処理を施すことができる。例えば、ＳＵＳ３０４の場合には、１０００℃以上に加熱することで良好な溶体化熱処理を施すことができ、さらに、ＪＩＳ規格に対応するには１０１０℃以上に、ＡＳＴＭ規格に対応するには１０４０℃以上に加熱すればよい。
【００１６】
加熱装置としては、ガス燃焼方式の加熱装置、通電加熱方式の加熱装置、トランスバース型誘導加熱装置、ソレノイド型誘導加熱装置等を用いればよいが、構造が簡潔であるので圧延ラインへの設置が容易で、急速加熱ができるので高い圧延能率に対応でき、全体に均一に加熱されるので偏熱の問題が少ないソレノイド型誘導加熱装置を用いることが好ましい。
【００１７】
図２にソレノイド型誘導加熱装置の一例を示す。３台のソレノイド型誘導加熱装置４-１〜４−３が間隔をあけて直列に配置されており、その中をステンレス鋼板１が通過するようになっている。各ソレノイド型誘導加熱装置の間にはステンレス鋼板１の通過速度を制御する搬送ローラ５が配置されている。
【００１８】
このように複数台直列配置されたソレノイド型誘導加熱装置を通過させることにより、ソレノイド型誘導加熱装置で表層部が加熱される加熱過程とソレノイド型誘導加熱装置間で表層部の熱が板厚中心部に伝わる均熱過程を繰り返しながらステンレス鋼が加熱されるので、表面近傍のみが加熱されて過加熱になってしまうことがなく、板厚中心部まで熱処理に必要な温度に加熱することができる。
【００１９】
そして、各種寸法のステンレス鋼板を所望の温度に加熱するには、ソレノイド型誘導加熱装置の周波数や投入電力あるいはソレノイド型誘導加熱装置の通過速度といった加熱条件を制御すればよい。板厚が厚くなる程あるいは板幅が広くなる程、投入電力を大きくしたり、通過速度を遅くしたりすることになる。
【００２０】
場合によっては、ソレノイド型誘導加熱装置を往復により複数回通過させて加熱することによって、所望の温度を得ることもできる。
【００２１】
なお、加速冷却装置による加速冷却は、例えば、ＳＵＳ３０４の場合は、少なくとも８００℃から５００℃の間を５℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却することが望ましい。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示す説明図である。熱間粗圧延機（図示せず）により熱間圧延されたステンレス鋼板１を熱間仕上圧延機２の前面に配置された加熱装置３により加熱し、熱間仕上圧延機２により所定温度で仕上圧延を終了して、直ちに熱間仕上圧延機２の後面に配置された加速冷却装置６によって加速冷却を行う。
【００２３】
溶体化熱処理には１０００℃以上の温度が必要であるが、カーボン量を低減し（例えば、ＳＵＳ３０４では、Ｃ＜０．０３ｍａｓｓ％）、８５０℃以上の温度で仕上圧延を終了し加速冷却を行うことにより、実質的に溶体化熱処理材と同等の耐食性が得ることができる。
【００２４】
つまり、加熱装置３によりステンレス鋼板１を加熱することで、８５０℃以上の温度で仕上圧延が終了できるので、Ｃｒ炭化物の歪誘起析出による耐食性の劣化を生じることから従来困難であった板厚２０ｍｍ未満の薄物材についても、オンラインで溶体化熱処理材と同等の特性を有するステンレス鋼板を得ることができる。
【００２５】
なお、仕上圧延をレバース圧延で行う場合、仕上圧延開始前に加熱する方法、仕上圧延途中で加熱する方法、仕上圧延開始前及び仕上圧延途中と複数回加熱する方法、加熱装置と熱間仕上圧延機を一体としてレバースしながら加熱と圧延を繰り返す方法等があり、必要に応じて、所定温度で仕上圧延が終了できる方法を選択すればよい。
【００２６】
また、加熱装置の位置は、熱間仕上圧延機の前面に限定されるものではなく、熱間仕上圧延機の後面でもよいし、熱間仕上圧延機の前面と後面の両方でもよい。ただし、仕上圧延終了後から加速冷却開始までの時間は短い方がよいので、熱間仕上圧延機の前面のみに加熱装置を配置して、熱間仕上圧延機と加速冷却装置との距離が近くなるようにする方が好ましい。
【００２７】
そして、加熱装置の種類や構造等については、第１の実施の形態で述べたと同様である。
【００２８】
加熱装置としては、ガス燃焼方式の加熱装置、通電加熱方式の加熱装置、トランスバース型誘導加熱装置、ソレノイド型誘導加熱装置等を用いればよいが、構造が簡潔であるので圧延ラインへの設置が容易で、急速加熱ができるので高い圧延能率に対応でき、全体に均一に加熱されるので偏熱の問題が少ないソレノイド型誘導加熱装置を用いることが好ましい。
【００２９】
図２に示すような複数台直列配置されたソレノイド型誘導加熱装置を通過させることにより、ソレノイド型誘導加熱装置で表層部が加熱される加熱過程とソレノイド型誘導加熱装置間で表層部の熱が板厚中心部に伝わる均熱過程を繰り返しながらステンレス鋼が加熱されるので、表面近傍のみが加熱されて過加熱になってしまうことがなく、板厚中心部まで熱処理に必要な温度に加熱することができる。
【００３０】
そして、各種寸法のステンレス鋼板を所望の温度に加熱するには、ソレノイド型誘導加熱装置の周波数や投入電力あるいはソレノイド型誘導加熱装置の通過速度といった加熱条件を制御すればよい。板厚が厚くなる程あるいは板幅が広くなる程、投入電力を大きくしたり、通過速度を遅くしたりすることになる。
【００３１】
場合によっては、ソレノイド型誘導加熱装置を往復により複数回通過させて加熱することによって、所望の温度を得ることもできる。
【００３２】
なお、加速冷却装置による加速冷却は、例えば、ＳＵＳ３０４の場合には、少なくとも８００℃から５００℃の間を５℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却することが望ましい。
【００３３】
【実施例】
実施例１として、前述の第１の実施の形態によって実施した例を以下に示す。
【００３４】
（Ａ）実施条件
ステンレス鋼板
鋼種：ＳＵＳ３０４
製品寸法：板厚  ２５ｍｍ、板幅  ２８００ｍｍ、長さ  １５ｍ
目標溶体化熱処理温度：１０５０℃
加熱装置
設置位置：熱間仕上圧延機の後面
方式：ソレノイド型誘導加熱装置
投入電力：７ＭＷ
周波数：１３５０Ｈｚ
台数：３台直列
通過速度：２０ｍ／ｍｉｎ
通過回数：仕上圧延終了後に、往復による３回
（Ｂ）実施結果
仕上圧延後の鋼板表面温度：  ９２０℃
加熱後の鋼板表面温度    ：１０８０℃
加熱後の鋼板中心温度    ：１０５０℃
加速冷却速度：１０℃／Ｓ（８００℃〜５００℃）
加速冷却停止温度：４００℃
これにより、オンラインで良好な溶体化熱処理を施され、ＪＩＳ規格及びＡＳＴＭ規格を満足する機械的性質と耐食性を有するステンレス鋼板が得られた。
【００３５】
実施例２として、前述の第２の実施の形態によって実施した例を以下に示す。
【００３６】
（Ａ）実施条件
ステンレス鋼板
鋼種：ＳＵＳ３０４
製品寸法：板厚  ８ｍｍ、板幅  ２０００ｍｍ、長さ  １５ｍ
目標加熱温度：９２０℃
加熱装置
設置位置：熱間仕上圧延機の前面
方式：ソレノイド型誘導加熱装置
投入電力：７ＭＷ
周波数：１３５０Ｈｚ
台数：３台直列
通過速度：４０ｍ／ｍｉｎ
通過回数：仕上圧延開始前に、往復による３回
（Ｂ）実施結果
加熱前の鋼板表面温度：８３０℃
加熱後の鋼板表面温度：９５０℃
加熱後の鋼板中心温度：９２０℃
圧延仕上温度        ：８５０℃
加速冷却速度：４０℃／Ｓ（８００℃〜５００℃）
加速冷却停止温度：４００℃
これにより、オンラインで良好な熱処理を施され、ＪＩＳ規格の腐食試験で溶体化熱処理材と同等の耐食性を示し、かつ高い降伏強度を有するステンレス鋼板が得られた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、熱間仕上機の前面あるいは後面に設置した加熱装置により、ステンレス鋼板を所定温度に加熱することによって、オンラインで良好な熱処理を施すのに必要な鋼板温度を確保することができ、溶体化熱処理材ないしはそれと同等の特性を有するステンレス鋼板を効率的で安価に製造することのできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図。
【図２】本発明に用いるソレノイド型誘導加熱装置の例を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１  ステンレス鋼板
２  熱間仕上圧延機
３  加熱装置
４−１  〜  4−３  ソレノイド型誘導加熱装置
５  搬送ロール
６  加速冷却装置
【図１】
0004747465.tif 000002
【図２】
0004747465.tif 000003
【図３】
0004747465.tif 000004