(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼のスラブを鋳造し、
このスラブの圧延される圧延面の少なくとも幅方向両端部に前記スラブの圧延面の長手方向に沿ってステンレス鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成し、
この肉盛溶接部が幅方向両端部に位置した状態でスラブを熱間圧延して熱延板とし、
この熱延板を酸洗し、
酸洗後に肉盛溶接部を除去する
ことを特徴とするＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法。
【請求項２】
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼のスラブを鋳造し、
このスラブの圧延される圧延面の少なくとも幅方向両端部に前記スラブの圧延面の長手方向に沿って普通鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成し、
この肉盛溶接部が幅方向両側端部に位置した状態でスラブを熱間圧延して熱延板とし、
この熱延板を酸洗してこの酸洗により肉盛溶接部を除去する
ことを特徴とするＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法。
【請求項３】
肉盛溶接部は、幅が少なくとも２０ｍｍで、厚さが２〜１０ｍｍにて形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延によるスラブ表面のヘゲ疵の発生を防止できるＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯は、熱間圧延の際に、圧延される圧延面にヘゲ疵と呼ばれる表面欠陥が発生し易い。
【０００３】
このヘゲ疵は、ステンレス鋼帯の外観を悪化させるだけでなく、例えば機械的性質、疲労特性、耐食性等の製品特性に対しても悪影響を及ぼしてしまうので、表面研削等により除去する必要がある。しかし、グラインダを用いた研削でも残存する場合が多く、製品加工後のバレル研磨程度では除去できない。そこで、製品として出荷する際には、ヘゲ疵がなく表面性状が良好な箇所を峻別する必要がある。この良品部分の峻別は、著しく工程負荷を増大させる原因とともに、製品歩留まりの低下を招いて製品コスト上昇の原因となる。
【０００４】
また、ヘゲ疵は熱間圧延にて発生するが、熱間圧延後に発見できないくらい微小であっても、後工程である冷間圧延にて助長され、冷間圧延後にヘゲ疵が著しく現れる場合も多い。
【０００５】
したがって、表面性状が良好なＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯を製造するためには、熱間圧延によるヘゲ疵の発生そのものを防止することが重要である。
【０００６】
そこで、熱間圧延の際のヘゲ疵の発生を抑制するためのＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法としては、ステンレス鋼の成分組成、連続鋳造の際のスラブ表面の平均冷却温度、連続鋳造スラブの熱間圧延の際の加熱温度および均熱時間を限定して、過熱時にδフェライトを消滅させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、ステンレス鋼のスラブの形状を、幅方向の両側端部のエッジ部の厚さが幅方向の中央部の厚さより厚い形状に形成する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−２７９８５６号公報（第２−６頁）
【特許文献２】特開平６−３０４６０６号公報（第２−９頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１の製造方法に関しては、δフェライトを消失させたオーステナイト（γ）単相のＣｒ-Ｎｉ系ステンレス鋼でもヘゲ疵が発生しており、δフェライトの消失によるヘゲ疵の発生を抑制する効果は不十分である。特許文献２の製造方法でもヘゲ疵が発生する場合があり、ヘゲ疵の発生を抑制する効果は不十分である。したがって、これらの製造方法では、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できないおそれが考えられる。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できるＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載されたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法は、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼のスラブを鋳造し、このスラブの圧延される圧延面の少なくとも幅方向両端部に前記スラブの圧延面の長手方向に沿ってステンレス鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成し、この肉盛溶接部が幅方向両端部に位置した状態でスラブを熱間圧延して熱延板とし、この熱延板を酸洗し、酸洗後に肉盛溶接部を除去するものである。
【００１１】
請求項２に記載されたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法は、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼のスラブを鋳造し、このスラブの圧延される圧延面の少なくとも幅方向両端部に前記スラブの圧延面の長手方向に沿って普通鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成し、この肉盛溶接部が幅方向両側端部に位置した状態でスラブを熱間圧延して熱延板とし、この熱延板を酸洗してこの酸洗により肉盛溶接部を除去するものである。
【００１２】
請求項３に記載されたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法は、請求項１または２に記載されたＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法において、肉盛溶接部は、幅が少なくとも２０ｍｍで、厚さが２〜１０ｍｍにて形成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された発明によれば、スラブの圧延される圧延面の少なくとも幅方向両端部に前記スラブの圧延面の長手方向に沿ってステンレス鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成し、この肉盛溶接部が幅方向両端部に位置した状態でスラブを熱間圧延するので、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できる。
【００１４】
請求項２に記載された発明によれば、スラブの圧延される圧延面の少なくとも幅方向両端部に前記スラブの圧延面の長手方向に沿って普通鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成し、この肉盛溶接部が幅方向の両側端部となるようにスラブを熱間圧延するので、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できる。
【００１５】
また、普通鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成することにより、酸洗にて肉盛溶接部を除去できるので、工程数を増加することなく効率的に製造できる。
【００１６】
請求項３に記載された発明によれば、肉盛溶接部は、幅が少なくとも２０ｍｍで、厚さが２〜１０ｍｍにて形成されているので、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できかつ肉盛溶接部を除去し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１の実施の形態の構成について図１を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１（ａ）ないし（ｃ）には、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法を示す。
【００１９】
まず、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼の溶鋼を溶製し、その溶鋼を例えば連続鋳造法等により鋳造して、図１（ａ）に示されるような細長い矩形板状のＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼のスラブ１を形成する。
【００２０】
次いで、図１（ｂ）に示されるように、スラブ１の圧延される上下二つの圧延面２の幅方向両端部にスラブ１の圧延面２の長手方向に沿って肉盛溶接部３を形成する。この肉盛溶接部３は、溶接材料としてステンレス鋼を用いて、例えば帯状電極溶接法等にて肉盛溶接して形成される。また、肉盛溶接部３を形成するステンレス鋼としては、例えば溶接性が良好なＪＩＳＧ４３０５にて規格されるＳＵＳ３０４ステンレス鋼等が好ましい。
【００２１】
さらに、肉盛溶接部３は、スラブ１の圧延面２の幅方向両端部に、幅が少なくとも２０ｍｍで、厚さが２〜１０ｍｍにて形成されると好ましい。
【００２２】
次いで、スラブ１を加熱炉にて再度加熱し、熱間圧延機にて熱間圧延して図１（ｃ）に示されるような所定の厚さの熱延板４とする。この熱間圧延の際に、スラブ１は、肉盛溶接部３が幅方向両端部に位置した状態にて熱間圧延される。すなわち、スラブ１の圧延方向に沿った幅方向両端部に肉盛溶接部３が位置し、肉盛溶接部３に沿って熱間圧延される。
【００２３】
次いで、熱延板４を酸洗し、熱間圧延にて熱延板４の表面に生成された酸化スケールを除去する。この酸洗は、例えば、硝酸５〜１５％および弗化水素酸１〜５％からなる硝弗酸または王水等が用いられる。
【００２４】
次いで、熱間圧延にて圧着された肉盛溶接部３を、例えば研磨等にて除去し、Ｃｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯とする。
【００２５】
そして、想定される製品に応じて上記の製造工程の他に、例えば、冷間圧延、焼鈍、表面研磨等を適宜行う。
【００２６】
なお、上記第１の実施の形態では、スラブ１の圧延面２の幅方向両端部に肉盛溶接部３を形成する構成としたが、この構成には限定されず、スラブ１の圧延面２の少なくとも幅方向両端部に肉盛溶接部３が形成されていれば、圧延面２全体に肉盛溶接部３を形成してもよい。また、肉盛溶接部３の幅を少なくとも２０ｍｍとしたが、スラブ１を形成するＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼によっては形成する肉盛溶接部３の幅が２０ｍｍより狭くてもよい。さらに、肉盛溶接部３の厚さを２〜１０ｍｍとしたが、スラブ１を形成するＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼または肉盛溶接される溶接材料によっては、２ｍｍより薄く形成してもよく、また肉盛溶接される溶接材料によっては１０ｍｍより厚くてもよい。
【００２７】
そして、このようなＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法では、スラブ１の圧延面２の少なくとも幅方向両端部に、スラブ１の圧延面２の長手方向に沿ってステンレス鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部３を形成し、この肉盛溶接部３が幅方向両側端部に位置した状態でスラブ１を熱間圧延するので、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できる。すなわち、一般的には、スラブ１の圧延方向に沿った幅方向両端部に表面欠陥であるヘゲ疵が発生し易いが、この両端部には、肉盛溶接部３が形成されている。したがって、この肉盛溶接部３にのみヘゲ疵が発生し、この肉盛溶接部３に発生したヘゲ疵は母材にまで及ばず、母材にはヘゲ疵が発生しない。また、肉盛溶接部３は、除去可能であるので、熱間圧延後に肉盛溶接部３を除去すると、ヘゲ疵が発生していない表面性状が良好なＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯が得られる。
【００２８】
ここで、ヘゲ疵は、スラブ１の圧延方向に沿った幅方向両端縁から２０ｍｍまでの部分にて特に発生し易い。したがって、肉盛溶接部３の幅が、少なくとも２０ｍｍであることにより、ヘゲ疵の発生をより確実に防止できる。
【００２９】
なお、スラブ１の圧延面２の幅方向両端部にのみ肉盛溶接部３を形成して熱間圧延すると、熱延板４は、肉盛溶接されていた部分と、肉盛溶接されていなかった部分とで厚さが異なるが、後工程の冷間圧延等により厚さを均一にできる。後工程で冷間圧延をしない場合は、スラブ１の圧延面２全体に肉盛溶接部３を形成して熱間圧延すると、熱延板４の厚さを均一にできる。また、スラブ１を形成するＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼によっては、スラブ１の圧延方向に沿った幅方向両端部だけでなく、幅方向中央部でもヘゲ疵が発生し易いものがある。このようなスラブ１は、圧延面２全体に肉盛溶接部３を形成することにより、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できる。
【００３０】
肉盛溶接部３の厚さについては、肉盛溶接部３の厚さが２ｍｍより薄いと、肉盛溶接部３が熱間圧延によりさらに薄くなり、母材が表層近くに存在することになるので、熱間圧延にて発生するヘゲ疵が肉盛溶接部３だけでなく母材にまで及ぶ可能性がある。一方、肉盛溶接部３の厚さが１０ｍｍより厚いと、肉盛溶接部３を除去し難くなり、効率的に製造できなくなってしまう。したがって、肉盛溶接部３は、厚さが２〜１０ｍｍにて形成されることにより、ヘゲ疵の発生を防止できかつ肉盛溶接部３を確実に除去できる。
【００３１】
また、肉盛溶接するステンレス鋼としては、溶接性が良好なＳＵＳ３０４を用いることにより、スラブ１に確実に肉盛溶接でき、肉盛溶接部３を形成できるので、熱間圧延によるヘゲ疵の発生をより確実に防止できる。
【００３２】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、上記の第１の実施の形態と同一の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
例えば連続鋳造法等にて鋳造したＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼のスラブ１の圧延面２の幅方向両端部にスラブ１の圧延面２の長手方向に沿って、溶接材料として普通鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部３を形成する。この肉盛溶接部３を形成する普通鋼としては、炭素の含有量が０．４質量％以下のものを用いることが好ましい。なお、上記第１の実施の形態と同様に、肉盛溶接部３は、スラブ１の圧延面２全体に形成してもよい。
【００３４】
次いで、スラブ１を加熱炉にて再度加熱し、肉盛溶接部３が幅方向両端部に位置した状態でスラブ１を熱間圧延機にて熱間圧延して所定の厚さの熱延板４とする。
【００３５】
次いで、熱延板４を酸洗する。この酸洗には、例えば硝酸５〜１５％および弗化水素酸１〜５％からなる硝弗酸または王水等を用いる。
【００３６】
この酸洗により、熱間圧延にて熱延板４の表面に生成された酸化スケールを除去するとともに、普通鋼にて形成された肉盛溶接部３を除去する。
【００３７】
そして、このようなＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼帯の製造方法では、スラブ１の圧延面２の少なくとも幅方向両端部に、このスラブ１の圧延面２の長手方向に沿って普通鋼を肉盛溶接して肉盛溶接部３を形成し、この肉盛溶接部３が幅方向両端部に位置した状態でスラブ１を熱間圧延するので、肉盛溶接部３にのみヘゲ疵が発生し、母材にはヘゲ疵が及ばない。したがって、熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できる。
【００３８】
また、肉盛溶接部３を形成する普通鋼は、ステンレス鋼に比べて高温で酸化し易い。すなわち、熱間圧延のための加熱により普通鋼にて形成された肉盛溶接部３が酸化し、肉盛溶接部３の殆どが酸化スケールとなる。したがって、熱間圧延後の酸洗により肉盛溶接部３を除去できる。このように肉盛溶接部３を普通鋼にて形成することにより、熱延板４の酸洗によって肉盛溶接部３を除去できるので、工程を増加することなく効率的に製造できる。
【００３９】
また、炭素の含有量が０．４質量％以下の普通鋼を用いることにより、肉盛溶接の際に普通鋼に溶接割れが発生し難く、スラブ１の圧延面２に普通鋼を確実に溶接でき、肉盛溶接部３を確実に形成できるので、より確実に熱間圧延によるヘゲ疵の発生を防止できる。
【実施例】
【００４０】
表１には、本実施例および比較例として使用したＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１０ＳおよびＳＵＳ３０５の成分組成を示す。
【００４１】
【表１】
0005142324.tif 000002
【００４２】
まず、表１に示される成分組成のＳＵＳ３１０ＳおよびＳＵＳ３０５を溶製し、連続鋳造により幅が１０００ｍｍで、厚さが２００ｍｍのスラブを形成した。
【００４３】
次いで、スラブの圧延面の幅方向両端部に、このスラブの圧延面の長手方向に沿って、帯状電極溶接法により溶接材料を肉盛溶接して肉盛溶接部を形成した。なお、溶接材料としては、ＳＵＳ３０４および普通鋼を用いた。また、肉盛溶接部の幅は１００ｍｍである。
【００４４】
表２には、溶接材料として用いたＳＵＳ３０４および普通鋼の成分組成を示す。
【００４５】
【表２】
0005142324.tif 000003
【００４６】
溶接材料として用いたＳＵＳ３０４および普通鋼は、幅が５０ｍｍで、厚さが０．４ｍｍのフープ状のものである。また、溶接条件は、電圧が２４Ｖであり、電流が５００Ａであり、溶接速度が２０．０ｃｍ／ｍｉｎである。
【００４７】
次いで、本実施例である肉盛溶接部を形成したスラブと比較例である肉盛溶接部を形成していないスラブとを加熱炉で加熱し、熱間圧延機により厚さ５ｍｍにまで熱間圧延して熱延板とした。
【００４８】
次いで、熱延板を酸洗ラインに通板して酸洗した。この酸洗には酸洗液として硝酸５％、弗化水素酸１０％の硝弗酸を用いた。
【００４９】
そして、酸洗後に表面を観察し、ヘゲ疵の発生の有無を確認した。さらに、酸洗後の肉盛溶接部３の残存状態を確認した。
【００５０】
表３には、その観察結果を示す。なお、表３では、ヘゲ疵が確認されずヘゲ疵が発生しなかったものを○とし、ヘゲ疵が確認されヘゲ疵の発生が認められたものを×とした。
【００５１】
【表３】
0005142324.tif 000004
【００５２】
表３に示されるように、本実施例である鋼種番号１のステンレス鋼は、ＳＵＳ３１０ＳのスラブにＳＵＳ３０４にて肉盛溶接部を形成して熱間圧延したものである。このステンレス鋼では、図２（ａ）に示されるように、熱間圧延後、母材表面にヘゲ疵が発生していなかった。また、図３に示されるように、酸洗後は、ＳＵＳ３０４にて形成された肉盛溶接部が残存しており、研磨等により除去する必要がある。
【００５３】
本実施例である鋼種番号２のステンレス鋼は、ＳＵＳ３０５のスラブにＳＵＳ３０４にて肉盛溶接部を形成して熱間圧延したものである。このステンレス鋼では、熱間圧延後、母材表面にヘゲ疵が発生していなかった。また、酸洗後は、ＳＵＳ３０４にて形成された肉盛溶接部が残存しており、研磨等により除去する必要がある。
【００５４】
本実施例である鋼種番号３のステンレス鋼は、ＳＵＳ３１０Ｓのスラブに普通鋼にて肉盛溶接部を形成して熱間圧延したものである。このステンレス鋼では、熱間圧延後、母材表面にヘゲ疵が発生していなかった。また、図４に示されるように、酸洗後は、普通鋼にて形成された肉盛溶接部が除去され残存していなかった。
【００５５】
本実施例である鋼種番号４のステンレス鋼は、ＳＵＳ３０５のスラブに普通鋼にて肉盛溶接部を形成して熱間圧延したものである。このステンレス鋼では、熱間圧延後、母材表面にヘゲ疵が発生していなかった。また、酸洗後は、普通鋼にて形成された肉盛溶接部が残存していなかった。
【００５６】
比較例である鋼種番号５のステンレス鋼は、ＳＵＳ３１０Ｓのスラブにて肉盛溶接を行わず、そのまま熱間圧延したものである。このステンレス鋼では、図２（ｂ）に示されるように、熱間圧延後、表面にヘゲ疵が発生していた。
【００５７】
比較例である鋼種番号６のステンレス鋼は、ＳＵＳ３０５のスラブにて肉盛溶接を行わず、そのまま熱間圧延したものである。このステンレス鋼では、熱間圧延後、表面にヘゲ疵が発生していた。
【００５８】
このように、スラブの圧延面の幅方向両端部に肉盛溶接部を形成して熱間圧延した本実施例である鋼種番号１ないし鋼種番号４のステンレス鋼は、母材表面にヘゲ疵が発生していない。これは、熱間圧延により肉盛溶接部の表面にはヘゲ疵が発生するが、そのヘゲ疵が母材まで及ばないので、母材表面にヘゲ疵が発生しないと考えられる。したがって、肉盛溶接部を形成して熱間圧延することにより、ヘゲ疵の発生を防止でき、表面性状が良好なＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼を得られる。
【００５９】
また、本実施例のうちスラブに普通鋼にて肉盛溶接部を形成した鋼種番号３および鋼種番号４のステンレス鋼では、酸洗後には、肉盛溶接部が残存していない。これは、普通鋼は、ステンレス鋼に比べて高温にて酸化し易く、熱間圧延のための加熱により普通鋼にて形成された肉盛溶接部の殆どが酸化スケールになるので、熱間圧延後の酸洗により肉盛溶接部が除去され、酸洗後には肉盛溶接部が残存しないと考えられる。したがって、普通鋼にて肉盛溶接部を形成することにより、肉盛溶接部にてヘゲ疵の発生を防止できるとともに、酸洗にて肉盛溶接部を除去できるので効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の製造方法を示す斜視図であり、(a)は鋳造後のスラブの斜視図、(b)は肉盛溶接後のスラブの斜視図、(c)は熱延板の斜視図である。
【図２】(a)は本発明の第１の実施の形態の酸洗後の表面状態を表す写真であり、(b)は比較例の酸洗後の表面状態を表す写真である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の酸洗後のステンレス鋼における圧延方向に対して垂直な断面を表す写真である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の酸洗後のステンレス鋼における圧延方向に対して垂直な断面を表す写真である。
【符号の説明】
【００６１】
１    スラブ
２    圧延面
３    肉盛溶接部
４    熱延板
【図１】
0005142324.tif 000005
【図２】
0005142324.tif 000006
【図３】
0005142324.tif 000007
【図４】
0005142324.tif 000008