(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造で得たオーステナイト系ステンレス鋼鋳片を、熱延加熱炉に装入して1200℃未満の加熱後に熱間圧延、熱間圧延後の焼鈍及び酸洗、冷間圧延、冷間圧延後の焼鈍及び酸洗を順次に施してオーステナイト系ステンレス鋼板を製造するに際し、
前記連続鋳造で得た鋳片の表面から少なくとも５mmの表層部を優先的に、前記加熱炉に装入するに先立って、高周波誘導加熱により、加熱温度1200〜1300℃、加熱時間１〜５分の条件で加熱することを特徴とする均一な光沢面を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法に係わり、特に、表面に均一な光沢面を有する鋼板を製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーステナイト系ステンレス鋼板は、耐食性に富むため、そのまま建築内外装品や家電製品の外板として使用されることが多い。したがって、オーステナイト系ステンレス鋼板に要求される特性の一つに、表面が美麗で、光沢性に優れていることが挙げられる。
【０００３】
そのため、オーステナイト系ステンレス鋼を製造するに際しては、一般に、転炉等で所定成分組成に調製された溶鋼を、連続鋳造法により鋳片（例えばスラブ）としたのち、必要に応じて鋳片手入れを行い、次いで加熱炉に装入して加熱後に熱間圧延を施し、熱間圧延後の焼鈍及び酸洗を行い、必要に応じてグラインダーによる鋼帯の手入れを施してから、冷間圧延、更には冷間圧延後に仕上げ焼鈍及び仕上酸洗を施すという、一連の工程の途中で表面光沢低下の原因となる表面の疵や酸化物スケールを極力除去するようにしている。
【０００４】
ところが、かように製造工程途中で表面疵や酸化スケールを除去しつつオーステナイト系ステンレス鋼を製造しても、鋼板表面において、光沢の異なる部分が所定幅で連続的に帯状に発生し、見た目には筋のよう光沢むらが発生することがあった。特に、近年では、生産性や経済性向上の観点から、熱延加熱炉での加熱温度を低下させたり、あるいは鋼帯のグラインダー手入れ工程を省略する場合もあり、かかる場合には、光沢むらの発生がしばしば見られ、製品としての鋼板外観を著しく損なうため、品質上改善すべき重要な問題となっている。
【０００５】
このため、従来より光沢むらの発生を防止し、安定した光沢を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法が提案され、公開された技術も少なくない。例えば、特開昭６２−１７１３８号公報は、オーステナイト系ステンレス鋼帯を連続焼鈍する前に、特定の粘度の油を所定量だけ塗布する技術を開示している。この技術は、鋼帯面に一様に酸化スケール層が生成するようにして、圧延油や圧延摩耗粉の不均一付着に由来した酸洗後の光沢むらを低減しようするものである。また、特開平７−１５５８０９号公報は、冷延時に使用するロールの表面粗度を順次粗いものから密にして冷延する方法を提示している。この方法によれば、被圧延材の前履歴の影響をあまり受けずに、高光沢でかつ均一な光沢面を有するステンレス鋼板を得ることができるとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６２−１７１３８号公報、特開平７−１５５８０９号公報に開示された技術は、いずれも大幅な設備改造を伴い、製造コストが顕著に増加するという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の主たる目的は、製造コストの著しい増加を伴うことなしに、表面に均一な光沢面を有するるオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、前述の光沢むらの原因を究明すべく、光沢むらが発生した鋼板表面を子細に観察した結果、鋼板表層部の結晶粒径が、筋部と正常部とでは異なることを発見した。すなわち、筋部では正常部に比べて表層部の結晶粒径が小さく、酸洗時に酸洗液が粒界に浸食する面積率が高いために、製品板においては光の散乱が著しく多く、光沢度が正常部に比べて低下していることから、光沢むらに見えるものと推定される。
そこで、かかる光沢むらの原因となる結晶粒径のばらつきを解消すべく研究を進め、連続鋳造により得られるオーステナイト系ステンレス鋼鋳片の表層組織に着目した。
【０００９】
オーステナイト系ステンレス鋼は、図２にFe70％−Ni−Cr鋼の状態図を示すように、平衡状態においては凝固時の初晶はフェライト相であり、温度の低下に伴い包晶反応によりγ相に変態するが、連続鋳造においては、鋳片表層の冷却速度が大きいため、初晶フェライト相が完全には変態しきれずに表層に残存しデルタフェライトとして鋳片に残留する。ここで、製品板としての鋼板の結晶粒径は、製造工程における圧延時の歪量及び焼鈍時の再結晶温度以上での保持温度、保持時間に影響されるが、上記のようにデルタフェライトが残留する鋳片を圧延して得られるオーステナイト系ステンレス鋼板においては、この残留デルタフェライトが再結晶粒成長を阻害すると考えられる。
【００１０】
したがって、オーステナイト系ステンレス鋼板の光沢むらの原因となる結晶粒径のばらつきは、鋳片表層部に残留したデルタフェライトのばらつきに影響されているものと考えられる。
【００１１】
以上の考えを基礎として、発明者らは、かかる光沢むらを防止すべく、冷間圧延−焼鈍後の再結晶粒の成長を阻害するデルタフェライトを低減する方法について研究開発を進めた。そのような手段として、熱間圧延前に鋳片を装入する加熱炉の温度を上昇させることや、加熱時間を延長することも考えられるが、これらの手段は、製造コストの増大、加熱炉の劣化を招くだけでなく、生産性を顕著に阻害するため得策でない。
【００１２】
そこで、加熱炉の負荷増大や生産性の阻害を招くことなく鋳片の表層のデルタフェライトを軽減して、鋼板の光沢むらの原因となる結晶粒径のばらつきの発生を抑制し、均一な光沢面を有するオーステナイトステンレス鋼の製造することのできる方法を開発するに至り、この発明を得た。
【００１３】
すなわち、この発明は、連続鋳造で得たオーステナイト系ステンレス鋼鋳片を、熱延加熱炉に装入して1200℃未満の加熱後に熱間圧延、熱間圧延後の焼鈍及び酸洗、冷間圧延、冷間圧延後の焼鈍及び酸洗を順次に施してオーステナイト系ステンレス鋼板を製造するに際し、
前記連続鋳造で得た鋳片の表面から少なくとも５mmの表層部を優先的に、前記加熱炉に装入するに先立って、高周波誘導加熱により、加熱温度1200〜1300℃、加熱時間１〜５分の条件で加熱することを特徴とする均一な光沢面を有するオーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に至る経緯を説明する。
発明者らは、オーステナイト系ステンレス鋼鋳片に残留するデルタフェライト相の、加熱による軽減・消失挙動を実験室的に詳細に調査した。
【００１５】
図３に、加熱による鋳片のデルタフェライト変化量と、加熱温度、加熱時間との関係について調べた結果を示す。なお、デルタフェライト量は、市販のデルタフェライトスコープを用いて測定した。図３から分かるように、デルタフェライト量は加熱温度1200℃未満ではその減少量が少なく、デルタフェライトの低減効果が期待できない。一方、加熱温度が1300℃より高い温度では、デルタフェライト量は却って増加する。したがって、デルタフェライトを効果的に低減させる加熱温度範囲は1200〜1300℃であることが分かった。なお、このように加熱温度が1300℃を超えるとデルタフェライト量が増加する理由は、図２に示したFe70％−Ni−Cr鋼の平衡状態図から、1300℃より高い温度ではγソルバス（solvus）を上回ってδ＋γ混相領域に入り、デルタ相が再析出するためであり、それゆえ逆効果になるものと考えられる。
【００１６】
また、加熱時間については、上記加熱温度範囲においては、加熱時間の増加とともにデルタフェライト低減量は増大することは明らかで、鋳片の極表層のデルタフェライト量は約３％であることから、デルタフェライトの低減に必要な加熱時間は１分以上を要する。したがって、この発明では加熱時間を１分以上とする。
【００１７】
次に、この発明では、加熱する領域を鋳片の表面から少なくとも５mmの表層部とする。その理由は、以下のとおりである。
オーステナイト系ステンレス鋼板表面の光沢むらは、前述したように表面の結晶粒径のばらつきによるものであり、光沢むらの発生の有無は、鋼板の表面から厚み方向での結晶粒一つ分の領域、すなわち、最大でも鋼板表面から25μm 領域での結晶粒径の差で決定される。製品板における鋼板表面から25μm の厚みは、鋳片に換算すると５mm（鋼板厚み１mm、鋳片厚み200 mmの場合）であるから、鋳片のデルタフェライトを低減させる必要のある領域は、鋳片においては表面から少なくとも５mmもあれば十分であり、過度に加熱領域を深さ方向に拡大することは、加熱のためのエネルギー増大につながり、製造コストの上昇を招く。したがって、この発明では、加熱する領域を鋳片の表面から少なくとも５mmの表層部とした。
【００１８】
この発明では、上述した鋼板表層部の加熱を、熱延加熱炉内ではなく、熱延加熱炉に鋳片を装入する先立って行う。その理由は、
1)  熱延加熱炉での1200〜1300℃の高温加熱は、炉の負荷を増大させ、炉寿命を著しく低下させ、製造コストを増大させること、
2)  熱延加熱炉での1200〜1300℃の高温加熱は、在炉時間の延長を余儀なくされ、生産性の低減につながること、
3)  オーステナイト系ステンレス鋼以外の鋼種との熱延サイクル組みが困難となること、
等による。
【００１９】
かかる鋳片の表層部を効率的に加熱する方法としては、表皮効果で表面が優先的に加熱される高周波誘導加熱の利用が好適であり、加熱する時期としては、連続鋳造機で製造される鋳片が高温に保持されている時期、すなわち、連続鋳造機内又は連続鋳造機出側での加熱が加熱コスト軽減の観点で好適である。
【００２０】
なお、この発明が適用されるオーステナイト系ステンレス鋼は、その具体的組成としては、Cr量が15wt％以上のオーステナイト系ステンレス鋼であれば、その種を問わない。Cr以外の合金成分については、オーステナイト系ステンレス鋼に含有される範囲で、適宜含有させることができる。
【００２１】
【実施例】
SUS 304 （アルミレス鋼）を鋳片厚み200 mm、鋳片幅1280mmの連続鋳造機で鋳造した。得られた鋳片に対し、連続鋳造機の出側に設置した高周波誘加熱装置（30kHz 、800 kW）にて加熱温度：1000℃〜1400℃、加熱時間：20秒から５分の範囲で種々に変化させ、加熱炉装入前の加熱を施した。
【００２２】
それらの鋳片を、熱延加熱炉に装入し、加熱炉抽出温度1150℃で加熱し、その後、４mm厚まで熱間圧延し、該板を温度1150℃に30秒間さらして焼鈍を施してから、硫酸−混酸水溶液で酸洗に供した。引き続き、この熱延板を1.0 mmになるように冷間圧延し、温度1100℃で30秒の仕上焼鈍、及びNa2SO4水溶液中で電解した後、混酸による酸洗を施した。更に、該1.0 mm厚の冷延板を、圧下率0.3 ％でスキンパス圧延（調質圧延）した後、得られた鋼板の表面について光沢むらの発生状況を３段階に分類して評価した。
【００２３】
その調査結果をまとめて図１に示す。図１は、光沢むら発生状況に及ぼす加熱炉装入前の加熱温度と加熱時間との関係を示すグラフである。光沢むら評価として、図１中の○印は光沢むらが発生しなかった場合であり、△印は軽微な光沢むらが発生したが製品として満足できるレベル、×印は光沢むらの発生により製品出荷不能なレベルである。
【００２４】
図１より、加熱炉装入前の鋳片表層加熱温度及び加熱時間がこの発明で定めて範囲を満足する条件で製造した鋼板には、製品出荷不能レベルの光沢むらの発生がないことが明らかである。また、加熱炉装入前の鋳片表層加熱温度は、この発明で定めた範囲内で、より高温の方が短時間加熱で光沢むら防止効果の高いことがわかる。更に、同一加熱時間において、この発明で定めた加熱炉装入前の鋳片表層加熱温度範囲を超えて加熱した場合、光沢むらが悪化している。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明により、均一な光沢面を有するオーステナイト系ステンレス鋼板が、熱間圧延の加熱炉温度上昇及び加熱時間の延長による製造コストの増大、加熱炉の劣化促進及び生産性阻害を招くことなしに製造できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例に係る光沢むらの発生状況を示し、光沢むら発生に及ぼす加熱炉装入前の鋳片表層加熱温度と加熱時間との関係を示すグラフである。
【図２】  Fe−Cr−Ni三元系状態図におけるFe＝30％相当部の断面状態図である。
【図３】鋳片の残留デルタフェライト量の変化量に及ぼす鋳片加熱時間及び加熱時間の関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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