(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト系ステンレス鋼の連鋳スラブを、粗圧延と連続式仕上圧延とからなる熱間圧延により熱延鋼帯とするフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法において、前記連鋳スラブが質量％で、Cr：10％以上30％以下、Ｃ＋Ｎ：0.03％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：1.0 ％以下、Ｐ：0.05％以下、Ｓ：0.015 ％以下、Nb：0.004 ％以上を含み、かつNb：0.8 ％以下あるいはNb：0.8 ％以下とTi：0.5 ％以下を合計で４（Ｃ＋Ｎ）以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼であり、前記仕上圧延の仕上圧延終了温度（ＦＤＴ）（℃）が、下記（１）式を満足し、かつ前記仕上圧延終了後コイル巻き取りまでの平均冷却速度を10℃/s以下とすることを特徴とする冷間圧延性にすぐれたフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法。
記
ＦＤＴ≧（800 ＋Ａ）……（１）
ここで、ＦＤＴ：仕上圧延終了温度（℃）
Ａ＝( 質量％Cr）＋10( 質量％Ti）＋100(質量％Nb）＋30( 質量％Mo）
【請求項２】
前記連鋳スラブが、前記組成に加えてさらに質量％で、Mo：2.0 ％以下を含有するフェライト系ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１記載のフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、フェライト系ステンレス鋼帯の製造方法に関し、とくに冷間圧延性に優れたフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェライト系ステンレス冷延鋼帯は、連鋳スラブを素材として熱間圧延により熱延鋼帯とされ、焼鈍と、その後酸洗を施されて鋼板表面に生成した酸化スケールを除去されたのち、冷間圧延と焼鈍、酸洗を施されて製造されている。
連鋳スラブを素材として製造されるフェライト系ステンレス冷延鋼帯では、鋳造時に形成される柱状晶が原因でリジングが顕著になるとされているため、熱延時に柱状晶組織を破壊し、圧延方向に平行な帯状組織の発達を少なくするよう適切な熱延条件とし、さらに均一な再結晶組織とするため熱延板焼鈍が施されて製造されている。
【０００３】
しかしながら、熱延板焼鈍を含む冷延鋼帯の製造方法では、製造工程が長く、生産性に問題があった。
熱延鋼帯の焼鈍を必要としないフェライト系ステンレス冷延鋼帯の製造方法としては、例えば、特開平6-179921号公報には、Cr：11〜21wt％で、Ｃ：0.02wt％以下、Ｎ：0.02wt％以下とし、さらにTi、Nbの少なくとも１種を、あるいはさらにMoを添加したステンレス鋼スラブを1200〜1250℃に加熱し、850 〜950 ℃の仕上温度で熱間圧延し、550 ℃以下で巻取り、さらに100mm φ以上の大径圧延ロールで圧下率50〜70％の冷間圧延を施し、高温焼鈍を施す高温強度と成形加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼薄板の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特公平8-26436 号公報には、Cr：10〜20wt％で、Ｃ：0.10wt％以下、Ｎ：0.04wt％以下、Si：2.0wt ％以下、Mn：1.0wt ％以下で、かつTi：0.03〜0.50wt％、Nb：0.03〜0.50wt％、Ｂ：0.0005〜0.0100wt％を含有したフェライト系ステンレス鋼のスラブを熱間圧延するに際し、900 ℃以下の圧下率を50％以上とし、800 ℃以下の仕上り温度で圧延を終了し、コイル巻取り温度を600 ℃以上としてコイリングしたのち、焼鈍するか、焼鈍を省略し、その後冷間圧延と冷延板焼鈍を組み合わせて行うプレス成形加工性と表面特性に優れたフェライト系ステンレス鋼の製造方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特開平6-179921号公報、特公平8-26436 号公報に記載された方法のように熱延鋼帯の焼鈍を省略すると、熱延鋼帯の冷間圧延時に加工硬化が著しく、鋼帯に耳割れが発生したり、圧延ロールに焼付疵が発生したり、あるいはリバース式冷間圧延ミルでの圧延パス数を増加しなければならないといった問題があった。熱延鋼帯焼鈍を省略でき、かつ冷間圧延性に優れたフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法は確立されていなかったのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
熱延板焼鈍を含む冷延鋼帯の製造方法では、製造工程が長く、生産性が低く、経済的に高価となるため、熱延鋼帯焼鈍を施すことなく、直接冷間圧延が可能な熱延鋼帯の開発が要望されていた。
本発明は、熱延鋼帯焼鈍を省略でき、直接冷間圧延が可能な冷間圧延性に優れたフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した問題に鑑み、熱延鋼帯の冷間圧延性について鋭意検討した結果、熱間圧延条件のうち、仕上圧延終了温度および、仕上圧延終了後コイル巻取りまでの冷却速度を最適化することにより、熱延鋼帯焼鈍を省略しても、冷間圧延性に問題がないことを新規に見い出し、本発明を構成した。
【０００８】
本発明の基礎となった実験結果を説明する。
まず、仕上圧延終了温度の影響について検討した。
表１の鋼No.A1 〜A6に示す組成の連鋳スラブを、1130℃に加熱したのち、３スタンドからなる粗圧延機および７スタンドからなる連続仕上圧延機により熱間圧延を行った。この際、仕上圧延終了温度を変化して仕上圧延を実施し、仕上圧延終了後、平均冷却速度４℃/sで冷却しコイルに巻き取り、熱延鋼帯とした。得られた熱延鋼帯を酸洗し、ワークロール径が100mm φのゼンジマー型冷間圧延機で圧下率を変化した冷間圧延を施し冷延鋼帯とした。この冷延鋼帯について、耳割れ発生の程度を調査した。その結果を図１に示す。なお、耳割れ発生度合は耳割れ長さで評価し、大、中、小、無の４ランクに分類し評価した。耳割れ長さが大は、30mm以上、中は10〜30mm、小は10〜３mm、無は３mm未満とした。
【０００９】
【表１】
0003879164.tif 000002
【００１０】
図１から、仕上圧延終了温度（ＦＤＴ）（℃）が（800 ＋Ａ）（℃）以上の場合に、90％の冷間圧延を行っても耳割れの発生が見られず、耳割れ発生が防止できることがわかる。
なお、Ａ値は鋼組成で決まる値で、
Ａ＝（質量％Cr) ＋10（質量％Ti）＋100 （質量％Nb）＋30（質量％Mo）
で表される。
【００１１】
このことから、仕上圧延終了温度を鋼組成に応じ調整することが重要であるとの知見を得た。
つぎに、仕上圧延終了後の冷却速度の影響について検討した。
表１の鋼No. A1に示す組成の連鋳スラブを、1130℃に加熱したのち、３スタンドからなる粗圧延機および７スタンドからなる連続仕上圧延機により熱間圧延を行い熱延鋼帯とした。仕上圧延終了温度は850 〜860 ℃とした。仕上圧延終了後、種々の平均冷却速度で冷却しコイルに巻き取った。得られた熱延鋼帯を酸洗し、ワークロール径が80mmφのゼンジマー型冷間圧延機で圧下率を変化した冷間圧延を施し冷延鋼帯とした。この冷延鋼帯について、耳割れ発生の有無を調査した。その結果を図２に示す。
【００１２】
図２から、仕上圧延終了後の冷却速度が10℃/s以下で、耳割れ発生が防止できることがわかる。
本発明は、上記した知見をもとに構成されたものである。
すなわち、本発明の要旨は、フェライト系ステンレス鋼の連鋳スラブを、粗圧延と連続式仕上圧延とからなる熱間圧延により熱延鋼帯とするフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法において、前記連鋳スラブが質量％で、Cr：10％以上30％以下、Ｃ＋Ｎ：0.03％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：1.0 ％以下、Ｐ：0.05％以下、Ｓ：0.015 ％以下、Nb：0.004 ％以上を含み、かつNb：0.8 ％以下あるいはNb：0.8 ％以下とTi：0.5 ％以下を合計で４（Ｃ＋Ｎ）以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼であり、前記仕上圧延の仕上圧延終了温度（ＦＤＴ）（℃）が、次（１）式
ＦＤＴ≧（800 ＋Ａ）……（１）
（ここで、ＦＤＴ：仕上圧延終了温度（℃）、Ａ＝（質量％Cr）＋10（質量％Ti）＋100 （質量％Nb）＋30（質量％Mo））を満足し、かつ前記仕上圧延終了後コイル巻き取りまでの平均冷却速度を10℃/s以下とすることを特徴とする冷間圧延性に優れたフェライト系ステンレス熱延鋼帯の製造方法である。
【００１３】
また、本発明では、前記連鋳スラブを、質量％で、Cr：10％以上30％以下、Ｃ＋Ｎ：0.03％以下、Mo：2.0 ％以下、Si：1.0 ％以下、Mn：1.0 ％以下、Ｐ：0.05％以下、Ｓ：0.015 ％以下、Nb：0.004 ％以上を含み、かつNb：0.8 ％以下あるいはNb：0.8 ％以下とTi：0.5 ％以下を合計で４（Ｃ＋Ｎ）以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼としてもよい。また、本発明では、前記連鋳スラブを、前記組成に加えてさらに質量％で、Al：0.1 ％以下、Ｏ：0.01％以下、Ca：0.002 ％以下、Mg：0.002 ％以下、REM ：0.015 ％以下、Ni：0.7 ％以下、Cu：0.5 ％以下、Co：0.3 ％以下、Ｖ：0.5 ％以下、Zr：0.3 ％以下、Ｗ：0.3 ％以下、Ta：0.3 ％以下、Ｂ：0.003 ％以下の１種または２種以上を含有するフェライト系ステンレス鋼としてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明において使用する連鋳スラブ組成の限定理由について説明する。
Cr：10％以上30％以下
Crは、Ｃ、Ｎ、Ti、Nbとの相乗効果でフェライト単相組織を得るためには、10％以上を必要とする。一方、30％を超えると、熱延後に脆化相が生成しやすくなるため、30％以下に限定する。なお、Crは耐食性、耐酸化性等の点から好ましくは11〜22％である。
【００１５】
Ｃ＋Ｎ：0.03％以下
Ｃ、Ｎは強力なオーステナイト安定化元素であり、Ti、Nbを添加しても、フェライト単相組織を安定して得るためにはＣ、Ｎはその合計量で0.03％以下とする必要がある。なお、Ｃ＋Ｎは、0.025 ％以下が好ましい。
Nb：0.8 ％以下またはNb：0.8 ％以下とTi：0.5 ％以下の合計：４（Ｃ＋Ｎ）以上
Ti、Nbはいずれも、強力なオーステナイト安定化元素であるＣ、Ｎを炭窒化物として固定し、安定してフェライト単相組織を得るために必要な元素である。そのためには、Nb：0.004 ％以上を含み、かつNbあるいはさらにTiを合計量で４（Ｃ＋Ｎ）以上の添加を必要とする。また、一方、Tiが0.5 ％、Nbが0.8 ％を超えると、冷延焼鈍鋼帯の伸びが低下するため、Tiは0.5 ％以下、Nbは0.8 ％以下とする。
【００１６】
Mo：2.0 ％以下
Moは耐食性を向上させる元素であり、必要に応じ添加する。しかし、2.0 ％を超える添加は、鋼材を脆化させるため2.0 ％を上限とした。
上記以外の成分については、Si：1.0 ％以下、Mn：1.0 ％以下、Ｐ：0.05％以下、Ｓ：0.015 ％以下とする。また、それ以外の成分については、目的により必要に応じ１種又は２種以上添加させることが可能であり、不純物を含めて以下に好ましい範囲を示すが、本発明ではこれに限定されるものではない。
【００１７】
Al：0.1 ％以下、Ｏ：0.01％以下、Ca：0.002 ％以下、Mg：0.002 ％以下、REM ：0.015 ％以下、Ni：0.7 ％以下、Cu：0.5 ％以下、Co：0.3 ％以下、Ｖ：0.5 ％以下、Zr：0.3 ％以下、Ｗ：0.3 ％以下、Ta：0.3 ％以下、Ｂ：0.003 ％以下。
次に、 熱延条件について説明する。
【００１８】
熱間圧延の加熱温度：1160℃以下
加熱温度が高温となると、組織が粗大化するため、加熱温度は1160℃以下とするのが好ましい。また、加熱温度が低下しすぎると、圧延時にロールとの焼付が生じ鋼板表面に肌荒れ欠陥が発生しやすくなるため、1050℃以上とするのが好ましい。
【００１９】
粗圧延温度：950 〜1100℃
粗圧延温度が1100℃を超えると、結晶粒が成長しあるいは圧延方向に平行な帯状組織が生成しやすく、また950 ℃未満では再結晶粒が生成しにくくなるため、粗圧延温度は950 〜1100℃の範囲とするのが好ましい。なお、より好ましくは980 〜1080℃の範囲である。
【００２０】
仕上圧延終了温度（ＦＤＴ）（℃）：（800 ＋Ａ）℃以上
Ａ値は次（１）式
Ａ値＝（質量％Cr）＋10（質量％Ti）＋100 （質量％Nb）＋30（質量％Mo）……（２）
で決定される。
仕上圧延終了温度が、（800 ＋Ａ）℃未満では冷間圧延時に耳割れが発生しやすくなる。このため、耳割れの発生を抑え冷間圧延性を高めるためには、仕上圧延終了温度は（800 ＋Ａ値）℃以上とする。なお、脱スケール性の点から（800 ＋Ａ）℃以上930 ℃以下とするのが好ましい。
【００２１】
仕上圧延終了後コイル巻き取りまでの平均冷却速度：10℃/s以下
仕上圧延終了後の冷却速度が10℃/sを超えると冷間圧延時に耳割れが発生する。このため、仕上圧延終了後の冷却速度を10℃/s以下に限定した。なお、冷却速度の下限は特に限定しないが、設備能力の制約上からは、２℃/s以上とするのが好ましい。
【００２２】
本発明の方法で仕上圧延後コイルに巻き取られた熱延鋼帯は、熱延鋼帯焼鈍を省略し、ついで冷間圧延−焼鈍−酸洗を１回以上繰り返し施され、冷延鋼帯とすることができる。
【００２３】
【実施例】
表１の鋼No.A1 〜A8に示す組成の連鋳スラブを、1120℃〜1160℃に加熱したのち、３スタンドからなる粗圧延機および７スタンドからなる連続仕上圧延機により表２に示す条件で熱間圧延を行い熱延鋼帯とした。得られた熱延鋼帯を酸洗し、ついでワークロール径が90mmφのゼンジマー型冷間圧延機で圧下率90％の冷間圧延を施した。冷間圧延後、これら冷延鋼帯について、耳割れ発生状況を調査した。その結果を表２に示す。なお、耳割れ発生状況は、耳割れ長さを測定し評価した。評価は、○を３mm未満の耳割れ、ロール焼付き疵なし、△を３mm以上10mm未満の耳割れ発生、×を10mm以上の耳割れ発生、圧延中止、とした。
【００２４】
【表２】
0003879164.tif 000003
【００２５】
本発明例である圧延材No.1〜No.4、No.10 、No.12 、No.13 はいずれも、熱延鋼帯焼鈍を省略し、圧下率90％の冷間圧延を施しても、冷延時に耳割れの発生が見られず、またロール焼付疵の発生もなく、表面外観、表面品質とも良好であり、優れた冷間圧延性を有するフェライト系ステンレス熱延鋼帯であることがわかる。
【００２６】
一方、仕上圧延終了温度、あるいはコイル巻取りまでの冷却速度のいずれかが本発明の範囲を外れる比較例である圧延材No.5、No.6、No.9、No.11 では、いずれも冷延時に２〜５mm長さの耳割れが発生したため、トリミング工程を追加し耳割れを除去した。トリミングを行ったことにより幅歩留りの低下が生じた。仕上圧延終了温度およびコイル巻取りまでの冷却速度いずれも本発明の範囲をはずれた比較例である圧延材No.7では、冷間圧延途中で10〜30mmの耳割れが発生し、このまま圧延を続けるとミル内板破断、火災発生等の重大事故に繋がる危険があり圧延中止となった。また、圧延材No.14 、No.15 は、連鋳スラブの組成が本発明範囲を外れており、耳割れが発生した。
【００２７】
このように、本発明によれば、熱延焼鈍を省略しても耳割れ、ロール焼付疵の発生は認められず、極めて優れた表面品質を有するフェライト系ステンレス冷延鋼帯が高能率で製造できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、熱延条件を最適化することにより、熱延焼鈍を省略しても冷延時に耳割れ、ロール焼付疵等の発生が回避され、優れた表面品質を有する冷間圧延性に優れたフェライト系ステンレス熱延鋼帯を能率良く製造でき、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】耳割れ発生度合におよぼす仕上圧延終了温度の影響を示すグラフである。
【図２】耳割れ発生度合におよぼす仕上圧延終了巻き取りまでの冷却速度の影響を示すグラフである。
【図１】
0003879164.tif 000004
【図２】
0003879164.tif 000005