(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）  熱間圧延ストリップを、仕上り製品の目標とした最終厚さよりも少くとも２％、最大で１０％大きい厚さまで、１０％以上の厚さ減少率で冷間圧延する工程、
（２）  このようにして冷間圧延したストリップを１０５０℃と１２５０℃の間の温度で焼きなます工程、そして
（３）  上記焼きなまし工程後のストリップを冷間延伸する工程
を逐次行う、前記ストリップの厚さの減少と機械的強度の向上のための、熱間圧延オーステナイトステンレスストリップを加工する方法であって、
前記冷間延伸によって、ストリップを可塑化させて永続的に伸ばすとともに厚さを２〜１０％減少させてストリップを最終厚さにし、
前記冷間延伸工程が、ストリップが延伸されるときにストリップの引張りとロール周りの曲げとの組合せにより実施され、
前記冷間延伸工程において、厚さの減少が前記永続的な伸びの程度に実質的に相当する
ことを特徴とする熱間圧延オーステナイトステンレスストリップを加工する方法。
【請求項２】
ストリップ延伸工程中にストリップを前記ロールに対して押しつけ、さらに２００ｍｍより小さい曲率半径でストリップを湾曲させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記曲率半径が２０ｍｍ以上、最大限１５０ｍｍである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
１０〜６０％の厚さ減少を達成するために、前記焼きなまし処理の前に熱間圧延ストリップを冷間圧延する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
１０〜３０％の厚さ減少を得るために、前記焼きなまし処理前に熱間圧延ストリップを冷間圧延する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ストリップが永続的に伸びるように前記焼きなまし処理後にストリップを連続的に冷間延伸することにより、ストリップの厚さを３〜５％減少させる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚さの減少、機械的強度の向上ならびに良好な表面仕上げの付与を目的として、熱間圧延ステンレス鋼ストリップ、特にオーステナイトステンレス鋼ストリップを加工する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼ストリップは最終厚さが３ｍｍ程度まで熱間圧延することができる。ストリップを、なかんずく酸洗いを含む表面コンディショニングをした後、この熱間圧延ストリップはさらに厚さを減少させることなく一定の用途に使用できる。しかしながら、他の多くの用途には引続いて熱間圧延ストリップの冷間圧延が必要である。この冷間圧延工程は、ストリップの厚さをさらに減少させ、機械的強度を向上させ、及び／又はストリップの表面を改善するなどの、１以上又は全部の効果を達成しようとするものである。
【０００３】
熱間圧延ストリップは、冷間圧延する前に焼きなましと酸洗いがなされ、スクラップ端がストリップの両端に熔接される。実際の冷間圧延工程は、例えば細長いストリップに切断後構造機料として使用することを目的とする冷間圧延ストリップ用に、冷間圧延機を数回通過させる慣用法で行われ、それにより厚さを約８０％まで、通常は１０〜６０％までの減少率で減少させることができる。スクラップ端は、ストリップが最終的に巻き取られる前に除去される必要がある。
【０００４】
冷間圧延は、鋼の機械的強度を劇的に増大させる。これは多くの用途に本来望ましく、特にオーステナイトステンレス鋼の冷間圧延に関してそうである。しかしながら、ストリップはまた、このストリップを構造材料として使用できるようにするために多くの場合必要である性質、例えば曲げ、スタンプ（ｓｔａｍｐ）、エンボス（ｅｍｂｏｓｓ）などの加工をすることが実際的に不可能となる。それ故、冷間圧延工程の完了後に、ストリップを鋼の再結晶温度、すなわち１０５０℃以上の温度に加熱することにより、焼きなましをする必要がある。この処理は、ストリップの機械的強度を、一般に降伏点の２５０ＭＰａ程度まで大きく減少させる。現行基準によれば、建設工事においては１９０〜２２０ＭＰａの降伏点を考慮する必要がある。
【０００５】
従来の技術は幾多の面で不合理ではあるけれども、慣用技術により得られる性質、例えば比較的低い降伏点は、多くの場合望ましい性質である。しかしながら、製造合理化を意図して改良法が提案されている。例えばスエーデン特許ＳＥ４６７０５５（ＷＯ  ９３／１９２１１）において、焼きなまし工程とともに熱いストリップを引伸ばすことによって厚さを減少させることが提案されている。しかしながら、より高い機械的強度は建設用途などの一定の用途には望ましい性質である。前述の方法を実施するとき、最終の冷間圧延ストリップの性質はこの後者の点で改善されず、しかもそのような改善は何ら意図されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、同時に満足すべき表面仕上がりを得ながら、冷間圧延ステンレスオーステナイト鋼の従来製造法で達成したよりも望ましい薄い厚さと高い機械的強度を有するステンレス鋼ストリップ、特にオーステナイトステンレス鋼ストリップを製造することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記及び他の目的は、以下の（１）〜（３）によって達成することができる。
【０００８】
（１）  仕上がり製品の意図した最終厚さよりも少くとも２％、最大で１０％大きい厚さまで、１０％以上の厚さ減少率で熱間圧延ストリップを冷間圧延し、
（２）  このようにして冷間圧延したストリップを１０５０℃〜１２００℃の温度で焼きなまし、ついで
（３）  上記焼きなまし工程後のストリップを冷間延伸する。このとき、前記冷間延伸によって、ストリップを可塑化させて永続的に伸ばすとともに厚さを２〜１０％減少させてストリップを最終厚さにし、
前記冷間延伸工程が、ストリップが延伸されるときにストリップの引張りとロール周りの曲げとの組合せにより実施され、
前記冷間延伸工程において、厚さの減少が前記永続的な伸びの程度に実質的に相当する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明にしたがって冷間圧延にかけられるストリップは、熱間圧延後冷却と巻き取り以外のいかなる処理も受けていない熱間圧延ストリップからなる。したがって、この場合、その表面上に酸化物のスケールが依然として残っている熱間圧延ストリップについて冷間圧延が実施される。しかしながら、冷間圧延工程用の出発材料はまた、熱間圧延ストリップの酸洗いを含む一定の工程技術により表面処理されたストリップからなっていてもよい。
【００１０】
原則として、冷間圧延工程は相当数の互いに続くロールスタンド（ｒｏｌｌ  ｓｔａｎｄ）を数回通過して行われるが、１回の単一通過で行われるのが好ましい。１回の単一通過で達成できる厚さの最大減少は、鋼のグレード、ストリップの最初の寸法、及び圧延機の能力によって異なるであろう。一般的には１回の単一通過により厚さ減少の最大が約３０％、通常は最大で２５％となると云える。これは、多くの場合、本発明を実施すると熱間圧延ストリップの厚さは１０〜６０％、好ましくは１０〜４０％減少するであろうことを意味しており、この減少程度はストリップの最初の厚さ及び所望の最終厚さに依存する。このストリップは１０５０℃〜１２００℃の温度で焼きなましされ、ついで冷間延伸する前に室温まで冷却される。
【００１１】
このストリップは、知られた種類の任意のストリップ延伸機、例えば酸洗いに先立って熱間圧延ストリップの表面を脱スケールするのに使用する種類の延伸機で冷間延伸される。ストリップは、ロール（ｒｏｌｌ）周りでの高い引張りと曲げの組合せにより冷間延伸されるのが好ましい。この冷間延伸工程は、ストリップが永続的に伸び、それと共に２〜１０％の厚さ減少が得られる程度に行われる。比較的小さな直径のロール周りでのストリップの高い引張りと曲げの組合せの結果として、幅の減少は最小限であり、実際には無視してよいであろう。それ故、ストリップの厚さの減少は、実現した伸びの程度に実質的に相関する。冷間延伸工程の結果として材料は可塑化され、降伏点は１００ＭＰａ程度増加する。これはある種の鋼グレードの場合さらに高い。
【００１２】
本発明方法の特徴は、この方法が連続的に行われると云うことである。その意味は、本方法が、例えば逆回転、各ステップの間での再巻き取り、又は同様な逆転などのいかなる逆行ステップも含んでいないと云うことである。連続工程を可能とするため、この製造ラインは公知方法により、製造チェーンの始めと終り、すなわち冷間圧延の前及び冷間延伸のあとに、いわゆるルーパ（ｌｏｏｐｅｒ）と呼ばれるストリップマガジンを含むことが好ましい。
【００１３】
本発明方法は、通常さらに焼きなましたストリップの酸洗いを含む。ストリップは冷間延伸に先立って酸洗いされるのが好ましいが、冷間延伸工程後にストリップを酸洗いすることもあり得る。このストリップは、酸洗いの前にショットブラスト（ｓｈｏｔ−ｂｌａｓｔ）されるのが好ましい。
【００１４】
本発明のさらなる特徴とそれによって得られる効果は、製造された製品の特質とともに、以下の本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかであろう。さて本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。図１に極く概略に示した製造ラインは、巻き取り機に巻かれた熱間圧延ストリップのコイルを巻きほどくリワインダー（ｒｅｗｉｎｄｅｒ）１、いわゆるＺ−ハイ型（Ｚ−ｈｉｇｈ  ｔｙｐｅ）と呼ばれる１個の単一ロールスタンド（ｒｏｌｌ  ｓｔａｎｄ）からなる冷間圧延機２、焼きなまし炉３、冷却ボックス４、ショットブラスト機１６、酸洗い浴５、冷間延伸機６及び仕上げられた鋼ストリップを巻き取るリコイラー（ｒｅｃｏｉｌｅｒ）７からなる。
【００１５】
図２は製造ラインをより詳しく示しており、図１に対応するユニット（装置）には同じ参照番号を使用している。上述のユニットに加えて、この製造ラインはさらに、シヤリングユニット（ｓｈｅａｒｉｎｇ  ｕｎｉｔ）８、溶接器９、リワインダー（ｒｅｗｉｎｄｅｒ）１からシヤリングユニット８及び溶接器９へと引きとられる熱間圧延ストリップ１１Ａを供給するストリップ供給器１０、一般的に参照する熱間圧延ストリップルーパ１２、圧延機２の上流側の熱間圧延ストリップ１１Ａの厚さを測定する厚さ測定手段１３、冷間圧延機２の下流側の冷間圧延ストリップ１１Ｂの厚さを測る厚さ測定手段１４、ショットブラスト機１６、酸洗い浴５の下流側の拭き取り及びすすぎボックス１７、一対のガイドローラ１８、冷間延伸機６、冷間圧延及び冷間延伸された仕上りストリップ１１Ｆの貯蔵のための、一般的に参照するルーパ２０、フロントフィーダー（ｆｒｏｎｔ  ｆｅｅｄｅｒ）２１、及びリコイラー７を運転するための、一緒に参照する、駆動モータ及び動力伝達手段２２を含む。
【００１６】
製造ラインはまた、多数のガイドローラー、方向転換ローラー及び２個又は４個のロール（ｒｏｌｌ）からなるＳ−ミル（Ｓ−ｍｉｌｌ）装備を含む。このＳ−ミル装備は、このようにして溶接器９の下流側の２個−ロールのＳ−ミル２５、冷間圧延機２の上流側の２個−ロールのＳ−ミル２６、冷間圧延機２と焼きなまし炉３の間の４個−ロールのＳ−ミル２７、冷間延伸機６の上流側の４個−ロールのＳ−ミル２８、冷間延伸機６の下流側の２個−ロールのＳ−ミル２９、ストリップ中央ガイド１９、ルーパ２０、及びルーパ２０とリコイラー７との間の最後となる２個−ロールのＳ−ミル３１からなる。Ｓ−ミルの第一義的な機能は、ストリップの引張りを増加又は減少させることであり、またストリップを引張り状態に保ことである。
【００１７】
熱間圧延ストリップルーパ１２は、方向転換ローラー３４、３５、３６及び３７を含み、それらのうちローラー３５は公知方法でストリップ引張りユニットにつながれている。これと対応して、冷間圧延ストリップルーパ２０は、方向転換ローラー３９、４０、４１、４２、４３及び４４を含んでおり、それらのうちローラー４０は、これも公知方法によりストリップ引張りユニットに連結されている。
【００１８】
図２に示された製造ラインは以下の方法で運転する。製造は図に示した局面で行うものとする。すなわち、熱間圧延ストリップルーパ１２及び冷間圧延ストリップルーパ２０は所与量のストリップを包含し、熱間圧延ストリップ１１Ａはリワインダー１から巻きほどかれ、仕上がりストリップ１１Ｆはリコイラー７に巻かれているものとする。製造ラインは、公知方法により数個の駆動ローラー、主として駆動Ｓ−ミルローラーにより駆動される。熱間圧延ストリップルーパ１２を通過後、冷間圧延機２の上流の厚さ測定手段１３によりストリップの厚さが測定され、冷間圧延機２において１回の単一通過で冷間圧延される。その後冷間圧延機ストリップ１１Ｂの厚さ測定手段１４により測定される。熱間圧延ストリップ１１Ａは、通常当初の厚さは３〜４ｍｍであり、これが冷間圧延機２において１０〜３０％減少させられる。ロールニップ（ｒｏｌｌ  ｎｉｐ）は、製造ラインの終りの部分でストリップを冷間延伸後の目標とした仕上げ寸法よりも２〜１０％大きい寸法に相当する、所望の厚さの冷間圧延ストリップ１１Ｂを得るように、厚さ測定手段の結果にしたがって調節される。
【００１９】
冷間圧延工程はストリップ１１Ｂに高度の硬さを与えるので、４個のローラーＳ−ミル２７を通過した後このストリップは焼きなまし炉３に通される。ストリップ１１Ｂは、焼きなまし炉３においてその厚さ全体を通して、１０５０〜１２００℃の温度、すなわちオーステナイト鋼の再結晶温度以上の温度に加熱され、鋼が完全に再結晶するのに充分な時間この温度に維持される。次いでこのストリップは冷却ボックス４で冷却される。本実施態様にしたがって保護ガス雰囲気中で行わない（保護ガス中で行うことも可能であろう）焼きなまし炉３でストリップを加熱するときは、ストリップの側に部分的に酸化物スケールの形で酸化物が形成する。このストリップはショットブラスト機１６において完全に脱スケールされ、次いで適当な酸洗い化学薬品からなる酸洗い浴５中で酸洗いされる。この酸洗い工程は公知方法で実施できる。このようにして冷間圧延、焼きなまし及び酸洗いされたストリップ１１Ｅは、拭き取り及びすすぎボックス１７に導かれ、そのあと、ストリップを引張り状態に保つとともに横すべりを防止するように働らく４個のローラーＳ−ミル２８と２個のローラーＳ−ミル２９との間にある冷間延伸機６に導かれる。
【００２０】
図３は冷間延伸機６のデザインを例示する。この冷間延伸機６は、３個のストリップ引張りユニット４７、４８及び４９を含む。各々の引張りユニットは、固定ベース５３、５４、５５中にジャーナル軸受けされたそれぞれの下方の引張りローラー５０、５１、５２、ならびにそれぞれのローラーホルダー５９、６０、６１にジャーナル軸受けされた上方の引張りローラー５６、５７、５８を含む。ストリップならびに下方の引張りローラー５０、５１、５２に関係するローラーホルダーの位置は、それぞれジャッキ６２、６３、６４により調節できる。上方のストリップ引張りローラー５６、５７、５８は最初上方の位置（不図示）にあり、このため、Ｓ−ミル２８と２９の間で引張られているストリップ１１Ｅは、冷間延伸機６を通って真直に延びるであろう。この最初の位置から出発して、上方のストリップ引張りローラー５６、５７及び５８は図３に示される位置までジャッキ６２、６３、６４によって下げられ、それによりストリップ１１Ｅ−１１Ｆは図３に示されるように曲りくねる通路を形成し、同時に、冷たい状態でストリップを可塑化させる程高度に延伸される。この例示実施態様によれば、下方の引張りローラー５０、５１及び５２はそれぞれ７０、２００及び７０ｍｍの直径を有し、一方上方の引張りローラー５６、５７及び５８はそれぞれ７０、７０及び２００ｍｍの直径を有する。
【００２１】
調節可能な上方のストリップ引張りローラー５６、５７、５８の設定を選ぶこととローラーの直径を選ぶことにより、冷間延伸機を通るストリップ部分は、ストリップが冷間延伸機６を通って引張られ、引張りローラーの周りで曲げられ続けると可塑化するようになり、それと共に永続的な伸びと、２〜１０％通常は２〜５％の厚さ減少が得られる。同時にストリップの幅も少し減少されるが、その減少は伸びの１／１０に過ぎず実質的に無視できる。ストリップの永久伸びもまた、実質的にストリップの伸びに相当する厚さの減少をもたらす。所望の最終厚さの仕上がりストリップ１１Ｆは、冷間圧延機２での圧延によって達成されるストリップの厚さの減少を、冷間延伸機６での冷間延伸によって得られる厚さ減少に適合させること（逆も同じ）で得ることができ、このストリップは冷間圧延ストリップルーパ２０を通った後リコイラー７に巻かれる。以上に説明の全製造ラインの駆動機は、ストリップリコイラー７に連結された駆動機２２からなる。
【００２２】
１個のロールスタンド及び１個の冷間延伸機のみからなる冷間圧延機で達成し得る厚さ減少よりもさらに大きな減少を望むときは、図８に示されているように、複数のロールスタンド２Ａ、２Ｂなどを直列に連続して連結することができる。この図はまた、酸洗い浴５を冷間延伸機６の下流に位置させる可能性も例示している。この場合は、冷間延伸機はさらにストリップ表面のスケールを取り除く働らきもすることができ、それとともに酸洗い浴の上流側のショットブラスト機の必要性をなくすることも可能となるであろう。
【００２３】
【実施例】
実施した試験について以下に説明する。この試験においては、ＡＳＴＭ３０４、３１６Ｌ及び３１６Ｔｉの、３種の異なる標準オーステナイトステンレス鋼グレードを使用した。この材料の機械的特性は、先に冷間圧延と焼きなまし（再結晶処理）をした材料を冷間延伸する前と後で測定された。試験した３０４材料の機械的強度特性を表１に示した。
【００２４】
【表１】
0004231932.tif 000002
但し表において、ε＝公称伸び率，％
Ｒｐ０．２＝横断方向における０．２％耐力，ＭＰａ
Ｒｍ＝横断方向における極限引張り強度，ＭＰａ
表２は、ストリップが冷間延伸される前後に測定されたストリップの幅と厚さを示すとともに、冷間延伸工程中に達成された厚さの減少率％も示す。
【００２５】
【表２】
0004231932.tif 000003
表１及び表２に示した結果を、グラフで図４と５及び図６と７に示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施態様にしたがう本発明の原理を示す概略図。
【図２】好ましい実施態様にしたがう製造ラインを詳細に示す図。
【図３】本発明方法に使用される冷間延伸機を拡大して詳細に示す図。
【図４】冷間延伸の前後に達成した０．２耐力を示すバーチャート。
【図５】図４に該当する方法で達成した極限引張り強度を示すバーチャート。
【図６】異なる程度の冷却延伸により達成した厚さ減少を示すバーチャート。
【図７】図６に該当する方法での異なる程度の冷間延伸による幅の減少を示すバーチャート。
【図８】本発明方法を適用した改良製造ラインを示す概略図。
【符号の説明】
１  リワインダー
２  冷間圧延機
３  焼きなまし炉
４  冷却ボックス
５  酸洗い浴
６  冷間延伸機
７  リコイラー（巻き取り機）
８  シャリングユニット
９  溶接器
１０  ストリップ供給器
１１Ａ  熱間圧延ストリップ
１１Ｂ  冷間圧延ストリップ
１１Ｅ  酸洗い後のストリップ
１１Ｆ  仕上がりストリップ
１２  熱間圧延ストリップルーパ
１３  １１Ａの厚さを測る測定手段
１４  １１Ｂの厚さを測る測定手段
１６  ショットブラスト機
１７  拭き取り及びすすぎボックス
１８  ガイドローラー
１９  ストリップ中央ガイド
２０  冷間延伸ストリップルーパ
２１  フロントフィーダー
２２  駆動手段
２５，２６，２９，３１  ２個−ロールのＳ−ミル
２７，２８  ４個−ロールのＳ−ミル
３４，３５，３６，３７  方向転換ローラー
３９，４０，４１，４２，４３，４４  方向転換ローラー
４７，４８，４９  ストリップ引張りユニット
５０，５１，５２  下方の引張りローラー
５３，５４，５５  固定ベース
５６，５７，５８  上方のストリップ引張りローラー
５９，６０，６１  ローラーホルダー
６２，６３，６４  ジャッキ
【図１】
0004231932.tif 000004
【図２】
0004231932.tif 000005
【図３】
0004231932.tif 000006
【図４】
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【図５】
0004231932.tif 000008
【図６】
0004231932.tif 000009
【図７】
0004231932.tif 000010
【図８】
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