(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Cr：15質量％以下、Ｃ：0.1質量％以上を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯であって、該鋼帯表面の光沢度が700（Gs20°）以上である極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷間圧延後のステンレス鋼帯は、一般的には焼鈍後、スケールを除去するために酸洗処理が施される。
上記した酸洗ラインの構成は、酸洗槽の前にソルトバス（塩浴槽）または中性塩電解槽を備え、フェライト系ステンレス鋼帯、マルテンサイト系ステンレス鋼帯の場合は、硝酸酸洗槽により酸洗処理が施され、オーステナイト系ステンレス鋼帯の場合は、硝酸と弗酸との混酸槽およびその後工程である硝酸酸洗槽により酸洗処理が施される。
【０００３】
ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯は、通常の冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯に比較して特に表面性状の良さが求められる。
このため、これらの酸洗の条件を適正に制御することにより、表面へのスケールの残存をなくし、良好な表面性状の鋼帯を得るべく、種々の技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平９−38714 号公報では、Alを含有するフェライト系ステンレス鋼帯について、弗酸濃度が20〜160g/l、硝酸濃度が40〜200g/lの混酸で、Feイオン濃度が30g/l 以下の範囲で酸洗することにより、スケールの残存と過酸洗によるエッチピットが防止できる技術が開示されている。
しかし、上記混酸によるデスケーリングの後、最終処理として硝酸による不動態化処理を行うと、ステンレス鋼帯の表面にスマットと呼ばれる反応物が付着し、鋼帯表面の汚れおよび模様の原因となる。
【０００５】
これらの汚れおよび模様は、製品の美観を著しく損ね、表面光沢度の劣化により品質不良率が増大する問題があった。
また、上記の汚れおよび模様は、同一の浴中で再酸洗を行っても十分に除去することができず、さらに再付着が懸念されるため、鋼帯の光沢度改善として表面研削が必要となり、多大なコストを要するという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯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】
本発明者は、ステンレス鋼冷間圧延鋼帯を酸洗する硝酸槽（硝酸酸洗槽）におけるスマット汚れの発生メカニズムについて調査した結果、硝酸水溶液中の鉄イオン濃度を一定の範囲内に制御することにより、ステンレス鋼帯表面へのスマットの付着量が著しく減少でき、ステンレス鋼帯表面の光沢度を改善することが可能であることを見出した。
【０００８】
さらに、その効果は、ステンレス鋼帯のCrの含有量が15質量％以下であるマルテンサイト系ステンレス鋼において顕著であることを見出した。
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
すなわち、本発明は、Cr：15 質量％以下、Ｃ：0.1質量％以上を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯であって、該鋼帯表面の光沢度が700 （Gs20°）以上である極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯（本発明鋼帯）である。
【０００９】
本発明鋼帯を得るための酸洗方法においては、前記硝酸酸洗槽が硝酸電解酸洗槽であることが好ましい。
さらに、上記酸洗方法においては、マルテンサイト系ステンレス鋼の冷間圧延鋼帯を焼鈍した後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸電解酸洗槽で酸洗するか、もしくは、上記焼鈍後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸・弗酸混酸槽で酸洗した後、硝酸電解酸洗槽で酸洗することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図２に、ステンレス鋼冷間圧延鋼帯の焼鈍、酸洗ラインの一例を工程図（側面図）で示す。
なお、図２において、１はペイオフリール、２は溶接機、３は脱脂装置、４は入側ルーパ、５は焼鈍炉、６は冷却装置、７は酸洗設備、８は出側ルーパ、９はシャー、10はテンションリール、11は鋼帯、ｆは鋼帯の搬送方向を示す。
【００１１】
また、図３に、図２における本発明鋼帯を得るための酸洗設備７の工程図（側面図）の一例を示す。
なお、図３において、12は中性塩電解槽、13は硝酸・弗酸混酸槽、14は硝酸電解酸洗槽である硝酸酸洗槽、15はブラシスタンドを示し、その他の符号は図２と同一の内容を示す。
【００１２】
硝酸・弗酸混酸は、仕上酸洗に使用される硝酸電解酸洗液に比較して、スケールの除去などの酸洗能力が優れており、硝酸・弗酸混酸槽13においてはスマットは発生しない。
しかし、酸洗ラインの最後に不動態化処理が施される硝酸酸洗槽14では、Feイオンの溶解度が上記の混酸に比較して小さいことから、スマットの発生、鋼帯への付着が生じる。
【００１３】
スマットの発生の抑制に最も重要な因子は、硝酸酸洗槽の硝酸水溶液のFeイオン濃度である。
すなわち、Feイオン濃度が低い程、スマットの発生量を抑制することが可能である。
特にその効果が顕著なのは、後記する実施例に示されように、2.0質量％以下のFeイオン濃度範囲である。
【００１４】
これに対して、Feイオン濃度が2.0質量％を超えると、硝酸水溶液中のFeイオンの溶解度が小さいため、FeイオンがFeの水酸化物を主成分として溶液中に析出し易くなる。
析出した水酸化物は、スマットとして硝酸酸洗槽中のステンレス鋼帯表面に付着し易く、鋼帯の表面に汚れまたは模様として残留する。
【００１５】
したがって、鋼帯表面の性状を良好に保つためには、硝酸酸洗槽内の硝酸水溶液のFeイオン濃度を2.0質量％以下に制御する必要がある。該Feイオン濃度は、より好ましくは、1.5質量％以下である。
本発明鋼帯を得るための酸洗方法においては、例えば、硝酸酸洗槽14内の硝酸水溶液のFeイオン濃度を、連続的あるいはバッチ的に機器分析などにより分析し、その結果に基づき、硝酸水溶液の入れ替えあるいは新硝酸による希釈を行うことによって、Feイオン濃度を2.0質量％以下に制御することができる。
【００１６】
硝酸酸洗槽14の硝酸水溶液の硝酸濃度は、特に限定しないが、50g/l 以上が好ましい。
50g/l 未満の場合、Feイオンの溶解度が低いためスマットが発生し易くなる他、酸洗能力が十分ではなく、不動態皮膜の形成も十分ではない。
逆に、硝酸濃度が高すぎると、硝酸酸洗槽の排気処理、装置の腐食などの設備上および工程上の問題が発生する。
【００１７】
このため、硝酸酸洗槽14の硝酸水溶液の硝酸濃度は、より好ましくは、80〜120g/lの範囲である。
硝酸酸洗槽14の硝酸水溶液の液温は、酸洗効率などに影響を及ぼす因子である。
液温が40℃未満の場合、酸洗が不十分となり、不動態皮膜の形成も十分ではなく、逆に、液温が60℃を超える場合、硝酸酸洗槽の排気処理などの設備上の問題が生じる。
【００１８】
このため、硝酸酸洗槽の硝酸水溶液の液温は40〜60℃とすることが好ましい。
一方、その原因は明確ではないが、マルテンサイト系ステンレス鋼の成分により、スマットの発生量は異なり、Cr含有量が15質量％以下と少なく、Ｃ含有量が0.1質量％以上と多い程、スマットの発生量が増加する。
【００１９】
このため、本発明鋼帯は、従来では極めて高い表面光沢度が得難かったところの、Cr含有量が15質量％以下でかつＣ含有量が0.1質量％以上のマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯に限定した。
また、本発明鋼帯を得るための酸洗方法においては、硝酸酸洗槽が、硝酸電解酸洗槽であることが好ましい。
【００２０】
これは、中性塩電解槽において除去できなかった鋼帯表面のSi酸化物層を電解除去するためである。
上記した硝酸電解酸洗槽における電流密度は、200 〜1000mA/cm2が好ましい。これは、電流密度が200mA/cm2 未満の場合、Si酸化物層の除去が困難となり、電流密度が1000mA/cm2超えの場合、過電解により表面にエッチピットが発生するためである。
【００２１】
さらに、本発明鋼帯を得るための酸洗方法においては、前記した図２、図３に例示するように、焼鈍炉の後工程として、中性塩電解槽、硝酸・弗酸混酸槽および硝酸電解酸洗槽を、該工程順序で配設するか、もしくは、焼鈍炉の後工程として、中性塩電解槽および硝酸電解酸洗槽を、該工程順序で配設し、マルテンサイト系ステンレス鋼の冷間圧延鋼帯を焼鈍した後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸・弗酸混酸槽で酸洗した後、硝酸電解酸洗槽で酸洗するか、もしくは上記焼鈍後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、得られた鋼帯を硝酸電解酸洗槽で酸洗することが特に好ましい。
【００２２】
これは、Cr含有量が15質量％以下でかつＣ含有量が0.1質量％以上のマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延鋼帯を、焼鈍後、中性塩電解槽で予備的に脱スケールを行い、必要に応じて硝酸・弗酸混酸槽で酸洗した後、硝酸電解酸洗槽内の硝酸水溶液の鉄イオン濃度を2.0質量％以下に制御した条件下で硝酸電解酸洗することによって、中性塩電解槽、硝酸・弗酸混酸槽による脱スケールおよび硝酸電解酸洗槽におけるスマットの発生を防止した優れた仕上酸洗の両者の相乗効果によって、極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯を製造することができるためである。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
（実施例１）
マルテンサイト系ステンレス鋼であるSUS420J2(13Cr-0.3C) の冷間圧延鋼帯を、800 ℃で焼鈍後、図３に示す中性塩電解槽12において予備的に脱スケールを行い、その後、硝酸電解酸洗槽14により酸洗処理を行った。
【００２４】
なお、本実施例においては、鋼帯は硝酸・弗酸混酸槽13をバイパスした。
硝酸電解酸洗槽14の硝酸濃度：100g/l、酸洗液液温：50℃、電流密度：400mA/cm2 の条件下で、硝酸水溶液のFeイオン濃度を０〜4.0質量％の範囲で変化させ、鋼帯表面へのスマットの付着量に及ぼすFeイオン濃度の影響を調査した。
鋼帯表面へのスマットの付着量の評価は、酸洗後の鋼帯の表面に対し20°の角度で光を照射し、160 °の角度で反射してくる光の反射量に基づき光沢度を測定し、光沢度で評価した。
【００２５】
したがって、光沢度が高い程スマットの付着量は少なく、良好な表面性状であると言える。
得られた結果を図１に示す。
本発明鋼帯を得るための酸洗方法におけるFeイオン濃度が2.0質量％以下の領域では、スマットの発生が抑制され、鋼帯表面の光沢度が700(Gs20°) 以上の極めて良好な表面性状が得られた。
【００２６】
（実施例２〜実施例９、比較例）
マルテンサイト系ステンレス鋼であるSUS420J1(13Cr-0.6C) の冷間圧延鋼帯を、800 ℃で焼鈍後、図３に示す中性塩電解槽12、硝酸・弗酸混酸槽13により酸洗を施し、仕上酸洗として硝酸電解酸洗槽14により酸洗処理を行った。
すなわち、電流密度：400mA/cm2 の条件下、硝酸電解酸洗槽の硝酸水溶液のFeイオン濃度、硝酸濃度および液温を表１の範囲で変化させ、酸洗後の鋼帯の表面の光沢度を、前記した実施例１の方法で測定し、下記評価基準に基づき評価した。
【００２７】
本評価においては、下記評価基準に基づくＡ〜Ｃの鋼帯について表面性状が良好であると評価した。
〔表面性状評価基準：〕
Ａ：光沢度≧800(Gs20°)
Ｂ：800(Gs20°) ＞光沢度≧750(Gs20°)
Ｃ：750(Gs20°) ＞光沢度≧700(Gs20°)
Ｄ：700(Gs20°) ＞光沢度
得られた結果を、製造条件と併せて表１に示す。
【００２８】
【表１】
0004221984.tif 000002
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明鋼帯はマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延鋼帯を本明細書で開示した方法によって焼鈍‐酸洗することによって、スマットの付着がなく、極めて良好な表面光沢度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍‐酸洗鋼帯となしえたものである。
さらに、本発明鋼帯は、極めて良好な表面性状を有するものであるから、次工程の表面研削が不要となり、工程の簡易化が達成でき、製造コストの面から経済性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】硝酸電解酸洗槽の硝酸水溶液のFeイオン濃度と酸洗後の鋼帯表面の光沢度との関係を示す相関図である。
【図２】ステンレス鋼冷間圧延鋼帯の焼鈍、酸洗ラインの一例を示す工程図（側面図）である。
【図３】  本発明鋼帯を得るための酸洗方法に係るステンレス鋼冷間圧延‐焼鈍鋼帯の酸洗設備の一例を示す工程図（側面図）である。
【符号の説明】
１  ペイオフリール
２  溶接機
３  脱脂装置
４  入側ルーパ
５  焼鈍炉
６  冷却装置
７  酸洗設備
８  出側ルーパ
９  シャー
10  テンションリール
11  鋼帯
12  中性塩電解槽
13  硝酸・弗酸混酸槽
14  硝酸酸洗槽（：硝酸電解酸洗槽）
15  ブラシスタンド
ｆ  鋼帯の搬送方向
【図１】
0004221984.tif 000003
【図２】
0004221984.tif 000004
【図３】
0004221984.tif 000005