(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト系ステンレス鋼板の熱間圧延にあたり、粗圧延工程の少なくとも１パスにおいて圧下率を40％以上とするとともに、その粗圧延工程終了時のシートバーのクラウンを測定または予測して、その測定または予測した結果に基づいて仕上圧延工程のクラウン形状の設定計算を行うことを特徴とする耐リジング性とクラウン形状に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記粗圧延工程で圧延された複数のシートバーを接合し、仕上げ圧延工程で連続して圧延することを特徴とする請求項１に記載の耐リジング性とクラウン形状に優れたフェラ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】
本発明は、加工性とくに耐リジング性に優れ、高品質なクラウン形状を有するフェライト系ステンレス鋼板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鋼板は、種々の腐食環境において耐食性に優れているうえ、Niを含まないために安価であることから、建築材料、厨房用材料、電気部品用材料等として常用されている。
このフェライト系ステンレス鋼板は絞り加工を施す際に、リジングと呼ばれる圧延方向に沿った凹凸の縞模様のしわ欠陥が発生しやすく、商品の美観を損ねる原因となる。このため、従来から、リジングを抑制することが、フェライト系ステンレス鋼板を製造する際の大きな課題となっていた。
【０００３】
このリジングを抑制する技術として、例えば、特開平7-126757号公報には粗圧延の最終パスおよびその前パスの合計圧下率を70％以上とする技術が開示されている。また、特開平7-268461号公報には粗圧延で少なくとも１パスの圧延を40〜75％で行い、仕上げ圧延でも少なくとも１パスの圧下率を20〜45％で行う技術が開示されている。
【０００４】
このように１パス当たりの圧下率を大きくすることでフェライト系ステンレス鋼板の結晶粒が微細化し、耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を得られることがよく知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、仕上げ圧延においては、材質の品質基準はもちろんのこと、鋼板の寸法上の品質基準をも満たす必要がある。この品質基準の１つに板クラウンと呼ぶ鋼板板幅方向の板厚分布についての品質基準がある。
圧延後の鋼板の板形状は平坦なものが要求され、また、安定通板のためにも仕上げ圧延スタンド間の板形状も平坦な形状が要求される。
【０００６】
仕上げ圧延機においては、板クラウンの目標値を達成するとともに板形状をも平坦なものとすべく、ロールベンダ、ロールシフト、ロールクロスなどのクラウン形状制御のためのアクチュエータが備えられており、板形状が最適な値となるように設定が行われている。
板クラウンＣｒは、（１）式で定義される。
【０００７】
Ｃｒ＝ｈｃ−ｈｅ    …（１）
ここでｈｃは板中央部の板厚であり、ｈｅは通常板端部から数十ｍｍの距離の板端部近傍のクラウン品質評価点の板厚である。
また、仕上げ圧延において、圧延機ｉスタンド目の板クラウンＣｒi は（２）式で、板形状（急峻度）λi は板幅方向の伸びの差によって生じる圧延材の波打ちの度合いを表す指標であり、（３）式で計算され、これらの式から最適なアクチュエータ設定値が求められる。
【０００８】
Ｃｒi ＝αi ×Ｃｒｍi ＋βi ×Ｃｒi-1     …（２）
λi ＝２／π・｛ξi ・（Ｃｒi ／ｈｃi −Ｃｒi-1 ／ｈｃi-1 ）｝1/2 …（３）
ここで、Ｃｒｍは、圧延荷重やアクチュエータによるロール変形から求めることのできる負荷時のロールクラウンである。αは、出側板クラウンにおよぼす負荷時のロールクラウンの影響係数であり、βは、出側板クラウンにおよぼす入側板クラウンの影響係数である。添字ｉは圧延機のスタンドNo. を示している。
【０００９】
また、ξは形状変化係数である。なお、必ずしも板クラウンの品質評価点と同一位置の板クラウンを用いて形状を計算する必要はない。
ところで、粗圧延において圧下率を大きくすると圧延荷重が高くなり、ワークロールのたわみ量および扁平量が大きくなる。そのため、シートバーの板クラウンが大きくなる。
【００１０】
粗圧延の最終パスで圧下率50％で圧延を行った際のシートバーの板プロフィルの例を図６（ａ）に示す。図６（ａ）において、シートバーの板クラウンは400 μｍ程度の大きな値になっている。
また、粗圧延の最終パスで圧下率10％で圧延を行った際のシートバーの板プロフィルの例を図６（ｂ）に示す。この場合、シートバーの板クラウンはほぼ０μｍになっていることがわかる。
【００１１】
粗圧延工程においては、多様な板厚圧下スケジュールで粗圧延を行う。その幾つかの例（ケース１〜６）について、各パス出側での板厚と圧下率を表１に示す。
【００１２】
【表１】
0003843643.tif 000002
【００１３】
また、表１の例に示した材料を表２に示す仕上げ圧延スケジュールで仕上げ圧延した後に耐リジング性を評価した。表３に、粗圧延後のシートバーの板クラウンと、仕上げ圧延後の最終製品でのリジング指数（耐リジング性を示す指数）を示す。耐リジング性は、ＪＩＳ５号試験片に20％の引張り歪を加えたときのしわ発生のグレードにより評価した。リジング指数が1.5 以下の場合は粗度計による最大高さ10μｍ以下に相当し、厳しい絞り加工でもリジングの問題が少なくなる。
【００１４】
【表２】
0003843643.tif 000003
【００１５】
【表３】
0003843643.tif 000004
【００１６】
表１〜３から分かるように、粗圧延の最終パスの圧下率によってシートバーの板クラウンは大きく変化する。
また、耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を得るため、リジング指数の評価基準を1.5 以下とした場合に、粗圧延の少なくとも１パスを40％以上の圧下率とすれば良いことがわかる。しかし、操業の都合によって粗圧延の最終パスの圧下率は千差万別となり、シートバーの板クラウンも多種多様となっていた。
【００１７】
このシートバーの板クラウンの違いにより、仕上げ圧延において圧延材によってはスタンド間で形状が乱れ、最悪の場合には板破断が発生する問題があった。本発明は上記の問題を解決し、板クラウンおよび形状の品質をも良好なものとして、耐リジング性とクラウン形状に優れたフェライト系ステンレス鋼板を得る製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
これまで、シートバーの板クラウンは、仕上げ圧延最終スタンドの板クラウンにはほとんど影響しないと考えられてきており、粗圧延の圧延パススケジュールにはそれほど大きな違いがなかったこともあって、各圧延材料を粗圧延した後のシートバーの板クラウンについてはほとんど考慮されることはなかった。
【００１９】
そのため、仕上げ圧延の圧延スケジュールを設定する設定計算時においても一定値の仮定したシートバー板クラウンが用いられており、圧延材料ごとにシートバーの板クラウンを測定または予測することは行われていなかった。
しかし、本発明者らは、品質向上のため特定の材料の粗圧延の板厚圧下スケジュールを変えた場合、シートバーの板クラウンが変化し、仕上げ各スタンドの板形状に大きく影響することを新たに見出したのである。
【００２０】
すなわち、本発明は、フェライト系ステンレス鋼板の熱間圧延にあたり、粗圧延工程の少なくとも１パスにおいて圧下率を40％以上とするとともに、その粗圧延工程終了時のシートバーのクラウンを測定または予測して、その測定または予測結果に基づいて仕上圧延工程のクラウン形状の設定計算を行うことを特徴とする耐リジング性とクラウン形状に優れたフェライト系ステンレス鋼板の製造方法によって上記課題を解決したのである。
【００２１】
また、本発明では、前記粗圧延工程で圧延された複数のシートバーを接合し、仕上げ圧延工程で連続して圧延するようにしても良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、粗圧延後、６スタンドの熱間仕上圧延機による仕上げ圧延を行った場合について説明する。ここで、クラウン形状を制御するためのアクチュエータとしてはロールクロス方式を採用した。
仕上げ圧延での板厚スケジュールは、表２に示すスケジュールを採用し、粗圧延でのシートバー厚が30mmであり、板クラウンが200 μｍの材料を仕上げ圧延して、最終仕上げ厚3.0mm 、板幅1000mmのフェライト系ステンレス鋼板の製造を行った。
【００２３】
その際、仕上圧延でのスタンド間の板クラウンと急峻度（板形状）におよぼすシートバーの板クラウンの影響を（２）式と（３）式を用いて計算した。その計算結果を図２に示す。ここで、板クラウンの仕上げ圧延後の目標値は50μｍである。
板クラウンは板端部から25mmの距離を、急峻度は板端部から100mm の距離を品質評価点としている。また、急峻度が＋の場合は板形状が耳伸び、−の場合は腹伸びを表しており、急峻度の許容範囲は、通板安定性を確保するため後段で若干の耳伸びとなるように設定している（破線で示す範囲が許容範囲である）。
【００２４】
図２は、仕上げ最終スタンドでの板クラウンの目標値50μｍを達成し、かつ、各スタンドでの急峻度をすべて許容値内とするように設定した各スタンドのロールクロス角（ａ）と、急峻度（ｂ）、板クラウン（ｃ）の計算値を示すものである。
また、図３では、仕上げ圧延機各スタンドのロールクロス角を固定したまま、板クラウンが０μｍと400 μｍのシートバーを仕上げ圧延した場合の急峻度（ａ）と板クラウン（ｂ）を示している。
【００２５】
図３の場合、仕上げ圧延最終スタンド出側の板クラウンは図２に示すシートバーの板クラウンが200 μｍの場合とほとんど変わらないが、仕上げ圧延前のシートバーの板クラウンが仕上げ圧延各スタンドでの急峻度（板形状）に大きく影響しており、急峻度が許容範囲をはずれてしまっている。
図１は、実測されたシートバーの板クラウンの値を用いて、仕上げ圧延の各スタンドでのクラウン形状の設定計算を行った場合のクロス角（ａ）、急峻度（ｂ）、板クラウン（ｃ）を示している。
【００２６】
図１に示すように、シートバーの板クラウンが200 μｍ、０μｍ、400 μｍのいずれの場合においても、シートバーの実測板クラウンを各圧延スタンドの設定計算に用いることで、各スタンドでのクロス角が制御され、仕上げ最終スタンドの目標クラウンが達成されるとともに、各スタンドでの急峻度も許容範囲内とすることができる。
【００２７】
なお、シートバーの板クラウンを求めるには、γ線を利用した熱間鋼厚み計による測定装置を用いて測定しても良いし、予測計算とすることも可能である。シートバーの板クラウンの予測計算は、粗圧延時の圧延荷重によるロールの変形計算、粗圧延量に比例して増加するロール摩耗量、ロールの熱膨張量等から行うことができる。
【００２８】
すなわち、
Ｃrs＝α×Ｃrm          …（４）
ただし、Ｃrs：シートバーの板クラウン、α：シートバーの板クラウンに及ぼす負荷時のロールクラウンの影響係数、Ｃrm：負荷時のロールクラウン（摩耗、熱膨張を含む）、である。
【００２９】
また、粗圧延後、シートバーを接合して仕上げ圧延機で連続して圧延を行う際にも本発明をそのまま適用することが可能である。
【００３０】
【実施例】
実施例１：
粗圧延後に、シートバーを個別に１本づつ仕上げ圧延する熱間圧延ラインにおけるフェライト系ステンレス鋼板の製造に本発明を適用した。
熱間仕上げ圧延機は、クラウン形状を制御するアクチュエータとしてロールクロスを有する６スタンドの圧延機である。
【００３１】
圧延に際しては、粗圧延工程の少なくとも１パスにおいて圧下率を40％以上とするとともに、その粗圧延工程終了時のシートバーの板クラウンを測定して、その測定した結果に基づいて仕上圧延工程の板クラウン形状の設定計算を行うようにした本発明の方法と、粗圧延後の板クラウンを一定と仮定して操業を行う従来法をそれぞれ適用し、仕上げ厚3.0mm 、幅1000mmのフェライト系ステンレス鋼板SUS430をそれぞれ100 コイル圧延した。ここで、仕上げ圧延の板厚スケジュールは表２に示すスケジュールとした。
【００３２】
また、粗圧延工程での板厚スケジュールは表１に示すケース２〜５のそれぞれ25コイル（計100 コイル）とした。
以上の操業において、仕上げ圧延機のF5出側、および、最終スタンドであるF6出側において急峻度を測定した。測定結果を図４に示す。図４（ａ）は従来例についての結果であり、図４（ｂ）が本発明例についての結果である。従来例では急峻度が許容範囲をはずれる場合が多いが、本発明例では、急峻度はほぼ許容範囲内となっていることがわかる。
実施例２：
粗圧延後にシートバーを接合し、連続して仕上げ圧延を行う熱間圧延ラインにおけるフェライト系ステンレス鋼板の製造に本発明を適用した。
【００３３】
熱間仕上げ圧延機は、クラウン形状を制御するアクチュエータとしてロールクロスを有する６スタンドの圧延機である。
圧延に際しては、上記の本発明の方法と、粗圧延後のシートバーの板クラウンの変化を考慮せずに一定と仮定して操業を行う従来法をそれぞれ適用し、仕上げ厚3.0mm 、幅1000mmのフェライト系ステンレス鋼板SUS430をそれぞれ100 コイル圧延した。ここで、仕上げ圧延の板厚スケジュールは表２に示すスケジュールとした。
【００３４】
また、粗圧延工程での板厚スケジュールは表１に示すケース２〜５のそれぞれ25コイル（計100 コイル）としている。
以上の操業において、仕上げ圧延機のF5出側、および、最終スタンドであるF6出側において急峻度を測定した。測定結果を図５に示す。図５（ａ）は従来例についての結果であり、図５（ｂ）は本発明例についての結果である。本実施例２においても、従来例では急峻度が許容範囲をはずれる場合が多いが、本発明例では、急峻度はほぼ許容範囲内となっている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の適用によって、加工性とくに耐リジング性に優れ、高品質な形状を有するフェライト系ステンレス鋼板を確実に得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用し、粗圧延完了後板クラウンを実測し、それぞれの板クラウンが０μｍ、200 μｍ、400 μｍの各シートバーを仕上げ圧延スタンドで圧延した際の、（ａ）各圧延スタンドで設定したクロス角と、（ｂ）各圧延スタンドでの急峻度と、（ｃ）各圧延スタンドでの板クラウンの結果を示すグラフである。
【図２】本発明の方法を適用し、粗圧延完了後予測した板クラウンが200 μｍのシートバーを仕上げ圧延スタンドで圧延した際の、（ａ）各圧延スタンドでのクロス角と、（ｂ）各圧延スタンドでの急峻度と、（ｃ）各圧延スタンドでの板クラウンの各計算結果を示すグラフである。
【図３】板クラウン０μｍと400 μｍのシートバーを同一クロス角度で仕上げ圧延スタンドで圧延した際の、（ａ）各圧延スタンドでの急峻度と、（ｂ）各圧延スタンドでの板クラウンの各計算結果を示すグラフである。
【図４】シートバーを個別に圧延した際の、Ｆ５とＦ６スタンド各出側での急峻度の測定結果を示すグラフであり、（ａ）は従来例を示し、（ｂ）は本発明例を示す。
【図５】シートバーを接合して圧延した際の、Ｆ５とＦ６スタンド各出側での急峻度の測定結果を示すグラフであり、（ａ）は従来例を示し、（ｂ）は本発明例を示す。
【図６】シートバーの板プロフィルを示すグラフであり、（ａ）は粗圧延最終パスにおいて圧下率50％で圧下した場合の板プロフィルの例を示し、（ｂ）は粗圧延最終パスにおいて圧下率10％で圧下した場合の板プロフィルの例を示す。
【図１】
0003843643.tif 000005
【図２】
0003843643.tif 000006
【図３】
0003843643.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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