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技術 ステンレス鋼帯の冷間圧延方法

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 星野将史井上美貴夫山口裕弘
出願日 1999年3月30日 (21年8ヶ月経過) 出願番号 1999-088656
公開日 2000年10月10日 (20年2ヶ月経過) 公開番号 2000-280005
状態 特許登録済
技術分野 金属圧延一般 圧延ロール・圧延スタンド・圧延機の駆動
主要キーワード 高平滑度 研摩後 油膜厚 光輝熱処理 冷間圧延鋼帯 ニート油 直火炉 ステンレス鋼板表面
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この項目の情報は公開日時点(2000年10月10日)のものです。
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課題

優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を、生産性に優れた方法で製造することが可能なステンレス鋼帯冷間圧延方法の提供。

解決手段

ステンレス鋼帯を圧延油を用いて冷間圧延を行った後、前記圧延油と種類の異なる圧延油を用いて冷間仕上圧延を行うステンレス鋼帯の冷間圧延方法、および、ステンレス鋼帯を水分散エマルジョン型圧延油を用いて冷間圧延を行った後、ニート油を用いて冷間仕上圧延を行うステンレス鋼帯の冷間圧延方法。

概要

背景

従来、ステンレス鋼板は、ステンレス熱延鋼帯焼鈍酸洗した後、小径ワークロールを用いたゼンジミアミル冷間圧延を施して製造されている。一方、ステンレス冷延鋼帯は、その表面が、冷間圧延後の表面のまま使用される場合が多く、冷間圧延後の製品に優れた表面光沢が要求される場合が多い。

このため、従来、冷間圧延時に下記、の方法が採用されている。
熱延鋼帯の厚さを厚くして冷間圧延の圧下率を大きくする。
ワークロールとして、小径、高硬度高平滑度ロールを用い、低速で圧延する。
この結果、ロールバイトに持ち込まれる油膜厚さが薄くなり、ロールの肌がそのまま板に転写され光沢が上がる。

しかしながら、上記した従来の方法の場合、低速圧延のため、生産性に優れた方法で光沢に優れたステンレス冷延鋼帯を製造することは困難であった。

概要

優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を、生産性に優れた方法で製造することが可能なステンレス鋼帯冷間圧延方法の提供。

ステンレス鋼帯を圧延油を用いて冷間圧延を行った後、前記圧延油と種類の異なる圧延油を用いて冷間仕上圧延を行うステンレス鋼帯の冷間圧延方法、および、ステンレス鋼帯を水分散エマルジョン型圧延油を用いて冷間圧延を行った後、ニート油を用いて冷間仕上圧延を行うステンレス鋼帯の冷間圧延方法。

目的

本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を、生産性に優れた方法で製造することが可能なステンレス鋼帯の冷間圧延方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ステンレス鋼帯圧延油を用いて冷間圧延を行った後、前記圧延油と種類の異なる圧延油を用いて冷間仕上圧延を行うことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法

請求項2

ステンレス鋼帯を水分散エマルジョン型圧延油を用いて冷間圧延を行った後、ニート油を用いて冷間仕上圧延を行うことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法。

請求項3

前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延および前記冷間仕上圧延が、各々の冷間圧延の全圧下率が下記式(1) 〜(3) を満足する冷間圧延であることを特徴とする請求項1または2記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。記α=(r1 /rt )×100 =30〜85%………(1)β=(r2 /rt )×100 =15〜70%………(2)α+β=100 %…………………………………(3)なお、上記式(1) 〜(3) 中、r1 は前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延における全圧下率(%)、r2 は前記冷間仕上圧延における全圧下率(%)、rt は前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延および前記冷間仕上圧延の両者における全圧下率(%)を示す。

請求項4

前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延をタンデムミルで行い、前記冷間仕上圧延をゼンジミアミルで行うことを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。

請求項5

前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延を行った後、脱脂を行い、その後、前記冷間仕上圧延を行うことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。

請求項6

前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延を行った後、脱脂を行い、その後焼鈍を行った後、前記冷間仕上圧延を行うことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。

技術分野

0001

本発明は、優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を、生産性に優れた方法で製造することが可能なステンレス鋼帯冷間圧延方法に関する。

背景技術

0002

従来、ステンレス鋼板は、ステンレス熱延鋼帯焼鈍酸洗した後、小径ワークロールを用いたゼンジミアミル冷間圧延を施して製造されている。一方、ステンレス冷延鋼帯は、その表面が、冷間圧延後の表面のまま使用される場合が多く、冷間圧延後の製品に優れた表面光沢が要求される場合が多い。

0003

このため、従来、冷間圧延時に下記、の方法が採用されている。
熱延鋼帯の厚さを厚くして冷間圧延の圧下率を大きくする。
ワークロールとして、小径、高硬度高平滑度ロールを用い、低速で圧延する。
この結果、ロールバイトに持ち込まれる油膜厚さが薄くなり、ロールの肌がそのまま板に転写され光沢が上がる。

0004

しかしながら、上記した従来の方法の場合、低速圧延のため、生産性に優れた方法で光沢に優れたステンレス冷延鋼帯を製造することは困難であった。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を、生産性に優れた方法で製造することが可能なステンレス鋼帯の冷間圧延方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

第1の発明は、ステンレス鋼帯を圧延油を用いて冷間圧延を行った後、前記圧延油と種類の異なる圧延油を用いて冷間仕上圧延を行うことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法である。第2の発明は、ステンレス鋼帯を、油と水から成るエマルジョンである水分散エマルジョン型圧延油を用いて冷間圧延を行った後、ニート油を用いて冷間仕上圧延を行うことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法である。

0007

前記した第1の発明、第2の発明においては、前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延および前記冷間仕上圧延が、各々の冷間圧延の全圧下率が下記式(1) 〜(3) を満足する冷間圧延であることが好ましい。
α=(r1 /rt )×100 =30〜85%………(1)
β=(r2 /rt )×100 =15〜70%………(2)
α+β=100 %…………………………………(3)
なお、上記式(1) 〜(3) 中、r1 は前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延における全圧下率(%)、r2 は前記冷間仕上圧延における全圧下率(%)、rt は前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延および前記冷間仕上圧延の両者における全圧下率(%)を示す。

0008

また、上記した全圧下率(%)とはいずれも、それぞれの冷間圧延における全減厚量(mm)の熱間圧延鋼帯板厚(mm)に対する率を示す。また、前記した第1の発明、第2の発明においては、前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延をタンデムミルで行い、前記冷間仕上圧延をゼンジミアミルで行うことが好ましい。

0009

また、前記した第1の発明、第2の発明においては、前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延を行った後、脱脂を行い、その後、前記冷間仕上圧延を行うことが好ましい。また、前記した第1の発明、第2の発明においては、前記冷間仕上圧延の前の前記冷間圧延を行った後、脱脂を行い、その後焼鈍を行った後、前記冷間仕上圧延を行うことがより好ましい。

0010

なお、上記した脱脂の方法としては、アルカリ性水溶液を用いたブラッシング法を用いることが、より好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明者らは前記した従来技術の問題点を解決するために鋭意検討した結果、ステンレス熱延鋼帯を、複数パスの冷間圧延工程における圧下率に対応して、異なる種類の圧延油を用いて冷間圧延することによって、前記した従来技術の問題点を解決することが可能であることを見出し、本発明に想到した。

0012

ステンレス熱延鋼帯表面には、ステンレス熱延鋼帯のハンドリングまたは粒界浸食溝に起因する微小の溝部が形成されている。冷間圧延時に上記溝部に捕捉された圧延油は、鋼帯とロールとの接触時に、ロールバイトの中でロールと鋼帯が接触している間、一部は溝部から排出され、残部が溝部に封じ込められオイルピットを形成する。

0013

この結果、冷間圧延後も大部分の溝部が残存し、製品の表面光沢を損なう。本発明者らは圧延過程における圧下率に対応して、油と水から成るエマルジョンである圧延油(以下水分散エマルジョン型圧延油とも記す)およびニート油のそれぞれを使用することによって、上記した問題を解決し、優れた光沢を有するステンレス鋼板を得ることが可能であることを見出した。

0014

上記した水分散エマルジョン型圧延油は、ニート油に比べて高圧下で高粘度となるため、高圧条件となるロールバイト内部で移動しにくく、ニート油と同一条件で圧延するとステンレス鋼帯の表面光沢度が低下する。このため、本発明においては、その冷却能によって高速圧延が可能な水分散エマルジョン型圧延油を用いて所定の鋼板厚みとなるまで高速冷間圧延した後、光沢向上力に優れたニート油を用いて冷間圧延を行う。

0015

本発明によれば、所定の鋼板厚みとなるまで水分散エマルジョン型圧延油を用いて大径ワークロールにより高速圧延した後、ニート油を用いて仕上圧延を行うことにより、高速圧延時に残留した鋼帯表面の溝部が平滑化され、優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を生産性に優れた方法で製造することが可能となった。

0016

本発明においては、水分散エマルジョン型圧延油を用いて全圧下率r1 (%)が下記式(1) を満足する冷間圧延を行った後、ニート油を用いて全圧下率r2 (%)が下記式(2) を満足する冷間圧延(:冷間仕上圧延)を行うことが好ましい。
α=(r1 /rt )×100 =30〜85%………(1)
β=(r2 /rt )×100 =15〜70%………(2)
なお、上記式(1) 、(2) 中、rt は上記した冷間圧延の全工程における全圧下率(%)を示す。

0017

本発明における油と水から成るエマルジョン(:水分散エマルジョン型圧延油)としては、脂肪酸エステルなどの合成エステルおよび/または鉱油などの基油乳化剤とを水に分散せしめたエマルジョンを用いることが好ましい。上記した脂肪酸エステルとしては、高級脂肪酸多価アルコールとのエステルが好ましく、乳化剤としては、脂肪酸アミン石けん非イオン界面活性剤石油スルフォン酸塩エステル系ノニオンおよびエーテル系ノニオンから選ばれる1種または2種以上が好ましい。

0018

また、前記エマルジョン型圧延油には、防錆剤酸化防止剤油性剤など他の添加剤を含んでいてもよい。また、本発明におけるニート油とは鉱油を主成分とし水を実質的に含まない油であり、本発明においては、ニート油として、鉱油を主成分とし合成エステルおよび/または灯油を含有する油成分100wt %から成る油を用いることが、より好ましい。

0019

本発明においては、冷間仕上圧延の前の冷間圧延を行った後、脱脂を行い、その後、冷間仕上圧延を行うことが好ましい。これは、上記した脱脂を行い、鋼帯表面において不均一に付着した水分散エマルジョン型圧延油中の油分あるいは凝集した鉄粉などを除去することによって、光沢むらの発生を防止することが可能となるためである。

0020

上記した脱脂の方法は、特に制限を受けるものではなく、アルカリ脱脂湯洗脱脂、ブラッシング、超音波洗浄などの方法を用いることができるが、本発明においては、アルカリ性水溶液を用いたブラッシングによる脱脂が特に好ましい。これは、水分散エマルジョン型圧延油を用いてタンデム圧延を行うと、冷間圧延後のステンレス鋼帯を脱脂せずに仕上冷間圧延した場合、上記した油分や鉄粉が除去されず、それが起因となってピット状欠陥が仕上冷間圧延後の鋼帯表面に残存する場合があり、さらにそれを研磨に供しても欠陥を完全には除去できないためである。

0021

これに対して、上記したアルカリ性水溶液を用いたブラッシングによって、光沢むらの発生が防止できると共に、上記した欠陥を除去し、さらに優れた表面性状の製品を得ることができるのである。上記したアルカリ性水溶液を用いたブラッシングの方法としては、鋼帯にアルカリ性水溶液をスプレーしながらブラッシングを行う方法、鋼帯をアルカリ性水溶液中に浸漬した状態でブラッシングを行う方法のいずれの方法を用いてもよい。

0022

また、本発明においては、冷間圧延で進行するオーステナイト系ステンレス鋼における加工硬化再結晶軟化および固溶化フェライト系ステンレス鋼における加工硬化の再結晶軟化のために、上記した脱脂と冷間仕上圧延との間において焼鈍を行うことが好ましい。前記した本発明によれば、ステンレス熱延鋼帯を、水分散エマルジョン型圧延油を用いて高速冷間圧延を行った後、ニート油を用いて冷間仕上圧延を行うことによって、優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を生産性に優れた方法で製造することが可能となった。

0023

また、本発明によれば、水分散エマルジョン型圧延油を用いた冷間圧延後、脱脂を行い、その後、ニート油を用いて冷間仕上圧延を行うことによって、ステンレス鋼板表面の光沢むらの発生を防止することが可能となった。

0024

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)鋼種がSUS304またはSUS430それぞれの鋳片を加熱炉で加熱し、熱間圧延後、焼鈍、酸洗した。

0025

得られた鋼板厚み:4.0mm の熱間圧延鋼帯を、下記の水分散エマルジョン型圧延油を用いて5スタンドのタンデムミルで冷間圧延し、鋼板厚み:2.0mm の冷間圧延鋼帯を製造した。
〔水分散エマルジョン型圧延油:〕主成分として合成エステルを含有する水分散エマルジョン型圧延油
次に、得られた冷間圧延鋼帯を、下記のニート油を用いて20段のゼンジミアミルで冷間圧延し、鋼板厚み:0.8mm の冷間圧延鋼帯を製造した。

0026

〔ニート油:〕主成分として鉱油を含有する油成分100wt %から成る油
次に、得られた鋼種がSUS304またはSUS430それぞれの冷間圧延鋼帯を下記条件下で焼鈍(光輝熱処理)した後、2段式調質圧延機で圧延し、光沢ステンレス鋼帯を製造した(本発明例1、本発明例2)。

0027

〔焼鈍(光輝熱処理)条件:〕
SUS304;
雰囲気: 75vol%H2 − 25vol%N2
焼鈍温度:1100℃
SUS430;
雰囲気 : 75vol%H2 − 25vol%N2
焼鈍温度: 800℃
次に、これらの光沢ステンレス鋼帯表面の光沢度を、JIS Z 8741光沢度測定方法(GS 20°)により測定した。

0028

また、目視によって光沢むらの発生状況、鋼帯研摩後のピット状の欠陥の有無を観察し、光沢むら、ピット状の欠陥の有無を下記基準に基づいて評価した。
〔光沢むらの評価基準:〕
◎:光沢むらがほとんど無し
○:光沢むらが少ない
×:光沢むらが多い
ピット疵の有無〕
◎:ピット状の欠陥が無し
○:ピット状の欠陥が少ない
×:ピット状の欠陥が多い
得られた試験結果を、製造条件と併せて表1に示す。

0029

(実施例2)前記した実施例1において、実施例1と同一の条件で水分散エマルジョン型圧延油を用いてタンデムミルで冷間圧延した後、アルカリ性水溶液をスプレーする条件下でブラッシング法で脱脂を行い、その後、実施例1と同一の条件でニート油を用いてゼンジミアミルで冷間圧延した。

0030

次に、得られた鋼種がSUS304またはSUS430それぞれの冷間圧延鋼帯を、実施例1と同一の条件で焼鈍(光輝熱処理)した後、2段式調質圧延機で圧延し、光沢ステンレス鋼帯を製造した(本発明例3、本発明例4)。次に、得られた光沢ステンレス鋼帯表面の光沢度を実施例1と同様の方法で測定し、また、光沢むら、ピット状の欠陥の有無を実施例1と同様の方法で評価した。

0031

得られた試験結果を、製造条件と併せて表1に示す。
(実施例3)鋼種がSUS304の鋳片を加熱炉で加熱し、熱間圧延後、焼鈍、酸洗した。得られた鋼板厚み:4.0mm の熱間圧延鋼帯を、実施例1で用いたと同じ水分散エマルジョン型圧延油を用いて5スタンドのタンデムミルで冷間圧延し、鋼板厚み:2.0mm の冷間圧延鋼帯を製造した。

0032

次に、得られた冷間圧延鋼帯を連続焼鈍炉で焼鈍(光輝熱処理)もしくはさらに酸洗を施した後、実施例1で用いたと同じニート油を用いて20段のゼンジミアミルで冷間圧延し、鋼板厚み:0.8mm の冷間圧延鋼帯を製造した。次に、得られた冷間圧延鋼帯を下記条件下で焼鈍(光輝熱処理)した後、2段式調質圧延機で圧延し、光沢ステンレス鋼帯を製造した(本発明例5、本発明例6)。

0033

〔焼鈍(光輝熱処理)条件:〕
雰囲気: 75vol%H2 − 25vol%N2
焼鈍温度:1100℃
次に、得られた光沢ステンレス鋼帯表面の光沢度を実施例1と同様の方法で測定し、また、光沢むら、ピット状の欠陥の有無を実施例1と同様の方法で評価した。

0034

得られた試験結果を、製造条件と併せて表1に示す。
(実施例4)鋼種がSUS430の鋳片を加熱炉で加熱し、熱間圧延後、焼鈍、酸洗した。得られた鋼板厚み:4.0mm の熱間圧延鋼帯を、実施例1で用いたと同じ水分散エマルジョン型圧延油を用いて5スタンドのタンデムミルで冷間圧延し、鋼板厚み:1.0mm の冷間圧延鋼帯を製造した。

0035

次に、得られた冷間圧延鋼帯を連続焼鈍炉で焼鈍(光輝熱処理)もしくはさらに酸洗を施した後、実施例1で用いたと同じニート油を用いて20段のゼンジミアミルで冷間圧延し、鋼板厚み:0.4mm の冷間圧延鋼帯を製造した。次に、得られた冷間圧延鋼帯を大気雰囲気直火炉で840 ℃の条件下で焼鈍した後、2段式調質圧延機で圧延し、光沢ステンレス鋼帯を製造した(本発明例7、本発明例8)。

0036

次に、得られた光沢ステンレス鋼帯表面の光沢度を実施例1と同様の方法で測定し、また、光沢むら、ピット状の欠陥の有無を実施例1と同様の方法で評価した。得られた試験結果を、製造条件と併せて表1に示す。
(比較例)前記した実施例1において、鋼種がSUS304またはSUS430、鋼板厚み:4.0mm の熱間圧延鋼帯を、タンデムミルを用いず、ニート油を用いて20段のゼンジミアミルで冷間圧延した以外は実施例1と同一の条件で、鋼板厚み:0.8mm の冷間圧延鋼帯を製造した。

0037

得られた冷間圧延鋼帯を、実施例1と同一の条件で焼鈍(光輝熱処理)した後、2段式調質圧延機で圧延し、光沢ステンレス鋼帯を製造した(比較例1、比較例2)。次に、得られた光沢ステンレス鋼帯表面の光沢度を実施例1と同様の方法で測定し、また、光沢むら、ピット状の欠陥の有無を実施例1と同様の方法で評価した。

0038

得られた試験結果を、製造条件と併せて表1に示す。また、冷間圧延後の鋼板厚みが比較例の鋼板厚み(:0.8mm )と同じ本発明例1〜6について、冷間圧延機における生産性を、比較例における生産性と対比して表1に示す。なお、上記した生産性の対比においては、比較例1(SUS304) 、比較例2(SUS430)それぞれの生産能率を100(%) として同一鋼種に対して対比した。

0039

表1に示されるように、熱間圧延後のステンレス鋼帯を、水分散エマルジョン型圧延油を用いて所定の圧下率まで高速冷間圧延した後、ニート油を用いて冷間圧延を行うことによって、ステンレス鋼板を生産性に優れた方法で製造することが可能となった。表面外観性は、脱脂、中間焼鈍、酸洗のいずれも行わない本発明例1、2の鋼板は、比較例に対してやや劣るものの、さほど表面品質の厳しくない用途に供し得る。

0040

また、脱脂、中間焼鈍、酸洗の少なくともいずれかを行った本発明例3〜8の鋼板は、比較例と同等の表面外観性を得ることができた。

0041

0042

発明の効果

0043

本発明によれば、優れた表面光沢を有するステンレス鋼板を、生産性に優れた方法で製造することが可能となった。

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