JP3412564B2 - 表面平滑性に優れたステンレス鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光沢性と写像性の
高い表面平滑性に優れたステンレス鋼板とその製造方法
に関する。詳しくは、本発明は、研磨加工によらず、調
質圧延のままで高い光沢性と写像性を有する表面平滑性
に優れたステンレス鋼板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼板の製品として、ＪＩＳに
規定されているＢＡ製品や２Ｂ製品あるいは研磨製品が
ある。これらのステンレス鋼板製品においては、表面光
沢や写像性が高いことが要求される。ＢＡ製品および２
Ｂ製品は冷間圧延にて表面の光沢性が確保される。研磨
製品はＢＡ製品あるいは２Ｂ製品を素材にして、特に優
れた光沢性や写像性を得るために研磨布や羽布による研
磨工程を経て製造される。

【０００３】羽布研磨作業は、番手が１０００番あるい
は２０００番といった砥粒の細かい羽布を用いて行われ
る。従って、鋼板の厚さ方向の研磨量は極めて小さく、
高々０．５μｍ程度までである。一方、調質圧延等の冷
間圧延後のステンレス鋼板の表面は、平均粗さがＲａで
０．０５〜０．２μｍ、最大粗さがＲｍａｘで０．５〜
２．０μｍである。このような粗さは、冷間圧延前の熱
延鋼帯酸洗時の表面凹凸の残留、冷間圧延時のオイルピ
ット（微小な油溜まり）やロール転写疵（ロール研磨目
の転写疵、押し込み疵）、掻き疵、冷間圧延後の焼鈍・
酸洗によるエッチピットなどの凹部欠陥に起因する。従
って、これらの欠陥部分を研磨により除去するには表面
の大部分を占める凸部（台形状の平面部）を全て研磨す
る必要があり、研磨回数を増すなど膨大な時間がかか
る。

【０００４】そこで、冷間圧延工程で鋼板表面の凹凸を
小さくする工夫が種々実施されている。

【０００５】例えば、特開平５−９６３０９号公報や特
開平５−１０４１１０号公報には、特定の表面粗さを有
する冷間圧延用ロールが、特開平６−１７０４３２号公
報には冷間圧延前の熱延鋼帯酸洗時の表面凹凸を小さく
する脱スケール方法が、特開平７−１００１号公報には
ロールの表面粗さと冷間圧延条件を規定した製造方法
が、特開平９−１５５４０４号公報には表面の粗さ形態
を変更して研磨能率を高める方法がそれぞれ提示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−１
７０４３２号公報に記載の方法は、大幅な設備改造が必
要であり、また、引き続き行われる冷間圧延での圧延条
件により表面仕上げ状態が変化し、十分な光沢性が得ら
れない場合がある。一方、特開平７−１００１号公報に
記載の方法は、深さの浅い微小な凹部が存在し十分な光
沢性が得られない。また、特開平５−９６３０９号公報
や特開平５−１０４１１０号公報などに記載された方法
は、研磨目の方向を平均的にロール軸方向としたロール
で圧延するもので、もともと光沢が得られないロール径
が大きい場合の圧延において小径ロールを用いた圧延と
同等の光沢を得るための圧延方法であるが、小径ロール
を用いた場合と比較して光沢度、写像度の値は必ずしも
高くない。

【０００７】また、冷間圧延板の表面の凹凸を小さくし
平滑性を高めても、その後、引き続いて行われる仕上焼
鈍工程あるいは仕上焼鈍・酸洗工程で平滑性が低下す
る。したがって、平滑性の確保には仕上焼鈍後の調質圧
延が重要である。しかし、調質圧延は、圧下率が２％程
度未満であり平滑性の改善には限界があった。

【０００８】以上のように、従来から種々の改善が行わ
れてきたが、冷間圧延板の表面の粗さを小さくし、研磨
工程の能率を向上させる効果はあるものの、調質圧延仕
上げのままで研磨製品並の高光沢、高写像性を得るには
至らず、更なる改善が必要であった。

【０００９】本発明の課題は、上記従来技術の問題点を
解決し、研磨加工工程を経ずに研磨製品並の高光沢性、
高写像性が得られるステンレス鋼板の表面条件ならびに
その製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、仕上焼鈍後
の調質圧延において、圧延条件と光沢性、写像度の関係
を詳細に調査・検討し、下記の知見を得た。なお、以
下、光沢度計で測定される値を光沢度といい、目視観察
による評価を目視光沢性あるいは単に光沢性という。

【００１１】ａ．無潤滑状態での調質圧延において、１
パスの圧下率が高くなるほど光沢度は高くなるが、圧下
率が過大となると平坦性が損なわれ易く、必ずしも十分
な光沢性が得られない。

【００１２】ｂ．圧延材の出側速度とロール周速度の差
を大きくすると光沢性が改善される。

【００１３】ｃ．光沢度が高いほど光沢性は改善される
が、光沢度が同じでも下記（１）式で表される粗さの平
均傾斜角（θａ）が大きいと光沢性は低下する。以下、
この粗さの平均傾斜角を単に平均傾斜角ともいう。

【００１４】

【数２】

【００１５】図１は、平均傾斜角を説明するための鋼板
表面状況を示す模式図で、符号ΔＹｉは隣接する２点に
おける鋼板表面の垂直方向距離、ΔＸは測定ピッチ、Ｌ
は基準測定長さを示す。平均傾斜角は、図１に示すよう
に、基準測定長さＬをΔＸ：２μｍでＮ分割し、分割さ
れたそれぞれの区間のΔＹを測定し、（１）式より演算
される。

【００１６】ｅ．中心線平均粗さ（Ｒａ）が小さいほど
光沢性は高くなるが、平均傾斜角が大きいと光沢性は低
下する。

【００１７】ｆ．入側の引張応力（以下、入側張力とい
う）と出側の引張応力（以下、出側張力という）とがほ
ぼ等しい調質圧延条件では、鋼板に縮緬状のしわやリジ
ングと呼ばれる波長が１〜数ｍｍ程度のうねりが発生し
易く、中心線平均粗さや平均傾斜角が大きくなり光沢性
は低下する。

【００１８】ｇ．平均傾斜角が０．３°未満、中心線平
均粗さが０．０４μｍ以下の鋼板は研磨製品並の光沢性
を有する。

【００１９】ｈ．入側張力と出側張力との差を大きくす
ることにより光沢性が改善される。

【００２０】ｉ．圧下率ｒ、入側張力σ_F と出側張力σ
_B との比（σ_F ／σ_B 、以下、これを張力比という）な
らびに先進率ｆと圧下率ｒとの比（ｆ／ｒ、以下、これ
を先進率比という）を適正な範囲に保持して調質圧延を
施すことにより、研磨製品並の光沢性を有する鋼板が得
られる。なお、圧下率ｒと先進率ｆは下記の式で表され
る。

【００２１】 ｒ＝（ｔ₀ −ｔ₁ ）／ｔ₀ ×１００（％） ｆ＝（Ｖ_O ／Ｖ_R −１）×１００（％） 但し、ｔ₀ ：入側板厚、 ｔ₁ ：出側板厚、 Ｖ_O ：圧延材の出側速度、 Ｖ_R ：ロール周速度。

【００２２】本発明は、上記知見に基づいて完成された
もので、その要旨は以下の通りである。 （１）調質圧延仕上げの鋼板の表面において、粗さの平
均傾斜角（θａ）が０．３０゜未満であり、かつ中心線
平均粗さ（Ｒａ）が０．０４０μｍ以下であることを特
徴とする表面平滑性に優れたステンレス鋼板。

【００２３】（２）仕上焼鈍後の調質圧延工程におい
て、１パスの圧下率が０．５％以上１．０％以下で、入
側張力σ_F と出側張力σ_B との比（σ_F ／σ_B ）が０．
１以上０．５以下または２以上１０以下で、先進率ｆと
圧下率ｒとの比（ｆ／ｒ）が０．７以上１．０以下また
は０．０以上０．３以下で調質圧延を施すことを特徴と
する表面平滑性に優れたステンレス鋼板の製造方法。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明のステンレス鋼板は、熱延
鋼板に冷間圧延を施して薄鋼板とし、焼鈍した後、鋼板
表面にスケールが生成した場合には、それを除去するた
めの酸洗を施し、必要に応じて、再度冷間圧延と焼鈍な
らびに酸洗を施し、次いで機械的特性を付与するため所
定の圧下率で１パスまたは複数パスの調質圧延を行って
製造される。なお、調質圧延は、無潤滑状態または潤滑
状態で行うが、無潤滑状態で行うのが望ましい。

【００２５】本発明のステンレス鋼板は、調質圧延仕上
げの鋼板の表面状態を規定したものである。また、その
製造方法は、調質圧延条件を規定したもので、通常の条
件で冷間圧延、焼鈍、必要に応じて酸洗からなる工程を
１回または複数回経た後、前記調質条件を施すことによ
り本発明で規定する鋼板の表面状態が得られる。

【００２６】本発明のステンレス鋼板及びその製造方法
における限定理由を以下に説明する。表面平滑性に優れ
たステンレス鋼板を得るためには、調質圧延仕上げの鋼
板の表面において、幅方向と圧延方向のそれぞれの中心
線平均粗さ（Ｒａ）が０．０４μｍ以下で、かつ幅方向
と圧延方向のそれぞれの平均傾斜角（θａ）が０．３゜
未満であることが重要である。

【００２７】中心線平均粗さ（Ｒａ）や平均傾斜角が大
きいと光沢性が低下する。中心線平均粗さ（Ｒａ）を
０．０４μｍ以下に、かつ平均傾斜角（θａ）を０．３
゜未満とすることにより、研磨製品並の高い写像性を有
する光沢性の高い鋼板が得られる。好ましくは、中心線
平均粗さ（Ｒａ）が０．０２５μｍ以下で、かつ平均傾
斜角（θａ）が０．１５°未満である。

【００２８】本発明のステンレス鋼板を得るためには、
調質圧延において、１パスの圧下率が０．５％以上、
１．０％以下の１パスまたは複数パスで、張力比が０．
１以上０．５以下あるいは２以上１０以下で、先進率比
が０．７以上１．０以下または０．０以上０．３以下と
して圧延を施す。なお、調質圧延に用いるロールの直径
ならびに表面粗さは、特に限定しないが、通常用いられ
ているロール程度でよく、例えば直径は５００〜９００
ｍｍ程度でロール幅方向の中心線粗さが０．０１〜０．
０４μｍ程度のロールを用いることができる。

【００２９】圧下率が０．５％未満ではロール粗度の転
写が不十分であり優れた光沢性が得られない。圧下率が
１．０％超では圧延材の平坦度や形状が崩れやすく、ま
たロール表面に圧延材の酸化物などが凝着し易いため十
分な光沢性が得られない。従って、圧下率は０．５％以
上、１．０％以下である。

【００３０】張力比が０．１未満では蛇行や板破断など
の圧延トラブルが発生しやすく、０．５より大きく２未
満では光沢性の改善が不十分であり、１０より大きくな
ると蛇行や板破断などの圧延トラブルが発生しやすい。
従って、張力比は０．１以上０．５以下あるいは２以上
１０以下である。好ましくは、張力比は０．１５以上
０．４以下あるいは２．５以上４以下である。

【００３１】次ぎに、先進率比を０．７以上１．０以下
または０．０以上０．３以下とした理由を説明する。図
２は調質圧延時のロールと鋼板表面との相対滑り方向を
模式的に示す圧延方向断面図で、同図（ａ）は先進率比
が０．５前後で圧延する場合、同図（ｂ）は先進率比が
１．０の場合、同図（ｃ）は先進率比が０の場合であ
る。なお、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で、符号１ロー
ル、２は鋼板、Ｎは中立点、ｌは接触弧長、Ｏはロール
軸中心、θは接触角を示し、矢印Ａはロール回転方向、
矢印Ｂは圧延方向、矢印Ｃはロールと鋼板表面との相対
滑り方向を表す。

【００３２】図２（ａ）に示すように、先進率比が０．
５前後の場合、ロール周速と鋼板表面の速度が一致する
中立点Ｎは接触弧内のほぼ中央位置にあり、中立点を境
にして相対滑り方向が逆転するため同一方向の滑り長さ
が短くなる。これに対して、図２（ｂ）、（ｃ）では、
それぞれ、中立点が接触弧内の出側と入側に移動し、図
２（ａ）に比べ同一方向の滑り長さが長くなり、ロール
粗度の転写による鋼板表面の平滑化が効率的に行われ
る。

【００３３】先進率比を０．７〜１．０または０〜０．
３とすることにより、ロールと圧延材との相対滑り長さ
が長くなり、ロール平滑面で圧延材表面をならす作用が
働き、ロールで圧延材を圧縮してロールの粗度を転写さ
せる作用により平滑化を高めることができる。この転写
作用により縮緬ジワやリジング等の波長が１〜数ｍｍの
微小なうねりをも平滑化することができる。

【００３４】先進率比が０．３より大きく０．７未満で
はロールと圧延材との相対滑りによりロールの平滑面で
圧延材表面をならす作用が十分でなく、目標とする平滑
な平面が得られない。また、先進率比が０．０未満、す
なわち先進率が負の場合および先進率比が１．０より大
きくなる場合は中立点が圧延材とロールの接触弧内にな
く、完全スリップ状態になるため、圧延材とロールの速
度管理が難しく、圧延が不安定になり、過大速度差を生
じてスリップ疵などを発生する。

【００３５】なお、入側や出側の張力が２５ｋｇｆ／ｍ
ｍ² を超えると、コイルの巻き出し、あるいは巻き取り
時にコイル層間で滑りが発生し、巻締り疵等の表面疵が
発生するため、入側および出側の張力は２５ｋｇｆ／ｍ
ｍ² 以下とすることが望ましい。

【００３６】

【実施例】調質圧延機として、直径が８００ｍｍ、表面
粗さがＲａで０. ０１μｍ以下のロールを装備した２Ｈ
ｉ圧延機を用い、材質がＳＵＳ４３０で板厚が０．６ｍ
ｍの冷間圧延後の仕上焼鈍・酸洗材ならびに材質がＳＵ
Ｓ３０４で板厚が０．６ｍｍの冷間圧延後の光輝焼鈍材
を供試材として、圧延速度：１００ｍ／ｍｉｎで１パス
の無潤滑調質圧延を実施した。表１に供試材の主仕様、
表２に調質圧延条件を示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】表２に示すように、圧下率は出側板厚を変
更して０．４〜１．２％の範囲に、張力比は入側張力と
出側張力を変更して０．１６〜３．３の範囲に設定し
た。

【００４０】圧延時の出側鋼板速度を測定し、先進率を
求め、先進率比を算出した。調質圧延後の鋼板表面につ
いて、表面粗さ、平均傾斜角ならびに写像度を測定する
とともに目視観察により光沢性を評価した。表面粗さは
ＪＩＳＢ０６０１に基づき圧延方向と幅方向の中心線平
均粗さを測定した。平均傾斜角は、図１に示すように、
Ｌ：１２．５ｍｍ、ΔＸ：２μｍとして、圧延方向なら
びに幅方向にそれぞれ６２５０点の凹凸高さΔＹを測定
し、（１）式より算出した。写像度は、ＪＩＳＨ８６８
６に基づき板幅方向の値を測定した。目視観察による光
沢性は以下に示す３ランクで評価し、○と◎を合格とし
た。表３に結果を示す。

【００４１】〈光沢性の判定基準〉 △：従来の調質圧延後の表面と同等レベル、 ○：従来の調質圧延後の表面に比べ光沢性が向上し、研
磨製品の低グレード品相当のレベル、 ◎：従来の調質圧延後の表面に比べ大幅に光沢性が向上
し、研磨製品の高グレード品相当のレベル。

【００４２】

【表３】

【００４３】表３に示すように、試験Ｎｏ．１〜１２の
本発明例は、写像度が８５以上で研磨製品の低グレード
以上の高い光沢が得られた。特に、試験Ｎｏ．２、４〜
１０、１２の本発明例は、写像度が９０以上で研磨製品
の高グレード並の光沢が得られた。Ｎｏ．１３〜１９の
比較例は、従来の調質圧延後の表面と同等レベルの光沢
であった。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、研磨加工工程を経ずに
研磨製品並の高光沢性、高写像性を有する平滑性に優れ
たステンレス鋼板が得られる。従って、高光沢、高写像
性を有するステンレス鋼板の製造能率を著しく向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】平均傾斜角を説明するための鋼板表面状況を示
す模式図である。

【図２】調質圧延時のロールと鋼板表面との相対滑り方
向を模式的に示す圧延方向断面図で、同図（ａ）は先進
率比が０．５前後で圧延する場合、同図（ｂ）は先進率
比が１．０の場合、同図（ｃ）は先進率比が０の場合で
ある。

【符号の説明】

１：ロール、２：鋼板、Ｎ：中立点、Ｏ：ロール軸中
心、θ：接触角、ｌ：接触弧長、Ｌ：基準測定長さ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調質圧延仕上げの鋼板の表面において、
   下記(1) 式で表される粗さの平均傾斜角（θａ) が0.30
   °未満であり、かつ中心線平均粗さ（Ｒａ）が0.040 μ
   ｍ以下であることを特徴とする表面平滑性に優れたステ
   ンレス鋼板。 【数１】 但し ΔＹ_i ：幅方向および圧延方向の基準測定長さＬ
   をピッチΔＸでＮ分割した時の隣接する２点における鋼
   板表面の垂直方向距離、 ΔＸ：２μｍ、 Ｎ ：分割数（＝Ｌ／ΔＸ）。
2. 【請求項２】 仕上焼鈍後の調質圧延工程において、１
   パスの圧下率が０．５％以上１．０％以下で、入側張力
   σ_F と出側張力σ_B との比（σ_F ／σ_B ）が０．１以上
   ０．５以下または２以上１０以下で、先進率ｆと圧下率
   ｒとの比（ｆ／ｒ）が０．７以上１．０以下または０．
   ０以上０．３以下で調質圧延を施すことを特徴とする表
   面平滑性に優れたステンレス鋼板の製造方法。