JPH0543769B2

JPH0543769B2 -

Info

Publication number: JPH0543769B2
Application number: JP15255685A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Kakihara; Makoto Kobayashi; Hiroyuki Kakiuchi; Akya Yagishima; Itaru Hishinuma; Keiichi Yoshioka
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1985-07-12
Publication date: 1993-07-02
Also published as: JPS6213527A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、熱間圧延前のステンレス合金鋼スラ
ブの加熱方法、特にステンレス合金鋼の熱間圧延
時に発生する小さな割れ疵に起因するヘゲ疵の発
生を少なくするためのステンレス合金鋼スラブの
加熱方法に関するものである。（従来の技術）ステンレス合金鋼を熱間圧延する際に問題とな
る主な表面欠陥の一つに、通常線ヘゲ（スリーバ
ー）と呼ばれている線状のヘゲ疵がある。この欠
陥は冷間圧延しても消失せず、また多くの場合、
熱延コイルでは発見できない微細なヘゲ疵が冷間
圧延で顕著化するため大きな問題となつている。
表面品質が重要視されるステンレス合金鋼では上
述の欠陥は到命的であり、歩留り低下のため、大
幅なコストアツプを招いている。上述の欠陥の理論的解明は必ずしも十分でない
が、一般的には、鋳造凝固時の旧オーステナイト
粒界の脆化に起因していると考えられている。こ
れは旧オーステナイト粒界には硫黄や酵素が濃化
しており、加熱中に硫化物、酸化物が生成し、こ
れが脆化を促進し、熱間圧延前に小さな割れ疵を
発生させると推定されている。従来、熱延時の割れを防止する方法として、特
開昭57−16153号公報に記載されているように、
δcal（δフエライト量の計算値）＝３（Cr＋Mo＋
1.5Si＋0.5Nb）−2.8（Ni＋１／2Mn＋１／2Cu）−
84（Ｃ＋Ｎ）−19.8で決まるδcalを4.0％以下にする
方法、また、特開昭57−127506号公報に記載され
ているように、連鋳時の溶鋼加熱温度ΔT（液相
線温度と鋳造温度の差）とＮ値の積に応じて加熱
温度を調整する方法、Ti添加等特殊成分を添加
して熱間強度を向上させる方法が知られている。しかし、第１の方法は、熱延時の脆化原因であ
るδフエライトの計算値δcalを4.0％以下に押さ
えようとするものである。しかし、実際にはステ
ンレス合金鋼の成分は、機械的特性、耐食性を考
慮して設定されるもので、δcal値を０近傍に合せ
ることは多くの鋼種について満足させることは難
しい。さらにステンレス合金鋼溶製時において目
標設定成分に100％適中させることは難しく実際
上問題がある。また、第２の方法は、連続鋳造中ΔTおよびＮ
量は変化し、雑多の履歴を持つスラブを同時に多
数加熱する必要のある加熱炉の操業で、全スラブ
を対象に制御することは実際上不可能である。さらに、第３の特殊成分の添加、例えば、Ti
添加は、介在物の増加により、ストリンガー疵が
増加するし、高価な特殊合金鉄添加によるコスト
アツプが著しい。（発明が解決しようとする問題点）本発明は、ステンレス合金鋼の熱間圧延時に旧
オーステナイト粒界に小さな割れが発生するのを
防止するための新規な方法を提供しようとするも
のである。（問題点を解決するための手段）本発明は、種々の実験および検討の結果、特定
組成のステンレス合金鋼スラブを、熱間圧延前
に、特定のO₂濃度のスラブ加熱炉内雰囲気内で
かつ特定のスラブ表面温度および特定の保持時間
で加熱することによつて、熱間圧延時に旧オース
テナイト粒界に小さな割れが発生するのを防止す
ることができ、これによつて冷延コイルにおける
ヘゲ疵の発生を減少させ得るという事実の認識に
基づくものである。本発明によれば、重量パーセントでＣ：0.001
〜0.20％、Si：0.10〜5.0％、Mn：0.1〜11.0％、
Ｐ：0.050％以下、Ｓ：0.020％以下、Cr：11.0〜
30.0％、Ni：2.0〜30.0％、Ｎ：0.001〜0.060％、
Ｏ：0.015％以下、Al：4.0％以下を含有し、さら
にMo：5.0％以下、Cu：3.0％以下、Nb：1.0％
以下、Ti：0.05％以下、Zr：0.10％以下、Ca：
0.06％以以下、Sn：0.10％以下、Ｂ：0.05％以下
の１種または２種以上を含み、残部がFeおよび
不可避不純物よりなるステンレス合金鋼のスラブ
を熱間圧延前に加熱するに際し、スラブ加熱炉内
雰囲気のO₂濃度を体積パーセントで0.5〜5.0％に
制御し、さらに、スラブ表面温度をＴ℃、その温
度での保持時間をＨ時間とした場合（Ｈ＋1.1）・
（Ｔ−1050）≦800になるようにスラブ加熱温度と
加熱時間を制御することを特徴とする。通常、熱間圧延前にスラブを加熱する際、燃料
原単位を最少にするために空燃比制御で炉内O₂
濃度が０％になるように制御している。しかし、
スラブ加熱炉内雰囲気のO₂濃度がある領域でス
ラブ酸化は最も少なくなる。この領域以下でも以
上でもスラブ内部は鋼中のＯまたは外部から侵入
したＯによつて、特に旧オーステナイト粒界は内
部酸化が進み、脆化が著しくなる。これらは加熱
温度が高いほど著しい。冷却コイル表面の線状ヘゲ疵の発生状況とスラ
ブ加熱炉内雰囲気中のO₂濃度およびスラブ表面
温度との関係を、第１表に示す成分のオーステナ
イトステンレス鋼につき定量的に調査した結果の
一例を第１図に示している。

【表】

【表】第１図は、スラブ表面温度1200〜1250℃で、か
つその温度での保持時間が1.5〜3.5時間で加熱炉
内雰囲気中のO₂濃度と冷延コイル表面の線状ヘ
ゲ疵初成率との関係を示す。第１図から明らかなように、加熱炉内雰囲気中
のO₂濃度は体積％で0.5〜5.0％の範囲で、線状ヘ
ゲ疵が最も少なくなる。O₂濃度が0.5％未満でも
5.0％を超えても、線状ヘゲ疵発生領域が増加す
る。即ち、５％を超えると酸化が著しくなり、
0.5％未満では逆にスラブ表面層のスケールオフ
量が少なくなり、スラブ表面の欠陥が残り易いた
めである。また、第２図は第１表のオーステナイトステン
レス鋼を用い加熱炉内雰囲気中のO₂濃度を体積
％で0.5〜5.0％に制御した状態下での加熱温度と
その温度での保持時間による冷延コイル表面の線
状ヘゲ疵の発生率（疵発生コイル数／全コイル
数）を示しており、図中、記号●、×、△および
○は線状ヘゲ疵発生率31％以上、16〜30％、５〜
15％および５％未満をそれぞれ示し、また、曲線
Ａは（Ｈ＋1.1）・（Ｔ−1050）＝800のラインを示
す。このラインＡは、加熱炉内雰囲気中のO₂濃
度が体積％で0.5〜5.0％のときの、線状ヘゲ疵発
生の限界ラインを示すものである。これらの調査結果からわかるように、熱延時に
発生する線状ヘゲ疵を防止するには、加熱炉内雰
囲気中のO₂濃度を重量％で0.5〜5.0％にし、か
つ、スラブ表面温度をＴ℃として、その温度での
保持時間をＨ時間とした場合、ＴとＨを（Ｈ＋
1.1）・（Ｔ−1050）≦800なる範囲になるように調
整する必要がある。次に、各成分の限定理由を述べる。Ｃは、耐食性の点からは低いほど良く、また耐
熱性の点からは高い方が良いが、実用を考慮して
0.001〜0.20％とした。 Siは、加工性の点からは低い方が良いが、低す
ぎると脱酸が不十分となる。そこで下限を0.1％
とし、脆化の著しくなる５％以上を除去、上限を
5.0％とした。 Mnは、低すぎると加工性が劣化し、また脱酸
も不十分になるので、下限を0.1％とした。また、
多いほどオーステナイトが安定し、加工性および
耐食性が良くなるが、効果が飽和するので11.0％
を上限とした。Ｐは、高くなると、加工性、耐食性が悪くなる
ので、上限を0.050％にした。Ｓは、熱間加工性を劣化させる。特に、凝固
時、オーステナイト粒界に偏析し、熱間圧延時に
発生する線状ヘゲ疵の主因になる。したがつて上
限は0.020％とすべきである。Ｏも、Ｓと同じ、理由で、低い方が良く、上限
を0.015％にした。 Crは、ステンレス鋼としての耐食性の点から
11.0％が下限であり、脆性の増大と加工が困難に
なることを考慮して上限を30％にした。 Niは、Cr量との関連があるが、この関連とオ
ーステナイト相の安定性とを考慮して2.0％以上
とした。上限はコスト上の問題から30％にした。Ｎはオーステナイト相を安定させる意味では、
多い方が良いが、固溶量の限界を考慮して上限を
0.060％とし、下限は製造上の下限をもつて0.001
％とした。 Moは、耐食性向上に有効で、用途により5.0％
まで選択的できる。 Cuも、耐食性に有効であるが、加工性と、圧
延時の割れの問題から上限は3.0％とした。 Nbは、安定な炭化物を形成するため、耐食性
に有効であるが、脆化の問題から上限を1.0％と
した。 Tiは、安定の硫化物を形成すると同時に微細
化によつて、熱延時の表面割れを防止する作用が
あるが、しかし多量に添加するとチタンストリン
ガー疵の原因にもなるため、用途により少量選択
添加するが、効果の飽和点0.05％をもつて上限と
する。 Zrも、Tiと同様の効果があるが、コストと効
果の飽和を考慮して0.10％を上限とした。 Caも同様の効果で、介在物形態制御に効果が
あるが、耐食性を劣化させるため0.06％を上限と
して、用途により選択添加する。 Snは、耐食性を向上させるため、効果の飽和
する0.10％まで用途によつて選択添加する。Ｂは、熱間時の割れを防止するために添加され
るが、0.05％を超えると耐粒界腐食性を著しく低
下させるので0.05％以下で選択添加する。 Alは、脱酸に有効であるが、Si、Mn等の量に
よつては不要である。さらに用途によつては析出
硬化を狙つて多量に添加する場合があり、その効
果の飽和する4.0％をもつて上限とした。（実施例）転炉によつて第２表に示す本発明の成分組成範
囲のステンレス合金鋼を溶製し、連続鋳造により
スラブとした。本発明方法を用いて加熱炉の制御
をした結果を第２表に示す。比較法も合せて示し
た。本表から明らかなように、本発明方法を用い
れば、熱延時に発生する線状ヘゲ疵は著しく低減
されるが、本発明の成分組成範囲内のステンレス
鋼であつても、スラブ加熱炉内雰囲気のO₂濃度
が体積パーセントで0.5〜5.0％の範囲外である場
合、またはスラブ表面温度Tcおよび保持時間Ｈ
が（Ｈ＋1.1）×（Ｔ−1.050）≦800の関係から外れ
る場合には熱延時に多くの線状ヘゲ疵が発生して
いる。

【表】

【表】（発明の効果）本発明方法により、熱延による線状ヘゲ疵が著
しく低減され、この結果冷却コイルの歩留りが著
しく向上した。また、熱延後に、熱延コイル表面
の疵をグラインダーで研磨除去するための工程追
加によるコストアツプを押さえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特定成分組成範囲のオーステ
ナイトステンレス鋼の冷延コイルにおける線状ヘ
ゲ疵の発生率と熱延加熱炉内雰囲気中のO₂濃度
との関係を示すグラフ、第２図は本発明の特定成分組成範囲のオーステ
ナイトステンレス鋼のスラブの熱延前加熱表面温
度と保持時間とが冷延コイル表面の線状ヘゲ疵発
生におよぼす影響度を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

１重量パーセントでＣ：0.001〜0.20％、Si：
0.10〜5.0％、Mn：0.1〜11.0％、Ｐ：0.050％以
下、Ｓ：0.020％以下、Cr：11.0〜30.0％、Ni：
2.0〜30.0％、Ｎ：0.001〜0.060％、Ｏ：0.015％以
下、Al：4.0％以下を含有し、さらにMo：5.0％
以下、Cu：3.0％以下、Nb：1.0％以下、Ti0.05
％以下、Zr：0.10％以下、Ca：0.06％以下、Sn：
0.10％以下、Ｂ：0.05％以下の１種または２種以
上を含み、残部がFeおよび不可避不純物よりな
るステンレス合金鋼のスラブを熱間圧延前に加熱
するに際し、スラブ加熱炉内雰囲気のO₂濃度を
体積パーセントで0.5〜5.0％に制御し、かつ、ス
ラブ表面温度をＴ℃、その温度での保持時間をＨ
時間とした場合（Ｈ＋1.1）・（Ｔ−1050）≦800に
なるようにスラブ加熱温度と加熱時間を制御する
ことを特徴とするステンレス合金鋼スラブの加熱
方法。