特許 6869142 ステンレス鋼板およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6869142

(24)【登録日】2021年4月15日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】ステンレス鋼板およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20210426BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20210426BHJP

   C21C 7/10 20060101ALI20210426BHJP

   C21C 7/00 20060101ALI20210426BHJP

   C21C 7/072 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302Z

   C22C38/58

   C21C7/10 J

   C21C7/00 A

   C21C7/00 B

   C21C7/072 Z

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-157576(P2017-157576)

(22)【出願日】2017年8月17日

(65)【公開番号】特開2019-35124(P2019-35124A)

(43)【公開日】2019年3月7日

【審査請求日】2020年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232793

【氏名又は名称】日本冶金工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】桐原 史明

(72)【発明者】

【氏名】轟 秀和

【審査官】 鈴木 毅

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１４９８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７４８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０５５６７９０７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０６１３２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００ − ３８／６０

Ｃ２１Ｃ ７／００ − ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：７〜２０％、Ｃｒ：１５〜２０％、Ａｌ：０．０２〜０．１５％、Ｎ：０．１％以下、Ｏ：０．０００１〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００１〜０．００５％、Ｃａ：０．０００１〜０．００５％、Ｍｏ：５％以下、Ｃｕ：２％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、非金属介在物はＭｇＯ、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の１種または２種以上を含み、圧延方向に平行に分散して並ぶ非金属介在物が、長さが５００μｍ以上に亘って連続して並び、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上、かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物が、鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下であることを特徴とするステンレス鋼板。

【請求項2】

前記非金属介在物中のＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の個数比率が５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のステンレス鋼板。

【請求項3】

前記非金属介在物のうち、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３はＭｇＯ：１０〜４０％、Ａｌ_２Ｏ_３：６０〜９０％であり、ＣａＯ −Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物は、ＣａＯ：３０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３：３０〜７０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のステンレス鋼板。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかに記載のステンレス鋼板の製造方法であって、電気炉にて、原料を溶解し、次いで、ＡＯＤおよび／またはＶＯＤにおいて脱炭した後に、石灰、蛍石、フェロシリコン合金および／またはＡｌを投入し、ＣａＯ：５０〜７０％、ＳｉＯ_２：３〜２０％、ＭｇＯ：３〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％未満からなるＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｆ系スラグを用い、Ｃｒ還元、脱酸、脱硫を行い、連続鋳造機で鋳造してスラブを製造し、続けて熱間圧延、冷間圧延を実施することを特徴とするステンレス鋼板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面性状に優れたステンレス鋼およびその製造方法に関し、特に、Ａｌを主体とする脱酸を施し、さらにスラグ組成を制御することにより、溶鋼中の非金属介在物のうち有害成分であるＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の生成を抑制しつつ、さらに介在物個数自体を低減させることにより、表面性状に優れたステンレス鋼を製造する製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ステンレス鋼は優れた耐食性および機械特性を有しており、様々な分野にて利用されている。その範囲は広く、外装材、化学プラント材料、構造材料、精密電子機器部品にまで到る。したがって、表面性状としては、小さい疵も特性を低下させるので、少なくしなければならない。

【0003】

このような課題に対して、表面にマイクロピット（微小な凹部）が少ない清浄性に優れるステンレス鋼が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。この素材はハードディスク用材料などの電子部品に使用される。

【0004】

これらの技術によると、非金属介在物は圧延工程において長く延伸されて分散することで、ピットは細かくなる。しかしながら、介在物の量が多いと、多数のピットの中には問題となるサイズの疵となるものが発生する危険性を持っていた。

【0005】

さらに、ステンレス溶鋼をＡｌで脱酸することにより、清浄性を高める精錬方法が示されている（例えば、特許文献４参照）。

【0006】

しかしながら、特許文献４に記載の技術では、酸素濃度が制御されていないために、鏡面仕上の場合には表面疵が発生する危険があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１−２０２２５３号公報

【特許文献2】特開２０１１−２１４０７９号公報

【特許文献3】特開２０１２−２０１９４５号公報

【特許文献4】特開２００１−２２０６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、非金属介在物の組成を制御することにより、マイクロピットに起因する疵の発生が抑制されたステンレス鋼板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】

【0009】

発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。板厚１ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼の冷延板を採取して、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に切断し鏡面研磨した。その後、疵の有無を検査した。本発明は、このように鏡面研磨を行い、検査することで疵の有無を評価して完成したものである。

【0010】

すなわち、本発明のステンレス鋼板は、Ｃ：０．２％以下、Ｓｉ：０．１〜２％、Ｍｎ：０．１〜２％、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：７〜２０％、Ｃｒ：１５〜２０％、Ａｌ：０．０２〜０．１５％、Ｎ：０．１％以下、Ｏ：０．０００１〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００１〜０．００５％、Ｃａ：０．０００１〜０．００５％、Ｍｏ：５％以下、Ｃｕ：２％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、非金属介在物はＭｇＯ、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の１種または２種以上を含み、圧延方向に平行に分散して並ぶ非金属介在物が、長さが５００μｍ以上に亘って連続して並び、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上、かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物が、鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下であることを特徴とする。

【0011】

本発明においては、前記非金属介在物中のＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の個数比率が５０％以下であることが好ましい。また、前記非金属介在物のうち、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３はＭｇＯ：１０〜４０％、Ａｌ_２Ｏ_３：６０〜９０％であり、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物は、ＣａＯ：３０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３：３０〜７０％であることが好ましい。

【0012】

また、本発明のステンレス鋼板の製造方法は、電気炉にて、原料を溶解し、次いで、ＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）および／またはＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）において脱炭した後に、石灰、蛍石、フェロシリコン合金および／またはＡｌを投入し、ＣａＯ：５０〜７０、ＳｉＯ_２：３〜２０％、ＭｇＯ：３〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％未満からなるＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｆ系スラグを用い、Ｃｒ還元、脱酸、脱硫を行い、連続鋳造機で鋳造してスラブを製造し、続けて熱間圧延、冷間圧延を実施することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例において検討を行った圧延後のステンレス鋼表面に形成される疵の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

まず、本発明のステンレス鋼板の化学成分限定理由を示す。なお、以下の説明においては、「％」は「ｍａｓｓ％」（「質量％」）を意味する。
（Ｃ：０．２％以下）
Ｃはオーステナイト相安定化元素であるが、多量に存在すると、ＣｒおよびＭｏ等と結合して炭化物を形成し、母材に含まれる固溶ＣｒおよびＭｏ量を低下させ、耐食性を劣化させる。そのため、Ｃ含有量は０．２％以下とした。なお、好ましくは０．１８％以下であり、より好ましくは０．１５％以下である。

【0015】

（Ｓｉ：０．１％〜２％）
Ｓｉは本願発明で、とても重要な元素である。Ｓｉは脱酸に有効な元素であり、酸素濃度を０．００５％以下に制御するためには、０．１％は必要である。さらに、ＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｆ系スラグ中のＣａＯやＭｇＯを還元し、溶鋼中にＣａやＭｇをそれぞれ０．０００１％以上供給する役割もある。これにより、介在物を無害なＭｇＯ、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系に維持する効果がある。その観点からも０．１％は必要である。一方、２％を超えて含有すると、スラグ中のＣａＯやＭｇＯを還元しすぎてしまい、Ｃａ、Ｍｇを０．００５％超供給してしまう。その結果Ｃａは、ＣａＯ単体の介在物を形成させてしまい、製品に表面欠陥を発生させてしまう。また、Ｍｇはスラブ中にＭｇ気泡を形成して表面欠陥をもたらす危険がある。そのため、Ｓｉ含有量は、０．１％〜２％と規定した。好ましくは０．１５〜１．５％である。

【0016】

（Ｍｎ：０．１ ％〜２％）
Ｍｎは脱酸に有効な元素である。Ｍｎ含有量が、０．１％未満では、その効果が十分に得られず、逆に、２％を超えて存在すると、σ相の生成を促進し、脆化を招く。そのため、Ｍｎ含有量は０．１％〜２％と規定した。

【0017】

（Ｓ：０．００５％以下）
Ｓは熱間加工性を阻害する元素であるため、極力低下させるべきであり、Ｓ含有量は０．００５％以下とした。好ましくは０．００３％以下である。さらに好ましくは０．００２％以下である。

【0018】

（Ｎｉ：７％〜２０％）
Ｎｉは塩化物を含む溶液環境における耐孔食性、耐隙間腐食性ならびに耐応力腐食割れ性を改善する効果を有しているが、過剰に添加することは、コスト上昇につながるため好ましくない。そこで、Ｎｉ含有量は７％〜２０％と規定した。

【0019】

（Ｃｒ：１５％〜２０％）
Ｃｒは、耐食性を確保するために必要不可欠な不動態皮膜を、鋼板表面に形成させる元素であり、耐酸性、耐孔食性、耐隙間腐食性ならびに耐応力腐食割れ性を改善するための母材の構成成分として、最も重量な元素である、しかしながら、Ｃｒ含有量が１５％未満では、十分な耐食性が得られない。逆に、含有量が２０％を超えると、σ相を生成し脆化を招く。以上の理由から、Ｃｒ含有量は１５％〜２０％と規定した。

【0020】

（Ａｌ：０．０２％〜０．１５％）
Ａｌは脱酸に非常な有効な元素であり、Ａｌを主体とする脱酸を施すことにより、酸素濃度を低下し、清浄度を向上させることができるため、０．０２％以上必要である。さらにＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｆ系スラグ中のＣａＯやＭｇＯを還元し、溶鋼中にＣａやＭｇをそれぞれ０．０００１％以上供給し、介在物を無害なＭｇＯ、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系に制御する効果がある。そして、疵をもたらすＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３介在物を回避するためにも、０．０２％以上必要である。一方、０．１５％を超えて添加すると、溶鋼中にＣａやＭｇを過剰に供給してしまう。過剰なＣａは表面品質に悪影響を及ぼすＣａＯ介在物の生成を助長する。過剰なＭｇはスラブ表面にＭｇ気泡を形成させ、スラブの内質を低下させたりする傾向がある。さらに、０．１５％超えて添加すると、溶接用途にて溶接ビード部の品質を低下させる。そのため、Ａｌ含有量は、０．０２％〜０．１５％とした。好ましくは０．０４％〜０．１３％である。より好ましくは、０．０５％〜０．１２％である。

【0021】

（Ｎ：０．１％以下）
Ｎは、侵入型元素であり、鋼の硬さ及び耐食性を向上させる元素である。しかし、Ｎ含有量が過剰になると、Ｃｒと共に窒化物を形成し、加工性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｎ含有量を０．１％以下と規定した。

【0022】

（Ｍｇ：０．０００１％〜０．００５％）
Ｍｇは鋼中の非金属介在物の組成を、表面品質に悪影響の無い酸化物系ＭｇＯに制御するために有効な元素である。その効果は、含有量が０．０００１％未満では得られず、逆に、０．００５％を超えて含有させると、スラブ中にＭｇ気泡を形成するため、最終製品に表面欠陥をもたらす。そのため、Ｍｇ含有量は、０．０００１％〜０．００５％と規定した。好ましくは、０．０００２〜０．００４％である。より好ましくは、０．０００３〜０．００３％である。溶鋼中に効果的にＭｇを添加させるには、下記（１）式で示す反応を利用することが好ましい。
３（ＭｇＯ）＋２Ａｌ＝（Ａｌ_２Ｏ_３）＋３Ｍｇ …（１）
括弧内はスラグ中成分を示し、下線は溶鋼中成分を示す。上記の範囲にＭｇを制御するには、スラグ組成をＣａＯ：５０〜７０％、ＳｉＯ_２：３〜２０％、ＭｇＯ：３〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％未満に制御すればよい。

【0023】

（Ｃａ：０．０００１％〜０．００５％）
Ｃａは鋼中の非金属介在物の組成を、クラスターを形成せず、表面品質に悪影響の無いＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物に制御するために有効な元素である。その効果は、含有量が０．０００１％未満では得られず、逆に、０．００５％を超えて含有させると、ＣａＯ単体の介在物が形成し、最終製品に表面欠陥をもたらす。そのためＣａ含有量は、０．０００１％〜０．００５％と規定した。好ましくは、０．０００２〜０．００４％である。より好ましくは、０．０００３〜０．００３％である。溶鋼中に効果的にＣａを添加させるには、下記（２）式で示す反応を利用することが好ましい。
３（ＣａＯ）＋２Ａｌ＝（Ａｌ_２Ｏ_３）＋３Ｃａ …（２）
上記の範囲にＣａを制御するには、スラグ組成をＣａＯ：５０〜７０％、ＳｉＯ_２：３〜２０％、ＭｇＯ：３〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％未満に制御すればよい。

【0024】

（Ｏ：０．０００１％〜０．００５％）
Ｏは、鋼中に０．００５％を超えて存在すると、介在物の量が多くなり、長さが５００μｍ以上連続しており、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物の個数が鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個を超えて多くなってしまう。さらに、脱硫を阻害し、溶鋼中Ｓ濃度が０．００５％を超えてしまう。逆に０．０００１％未満と低くなると、Ａｌがスラグ中のＭｇＯやＣａＯを還元する能力を高めすぎてしまう。つまり、上記の（１）および（２）式の反応が進行しすぎてしまうことにより、溶鋼中のＭｇやＣａがそれぞれ、０．００５％を超えて高くなってしまう。そのため、Ｏ含有量は、０．０００１％〜０．００５％と規定した。

【0025】

（Ｍｏ：５％以下、Ｃｕ：２％以下）
特に限定はしないが、Ｍｏ、Ｃｕの一方または両方を含有しても構わない。Ｍｏは耐食性を高める元素であり、５％以下の範囲で含有しても良い。Ｃｕは耐酸性に有効な他、軟質化にも有効であり、２％以下の範囲で含有しても良い。

【0026】

（非金属介在物）
まず、本発明では、圧延方向に平行に分散して並ぶ非金属介在物が、長さが５００μｍ以上に亘って連続して並び、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物の個数が鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下であると規定する。

【0027】

本発明では、圧延後のステンレス鋼板の表面性状を観察するので、鋼板に含まれる非金属介在物は、圧延によって微細に破壊され、介在物粒子は圧延方向に沿って分散することとなる。この状態を模式的に図１に示す。図１（ａ）はステンレス鋼板平面図であり、（ｂ）は対応する側断面図である。図に示すように、介在物粒子は、圧延方向に平行に直線状に並ぶ。ここで、「圧延方向に平行に分散して並ぶ非金属介在物」とは、隣接する介在物粒子の間隔が２００μｍ以下である形態を定義するものであり、「長さが５００μｍ以上に亘る」とは、図のように一連の介在物粒子の連続して並ぶ領域全体の長さが５００μｍ以上ということであり、「幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪み」とは、個々の介在物粒子の中のこれらの幅・深さ・長さを全て満たす介在物による窪みを言う。例えば、図に示すような長さ２０μｍ、幅５μｍ、深さ２μｍの窪みである（図１（ｂ）は深さ方向の縮尺は変えてある）。また、鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下と定めた理由は、上記したサイズは、いずれも肉眼で識別できる最小の数値であるからである。また、鋼板１ｍ^２からは１０ｃｍ×１０ｃｍの鋼板製品１００枚得られ、そのうちの２０枚以下に平均して１個ずつの疵が含まれることとなり、すなわち歩留まりが８０％以上となることを意味する。

【0028】

本発明では、非金属介在物組成は、ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物の１種または２種以上を含み、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３を個数比率で５０％以下であることを好ましい態様としている。以下、非金属介在物の個数比率限定の根拠を示す。

【0029】

（非金属介在物組成は、ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物の１種または２種以上を含み、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３を個数比率で５０％以下）
本発明に係るステンレス鋼は、鋼のＳｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａの含有量に従い、ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物のうち１種または２種以上含む。これらの介在物が問題ない理由は、まず、ＭｇＯは圧延工程で延びないため表面疵を形成しない。ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物は圧延工程で延びるが、深さ１μｍを超えて深くならない。そのため、いずれも表面疵を形成しない。つまり、長さが５００μｍ以上に亘って連続して並び、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物の個数が鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下となるためである。ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３は表面欠陥を引き起こす介在物であるので、極力少ない方が好ましい。ただし、その含有量が個数割合で５０％以下であれば、表面疵が少なくて済む。つまり、長さが５００μｍ以上に亘って連続して並び、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物の個数が鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下となる。

【0030】

（ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の構成成分比がＭｇＯ：１０〜４０％、Ａｌ_２Ｏ_３：６０〜９０％）
ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３は比較的広い固溶体を持つ化合物である。上記の範囲で固溶体となり、クラスターを形成し難くし、個数比率が５０個数％以下であれば疵の原因になり難くなるので、このように定めた。

【0031】

（ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物の成分比がＣａＯ：３０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３：３０％〜７０％）
基本的には、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物の融点を１３００℃程度以下に保つために、上記範囲に設定した。なお、ＣａＯが７０％を超えるとＣａＯ介在物が共存し、Ａｌ_２Ｏ_３が７０％超では純粋な有害であり疵となるＡｌ_２Ｏ_３介在物が共存する。以上から、ＣａＯ：３０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３：３０％〜７０％とした。また、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物はＳｉＯ_２を５％以下、ＭｇＯを１０％以下含んでも構わない。これは、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物は、ＳｉＯ_２を５％以下、ＭｇＯを１０％以下含んでも、圧延工程で延びるが、深さ１μｍを超えて深くならないためである。

【0032】

ＣａＯおよびＡｌ_２Ｏ_３介在物は、最も避けるべき介在物である。この理由を説明する。
（ＣａＯ）
ＣａＯ介在物は、水溶性のため、湿式研磨の際に溶解し、深さ１μｍを超えるピットを発生させるため、避けるべき介在物である。

【0033】

（Ａｌ_２Ｏ_３）
Ａｌ_２Ｏ_３介在物は、クラスター状の介在物を形成し、長さ５００μｍを越える介在物となるため、避けるべき介在物である。

【0034】

（製造方法）
本願発明では、ステンレス鋼の製造方法も提案する。まず、原料を溶解し、Ｎｉ：７〜２０％、Ｃｒ：１５〜２０％を含有するステンレス溶鋼を溶製し、次いで、ＡＯＤおよび／またはＶＯＤにおいて脱炭した後に、石灰、蛍石、フェロシリコン合金および／またはＡｌを投入しＣａＯ：５０〜７０％、ＳｉＯ_２：３〜２０％、ＭｇＯ：３〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％未満からなるＣａＯ−ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｆ系スラグを用いて溶鋼を精錬する。その後、取鍋に出鋼して、温度調整ならびに成分調整を行い、連続鋳造機によりスラブを製造する。製造したスラブは、表面を研削し、１２００℃で加熱して熱間圧延を実施し、厚み６ｍｍの熱帯を製造し、焼鈍、酸洗を行い、表面のスケールを除去する。最終的に冷間圧延を施し、板厚１ｍｍの薄板を製造する方法である。これにより、非金属介在物は、ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系酸化物の１種または２種以上に制御できる。その結果、長さが５００μｍ以上連続しており、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物の個数が鋼板表面１ｍ^２の表面積あたり２０個以下であるステンレス鋼板を得ることができる。

【0035】

本発明に係るステンレス鋼板の製造方法では、上述のようにスラグの組成に特徴を有している。以下、本発明で規定するスラグ組成の根拠を説明する。
（ＣａＯ：５０〜７０％、ＳｉＯ_２：３〜２０％）
スラグ中のＣａＯ濃度およびＳｉＯ_２濃度は、脱酸および脱硫を効率よく行い、かつ介在物制御を行うための元素である。ＣａＯ濃度が７０％を越えると、スラグ中ＣａＯの活量が高くなり、（２）式の反応が進行しすぎる。そのため、溶鋼中に還元されるＣａ濃度が０．００５％を超えて高くなり、ＣａＯ単体の非金属介在物が生成し、ノズル内に付着して、最終製品に表面欠陥をもたらす。そのため、上限を７０％とした。一方、ＣａＯ濃度が５０％未満だと、脱酸、脱硫が進まずに、本発明におけるＳ濃度、Ｏ濃度の範囲に制御することができなくなる。そのため、下限を５０％とした。また、ＳｉＯ_２濃度は最適な流動性を確保するため、３〜２０％と規定した。

【0036】

（ＭｇＯ：３〜１５％）
スラグ中のＭｇＯは、溶鋼中に含まれるＭｇ濃度を請求項に記載される濃度範囲に制御するために、重要な元素であるとともに、非金属介在物を本発明に好ましい組成に制御するためにも重要な元素である。そこで、下限を３％とした。一方、ＭｇＯ濃度が１５％を超えると、（１）式の反応が進行しすぎてしまい、溶鋼中のＭｇ濃度が高くなり、スラブ中にＭｇ気泡を形成するため、最終製品に表面欠陥をもたらす。そこで、ＭｇＯ濃度の上限を１５％とした。スラグ中のＭｇＯは、ＡＯＤ精錬、あるいはＶＯＤ精錬する際に使用されるドロマイトレンガ、またはマグクロレンガがスラグ中に溶け出すことで、所定の範囲となる。あるいは、所定の範囲に制御するため、ドロマイトレンガ、またはマグクロレンガの廃レンガを添加してもよい。

【0037】

（Ａｌ_２Ｏ_３：１５％未満）
スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３は、高いとＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３が５０個数％を超えて生成させる。また、Ａｌ_２Ｏ_３介在物も形成してしまうため、スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３濃度は極力下げる必要がある。そのため、上限を１５％（未満）とした。

【実施例】

【0038】

次に実施例を提示して、本発明の構成および作用効果をより、明らかにするが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。容量６０トンの電気炉により、フェロニッケル、純ニッケル、フェロクロム、鉄屑、ステンレス屑、Ｆｅ−Ｎｉ合金屑などを原料として、溶解した。一部の鋼種ではＦｅＭｏあるいはＣｕも原料として添加した。その後、ＡＯＤおよび／またはＶＯＤにおいてＣを除去するための酸素吹精（酸化精錬）を行い、石灰石および蛍石を投入し、ＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−Ｆ系スラグを生成させ、さらに、ＦｅＳｉ合金および／またはＡｌを投入し、Ｃｒ還元を行い、次いで脱酸した。その後、さらにＡｒ撹拌して脱硫を進めた。ＡＯＤ、ＶＯＤではマグクロレンガをライニングした。その後、取鍋に出鋼して、温度調整ならびに成分調整を行い、連続鋳造機によりスラブを製造した。

【0039】

製造したスラブは、表面を研削し、１２００℃で加熱して熱間圧延を実施し、厚み６ｍｍの熱帯を製造した。その後、焼鈍、酸洗を行い、表面のスケールを除去した。最終的に冷間圧延を施し、板厚１ｍｍの薄板を製造した。

【0040】

得られたステンレス鋼の化学成分、ＡＯＤもしくはＶＯＤ精錬終了時のスラグ組成を表１に、非金属介在物組成、介在物の形態および品質評価を表２に示す。ここで、実施例の４はＶＯＤ精錬、実施例の５および比較例の１０はＡＯＤに引続きＶＯＤで精錬した。なお、表中の―は、無添加のため、分析限界以下であったことを示す。［ ］で示す数値は、本発明の範囲外であることを示す。

【0041】

【表1】

【0042】

【表2】

【0043】

なお、分析および評価は下記の（１）〜（４）の通りに行った。
（１）合金の化学成分およびスラグ組成：蛍光Ｘ線分析装置を用いて定量分析を行い、合金の酸素濃度は不活性ガスインパルス融解赤外線吸収法で定量分析を行った。
（２）非金属介在物組成：鋳込み開始直後、タンディッシュにて採取したサンプルを鏡面研磨し、ＳＥＭ−ＥＤＳを用いて、サイズ５μｍ以上の介在物を２０点ランダムに測定した。
（３）スピネル介在物の個数比率：上記（２）の測定の結果から個数比率を評価した。
（４）品質評価：板厚１ｍｍの冷延板を採取して、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に切断し鏡面研磨した。次に、疵の有無を検査した。すなわち長さが５００μｍ以上に亘って連続して並び、その一連の中で、幅５μｍ以上、深さ１μｍ以上かつ長さ１０μｍ以上の窪みが少なくとも１つ含まれる形態を持つ非金属介在物の個数を、総面積１ｍ^２の評価面積において測定した。

【0044】

実施例の１〜７は、本発明の範囲を満足していたために、研磨後の表面にて、疵は表面積１ｍ^２あたり２０個以下であり、良好な表面性状を得ることが出来た。なお、実施例６は、ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３の個数割合が５５％とわずかに５０％を超えていたため、表面積１ｍ^２あたり疵が１９個と範囲内ではあるが、多い傾向が見られた。また、実施例７は、ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系介在物中のＳｉＯ_２濃度が２３．２%と５％を超えていたため、延びやすい性質となり、長さ５００μｍを超える介在物が増え、表面積１ｍ^２あたり疵が１８個と範囲内ではあるが多い傾向がみられた。

【0045】

一方、比較例は本願発明の範囲を逸脱したため、表面欠陥が発生した。以下に、各例について説明する。
比較例８はＡｌ濃度が０．００１％と低く、ＭｇおよびＣａ濃度が１ｐｐｍ以下となってしまい、介在物中ＳｉＯ_２濃度も２３．３％と高くなった。さらに、脱酸や脱硫が進まず、Ｓ濃度が０．００６８％と高くなってしまった。その結果、熱間加工性が低下による表面欠陥や介在物起因の疵が多数発生した。
比較例９は、Ａｌ濃度が０．０１４％と０．０２％未満のため、溶鋼中Ｍｇと相まってＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３介在物が多く形成してしまった。その結果スピネル比率が１００％と５０％を超えてしまい、疵が多数発生した。
比較例１０は、Ａｌ濃度が０．１８５％と０．１５％を超えて高かったため、酸素濃度が低くなりすぎ、Ｃａ濃度が０．００６２％と高くなった。その結果、ＣａＯ単体の非金属介在物を生成し、疵が多数発生した。
比較例１１は、添加したＡｌが歩留らず、酸化物となり、スラグ中Ａｌ_２Ｏ_３濃度が２５．５％と高くなった。また、溶鋼中Ｍｇ濃度およびＣａ濃度が低くかったため、Ａｌ_２Ｏ_３単体の非金属介在物が生成し、疵が多数発生した。
比較例１２は、溶鋼中のＭｇ濃度が０．００９７％と高くなったため、スラブ中にＭｇ気泡を形成し、スラブの段階で屑化となってしまった。
比較例１３は、Ｓｉ濃度が２．２１％と２％を超えて高かったため、Ｃａ濃度が０．００８４％と高くなった。その結果、ＣａＯ単体の非金属介在物を生成し、疵が多数発生した。

【図1】