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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024088465
(43)【公開日】2024-07-02
(54)【発明の名称】フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法
(51)【国際特許分類】
B21B 45/06 20060101AFI20240625BHJP
C23G 1/08 20060101ALI20240625BHJP
B24C 1/10 20060101ALI20240625BHJP
C22C 38/00 20060101ALN20240625BHJP
C22C 38/58 20060101ALN20240625BHJP
C21D 9/46 20060101ALN20240625BHJP
【ＦＩ】
B21B45/06 Q
C23G1/08
B21B45/06 R
B24C1/10 E
C22C38/00 302Z
C22C38/58
C21D9/46 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022203657
(22)【出願日】2022-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】503378420
【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】汐月 勝幸
(72)【発明者】
【氏名】長野 琢磨
(72)【発明者】
【氏名】浅本 誠
【テーマコード（参考）】
4K037
4K053
【Ｆターム（参考）】
4K037EA02
4K037EA04
4K037EA05
4K037EA06
4K037EA09
4K037EA10
4K037EA12
4K037EA13
4K037EA15
4K037EA17
4K037EA18
4K037EA19
4K037EA20
4K037EA23
4K037EA25
4K037EA27
4K037EA28
4K037EA31
4K037EA32
4K037EA33
4K037EA35
4K037EA36
4K037EB06
4K037EB07
4K037EB08
4K037EB09
4K037FB00
4K037FF00
4K037GA08
4K053PA05
4K053PA12
4K053QA01
4K053RA15
4K053RA16
4K053RA17
4K053SA06
4K053TA02
4K053TA04
4K053TA20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍して得られるフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール性を向上させることが可能なデスケール方法を提供する。
【解決手段】Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得る工程と、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行うショットブラスト処理工程と、ショットブラスト処理工程後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う酸洗処理工程とを含むフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法である。
【選択図】図１
【解決手段】Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得る工程と、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行うショットブラスト処理工程と、ショットブラスト処理工程後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う酸洗処理工程とを含むフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得る工程と、
前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行うショットブラスト処理工程と、
前記ショットブラスト処理工程後の前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う酸洗処理工程と
を含み、
前記ショットブラスト処理は、投射材の平均粒径を０．２～０．６ｍｍ、投射速度を５０～１００ｍ／秒とし、以下の式（１）：
Ｅ＝１．７５（Ｃｒ＋３Ｍｏ）2－５８．１（Ｃｒ＋３Ｍｏ）＋５３７ ・・・（１）
（式中、Ｃｒ及びＭｏは、前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯中のＣｒ及びＭｏの含有量［質量％］を表す）によって算出されるＥ値以上の投射エネルギー［ｋＪ／ｍ2］にて行われ、
前記投射エネルギーは、以下の式（２）：
投射エネルギー＝０．５×投射密度［ｋｇ／ｍ2］×投射速度2［ｍ／ｓ］ ・・・（２）
の関係を満たすように投射密度及び投射速度を調整することによって制御される、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法。
前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行うショットブラスト処理工程と、
前記ショットブラスト処理工程後の前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う酸洗処理工程と
を含み、
前記ショットブラスト処理は、投射材の平均粒径を０．２～０．６ｍｍ、投射速度を５０～１００ｍ／秒とし、以下の式（１）：
Ｅ＝１．７５（Ｃｒ＋３Ｍｏ）2－５８．１（Ｃｒ＋３Ｍｏ）＋５３７ ・・・（１）
（式中、Ｃｒ及びＭｏは、前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯中のＣｒ及びＭｏの含有量［質量％］を表す）によって算出されるＥ値以上の投射エネルギー［ｋＪ／ｍ2］にて行われ、
前記投射エネルギーは、以下の式（２）：
投射エネルギー＝０．５×投射密度［ｋｇ／ｍ2］×投射速度2［ｍ／ｓ］ ・・・（２）
の関係を満たすように投射密度及び投射速度を調整することによって制御される、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法。
【請求項2】
前記酸洗処理工程は、硫酸による酸洗処理を施す第１酸洗処理工程と、前記第１酸洗処理工程後に硝酸及びフッ酸を含む混酸による酸洗処理を施す第２酸洗処理工程とを含む、請求項１に記載のデスケール方法。
【請求項3】
前記投射材は鉄系投射材である、請求項１又は２に記載のデスケール方法。
【請求項4】
前記酸洗処理工程の途中及び前後に研削工程を含まない、請求項１又は２に記載のデスケール方法。
【請求項5】
前記酸洗処理工程の途中及び前後に研削工程を含まない、請求項３に記載のデスケール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法に関する。
【背景技術】
【0002】
フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯の表面には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉなどの酸化物からなる酸化スケールが生成していることから、酸化スケールを除去するためのデスケールが行われている。デスケール方法としては、スケールブレーカー、ショットブラスト、研削などによる機械的デスケールや、酸洗などによる化学的デスケールが一般に採用されている。機械的デスケールにより、酸化スケールの剥離や酸化スケールに対するクラックの形成を行うことができ、化学的デスケールにより、酸化スケールの溶解除去を行うことができる。特に、機械的デスケールの後に化学的デスケールを行うことにより、機械的デスケールによって生じた酸化スケールのクラックに酸洗液などが浸透し易くなるため、デスケール性が向上する。
【0003】
例えば、特許文献１には、ステンレス熱延焼鈍鋼帯の表面にショットブラスト処理を行った後に酸洗処理を行うデスケール方法が提案されている。このデスケール方法は、ショットブラスト処理において、投射材の平均粒径を０．２５～０．８０ｍｍ、投射速度を４０～１００ｍ／ｓ、投射エネルギーを焼鈍方法及びＣｒに応じて特定の範囲に制御して行われる。特に、連続焼鈍されたステンレス熱延焼鈍鋼帯に対しては５０ｋＪ／ｍ2以上の投射エネルギーでショットブラスト処理が行われることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－１７２０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
フェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍して得られるフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯は、酸化スケールと母材との界面にＣｒ欠乏層が形成されるため、酸化スケールとともにＣｒ欠乏層も除去することが要求される。Ｃｒ欠乏層は、全ての領域で均一なＣｒ欠乏状態にあるわけではなく、Ｃｒ濃度が領域によって異なる。例えば、母材のＣｒ含有量が１８質量％である場合、Ｃｒ欠乏が多い領域ではＣｒ濃度が１０質量％程度となり、Ｃｒ欠乏が少ない領域ではＣｒ濃度が１６％程度となる。フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を酸洗する場合、Ｃｒ欠乏が多い領域（Ｃｒ濃度が低い領域）はＣｒ欠乏が少ない領域（Ｃｒ濃度が高い領域）に比べて溶解除去の進行が速いと考えられるものの、これらの領域の存在がデスケール性に与える影響は少ない。
【0006】
しかしながら、フェライト系ステンレス熱延鋼帯がＭｏを含む場合、Ｃｒ欠乏層を含む母材の溶解が抑制されるため、酸洗によるＣｒ欠乏層の溶解除去が難しくなる。すなわち、Ｍｏは、アノード分極曲線における不動態化電位を卑にする元素であるため、不働態皮膜を生成し易く且つ安定的に保つ作用を有する。また、Ｍｏは、不働態皮膜が破壊された際に自己修復を早め、修復後のバリア強化を助ける作用も有する。さらに、Ｍｏは、アノード分極曲線における活性態域の最大電流密度（不働態化電流密度）を下げる効果を有し、Ｃｒ欠乏層を含む母材の溶解を抑制する。このＭｏによる母材の溶解抑制効果は、母材のＣｒ含有量が多くなると増大する傾向がある。以上の理由から、Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を従来の方法でデスケールすると、酸化スケール及びＣｒ欠乏層の除去を行い難く、デスケール性が低下してしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍して得られるフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール性を向上させることが可能なデスケール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】
【0008】
本発明者らは、Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍して得られるフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法について鋭意研究を行った結果、投射材の平均粒径及び投射速度を所定の範囲に制御するとともに、Ｍｏ及びＣｒの含有量に応じた適切な投射エネルギーにてショットブラスト処理を行った後に、酸洗処理を行うことで、上記の問題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得る工程と、
前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行うショットブラスト処理工程と、
前記ショットブラスト処理工程後の前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う酸洗処理工程と
を含み、
前記ショットブラスト処理は、投射材の平均粒径を０．２～０．６ｍｍ、投射速度を５０～１００ｍ／秒とし、以下の式（１）：
Ｅ＝１．７５（Ｃｒ＋３Ｍｏ）2－５８．１（Ｃｒ＋３Ｍｏ）＋５３７ ・・・（１）
（式中、Ｃｒ及びＭｏは、前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯中のＣｒ及びＭｏの含有量［質量％］を表す）によって算出されるＥ値以上の投射エネルギー［ｋＪ／ｍ2］にて行われ、
前記投射エネルギーは、以下の式（２）：
投射エネルギー＝０．５×投射密度［ｋｇ／ｍ2］×投射速度2［ｍ／ｓ］ ・・・（２）
の関係を満たすように投射密度及び投射速度を調整することによって制御される、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法である。
前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行うショットブラスト処理工程と、
前記ショットブラスト処理工程後の前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う酸洗処理工程と
を含み、
前記ショットブラスト処理は、投射材の平均粒径を０．２～０．６ｍｍ、投射速度を５０～１００ｍ／秒とし、以下の式（１）：
Ｅ＝１．７５（Ｃｒ＋３Ｍｏ）2－５８．１（Ｃｒ＋３Ｍｏ）＋５３７ ・・・（１）
（式中、Ｃｒ及びＭｏは、前記フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯中のＣｒ及びＭｏの含有量［質量％］を表す）によって算出されるＥ値以上の投射エネルギー［ｋＪ／ｍ2］にて行われ、
前記投射エネルギーは、以下の式（２）：
投射エネルギー＝０．５×投射密度［ｋｇ／ｍ2］×投射速度2［ｍ／ｓ］ ・・・（２）
の関係を満たすように投射密度及び投射速度を調整することによって制御される、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍して得られるフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール性を向上させることが可能なデスケール方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法のフロー図である。
【図2】フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のＣｒ＋３Ｍｏの量及び投射エネルギーと酸化スケールの発生の有無との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯の別のデスケール方法のフロー図である。
【図4】鋼種Ａのフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のショットブラスト処理で適用した投射エネルギーとデスケール率との関係を示すグラフである。
【図5】鋼種Ｂのフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のショットブラスト処理で適用した投射エネルギーとデスケール率との関係を示すグラフである。
【図6】鋼種Ｃのフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のショットブラスト処理で適用した投射エネルギーとデスケール率との関係を示すグラフである。
【図7】鋼種Ｄのフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のショットブラスト処理で適用した投射エネルギーとデスケール率との関係を示すグラフである。
【図8】鋼種Ｅのフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のショットブラスト処理で適用した投射エネルギーとデスケール率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図を適宜参照しながら具体的に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
なお、本明細書において成分に関する「％」表示は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
なお、本明細書において成分に関する「％」表示は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
【0013】
図１は、本発明の実施形態に係るフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール方法（以下、単に「デスケール方法」と略す）のフロー図である。図１のフロー図において、実線部はデスケール方法の工程を表し、点線部はデスケール方法の実施前後の工程又は状態を表す。
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るデスケール方法は、ショットブラスト処理工程と、酸洗処理工程とを含む。ショットブラスト処理工程及び酸洗処理工程は、この順で行われる。
また、本発明の実施形態に係るデスケール方法の実施前には、フェライト系ステンレス熱延鋼帯を得るための熱間圧延工程、及びフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得るための連続焼鈍工程が行われる。また、本発明の実施形態に係るデスケール方法の実施後は、最終製品として出荷されるか、又はフェライト系ステンレス冷延鋼帯を製造するための冷間圧延工程などが行われる。本発明の実施形態に係るデスケール方法の実施前後に行われるこれらの工程は、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法にて行うことができる。
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るデスケール方法は、ショットブラスト処理工程と、酸洗処理工程とを含む。ショットブラスト処理工程及び酸洗処理工程は、この順で行われる。
また、本発明の実施形態に係るデスケール方法の実施前には、フェライト系ステンレス熱延鋼帯を得るための熱間圧延工程、及びフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得るための連続焼鈍工程が行われる。また、本発明の実施形態に係るデスケール方法の実施後は、最終製品として出荷されるか、又はフェライト系ステンレス冷延鋼帯を製造するための冷間圧延工程などが行われる。本発明の実施形態に係るデスケール方法の実施前後に行われるこれらの工程は、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法にて行うことができる。
【0014】
ここで、本明細書において「フェライト系」とは、常温で金属組織が主にフェライト相であるものを意味する。したがって、「フェライト系」にはフェライト相以外の相（例えば、オーステナイト相やマルテンサイト相など）が僅かに含まれるものも包含される。
フェライト系ステンレス鋼は、Ｍｏを含むものであれば特に限定されない。フェライト系ステンレス鋼におけるＭｏの含有量は、好ましくは６．００％以下、より好ましくは０．００１～５．００％、更に好ましくは０．００５～４．００％、最も好ましくは０．０１～３．００％である。また、フェライト系ステンレス鋼は、Ｃｒ＋３Ｍｏの量が、好ましくは１１．５０～３６．００％、より好ましくは１２．００～３０．００％、更に好ましくは１５．００～２８．００％である。
フェライト系ステンレス鋼は、Ｍｏを含むものであれば特に限定されない。フェライト系ステンレス鋼におけるＭｏの含有量は、好ましくは６．００％以下、より好ましくは０．００１～５．００％、更に好ましくは０．００５～４．００％、最も好ましくは０．０１～３．００％である。また、フェライト系ステンレス鋼は、Ｃｒ＋３Ｍｏの量が、好ましくは１１．５０～３６．００％、より好ましくは１２．００～３０．００％、更に好ましくは１５．００～２８．００％である。
【0015】
フェライト系ステンレス鋼の組成は、例えば、ＪＩＳ規格によると、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４５Ｊ１、ＳＵＳ４４５Ｊ２などが挙げられる。
また、フェライト系ステンレス鋼の典型的な組成は、Ｃ：０．００１～０．１５０％、Ｓｉ：０．２０～５．００％、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：２．００％未満、Ｃｒ：１１．００～３０．００％、Ｍｏ：６．００％以下、Ｃｕ：０．６０％以下、Ｎ：０．０５０％以下を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。フェライト系ステンレス鋼は、Ｔｉ：０．００１～０．５００％、Ｎｂ：０．００１～１．０００％、Ｖ：０．００１～１．０００％、Ｗ：０．００１～１．０００％、Ｚｒ：０．００１～１．０００％、Ｃｏ：０．００１～１．２００％、Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、Ｂ：０．０００１～０．００８０％、Ｓｎ：０．００１～０．５００％、ＲＥＭ（希土類元素）：０．２００％以下から選択される１種以上を更に含んでもよい。
なお、本明細書において「不純物」とは、ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。また、各元素の含有量に関して、「ｘｘ％以下」を含むとは、ｘｘ％以下であるが、０％超（特に、不純物レベル超）の量を含むことを意味する。
以下、本発明の実施形態に係るデスケール方法の各処理工程について詳細に説明する。
また、フェライト系ステンレス鋼の典型的な組成は、Ｃ：０．００１～０．１５０％、Ｓｉ：０．２０～５．００％、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：２．００％未満、Ｃｒ：１１．００～３０．００％、Ｍｏ：６．００％以下、Ｃｕ：０．６０％以下、Ｎ：０．０５０％以下を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。フェライト系ステンレス鋼は、Ｔｉ：０．００１～０．５００％、Ｎｂ：０．００１～１．０００％、Ｖ：０．００１～１．０００％、Ｗ：０．００１～１．０００％、Ｚｒ：０．００１～１．０００％、Ｃｏ：０．００１～１．２００％、Ｃａ：０．０００１～０．０１００％、Ｂ：０．０００１～０．００８０％、Ｓｎ：０．００１～０．５００％、ＲＥＭ（希土類元素）：０．２００％以下から選択される１種以上を更に含んでもよい。
なお、本明細書において「不純物」とは、ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップなどの原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。また、各元素の含有量に関して、「ｘｘ％以下」を含むとは、ｘｘ％以下であるが、０％超（特に、不純物レベル超）の量を含むことを意味する。
以下、本発明の実施形態に係るデスケール方法の各処理工程について詳細に説明する。
【0016】
＜ショットブラスト処理工程＞
ショットブラスト処理工程は、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行う工程である。ショットブラスト処理工程を行うことにより、酸化スケールに衝撃を加えることができるため、酸化スケールを剥離させたり、酸化スケールにクラック（亀裂）を生じさせたりすることができる。その結果、後述する酸洗処理工程において、酸の浸透が容易になって酸化スケールが除去され易くなる。
ショットブラスト処理は、投射材の投射速度や投射エネルギーを制御できる方法を用いて行われる。ショットブラスト処理は、例えば、既存の投射装置を用いて行うことができる。
ショットブラスト処理工程は、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯にショットブラスト処理を行う工程である。ショットブラスト処理工程を行うことにより、酸化スケールに衝撃を加えることができるため、酸化スケールを剥離させたり、酸化スケールにクラック（亀裂）を生じさせたりすることができる。その結果、後述する酸洗処理工程において、酸の浸透が容易になって酸化スケールが除去され易くなる。
ショットブラスト処理は、投射材の投射速度や投射エネルギーを制御できる方法を用いて行われる。ショットブラスト処理は、例えば、既存の投射装置を用いて行うことができる。
【0017】
ショットブラスト処理に用いられる投射材は、平均粒径が０．２～０．６ｍｍである。この範囲の平均粒径を有する投射材を用いることにより、酸化スケールに投射材を最適な衝突力で均一に接触させることができるため、酸化スケールの全体において大きなクラックを生じさせることができる。一方、平均粒径が０．２ｍｍ未満であると、投射材による衝撃力が弱くなるとともに投射材の衝突領域が狭くなるため、酸化スケールに生じるクラックの大きさや量が不十分となる。また、平均粒径が０．６ｍｍを超えると、酸化スケールに生じるクラックを大きくすることができるものの、投射材同士が干渉してしまうため、クラックの量が不十分となる。
【0018】
ここで、本明細書において投射材の平均粒径は、次のようにして求められる。投射材の長軸の長さ及び短軸の長さを測定し、以下の式によって粒径を算出する。このようにして１００個の投射材の粒径を算出し、その平均値を投射材の平均粒径とする。
投射材の粒径［ｍｍ］＝（投射材の長軸の長さ［ｍｍ］×投射材の短軸の長さ［ｍｍ］）1/2
投射材の粒径［ｍｍ］＝（投射材の長軸の長さ［ｍｍ］×投射材の短軸の長さ［ｍｍ］）1/2
【0019】
投射材の投射速度は、５０～１００ｍ／秒である。この範囲の投射速度に制御することにより、投射材を最適な衝突力で酸化スケールに接触させることができる。その結果、酸化スケールに生じさせる亀裂を大きくすることができるため、後述する酸洗処理工程において、酸の浸透が容易になって酸化スケールが除去され易くなる。一方、投射材の投射速度が５０ｍ／秒未満であると、投射材の衝突力が不十分となるため、酸化スケールに生じさせる亀裂の大きさが不十分となる。また、投射材の投射速度が１００ｍ／秒を超えると、投射材の衝突力が大きくなりすぎてしまうため、酸化スケールが母材に食い込んでしまい、酸化スケールが除去し難くなる。
【0020】
ショットブラスト処理は、以下の式（１）によって算出されるＥ値以上の投射エネルギー［ｋＪ／ｍ2］にて行われる。
Ｅ＝１．７５（Ｃｒ＋３Ｍｏ）2－５８．１（Ｃｒ＋３Ｍｏ）＋５３７ ・・・（１）
式中、Ｃｒ及びＭｏは、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯中のＣｒ及びＭｏの含有量［質量％］を表す。
投射エネルギーをＥ値以上に制御することにより、投射材を最適な衝突力で酸化スケールに接触させることができる。その結果、酸化スケールに生じさせる亀裂を大きくすることができるため、後述する酸洗処理工程において、酸の浸透が容易になって酸化スケールが除去され易くなる。一方、投射エネルギーがＥ値未満であると、酸化スケールに対する投射材の衝突力が不十分となるため、酸化スケールに生じさせる亀裂の大きさが不十分となる。
Ｅ＝１．７５（Ｃｒ＋３Ｍｏ）2－５８．１（Ｃｒ＋３Ｍｏ）＋５３７ ・・・（１）
式中、Ｃｒ及びＭｏは、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯中のＣｒ及びＭｏの含有量［質量％］を表す。
投射エネルギーをＥ値以上に制御することにより、投射材を最適な衝突力で酸化スケールに接触させることができる。その結果、酸化スケールに生じさせる亀裂を大きくすることができるため、後述する酸洗処理工程において、酸の浸透が容易になって酸化スケールが除去され易くなる。一方、投射エネルギーがＥ値未満であると、酸化スケールに対する投射材の衝突力が不十分となるため、酸化スケールに生じさせる亀裂の大きさが不十分となる。
【0021】
ここで、式（１）は、様々な組成を有するフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に対して投射エネルギーを変化させながらショットブラスト処理を行ってデスケール性を評価した実験データから導かれた算出式である。この算出式の基礎となった実験データを図２に示す。図２は、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のＣｒ＋３Ｍｏの量及び投射エネルギーと酸化スケールの発生の有無との関係を示すグラフである。なお、酸化スケールの発生の有無はデスケール率によって判定し、その詳細については以下で説明する。
図２に示されるように、酸化スケールの発生の有無は、実線の近似式によって区分される。式（１）は、この実線の近似式を表す算出式である。
図２に示されるように、酸化スケールの発生の有無は、実線の近似式によって区分される。式（１）は、この実線の近似式を表す算出式である。
【0022】
投射エネルギーは、投射密度及び投射速度を調整することによって制御することができる。すなわち、投射エネルギーは、以下の式（２）の関係を満たすように投射密度及び投射速度を調整することによって制御される。
投射エネルギー＝０．５×投射密度［ｋｇ／ｍ2］×投射速度2［ｍ／ｓ］ ・・・（２）
投射エネルギー＝０．５×投射密度［ｋｇ／ｍ2］×投射速度2［ｍ／ｓ］ ・・・（２）
【0023】
投射材の材質としては、特に限定されず、鉄、アルミナ、ＳｉＣ、セラミックスなどの硬質材料を用いることができる。その中でも材質が鉄である鉄系投射材は、安価であり、且つ酸化スケールの亀裂進展能力が高いため好ましい。
また、投射材の形状としては、特に限定されないが、球状、楕円体状、多面体状などの各種形状とすることができる。その中でも、球状の投射材は、安価であり且つ入手容易であるため好ましい。
また、投射材の形状としては、特に限定されないが、球状、楕円体状、多面体状などの各種形状とすることができる。その中でも、球状の投射材は、安価であり且つ入手容易であるため好ましい。
【0024】
＜酸洗処理工程＞
酸洗処理工程は、ショットブラスト処理工程後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う工程である。
酸洗処理としては、特に限定されず、硫酸、硝酸、フッ酸などの各種酸を用いた酸洗処理を行うことができる。酸洗処理の条件は、使用する酸に応じて適宜調整すればよく特に限定されない。
酸洗処理工程は、ショットブラスト処理工程後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に酸洗処理を行う工程である。
酸洗処理としては、特に限定されず、硫酸、硝酸、フッ酸などの各種酸を用いた酸洗処理を行うことができる。酸洗処理の条件は、使用する酸に応じて適宜調整すればよく特に限定されない。
【0025】
酸洗処理工程は、図３のフロー図に示されるような、硫酸による酸洗処理を施す第１酸洗処理工程と、第１酸洗処理工程後に硝酸及びフッ酸を含む混酸による酸洗処理を施す第２酸洗処理工程とを含むことが好ましい。酸洗処理工程として、第１酸洗処理工程及び第２酸洗処理工程を行うことにより、デスケール性を向上させることができる。
【0026】
第１酸洗処理工程は、硫酸を用いて行われる。その具体的な条件は、特に限定されないが、酸洗液は、硫酸濃度が２００～４００ｇ／Ｌ、温度が６０～９０℃であることが好ましい。また、酸洗方法は浸漬処理とし、浸漬時間は２５～６０秒であることが好ましい。このような条件で酸洗処理を行うことにより、デスケール性を安定して向上させることができる。
【0027】
第２酸洗処理工程は、硝酸及びフッ酸を含む混酸を用いて行われる。その具体的な条件は、特に限定されないが、酸洗液は、硝酸濃度が４０～１２０ｇ／Ｌ、フッ酸濃度が３～５０ｇ／Ｌ、温度が５５～７５℃であることが好ましい。また、酸洗方法は浸漬処理とし、浸漬時間は２５～６０秒であることが好ましい。このような条件で酸洗処理を行うことにより、デスケール性を安定して向上させることができる。
【0028】
本発明の実施形態に係るデスケール方法は、酸洗処理工程の途中及び前後（すなわち、図３のフロー図における第１酸洗処理工程と第２酸洗処理工程との間、ショットブラスト処理工程と第１酸洗処理工程との間、及び第２酸洗処理工程後）のいずれか１つに研削工程を更に含むこともできる。しかしながら、研削工程は、研削処理に用いられるブラシロールが劣化し易いとともに処理工程数が増えるため、コストが増大する。
他方、本発明の実施形態に係るデスケール方法は、研削工程を行わなくても十分なデスケール性を有しているため、コストを低減する観点から、酸洗処理工程の途中及び前後に研削工程を含まないことが好ましい。
他方、本発明の実施形態に係るデスケール方法は、研削工程を行わなくても十分なデスケール性を有しているため、コストを低減する観点から、酸洗処理工程の途中及び前後に研削工程を含まないことが好ましい。
【実施例0029】
以下に、実施例を挙げて本発明の内容を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
【0030】
表１に示す鋼種Ａ～Ｅの組成（残部はＦｅ及び不純物である）を有するフェライト系ステンレス鋼スラブを厚さ３ｍｍに熱間圧延してフェライト系ステンレス熱延鋼帯とし、次いで連続焼鈍してフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯を得た。なお、鋼種ＡはＳＵＳ４３０、鋼種ＢはＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、鋼種ＤはＳＵＳ４４５Ｊ１、鋼種ＥはＳＵＳ４４５Ｊ２に相当する。
【0031】
【表1】
【0032】
次に、フェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に対し、平均粒径が０．４５ｍｍの平均粒径を有する球状の鉄系投射材（新東工業株式会社製）を用いてショットブラスト処理を行った。ショットブラスト処理は、投射速度を７６ｍ／秒とし、投射密度を調整することによって投射エネルギーを制御した。なお、鉄系投射材の平均粒径は、上述の通りにして算出した。各鋼種のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のショットブラスト処理において適用した投射エネルギー、及び上記の式（１）で算出されるＥ値を表２に示す。
【0033】
次に、ショットブラスト処理後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯に対して酸洗処理を行った。酸洗処理は、硫酸濃度が２５０ｇ／Ｌ、温度が９０℃の硫酸溶液に３５秒浸漬する第１酸洗処理を行った後、硝酸濃度が６０ｇ／Ｌ、フッ酸濃度が３０ｇ／Ｌ、温度が６０℃の混酸溶液に４５秒浸漬する第２酸洗処理を行った。
【0034】
次に、酸洗処理後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯について、デスケール性を評価した。デスケール性の評価は、酸化スケールの残りの有無を評価することによって行った。具体的には、酸洗処理後のフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯の表面を光学顕微鏡（株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＨＸ－６０００）で観察した後、撮影された画像をアドビ株式会社製のＰｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）を用いて二値化処理して酸化スケールを特定し、ＩｍａｇｅＪ（ＮＩＨ社）を用い、観察総面積の全体に占める酸化スケールが存在しない部分の面積割合をデスケール率として算出した。なお、二値化処理では、酸化スケールが存在する部分が黒、酸化スケールが存在しない部分が白でそれぞれ表される。また、撮影は、倍率を２００倍、観察領域を１０ｍｍ×２０ｍｍとし、５０箇所で行った。この評価において、デスケール率が９９．８％以上であればデスケール性が良好であるといえる。このデスケール性の評価結果を表２に示す。また、ショットブラスト処理で適用した投射エネルギーとデスケール率との関係を示すグラフを図４～８にそれぞれ示す。図４は鋼種Ａ、図５は鋼種Ｂ、図６は鋼種Ｃ、図７は鋼種Ｄ、図８は鋼種Ｅである。
【0035】
【表2】
【0036】
表２及び図４～８に示されるように、ショットブラスト処理で適用した投射エネルギーをＥ値以上に制御した本発明例のデスケール方法は、デスケール率が９９．８％以上（すなわち、デスケール性が良好）であった。
これに対して、ショットブラスト処理で適用した投射エネルギーがＥ値未満である比較例のデスケール方法は、デスケール率が９９．８％未満（すなわち、デスケール性が不十分）であった。
これに対して、ショットブラスト処理で適用した投射エネルギーがＥ値未満である比較例のデスケール方法は、デスケール率が９９．８％未満（すなわち、デスケール性が不十分）であった。
【0037】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、Ｍｏを含むフェライト系ステンレス熱延鋼帯を連続焼鈍して得られるフェライト系ステンレス熱延焼鈍鋼帯のデスケール性を向上させることが可能なデスケール方法を提供することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
