熱間圧延ステンレス鋼板の生産プロセス

ホットローリングはコールドローリングに対して相対的なものです。コールドローリングは再結晶温度以下の圧延を指しますが、ホットローリングは結晶温度以上の圧延です。では、ホットローリングとは何でしょうか？ホットローリングされたステンレス鋼板の製造プロセスと用途は何でしょうか？一緒に学んでいきましょう！

ホットローリングとは何か？

ホットローリングは、金属材料をその再結晶温度（通常900 違う ℃から1300 違う ℃の間）よりも高い温度に加熱し、それをローラーを通じて望む形状や厚さに圧縮および引き伸ばす金属加工プロセスです。再結晶温度は金属材料の重要なパラメータです。温度が再結晶温度を超えると、材料内の結晶粒が再配置され、より均一で細かくなり、材料が破損したり塑性変形時の応力集中が起こりにくくなります。

ホットローリングプロセスは、さまざまな金属材料を処理することができます。最も一般的な用途には、鋼板、鋼棒、鋼管などの生産が含まれます。ステンレス鋼の場合、ホットローリングは物理的特性を向上させるだけでなく、表面品質も向上させ、その後のコールドローリングプロセスの基礎を築きます。

ホットローリングの基本原理:

ホットローリングプロセス中、金属インゴットは通常、高温加熱炉で加熱され、その後粗びきミルと仕上びきミルに送られ、一連の圧延操作が行われます。このプロセスでは、大きな引き伸ばしと変形が発生し、金属の内部構造が再編成され、結晶粒が微細化され、材料の機械的特性が向上します。

ホットローリングの利点:

高い生産効率：

ホットローリングは高温で金属を加工できるため、材料の塑性が良く、短時間で大幅に変形させることができます。したがって、ホットローリングは高い生産効率を持ち、大規模な工業生産に適しています。

大きなサイズと厚みの金属を処理可能：

ホットローリングプロセスはより厚い金属インゴットを処理でき、複数回の圧延後により厚い板やその他の製品を得ることができます。

材料の均一な変形：

ホットローリングは高温によって金属材料内の内部応力を除去し、冷間圧延中に応力集中による材料の破断を回避します。再結晶化プロセス中、材料の結晶粒が再配置され、より均一な材料構造が得られます。

機械的特性の向上：

材料の内部結晶が熱間圧延工程で精製されるため、その機械的特性は大幅に向上します。具体的には、材料の靭性が向上し、引張強度が改善され、疲労寿命が延長されます。

エネルギー消費の削減：

熱間圧延は高温で行われるため、エネルギー消費が比較的低くなります。冷間圧延と比較すると、熱間圧延ではより少ないエネルギーで済みます。

熱間圧延ステンレス鋼板の生産プロセス:

熱間圧延ステンレス鋼板の生産プロセスは、金属の初期加熱からローリング、最終的な表面処理までいくつかの主要な段階に分かれています。各ステップにおいて、製品の品質を確保するために厳密な管理と操作が必要です。

1. 坯材の準備

熱間圧延ステンレス鋼板の原材料は通常、鋳造されたビレットまたはスラブです。ビレットの準備には、表面の酸化スケールやその他の不純物を除去するためのクリーニング処理が含まれます。

2. 加熱

ビレットは高温の加熱炉に供給され、炉内の温度は通常、1100 °C から1250 °C の間です。加熱の目的は、ビレットの塑性を向上させ、その後の圧延工程で亀裂が入ったり破断したりすることなく大きな変形を生じさせるためです。加熱時間はビレットのサイズや材料と密接に関連しており、温度管理は材料が過熱して過剰に柔らかくなりすぎたり酸化したりすることを避けるために重要です。

3. 粗圧延

ビレットが加熱された後、粗製圧延機に送り込まれて初步の圧延が行われます。粗製圧延の主な目的は、ビレットを初期の厚さから最終厚さに近い粗加工サイズまで大幅に圧縮することです。圧延過程では、金属材料の内部構造が徐々に変化し、結晶粒が圧縮され延長され、応力が均一に分布します。

4. 精製

精製プロセスには通常、複数の圧延パスが含まれており、それぞれのパスで材料の厚さがさらに圧縮されて所望の寸法要件が達成されます。精製段階では、温度と圧力の制御が特に重要であり、これにより材料の厚さと機械的特性の均一性が確保されます。

5. 冷却と仕上げ

熱間圧延が終了後、ステンレス鋼板は温度を段階的に下げるために一連の冷却工程を経ます。冷却の速度と方法は最終材料の性能に直接的な影響を与えます。場合によっては、熱間圧延されたステンレス鋼板はその後、平らな形状や標準サイズを得るために追加の矯正や切断作業も行われます。

6. 表面処理

熱間圧延されたステンレス鋼板の表面には通常酸化スケールがあります。ピッキングやショットブラストなどの表面処理を行うことで、酸化層を取り除き、表面品質を向上させることができます。一部の場合、顧客の要望に応じてさらに研磨や塗装などの表面処理が行われることもあります。

熱間圧延ステンレス鋼板の応用:

構造用鋼材：一般構造用鋼材および溶接構造用鋼材を製造し、主に鋼構造物、橋梁、船舶、車両の生産に使用されます。

耐候性鋼：特別な元素（P、Cu、Cなど）が添加されており、優れた耐食性と大気腐食抵抗性があります。コンテナ、特殊車両、建築構造物の製造に使用されます。

自動車用構造鋼：良好な成形性と溶接性を持つ高強度鋼板で、自動車の製造に使用されます。

鋼管用鋼板：優れた加工性と圧縮強度があり、LPG、アセチレンガスや各種ガスを500リットル以下の容積で充填した高圧ガス圧力容器の製造に使用されます。

高圧容器用鋼板：優れた加工性と圧縮強度があり、LPG、アセチレンガスや各種ガスを充填した高圧ガス圧力容器の製造に使用されます。

ステンレス鋼板：ステンレス鋼は優れた耐食性を持ち、主に食品産業、手術器具、航空宇宙、石油、化学工業などの分野で使用されます。