JPH01139728A

JPH01139728A - 化成処理性に優れた連続焼鈍冷延鋼板の冷却処理方法

Info

Publication number: JPH01139728A
Application number: JP62298671A
Authority: JP
Inventors: Yukio Matsuda; 行雄松田; Seiki Hori; 堀　清貴; Akio Shinjo; 新城　昭夫; Takashi Shibahara; 芝原　隆
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1989-06-01
Also published as: JPH0563528B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、連続焼鈍冷延鋼板の冷却処理方法に係り、特
に塗装下地処理としてのリン酸塩化成処理の劣る連続焼
鈍冷延鋼板の表面を、冷却処理過程において改質し、化
成処理性を高めるための冷却処理方法に関する。

〔従来の技術〕

鋼板は自然界に於いては発錆しやすく、その最終使用状
態に於いては塗装やめっき等何等かの表面処理を施して
使用される。塗装される場合には、塗装に先立ち、いわ
ゆる塗装性とともに耐食性を高めるために鋼板にはリン
酸塩処理が施されるのが通例であり、このリン酸塩処理
によって形成されるリン酸塩処理皮膜の品質が塗装後の
塗膜耐久性を大きく支配することは周知である。

ところで、冷間圧延により得られた銅帯は、従来、箱型
焼鈍法により６５０〜７５０℃に数時間〜１０数時間均
熱され焼鈍されていたが、近年では、連続焼鈍法の発達
によりその多くが連続焼鈍処理されるようになり、均熱
時間が数１０秒に短縮されるようになった。しかしなが
ら、かかる短時間焼鈍方式の発展は、鋼板表面特性を下
記の如く大きく変化させた。

■焼鈍時間の著しい短縮は、鋼中成分の表面への濃化に
より形成される、リン酸塩処理に有効な表面濃化層の形
成を妨げることになった。

■焼鈍効率を高めるため連続焼鈍法でも採用が拡大しつ
つある直火式加熱法は、雰囲気をいかにコントロールし
ても鋼帯表面にオングストローム単位の厚さの酸化膜の
形成をもたらし、この酸化膜の存在はリン酸塩処理性の
低下をもたらす。

■成形性を賦与するために添加されるＴｉやＮｂ、また
高抗張力を賦与するために添加されるＭｎやＳｉは特に
上記■の傾向が著しい。

したがって、連続焼鈍プロセスの普及に伴って、連続焼
鈍冷延鋼板の化成処理性の改善が急務となっている。

他方、連続焼鈍における冷却方法として、一般的には、
ガスジェット冷却、ロール冷却、気水冷却、水焼入冷却
等の方法が採用されているけれども、この種の一般的な
冷却方法では、化成処理に適するように表面改質を行う
ことはできない。むしろ、気水冷却や水焼入冷却法では
、鋼板表面に数千人程度の酸化被膜（Ｆｅｄ、　Ｆｅｚ
Ｏｚ、Ｆｅ５０．等）を生じ、逆に著しく化成処理性を
損うものであった。

そこで、化成処理性の改善に一見効果のあるとみられる
方法が提案されている。

（１）特公昭６１−１５１３２号公報では、ギ酸含有水
により冷却する方法を、（２）特公昭５９−３８２８５
号公報では、１０〜９０重量％のアルコール含有水によ
る冷却方法を、（３）特開昭６１−２０１７３７号公報
では、α−アミノ酸含有水溶液による冷却方法を、（４
）特開昭４９−１２２４３５号公報では塩酸を発生する
が如き塩類を接触させる方法を、それぞれ提案している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記（１）の方法では、冷却処理後、十分なリ
ンスを行っても、鋼板表面に黄褐色状の錆を生じ、化成
処理性が悪化することを本発明者らは確認している。

（２）の方法では、無酸化冷却には有効であるとしても
、酸を使用する場合でのエツジング効果は全くなく、表
面改質を行うことができない。また、先に触れたように
、高抗張力材等のＭｎｓ　Ｓ　、Ｓ＋、Ｐ等の成分元素
を多く含む鋼種においては、焼鈍時に表面濃化層の生成
を招き、見映えおよび化成処理性の悪化を招くが、（２
）の方法では、エツジング効果が悪いので、表面濃化層
の除去を行うことができない。

さらに、（３）および（４）の方法では、ｆｌｌの方法
と同様の結果を招き、化成処理性が悪化する。

そこで、本発明の主たる目的は、無酸化冷却ができると
ともに表面濃化層の除去ができ、さらに化成処理性に有
害な残渣分のリンス除去を行い得る冷却処理方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するための本発明は、連続焼鈍過程で
高温の冷延鋼板を冷却する方法において；水に有機また
は無機酸あるいはそれらの塩が１〜３０重量％含有した
１次冷却剤を鋼板に接触させ冷却し、その後、水にアルコールが１〜６０重量％含有した２次
冷却剤を接触させ冷却する、ことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明では、１次冷却剤として、酸または酸塩を含有す
る水を用いているので、酸化膜および表面濃化層を除去
しながらの無酸化冷却を行うことができる。

また、２次冷却剤として、アルコール含有水を用いてい
るので、１次冷却処理において残った酸や、錆等の腐食
生成物をリンス除去でき、この面でも化成処理性を高め
ることができる。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明をさらに詳説する。

本発明では、１次冷却剤として、有機もしくは無機の酸
またはそれらの塩が用いられ、その含有量としては、１
〜３０重量％（以下％は全て重量％）、望ましくは３〜
１０％とされる。酸の含有量が少いと、酸化膜および表
面濃化層の除去効果が小さく、他方あまりにも多いと、
金属材を逆に腐食させる危険性があるからである。

本発明における存機酸としては、水に対する溶解性の点
からは、Ｃ数が６以下が望ましく、その例として、ギ酸
、酢酸、アロン酸、ピロピオン酸、酪酸、ペンタン酸、
ヘキサン酸等の脂肪族モノカルボン酸、シュウ酸、マレ
イン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、Ｌ２．４
−ブタントリカルボン酸−２−ホスホネート、エチレン
ジアミンテトラ酢酸、ニドＩＪロトリ酢酸等の脂肪族多
価カルボン酸、オキシ酢酸、グルコン酸、クエン酸、乳
酸、酒石酸、リンゴ酸、没食子酸、タンニン酸等のオキ
シカルボン酸、石炭酸などを例示できる。

上記例のギ酸は、１００〜９００°Ｃ程度の高温冷却ｗ
Ａ板と接触したとき、沸騰状態となりＣＯガスを発生し
、金属材の還元効果も大きいので優れる。

また、上述の有機酸のアンモニウム塩も使用できる。こ
の有機酸のアンモニウム塩は、酸による金属の腐食を抑
制でき、好適である。

無機酸としては、水可溶性の酸で、例えば塩酸、硝酸、
硫酸、リン酸等を例示できる。これらの酸は、勿論併用
してもよい。

また、無機酸のアンモニウム塩やナトリウム塩、たとえ
ばリン酸ナトリウム、塩化アンモニウム等も使用でき、
ＮＨ４Ｃｊｌ！は高温金属材と接触したとき］１□ガス
を発生し、金属材の還元効果も大きいので、ギ酸同様に
、性能的に優れるものである。

上記のように、還元ガスを発生する酸を使用する場合、
界面活性剤、特にノニオン系のものを用いると、界面活
性剤の吸着効果によって、還元ガスの蒸気膜冷却を長時
間かつムラなく行うことができ、有効である。

界面活性剤は、公知の界面活性剤を全て使用できるが、
その添加量は０．１〜１０％が好ましい。

界面活性剤の量が少ないと、還元ガスの蒸気膜の金属表
面における保持効果が少く、１０％を越えてもその効果
の増大は望めず、コスト的に不利となるからである。

使用できる界面活性剤は、カルボン酸塩、スルホン酸塩
、硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤、エーテル
型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型のノニ
オン系界面活性剤、アミン塩、第４級アンモニウム塩の
カチオン系界面活性剤、アミノ酸型、ベタイン型、イミ
ダシリン型の両性界面活性剤が使用できる。界面活性剤
の二種以上を併用してもよい。

蒸気膜冷却に当って、使用する酸から発生する還元ガス
に頬ることなく、外部から与えるようにしてもよく、こ
の還元ガスとしては、−酸化炭素、水素、水性ガス、変
性ガス、発生炉ガス、あるいは当業者に知られたＤＸ、
　ＮＸ、ＪＩＮＸ　、　ＲＸ、　ＡＸ、ＡＳｌ？Ｘ、Ｓ
ＡＸまたはこれらガスの混合ガスが用いられる。

この還元ガスは、たとえば、上記冷却剤を収容している
槽内に金属材を通す過程で、金属材表面に向けて、ノズ
ルから吹付けることによって、金属材に接触させること
ができる。

他方、上記１次冷却剤と鋼板との接触後、鋼板表面の残
留物の除去のために接触させる２次冷却剤としては、水
にアルコールを、１〜６０％、望ましくは３〜２０％、
特に３〜１０％含有させたものを用いる。

アルコール含量が少いと、リンス除去効果がなく、他方
多いと、引火の危険性があるし、かつ冷却剤としてのコ
ストとしても不利である。

本発明におけるアルコールとしては、水溶性および還元
作用として、炭素数が６以下のものが望ましく、この例
としては、メタノール、エタノール、イソプロパツール
、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族
アルコール；エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、
１．３−ブタンジオール、トリメチロールプロパン等の
脂肪族多価アルコール；モノエタノールアミン、ジェタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパ
ツールアミン等のアミノアルコール等を挙げることがで
きる。

もちろん、これらを併用してもよく、また炭素数７以上
のアルコールと、６以下の上記アルコールとを併用して
もよい。

本発明において、鋼板と各冷却剤とを接触させる方法と
しては、冷却剤を鋼板へスプレー等により吹き付けたり
、冷却剤の収容槽中に鋼板を通すなどの方法がある。

また、各冷却剤の使用のタイミングは、連続焼鈍設備の
第１次冷却帯において、順次行ってもよいし、第１次冷
却帯において１次冷却剤を適用し、過時効処理後の第２
次冷却帯以降で２次冷却剤を適用するようにしてもよい
。さらに第１次冷却帯においては、−船釣な冷却法によ
った後、第２次冷却帯以降で第１および第２冷却剤を適
用してもよい。

〔実施例〕

次に実施例を比較例と共に示す。

アルミキルド連続鋳造鋳片を素材として、熱間圧延、酸
洗し、引続き冷間圧延し、板厚０．８１ｍ、板幅１００
０ｍに仕上げた。さらに、連続焼鈍ラインで８００℃加
熱、均熱し、ガスジェット冷却で４５０℃迄冷却（第１
次冷却帯）し、過時効処理を行った。その後の冷却処理
プロセスに本発明を適用し、第１表に示す如く、各種酸
液、アルコールの組み合せで浸漬冷却テストを行った。

まず各種酸液で鋼板温度４５０℃から２００℃まで浸漬
冷却（第２次冷却帯）し、各種アルコール液で、２００
℃から３０℃まで浸漬冷却（第３次冷却帯）した。その
後、１．０％圧下率の調質圧延をし、最終製品を製造し
た。

かかる工程にて製造された各種鋼板をサンプリングし、
化成処理性を調査した。その結果を第１表に示した。

なお、試験１１ｋＬＡ−ＧのいずれのケースもＮ＝１０
コイル（１コイル当り、約２３トン）の平均値であり、
信頬度の高いデータであると考えられる。

ただし、化成処理条件は次の通りである。

（１）脱脂：［ファインクリーナー４８２６Ｔｊ　　（
商品名）を用い、５０℃で２分間処理（２）表面調整＝「パーコレンＺＴＪ　　（商品名）を
用い、２０秒間処理（３）リン酸塩処理：「ボンデライｌ−３０３０Ｊ　　
（商品名）を用い、５０℃で２分間浸漬処理また、化成処理性については、次の（イ）〜（ハ）によ
り、評価した。

（イ）化成被膜のフォスフオフイライト（Ｐ）と、ホバ
イト（ＩＩ）　との比Ｐ／　（Ｐ　＋　Ｈ）をＸ線回折
から求めた。

（０）走査型電子顕微鏡により、結晶の大きさを求めた
。

（ハ）化成被膜の付着量を重量法により求めた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、無酸化冷却かできるとと
もに表面濃化槽の除去ができ、さらに化成処理性に有害
な残渣分のリンス除去を行い得る冷却処理方法を提供す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）連続焼鈍過程で高温の冷延鋼板を冷却する方法に
おいて；水に有機または無機酸あるいはそれらの塩が１〜３０重
量％含有した１次冷却剤を鋼板に接触させ冷却し、その後、水にアルコールが１〜６０重量％含有した２次
冷却剤を接触させ冷却する、ことを特徴とする連続焼鈍冷延鋼板の冷却処理方法。