JPH02170925A

JPH02170925A - 連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH02170925A
Application number: JP32305688A
Authority: JP
Inventors: Seiki Hori; 堀　清貴; Yukio Matsuda; 行雄松田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-07-02
Also published as: JPH0587570B2

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、連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法に関する。

さらに詳しくは、本発明は、優れた化成処理性を有する
冷間圧延鋼板、特に連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法に
関する。

（従来の技術）鋼板は自然界においては発錆しやすく、その最終使用状
態においては一般的に塗装やめっき等何らかの表面処理
を施して使用される。塗装される場合には、惨装に先立
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
Ｏ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〜ｌＯ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秒程度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、鋼板の表面特性を下記■
ないし■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４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
つある直下式加熱法は、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■９
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。

■成形性を付与するために添加されるＴｉやＮｂ、また
高抗張力を付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法の普及に伴って、連続焼鈍冷間圧
延鋼板の化成処理性の改善が急務になっている。

他方、連続焼鈍における鋼板の冷却法として、−Ｃ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が、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綱板の表面改質を
行うことはできない。

むしろ、気水冷却や水焼入冷却では、鋼板表面に数千人
程度の酸化皮膜（ＦｅＯ１Ｆｅｚ０３　、Ｆｅ５Ｏａ等
）を生じ、逆に著しく化成処理性を損なうものであった
。

そこで化成処理性向上対策としてｉｚ続焼鈍設備に続い
て、酸洗設備、Ｎｉフラッシュメツキ設備といった後処
理を行うための設備が設置されている。

一方上記のような特別な後処理設備を設置することなく
鋼板の化成処理性の改善を試みる方法もいくつか提案さ
れている。すなわち（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ｆ３１−２０１７３７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、（５）特公昭５５−２２５３４号公報および特開昭５６
−１５６７７８号公報では、リン酸塩化合物含有水によ
り冷却する方法を、さらに（６）特開昭６３−１１６２３号公報では溶存酸素濃度
を低減させた冷却水による冷却方法を、それぞれ提案している。

（発明が解決しようとする課題）しかし従来行われている酸洗＋Ｎ＋フラッシュメツキ法
では後処理設備が必要であり、設備費が増大するという
問題があった。

また化成処理性を改善するために提案されている上記の
（１）の方法では、必ずしも化成処理性の改善効果が充
分ではない。

（２）の方法では、無酸化冷却には有効であるとしても
、酸を使用する場合のエツチング効果は全くなく、鋼板
の表面改質を行うことはできない。また先に触れたよう
に高抗張力材等のＭｎ、　Ｓ、　Ｓｉ、Ｐ等の成分元素
を多く含む鋼板においては、焼鈍時に表面濃化層の生成
を招き、見栄えおよび化成処理性の悪化を招くが、（２
）の方法では鋼板表面のエツチング効果がないので表面
）；化層の除去を行うことができない。

（３）および（４）の方法では、冷却処理後に充分なリ
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。

（５）の方法では、リン酸塩化合物のみでは化成処理性
の改善効果は不充分である。

さらに（６）の方法では、冷却水中の溶存酸素濃度をか
なり低く管理する必要があり、実際の製造工程に適用す
ることができない。

以上いずれの方法によっても鋼板の化成処理性を向上さ
せることができる、連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法は
これまで存在しなかったのである。

ここに本発明の目的は、安価な設備で行うことができ、
また優れた化成処理性を有する鋼板を提供することがで
きる、連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記の課題を解決するため種々検討を重
ねた結果、連ＶＣ焼鈍過程で高温の冷間圧延鋼板を冷却
処理する際に、溶存酸素ｆｆ度の範囲を特定した水に０
．１〜２０重量％の有機酸、無ａ酸および／またはこれ
らの塩を含有せしめて水溶液とし、該水溶液に鋼板を接
触させて鋼板の冷却を行うことにより、得られるｉ９！
続焼鈍冷間圧延鋼板の化成処理性を改善することができ
ることを知り、本発明を完成した。

ここに本発明の要旨とするところは、連Ｖｔ焼鈍過程で
高温の冷間圧延鋼板を冷却処理する際に、溶存酸素？震
度を４　ｐｐｍ以下に低減させた水に０．１〜２０重量
％の有Ｊａ酸、無機酸および／またはこれらの塩を含有
せしめて水ｉ８液とし、該水溶液に前記鋼板を接触させ
ることを特徴とする連続焼鈍冷間圧延ｔＪｆｆｌの装造
方法である。

本発明の実施態様にあっζ、水溶液と鋼板を接触させる
時は、不活性雰囲気または還元性雰囲気で行なうことが
望ましく、また水溶液に含有する酸または酸塩としては
ホウ酸を用いることが望ましい。

（作用）以下、本発明をその作用効果とともに詳述する。

なお本明細書において「％」は特にことわりのない限り
、「重量％」を意味するものとする。

本発明においては、溶存酸素濃度を４ρρ−以下に低減
させた水に酸または塩類を含有せしめた水溶液を用いて
いるため、鋼板と接触した場合に通常の溶存酸素濃度の
水に酸または酸塩を含有した水溶液よりも効果的に酸化
膜および表面濃化層を除去しながらの９％１ｌｊＢ化処
理を行うことができ、連続焼鈍冷間圧延鋼板の化成処理
性を向上することができる。

たとえば第１図に（ＮＺ９５％＋Ｈｔ５％）の雰囲気中
で４５０℃に鋼板を加熱後純水で冷却した場合の、水溶
液中の溶存酸素濃度と鋼板表面の酸化膜厚さとの関係を
示す、第１図から明らかなように溶存酸素量を４ｐｐ−
以下とすることにより、原（反と同程度の４００　人の
酸化膜厚さを６１保できる。

実際の製造工程において、冷却水中の溶存酸素濃度を４
ρρ■以下にするには、 ■薬剤を添加する方法Ｎ１Ｈ４（ヒドラジン）　　＋（ｈ＝Ｎｚ”２１１ｚＯ
■脱酸素樹脂を触媒として、溶解させた水素ガスと反応
させる方法２Ｈ！＋０□＝２ＨｔＯ等があるが、特に制限を要するものではない。

また本発明においては、含有物として有機酸、無機酸お
よび／またはこれらの塩が用いられるがその含有量とし
ては０．１〜２０％である。かかる範囲に制限した理由
は、冷却水として用いる水溶液のｐＨを適性な範囲に保
つためである。すなわち有機酸、無機酸および／または
これらの塩の含有量が２０％超であると水？＄　液のρ
ＩＩは２未満となって鋼板表面を腐食させるおそれがあ
り、また有機酸、無機酸および／またはこれらの塩の含
有量が０．１％未満であると水溶：夜のρ１１は５より
も大きくなって酸化ｎり、表面濃化層の除去効果が小さ
くなってしまうからである。たとえば第２図に無機酸と
してホウ酸を用いた場合の水溶液、つまり、ホウ酸水溶
液の、ホウ酸濃度とｐＨとの関係を示す。ｐｌ＋が５よ
りも大きい場合には、酸化膜、表面？；化層の除去効果
が小さく、２よりも小さい場合には酸ｔｌが強すぎ綱板
表面を腐食させるおそれがある。

ここで本発明における有機酸としては、水に対する熔解
性の観点からは、炭素数が６以下であることが望ましく
その例として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、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
ロン酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、１．２．４−ブクントリカルボン酸−２−ホスホネ
ート、エチレンジアミンテトラ酢酸、ニトリロトリ酢酸
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、石炭酸等を例′示できる。

上記例のギ酸は、１００〜９００℃程度の高温状態の冷
間圧延鋼板と接触した時に沸腋状態となりＣＯガスを発
生するため、鋼板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、水可溶性の酸でたとえばホウ酸、塩酸
、硝酸、リン酸等を例示することができる。これらの酸
は勿論併用してもよい。

上記例のホウ酸の場合、酸化膜および表面Ｙ；化層を除
去すると同時に、鋼板表面に極ｉｔのホウ素あるいはホ
ウ素化合物が付着し、これを核としてリン酸塩皮膜の結
晶核数が多くなるため、緻密な化成処理皮膜が形成され
、特に化成処理性の向上に大きな効果がある。

また無機酸のアンモニウム塩やナトリウム塩、たとえば
ホウ酸ナトリウム、りん酸ナトリウム、塩化アンモニウ
ム等も使用できる。ホウ酸ナトリウムは鋼板表面にホウ
素あるいはホウ素化合物を付着させ、ホウ酸を用いた場
合と同様に化成処理性の向上に効果がある。また塩化ア
ンモニウムは高温状態の金属材と接触した時に１１□ガ
スを発生し金属材の還元効果も大きいので性能的にも優
れるものである。

本発明において鋼板と各水溶液とを接触させる方法とし
ては、水溶液を鋼板へスプレー等により吹きつけたり、
あるいは水溶液の収容槽中に鋼板をｊ■すなどの方法が
ある。

なお雰囲気としてはＮ２、Ｎ２＋ｌＩ□、Ａｒガス雰囲
気等が有効であり、実用上は酸化防止の観点から０！濃
度を０．５％未満とすることが有効である。

このようにして冷却を終えた鋼板をそのまま、または必
要に応じて調質圧延を施こすことにより、化成処理性に
１ｚれる連綺焼鈍冷間圧延崎仮を得ることができる。

さらに本発明を実施例に基づいて詳述するが、これは本
発明の例示でありこれにより本発明が不当に制限される
ものではない。

（実施例）板Ｔ￥０．８龍、板幅１０００１ｆｉの冷間圧延された
極低炭素鋼板（ＣｉＯ，０Ｏ１５％）をストリップ走行
速度！５０ｍｐｍの連続焼鈍ラインにおいて、加熱およ
び均熱処理試験を行った。

すなわち、まず前記鋼板を８５０℃まで加熱後均熱保持
し、その後ガスジェット冷却により４５０℃まで冷却し
３分間の過時効処理を行った。その後の冷却工程に本発
明にかかる方法を適用し、１００℃まで第１図に示す各
極液により浸潤冷却した。

続いてリンスを兼ねて常温まで水冷を行った。その後１
．０％の圧下率の調質圧延を行い、Ｑ柊製品を得て、試
料ｍｌないし試料患７の試験片とした。

かかる工程により得られた試料１１ｋｌｌないし試料ｌ
ｈ７の化成処理性を調査した。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４８２６ＴＩ　（
商品名）を用い、５０℃で２分間処理した。

（２）表面調整：　「バーコレン７、Ｔｌ（商品名）を
用い、２０秒間処理した。

（３）リン酸塩処理：　［ボンデライｌ−３０３０１（
商品名）を用い、５０℃で２分間浸漬処理した。

また化成処理性については、次の（ａｌないしｆｃｌに
より評価した。

ｆａ）化成皮膜のフォスフオフイライト　（Ｐ）　と、
ホバイト（Ｈ）との比Ｐ／　（Ｐ　＋　Ｉ＋）をＸ線解
析から求めた。

ｔｂ＋走査型電子顕微鏡により、結晶の大きさを求めた
。

＋ｃｌ化成皮膜の付着量を重！ｔｔ法により求めた。

また本発明は連続焼鈍工程へ適用することを目的として
いるため、この化成処理試験は（Ｎ１９５％（１）□５
％）である還元性雰囲気において行った。

試験条件および結果を第１表に示す。

第　　１　　表（注）　率は本発明の範囲外ここでＰ／　（Ｐ　＋　Ｉ＋）は値が大きいほど、また
化成結晶の大きさは小さいほど、さらに化成皮膜の付着
量は多いほど、それぞれ化成処理性は良好であると判断
される。したがって第１表の試料の化成処理性を判断す
るにあたっては、Ｐ／（Ｐ　＋　Ｉ＋）≧９５、結晶の
大きさ≦５ｐ、付着量≧２．５８／ｍ”の場合を良好と
した。　第１表から明らかなように本発明にかかる試料
（試料１ｋｌないし試ギ１寛４）は、上記の基準を全て
満足し、化成処理性に優れることがわかる。

これに対し試料磁５は焼鈍後にガスジェット冷却を施し
た試料であるが、結晶の大きさが大きくなりすぎたため
に、Ｐ／（Ｐ＋Ｈ）および付着量の値が小さくなってし
まい化成処理性が良好でないことがわかる。

また試料階６は溶存酸素量が本発明の範囲を外れた水溶
液により冷却した場合の試ｔ１であるが、やはり化成処
理性が不充分であることがわかる。

さらに１式寧４患７は有機酸、ｆＩｉｌ、機成および／
またはこれらの塩を含有しない水溶液により冷却した場
合の試料であるが、やはり化成処理性が不足しているこ
とが明らかである。

（発明の効果）以上詳述してきた本発明にかかる連続Ｖｌ鈍冷間圧延鋼
板の製造方法によれば、化成処理性の優れた鋼板を安価
にしかも確実に提供することができる。

かかる効果を存する本発明の意義は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｎ２９５％（１）２５％雰囲気中で鋼板を４
５０℃に加熱後純水で冷却した場合の、純水中の溶存酸
素濃度と鋼板表面の酸化膜厚さとの関係を表すグラフ：
および第２図は、ホウ酸？二度とｐ）ｌとの関係を表すグラフ
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）連続焼鈍過程で高温の冷間圧延鋼板を冷却処理す
る際に、溶存酸素濃度を４ｐｐｍ以下に低減させた水に
０．１〜２０重量％の有機酸、無機酸および／またはこ
れらの塩を含有せしめて水溶液とし、該水溶液に前記綱
板を接触させることを特徴とする連続焼鈍冷間圧延鋼板
の製造方法。
（２）不活性雰囲気または還元性雰囲気中で、前記水溶
液に前記鋼板を接触させることを特徴とする請求項（１
）記載の連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法。
（３）前記無機酸がホウ酸である請求項（１）または請
求項（２）に記載の連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法。