JPH04325700A

JPH04325700A - 連続焼鈍鋼帯の酸化膜除去方法

Info

Publication number: JPH04325700A
Application number: JP11904691A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Furuta; 彰彦古田; Masaharu Jitsukawa; 実川　正治; Naoki Matsui; 直樹松井; Toyofumi Watanabe; 豊文渡辺
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1992-11-16

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続焼鈍方法による冷
延鋼板の製造において、水冷あるいは気水冷却よりなる
冷却工程で生成する着色酸化皮膜をより効率良く除去し
、あわせて鋼板の耐錆性と化成処理性を著しく向上せし
める方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常冷延鋼板は需要段階においてその表
面をリン酸塩化成処理後、塗装して使用される。良好な
塗装後性能を得るためには、まず下地処理であるリン酸
塩処理で良好なリン酸塩皮膜を形成させる必要があり、
そのためには前提条件として被処理面が清浄であること
、さらにリン酸塩結晶の核生成や成長を阻害しない活性
な表面状態に調整する必要がある。

【０００３】ところで従来、鋼板表面に生成するこのよ
うな着色酸化膜の除去技術としては、硫酸あるいは塩酸
等の強酸溶液に浸漬する方法、または強酸以外の溶液中
で電解処理する方法が採用されてきたが、いずれも次の
ような不可避的欠点を有していた。

【０００４】まず前者の方法では、鋼板表面の色調は回
復はするものの、ミクロ的には溶解面はきわめて不均一
で、ポーラスな状態になり、光沢ある外観は得られず、
特にその程度は強酸であるほど顕著となる。またポーラ
スであるがゆえに酸洗後、充分に水洗を行なっても、鋼
板面に吸着したアニオンや、酸洗時に鋼板面より溶出し
た鉄、あるいは、金属イオンとそれらの塩は充分には除
去できず、さらにアルカリ洗浄を行なってもこれらは酸
洗残渣を除去（清浄化）する効果がほとんどない。従っ
て、この方法による鋼板の塗油状態でもこの残渣を起点
に早期に錆が発生したり、化成処理性を大きく劣化させ
るなど、品質性能の回復は望めなかった。

【０００５】一方、上記の如き、強酸単独処理による弊
害を回避して強酸以外の溶液中で電解処理する後者の方
法として、（本発明と目的は多少異なるが）たとえば特
開昭５３−７３４２７号のように被処理用金属材を陽極
または陰極として、これを硫酸塩水溶液中に浸漬して電
解処理する方法があるが、この方法では酸化膜の除去効
果が劣り、また電解にともなって処理液のｐＨが急激に
上昇し、水酸化物の生成により多量の沈澱を生じ、その
除去が困難なばかりでなく、沈澱物が鋼板面に吸着し、
逆に汚染されるなどの欠点があり、当初の目的である清
浄でかつ耐錆性や化成処理性の優れた表面は得られなか
った。

【０００６】このため本発明者らは特に弱酸〜中性溶液
による電解処理法に焦点を絞った結果、上記従来技術の
欠点を克服するような酸化膜除去方法を創案し、既に特
開昭６１−１６７０００号公報において開示した。この
技術は連続焼鈍工程を経た冷延鋼板をｐＨ２以上７未満
に調整したオキシ・カルボン酸とオキシ・カルボン酸塩
との混合溶液中に陽極電解と陰極電解との両方を含む組
み合わせからなる電解処理を施すもので、これによれば
推定ではあるがオキシ・カルボン酸およびオキシ・カル
ボン酸塩の、金属イオンと容易に水溶性のキレート化合
物を生成する性質等により、連続焼鈍法の冷却工程で生
成する着色酸化皮膜を効率よく除去し、かつ鋼板の耐錆
性と化成処理性を著しく向上することができる等の効果
が得られることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように本発明者
らの開示技術によれば、連続焼鈍鋼帯表面の着色酸化皮
膜を均一かつ平滑に溶解させることができるものである
が、しかし近時における鋼の多種多様化に伴って上記技
術よりも更に効率の良い酸化膜除去方法が要求されるに
至った。

【０００８】すなわち、鋼用途の拡大傾向が顕著な近時
において鋼の性質もできるだけ従来のものより優れるも
のが望まれかつ汎用されてきており、高強度で加工性の
優れる鋼板も新たなニーズとしてその需要が高まってき
ている。しかし、このような高強度でかつ加工性の優れ
る鋼板を連続焼鈍で製造するにあたっては次に示すよう
に酸化膜を除去するのに極めて不都合な条件となってい
るのである。

【０００９】まず、鋼の強度および加工性を高めるため
には連続焼鈍の加熱工程における温度を高くする必要が
あるが、この条件により鋼帯表面にはより厚い着色酸化
皮膜が生成されることになる。次に、鋼の成分にＴｉ、
Ｎｂ等の特定元素を多量に添加する必要があるが、この
条件により酸洗時には鋼板面の着色酸化皮膜はこの特定
元素の濃度分布に従って選択的に溶解が進行するため均
一な酸洗が困難となっていた。従って、近時のニーズの
一つである高強度かつ加工性の優れる鋼板の製造工程に
おいては均一な溶解が困難でかつ厚い着色酸化皮膜が鋼
板表面に生成されることになり、このため従来よりも顕
著な劣化に対応し得るようなより効率の良い酸化膜除去
方法が望まれるに至ってきたのである。

【００１０】また一方、本発明者らによる上記開示方法
においては、これは上述のようにオキシ・カルボン酸と
オキシ・カルボン酸塩との混合溶液中で鋼帯を電解処理
するものであるが、溶液中の電気伝導度が比較的低いも
のとなっていたため、電解による酸化膜除去の効率を上
げるべく電圧を上げる必要があり、電力コストがアップ
してしまうという問題も顕在化していた。

【００１１】本発明は、以上のような従来技術の問題を
解決するために創案されたもので、上記開示方法の欠点
を克服し特に加工性に優れた高強度の鋼帯についても酸
化膜除去の効率が何ら変わらない連続焼鈍鋼帯の酸化膜
除去方法を提案しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、既に開示
した特開昭６１−１６７０００号の技術、すなわち酸化
膜を効率的に除去し、沈澱を生じることなく、安定して
清浄面が確保される鋼板の表面清浄化方法を参考に鋭意
検討を重ね各種実験・研究を行なった結果、硫酸と、オ
キシ・カルボン酸および／またはオキシ・カルボン酸塩
との混合溶液中で電解処理を行なった場合、上記諸問題
が完全に解決され、これを高強度かつ加工性の優れる連
続焼鈍鋼帯に適用した場合でも適性な電解条件の選択に
より、きわめて美麗な外観が得られ、あわせて耐錆性な
らびに化成処理性が飛躍的に向上することを見出し、本
発明を完成するに至ったものである。

【００１３】本発明による酸化膜除去作用の詳細なメカ
ニズムは明らかではないが、まず、上記開示方法と同様
に、処理液にオキシ・カルボン酸および／またはオキシ
・カルボン酸塩を含有することにより、均一でかつ平滑
に表面が溶解される作用およびその溶液が金属イオンと
容易に水溶性のキレート化合物を生成する作用とが影響
していることが考えられる。しかし、特に本発明では硫
酸を添加することによる処理液中の影響がより重要であ
ると考えられる。

【００１４】すなわち、本電解処理液においては、硫酸
が添加されているためその処理効率がオキシ・カルボン
酸および／またはオキシ・カルボン酸塩のみからなる混
合液中の電解処理の場合より更に高められ、被処理鋼板
の酸化膜がすみやかにかつ均一に溶解除去され、またそ
れに加えて溶解により界面に濃化したＦｅイオンをはじ
めとする金属イオンが水酸化物その他の塩として沈澱す
ることなく、直ちに水溶性キレート化合物を形成するこ
とを促進させ、平滑な表面であることも手伝って、水洗
できわめて容易に鋼板面から除去されることになると推
定される。

【００１５】本電解処理の浴組成や温度、電解電流密度
、極性、処理時間等の諸条件は、被処理鋼板の表面清浄
度に応じて、外観を整えるに必要な条件に調整すれば、
あらゆる条件において、充分にその効果が発揮されるこ
とが判明している。もっとも、本発明の目的とする連続
焼鈍鋼帯の表面調整に際しては、対象とする着色酸化膜
が化学的に安定で、かつ厚く生成していることから、単
時間に、より強力に酸化皮膜を除去し、清浄な表面に調
整する工夫が必要である。

【００１６】そこで、本電解処理液による連続焼鈍鋼帯
の表面調整において、最適な電解条件の検討を行なった
結果、本電解処理液による酸化膜除去作用においては、
特開昭６１−１６７０００号の酸化膜除去方法と同様に
、電解時の被処理鋼板の極性の影響が最も大であり、被
処理鋼板を陰極として電解後、つづいて陽極として処理
、あるいはその逆で、すなわち陽極と陰極、両方の組み
合わせで電解した場合、陽極あるいは陰極単独で電解し
た場合より格段に速く酸化膜が除去され、より効率よく
所望の表面に調整できた。そして、これは連続焼鈍の高
速操業に充分適合するのみならず、電解に際しての電流
密度や温度をより低位にし、コスト低減を可能ならしめ
るものである。

【００１７】陽極と陰極の両方の電解の組み合わせで、
酸化膜除去速度が格段に向上する詳細な理由は未だ明ら
かでないが、陽極電解の場合の鋼板面のアノード溶解作
用と、陰極電解の場合の界面における強烈な水素ガスの
発生による物理的除去作用が相乗効果を生むものと推定
している。

【００１８】なお、陽極電解と陰極電解の順で差は認め
られず、また、両者を連続して交互に繰り返しても同様
の優れた効果が得られることもやはり特開昭６１−１６
７０００号と同様である。

【００１９】また、本発明の処理の後、洗浄性を向上す
る上で、後処理として、アルカリ洗浄を行なってもよい
。

【００２０】本発明の実施に際し、経済的には次の範囲
が望ましい。

【００２１】浴組成：オキシ・カルボン酸および／また
はオキシ・カルボン酸塩の濃度を総量で０．１〜１．５
モル／１とし、これに硫酸を添加して、ｐＨを２以下と
する。０．１モル／ｌ未満では、上記沈澱抑制作用が充
分に発揮されず、清浄面が得られない。１．５モル／ｌ
を超えて多く添加しても、それ以上の効果は認められな
い。ｐＨが２を超えて高い場合、酸化膜の除去効率が低
く、酸化膜の性状によらず、安定して除去するのに不利
である。

【００２２】温度：２０〜６０℃とする。概して温度が
高くなる程、酸洗力が大きくなる傾向がある。２０℃未
満では酸化膜除去能力が劣り、６０℃以上では蒸発が大
きく、浴組成の変動があり、また加温・保温コストが大
で経済的でない。

【００２３】電流密度：０．５〜５０Ａ／ｄｍ２とする
。０．５Ａ／ｄｍ２未満では酸化膜除去力が劣るが、５
０Ａ／ｄｍ２を超えてもその効果はほとんど変わらない
。

【００２４】上記諸条件は、連続焼鈍鋼帯の外観（着色
酸化膜の程度）ならびに操業速度（電解処理時間）に応
じて調整するものである。

【００２５】また、本発明では上述のように処理液中に
硫酸を添加することにより酸化膜除去効率がアップしか
つ電気伝導度がも高められるため電圧を上げる必要もな
く、コスト的なメリットを有している。

【００２６】

【実施例】図１は水焼入れ方式による連続焼鈍設備のフ
ローを示したものである。

【００２７】本実施例では加工性に優れた高強度の鋼板
製造工程となっており、冷延鋼板の焼鈍に際しては、ま
ず、ペイオフリール１から巻き戻されたストリップをク
リーニング装置２および入側ルーパ３を介して連続焼鈍
炉に導き、加熱炉４および均熱帯５において高強度およ
び加工性の向上を図るべく６５０〜９００℃の高温で３
０〜１８０秒間加熱・均熱する。

【００２８】ついで、一次冷却帯６において４００〜８
５０℃に冷却した後、水焼入れ装置７に導入する。この
水焼入れにより鋼板表面には茶褐色で厚みのある酸化膜
が形成される。

【００２９】その後、ストリップは２００〜４５０℃で
３０〜１８０秒間、過時効処理帯８を通過し、最終冷却
帯９を通過後、水焼入れ時に生成した茶褐色酸化皮膜を
電解処理装置１０にて除去し、後処理設備１１、出側ル
ーパ１２、テンパーロール１３を通過し、オイラ１４を
経由して１５に巻き取られるものである。

【００３０】この連続焼鈍設備における電解処理装置１
０において、次の条件で連続処理を行ない、本発明に係
る電解清浄化処理を従来技術と比較した。

【００３１】Ｉ　　　　電解処理（本発明）処理条件は
下記表１に示す。ＩＩ　　　　水洗（後処理）常温、流水条件で１秒ＩＩＩ　　　アルカリ洗浄処理（後処理）２％カセイソ
ーダ含有、５０℃、１ｓｅｃＩＶ　　　　水洗（後処理
）常温、流水　　１ｓｅｃＶＩＩ　　　湯洗（後処理）５０℃、１ｓｅｃＶＩＩＩ　　乾燥ＩＸ　　　　塗油

【００３２】

【表１】

【００３３】処理条件と被処理鋼板の外観と耐錆性、化
成処理性、の試験結果を下記表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】上記表から明らかなように、本発明による
硫酸と、オキシ・カルボン酸および／またはオキシ・カ
ルボン酸塩の混合溶液中で、陽極電解と陰極電解を組み
合わせて電解処理することにより、単時間処理で、茶褐
色に変色していた連続焼鈍鋼帯の酸化皮膜は完全に除去
され、被処理面の外観は従来方法以上に金属光沢を有し
た良好な外観を呈し、かつ耐錆性、リン酸塩化成処理性
が著しく良好になった。また、処理液の電気伝導度も良
好で何ら電圧を上げる必要もなかった。

【００３６】なお、比較例として（１２）（１３）に、
従来の強酸単独による、硫酸電解処理ならびに塩酸無電
解処理の結果を示した。硫酸電解処理の場合、着色酸化
皮膜は除去されるが、無光沢であり、耐錆性、化成処理
性が劣っていた。塩酸無電解処理で着色酸化皮膜は除去
されるが、若干、茶色味帯びた変色が認められ、耐錆性
、化成処理性が大きく劣っていた。

【００３７】また、（１１）に陽極電解だけで処理した
例を示したが、このように単一電解では酸化膜除去力が
劣り、着色酸化皮膜を完全に除去することができなかっ
た。

【００３８】

【発明の効果】以上の実施例に示すように、本発明によ
れば、連続焼鈍法による冷却鋼板、特に加工性に優れる
高強度鋼板の製造においてその冷却工程で生成する着色
酸化皮膜を効率良く除去し、かつ鋼板の耐錆性と化成処
理性を著しく向上することができる等の効果が得られる
。また、電解処理時においても電気伝導度が極めて良好
となるため電気コスト的にもメリットが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が実施される連続焼鈍処理設備のフロー
を示した概略図である。

【符号の説明】

１　　　　ペイオフリール２　　　　クリーニング装置３　　　　入側ルーパ４　　　　加熱帯５　　　　均熱帯６　　　　一次冷却帯７　　　　水焼入れ装置８　　　　過時効処理帯９　　　　最終処理帯１０　　　　電解処理装置１１　　　　後処理設備１２　　　　出側ルーパ１３　　　　テンパーロール１４　　　　オイラ１５　　　　巻取り装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　連続焼鈍による冷延鋼板の製造におい
て、その加熱過程ならびに冷却過程で生成する酸化膜を
、硫酸と、オキシ・カルボン酸および／またはオキシ・
カルボン酸塩との混合溶液中で、陽極電解と陰極電解と
の両方を含む組み合わせにより電解処理して除去するこ
とを特徴とする連続焼鈍鋼帯の酸化膜除去方法。