JPH049849B2

JPH049849B2 -

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Publication number: JPH049849B2
Application number: JP13259085A
Authority: JP
Priority date: 1985-06-17
Filing date: 1985-06-17
Publication date: 1992-02-21
Also published as: JPS61291923A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野この発明は耐候性およびロール成形性の優れた
鋼板を製造する方法に関し、特にガソリンスタン
ドの屋根の下側の面に使用される屋根板の如く、
ロール成形と溶接施工を施して使用される屋外構
造用屋根材に最適な鋼板を製造する方法に関する
ものである。従来の技術従来一般に屋外構造用の屋根材としては普通鋼
の冷延鋼板にZnメツキやAlメツキを施してなる
メツキ鋼板を使用することが多い。一方、Si、
Ｐ、Cu、Cr等の合金元素を少量添加することに
よつて耐候性を向上させた低合金鋼板、すなわち
耐候性鋼板も一部では使用されている。この耐候
性鋼板は、前記のような合金成分を適切に添加す
ることによつて、長期間経過後に鋼板表面に黒み
を帯びた極めて緻密かつ安定な錆を生成させ、こ
れにより鋼板内部への腐食の進行を妨げて、普通
鋼より優れた耐候性を示すようにしたものであ
る。前述のようなZnメツキ鋼板やAlメツキ鋼板は、
造塊・分塊圧延あるいは連続鋳造で製造されたス
ラブを熱間圧延後、冷間圧延し、次いで箱焼鈍し
て冷延鋼板とし、さらに表面性状を良好にするた
めに酸洗や脱脂を行なつてからメツキ処理を施す
ことによつて製造するのが通常である。また耐候
性鋼板も、同様に造塊・分塊圧延もしくは連続鋳
造によつてスラブを製造し、熱間圧延−冷間圧延
−箱焼鈍によつて製造されるのが通常である。発明が解決すべき問題点前述のように従来から屋外構造用屋根材として
使用されているZnメツキ鋼板やAlメツキ鋼板に
おいては、表面に傷が付いて内部の地鉄が露出し
た場合、メツキ層による良好な耐食性が失われて
しまうから、表面に傷が付かないように取扱う必
要があるが、実際の施工現場では傷が付いてしま
うことが多く、そのため必ずしも充分な耐食性を
示すとは限らない問題がある。そしてまた特にガ
ソリンスタンドの屋根の下側面を構成する屋根材
の場合などにおいては、屋外で溶接施工を施す必
要があるが、このような場合、溶接時の火花（ス
パツター）の飛散によつてメツキ鋼板表面のメツ
キ層が破壊され、その部分で耐食性が失われてし
まう問題があり、そのためZnメツキ鋼板等はこ
のように溶接施工を施して使用される屋根材等の
用途には不適当とされている。一方、耐候性鋼板はそれ自体で優れた耐候性、
耐食性を示すため、上述のような溶接施工を施し
て使用される用途に適しているものと考えられ
る。しかしながら耐候性鋼板は、前述のように表
面に黒みを帯びた錆を生成させるものであるた
め、そのままでは外観が美麗とは云えず、特に人
目に触れる機会の多いガソリンスタンド等におい
ては好まれないことが多い。そこで本発明者等は耐候性鋼板にZnメツキを
施すことを試みているが、その場合には次のよう
な問題があることが判明した。すなわちメツキ処
理を行なう際には予め表面性状を良好にするため
に酸洗・脱脂を行なつておく必要があるが、耐候
性鋼板の如く合金元素含有量の多い鋼板を箱焼鈍
法によつて製造した場合、合金元素の表面濃化が
著しく、そのため表面酸化層の除去が困難となつ
て酸洗に長時間を要し、生産性を著しく低下させ
る。特に箱焼鈍による従来の一般的な耐候性鋼板
製造方法においては、焼鈍自体に長時間を要する
に加えて、酸洗にも長時間を要することは、生産
性を著しく低下させてしまう事態を招くのであ
る。一方、メツキ処理前の酸洗を短時間で行なう
ためには、使用する酸洗の濃度を高濃度にすれば
良いと考えられるが、この場合には表面を逆に荒
らしてしまうばかりでなく、耐候性をも低下させ
てしまうことが本発明者等の実験により確認され
ている。その理由は定かではないが、箱焼鈍で鋼
板表面に濃化あるいは析出した合金元素が高濃度
の酸洗によつて除去されてしまい、その結果、表
面に安定かつ緻密な酸化膜を生成させる耐候性鋼
本来の機能が失われてしまうためと考えられる。
したがつていずれにしても従来の一般的な箱焼鈍
法を適用して得られた耐候性鋼板に酸洗・Znメ
ツキを施すことは、問題を含んでいたのである。さらに、ガソリンスタンドの屋根の下側面の屋
根板等においては、例えば第１図に示すような形
状にロール成形することが多いが、従来の屋根材
用の薄鋼板の場合、第１図中に示すように製品ウ
エーブ部１にポケツトウエーブと称される楕円形
状の凹み２が発生することがある。このようなポ
ケツトウエーブが発生すれば、外観を損うのみな
らず、組立て作業などにおいて結合不良等の不都
合が生じるから、ロール成形時のポケツトウエー
ブの発生を可及的に抑えた鋼板、すなわちロール
成形性の良い鋼板を提供する必要がある。このポ
ケツトウエーブの発生に対しては従来から化学成
分の変更や製造条件の改善など、種々の方策が検
討されてきたが、未だ満足すべき結果が得られて
いないのが実情である。この発明は以上の事情を背景としてなされたも
ので、現場で溶接施工が施されるような用途に対
しても充分な耐候性を示すとともに、外観も優れ
ており、かつまたロール成形を施して使用される
ような用途に対してもロール成形性が良好でポケ
ツトウエーブの発生のない、屋外構造用屋根板に
最適な板材を、生産性を阻害することなく高能率
で製造しる方法を提供することを目的とするもの
である。問題点を解決するための手段前述の目的を達成するべく本発明者等は種々実
験・検討を重ねた結果、Ｃ、Si、Mn、Ｐ、Cu、
Ni、Cr等の合金元素含有量を適切に設定すると
同時に、冷間圧延後の焼鈍に連続焼鈍法を適用
し、かつ層焼後酸洗してZnメツキを施すことに
よつて、前述の問題を一挙に解決し得ることを見
出し、この発明をなすに至つたのである。したがつてこの発明の鋼板の製造方法は、
C0.01〜0.12％（重量％、以下同じ）、Si0.2〜0.8
％、Mn0.2〜0.5％、P0.06〜0.15％、Cu0.2〜0.6
％、Ni0.01〜0.70％、Cr0.3〜1.5％、sol.Al0.005
〜0.10％、N0.001〜0.01％を含有し、残部がFeお
よび不可避的不純物よりなる鋼を素材とし、その
鋼素材に熱間圧延および冷間圧延を施した後、連
続焼鈍法により再結晶焼鈍を施し、さらに酸洗処
理を施した後、亜鉛メツキ処理を行なうことを特
徴とするものである。作用先ずこの発明をなすに至る基礎となつた実験に
ついて以下に示す。 C0.05％、Si0.4％、Mn0.5％、P0.08％、S0.010
％、Cu0.41％、Ni0.33％、Cr0.5％、sol.Al0.051
％、N0.004％を含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物よりなる鋼素材、すなわちいわゆる耐候
性鋼組成の素材に対し、常法に従つて熱間圧延お
よび冷間圧延を施して板厚1.5mmとした後、箱焼
鈍もしくは連続焼鈍を施した。ここで箱焼鈍は、
10℃／hrの昇温速度で加熱昇温して650℃×3hr均
熱し、10℃／hrの冷却速度で冷却した。また連続
焼鈍は、20℃／secの昇温速度で加熱昇温して700
℃×30sec均熱し、10℃／secの冷却速度で冷却し
た。また比較のため普通鋼からなる板厚1.5mmの
冷延鋼板（一般用冷延鋼板）に対して前記同様な
条件で箱焼鈍を施した。以上のような各焼鈍後の板に対し、圧下率１％
の調質圧延を施した後、脱脂処理し、さらに５秒
間で酸洗が終了するように酸洗液（HCl水溶液）
の濃度を30〜80ｇ／HClに変化させて酸洗処理
を行ない、Zn付着量30ｇ／m²で電気Znメツキを
施した。 Znメツキを施したそのままの状態で１年経過
後の赤錆発生状況と、Znメツキを施してから点
溶接を施し、その後１週間経過後および１年経過
後の赤錆発生状況を調べた。またロール成形加工
後のポケツトウエーブの高さも併せて調べた。そ
れらの結果を第１表に示す。

【表】注(2) ○印…赤錆なし；×印…赤錆発
生
第１表に示すように、一般用冷延鋼板では５秒
間で酸洗を完了させるために酸洗後のHCl濃度が
30ｇ／で充分であつたが、耐候性鋼組成の鋼板
では箱焼鈍法を適用した場合、５秒間で酸洗を完
了させるためにHCl濃度を80ｇ／と高濃度にし
なければならなかつた。一方耐候性鋼組成の鋼板
でも連続焼鈍法を適用した場合には、50ｇ／
HClの比較的低濃度の酸洗液で５秒間で酸洗を完
了した。そしてZnメツキ後の赤錆発生状況については、
点溶接を施さない場合はいずれの鋼板でも１年経
過時まで赤錆を発生しなかつたが、点溶接を施し
た場合は、一般用冷延鋼板では１週間で赤錆を発
生し、また耐候性鋼組成の鋼板でも箱焼鈍材の場
合は１年後に赤錆が発生した。これに対し耐候性
鋼組成の鋼板の連続焼鈍材の場合は１年経過して
も赤錆が発生しなかつた。このように同じ耐候性
鋼組成の鋼板でも箱焼鈍材と連続焼鈍材でもZn
メツキおよび溶接後の赤錆発生状況が異なる理由
は、次のように考えられている。すなわち、箱焼
鈍材の場合、箱焼鈍によつて鋼板表面に濃化ある
いは析出した合金元素が、高濃度の酸洗法によつ
て除去されてしまい、その結果、溶接後に表面層
に安定かつ緻密な酸化皮膜が生成されにくくな
り、溶接のスパツタによりZnメツキ層が破壊さ
れた部分から赤錆が発生したものと考えられる。
一方連続焼鈍材の場合は低濃度の酸洗で充分であ
つたため、表面の活性化エネルギーが高く維持さ
れ、そのため表面層に緻密かつ安定な酸化皮膜が
形成されて、溶接によりZnメツキ層が破壊され
た部分でもその酸化皮膜により赤錆の発生が防止
されたものと考えられる。一方、ロール成形後のポケツトウエーブ高さに
関しては、同じ耐候性鋼組成の鋼板のうちでも箱
焼鈍材と比較して連続焼鈍材の場合の方が格段に
ポケツトウエーブ高さが小さくなること、すなわ
ちロール成形性が良好となることが判明した。こ
れは、連続焼鈍材の方が箱焼鈍材と比較して高降
伏比（YS／TS）、低ｎ値となるためと思われる。以上のように、鋼組成をいわゆる耐候性鋼の組
成とし、かつ冷間圧延後の再結晶焼鈍に連続焼鈍
を適用し、しかも最終的にZnメツキを施して得
られる鋼板は、溶接後においても赤錆の発生がな
く充分な耐候性を示すとともに、ロール成形性が
優れていることが判明し、この発明の完成に至つ
たのである。次にこの発明における素材成分の限定理由を説
明する。Ｃ：Ｃはこの発明において高降伏比化を促進してロ
ール成形性を向上させるに重要な元素であるが、
0.12％を越えれば結晶粒が微細となり過ぎて伸び
が低下するから、上限を0.12％とした。一方Ｃが
0.01％未満では固溶Ｃ量が減少するとともにYS
が低下し、ポケツトウエーブの発生が大きくなる
ところから、下限を0.01％とした。 Mn： Mnは、不可避的不純物として含有されるＳに
よる熱間割れを防止するとともに、鋼の強化に有
効な元素であるが、多量の含有は溶鋼コストの上
昇を招くから、上限を0.5％とした。一方Mnが
0.2％未満ではＳを充分に固定してＳによる悪影
響を防止することが困難となるから、下限を0.2
％とした。 Si： SiはMnと同様に鋼の強化に有効な元素である
が、0.8％を越えて含有されれば鋼板の表面性状
を劣化させるから、上限を0.8％とした。一方Si
か0.2％未満では耐候性が劣化するから、下限は
0.2％とした。Ｐ：Ｐも固溶強化によつて鋼の強度を上昇させるに
有効な元素であり、そのためには少なくとも0.06
％を必要とする。しかしながら0.15％を越えるＰ
の含有は脆化の原因となるから、0.06〜0.15％の
範囲内に限定した。 Cu： Cuは耐候性を増すに有効な元素であり、その
ためには少なくとも0.2％以上の含有を必要とす
る。しかしながら0.6％を越えてCuを含有させれ
ば各種の欠陥を招くところから、Cuは0.2〜0.6％
の範囲内に限定した。 Ni： NiもCuと同様に耐候性を向上させるに有効な
元素であり、そのためには少なくとも0.01％を含
有させる必要がある。しかしながらNiは高価な
元素であり、多量の含有はコスト上昇を招くか
ら、0.01〜0.7％の範囲内に限定した。 Cr： Crも耐候性向上に有効な元素であり、そのた
めには0.01％以上を必要とする。しかしながら
1.5％を越えるCrの含有はコスト上昇を招くから、
0.01〜1.5％の範囲内に限定した。 Al： Alは通常の製鋼過程において脱酸剤として添
加される元素であり、そのためにはsol.Alとして
少なくとも0.005％以上含有されていることが必
要である。しかしながら過剰に含有されればコス
ト上昇を招くから、sol.Alとして0.005〜0.10％の
範囲内とした。Ｎ：ＮはＣと同様に時効硬化を利用して高降伏比化
を図るに有効な元素であり、そのためには0.001
％以上を必要とする。しかしながら0.01％を越え
るＮの含有は、結晶粒を微細化して逆にＣの効果
を減少させるところから、0.001〜0.01％の範囲
内に限定した。この発明の方法を実施するにあたつては、以上
のような成分を含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物よりなる鋼を常法に従つて溶製し、連続
鋳造あるいは造塊一分塊圧延により得られたスラ
ブを常法に従つて熱間圧延そよび冷間圧延し、所
要の板厚の冷延板とする。続いて再結晶焼鈍を施
すが、この焼鈍にはこの発明方法では特に連続焼
鈍を適用する。このように従来の箱焼鈍法から連
続焼鈍法に変えた理由は、前述のように酸洗処理
を比較的低濃度の酸洗液で短時間に行なうことが
でき、その結果作業性が向上すると同時に、高濃
度の酸洗液を使用した場合の耐候性に対する悪影
響を防止することができ、しかもロール成形時の
ポケツトウエーブの発生を抑制することができる
からである。なお連続焼鈍条件は特に限定しない
が、通常は均熱温度を650℃〜850℃程度とすれば
良い。連続焼鈍後には酸洗処理を行なうが、この酸洗
処理は、比較的低濃度の酸洗で短時間に行なうこ
とができるのは前述の通りである。酸洗処理後に
は、必要に応じて調質圧延を行なう。この調質圧
延は、Znメツキ処理を行なう前に予め素材の表
面粗度を調整しておくためのものであり、この発
明の場合の如く強度が高い鋼の場合圧下率が５％
を越える高圧下を加えることは、特殊な調質圧延
機の使用の必須を招いたりして操業上好ましくな
くなるから、調質圧下率は５％以下とすることが
適当である。酸洗処理後必要に応じて調質圧延を施した後に
は、Znメツキ処理を行なう。このZnメツキは、
連続焼鈍法の適用により低下した耐候性を補うと
同時に、より一層耐食性を向上させ、併せて塗装
性、外観を良好にするために行なうものである。
すなわち、連続焼鈍法を適用した場合、表面層に
対する合金元素の濃化の程度が箱焼鈍の場合より
も小さくなり、このことは前述のように酸洗に対
しては有利となるか、酸洗による表面濃化合金元
素の逸失を考慮せずに表面層の合金元素濃化の点
のみから耐候性を考えれば、箱焼鈍の場合よりも
若干不利となると考えられる。そこでこの発明で
は連続焼鈍の適用による耐候性の低下を補い、同
時にその補つた分以上の耐食性を与えるために
Znメツキ処理を行なう。またZnメツキ処理を行
なうことによつて耐候性鋼板そのままの場合と比
較して格段に外観が良好となり、塗装性も改善さ
れるのである。ここで、Znメツキ後の鋼板に点溶接等の溶接
を施せば、既に述べたように溶接スパツタの飛散
によつてZnメツキ層が破壊されて地鉄表面が露
出してしまうことが多いが、地鉄鋼板としては
Cu、Ｐ、Ni、Cr等の耐候性向上元素を含有して
いるため、Znメツキ層の破壊によつて地鉄表面
が露出した部分で安定かつ緻密な酸化皮膜が生成
され、そのため赤錆の発生を招くことなく、充分
な耐候性を発揮できるのである。したがつて屋根
材等として溶接施工を施して使用する場合におい
ても、溶接スパツタの飛散によるZnメツキ層の
破壊に起因する耐候性の低下をなんら危惧するこ
となく、このような用途に好適に使用することが
できるのである。なおZnメツキは両面メツキに限らず、片面メ
ツキでも良いことは勿論であり、片面のみZnメ
ツキした場合には、Znメツキ面で耐食性、外観
が良好となる一方、非メツキ面は溶接性が良好と
なるため、特に溶接が施工されて使用される屋外
構造用屋根板として最適となる。なおまた、Znメツキ処理は、通常は電気亜鉛
メツキによれば良いが、溶融亜鉛メツキを適用す
ることもでき、またいずれの場合もメツキの具体
的手法としては従来公知の常法を適用することが
できる。実施例第２表に示す化学成分の鋼、鋼について、
750〜870℃の熱延仕上温度で熱間圧延して、板厚
4.0mmの熱延板とし、550〜620℃で巻取つた。酸
洗後、板厚1.5mmまで冷間圧延した後、均熱条件
750℃×30秒の連続焼鈍、もしくは650℃×３時間
の箱焼鈍を施し、30ｇ／HCl濃度の酸液にて７
秒間酸洗し後、圧下率１％の調質圧延を施し、次
いでZn付着量30ｇ／m²にて電気亜鉛メツキを行
なつた。上述のようにして得られた各鋼板についてロー
ル成形加工を行なつた場合のポケツトウエーブ高
さを調べるとともに、Znメツキを施したものお
よび施さなかつたものについて、各１ケ年経過時
の赤錆発生の有無を調べた。また、Znメツキ後
に点溶接を施し、その後１ケ年経過時の赤錆発生
状況も併せて調べた。それらの結果を第３表に示
す。ここで赤錆発生状況の評価についての○印は
全く赤錆が発生しなかつたもの、△印は若干赤錆
が発生したもの、×印は顕著に赤錆が発生したも
のを示す。

【表】

【表】第３表から明らかなように、本発明成分範囲内
の鋼の場合には、連続焼鈍法を適用したNo.１、
No.３では、ロール成形加工後のポケツトウエーブ
の発生がほぼ完全に抑制され、また溶接なし、溶
接ありの場合のいずれも赤錆の発生がなく、耐候
性が優れていることが判る。一方本発明成分範囲
内の鋼でも、箱焼鈍法を適用したNo.４では、ロ
ール成形加工後のポケツトウエーブの発生が著し
く、また溶接した場合に赤錆が発圧することが判
明した。また鋼はＣ量がこの発明で規定する範
囲よりも少ないものであるが、この場合連続焼鈍
法を適用したNo.２でもロール成形加工によつてポ
ケツトウエーブが若干発生する傾向が認められ
た。発明の効果以上の実施例からも明らかなように、この発明
の方法によれば、耐候性が良好で特に溶接を施し
た後の耐候性も優れ、しかもロール成形加工によ
るポケツトウエーブの発生も極めて少なく、さら
には外観も良好な鋼板を得ることができ、なおか
つ連続焼鈍を適用しているため生産性も高く、し
たがつてこの発明の方法は、ロール成形加工およ
び溶接が施されて使用されるような屋外構造用屋
根材、例えばガソリンスタンドの屋根の下面側屋
根材等を製造するに最適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的な冷延鋼板におけるロー
ル成形加工後のポケツトウエーブ発生状況を示す
ための斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ C0.01〜0.12％（重量％、以下同じ）、Si0.2〜
0.8％、Mn0.2〜0.5％、P0.06〜0.15％、Cu0.2〜
0.6％、Ni0.01〜0.70％、Cr0.3〜1.5％、sol.
Al0.005〜0.10％、N0.001〜0.01％を含有し、残
部がFeおよひ不可避的不純物よりなる鋼を素材
とし、その鋼素材に熱間圧延および冷間圧延を施
した後、連続焼鈍法により再結晶焼鈍を施し、さ
らに酸洗処理を施した後、亜鉛メツキ処理を行な
うことを特徴とする、耐候性およびロール成形性
の優れた鋼板の製造方法。