JPH0696748B2

JPH0696748B2 - 硬質溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0696748B2
Application number: JP14868187A
Authority: JP
Inventors: 征行宮原; 悟博中島; 茂夫染矢
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPS63312918A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は強度が高く平坦度の優れた硬質溶融亜鉛めっき
鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術）建物の屋根や壁などの建築用部材には、一般に耐食性の
点から耐候性鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板、更には美観を
考慮してステンレス鋼板やチタン材など、各種の薄板材
料が使用されている。これらは、いずれも幅広の板で圧
延製造された後、場合によってはスリット加工により板
幅を分割した後、次いでロールフォーミングでチャンネ
ルや波板などの各種所望形状に加工され、組み合わされ
て、各種部材の一部を構成するように施工される。

しかし、その際、素材の平坦度が悪かったり、板の長手
方向や幅方向に材質や寸法が不均一であると、ロール成
形時にフランジ外側部で形状不良が生じ易く、接合時に
接合面で隙間が生じ、不良品となったり或いは接合作業
性を大幅に低下させる原因となる。

また、これらの用途に用いられる素材は、建築用構造物
の一部を構成するものであるため、耐食性に優れていう
ほか、部材強度が高いことが要求されるので、強度の高
い材料が必要とされる。

ところで、普通鋼板で耐食性を確保するため、例えば、
溶融亜鉛めっき鋼板を上記用途向に製造する場合には、
安価で且つ高強度を得るために高圧延率で冷間圧延して
材料を加工硬化させ、回復再結晶が生じない温度で鋼帯
を予熱した後、溶融亜鉛めっき浴中へ浸漬処理する方法
が一般的に行われている。この場合、強度を高くするた
めに冷間圧延率は80〜90％の高圧延率となることが多
い。しかも、用途的に0.5mm以下の薄物材が多いので、
高圧下圧延率による冷間圧延で平坦度の良好な鋼板を製
造することになり、高度な技術が要求される。そこで、
これを軽減するため、冷間圧延前の素材としては冷延時
の圧延荷重が小さく、圧延形状を修正し易い軟質鋼板が
求められており、通常は0.05％Ｃ−0.30％Mn程度のAlキ
ルド鋼板が用いられている。

（発明が解決しようとする問題点）上述のようなAlキルド軟質鋼板であっても、これを用い
て硬質溶融亜鉛めっき鋼板（以下、「硬質CG鋼板」と称
す）を製造する場合には、相当な高冷延率であるために
冷間圧延機の荷重負荷が大きくなり、したがって、形状
修正が極めて困難となる。その対策としては、Ｃ、Mn量
を低くして更に軟質化すれば冷延時の圧延荷重の低減は
達成可能である。しかし乍ら、他の問題もある。すなわ
ち、硬質CG鋼板では高冷延率とするべく熱延原板厚を厚
くしたとしても、なお、熱延後の板厚は2.0mm以下と薄
いため、熱延時の鋼板温度の低下が大きく、加えて上記
の如くＣ、Mn量を低くしたことによりAr₃点が上昇する
こともあって、特に、コイル幅中央でγ域圧延がなされ
ても、熱延時の温度低下量の大きいコイルエッジ部では
熱延の後段スタンドでα＋γ域圧延となり易く、コイル
幅方向で材質のバラツキが生じ、屋根等に加工する際に
形状不良が生じ易くなる。

一方、鋼のAr₃点を下げ、更には軟鋼板を軟質化する元
素として知られているＢの添加による方法があり、例え
ば、特開昭56−152943号公報には、Alキルド軟鋼板に重
量比にて10〜30ppmのＢを「Ｎ量（％）−0.0025％≦Ｂ
量（％）≦Ｎ量（％）」の条件を満たすように添加した
場合、冷延後の引張強さが低減されることが示されてい
る。この場合には、冷間圧延時の圧延荷重は低減される
ものの、溶融亜鉛めっき浴中に浸漬する前の予熱処理
（約530℃）において、加工硬化した素材が冷間圧延で
加えられた歪エネルギーが開放される、いわゆる回復現
象を生じ、強度が低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、冷間圧延時の負荷荷重を軽減できると共に形状修正
が容易で、強度が高く平坦度の優れた硬質溶融亜鉛めっ
き鋼板を安定して製造し得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）上記目的を達成するため、本発明者は、前述のようなAl
キルド鋼にＢを添加した場合に硬質CG鋼板の連続溶融亜
鉛めっきライン（以下、CGラインと称す）での強度低下
を防止できる方策を見い出すべく、種々の基礎研究を行
った。

すなわち、まず、強度に及ぼすＢ量、熱延巻取温度及び
CGラインでのめっき前の鋼板予熱温度の影響を調べた。
なお、この実験では、第１表に示す化学成分を有する鋼
を溶製し、連続鋳造によりスラブとした後、第２表に示
す条件で熱間圧延を行い、次いで熱延鋼板を冷延率82％
にて冷間圧延を行った後、CGラインにてめっき前の鋼板
予熱温度を変えて予熱し、溶融亜鉛めっき処理を行っ
た。予熱時間は約20秒である。

第１図は得られた硬質CG鋼板の降伏強度と鋼板予熱温度
の関係を示している。なお、いずれの鋼においても、引
張強度と降伏強度の差は＋２〜＋3kgf/mm²であり、各鋼
のCGラインにおけるめっき前の各種予熱温度による各鋼
の引張強度の変化は降伏強度のそれとほゞ対応してい
た。

同図より明らかなとおり、Alキルド鋼にＢを添加した鋼
No.1−１〜No.1−３では、Ｂを添加しない鋼No.2に比べ
て冷延ままの降伏強度が低下している。この降伏強度の
低下、すなわち、引張強度の低下により冷延時の圧延荷
重を低くすることができ、したがって、冷延時に形状修
正が容易となり、得られる硬質CG鋼板の平坦度が良好と
なる。

しかし、巻取温度が600℃以上の場合、Ｂを添加した鋼N
o.1−１及びNo.1−２ではCGラインにて予熱温度が525℃
で降伏強度がやや低下する傾向を示し、550℃以上の予
熱を受けると降伏強度が著しく低下する。すなわち、55
0℃以上の温度で予熱すると、鋼は回復乃至再結晶が生
じて鋼板の強度が低下することになる。

一方、同様にＢを添加した鋼であっても、巻取温度が56
0℃と低い鋼No.1−３では、予熱温度が525℃までは降伏
強度は殆ど変化せず、また予熱温度が525〜550℃の範囲
内であっても鋼No.1−１及びNo.1−２に比べて高い降伏
強度が維持されていることがわかる。

以上の基礎研究の結果より、本発明者は、Alキルド鋼に
Ｂを添加した場合、熱間圧延後のコイルの巻取温度を従
来より低くすることにより、冷間圧延での圧延荷重を、
Ｂを添加し高温巻取りにより製造した熱延鋼板とほぼ同
等の低い圧延荷重にて高冷延率で冷間圧延することがで
きると共に形状修正が容易となり、かつ、CGラインにて
めっき前の予熱温度を高く設定しても降伏強度が大きく
低下しないので、適正予熱温度範囲が広がり、安定して
高い強度を有する硬質CG鋼板を得ることができるとの知
見を得た。そして、この知見に基づき更に化学成分及び
製造プロセス条件について詳細に検討し、ここに本発明
をなしたものである。

すなわち、本発明に係る硬質溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法は、C:0.03〜0.08％、Mn:0.15〜0.50％、solAl:0.0
1〜0.10％及びB:0.0010〜0.0045％を含み、残部がFe及
び不可避的不純物よりなる鋼を溶製した後、連続鋳造に
よりスラブとし、仕上げ温度をAr₃変態点以上とする熱
間圧延を行って300℃以上560℃以下の温度で巻取り、次
いで該コイルを冷間圧延した後、連続溶融亜鉛めっきラ
インにおいて460℃以上550℃以下の温度で均熱した後に
溶融亜鉛めっきを行うことを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

まず、本発明法で対象とする鋼の化学成分の限定理由を
説明する。

C: Ｃは冷延時の圧延荷重及びめっき後の降伏強度に作用す
る元素であり、いずれもＣ量が増加すれば上昇するが、
Ｃ量が0.08％を超えると冷延時の圧延荷重が高くなりす
ぎ、硬質CG鋼板のような薄物材への冷間圧延が困難とな
る。一方、既述の如く、Ｃ量が低すぎると鋼のAr₃変態
点が上昇して熱間圧延での幅方向の材質にバラツキが生
じ、延いてはめっき後の平坦度不良を招くことになる。
したがって、Ｃ量は0.03〜0.08％の範囲とする。

Mn: MnもＣとほぼ同様の作用を有する元素であるため、Mn量
の下限は0.15％、上限は0.50％とする。

solAl: Alは鋼の精錬時に脱酸剤として作用するが、このような
効果を得るためには少なくとも0.01％以上が必要であ
る。しかし、0.10％を超えると鋼板に疵が生じ易くな
る。したがって、solAl量は0.01〜0.10％の範囲とす
る。

B: Ｂはその微量を添加するだけで熱延鋼板の結晶粒径を大
きくし、軟質にする効果があり、その結果、冷間圧延時
の圧延荷重を低くすることができる。そのためには少な
くとも0.0010％以上の添加が必要である。しかし、0.00
45％を超えると連続鋳造後にスラブ表面割れが生じる恐
れがある。したがって、Ｂ量は0.0010〜0.0045％の範囲
とする。

なお、上記鋼にはＰ、Ｓ等々の不可避的不純物が随伴さ
れ得るが、これらの不純物の量は本発明の効果を損わな
い限度で許容できる。

次に、上記化学成分を有する鋼から硬質溶融亜鉛めっき
鋼板を製造するプロセスについて説明する。

該鋼は常法により溶製し、連続鋳造法でスラブを得て、
熱間圧延を行うが、熱間圧延はAr₃変態点以上の仕上げ
温度で行い、巻取温度は従来よりも低い温度で300〜560
℃の範囲とする必要がある。

巻取温度に関しては、前述の基礎研究の結果より明らか
なとおり、適量のＢを有する鋼の巻取温度を560℃以下
にすると、CGラインにてめっき前の予熱で降伏強度が低
下しない適正予熱温度を高く設定でき、適正予熱温度範
囲が広がり、安定して高い硬度の硬質CG鋼板を得ること
ができる。このような効果をもたらす原因は必ずしも明
らかではないが、次のように考えられる。

すなわち、通常、Ｂを添加したAlキルド鋼を600℃以上
の如く高温で巻取った場合には、冷延前のＣは殆ど炭化
物として析出しており、冷延により導入された転位の運
動の障害となる固溶Ｃが減少し、転位の開放が容易とな
るため、CGラインでの予熱温度が比較的低い温度でも冷
延加工組織の回復が進み、軟化する。しかし、Ｂを添加
した場合でも、560℃以下の低温巻取り材では、冷延前
にある量の固溶Ｃが残存し、これがCGラインでの予熱に
よる回復を遅らせるためであると考えられる。

巻取温度を560℃以下にした場合、冷延後の引張強度は
殆ど変化しないが、あまりに低すぎると熱延鋼板の形状
が乱れ、冷延後の形状不良の原因となる恐れがあるた
め、300℃以上で巻取ることが好ましい。したがって、
巻取温度は300〜560℃の範囲とする。

なお、熱延仕上げ温度がAr₃点未満の場合には混粒組織
となり、上記の低温巻取り材では加工組織が一部残留し
て冷延時に圧延荷重が増大する恐れがあるため、仕上げ
温度はAr₃点以上とする。

次に、熱延で巻取られたコイルは冷間圧延され、溶融亜
鉛めっき素材とするが、冷間圧延の条件は特に制限され
ないものの、めっき前の予熱温度は、前述の基礎研究の
結果からも明らかなとおり、550℃以下とする。550℃を
超える高い予熱温度にすると回復による軟化が生じるの
で好ましくない。一方、CGラインでの予熱温度は亜鉛の
溶融温度（460℃）以上でなければ製品のめっき密着性
が大きく劣化する。また、製造時の炉温と板温のサーマ
ルヘッド、炉温制御精度、板温測定精度やコイルエッジ
と幅中央の炉からの熱伝導率の違いによるコイル中の鋼
板温度のバラツキを考慮すると、CGラインでの予熱温度
は500℃以上を確保することが望ましい。したがって、C
Gラインでの予熱温度は460〜550℃の範囲、好ましくは5
00〜550℃の範囲とする。なお、溶融亜鉛めっき処理で
の他の条件は特に制限されない。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）第３表に示す化学成分（wt％）を有する鋼を溶製し、転
炉出鋼後、連続鋳造法によりスラブとし、これを第４表
に示す熱延条件（仕上げ温度FT、巻取温度CT）で2mmま
で熱間圧延して巻取った。得られた熱延コイルを酸洗し
た後、冷間圧延に付し、板厚0.3mm（冷延率85％）に仕
上げ、次いでCGラインにより溶融亜鉛めっき処理を行っ
た。その際の予熱温度は第４表に示す温度である。

第４表に冷延後の引張強さ並びにCGフルハード鋼板の降
伏強度及び平坦度を示す。なお、平坦度は耳伸びの急峻
度で評価した。

第４表より明らかなとおり、本発明例であるNo.1−１、
No.1−４及びNo.2は、冷延後の引張強度が低いため、冷
延時の形状修正も容易に行われて硬質CG鋼板としての平
坦度が優れていると共に、CGラインでの予熱処理による
降伏強度の低下もなく、高い強度が得られている。

これに対し、比較例のNo.1−２及びNo.1−３は、化学成
分は本発明範囲内にあるが、巻取温度又はCGラインでの
予熱温度が高すぎたため、CGラインでの予熱処理による
降伏強度の低下が著しい。

また比較例のNo.3〜No.6は、いずれも本発明範囲外の化
学成分を有し、No.3はＣ量が低すぎるため、熱延時に特
にコイルエッジ部においてα＋γ域圧延となり、冷延前
コイルに幅方向に材質のバラツキが生じ、冷延後の平坦
度が劣化している。No.4〜No.6はそれぞれＣ量の上限、
Mn量の上限及びＢ量の上限を超えるもので、いずれも冷
延後の引張強度が高い。したがって、冷延時の圧延荷重
が著しく高くなり、冷間圧延機の負荷が増すと共に形状
修正が困難であったため、平坦度に劣っている。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、単に化学成分を
調整するだけでなく、特にＢ添加との関連で従来よりも
巻取温度を低くし、かつ、CGラインでの予熱温度を適正
範囲にて均熱し溶融亜鉛めっき処理を行うので、冷延後
の引張強度が高くなく、冷間圧延機の負荷を軽減され、
形状修正も容易となるため、硬質CG鋼板の平坦度を向上
することができる。しかも、CGラインでの予熱により降
伏強度が低下することがなく、適正予熱温度範囲を拡大
できるので、安定して高強度を維持できる。したがっ
て、本鋼板を各種用途に使用する場合、据え付け時のト
ラブル軽減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はCGラインにおけるめっき処理前の鋼板予熱温度
と硬質CG鋼板の降伏強度の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で（以下、同じ）、C:0.03〜0.08
％、Mn:0.15〜0.50％、solAl:0.01〜0.10％及びB:0.001
0〜0.0045％を含み、残部がFe及び不可避的不純物より
なる鋼を溶製した後、連続鋳造によりスラブとし、仕上
げ温度をAr₃変態点以上とする熱間圧延を行って300℃以
上560℃以下の温度で巻取り、次いで該コイルを冷間圧
延した後、連続溶融亜鉛めっきラインにおいて460℃以
上550℃以下の温度で均熱した後に溶融亜鉛めっきを行
うことを特徴とする硬質溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
法。