JPS5933172B2 - 冷延鋼板の連続焼鈍処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷延鋼板の連続焼鈍処理方法に関するものであ
り、特に表面品質に優れた加工用冷延鋼板を経済的に製
造する方法を提供するものである。

本発明は遅（非）時効性極低炭素鋼板や高張力低炭素冷
延鋼板など加工性の優れた鋼板を対象材料とする。

従来、絞り用などの冷延鋼板を製造するために実施され
ているタイト或はルーズに巻いた冷延コイルを箱型炉な
どのバッチ式で処理する焼鈍方法は全工程が数日間とい
う長時間処理を要するため極めて非能率であり、これを
解消するために１０数分で処理できる連続焼鈍方法が数
多く提案され幾何かは実際に稼動している。

連続焼鈍方法はバッチ式焼鈍方法に比較して能率面で画
期的といえるが、近時さらに効率化の要請が強〈従来よ
り短時間で焼鈍プロセスが完了する技術が要望されてい
る。

焼鈍時間の短縮化の対策として、電解清浄工程の省略を
兼ねて鋼板を直火式加熱炉で急速加熱する方法や、一次
冷却に水冷又は気体と水による気水混合冷却で急速冷却
を行う方法が提案されている。

鋼板を直火加熱する場合及び水系冷媒による冷却を行う
場合には鋼板の表面に酸化膜の形成がさけられないので
酸化膜の除去手段が必要であり、これらの方法として次
のような例がある。

イ）特開昭５２−１４４３３１号公報に開示されている
ように直火式加熱炉による加熱及び均熱を行い、次いで
水冷却を行い、さらに再加熱、論時効処理後、最終工程
で酸化膜を酸洗除去する方法。

口）特開昭５３−１７５１８号公報に開示されているよ
うに直火式加熱炉による加熱及び均熱を行い、一次水冷
後、過時効処理と同時に酸化膜を還元除去する方法。

これらの方法においてはいずれも直火式加熱炉で加熱と
均熱を行うので酸化膜がかなり厚く形成され酸化膜の除
去時間が長くなり、しかも酸洗除去する場合は酸洗後の
表面が粗くなる傾向がみられる。

また周知の如く直火式加熱炉での燃料の燃焼条件として
は空気比が採用されるが、この空気比如何によっては鋼
板表面が酸化し、これが外観をそこねる原因となる。

そこで空気比１以下で通常運転される無酸化炉の使用が
考えられているが、この無酸化炉は厳密には酸化炉とし
ての機能を示す。

直火式加熱炉を有する連続焼鈍炉に供される冷延鋼帯に
対して主情処理を全く省略したり、或いは簡易に洗浄し
た場合には、冷延時に発生した鉄粉が冷延鋼帯に付着残
存し、これか直火式加熱炉で酸化される。

この酸化物の量が多い場合には均熱炉で酸化物膜の一部
か剥離し、これが均熱炉内で焼結現象により均熱炉内の
ハースロールにピックアップされて固着する。

このピックアップによりハースロールを通過する高湿度
の銅帯に押し疵が発生する原因さなる。

父上記の方法はいずれも過時効処理という付加工程があ
る。

本発明は連続焼鈍における過時効処理を必要とせず、し
かも前述した鋼板表面にみられる従来例の問題点を解決
したもので、直火炉の代りに輻射加熱炉を採用して加熱
及び均熱過程での酸化膜の生成を防止すると共に、一次
水冷時に形成した酸化膜は最終工程で酸洗除去すること
に特徴を有する。

本発明の要旨とするところは冷延鋼板を非酸化性又は還
元性雰囲気に保持した輻射加熱炉で昇温加熱し、次いで
再結晶温度よりＡｃ３点の温度範囲で１０秒以上前記輻
射加熱炉で均熱後、冷媒として水と気体からなる気液を
用いて１０〜ｂ の冷却速度で気液噴霧冷却してから酸洗することを特徴
とする冷延銅板の連続焼鈍処理方法にある。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明において処理の対象とする鋼板は主に自動車ボデ
ーなどに一般的に使用される絞り用或は深絞り用冷延鋼
板、或は高張力鋼板といわれるものであり、又場合によ
っては金属メッキなどを施す表面処理用鋼板であっても
よく、以下本発明ではこれらを一括して単に鋼板と称す
る。

この鋼板を処理する冷延以前の工程は通常の方法で処理
され、連続焼鈍処理に通す鋼板は冷延工程での圧延油な
どは洗浄、無洗浄（簡易洗浄を含む）の何れの場合も採
用できる。

本発明は鋼板を加熱する手段として輻射加熱炉を用いて
再結晶温度よりＡｃ３点の温度範囲に加熱し、引続き輻
射加熱炉で再結晶温度よりＡｃ３点の温度範囲にｉｏ秒
以上１．好ましくは１０秒以上６０秒以下保持する。

保持湯度は処理する鋼板の特性（成分及び目的とする性
質）によって異るが、何れの場合においても必ずしも均
一温度に保定する必要はなく再結晶化と結晶粒の成長に
適したヒートサイクルを採用することができる。

輻射加熱炉で加熱を行う場合は直火加熱に比べて加熱速
度がおそいが炉内雰囲気を不活性ガス雰囲気による非酸
化性或は還元性雰囲気に維持するこさにより加熱弁渦中
に鋼板が酸化するのを防止することができる。

又昇温後の均熱保持においても鋼板が酸化しないように
非酸化性或は還元性雰囲気とする。

なお還元性雰囲気にする場合はＨ２濃度を４％以上とし
、又露点を１０℃以下にすることが望ましい。

このように昇温及び均熱を輻射加熱で行うことにより加
熱過程での酸化膜の生成を防止できるので最終的に行う
酸洗時間を軽減できると共にハースロールへの酸化物の
ピックアップを防止できる。

又、簡単な酸洗処理を行うだけですむので表面性状のす
ぐれた鋼板を得ることができる。

本発明はこのように従来知られた輻射加熱炉を加熱手段
とするものであるが、輻射加熱炉で加熱、均熱を行った
後な気液による一次急速冷却を行うこと及び一次冷却時
に生成した酸化膜を最終工程で除去すること、過時効処
理をしないこと、などを組合せた点に特徴を有し従来の
連続焼鈍方法とは異るものである。

上述のように輻射加熱炉によって均熱保持した鋼板は次
いで急速冷却する。

この場合の冷却速度は鋼種によっても異なるが焼鈍後の
鋼板の材質面から１０℃〜３００℃／秒で急速冷却する
。

本発明において前記気液噴霧冷却における冷却速度を１
０〜ｂ のとおりである。

（１）先ず上限を３００°Ｃ／秒とした理由は次の理由
による。

■ 非時効性、強度面上等のために合金元素が添加され
るが、その場合冷却速度を大きくするほど合金元素の添
加量を少くすることができる。

しかし、冷却速度による効果も３００℃／秒で飽和する
ので冷却速度の上限は ３００’Ｃ／秒とするものである。

■ ３００℃／秒を超えると冷却が速すぎ銅帯の形状が
不良になる。

（ｉＤ 下限を１０°Ｃ／秒とした理由は１０℃／秒
未満では以下に述べるような難点が生ずるからである。

■ 冷却速度がゆるやかすぎて冷却に時間を要し、設備
が大きくなる。

■ 上記（ｉ）の■のように合金元素の添加量を減少で
きるだけの効果が得られない。

■ 銅帯表面に生成する酸化膜が多くなり、酸洗後の銅
帯表面の凹凸が著しく、品質が劣化する。

なお本発明においては均熱保持温度から直ちに急速冷却
するが、必要によっては保持温度から一部徐冷（好まし
くは６００℃以上の範囲に）を行い、しかる後に急冷を
行ってもよい。

冷却方法さしては水中、或は沸騰水中に浸漬する方法も
あるが気体と液体の混合流体を噴霧する方法が鋼板の形
状性が良いこと及び冷却速度の制御が容易であることな
どから好ましい。

この場合、使用する気体は窒素ガスなどの不活性ガスを
、又液体としては水が最も好ましい。

以上のように水を冷媒として冷却した場合には水蒸気酸
化による酸化膜の生成がさけられずこのままでは外観が
悪く表面処理性能も劣るので後工程で酸化膜を除去する
必要がある。

本発明は極低炭素Ａｌキルド鋼のような非時効性鋼板、
或はＴｉ 、Ｎｂ 、Ｖ、Ｂ等の炭窒化物形成元素を適
量添加した極低炭素鋼のような非（遅）時効性鋼板を連
続焼鈍によって製造するものであり、過時効処理を行う
必要がないので冷却後の鋼板は過時効処理を行うこと無
くそのまま酸化膜を除去するために酸洗処理する。

酸洗液としては従来使用されている塩酸、硫酸、燐酸な
どの無機塩が好ましいが、場合によっては蟻酸、蓚酸、
などの有機酸を使用してもよい。

又酸洗法としては浸漬、スプレー、電解、など従来知ら
れている方法で行えばよい。

なお、本発明においては、酸洗は気液冷却時に生成した
薄い酸化膜だけを除去するので非常に簡単な酸処理で除
去できることに特徴があり、しかも直火炉による外淵、
均熱時に生成した厚い酸化膜を酸洗した場合のように酸
洗後の鋼板の表面粗度が粗大化することがないので表面
性状の優れた鋼板が得られる。

酸洗した鋼板は次に水洗されるが、酸洗後の鋼板は活性
でさびやすいので水洗後アルカリ液で中和することによ
り変色、錆などを防止することができる。

なお冷延鋼板例えば自動車ボディに使用される鋼板は塗
装して使用されるが、この際の塗装下地処理として燐酸
塩処理を施すのが一般的である。

本発明においては製造過程で鋼板表面に生成した酸化膜
を最終的に酸洗で除去するが、酸洗後の鋼板に次の処理
を行うことにより燐酸塩被膜の性能を向上することがで
きる。

すなわち酸洗後の鋼板に予め不溶性燐酸塩例えばＺｎ３
（ＰＯ４）２を含む懸濁液を吹付は処理するか、或はＮ
ｉ 、Ｚｎ 、Ｍｎ等の被膜を形成（例えば電気メッキ
によるフラッシュコート）しておくとその後に行う前述
の塗装下地処理としての燐酸塩被膜が得られる。

従って前述のＺ ｎ３ （ＰＯ４）２吹付は及びＮｉそ
の他の被膜処理を酸洗後の鋼板に行うことは塗料密着性
、耐食性などの向上に有用である。

以上説明したように本発明の特徴は鋼板の連続焼鈍にお
いて輻射加熱炉により加熱、均熱を行い加熱過程での鋼
板の酸化を防止し、気液による急速冷却を行い、冷却時
？こ生成した酸化膜は最終工程で酸洗除去すること、さ
らに過時効処理をしないこと、などにあり、このような
連続焼鈍方式で鋼板を製造することにより以下の効果が
得られる。

（イ）過時効処理を行う必要がないので工程が省略でき
る。

（（ロ）加熱過程では酸化膜が形成されず、気液冷却時
に発生した酸化膜のみま除去すればよいので後工程の酸
洗処理が簡略化できる。

（ハ）ハースロールへの酸化物のピックアッフ現象を防
止できる。

に）表面性状の良好な鋼板を得ることができる。

次に本発明を実施例にもとづいて説明するが、本発明は
必ずしもこの実施例に限定されるものではない。

板厚０．８ ｍｍの鋼板を用いて各種の条件を設定して
行った試験結果を第１表に示した。

第１表の比較例１、比較例２に示した酸化膜の生成量の
測定は本試験に先立って、本試、験と同一条件で直火炉
によって加熱した鋼板をそれに続くゾーンで常湿の窒素
ガスを吹付けて急冷して試料を採取した。

次に採取した試料鋼板を５係塩酸水溶液中で酸洗して、
酸洗前後の重量差から酸化膜量をＦｅＯの厚みに換算し
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷延鋼板を非酸化性又は還元性雰囲気に保持した輻
   射加熱炉で昇温加熱し、次いで再結晶温度よりＡＣ３点
   の温度範囲で１０秒以上前記輻射加熱炉で均熱後、冷媒
   として水と気体からなる気液を用いて１０〜ｂ 冷却してから酸洗することを特徴とする冷延鋼板の連続
   焼鈍処理方法。