JP2016003393A - アルミ被覆された包装用鋼材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐食性、強度、成形性に優れる包装用アルミ被覆鋼材の提供。【解決手段】鋼を冷間圧延処理後アルミ被覆された包装用鋼材を製造する方法に関し、鋼板１を再結晶化形態で焼鈍し処理するように、鋼材１の再結晶化範囲の温度にて、７５Ｋ／ｓを超える加熱速度で電磁誘導の手段４により鋼材を加熱する工程；鋼板１上にアルミニウム層を形成するように再結晶化形態で焼鈍し処理された鋼板を熔融アルミニウム槽内５で浸沈処理し、鋼板１を少なくとも７００℃の温度にする工程；及び、アルミニウム槽５から鋼板を取り出し、アルミ被覆された鋼板１を少なくとも１００Ｋ／ｓの冷却速度で冷却する工程を含むアルミ被覆鋼板の製造方法。高強度と高破断点伸びを有し、例えば、絞り加工及び壁部しごき加工に対し優れた成型特性を示し、２構成部型の食品缶及び飲料缶或いは蓋の製造に適し、ブリキ板の代替材料として利用できるアルミ被覆鋼板１。【選択図】図１

Description

本発明は、非合金鋼または低合金鋼で成る冷間圧延鋼板からアルミめっき（被覆）された包装用鋼材を製造する方法に関する。

アルミ被覆（アルミめっき）鋼板は長年に亘って知られており、例えば、熔融被覆プロセス（ホットディップアルミ被覆法として知られる；以降“ホットディップ”としても言及）によって、あるいはアルミニウム膜上でロール処理（圧延処理）も施すことで、あるいはアルミニウムアルキルのごときアルミニウム含有前駆体（プレカーサ）を被覆することで製造される。鋼板のホットディップアルミ被覆において知られた方法としては、鋼板は一般的に加熱炉、例えば、焼鈍し炉内で加熱され、続いてアルミニウム槽（アルミニウム熔融液と同義）温度が約６２０℃の熔融アルミニウム槽内に浸沈される。鋼板および鋼帯上の被覆材料としてアルミニウムを使用することで、例えば、耐蝕性被覆金属として、その存在量に限りがある、より高価なスズ（錫）を使用しないことが可能である。

例えば、米国特許第３８２０３６８号から、ホットディッププロセスによって鋼板をアルミニウムで被覆する方法が知られている。そこでは、ロックウェル硬度が４５から７５（約２７８ｍＰａ〜４５０ｍＰａの引張強度に相当）の鋼板が、アルミニウム及び３％を超えるケイ素を含有する熔融合金めっき槽内に浸沈される。鋼板のホットディップ処理によって形成された被覆物は、少なくとも５μｍ厚の合金めっき層と、少なくとも５μｍ厚のアルミニウム層とで成り、被覆層の総厚は８μｍから２５μｍの範囲となる。このように製造されたアルミ被覆鋼板は、２構成部型の飲料缶のボックス体の製造のための絞り加工−壁部しごき加工プロセスにおいて利用が可能である。

包装体の製造のための金属材料の特性、特に成型性および強度に関する要求度が高まっている。ロックウェル硬度（ＨＲＢ）が４５から７５であるＵＳ特許３８２０３６８の方法で使用される鋼板は、多様な利用のための包装用鋼材の強度並びに破断点伸びに関する要求を満たさない。

米国特許第３８２０３６８号

よって、本発明の目的は、スズを使用することなく、耐蝕性、強度および成型性に関しては、包装目的で従来から使用されているスズ被覆板（ブリキ板）に匹敵する包装用鋼材を提供することである。所望の包装用鋼材は、例えば、２構成部型の食品缶および飲料缶の製造に適するように、特に絞り加工−壁部しごき加工のために、高い耐蝕性と強度に加えて、良好な成型性を継続的に有するべきである。さらに、包装用鋼材の表面は可能な限り均質であり、外見が優れているべきである。たとえば缶の製造におけるごとき包装用鋼材の絞り加工−壁部しごき加工処理においては、材料の磨耗および裂傷が最小限となるように保証されるべきである。包装用鋼材は良好な滑り特性を併せ有し、絞り成型加工−壁部しごき成型加工処理の成型時に、有機性コーティング剤、例えばＰＰ（ポリプロピレン）あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、または有機性ラッカー塗料のための良好な接着性を保証すべきである。

これら目的は請求項１の方法で達成される。この方法の好適な実施態様は従属請求項から導き出せる。

本発明の方法では、非合金製または低合金製の冷間圧延鋼板、特に低炭素鋼製の冷間圧延鋼板、好適には炭素含有量が０．０１重量％から０．１重量％の低炭素鋼製の冷間圧延鋼板が、まず第１ステップ（工程）において、再結晶化形態で焼鈍し処理される。その焼鈍し処理では、鋼板は電磁誘導によって、７５Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える加熱速度範囲で、鋼材の再結晶化範囲の温度、好適には、Ａｃｌ温度を超える温度、特に７００℃から８５０℃の温度に加熱される。引き続き、第２ステップ（工程）において、鋼板は、それがまだ熱せられている間に熔融アルミニウム槽（即ち、熔融したアルミニウムの浴槽）内に浸沈され、当該ホットディップ処理（熱間浸沈処理）において該鋼板上にアルミニウム層を適用（被覆）する。ここで、鋼板は、アルミニウム槽に浸されるとき、少なくとも７００℃の温度を有する。その後、第３ステップ（工程）において、鋼板はアルミニウム槽から引き抜かれ、さらに鋼板は、例えば急冷槽（クエンチ浴）内に導入される等して、少なくとも１００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）の冷却速度で急冷（クエンチ）される。

鋼板の熱処理によって、特に、７５Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える非常に高い加熱速度、好適にはＡｃｌ温度を超える温度での電磁誘導による再結晶化焼鈍し（やきなまし）処理によって、および、少なくとも１００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）の高冷却速度でのアルミ被覆された鋼板の最終的な急冷処理によって、鋼板内に多相系構造が形成される。それは、フェライトと、マルテンサイト、ベイナイト、及び／又は残留オーステナイトのうちの少なくとも１種を含んだものである。好適には、この多相系構造はフェライト、マルテンサイト、ベイナイト、及び／又は残留オーステナイトという構成成分で８０％を超え、特に好適には少なくとも９５％である。多相系構造を有したこのような鋼板は、少なくとも５００ｍＰａ、好適には６５０ｍＰａを超える高強度と、５％を超え、好適には１０％を超える高破断点伸びを特徴とする。アルミ被覆鋼板は、例えば、絞り加工−壁部しごき加工、または他の適した成型技術による高い強度と破断点伸びの結果として、包装体の製造に非常に適している。

鋼板のホットディップ処理において、合金中間層が、鋼板表面と、ホットディップ処理で形成されたアルミニウム層との間の境界領域に形成される。この中間層は三元素による鉄−アルミニウム−ケイ素層によって形成される。この合金層は鋼板上へのアルミニウム層の高接着性を保証する。鋼板上でのアルミニウム層の接着性を改善するため、ケイ素が熔融アルミニウム槽に好適形態で加えられ、とりわけ約１０重量％の比率でケイ素が加えられる。しかし、好適には、純粋アルミニウムのアルミニウム槽が鋼板のホットディップ処理には使用される。そこでは、純粋アルミニウム槽のアルミニウム量は少なくとも９８重量％であり、好適には９９重量％を超え、とりわけ約９９．５重量％である。もし純粋アルミニウムのアルミニウム槽が鋼板のホットディップ処理に使用されたら、再結晶化焼鈍し処理前にケイ素被覆が鋼板の表面に付与され（施され）、その後にホットディップ処理で施される鋼板の表面上へのアルミニウム層の良好な接着と、境界の合金層厚とが保証される。好適には、鋼板の表面上へのケイ素の被膜の適用は、鋼板の再結晶化焼鈍し処理前に実行される洗浄ステップにおいて実施される。そこでは鋼板がケイ素を含有する洗浄槽内に導入される。

ホットディップ処理で鋼板上に付与されるアルミニウム層の厚みはストリッピングガス（剥取りガス）噴流を利用した方法で調節され、それと共に、アルミニウム槽から鋼板を取り出した後に、余剰アルミニウムおよび熔融アルミニウムがその表面から剥ぎ取られ、とりわけガス流で吹き飛ばされる。余剰の被覆材料を剥ぎ取った後に、アルミ被覆鋼板が、冷却された急冷液の急冷槽内に急冷処理のために導入される。好適には急冷槽は水で満たされたタンクによって提供される。このように４００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える冷却速度が達成される。また、冷却速度が３００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）までのガス噴流冷却が可能である。ホットディップ処理で鋼板上に提供されたアルミニウム層の厚みは、１μｍから１５μｍの範囲、好適には１μｍから１０μｍの範囲で調節できる。

鋼板の表面の酸化または形成されたアルミ被覆の酸化を防止するため、アルミニウム槽内への加熱された鋼板の導入およびアルミニウム槽からの取り出しが、不活性還元雰囲気内、例えば、保護ガス雰囲気内で実施される。そのために、好適にはアルミニウム槽は保護ガス雰囲気の不活性チャンバ内に置かれ、再結晶化形態で焼鈍し処理された鋼板は、焼鈍し炉、特に、同じく不活性雰囲気を有した連続焼鈍し炉（Ｄ加熱炉）から不活性チャンバ内に直接的に導入され、熔融アルミニウム槽内に導入される。また、アルミニウム槽からの鋼板の取り出し後、鋼板は急冷タンク内に導入されるまで不活性雰囲気内に保持され、適用されたアルミ被覆の表面上での酸化物の形成が回避される。

アルミ被覆鋼板の急冷処理後、鋼板は好適には（最終）表面（仕上）処理され、あるいは再ロール（圧延）処理され、その表面処理中に、好適には０．５％から２％の表面処理程度が達成でき、再ロール処理（再圧延処理）では、２％を超えて５０％までの再ロール処理程度（再圧延処理の圧延率）が達成される。よって、この表面処理（または表面・ロール処理）は、アルミ被覆された鋼板表面の、円筒体またはローラーによる圧力処理を意味するものであり、それら円筒体またはローラーはアルミ被覆の表面に対して押し付けられ、表面処理中には、最大でも２％の鋼板の実質的な厚み減少しか発生しない。一方、再ロール処理は、円筒体またはローラーによる鋼板のアルミ被覆された表面の圧力処理（被覆処理前に既に実行された冷間圧延の追加的処理）であると理解され、ここでは、鋼板の実質的な厚み減少が達成され、その程度は少なくとも２％よりは大きく、５０％に達することができる。アルミニウムでの鋼板の被覆処理および急冷処理の後に、表面処理（または表面・ロール処理）だけを、あるいは再ロール処理だけを実施することが可能であり、あるいは、さらに圧延ミル機内において、まず３％から５０％の範囲の再ロール処理の程度で再ロール処理を実行し、続いてさらに繊細な表面処理ローラーで表面処理することができる。鋼板のアルミ被覆表面の表面処理または再ロール処理によって、被覆の表面上のアルミニウム構造は平坦化され、問題となるアルミニウム酸化物は除去される。さらに、表面処理または再ロール処理によって、アルミ被覆に光沢表面が提供されるが、これは、特に食品分野における包装体の製造のための、本発明によって製造される鋼鈑の意図する利用にとって非常に重要である。なぜなら、包装材料の表面の高い光沢性は望まれる表面特性だからである。知られたブリキ（スズ）板と較べて、アルミ被覆鋼板の表面は、アルミ被覆の光沢のおかげで、ブリキ板の（相対的に暗色な）スズ表面よりも魅力的である。加えて、表面処理または再ロール処理は、均質な特性を備え、潤滑剤およびラッカー（塗料）の良好な湿潤性を保証するアルミ被覆の上質な表面を提供する。

ラッカー表面または被覆表面を妨害する可能性があり、被覆表面またはラッカー表面の欠陥、特にアルミ被覆表面の欠陥を招き得る、不均一なアルミニウム、または問題となるアルミニウム酸化物が、表面処理または再ロール処理によって、除去される。従って、本発明によって製造されたアルミ被覆鋼板は、続くラッカー処理、特に有機性ラッカー塗料によるラッカー処理に非常に適しており、または、有機性被覆剤、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）あるいはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の被覆剤による処理に非常に適している。アルミ被覆鋼材の表面処理または再ロール処理によって、アルミ被覆の表面は均質化、および圧密化（または高密化）され、その結果、表面における望ましくない酸化物の形成の可能性が低下する。

本発明の方法の好適な実施形態の一つでは、アルミ被覆鋼板は、急冷処理後に表面処理ステップに回され、そこで、アルミ被覆鋼板の表面は、さらに微細な表面処理ローラーを使用して処理される。この表面処理ステップでアルミ被覆鋼板の強度は相当程度に増加でき、特に６００ｍＰａから１０００ｍＰａの値にまで増加できる。従って、再ロール処理ステップでまずアルミ被覆鋼板をロール処理してアルミ被覆鋼板の厚みを４％から４５％の再ロール処理程度に厚み減少させ、この再ロール処理ステップ後に、さらに目が微細なローラによる表面処理を実施することも可能である。

本発明の方法は資源に関して経済的であることが証明されている。なぜなら、再結晶化形態で焼鈍し処理された鋼板が、再結晶化焼鈍し処理の直後に、アルミニウム槽内へのホットディップ処理を介した鋼板の被覆処理前に必要なリンス処理および酸洗処理による鋼板表面の洗浄をすることなく、好適には不活性チャンバ内で熔融アルミニウム槽内に導入されるからである。金属被覆材料での鋼板の被覆処理のための知られた方法、例えば、鋼板の電解スズめっきプロセスでは、形成特性の改善のために再結晶化焼鈍し処理後にまず再ロール処理が頻繁に実施されるため、鋼板の表面は汚染され、汚染物の除去のために、表面処理および酸洗処理が、鋼板を被覆プロセス（例えば、直流利用式またはホットディップ式）によって金属被覆材で覆う前に実施される。本発明の方法では、アルミニウムでの被覆処理前のこの洗浄ステップは不要化できる。なぜなら、必要とされる鋼板の再ロール処理または表面処理はアルミニウムでの被覆後においてのみ実施されるからである。

エネルギー節約の観点からも本発明の方法の実践は有利である。なぜなら、再結晶化形態で焼鈍し処理された鋼板の再加熱処理が、熔融アルミニウム槽内への鋼板のディップ（浸沈）処理中に、続く被覆処理ステップにおいて活用できるからである。再結晶形態で焼鈍し処理された鋼帯は、少なくとも７００℃の鋼板の温度であるうちに熔融アルミニウム槽に導入され、高温鋼板の導入によって、熔融アルミニウムは少なくともアルミニウムの融点（６６０℃）以上の温度、好適には、７５０℃程度の温度に維持できる。

本発明の方法のそれらと他の利点、および本発明により製造された鋼板のそれらおよび他の利点は、添付図面を活用してさらに詳細に説明されている以下の実施例から理解されよう。

図１は本発明の方法を実行する装置の概略図である。

本発明の方法のために適した開始材料は、熱間圧延鋼板、および非合金鋼板または低合金鋼板であり、その低炭素含有量は好適には０．１重量％未満であり、特には２０ｐｐｍから９００ｐｐｍの間の炭素含有量である。鋼材の合金成分は国際標準ＡＳＴＭ Ａ ６２３−１１の仕様（スズ圧延製品の標準仕様）に適合しており、本発明に従って製造された鋼板の利用は食品包装体の製造に適している。

基本的に、薄型あるいは超薄型の鋼板の製造に適した組成を有する全種の鋼材が本発明の方法において活用できる。低炭素成分に加えて低密度の他の合金成分も有する非合金または低合金タイプの鋼材は費用の観点で特に適していることが判明している。本発明による熱処理によって、高強度と高破断点伸びを特徴とする多相系構造の鋼材は、そのようなタイプの鋼材からも製造することができる。

本発明の鋼板の製造に使用される鋼材は約０．５重量％未満、好適には０．４重量％未満のマンガンと、０．０４重量％未満のケイ素と、０．１重量％未満のアルミニウムと、０．１重量％未満のクロムとを含む。この鋼材はさらにホウ素及び／又はニオブ及び／又はチタンの合金添加物を含んで強度を増加させることができ、ホウ素の合金は約０．００１重量％から０．００５重量％の範囲であり、ニオブまたはチタンの合金は０．００５重量％から０．０５重量％の範囲である。しかし、好適には、Ｎｂ（ニオブ）の重量分は０．０３％未満である。

包装材として使用するための本発明の鋼板の実施例の製造のため、例えば、合金成分の割合を示す以下の上限（重量％）の低炭素鋼製である、連続鋳造および熱間圧延されて製造され、コイル巻上げ処理された鋼帯を使用することが可能である。
Ｃ（炭素）：最大０．１％
Ｎ（窒素）：最大０．０２％
Ｍｎ（マンガン）：最大０．５％、好適には０．４％未満
Ｓｉ（ケイ素）：最大０．０４％、好適には０．０２％未満
Ａｌ（アルミニウム）：最大０．１％、好適には０．０５％未満
Ｃｒ（クロム）：最大０．１％、好適には０．０５％未満
Ｐ（リン）：最大０．０３％
Ｃｕ（銅）：最大０．１％
Ｎｉ（ニッケル）：最大０．１％
Ｓｎ（スズ）：最大０．０４％
Ｍｏ（モリブデン）：最大０．０４％
Ｖ（バナジウム）：最大０．０４％
Ｔｉ（チタン）：最大０．０５％、好適には０．０２％未満
Ｎｂ（ニオブ）：最大０．０５％、好適には０．０２％未満
Ｂ（ホウ素）：最大０．００５％
他の合金および不純物：最大０．０５％
残分：鉄

もし、０．１重量％未満の炭素含有量の冷間圧延された鋼板が、再結晶化形態（またはオーステナイト化形態）の電磁誘導によって７５Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える加熱速度でまず焼鈍し処理され、続いて１００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）、好適には４００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）以上での高速冷却によって急冷処理されるなら、マンガン（知られた２相系鋼板では、典型的には０．８重量％から２．０重量％を有する）、ケイ素（知られた２相系鋼板では、典型的には０．１重量％から０．５重量％を有する）、およびアルミニウム（知られた２相系鋼板では、０．２％までが添加される）の添加のごとき、典型的に２相系鋼板に含まれる合金成分を使用せずに済ますことが可能であることが判明した。

熱間圧延鋼帯１は、好適には２００ｍ／分以上で７５０ｍ／分までの搬送速度で図１に概略的に示す装置内を連続的に通過し、運搬装置（ここでは非図示）の無端帯（無端ストリップ）として本発明の方法を実施し、酸洗処理、リンス処理および乾燥処理、続いて冷間圧延装置（ここでは非図示）内での冷間圧延処理によって前処理ステップでまず洗浄処理される。冷間圧延ステップでは、鋼帯の厚みは１．０ｍｍ未満（薄板）あるいは０．０５ｍｍから０．５ｍｍ（超薄板）の値に減少される。

冷間圧延後、鋼帯は前処理ステップにおいて洗浄槽（洗浄液の概念）を通過して搬送される。好適には、洗浄槽はケイ酸塩を含み、前処理ステップで鋼帯の表面にケイ酸塩の被覆を形成する。洗浄槽の適した組成は、例えば、約２０ｇ／Ｌ（リットル）の濃度の水酸化ナトリウム、３ｇ／Ｌから１０ｇ／Ｌの濃度のケイ素、および湿潤剤を含む。このように塗布されるケイ酸塩の被覆は、好適には３ｍｇ／ｍ２から１０ｍｇ／ｍ２のケイ酸塩オーバーレイ（上塗層）（Ｓｉ割合）を含む。このケイ酸オーバーレイは別処理ステップで形成することも可能であるが、鋼板が洗浄される前処理ステップでのケイ酸塩オーバーレイの形成は効率性の観点から有利である。

冷間圧延処理と洗浄処理後、洗浄された鋼帯１は、図１で概略的に図示するように、運搬速度で加熱炉２を通過、特に、誘導加熱装置が設置されている連続焼鈍し炉を通過して導かれる。加熱装置４、特に、誘導コイルでの誘導加熱装置が加熱炉２内に設置される。加熱装置４内で鋼帯は誘導的に、好適には不活性保護ガス雰囲気内で、７５Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える加熱速度で、使用される鋼材の再結晶化範囲の温度、特に、７００℃から８５０℃の範囲の温度、好適には約７５０℃の温度に加熱され、冷間圧延鋼帯１を再結晶化形態で焼鈍し処理する。引き続き実行される鋼板の急冷処理に関して、再結晶化焼鈍し処理によって、高強度と高破断点伸びに導くように鋼材内に多相系微小構造を形成することが可能である。

加熱炉２の下流には不活性チャンバ３が存在する。この不活性チャンバ３は不活性還元ガス、例えば、窒素、アルゴン、またはＨＮｘである保護ガスで満たされている。不活性チャンバ３内には熔融アルミニウム槽（熔融液）で満たされたタンク５が存在する。熔融アルミニウム槽は、少なくともアルミの融点（６６０℃）以上の温度を有し、好適には７００℃を超える温度を有する。７００℃を超える温度、特に好適には約７５０℃にアルミニウム槽の好適な槽温度を維持することが、鋼板に多相系微小構造の所望の形態を形成するために好適である。本発明の１実施例におけるアルミニウム槽は、純粋な熔融アルミニウムの槽であり、アルミニウム含有量は少なくとも９８％、好適には９９％を超える。１好適実施例では、アルミニウム槽のアルミニウム含有量は約９９．５％である。

別実施例では、熔融アルミニウム槽はアルミニウム合金であってもよく、主要なアルミニウム成分に加えて、５％から１３％の範囲、好適には９％から１１％の範囲の少量のケイ素と、可能性が高いが、少量の他の物質も含まれる。好適な実施形態の一つとして、アルミニウム槽は１０％のケイ素、３％の鉄、および残りのアルミニウムを含む。他の合金成分、例えば０．２％から６％程度の重量の少量のマグネシウムの追加もここでは可能である。

ストリッピングガス噴流６が熔融アルミニウム槽で満たされたタンク５の下流に配置される。ストリッピングガス噴流６により、熔融アルミニウムおよび余剰アルミニウムが鋼板１の表面から、特にガス流によって剥ぎ取られて吹き飛ばされる。ストリッピングガス噴流６によって、アルミ被覆のカバー厚は１μｍから１５μｍの範囲の所望の値に調節できる。好適にはこの調節は、アルミ被覆鋼帯１の両面への帯全幅にわたって圧力調節された不活性ガスの吹き付け、例えば窒素の吹き付けによって実行され、余剰アルミニウムは剥ぎ取られる。従って、閉鎖制御ループは全帯幅と全帯長にわたって均一なアルミニウムのオーバーレイを保証する。このことによって異なるアルミニウムのオーバーレイも（異なるオーバーレイを有した）鋼帯１の両面で調節できる。

加熱炉２からの鋼帯１はまず不活性チャンバ３内に導かれ、そこで偏向ローラーＵの周囲の偏向部によって、アルミニウム槽のタンク５内に導かれ、アルミニウム槽から再び取り出される。別な偏向ローラーＵの周囲での鋼帯１の偏向後に、アルミ被覆鋼帯１は冷却液、例えば水のごとき急冷液で満たされた急冷タンク７内に導かれる。このように、鋼帯１は、好適には４００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える高急冷速度で室温に冷却される。鋼帯の冷却はガス流によっても実施できる。

急冷タンク７の下流には、冷却された鋼帯１が、アルミ被覆鋼帯１の表面から接着している急冷液を絞り取る対状態の絞りローラー８を通過する。急冷液の絞り取り後、必要に応じて乾燥処理が実行される。さらに別な偏向ローラーＵの周囲の偏向後に、アルミ被覆されて冷却された鋼帯１は表面仕上げミルまたは圧延（ロール）ミル９内に導入される。鋼帯１のアルミ被覆表面は表面仕上げミルまたはロールミル９内で表面処理され、あるいは圧延処理され、そこで、表面処理中に、好適には０．５％から２％の仕上げ度が達成でき、ロールミルでは２％を超えて５０％までの仕上げ度が達成される。よって、圧延または表面処理のためのそれらミルがアルミ被覆と直線状にアレンジされる必要はない。すなわち、ロールミルまたは表面仕上げミルは鋼板の浸沈被覆処理装置とは別々に製作することもできる。

表面処理またはロール処理によって、アルミ被覆上のアルミニウム酸化物は除去される。表面処理または再ロール処理後のアルミ被覆の再酸化を防止するため、鋼帯のアルミ被覆面のパッシベーション（不導態化）が好適に実施できる。可能な限り酸化物が存在しないアルミ被覆鋼帯の表面は、成型加工中、例えば、絞り加工および壁部しごき加工時に良好な滑り特性を保証するが、この理由によって潤滑剤の必要量は低減できる。

しかし、スズめっき表面を有したブリキ板と比較して、本発明のアルミ被覆鋼帯は低減されたスライド（滑り）特性を有する。従って、下記の処理方法においてアルミ被覆鋼板のスライド特性を改善するため、例えばＤＯＳ（セバシン酸ジオクチル）等の潤滑剤の利用が一般的に必要とされる。

通常は下記の成型法で出現するアルミニウムの磨耗、例えば、絞り加工および壁部しごき加工におけるアルミ被覆鋼板製の缶の製造過程で出現する磨耗の程度は本発明の鋼板で最小化でき、最後の表面処理ステップにおいて、アルミ被覆面の乾燥表面光沢処理が実行され、アルミ被覆の高密度化が達成でき、成型プロセスにおけるアルミニウムの磨耗程度が最小化される。

加熱炉２で加熱され、再結晶化形態で焼鈍し処理された鋼帯１の加熱炉２からアルミニウム槽（タンク５）内への移動において、鋼帯１は好適には不活性保護ガス雰囲気内に維持され、加熱された鋼帯１の表面は空気中の酸素と接触しない。鋼帯１を熔融アルミニウム槽内に導入すると、鋼帯は７００℃を超える温度に熱せられる。

また、熔融アルミニウム槽から急冷タンク７内への移動において、アルミ被覆が形成された鋼帯１は不活性チャンバ３の不活性保護ガス雰囲気内に導入され、アルミ被覆（部分的に熔融）は空気中の酸素と接触しない。このように、未被覆状態で洗浄された鋼帯表面と、アルミニウム槽で付与されたアルミ被覆の両方の酸化が防止される。

本発明により製造されるアルミ被覆鋼板は、例えば、絞り加工および壁部しごき加工において２構成部型の食料缶および飲料缶または蓋の製造のための優れた成型特性を提供する。

Claims (19)

1. 以下の工程を含んでいる、非合金鋼材または低合金鋼材の冷間圧延鋼板で製造されるアルミ被覆された包装用鋼材の製造方法であって、
   鋼板を再結晶化形態で焼鈍し処理すべく、鋼材の再結晶化範囲の温度にて、７５Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える加熱速度により電磁誘導の手段によって鋼材を加熱する工程と、
   前記鋼板上にアルミニウム層を形成すべく、再結晶化形態で焼鈍し処理された該鋼板を熔融アルミニウム槽内で浸沈処理し、該浸沈処理により前記鋼板を少なくとも７００℃の温度にする工程と、
   前記アルミニウム槽から前記鋼板を取り出し、該アルミ被覆された鋼板を少なくとも１００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）の冷却速度で冷却する工程と、
   を含んでいることを特徴とする製造方法。
2. 前記アルミ被覆された鋼板の冷却処理で前記鋼材には多相系構造が形成され、該多相系構造はフェライトを含み、かつ、構造構成要素としてマルテンサイト、ベイナイト、及び／又は残留オーステナイトのうちの少なくとも１種とを含み、
   さらに該多相系構造がフェライト、マルテンサイト、ベイナイト、及び／又は残留オーステナイトを構造構成要素とした場合に、この構造構成要素が、好適には８０％を超え、特に好適には少なくとも９５％で成ることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記アルミニウム層を施した後に、４００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える冷却速度、好適には５００Ｋ／ｓ（ケルビン／秒）を超える冷却速度で、前記鋼板を冷却することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記鋼板は、炭素成分が０．０１重量％から０．１重量％であり、他の合金成分の重量比が以下の上限である低合金鋼から製造されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法：
   Ｎ（窒素）：最大０．０２％
   Ｍｎ（マンガン）：最大０．４％
   Ｓｉ（ケイ素）：最大０．０４％
   Ａｌ（アルミニウム）：最大０．１％
   Ｃｒ（クロム）：最大０．１％
   Ｐ（リン）：最大０．０３％
   Ｃｕ（銅）：最大０．１％
   Ｎｉ（ニッケル）：最大０．１％
   Ｓｎ（スズ）：最大０．０４％
   Ｍｏ（モリブデン）：最大０．０４％
   Ｖ（バナジウム）：最大０．０４％
   Ｔｉ（チタン）：最大０．０５％、好適には０．０２％未満
   Ｎｂ（ニオブ）：最大０．０５％、好適には０．０２％未満
   Ｂ（ホウ素）：最大０．００５％
   他の合金および不純物：最大０．０５％
5. 前記アルミニウム槽から取り出された後に、前記鋼板は急冷液内で浸沈処理されるか、ガス流によって冷却処理されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
6. 前記鋼板は、再結晶化形態の焼鈍し処理中に、７００℃〜７８０℃の範囲の温度で、とりわけ７４０℃〜７６０℃の範囲の温度で、誘導加熱されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
7. 前記熔融アルミニウム槽は、シリコン分が５重量％〜１３重量％、好適には９重量％〜１１重量％であるアルミニウム合金を含んでいることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
8. 前記熔融アルミニウム槽は、少なくとも本質的には純粋アルミニウムで成り、好適には少なくとも９８重量％、好適には少なくとも９９重量％、とりわけ９９．５重量％のアルミニウム量を含んでいることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
9. 前記再結晶化形態の焼鈍し処理の前に前記鋼板上にはケイ酸塩コーティングが施されることを特徴とする、請求項８に記載の製造方法。
10. 前記再結晶化形態の焼鈍し処理の前に前記鋼板は洗浄槽内を通過処理され、該鋼板上にケイ酸塩コーティングが施されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。
11. 施されたアルミニウム層（中間合金層を含んだもの）の厚みは１μｍ〜１５μｍ、好適には１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法。
12. 前記アルミニウム槽から前記鋼板を取り出した後に、形成されたアルミニウム層の厚みを所望の値に調節し、前記鋼板の表面全体で均一状態にするように、余剰の熔融アルミニウムがストリッピングガス噴流によって剥ぎ取られ、または吹き飛ばされることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の製造方法。
13. 前記鋼板は冷却後に表面仕上げ処理、及び／又は再冷間圧延処理され、当該表面仕上げ処理時に、好適には０．５％から２．０％の表面仕上げ処理度が達成され、及び／又は当該再ロール処理時に、２％を超え、５０％までの再冷間圧延処理度が達成されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の製造方法。
14. 前記の再結晶化形態の焼鈍し処理、アルミニウム層の形成処理、およびアルミ被覆された鋼板の急冷処理は不活性還元雰囲気内で実行され、好適には、前記熔融アルミニウム槽と急冷タンクは保護ガス雰囲気の不活性チャンバ内に配置され、
    前記鋼板は前記再結晶化形態の焼鈍し処理後に該不活性チャンバ内に導入され、そこで、前記鋼板は前記熔融アルミニウム槽内に導入され、その後に該アルミニウム槽から取り出され、前記急冷タンク内に導入されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の製造方法。
15. 前記鋼材は、
    ０．０１重量％〜０．１重量％の炭素、
    ０．４重量％未満のマンガン、
    ０．０４重量％未満のケイ素、
    ０．１重量％未満のアルミニウム、及び、
    ０．１重量％未満のクロム
    を含んでいることを特徴とする、請求項１又は２に記載の製造方法。
16. 前記鋼板は低合金鋼製の冷間圧延された薄型シート又は超薄型シートであり、ホウ素、ニオブ、及び／又はチタンを含んでいることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の製造方法。
17. 冷却後には、前記鋼板は少なくとも５００ｍＰａ、好適には６５０ｍＰａを超える引張強度と、５％を超え、好適には１０％を超える破断点伸びを有することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の製造方法。
18. 前記再結晶化形態の焼鈍し処理は、０．５秒〜１．５秒、好適には約１秒の時間間隔で実行されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の製造方法。
19. とりわけ食品用および飲料用の缶の製造のための、化学製品あるいは生物学的製品等である他の充填物用の缶の製造のための、並びに、エアゾール容器および包装体の製造のための、包装用鋼材としての、請求項１〜１８のいずれかに記載の製造方法で製造されたアルミ被覆鋼板の利用。
    
    

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