JP2641663B2 - 高光沢度で鮮映性の優れた冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高光沢度であって、
かつ塗装後の鮮映性にも優れる冷延鋼板を製造するため
の圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板に要求される性質は多様である
が、その一つに表面光沢がある。表面の光沢度を高める
には、いわゆるブライト仕上げを行い表面をできるだけ
平滑にする必要がある。一方、近年、塗装後の鮮映性と
いうものが注目されている。鮮映性とは、写像にくもり
や歪みがなく、物が鮮やかに映える性質であり、特に自
動車の外板用の冷延鋼板にはこの性質が要求されること
が多い。さらに、冷延鋼板はプレス加工に付されること
が多く、この加工性に優れていることも必須である。

【０００３】冷延鋼板は最終的には調質圧延で仕上げら
れる。従来、ブライト鋼板など光沢度が重要視されるも
のの調質圧延においては、ワークロールを研磨する砥石
の番手をあげてロール表面の光沢度を高めたロールによ
って圧延している。光沢度の異なる鋼板を製造するに
は、その都度番手の異なる砥石で研磨したワークロール
を使用して圧延しているのが現状である。しかし、この
ような従来の方法には、次のような問題点がある。

【０００４】(1) 最近は、冷延鋼板でも小ロット多品種
化の傾向にあり、ダル仕上鋼板でもブライト仕上鋼板で
もその品種（光沢度）が数種類ある。これらを製造する
には、その都度ロール替をしなければならず、作業能率
が著しく低下する。

【０００５】(2) 高光沢度の鋼板を得るには、高番手の
砥石で研磨したワークロールを使用しなければならない
が、高番手の砥石での研磨ほど時間がかかる。砥石の交
換等の作業も必要であり、ロール研磨作業の能率が悪
い。

【０００６】(3) 調質圧延では、一定以上の伸び率が必
要なものについては潤滑油を用いる湿式圧延をしてい
る。しかし、湿式圧延ではロールと圧延材との間に油膜
ができてその静圧によりオイルピット（微小凹み）がで
きて光沢度が上がらない。一方、乾式圧延では必要な伸
び率を与えられない。即ち、単スタンド調質圧延機では
所定の伸び率を確保しながら高光沢度の製品を得ること
は難しい。

【０００７】(4) 高度のブライト仕上鋼板は、加工性が
悪い。これは鋼板表面に潤滑油の油溜まりになる微細凹
凸が少ないためである。従って、加工性を重視する場合
にはダル仕上げとしなければならないが、ダル仕上で高
光沢度と鮮映性とを確保するのは困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記 (1)〜
(4) の問題点を解決することを課題としてなされたもの
で、ダル仕上でありながら光沢度が高く、鮮映性にも優
れた冷延鋼板を効率よく製造する方法の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
冷延鋼板の製造方法にある。

【００１０】(1) 調質圧延において２以上のロールスタ
ンドからなる圧延機を使用し、少なくとも前段の１スタ
ンドでロールクロス圧延を行い、後段の少なくとも１ス
タンドでワークロールとしてレーザーダルロールを用い
て圧延を行うことを特徴とする高光沢度で鮮映性の優れ
た冷延鋼板の製造方法。

【００１１】(2) 冷間圧延機の少なくとも１スタンドで
ロールクロス圧延を行い、調質圧延において２以上のロ
ールスタンドからなる圧延機を使用し、その少なくとも
１スタンドでワークロールとしてレーザーダルロールを
用いて圧延を行うことを特徴とする高光沢度で鮮映性の
優れた冷延鋼板の製造方法。

【００１２】本発明において、「ロールクロス圧延」と
言うのは、図２に示すように、圧延材（冷延鋼板）３の
圧延方向（長手方向）に直角の方向に対して、上下のロ
ール軸がそれぞれ逆の方向にある角度（θ）を持って圧
延面に平行な面内で傾斜した状態で圧延することを意味
する。多段圧延機（４Hiミル、６Hiミル等) では、この
傾斜はワークロールのみに持たせてもよく、バックアプ
ロールと共に傾斜させてもよい。これに対して、上下の
ワークロールとも、その軸を圧延方向に直角にして圧延
する通常の圧延を本明細書では「平行ロール圧延」とい
う。

【００１３】「レーザーダルロール」というのは、レー
ザービームを照射してロール表面に規則的に微小凹凸を
付けたロールである。このようなロールで圧延された金
属板には、ロール表面の規則的な凹凸が転写されて、塗
装後の鮮映性が著しく優れたものとなる。

【００１４】図１の（ａ）および（ｂ）は、本発明方法
の代表的な実施態様を概念的に図示したものである。図
中、斜線を施したのはレーザーダルロールである。

【００１５】図１（ａ）は、上記(1) の方法に相当し、
通常の冷間圧延方法で製造され、焼鈍された鋼板を対象
とする調質圧延方法で、調質圧延機が２スタンドからな
る場合である。この時は前段のスタンド（第１スタン
ド) でロールクロス圧延を行い、後段のスタンド（第２
スタンド) でレーザーダルロールをワークロールとする
圧延 (平行ロール圧延) を行う。調質圧延機が３スタン
ド以上の場合でも、その前段の少なくとも１スタンドで
ロールクロス圧延を行い、後段の少なくとも１スタンド
（最終スタンドが望ましい）でレーザーダルロール圧延
を行う。

【００１６】図１の（ｂ）は上記 (2)の方法に相当す
る。この場合は、冷間圧延工程で少なくとも１パス（後
段のパスが望ましい）でロールクロス圧延を行って仕上
げた冷延鋼板を焼鈍し、調質圧延ではいずれかのスタン
ド（最終スタンドが望ましい）でレーザーダルロールを
ワークロールとする圧延を行う。

【００１７】図１（ａ）の方法では、調質圧延工程でロ
ールクロス圧延を行うので、後述するようにオイルピッ
トの発生が少ないから、湿式圧延を行うことができる。
図１（ｂ）の方法でも、すでに冷間圧延の工程で鋼板の
平坦面積率が高くなっているので調質圧延は湿式で行っ
てもよいが、２スタンド以上の調質圧延機を使用すれば
乾式圧延でも十分な伸び率が得られるから、乾式圧延と
するのが望ましい。

【００１８】

【作用】冷間圧延において鋼板の光沢度を向上させるに
は、ロールと鋼板を極力メタル接触させて、かつ鋼板表
面の表面粗度ならびに鋼板表面の平坦面積率を大きくす
ることが肝要であるとともに、ブライト圧延の場合はロ
ール研磨砥石の番手を上げるなどして、より平滑なロー
ルを用いて圧延するのが一般的である。即ち、従来の調
質圧延方法では光沢度をあげる理想的な方法とは、乾式
圧延で、かつ平滑なロールを使用し圧延することであ
る。

【００１９】しかし、ロールの平滑度を上げることは、
先に述べたように生産効率上から望ましくない。また、
乾式圧延では大きな伸び率がえられないという問題があ
る。

【００２０】ロールクロス圧延は、従来、圧延材の形状
制御に有効な手段として注目されてきた。ところが、こ
の圧延方法には、圧延材の表面光沢度を改善する効果が
あることがわかり、本出願人らは先に特願平２−182835
号および特願平３−93882 号の出願を行った。

【００２１】図３は圧延中のワークロールと鋼板との接
触部を模式的に示した断面図であり、（ａ）は通常の平
行ロール圧延の場合、（ｂ）はロールクロス圧延の場合
である。平行ロール圧延の場合には、ロールの凹部に圧
延油が拘束されていわゆるオイルピットになるため、ロ
ールの凹部に当たった鋼板表面は平滑化されない。一
方、ロールクロス圧延の場合には、図２に示したように
ロールと鋼板の進行方向がクロス角度（θ）だけ傾いて
いるため、圧延の際に鋼板には図３（ｂ）に示すような
ロール凸部の幅方向移動による平滑部ができる。図３の
（ａ）と対比して見れば、後者は明らかに平滑部が多
く、平坦面積率が高くなっている。

【００２２】上記のような原理から、同じ表面粗さのワ
ークロールを使用しても、ロールクロス圧延を行えば製
品鋼板の光沢度は遙かに向上する。また、オイルピット
の影響も小さくなるから、潤滑油を用いる湿式圧延でも
高光沢度の鋼板が製造できる。

【００２３】図４はロールクロス角（θ）と光沢度との
関係についての試験結果である。試験は次のように実施
した。

【００２４】ロールクロス角度の変更が可能な１スタン
ドの４段の調質圧延機を使用し、厚さ 0.8mm、幅1200mm
のSPCC(JIS G3141)の冷延鋼板を用い、伸び率 0.8％、
圧延速度 500m/分で調質圧延を行った。ワークロールの
直径は 600mmであり、その表面粗度（Ra）を 0.2μm お
よび0.08μm に変え、前者についてはクロス角θを変え
た圧延を行い、後者については通常の平行ロール圧延だ
けを行った。いずれも、潤滑油を用いる湿式圧延であ
る。

【００２５】図４から明らかなように、Ra＝0.2 μm の
ロールでもロールクロス角度θを0.3°以上にすると光
沢度の著しい向上が見られる。θが 0.3°以上であれ
ば、表面粗度Ra＝0.08μm のロールで平行圧延（θ＝０
°）を行った場合と同等以上の光沢度が得られる。即
ち、同じ高い光沢度を得るのに、本発明方法では従来よ
りも表面粗度の大きなロールを使用できるということに
なり、ロール研磨の時間が大幅に短縮できる。また、同
じ表面粗度のロールを用いて、クロス角度を変えること
により光沢度の異なる鋼板を製造できるから、製品仕様
が多様であってもロール交換の頻度を減らすことがで
き、表面粗度の異なる多数のロールを備えておく必要性
も小さくなる。

【００２６】図４に△印で示すのは、Raが 0.2μm のロ
ールを使用した平行ロールの乾式圧延を行った例であ
る。乾式圧延であれば、平行ロール圧延でも高い光沢度
が得られるが、湿式圧延でもθが 0.3°以上であれば乾
式圧延と同等またはそれ以上の光沢度が得られている。

【００２７】図４から、ロールクロス圧延を行う場合の
ロールのクロス角度（θ）は 0.3°以上にするのが望ま
しいと言える。θが 0.3°あたりで光沢度の向上が顕著
になり 1.5°程度でその効果は飽和している。なお、圧
延機の構造上からクロス角度の上限は約２°である。

【００２８】本発明方法では、冷間圧延の少なくとも１
スタンド、または調質圧延の前段の１以上のスタンドで
ロールクロス圧延を行って鋼板の平坦面積率を上げてお
き、調質圧延の後段の１以上のスタンドで、レーザーダ
ルロールをワークロールとして圧延を行う。即ち、平坦
面積率の高い鋼板に、レーザーダルロールの規則的な微
細凹凸を転写することによって、光沢度が高く、しかも
高鮮映性にも優れた鋼板が製造できる。以下、レーザー
ダルロールによる後段の圧延について述べる。

【００２９】レーザーダルロールによる圧延について
は、特公昭62−11922 号公報に基本的な発明が開示され
ており、本出願人も特開昭63−303011号をはじめ多数の
特許出願を行っている。この圧延法は本質的にダル鋼板
を製造する技術であって、高光沢度鋼板、いわゆるブラ
イト鋼板を製造するものではない。しかし、レーザーダ
ルロールで圧延した鋼板は、塗装後の鮮映性において、
通常のダルロールで圧延した鋼板よりも勝っている。

【００３０】本発明の着眼点は、予めロールクロス圧延
によって平坦度を高め、光沢度を上げた鋼板にレーザー
ダルロールによる圧延を施せば、通常の平行ロール圧延
で得た鋼板にレーザーダルロール圧延を施した場合に比
較して、光沢度が高く、しかも鮮映性にも優れた鋼板が
得られるというところにある。

【００３１】本発明方法において使用するレーザーダル
ロールについては、特別の制約はない。即ち、ショット
ダルロールのように表面に不規則な凹凸のあるロールで
はなく、微小凹凸が規則的に配列されたロールを用いる
ことが肝要である。例えば、前記の特開昭63−303011号
の公報に開示されているようなパターンを鋼板の表面に
与えるように圧延を行えば、鮮映性とともに加工性にも
優れた鋼板が得られる。この圧延は、調質圧延の最終ス
タンドで実施するのが望ましい。

【００３２】

【実施例１】図１の（ａ）に示したような２スタンドの
調質圧延機で下記の圧延を実施した。圧延材は厚さ 0.8
mm、幅1200mmのSPCC(JIS G 3141)の冷延鋼板で、通常の
冷間圧延と焼鈍を施したものである。

【００３３】〔本発明例１〕 第１スタンドでは、Raが 1.8μm の通常のダルロー
ルを使用し、クロス角(θ) ＝0.3 °で交差させたロー
ルクロス圧延を潤滑油を使用し圧延荷重 500トンで実
施。

【００３４】 第２スタンドでは、ピッチ 250μm の
円形クレーターを持つレーザーダルロール (Ra＝ 3.0μ
m)による平行ロール圧延を潤滑油を使用し圧延荷重 500
トンで実施。

【００３５】〔比較例１〕第１スタンドでは本発明例１
ののロールクロス圧延、第２スタンドでは通常のダル
ロールで平行ロール圧延を行った。

【００３６】〔比較例２〕第１スタンドではと同じダ
ルロールを使用し平行ロール圧延を行い、第２スタンド
ではの条件によるレーザーダルロール圧延を行った。

【００３７】図５に、上記の各調質圧延によって得られ
た鋼板の鮮映性（ＤＯＩで評価）と、光沢度（Ｇｓ）を
示す。○印が本発明例１、●印が比較例１、△印が比較
例２である。

【００３８】なお、鮮映性は、下地処理としてリン酸塩
皮膜処理を施し、その上にカチオン型電着塗装をしたの
ちＤＯＩ（Distinctness of Reflected Image Gloss)で
評価した。光沢度は、塗装前の鋼板について入射角20
°、測定角20°の反射型光沢度計で測定した値である。

【００３９】図５を見ると、本発明方法で調質圧延を行
った冷延鋼板は、光沢度と鮮映性の両方に優れているこ
とが分かる。これは、第１スタンドのロールクロス圧延
によって平坦面積率を高めた上で、レーザーダルロール
圧延で規則的なダルパターンを付与したことによる相乗
的な効果である。

【００４０】

【実施例２】図１の（ｂ）に示したような態様で、５ス
タンドの冷間圧延機と２スタンドの調質圧延機で下記の
圧延を実施した。対象材は実施例１と同じSPCC(JIS G 3
141)で、冷間圧延の仕上は厚さ0.8 mm、幅1200mmとし
た。

【００４１】〔本発明例２〕 冷間圧延では、最終スタンドでRaが 3.0μm の通常
のダルロールを使用し、クロス角（θ) ＝0.3 °で交差
させたロールクロス圧延を潤滑油を使用し圧延荷重 700
トンで実施した。

【００４２】 調質圧延は、実施例１と同じ２スタン
ドの圧延機を使用し、その第２スタンドで、ピッチ 250
μm の円形クレーターを持つレーザーダルロール (Ra＝
3.0μm)による平行ロール圧延を潤滑油を使用し圧延荷
重 500トンで実施した。

【００４３】〔比較例３〕冷間圧延は上記と同じ条件
で実施し、調質圧延では第１スタンド、第２スタンドと
も通常のダルロールで潤滑油を使用し平行ロール圧延を
行った。

【００４４】〔比較例４〕冷間圧延では全スタンドで上
記と同じダルロールを使用した平行ロール圧延を行
い、調質圧延の第２スタンドではの条件によるレーザ
ーダルロール圧延を行った。

【００４５】図６に上記の各圧延方法によって得られた
鋼板の鮮映性と光沢度（Ｇｓ）を示す。○印が本発明例
２、●印が比較例３、△印が比較例４である。

【００４６】図５の結果と同じように、冷間圧延工程で
のロールクロス圧延と、調質圧延工程でのレーザーダル
ロール圧延との組合せによる本発明方法では、光沢度お
よび鮮映性がともに優れた鋼板が得られことが明らかで
ある。なお、図５と図６とを対比してみると、光沢度の
高い鋼板を製造するには実施例１の方法、即ち、ロール
クロス圧延を調質圧延工程で実施する方法がより望まし
いと言える。

【００４７】

【発明の効果】実施例でも明らかにしたとおり、本発明
方法ではロールクロス圧延を行うのでワークロールの粗
さを極端に小さくしなくても、高い光沢度の鋼板が得ら
れる。

【００４８】また、例えば厚物材を湿式圧延しても光沢
劣化のおそれがない。さらに、ロールクロス圧延の後
に、レーザーダルロールを用いる圧延を行うから、高光
沢度の鋼板に優れた鮮映性を持たせることができる。レ
ーザーダル鋼板は、一般のブライト鋼板に較べて、加工
性にも優れている。

【００４９】本発明方法によれば、ロールクロス圧延の
クロス角を変えることによって、光沢度の異なる鋼板を
製造することも可能であるから、多種類の研磨条件の異
なるロールを準備しておく必要がない。また、ロール研
磨時間の減少に伴う作業能率の向上という大きな実益が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の概念を説明する図で、（ａ）は請
求項１の発明、（ｂ）は請求項２の発明を実施する圧延
ラインの概略図である。

【図２】ロールクロス圧延法を説明する平面図（ａ）と
側面図（ｂ）である。

【図３】通常の圧延（ａ）とロールクロス圧延（ｂ）に
おけるロールと圧延材の接触状態を示す拡大断面図であ
る。

【図４】ロールクロス圧延におけるクロス角（θ）と圧
延した鋼板の光沢度との関係を示すグラフである。

【図５】実施例１で得た鋼板の光沢度と鮮映性を示すグ
ラフである。

【図６】実施例２で得た鋼板の光沢度と鮮映性を示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 清貴 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 浜田 龍次 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 中野 恒夫 広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱 重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 松田 裕 広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱 重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 森本 和夫 広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 梶原 哲雄 広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱 重工業株式会社広島研究所内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】調質圧延において２以上のロールスタンド
   からなる圧延機を使用し、少なくとも前段の１スタンド
   でロールクロス圧延を行い、後段の少なくとも１スタン
   ドでワークロールとしてレーザーダルロールを用いて圧
   延を行うことを特徴とする高光沢度で鮮映性の優れた冷
   延鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】冷間圧延機の少なくとも１スタンドでロー
   ルクロス圧延を行い、調質圧延において２以上のロール
   スタンドからなる圧延機を使用し、その少なくとも１ス
   タンドでワークロールとしてレーザーダルロールを用い
   て圧延を行うことを特徴とする高光沢度で鮮映性の優れ
   た冷延鋼板の製造方法。