JP3165286B2 - 高表面品位缶用めっき原板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダル加工を施したワー
クロールを用いて圧延する湿式圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲料缶に用いるブリキ鋼板の塗装面が消
費者の嗜好に合った光沢（表面色調）を示すことは、そ
の商品価値を高めるものである。消費者の嗜好に合った
光沢を出す手段として、従来は専ら塗装材料および塗装
方法の改善が重要視されていた。一方ブリキ鋼板は、缶
素材費の削減のため年々薄手化の傾向にあり、そのため
材質は対座屈性などの観点から高強度化が求められてい
る。

【０００３】現在の缶用めっき原板材質設計法は、大別
して次の二つの方法に分けられる。一つは「Ｃなどの析
出硬化あるいは、固溶強化元素を少量から大量まで幅広
く含む鋼を熱間圧延、冷間圧延、焼鈍し、低圧下調質圧
延（乾式圧延）を実施する方法」、もう一つは「ある一
つの量レベルの析出硬化、固溶強化元素を含んだ鋼を、
熱間圧延、冷間圧延、焼鈍し、低圧下から高圧下まで幅
広い圧下率範囲で調質圧延（湿式圧延）を実施する方
法」である。

【０００４】ブリキ鋼板は、表面美麗性、溶接性、加工
性を高めるために、表面に微小な凹凸を有するロール
（ダルロール）によって一定の粗度を付与される。乾式
調圧材の場合は、調圧第１スタンドのワークロールに高
粗度ダルロールを、第２スタンド以降のワークロールに
スクラッチロール（ブライトロール）を用いることで、
粗度付けとその微調整という機能を持たせている。この
際乾式調圧材は第１スタンドのワークロールが高粗度で
あること、さらに圧延液を使用しないためにロール表面
プロフィールの転写率が高いことから、調圧冷間圧延時
のモトリング（オイルピット模様）が残りにくい。

【０００５】これに対して、湿式調圧材は圧延液を使用
して圧延するため、通称ＨＲＴ圧延と呼ばれる圧下率約
４％以上の範囲の圧延が可能となるが、この圧延形式を
採用する場合、一般的には全スタンドにスクラッチロー
ルを用いる。この理由は、湿式調圧にダルロールを用い
た場合、ダル山の影響でロールバイトへの圧延液の取り
込みが多くなって潤滑過多になるという現象と、ダル山
による摩擦係数アップという前述の現象とは正反対の現
象を一度に制御できないために、「ある圧延力に対して
ひとつの圧下率が決まらない」というジャンピング現象
を引き起こすという問題が発生する懸念があるからであ
る。このように湿式調圧は第１スタンドのワークロール
が低粗度であること、さらに圧延液による転写率低減化
作用により、モトリングが発生しやすいという短所を持
つ。

【０００６】特に最近のブリキ鋼板低表面光沢度化の指
向に合わせるために、湿式調圧スタンドのワークロール
にダルロールの適用を試みているが、前述のジャンピン
グ現象回避のために第１スタンドのダルロールは低粗度
化しなければならないこと、さらに圧延液による転写率
低減化はダルロールにおいて特に顕在化されることによ
り、第１スタンドにダルロールを適用した場合、ほぼ１
００％表面にモトリングが残る。

【０００７】これに対し、第２スタンド以降にダルロー
ルを適用した場合、第１スタンドのスクラッチロールと
第２スタンド以降のダルロールの相乗効果によりモトリ
ングの発生はない。相乗効果とは、湿式調圧第１スタン
ドにおいてダルロールよりもスクラッチロールの方がモ
トリング消去性の高いことと、そしてロール表面転写率
の高い第２スタンド以降のワークロールをダルロールと
することでモトリング消去性をさらに高めることであ
る。

【０００８】しかし、製品粗度ランクにもよるが、一般
にブライト材と称されるブリキ鋼板には、第１スタンド
のワークロールに約０．８μｍＲａ程度のロール、第２
スタンド以降のワークロールには約０．３μｍＲａ以下
程度のロールが使用されるため、ショットダル加工、放
電ダル加工、レーザーダル加工のいずれを採っても、約
０．５μｍＲａ程度以下のダル加工は生産性が上がらな
いという欠点がある。例えば、ショットダル加工時のフ
ィルター目詰まりや、レーザーダル加工時間の長時間化
などである。以上のことから、ロール製作にコストのか
かる第２スタンド以降のワークロールにはダル加工のな
いものが望ましい。

【０００９】従来まで鋼板表面の色調制御としては、特
開平１−１２７１０３号公報に開示されているように、
上下ワークロールのモーター速度を検出し、その値をベ
ースに各ロールへの供給圧延液量を制御し、鋼帯表裏で
の色調差の発生防止を図るというものがあるが、この方
案はあくまでオイルピット制御による色調制御方案であ
り、オイルピットの解消が理想である薄目付ブリキ鋼板
には根本的な考え方の相違があると共に、本制御系設備
化の初期投資額などコスト面でもクリアすべき課題が多
いものと考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、湿式調
質圧延において低表面光沢度の缶用めっき原板を製造す
ること、鋼板表面品位を高める（模様などを消去する）
ことは非常に難しいし、その設備化コストも大きい。そ
こで本発明は、めっき原板の材質設計上有利な湿式調質
圧延において、低コストで、しかも低表面光沢度を維持
でき、さらにモトリングの発生もないという従来技術に
はなかった高表面品位缶用めっき原板を製造できる圧延
方法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述のような
従来技術の問題点を解決し、ダルロールを用いて湿式調
圧を行うことで、低表面光沢度でしかもモトリングなど
のない高表面品位めっき原板を低コストで製造するもの
であって、その要旨は、冷間圧延の圧延液にＥＳＩ値＝
０の圧延液を使い、冷間圧延時のモトリング発生を皆無
とした冷延鋼帯を第１スタンドのワークロールにダルロ
ールを用いた湿式調質圧延で圧延をすることにある。

【００１２】この中で特記すべきことは、調圧第１スタ
ンドのワークロールのみにダルロールを使用し、ロール
製作にコストのかかる第２スタンド以降のワークロール
にはダル加工のないものを使用する。この理由は前述の
通りである。

【００１３】また調圧第１スタンドのみにダルロールを
使うメリットは、この他にもダルロール長寿命化（粗度
劣化速度が遅い）が挙げられ、これはロール原単位削減
面からの効果も大きい。以上のような本発明の技術構成
により、低コストで高表面品位な薄目付ブリキ鋼板の製
造が可能となる。

【００１４】本発明の実施により、特に薄目付ブリキ鋼
板の湿式調圧材において、表面光沢度は乾式調圧材と同
等以上の低表面光沢度を有し、さらに表面にモトリング
のない低コストブリキ鋼板の製造が可能となった。従来
技術に比較したデータを図１に示す。図中１１は従来の
湿式調圧材表面レベル、１２は本発明実施後の湿式調圧
材表面レベル、１３は乾式調圧材表面レベルであって、
本発明処理材が低表面光沢度を有していることがわか
る。

【００１５】ここで、本発明においてＣ％を０．１０％
以下としたのは、所謂中炭素材以下を意図しており、こ
れ以上のＣ％では湿式圧延並の圧下率（約４〜９％）を
与えても、市販の製品硬度レベルを遥かに超え現状では
その要求がない、つまり、実質的に乾式の調質圧延しか
行われないためである。また、焼鈍−調質圧延前の冷延
における圧延液の乳化安定度指数ＥＳＩ(Emulsion Stab
ilty Index）を零にするとは、圧延液の性質としては、
油と水の分離性が良いことを意味している。このＥＳＩ
は、エマルジョンを所定の容器に入れ、所定の時間静置
した後、容器の上層、中層、下層を別容器に抜き取る。
この時の下層濃度／上層濃度の比をＥＳＩ値と称してい
る。

【００１６】冷間圧延のように、高粘度、高圧延速度で
圧延するものは、ロールとストリップ間への圧延油の取
り込みが、必然的に多くなり、オイルピットと呼ぶ汚れ
が発生する。また、圧延油は一般的にエマルジョンとい
う状態で水を混合しており、エマルジョンの粒径の差異
（粒径分布）により発生するオイルピットの大きさ、深
さが異なる。そしてオイルピット形状分布がマクロ的に
模様としてみえるのが、モトリングである。本発明で
は、このモトリングを消去するために、水と油の分離性
のよい（ＥＳＩ＝０）油を用いるのであり、エマルジョ
ンとならない状態の圧延油で圧延することにより、モト
リング形態を均一化し、モトリングの発生を抑制する。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。重量比で
Ｃ含有量０．０４％、Ｓｉ含有量＜０．０３％、Ｍｎ含
有量＜０．０３％、Ｐ含有量＜０．０２％、Ｓ含有量＜
０．０１５％、Ａｌ含有量＜０．００４％の合金成分を
持つ鋼を用い、仕上温度８９０℃にて熱間圧延し、冷延
サイズ０．２２×９５０mmにＥＳＩ値＝０の圧延液で圧
延した鋼板を、６９０℃で２５秒均熱し４００℃で１分
間過時効処理した。その鋼板に調質圧延で、第１スタン
ドのワークロールに０．６μｍＲａのショットダルロー
ルを、そして、第２スタンド以降のワークロールに０．
２５μｍＲａのスクラッチロールを用いて、水溶性圧延
液濃度〜２０％の調質圧延を実施した。また圧延時の圧
下率範囲はＨＲＴと呼ばれる約４〜９％程度に設定し
た。

【００１８】この圧延の結果、表面光沢度はブリキ原板
で約２０〜３０程度となり、目標としていた乾式調圧材
レベルの低光沢度を達成した。これは従来の湿式調圧時
のものに比較して、表面光沢度で約２０以上も低い値と
なる。さらにＴＦＳめっきを実施しても、乾式調圧材と
同等レベルの低表面光沢度のものが得られ、表面のモト
リング発生もなくなった。

【００１９】一方、圧延性については、水溶性圧延液濃
度２０％において、第１スタンドの圧延力約１０００
ｔ、第２スタンド圧延力約５００ｔ、第１〜２間中間テ
ンション約５ｔ程度で連続圧延でき、対モトリング性、
対絞り性などの問題ない圧延を実現した。またロール寿
命についても、連続２００ｔ以上の圧延をしても、粗
度、光沢度、モトリング共に問題のない缶用めっき原板
を提供できた。これは第２スタンド以降のワークロール
にダルロールを用いた場合の１．４倍以上原単位削減効
果となった。

【００２０】以上のように本技術の確立により、湿式調
質圧延において低表面光沢度でモトリングのない高表面
品位ブリキ鋼低コストにて製造する技術を完成した。ま
た付帯効果として、本技術のテンパー２素材というひと
つの成分系の鋼板から、調質圧延圧下率を変更すること
によりテンパー２からテンパー５グレードまでの製品材
質の造り分けが可能となり、熱間、冷間圧延の生産性も
向上した。

【００２１】

【発明の効果】本発明の圧延方法確立により、湿式調質
圧延において低光沢度でモトリングのない高表面品位ブ
リキ鋼板を、低コストにて製造する技術を完成し、表面
性状起因の屑化量が減少し生産性が向上した。さらにロ
ール原単位も約７０％に減少した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面性状に関する位置付けを示す説明
図。

【符号の説明】

１１ 湿式調圧材表面レベル １２ 本発明後の湿式調圧材表面レベル １３ 乾式調圧材表面レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−144305（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/22 B21B 27/00 B21B 45/02 310

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ含有量０．１重量％以下の鋼板を、乳
   化安定度指数ＥＳＩ値＝０の圧延液で冷間圧延し、さら
   に当該鋼板を焼鈍後、第１スタンドのワークロールにダ
   ルロールを適用した湿式調質圧延を行うことを特徴とす
   る高表面品位缶用めっき原板の製造方法。