JP3190477B2 - 高表面品位缶用めっき原板製造方法 - 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より高表面品
位缶用めっき原板を製造する方法に関する。

【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、耐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
して次のふたつの方法に分けられる。ひとつは「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」、もうひとつは
「あるひと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。そして、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。

【０００４】乾式の調質圧延（以下調圧と略称する。）
材の場合は、調圧第１スタンドのワークロールにダルロ
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。しかしその一方
で乾式調圧材はその圧延形式から、２．０％max までの
圧下率しか確保できないという欠点を持つ。そのため調
圧工程が環式調圧を採用する場合は、製鋼段階での材質
設計が大きなウェイトを占め、多くのグレード（合金成
分系）の缶用めっき原板が上工程から存在することとな
り、製品製造上のトラブルが発生しやすい。

【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
を引き起こす懸念があるからである。

【０００６】以上のような事実から湿式調圧は、缶用め
っき原板製造において焼鈍工程まで単一成分系鋼帯で製
造しても、調圧工程において圧下率範囲を制御すること
で、硬度、伸び、引張り強さなどの材質の異なる缶用め
っき原板を造り分けることが可能となるという特徴を持
ち、このため乾式調圧材に比較して、熱延、冷延工程で
の生産性上の負荷が軽いことや、他めっき製品へのフレ
キシブルな振り替えが可能となり、屑化量を減少するな
どの長所を持つ。しかしその一方でこの調圧形式は、安
定的な圧下率確保のために使用しているスクラッチロー
ルの影響により、図１（ａ）に示すように、めっき原板
表面に平坦部１２が多くなるため、光の正反射量の割合
が、凹凸部での拡散反射量に比較して大きい。そのた
め、図１（ｂ）に示すように、ロールより転写されたブ
ライト面１３、ダル面１４を有する乾式調圧材の表面に
比べて、光沢度が高い（つやがある）という現象を生
み、低表面光沢度を指向する飲料缶用ブリキ鋼板には、
不向きであるという欠点を持つ。

【０００７】従来まで缶用めっき原板表面の色調制御と
しては、特開平１−１２７１０３にあるように、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、ス
リップなどの影響を大いに受けるミルモーターの速度を
ベースに微妙なオイルピット制御を実施すること、また
オイルピット生成予測の困難な加減速部などでのオイル
ピット制御を実施することは困難であると考えられるこ
と、更に幅方向での色調差は考慮に入れられていないな
ど課題が多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、湿式調
質圧延は低表面光沢度の鋼板を製造することや、鋼板表
面の色調制御をすることは非常に難しい。そこで本発明
は、鋼板の材質設計上有利な湿式調質圧延において、従
来達成できなかった低表面光沢度の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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
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、低表面光沢度鋼板を製造するものであ
って、その特徴とするところは湿式調質圧延の所要のス
タンドにおいて、そのワークロールに、粗度が１．５μ
ｍＲａ以下のダルロールを用いることにある。ここで特
記すべきことは、ジャンピング現象に代表される圧延不
安定性を回避するために、使用するダルロールには低粗
度ダルロールを指向することである。現在ダル加工技術
としては、ショットダル加工、放電ダル加工、レーザー
ダル加工などがあるが、最近の技術の進歩により、これ
らいずれの加工法を採用しても上記内容を満足できる約
１．５μｍＲａ以下のダルロールを加工することは可能
である。更に圧延初期の急速粗度劣化、あるいは幅方向
でのダル山の局部劣化に対応するため、ダルロールには
Ｃｒめっきなどの粗度劣化防止対策を施したものである
方が好ましい。また圧延に供する材質も、熱、冷延、焼
鈍工程での製造が比較的容易なコマーシャルグレイド
（テンパー２あるいはテンパー３素材）を用いることが
よく、これを調圧工程にて広範な材質（テンパー２から
テンパー５まで）に造り分けることが好ましい。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こと、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。

【００１０】また、ロール粗度を１．５μｍＲａ以下と
したのは、前述した潤滑過多とダル山による摩擦係数ア
ップによるジャンピング現象を解決し、湿式圧延におい
ても「一つの圧延力に対して一つの圧下率を一義的に決
める」粗度であることによる。図４により更に説明を加
える。即ち図４は縦軸に圧延力、横軸に圧下率をとり、
調圧に際して種々のロール粗度（Ａ，Ｂ，Ｃ）を適用し
た場合の安定圧延の状態を示すものである。用いたロー
ルは、ショットダル加工を施し、また圧延液は水溶性圧
延液を使用した。図から判るように、Ａ：ロール粗度
（＞１．５μｍＲａ）の場合、ロール表面のダル山間に
圧延液を取り込みすぎて、潤滑過多となり、目標圧下率
４％以上においてなお両者の関係が一義的でない。また
Ｂ：ロール粗度（＝１．５μｍＲａ）の場合、目標圧下
率４％以上では、このロール粗度が臨界点である。とこ
ろがＣ：ロール粗度（＜１．５μｍＲａ）の場合、これ
らの関係が明確になり、即ち、安定圧延ができることを
示している。即ち、本発明は湿式圧延においても、ロー
ル粗度を小さくすれば（１．５μｍＲａ以下、好ましく
は０．８０μｍＲａ以下）、前述した問題を克服できる
領域があるとの知見に基づいている。

【００１１】本発明の湿式調圧実施により、図２に示す
ように従来の湿式調圧材表面光沢レベル２１より低表面
光沢レベル２２となり、かつ乾式調圧材２３と同等以上
の低表面光沢レベル２２のものが得られた。更にめっき
方法によっては、目標としていた乾式調圧材を大きく凌
駕できる低表面光沢度のブリキ鋼板を製造することがで
きる。これは鋼板表面のスクラッチ目の制御により、特
定の品種において可能となる技術である。その上、図３
に示すように、湿式調圧を行うことで、乾式調圧材に比
較して１種類（図３ではテンパー２素材）の成分系で幅
広い材質設計（造り分け）が可能となるという生産上の
メリットも同時に達成できる。

【００１２】

【実施例】

〔実施例１〕Ｃ含有量０．０４％、Ｓｉ含有量＜０．０
３％、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に圧延した鋼
帯を、６９０℃で２５秒均熱し４００℃で１分間過時効
処理した。

【００１３】この鋼帯に調質圧延で第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、ある
いは第２スタンド以降のワークロールに０．３μｍＲａ
のショットダルロールのいずれか片方（この場合ショッ
トダルロールを使わないもう一方のワークロールには、
スクラッチロールを使用）を用いて、水溶性圧延液濃度
〜２０％のもとで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。この圧延の結果、図２（ａ）に示すように表面光沢
レベル２２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２３の低光沢度を達成し
た。これは従来の湿式調圧２１に比較して、表面光沢度
で約２０以上も低い値となる。

【００１４】更にＴＦＳめっき、Ｓｎめっきを実施する
と、Ｃｒめっきについては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たが、Ｓｎめっきについては
乾式調圧材以上の低表面光沢度のものができた。これは
鋼板表面のスクラッチ目の抑制により、このめっき特有
の表面プロフィールである島状Ｓｎの分散析出が実現で
きるためである。

【００１５】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スタンドの圧延力約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のない圧延を実現した。また材
質設計についても、テンパー２素材（コマーシャルグレ
イド、アルミキルド鋼連続鋳造、Ｃ含有量０．０４％以
下）をベースに本圧延方式により、テンパー２からテン
パー５まで（硬度ＨＲ３０Ｔで５３〜６５）の製品材質
を造り分けることができた。以上のように、本技術の確
立により、上工程での製品製造上の課題が少なく、更に
調圧工程でフレキシブルなめっき製品振り分け対応がで
きるとともに、表面光沢度も消費者の嗜好する低光沢度
のものとなる缶用めっき原板を製造する技術を完成し
た。

【００１６】〔実施例２〕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８９
０℃にて熱間圧延し、冷延サイズ０．２１×８６０mmに
圧延した鋼帯を、６９０℃で２５秒均熱し４００℃で１
分間過時効処理した。

【００１７】この鋼帯に調質圧延で、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、あ
るいは第２スタンド以降のワークロールに０．３μｍＲ
ａのショットダルロールを用いて、水溶性圧延液濃度〜
２０％のもとで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。
この圧延の結果、めっき原板で圧延方向とそれに直角な
方向との表面光沢度差は±５％以下となり、これは従来
の湿圧延時の±５０％に比較して約１／１０以下の誤差
範囲内に抑え込めるようになった。そして原板の上にＴ
ＦＳめっきを実施しても、ブリキ原板と同じように、圧
延方向とそれに直角な方向との表面光沢度差は±５％以
下となり表面の綺麗な（低光沢度で色調が白い）ブリキ
鋼板を供給できる。

【００１８】一方、Ｓｎめっきについても、図２（ｂ）
に示すように本圧延方法の適用により、従来の湿式圧延
材２１、乾式圧延材２３に比べて本発明湿式圧延材２２
の表面が綺麗で（低光沢度で色調が白い）耐腐性に優れ
たブリキ鋼板の製造が可能となった。本来、このめっき
方法では、島状Ｓｎがスクラッチ目に沿って析出すると
いう性質をもっており、そのためにブリキ原板光沢度の
低減化も表面低光沢度化には大きな効果がなかった。と
ころが、本圧延方法では島状Ｓｎの析出を規制するスク
ラッチ目の発生がないため、島状Ｓｎの分散析出が実現
できるようになり、ドラスティックな表面低光沢度化が
可能となった。以上のように、本圧延方法は、特定のブ
リキ品種について、表面が綺麗で耐腐性に優れたブリキ
鋼板の製造が可能となる。

【００１９】圧延性については、ダルロール適用による
摩擦係数アップのために、圧延液摩擦係数低減化が必要
となるものの、水溶性圧延液濃度２０％において、第１
スタンドの圧延力約１０００ｔ、第２スタンドの圧延力
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のな
い圧延が実現できた。これは低粗度化したダルロールの
効果である。以上のように、本技術の確立により、圧延
方向とそれに直角な方向との表面光沢度差を解消して、
高品質のめっき原板表面を有し、しかも耐腐性に優れた
ブリキ鋼板を製造することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の圧延方法の確立により、湿式調
質圧延においても低表面光沢度を有する鋼板を製造する
ことができ、しかも例えばテンパー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で
テンパー２からテンパー５グレードまでの缶用めっき原
板材質の造り分けが可能となり、製鋼、熱、冷間圧延な
どの工程の生産性も向上した。また、圧延方向とそれに
直角な方向との表面光沢度差を解消して、高品質のめっ
き原板表面を有し、しかも耐腐性に優れたブリキ鋼板を
製造することができる。これにより表面光沢不良による
屑化量の減少や製缶工程での表面疵の誤差検出などとい
った生産性に影響を与える問題を払拭できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延方式による表面プロフィールイメージを示
すもので（ａ）は湿式調圧材表面、（ｂ）は乾式調圧材
表面である。

【図２】（ａ）は、実施例１における表面粗度と表面光
沢度との関係、（ｂ）は実施例２における表面粗度と表
面光沢度との関係を示す図である。

【図３】Ｔ２素材にて造り分け可能な材質範囲を示す図
である。

【図４】ダルロールの粗度と安定圧延の関係（圧延力と
圧下率）を示す図である。

【符号の説明】

１１ スクラッチ目 １２ 平坦部 １３ 第２スタンドで転写されたブライト面 １４ 第１スタンドで転写されたダル面 ２１ 湿式調圧材光沢度従来レベル ２２ 本発明後の湿式調圧材光沢レベル ２３ 乾式調圧材光沢度従来レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湊 博之 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新日本製鐵株式会社 八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 平４−274802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191604（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−65686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−33870（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/22 B21B 27/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼鈍後のＣ含有量０．１％以下の鋼板
   に、所要の圧延スタンドのワークロールに、粗度が１．
   ５μｍＲａ以下のダルロールを適用するとともに、圧延
   液を併用する湿式圧延を行うことを特徴とする高表面品
   位缶用めっき原板製造方法。
2. 【請求項２】 ワークロールにダルロールを適用する所
   要の圧延スタンドが第１スタンドあるいは第２スタンド
   以降のいずれかである請求項１記載の高表面品位缶用め
   っき原板製造方法。
3. 【請求項３】 ワークロールにダルロールを適用する所
   要の圧延スタンドが全スタンドである請求項１記載の高
   表面品位缶用めっき原板製造方法。
4. 【請求項４】 ダルロール表面にＣｒめっきを施すこと
   を特徴とする請求項１記載の高表面品位缶用めっき原板
   製造方法。