JP3546310B2 - 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークロールの取り替え頻度を減少し、また表面粗さのばらつきを低減できる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、特に表面外観とプレス成形性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造に好適な溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶融亜鉛めっき鋼板は、通常、冷間圧延または脱スケールされた熱延鋼板などの素材鋼板について表面清浄、焼鈍等の処理を行い、溶融亜鉛めっき浴に浸漬した後、めっき浴から引き上げ、めっき付着量を調整し、冷却し、さらに表面を平滑にして表面外観を良好にするために調質圧延を施して製造される。また必要に応じてめっき付着量を調整後、凝固前のめっき表面に薬液や水を吹きつけでスパングルを微細にする処理が行われる。
【０００３】
前記方法で製造された溶融亜鉛めっき鋼板は、耐食性に優れるため、自動車、家電用途等、多岐の用途に使用される。前記用途の内、塗装仕上げされるものについては、表面外観に優れていること、具体的には塗装仕上がり面が周囲の環境を鮮明に写す、いわゆる鮮映性が要求される。例えば、自動車外板用途に使用される溶融亜鉛めっき鋼板では、所要の鮮映性を確保し、同時に所要のプレス成形性を維持するために、表面粗さが中心線平均粗さＲａで１．２〜２．１μｍに規定されている。表面粗さ上限値は、鮮映性により規定される。また表面粗さ下限値はプレス油保持の観点、すなわちプレス成形性の観点から規定されている。
【０００４】
溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗さを前記範囲にする方法としては、溶融亜鉛めっき鋼板を調質圧延する際に、表面粗さを所定範囲に調整したワークロールを使用し、ロールの表面粗さを鋼板表面に転写する方法が一般的である。
【０００５】
しかし、溶融亜鉛めっき鋼板に調質圧延を行うと、めっき皮膜の亜鉛がワークロールのダル目に付着し、目詰まりが発生するため、調質圧延作業中にワークロールの表面粗さが低下する。そのため、表面粗さが前記特定範囲に規定される溶融亜鉛めっき鋼板を製造すると、ワークロールの目詰まりによって溶融亜鉛めっき鋼板の表面に所要の表面粗さを付与できなくなり、ワークロールの取り替え頻度が増加するという問題がある。
【０００６】
また、めっき鋼板の表面粗さが調質圧延中に経時的に減少するため、同一のワークロールで調質圧延され、表面粗さが所要の範囲内にあるめっき鋼板であっても、該ワークロール取り替え直後に圧延された鋼板と、該ワークロール取り替え直前に圧延された鋼板とでは、表面粗さの差が大きく、全体として表面粗さのばらつきが大きくなるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決し、ワークロールの取り替え頻度を減少し、また表面粗さのばらつきを低減できる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、特に表面外観に優れ、又プレス成形性にも優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造に好適な溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の手段は次の通りである。
（１）溶融亜鉛めっき後のめっき鋼板に対して、溶融亜鉛が凝固前に圧力１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上の高圧水を該めっき鋼板表面に吹き付けて所定の表面粗さを付与し、しかる後に調質圧延することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【０００９】
（２）圧力１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上の高圧水を吹き付けて、めっき鋼板表面に中心線平均粗さＲａで１．８〜３．５μｍの表面粗さを付与し、しかる後に調質圧延することを特徴とする前記（１）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１０】
（３）圧力１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上の高圧水を吹き付けて、めっき鋼板表面に中心線平均粗さＲａで１．８〜３．５μｍの表面粗さを付与し、しかる後に表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．３〜６．０μｍのワークロールを用いて調質圧延することを特徴とする前記（１）に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は溶融亜鉛めっき設備の要部配置を示す図で、１はスナウト、２は溶融亜鉛めっき浴、３はシンクロール、４はガスワイピングノズル、５は高圧水スプレー装置、６は調質圧延機、７はワークロール、８は鋼板（素材鋼板）、８ａはめっき鋼板（溶融亜鉛めっき鋼板）である。高圧水スプレー装置５には、めっき鋼板８ａを挟んで鋼板幅方向に所定間隔で設置された複数の高圧水スプレーノズルを備える１対のスプレーヘッダー５ａが配設されている。
【００１２】
前記溶融亜鉛めっき設備を用いて溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法について説明する。素材鋼板８は、図示されていない清浄設備、焼鈍設備で表面清浄、焼鈍等の処理が施され、スナウト１を経て溶融亜鉛めっき浴２に浸漬され、シンクロール３で走行方向が変更されて該溶融亜鉛めっき浴２から引き上げられ、ガスワイピングノズル４でめっき付着量を調整される。次いで、高圧水スプレー装置５で、溶融亜鉛が凝固前のめっき鋼板８ａの表面に高圧水を吹き付けて溶融亜鉛の凝固温度以下の温度まで冷却し、同時にめっき鋼板８ａの表面に所定の表面粗さを付与し、次に調質圧延機６で調質圧延する。
【００１３】
前記において、高圧水を吹き付けてめっき鋼板の表面に付与する粗さは、溶融亜鉛めっき鋼板の目標表面粗さ（調質圧延後の溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗さ、以下同じ）の下限値より大きくすることが必要である。高圧水で付与するめっき鋼板の表面粗さの目標値は、溶融亜鉛めっき鋼板の目標表面粗さの上限値より低目とすることがより好ましい。しかる後に調質圧延を行い、その表面を潰すことで調質圧延後の溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗さを所要の目標表面粗さとする。
【００１４】
前記のように高圧水を吹き付けて所定の表面粗さを付与した後、調質圧延を行うことで、調質圧延時にワークロールのダル目の目詰まり（以下、ダル目詰まり）が起こっても調質圧延後の溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗さが低下することがなくなる。その結果、調質圧延後に所要の表面粗さ（目標表面粗さ）を有する溶融亜鉛めっき鋼板を安定して製造できるようになり、前記した従来技術の問題点を解消できる。
【００１５】
本発明では、調質圧延前のめっき鋼板に溶融亜鉛めっき鋼板の目標表面粗さの下限値より大きい表面粗さを付与することで、調質圧延後に所要の鋼板表面粗さを得る。溶融亜鉛めっき鋼板の目標表面粗さを中心線平均粗さＲａで１．２〜２．１μｍの範囲にする場合、調質圧延前に高圧水を吹き付けて付与する表面粗さは中心線平均粗さＲａで１．８μｍ以上にすることが好ましい。しかし、中心線平均粗さＲａが３．５μｍを越えると調質圧延後に高圧水で付与した粗さが部分的に残りやすくなり、調質圧延後または塗装後の外観が不良になる場合がある。従って、高圧水吹き付け後のめっき鋼板の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで１．８〜３．５μｍの範囲にすることが好ましい。
【００１６】
高圧水を吹き付け後のめっき鋼板の表面粗さを１．８〜３．５μｍとした後、表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．３〜６．０μｍのワークロールを用いて調質圧延を行うと、ワークロールのダル目詰まりの影響を受け難くなり、同一のワークロールでの圧延長が長くなった場合であっても、調質圧延後のめっき鋼板表面の中心線平均粗さＲａを安定して１．２〜２．１μｍの範囲内にできる。そのため、ワークロールの取り替え頻度を低減できるだけでなく、鮮映性とプレス成形性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板を安定製造することが可能になる。
【００１７】
なお、高圧水の吹き付け条件は、圧力を１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上に限定する。高圧水吹き付け後にめっき表面の中心線平均粗さＲａを前記で記載した範囲にできる条件であれば、その他の条件は特に限定されない。例えば、中心線平均粗さＲａを１．８〜３．５μｍの範囲にする条件としては、圧力１０〜５０ｋｇ／ｃｍ²の高圧水を距離２００〜５００ｍｍ程度で吹き付ける条件を例示できる。
【００１８】
調質圧延条件については、前記で規定した条件以外は常法でよい。伸張率についても特に限定されないが、形状矯正、降伏点伸びの消去などを考慮して、０．３〜２．０％が好ましい。
【００１９】
【実施例】
（実施例１）
図１に示した溶融亜鉛めっき設備を用いて、寸法２．０ｍｍ×１４４９ｍｍの冷間圧延後の鋼板８に溶融亜鉛めっきを行い、ガスワイピングノズル４でめっき付着量を片面７０ｇ／ｍ²に調整し、次いで高圧水スプレー装置５で溶融亜鉛が凝固前のめっき鋼板表面に高圧水を、スプレーヘッダー５ａのスプレーノズル（１流体ノズル）から圧力１５ｋｇ／ｃｍ²、間隔２５０ｍｍで吹き付けて、めっき鋼板表面に中心線平均粗さＲａで１．７〜２．３μｍの粗さを付与した後、調質圧延機６で表面粗さの異なるワークロール７を用いて伸張率０．４０〜０．７５％で圧延長３０ｋｍの調質圧延を行い、高圧水吹き付け後、調質圧延後のめっき鋼板の表面粗さを調査した（本発明法）。比較のために、前記で高圧水を吹き付けなかった場合について、圧延長０．５ｋｍおよび３０ｋｍの調質圧延前後のめっき鋼板の表面粗さを調査した（従来法）。
【００２０】
調質圧延後のめっき鋼板の表面粗さは以下のように評価した。
○：中心線平均粗さＲａが１．２〜２．１μｍのもの
△：中心線平均粗さＲａが１．０μｍ〜１．２μｍ未満のもの
×：中心線平均粗さＲａが１．０μｍ未満のもの
調査結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
従来法では、圧延長０．５ｋｍで中心線平均粗さＲａが１．２μｍ未満になった例があり、圧延長３０ｋｍではいずれも中心線平均粗さＲａが１．０μｍ未満になった。これに対して本発明法では、圧延長が３０ｋｍになっても中心線平均粗さＲａが１．２〜２．１μｍで、鮮映性とプレス成形性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板に要求される範囲内である。このような結果が得られたのは、従来法では、ダル目詰まりが発生したため、これによってワークロールの表面粗さが減少し、めっき鋼板に転写される表面粗さが低下したのに対して、本発明法では、調質圧延前に高圧水を吹き付けて、めっき鋼板に本発明で規定する表面粗さ（中心線平均粗さＲａで１．８〜３．５μｍの粗さ）を付与したので、調質圧延でワークロールにダル目詰まりが発生してもその影響を受け難くなるため、圧延長が３０ｋｍになってもワークロールの所定の表面粗さがめっき鋼板に適切に付与されているためである。
【００２３】
（実施例２）
実施例１と同様の溶融亜鉛めっき装置を用いて、寸法２．０ｍｍ×１４４９ｍｍの冷間圧延後の鋼板８に溶融亜鉛めっきを行い、ガスワイピングノズル４でめっき付着量を片面７０ｇ／ｍ²に調整した後高圧水スプレー装置５で溶融亜鉛が凝固前のめっき鋼板表面に高圧水を吹き付けた場合（本発明法）、吹き付けない場合（従来法）について、さらに各々調質圧延を行い、圧延長が変化した場合のめっき鋼板の表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）の変化を調査した。高圧水を吹き付けた場合、高圧水の吹き付け条件を調整し、吹き付け後のめっき鋼板の表面粗さが中心線平均粗さＲａで２．１〜３．５μｍの範囲になるようにした。調質圧延については、本発明例では中心線平均粗さＲａが１．２μｍのワークロール、従来法では中心線平均粗さＲａが３．４μｍのワークロールを使用し、伸張率はいずれも０．３〜１．５％とした。調査結果を図２に示す。
【００２４】
従来法では、圧延開始〜圧延長１ｋｍの間でめっき鋼板の表面粗さが大きく低下している。これは圧延開始後直ちにダル目詰まりが起こるためである。従来法ではダル目詰まりを考慮して予め表面粗さの大きいワークロールを使用したにもかかわらず、中心線平均粗さＲａが１．２〜２．１の範囲内の溶融亜鉛めっき鋼板を製造できるのは、ワークロール取り替え直後の極短い圧延長範囲に限られる。そのため、表面粗さが前記範囲内のある溶融亜鉛めっき鋼板を製造するにはワークロール取り替えを頻繁に行うことが必要になる。
【００２５】
本発明法では、ワークロールにダル目詰まりが発生してもその影響を受け難くなるので、めっき鋼板の表面粗さは圧延長が３００ｋｍであってもワークロール取り替え直後に比べてさほど変化がない。本発明法によれば、表面粗さが前記範囲にある溶融亜鉛めっき鋼板をワークロールを取り替えることなく連続して安定製造できる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明法では、ワークロールにダル目詰まりが発生してもその影響を受け難くなるので、ワークロールを取り替えることなく、表面粗さのばらつきの少ない溶融亜鉛めっき鋼板を安定製造できる。本発明法は、中心線平均粗さＲａが１．２〜２．１の範囲内の鮮映性とプレス成形性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いた溶融亜鉛めっき設備の要部配置を示す図。
【図２】本発明法と従来法において、圧延長が変化した場合の表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）の変化を示す図。
【符号の説明】
１ スナウト
２ 溶融亜鉛めっき浴
３ シンクロール
４ ガスワイピングノズル
５ 高圧水スプレー装置
５ａ スプレーヘッダー
６ 調質圧延機
７ ワークロール
８ 鋼板（素材鋼板）
８ａ めっき鋼板（溶融亜鉛めっき鋼板）

Claims (3)

1. 溶融亜鉛めっき後のめっき鋼板に対して、溶融亜鉛が凝固前に圧力１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上の高圧水を該めっき鋼板表面に吹き付けて所定の表面粗さを付与し、しかる後に調質圧延することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
2. 圧力１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上の高圧水を吹き付けて、めっき鋼板表面に中心線平均粗さＲａで１．８〜３．５μｍの表面粗さを付与し、しかる後に調質圧延することを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
3. 圧力１０ｋｇ／ｃｍ ² 以上の高圧水を吹き付けて、めっき鋼板表面に中心線平均粗さＲａで１．８〜３．５μｍの表面粗さを付与し、しかる後に表面粗さが中心線平均粗さＲａで０．３〜６．０μｍのワークロールを用いて調質圧延することを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。

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