JP5752406B2 - 化成処理性に優れた鋼板の製造方法及び製造設備 - Google Patents
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Description
A2001−2008年)に記載の自動車用冷間圧延鋼板及び鋼帯、日本工業規格(JIS G3135−2006年)に記載の自動車用加工性冷間圧延高張力鋼板及び鋼帯において、Si含有量が0.5質量%以上の普通鋼高張力鋼板であり、ステンレス鋼板や電磁鋼板を含まないものである。
一方、自動車部品の多くは鋼板をプレス成形して製造されることから、鋼板には高いプレス成形性、特に高い強度と高い延性、すなわち優れた強度−延性バランスが強く求められる。高い延性を有する高強度冷延鋼板には、強化元素としてSiが多量に含有される場合が多く、焼鈍時にSiの酸化物が鋼板表面に形成される。
これまで、このような課題を解決すべく様々な技術が提案されており、例えば、特許文献1には、焼鈍炉出側に配置した液体噴射装置から、気体を加圧溶解した液体を吹付けることにより、鋼帯表面に生成した濃化物を除去する方法が開示されている。また、特許文献2〜5には、炉内雰囲気の酸素分圧を特定条件として焼鈍した後、特定速度で冷却を行い、次いで、鋼板表面を特定厚さで表面研削した後、酸洗して酸化膜を除去する方法が開示されている。
したがって本発明の目的は、焼鈍時に鋼板表面に形成されたSi含有酸化物層及び鋼板内部に残存したSi含有内部酸化層を効率よく除去し、化成処理性に優れた高張力鋼板を製造することができる製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような製造方法の実施に好適な製造設備を提供することにある。
本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
前記表面研削処理時には、熱間圧延工程における鋼板の巻取温度に応じて、研削体の回転数、圧下量、及び研削体により研削される部分に供給されるクーラント流量のうちの1つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を60秒以内とすることにより、化成処理された後、コイル長手方向のT部(先端部)、M部(中間部)、B部(尾端部)から採取されたサンプルの表面を倍率500倍で5視野観察した際に、5視野全てにおいて面積率95%以上で均一な化成結晶が生成する鋼板が得られるようにすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
[2]上記[1]の製造方法において、表面研削処理は、鋼板両面を研削する上下1対の研削体を1対又は2対以上用いて行うことを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
[3]上記[1]又は[2]の製造方法において、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を4.0g/m2以上とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
前記熱間圧延設備は、鋼板の巻取温度を測定する温度測定手段を有し、
前記表面研削装置は、前記温度測定手段により測定された鋼板の巻取温度に応じて、研削体の回転数、圧下量、及び研削体により研削される部分に供給されるクーラント流量のうちの1つ以上を調整可能とし、化成処理された後、コイル長手方向のT部(先端部)、M部(中間部)、B部(尾端部)から採取されたサンプルの表面を倍率500倍で5視野観察した際に、5視野全てにおいて面積率95%以上で均一な化成結晶が生成する鋼板が得られるようにしたことを特徴とする鋼板の製造設備。
研削体90は、通板する鋼板各面に対向して配置され、本実施形態では回転軸が鋼板幅方向と平行な筒状の回転体(例えば、回転ブラシ)で構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、回転軸を鋼板幅方向に対して傾斜させた筒状の回転体(例えば、回転ブラシ)などで構成してもよい。また、研削体90の研削手段には特別な制限はなく、例えば、研磨布紙、ワイヤブラシ、砥粒入ナイロンブラシ、弾性砥石ロール等を適用することができる。また、砥粒入ナイロンブラシなどを用いる場合には、JIS−R6001規格の砥粒番号は♯60〜♯400、好ましくは♯80〜♯240であることが望ましい。
なお、図1の表面研削装置9は、上下1対の研削体90(回転式研削体)を2対備えているが、これに限定されるものではなく、要求される製品の外観品質や性能を得ることができるのであれば研削体90は1対のみ配置してもよいし、設備の設置スペースを確保できれば3対以上設けてもよい。
ここで、研削体90の回転数の調整により、研削体と鋼板1との摩擦力が変化するため研削量が調整できる。また、研削体90の圧下量の調整により、研削体と鋼板1との接触面積が変化することにより、研削量が調整できる。また、クーラント供給ノズル91から供給されるクーラント流量を調整することで、研削体90と鋼板1との接触面積が調整されるとともに、研削を促進させると考えられる脱落した砥粒や研削粉の滞留時間が変化し、これらにより研削量が調整できる。
なお、温度計4で測温された鋼板1の長手方向位置と、研削体90で機械的研削する鋼板1の長手方向位置は、例えば、トラッキングロールなどによる位置情報検知により一致させるようにする。
本発明の製造方法では、鋼板1が表面研削処理を完了し、酸洗設備11に到達して酸洗処理が開始されるまでの時間を60秒以内とする。この時間が60秒を超えると、鋼板表面に発生した錆が成長し、酸洗処理での除去効率が低下するからである。
ラインスピードに基づき、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を算出した。
本発明例(コイルNo.2〜No.6)では、熱間圧延工程で測定された鋼板の巻取温度に応じて、コントローラーからの指令によって、回転式研削体の回転数、圧下量及びクーラント流量密度のいずれか1つを図2(イ)〜(ハ)に示される巻取温度と研削条件との関係に基づいて、以下のように調整(制御)した。
・コイルNo.3: 図2(ハ)に示される巻取温度と研削体の回転数との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の熱延巻取温度500℃〜540℃に応じて、回転式研削体の回転数を制御(例えば、熱延巻取温度500℃では回転数1000rpm、熱延巻取温度が540℃では回転数1160rpm)した。
・コイルNo.4: 図2(イ)に示される巻取温度と研削体の圧下量との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の熱延巻取温度500℃〜540℃に応じて、回転式研削体の圧下量を制御(例えば、熱延巻取温度500℃では圧下量2.5mm、熱延巻取温度が540℃では圧下量2.9mm)した。
・コイルNo.5: 図2(ロ)に示される巻取温度とクーラント流量密度との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の熱延巻取温度500℃〜540℃に応じて、クーラント流量密度を制御(例えば、熱延巻取温度500℃ではクーラント流量密度2500L/min/m2、熱延巻取温度が540℃ではクーラント流量密度2100L/min/m2)した。
・コイルNo.6: 図2(ハ)に示される巻取温度と研削体の回転数との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の熱延巻取温度500℃〜540℃に応じて、回転式研削体の回転数を制御(例えば、熱延巻取温度500℃では回転数1000rpm、熱延巻取温度が540℃では回転数1160rpm)した。
この化成処理された鋼板について、コイル長手方向のT部、M部、B部からサンプルを採取し、各サンプルの表面を走査型電子顕微鏡にて倍率500倍で5視野観察し、化成結晶の生成状況に応じて、化成処理性を以下のように評価した。
○:5視野全てにおいて、面積率95%以上で均一な化成結晶が生成している。
△:1視野において、面積率5%超の化成結晶の隙間が認められる。
×:2視野以上において、面積率5%超の化成結晶の隙間が認められる。
表1において、参考例であるコイルNo.1は鋼板のSi含有量が低いため、研削条件などに関わりなく良好な化成処理性が得られている。
比較例であるコイルNo.7は、熱延巻取温度に応じて研削条件を調整していない例であり、鋼板質量の減少量は4.0g/m2以上であるが、熱延巻取温度が低下しやすいT部とB部に対し、M部は熱延巻取温度が定常的に高位安定であるため、熱延巻取温度に対応して形成された内部酸化層が表面研削処理で完全に除去されず、一部に残存した酸化物が認められた。このため化成処理においても部分的に結晶が欠損し、化成処理不良となった。
比較例であるコイルNo.9は、本発明例であるコイルNo.5と同様に熱延巻取温度に応じてクーラント流量密度を制御したが、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間が本発明条件を満足していないため、酸洗効率の低下から化成処理性が不良となった。
これに対して本発明例であるコイルNo.2〜No.6は、いずれもコイル長手方向の全体に亘って良好な化成処理性が得られており、塗装密着性に優れた高張力鋼板が得られることが判る。
2 仕上圧延機
3 ランナウトテーブル
4 温度計
5 コイラー
6 タンデム圧延機
7 コイラー
8 連続焼鈍炉
9 表面研削装置
10 水切り装置
11 酸洗設備
12 調質圧延機
13 コイラー
90 研削体
91 クーラント供給ノズル
Claims (4)
- 熱間圧延及び冷間圧延して得られたSi含有量が0.5質量%以上の普通鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、
前記表面研削処理時には、熱間圧延工程における鋼板の巻取温度に応じて、研削体の回転数、圧下量、及び研削体により研削される部分に供給されるクーラント流量のうちの1つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を60秒以内とすることにより、化成処理された後、コイル長手方向のT部(先端部)、M部(中間部)、B部(尾端部)から採取されたサンプルの表面を倍率500倍で5視野観察した際に、5視野全てにおいて面積率95%以上で均一な化成結晶が生成する鋼板が得られるようにすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。 - 表面研削処理は、鋼板両面を研削する上下1対の研削体を1対又は2対以上用いて行うことを特徴とする請求項1に記載の化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
- 表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を4.0g/m2以上とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
- 熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、該熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、該冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、該連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、該表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備を備えた普通鋼板の製造設備であって、
前記熱間圧延設備は、鋼板の巻取温度を測定する温度測定手段を有し、
前記表面研削装置は、前記温度測定手段により測定された鋼板の巻取温度に応じて、研削体の回転数、圧下量、及び研削体により研削される部分に供給されるクーラント流量のうちの1つ以上を調整可能とし、化成処理された後、コイル長手方向のT部(先端部)、M部(中間部)、B部(尾端部)から採取されたサンプルの表面を倍率500倍で5視野観察した際に、5視野全てにおいて面積率95%以上で均一な化成結晶が生成する鋼板が得られるようにしたことを特徴とする鋼板の製造設備。
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