JPH0323087A - アルミニウム被覆鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルミニウム被覆鋼板、特に調整雰囲気中で
の圧延圧接により良好なアルミニウム被覆薄鋼板を、鉄
鋼の連続焼鈍炉を利用することにより低コストで大量生
産できるアルミニウム被覆鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、アルミニウム被覆鋼板の製造法としては、■軟鋼
板の少なくとも片面にＡＱまたはＡＱ合金板を重ね合わ
せた積Ｎ仮を圧延によって圧接する工程と、得られた圧
延板を鋼板層の再結晶軟化を実實上起こさず、かつＡＱ
またはＡＱ合金板の再結晶軟化を起こす条件下で焼鈍す
ることにより、圧接層の相互拡散を進行させる拡散焼鈍
工程と、得られたクラッド板を３０％以上の圧下率のも
とで圧延する仕上工程と、次いで鋼板層の再結晶軟化を
起こす条件下でこのクラッド板を焼鈍する軟化焼鈍工程
とからなる加工性の優れたアルミニウム被覆鋼板の製造
法がある（特開昭５６−１６５５８０号公報、特開昭５
６−１６５５８１号公報）． ■また、還元性雰囲気中において、超音波を連続的に付
加したアルミニウム箔を、加熱された鋼板に圧下率１〜
３％で圧着することよりなるアルミニウム被覆網板の製
造法も知られている（特開昭５８−１７９５８２号公報
）． ■さらに、３５０〜５５０℃に加熱されたＡＱ板を常温
の鋼板に積層して、所定の圧下率を与えてクラッドする
方法（特開昭６３　　１５７７７４号公報）や、溶融Ａ
Ｑめっき鋼板あるいは真空蒸着ＡＱめっき鋼板などが知
られている． （発明が解決しようとする課題〉 ところが、前記■に示した方法は冷間圧接のため必要圧
下率が大きく、ミル設備が過大となるとともに、軟化焼
鈍を２回も行う必要があるために工不ルギー的にもコス
ト高となる欠点がある．また、■に示した方法では圧下
率が１〜３％のため加工性に耐えるクラッド鋼板は得ら
れない．そして、■に示した方法は、非常にシンプルで
安価な製造方法であるが、アルミ箔の熱容量は非常に小
さいため、常温の鋼板に触れた界面の温度が急降下して
圧接が困難となるため、アルミニウムの厚みがある程度
厚いクランド材の製造にしか使えない． さらに、溶融アルミメンキ鋼板は合金層の生或・発達に
より、メッキ層の密着性が不充分であり加工性も悪く、
しかも厚めつき（８０μ程度）は不可能である。一方、
真空蒸着めっきは量産化できず、ボーラスであるため耐
食性に劣り、厚めつきあるいは八Ｑ合金のめっきができ
ない等の欠点がある． さらに、従来の手段には、前述したような問題の他に、 ■クラッド専用設備を設置すると設備費、ランニングコ
ストが高価となり、クラッド材のコストが高くなってし
まう、 ■従来のクランド材製造方法ではアルミ箔と鋼の接合に
は適さない、さらに ■クラッド以外の製造法では箔めっきしかできず、加工
性・耐食性に劣る、 といった問題点があった。

ここに、本発明の目的は、これらの問題を解決し、低コ
ストで大量生産を行うことができるアルミニウム被覆鯛
板の製造方法を提供することにある。

（諜題を解決するための手段〉 本発明者らは、前記目的を達威するために種々検討を重
ねた結果、銅帯の連続焼鈍設備にみられる還元雰囲気と
高温状態とをアルミ箔の圧延接合に利用するということ
に着目して、さらに検討を重ねた結果、本発明を完威す
るに至った．なお、従来の連続焼鈍設備では出側に溶融
めっき（ＡＱ，　Ｚｎ）装置を設置してめっきする方式
はあったが、ライン内にアルミクラッド装置を設置する
方式は無かった． ここに、本発明の要旨とするところは、銅帯の連続焼鈍
炉において、降温域の３００〜４５０℃の温度領域で、
還元性雰囲気中にて、鋼帯にアルミ箔を重ねてアルミ箔
の圧下率γが１５〜４０％となる圧延を施こして接合し
た後に、２５０″Ｃ以上の温度域で１分以上保持し、１
８０　℃以下の温度域で炉外に引き出すことよりなるア
ルミニウム被覆鋼板の製造方法である． さらに、上記の本発明においては、アル短箔のペイオフ
リールと圧延機とを連続焼鈍炉外に設置するとともに、
ペイオフリールから焼鈍炉内へのアルミ箔の入口部、圧
延機のロールギャップ入口部および出口部にシール装置
を備えることが好適である。

（作用） 図面により本発明のｆｌ戒を説明する。

本発明は、略述すれば、第１図に示す鋼帯用一般連続焼
鈍設備を流用し、このラインのＡ１〜Ａ４いつれかの昇
降域（最高焼鈍温度到達以降の温度領域）において、３
００〜４００℃の温度領域内に第２図（ａ）または第２
図中）に示すようにアルミ箔供給設備と圧接圧延機とを
追設し、銅帯（通常、厚さは０．４〜２．３ｗｍ程度で
あり、０．６〜１．６問程度が広く用いられる）にアル
ミニウムまたはアルミ合金箔（「アルミ箔」と総称する
．厚さが３０〜２００　一程度であり、５０〜１００　
７Ｊ１程度が広く用いられる）を重ね圧延して（アルミ
箔の圧下率Ｔ−１５〜４０％？ついては後述）、シかる
後２５０　℃以上、好ましくは２５０〜４５０℃の温度
域で１分以上、好ましくは１〜５分保持し、１８０℃，
好ましくは１６０℃以下で炉外（例えば大気中）に引き
出すことにより、アルミニウム被覆鋼板を製造する方法
である。

なお、上述の連続焼鈍装置および圧延装置それ自体につ
いてはこれ以上の説明は要しないであろう。

圧共３迷し■２し１ まず、本発明における、アルミ箔と鋼帯との圧接条件を
説明する．本発明者らは、第３図に示す装置を用いて、
アルミ箔と鋼帯との圧延接合に関する基礎研究を行った
．結果を第４図に示す．この第４図から明らかなように
、−１１１Ｑ的に圧延温度が高まる程必要圧下率は減少
するが、圧延温度３００℃以上では必要圧下率はほとん
ど低下しないことがわかる．一方、圧接温度が低下する
程必要圧下率は上昇し、それにつれて圧延機の大型化が
必要となる．長いプロセスライン内に導入するにはコン
パクトなミル程投資の面からも望ましい．すなわち、圧
延温度が３００℃以上で良好な圧接を行うことができる
限界圧下率は約１５％であり、これ以上の圧下率では圧
接良好となるが、高圧下率で特に４０％を越えると銅帯
の方の変形も無視できなくなり、プレス加工時の戒形性
が劣化するので、アルミ箔と鋼帯との圧接の際の圧下率
Ｔは１５〜４０％が望ましい。また、圧延温度が高温に
なりすぎるとアルミ箔が軟化し、張力コントロールの難
易度が極端に高まる。すなわち、圧接中にアルミ箔の絞
り込み、破断が多発するようになるので最高温度は４５
０℃以下とすることが望ましい。もちろん第４図から明
らかなように、これら限定数値外でも圧接は可能である
が工業化と品質の観点から上記数値限定が望ましいわけ
である。

ペイオフｉ−ル　　　　の 第２図（ａ）に示すように両者を炉中に設置する方法が
あるが、温度３００〜４５０℃の雰囲気内でペイオフリ
ールや圧延機を保持する部材には材質的に高級材を選定
する必要があるとともに、ベアリングやロールの耐久性
が大幅に劣化するので第２図（ｂ）のようにペイオフリ
ールＲ１、Ｒ２、および圧延機は炉外（大気中）に設置
する方が保持の面からも望ましい。但しこの場合には、
ペイオフリールＲ１、Ｒ２から炉内へのアルミ箔の入口
部、圧延機ロールギャップの人口部および出口部にシー
ル装置を設けることは鋼帯表面のスケール発生による接
合不良および品質低下の抑止の観点から不可欠である。

簡単には炉内の出口付近を大気より高圧にし複数室に区
切って順次出側にゆくに従って圧力を低下（最出口でも
大気よりは高くする）する方法が望ましい。またアルミ
箔を圧接しない場合には、ペイオフリールの出口を密閉
し、圧延機をミルオープンとし、その間にシールトンネ
ルを設置し、着脱可能にすれば通常の連続焼鈍炉に復帰
することができる．あるいは、ミル全体をライン外に引
き出し可とし、ミル空間にシールトンネルを設置する方
法を採用しても良い。

ペイオフリールＲ１、Ｒ２のいずれかを使えば片面被覆
、ペイオフリールＲ１、Ｒ２の両者を使用すれば両面被
覆を行うことができ、さらに両者のアルミ箔の板厚を変
えれば差厚被覆鋼板が得られる。

なお、圧接を行う際にはペイオフリール張力が不可欠で
あり、仮破断を抑止しての高張力操業が望ましい．圧接
にはセラミックロールが熱変形、アルミニウム溶着の防
止の観点より有利である。

玉度後生然処理 圧接のままでも製品となるが、密着性に劣るのでアルミ
ニウム被覆鋼板として求められる加工性が不足する．そ
こで、本発明者らは圧接後の熱処理条件について研究し
た。結果を第５図に示す。

第５図より、２５０　℃より低い保持屋度では長時間保
持しても接合性の改善は非常に小さいことがわかる。し
たがって、保持温度は、２５０℃以上とすることが必要
である。

一方、４５０℃超は第１図の連続焼鈍設備から考えて一
般的には、更に高温化する加熱源を新たに必要とするこ
とがあり経済的でない。したがって、保持温度は２５０
　℃以上４５０℃以下であることが望ましい． さらに、保持時間も最低１分は必要である。長時間程良
いが、設備的に確保できる最大は一般的に５分程度であ
る。この保持可能時間は第１図のＡ１〜＾４のどの位置
に圧延機を設置するかで必然的に決まるわけであり、設
備投資の面より決定すべきである． 更旦」久２　）への　きＣし 鋼帯の酸化を防止するという観点より１８０℃以下とず
べきである。これより高い温度では片面被覆ではテンパ
ーカラーが銅帯表面につくからである．両面被覆の場合
でも両端面に着色・変色が発生し品質低下をきたすため
、やはり１８０℃以下、好ましくは１６０″Ｃ以下とす
べきである．なお、本発明において用いる連Ｖｔ焼鈍炉
は、アルミ箔の供給を行なわずに、圧延機のロールギャ
ップを開放して、通常の冷延鋼板の製造用に切替えるこ
とが可能である。したがって、既存設備に小さな投資を
するだけでアルミニウム被覆鋼板を得ることができる。

（実施例） 具体例について本発明を詳細に説明する。

実施例１ 厚さが（０．４〜０．６）ｎｕｎ、輻１０００問の銅帯
用の連続焼鈍炉の過時効帯人口付近の水平バスに圧延機
を設置（第１図中の＾３、第２図（ｂ））するとともに
アルミ箔供給用のペイオフリールＲ１、Ｒ２を第２図中
）のごとく設置した． Ｒ１リールに厚さ１００　ｔｓ，幅９５０　ｍｍ（７）
　７　Ｊｌ／　５箔を、Ｒ２リールに４００　℃で、厚
さＩ００−、幅９５０　ｍｍのアルミ箔を準備し、厚さ
ＩＩＩＩｌ、幅１０００問の銅帯にアルミ箔の圧下率が
３０％となるようにして圧接した後２５０℃および４０
０　”Ｃに３分間保持し、また比較例として２３０　℃
に３分間保持し、１６０℃に冷却後大気中に引き出し出
側設備を経て巻取りリールに巻取って、両面アル【ニウ
ム被１’ｉｌｌｉｉｌ板を製造した。

得られたアルミニウム被覆鋼板について、下記に示す捩
り試験と曲げ試験とを行った。

（ｉ）捩り試験（２３０℃，　２５０℃，４００℃各５
枚〉得られたアルミニウム被覆鋼板から幅５開、 長さ１４０問の試験片（捩り部分有効長さ１００ｍｍ）
を切り出して、４回転捩り戻しを行った。試験後、端面
観察を行ったが、２５０℃、４００″Ｃで保持した試験
片は全部剥離はなかったが、２３０　℃で保持した試験
片は５枚とも剥離した。

（１１）曲げ試験（２３０℃、２５０℃、４００℃各５
枚）得られたアルミニウム被覆鋼板から幅２０ｍｍ、長
さ７０＋ｓｍの試験片を切り出して、９０″ナイフエノ
ジ、曲げ試験を行い、端面観察を行ったが、２５０　℃
、４００　℃で保持した試験片は全部剥離はなかったが
、２３０　℃で保持した試験片は５枚とも剥離した。

なお、アルミ箔圧接終了後はミルオーブンとしこの間に
シールトンネルを設置し通常の連続焼鈍設備に復帰した
。

実施例２ 同上のラインにおいて、Ｒ１に厚さ５０−、幅６００ｍ
僧のアルミ合金箔を準備するとともにＲ２の人口は密閉
し、厚さ０．８開、幅６５０ｌＩＩＩｌのｆｉＡ帯に前
記アルミ合金箔を３５０℃１アルミ箔の圧下率４０％と
いう条件で圧接した後、３００“Ｃに２．５分間保持し
１６０℃以下で大気中に引き出して片面被覆調板を製造
した。また、その後にＲ２リールより厚さ７０／ｆｆｉ
、幅６００　Ｗ１１１のアルミ箔を供給し、同上条件に
て両面被覆鋼板を製造した． アルミ箔圧接終了後はミルをライン上よりリトラクトし
てその空間にシールトンネルを設置して通常の連ａＩＡ
鈍設備に復帰した。

アルミ箔先端の圧延機への供給にはピンチロールやフロ
ーティング方式が必要となるが、圧接時にはピンチロー
ルオーブン、フロータ停止としてリールＲ１、Ｒ２の張
力制御さえ行えば良い。

このようにして、所望の片面被覆鋼板、両面被覆鋼板を
得ることができた。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように構威されていることにより
、焼鈍設備の過時効帯を活用し、冷延鋼帯にアルミ箔を
圧接することにより低コストで大量生産が可能となり、
産業上極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する設備の概要図；第２図（ａ
）および第２図（ｂ）は、アルミニウムを圧接する部分
の説明図； 第３図は、圧延接合の基本的な設備の概要図；第４図は
、アルミ箔と銅帯との接合について、アルミ箔の圧下率
および圧延温度の影響を示すグラフ；および 第５図は、アルミ箔と銅帯との接合について、圧接後の
保持温度と保持時間とに関して、良好な密着性を得るこ
とができる範囲を示すグラフである．

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼帯の連続焼鈍炉において、降温域の３００〜４
   ５０℃の温度領域で、還元性雰囲気中にて、鋼帯にアル
   ミ箔を重ねてアルミ箔の圧下率γが１５〜４０％となる
   圧延を施こして接合した後に、２５０℃以上の温度域で
   １分以上保持し、１８０℃以下の温度域で炉外に引き出
   すことよりなるアルミニウム被覆鋼板の製造方法。
2. （２）請求項１記載のアルミニウム被覆鋼板の製造方法
   において、さらにアルミ箔のペイオフリールと圧延機と
   を連続焼鈍炉外に設置するとともに、ペイオフリールか
   ら焼鈍炉内へのアルミ箔の入口部、圧延機のロールギャ
   ップ入口部および出口部にシール装置を備えることを特
   徴とするアルミニウム被覆鋼板の製造方法。