JPH03271380A - ほうろう用鋼板の製造方法 - 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、はうろう用鋼板の製造方法、特に、従来困難
とされてきた連続鋳造鋼板の１回掛けにおいても、また
高張力鋼板のほうろう掛けにおいても脱脂のみで十分な
密着性と良好な外観特性を有するほうろう用鋼板の製造
方法に関するものである。

（艮来の技術） 「はうろう」とは、金属の表面にガラス質釉薬を高温（
＞　８００℃）で焼き付けたものであり、そのようなガ
ラス質層を備えたほうろう製品は表面の美麗感、耐熱性
、耐摩耗性、強度等の特徴を有しており、化学機器類、
厨房機器類、衛生機器類等を始め、最近ではビルの内外
装等にも使用されている。

ところで、上述のようなほうろう製品の製造法には、素
材鋼板に密着性の良好な下塗りを施してから美麗な外観
を呈する上塗りを行うという「２回掛は法」と、素材鋼
板に前処理（酸洗、Ｎｉフラッシュ等）を十分に行って
から美麗さと密着性に冨んだ釉薬を直接焼き付ける「１
回掛は法」とがある。なお、２回掛は法においても簡単
な前処理を行う場合が多い。

以上の素材鋼板、つまりほうろう用鋼板には、従来キャ
ンブト鋼が使用されてきたが、近年の連鋳比率の高まり
にともない、連続鋳造材が使用されるようになってきた
。現在は、２回掛けほうろう用鋼板の大部分、および１
回掛けほうろう用鋼板の掻く一部分がこの連続鋳造材に
置き替わっている。

特に連続鋳造材を使った１回掛は法は、材料コストおよ
び製造コストの大幅な低減を可能とするものでその開発
動向が注目されている。

連続鋳造材の種類としては、特開昭５６−４１３１２号
公報等によって提案された未脱酸キルド鋼板（高酸素鋼
板）、特開昭５０−１５０６２１号公報提案のＢ添加鋼
板、特開昭６１−６２１３号公報提案のＢ添加ＡＱキル
ド鋼板、Ｔｉ添加調板等がある。しかし、これらはいず
れも２回掛は法に使用されており、１回掛は法にはほと
んど使用されていない。

連続鋳造材が１回掛は法に適用されにくい原因は、「泡
Ｊ、「黒点」、「ピンホール」等の外観特性が手中ップ
ド調に比べ劣るという聞届があるからである。特に、加
工性の要求される用途に多く用いられている極低炭Ｔｉ
添加鋼板はそのような傾向が顕著である。

この原因については今だ定説がない、この問題を解決す
るためには種々の提案がされている０例えば、特開昭６
０−１１０８４５号公報では、泡欠陥の原因を酸洗後鋼
板ｊ！面に残るマスクド（＃洗残渣）中のＳ、Ｐ、Ｔｉ
であるとし、鋼板成分中のＳ、Ｐを低下させる提案がさ
れている。

一方、特開昭５１−２２６３２号公報には、鋼板表面に
３〜１５−の鉄めっきを施しその後３％以上の冷間圧延
を組み合わせることによって、密着性、外観特性に優れ
たほうろう製品の製造法が提案されている。特開昭５１
−２２６３２号公報の主旨は、「鉄めっきと冷間圧延に
より鋼板表面に相互に分断した微細な亀甲状亀裂を形成
させる」ことにより、はうろう掛は後高い密着性および
良好な外観特性が得られるとしている。そして上記公報
には「このような微細な亀甲状亀裂を形成させる適切な
冷圧率は３％以上」と記述されている。

その他、はうろう前処理を省略しほうろう製品を安価に
製造しようとする提案には以下のようなものがある。こ
れらは、前処理を省略することによって生じる密着不良
を改善することに主眼が置かれている０例えば、特開昭
５０−１４９５４６号公報、特開昭５０−４６５２６号
公報、特開昭５９−３５６３１号公報、および特開昭５
９−３５６３３号公報では、Ｃｏ、　Ｎｉ、Ｆｅ等をめ
っきし、密着性向上や前処理の省略をも可能としている
。これらの提案は、釉薬と鋼板母材自体の反応を促進さ
せようとする手法である。

ところで、はうろう用としては通常熱延鋼板および冷延
鋼板の両者が用いられているが、構造用鋼板、および化
学工業機器ないし温水器のタンク等には主として熱延鋼
板が用いられ、そのような用途に使用される鋼板として
は強度を必要とするものが多い。

この点、従来より鋼板の強度を高くする提案は、冷延鋼
板、熱延鋼板のいずれの分野でも種々なされてきた。こ
れらは分類すると以下のように、なる。

（１）析出硬化型高張力鋼板 （２）固溶強化型高張力鋼板 （３）二層強化型高張力鋼板 これらの中でほうろう用として上述のような用途に用い
られているのは（１）、（２）のタイプの高張力鋼板で
ある。

（１）は、鋼板がほうろう焼成中に８００℃以上に加熱
されるため、強度が低下するといった問題があり、通常
予め鋼板の強度を非常に高くすることによって解決して
きた。例えば、焼成後の強度が４０ｋｇ／ａｍｔ必要な
らば、焼成前の強度を６０ｋｇ／ｌ１ｌＩ１２程度に設
定していた。そのため、はうろう処理前に施されるプレ
ス成形等が困難になるという問題があった。

一般にほうろう用としては、このような問題の起こらな
い（２）タイプの鋼板が適している。しかし、このタイ
プの高張力鋼板でも添加する元素によってはほうろう層
と鋼板の密着性が著しく低下したりする。これは、前処
理中の酸洗工程で、鋼板表面に微細な凹凸が形成されに
くい成分系であることや、焼成中の釉薬との反応性が低
いといった原因が推測されている。また、特にＣにより
強化した鋼板はピンホールや泡、ブリスターといった表
面欠陥が多く発生するといった欠点がある。

（発明が解決しようとする諜Ｂ） しかし、これら数多くの提案にも関わらず、外観特性に
劣る連続鋳造材であるほうろう用鋼板は１回掛は法への
使用が躊躇され、一方高張力鋼板においては密着性の良
好な高価な釉薬を使用したリ、長時間焼成を行ったり、
コストアップの原因の一つになっている。また、前処理
省略型の鋼板は現在はとんど生産されていない。

ここで、本発明の一般的目的は、母材特性に関係なく、
脱脂のみの簡単な前処理で良好なほうろう特性（密着性
、外観特性：泡、黒点、ピンホール等）を有するほうろ
う用鋼板を提供することにある。

本発明の具体的目的は、特に直接１回掛は法における良
好な密着性および外観特性を備えかつ前処理が省略可能
なほうろう用鋼板およびその製造方法を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、まず本発明者らは、次のよう
な点に着目した。

（１）はうろう層と鋼板の密着性は、焼成中に地鉄と釉
薬が反応し界面が複雑な形状になり　（物理的密着）、
また同時に界面にＦｅ”イオンの飽和層が形成されるこ
と（化学的密着）によって密着する。

（２）泡、ピンホールは焼成中に釉薬（金属の酸化物）
と鋼板中の炭素、析出物（ＦｅｓＣ，ＡＱＮ　、ＴｉＣ
１ＴｉＮ等）、あるいは酸洗スマット等が反応し地峡は
うろう層界面でガス状になることにより生じる。

以上のような着目点を基に、本発明者らは、種々検討を
重ねた結果、熱延鋼板を酸化および還元させる手法によ
って、鋼板とほうろう層の間に、釉薬との反応性が高く
かつ反応によってガスの発生が生じないＦｅ還元層を形
成させることにより、高い密着性と良好な外観特性を両
立させることができることを確認して本発明を完成した
。

よって、本発明の要旨とするところは熱間圧延後鋼板の
表面に０．５〜３０ｇ／ポ（Ｐｅ換算）の酸化層を形成
させ、その後３体積％以上のｎ！雰囲気中、５００℃以
上の温度で還元焼鈍を行うことを特徴とするほうろう用
鋼板の製造方法である。

上記はうろう用鋼板としては熱延鋼板であっても、冷延
鋼板であってもよく、またその種類として高張力鋼板で
あってもよい。

本発明の好適態様によれば、熱延鋼板の場合、上記還元
焼鈍後、２％以下の調質圧延を行うことによって、熱延
ままで加工性のすぐれたほうろう用熱延鋼板を得ること
ができる。

また、高張力鋼板を使用する場合、固溶強化型高張力鋼
板であってもすぐれた密着性が得られる。

本発明にかかるほうろう用鋼板が冷延鋼板として利用さ
れる場合には、さらに前記還元焼鈍を行ってから、冷間
圧延そして再結晶焼鈍をしてもよい。必要によりさらに
２％以下の調質圧延を行ってもよい。

このように、本発明によれば、成形加工性が要求される
場合、熱延鋼板、特に連続焼鈍冷延鋼板では熱延鋼板の
段階で還元焼鈍を行うことから、析出物の粗大化も同時
にはかれ、冷延鋼板として加工性がより一層向上すると
いう２次的なメリットもある。

（作用） 本発明の詳細な説明する。

すでに述べたところからも明らかなように、本発明にあ
っては、熱延鋼板の段階で酸化還元反応により反応性の
高いＦｅ層を表面に形成させ、これと釉薬との反応を十
分に行わせることによってほうろう層との密着性を改善
し、かつ母材との直接の反応を阻止することによってガ
ス成分の生成を抑制し、はうろう層の外観特性を改善す
るのである。

したがって、その限りにおいて例えば出発材料としても
連続鋳造材であるかあるいは造塊材であるかは制限ない
、しかし、その経済的効果を考えれば、連続鋳造材を使
用するのが好ましい。

本発明において、熱間圧延後形成する酸化層は、その量
が少ないと、その後形成されるほうろう層の密着性が不
十分であるばかりか、泡、ピンホール等の発生が多くな
る。そのため、酸化層の生成量の下限を０．５　ｇｌｕ
ｔ以上とした。但し、この生成量は、酸化層中に存在す
るＦｅ量として表しである。

また、多すぎると酸化層の剥離が生じ、鋼板表面の還元
Ｆｅ量に不均一が生じるため、３０ｇ／　ｏｆ以下とし
た。望ましくは、２０ｇ／　ｒｒＴ以下である。

なお、かかる酸化層は、通常の熱間圧延で必然的に形成
されるスケールであっても、また熱延鋼板を意識的に高
温の酸化性雰囲気にさらすこと等によって形成させても
その効果に変わりはない。

また、その生成量も通常の熱間圧延スケールの生成量の
範囲内である。

このようにして生成した酸化層は、次いで還元するが、
そのときの還元焼鈍は、３体積％以上のＨ！雰囲気中、
５００℃以上の温度で行う、３体積％未満のＨ２雰囲気
、または５００°Ｃ未満の温度での還元焼鈍を行った場
合、Ｆｅは完全に還元されないか、または還元焼鈍に時
間がかかりコストアップにつながるため、３体積％以上
の１１ｇ雰囲気、かつ５００℃以上の条件とした。Ｈ２
雰囲気の残部ガスは窒素、＾ｒガスなどの不活性ガスで
ある。なお、上限は、ｔｉｔ雰囲気の場合１００体積％
であり、また還元温度の場合Ａｃ、変態点以下が望まし
い。

還元焼鈍の処理時間は特に制限はないが、はうろう層と
の密着性を確保するに十分なだけ酸化層に含まれるＦｅ
分が十分に還元されればよく、通常は、０．５〜１０時
間程度で十分である。

本発明にかかる鋼板は、熱延鋼板であっても、冷延鋼板
であっても所定の特性は発揮でき、また鋼種としても普
通鋼であっても高張力鋼であってもよい、また、高炭素
とすることで高強度を確保する鋼種にあっても、本発明
によればガス生成が抑制されるためほうろう外観性の改
善が図られるから、そのような態様は、安価な材料提供
という点からは好ましい。

冷間圧延鋼板として利用する場合、上記還元焼鈍後に行
う冷間圧延およびこれに続く再結晶焼鈍は通常の方法で
よい。また、必要に応じて平坦度修正等のための調質圧
延を行ってもよい、このときの圧延率は２％以下とする
。これは、２％鰯の場合、成形加工性が劣化するためで
ある。

次に、本発明の詳細な説明するが、本発明はこれによっ
て何ら限定されるものではない。

（実施例） 第１表に示す組成のスラブを連続鋳造により溶製した０
通常の方法で３．２　ａｓ厚まで熱間圧延を行い、実験
漱１．３．５．７．９．１１．１３．１５．１８．２１
．２３．２６．２８．３０の場合、熱延鋼板の段階で脱
スケールの目的で酸洗を行った。その他の例にあっては
熱延鋼板の段階では、２０％Ｈ２−残Ｎ２．７２０℃雰
囲気でｌθ時間還元焼鈍を行った。

その後、実験磁３．４．７．８．１１．１２．１５〜２
３．２５〜２７．３０．３１の例では熱延鋼板は、さら
に０．８ｍ＋＊厚まで冷間圧延した。そのうち、実験隘
１５〜１７．２１．２２では、７００℃、１０時間の箱
焼鈍を行い、それ以外の冷延鋼板は７５０〜８５０℃、
６０秒の連続焼鈍を行ってから１．０％の調質圧延を行
った。

以上の実験は、熱間圧延までを実際の製造ラインで行い
、その後の脱スケール、還元焼鈍、冷間圧延、再結晶焼
鈍、はうろう掛けは実験室にて行った。

はうろう掛けは、オルソケイ酸ソーダ＋界面活性剤を使
った脱脂のみの前処理後、市販の直接１回層は用釉薬（
日本フェロ−■社製、商品名１５５３Ｃ）をスプレーで
施釉し、８３０℃、３分間大気中で焼成を行った。

密着性の評価は、ＰＨＩ試験機を用い剥離面積率より求
めた。また、外観特性は、目視で２５　Ｘ　２５ｍｍ中
に発生している泡、黒点、ピンホール数を求めた。

表面のＦｅ層は、インヒビターを混合したＨＣ２溶液中
で酸化層を溶解させ、溶液中のＦｅ量を定量分析するこ
とにより求めた。

第１表にほうろう特性を同時に示すが、本発明によるＦ
ｅ層を０．５　ｇ／％以上形成させた鋼板のほうろう特
性は脱脂のみの簡単な前処理で、たとえ連続鋳造鋼板で
あってもまた鋼中の炭素が高い鋼板（実験Ｎｃｔ１７．
２２）であっても外観特性が良好であり、またＣｕ、　
Ｓｉを添加した高張力鋼板（実験階２．４．６．８．１
０．１２．１４）であっても十分な密着性を有している
ことがわかる。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されたことにより、
アルカリ脱脂などの簡単な前処理のみでも十分なほうろ
う特性（密着性、外観特性）が得られ、鉄鋼メーカー側
においては連続鋳造法に切り替えることによってほうろ
う用鋼板を安定供給でき、またほうろう加工メーカー（
ユーザー）側では前処理が省略できる可能性があり、産
業上極めて有益である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱間圧延後鋼板の表面に０．５〜３０ｇ／ｍ＾２（Ｆ
   ｅ換算）の酸化層を形成させ、その後３体積％以上のＨ
   ＿２雰囲気中、５００℃以上の温度で還元焼鈍を行うこ
   とを特徴とするほうろう用鋼板の製造方法。