JPH04304352A - ▲ｒ▼値とΔｒ値の優れた耐食性熱間圧延鋼板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛、アルミニウム、
鉛等の単一金属或いはその合金のめっき層生産性良く、
経済的に施した、▲ｒ▼値とΔｒ値の優れた加工用耐食
性熱間圧延鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間圧延鋼板等に亜鉛等の金属を
めっきするには、熱間圧延工程後に一旦冷却後、酸洗し
た酸洗板を亜鉛や合金などの金属の溶融浴に浸漬する溶
融メッキ法や、該酸洗板をめっきしようとする金属の塩
を含んだ溶液中に浸漬し直流電解する電気めっき法等が
用いられていた。しかし、これらの方法では、酸洗設備
及び大型のめっき装置が必要となり、多大の設備費と広
大な設置場所が必要となり、また、溶融めっきでは鋼板
を加熱するための燃料費がかかり、電気めっきでは電解
を行うための電気代がかかるので、経済性の改善が望ま
れていた。

【０００３】これらの欠点を補う金属めっき方法として
、特開昭５４−１４６２３０号公報において、熱間圧延
工程中或いは精整ライン中を走行する圧延鋼材外表面に
溶融金属を溶射し、鋼材表層面に均一なめっき層を形成
する方法が提案されている。しかし、この方法は熱間圧
延工程中に形成されるスケールの影響を考慮しておらず
、この方法を実施した場合、スケールの上から溶融金属
を溶射することになるためめっき密着性が悪く、製造後
にプレス加工等が行われる薄鋼板の場合、加工後にめっ
きがはがれて耐食性が悪化する。その上これ等の問題を
克服するために必要な溶射金属の種類や溶射する際の鋼
板温度、密着性を向上させるための鋼板表面の適性粗度
、溶射を行う熱間圧延工程中又は精整ライン上での望ま
しい位置等については記載がなく、実用的な密着性を保
証するめっき層を得るための具体的条件について全く開
示も示唆もない。

【０００４】一方、熱延鋼板の▲ｒ▼値の向上について
は、特開昭５９−２２６１４９号公報に記載のごとく、
Ｔｉを用いた極低炭素鋼を油潤滑圧延で製造する方法、
または特開昭６２−１９２５３９号公報に記載のごとく
、Ｎｂ、Ｔｉ等の合金を添加して製造する方法がある。 しかし、前者に関しては、油潤滑で使用する圧延油は高
濃度であり、必然的に圧延自体がスリップ限界ぎりぎり
の条件で行うことになり、圧延温度、圧延速度、圧延可
能なサイズ等の制約が大きく生産効率の悪化が否定でき
ない。また、ロールに付着した油を取り除く等の手間が
必要になり作業性、生産性が悪いという欠点もある。一
方後者に関しては、Ｎｂ、Ｔｉ等の合金を使用するので
合金コストが高く経済的でないという問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を伴わずに経済的に、作業性よく、亜鉛等の単一金属
あるいはその合金からなるめっき密着性の良いめっき層
を有する耐食性に優れた▲ｒ▼値及びΔｒ値の優れた耐
食性熱間圧延鋼板を製造する方法提供を課題とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、重量％で、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％
、Ｓ：０．００１〜０．００６％を含み、その他Ｆｅ及
び不可避的成分からなる鋼の１４００℃〜１２００℃の
温度範囲を≧５．０℃／分の冷却速度で鋳造凝固して鋳
片とし、該鋳片の１２００℃〜１１００℃の温度範囲を
５℃／分以上、３０℃／分以下の降温速度で保温した後
、該鋳片の仕上げ圧延を前記鋳造開始から６０分以内に
Ａｒ３　点＋１００℃以下の温度域で開始し、該圧延を
Ａｒ３　点以上の等温温度域で終了し、熱間圧延を終了
した鋼板を巻取るまでの間に、該鋼板表面のスケールを
ドライデスケーリングまたは高圧水デスケーリングを用
いて除去し、引き続き、亜鉛、アルミニウム、鉛等の単
一金属或いはその合金等の金属粉末を前記鋼板の所要の
面に前記金属粉末の融点よりも３０℃以上２００℃以下
の範囲の鋼板温度において噴射して該鋼板の所要の面に
溶融めっき層を形成する事を特徴とする耐食性熱間圧延
鋼板の製造方法を第１の手段として、重量％で、Ｍｎ：
０．１０〜０．６０％、Ｓ：０．００１〜０．００６％
を含み、その他Ｆｅ及び不可避的成分からなる鋼の１４
００℃〜１２００℃の温度範囲を≧５．０℃／分の冷却
速度で鋳造凝固して鋳片とし、該鋳片の１２００℃〜１
１００℃の温度範囲を５℃／分以上、３０℃／分以下の
降温速度で保温した後、該鋳片の仕上げ圧延を前記鋳造
開始から６０分以内にＡｒ３　点＋１００℃以下の温度
域で開始し、該圧延をＡｒ３　点以上の等温温度域で終
了し、熱間圧延を終了した鋼板を巻取るまでの間に、該
鋼板表面のスケールをドライデスケーリングまたは高圧
水デスケーリングを用いて除去すると供に、表面粗度を
Ｒａ値で０．５μｍ以上とし、引き続き亜鉛、アルミニ
ウム、鉛等の単一金属或いはその合金等の粒度１５０メ
ッシュ以上の金属粉末を前記鋼板の所要の面に前記金属
粉末の融点よりも３０℃以上２００℃以下の範囲の鋼板
温度において噴射して該鋼板の所要の面に溶融めっき層
を形成する事を特徴とする耐食性熱間圧延鋼板の製造方
法を第２の手段とするものである。

【０００７】なお、本発明でいう加工用熱延鋼板とは、
加工用熱延鋼板を製造し、使用している分野で、該鋼板
用として通常用いられている鋼、例えば重量％で、Ｃ：
０．０１％〜０．１０％、Ｍｎ：０．１０％〜０．６０
％、Ｓｉ：０．００１〜０．０６％およびＰ：０．００
１％〜０．０５０％、Ｓ：０．００１％〜０．００６％
を含み、その他Ｆｅおよび不可避的成分からなる鋼をさ
す。

【０００８】

【作用】本発明者等は上記課題を達成するため種々の実
験検討を行い、以下の知見を得た。

【０００９】上記成分の鋼の１４００℃〜１２００℃の
温度域を５℃／分以上の冷却速度で鋳造凝固して鋳片と
し、該鋳片の１２００℃〜１１００℃の温度範囲を５℃
／分以上、３０℃／分以下の降温速度域で保定保温時し
、該鋳片の仕上げ圧延を前記凝固開始から６０分以内に
Ａｒ３　点＋１００℃以下の温度で開始し、Ａｒ３　点
以上で等温仕上げ圧延を終了すると、仕上げ圧延時にＭ
ｎＳとして析出するＳ量が仕上げ圧延までの間に充分に
固溶状態で確保され、この確保により仕上げ圧延時に析
出量と析出サイズが制御された微細なＭｎＳが析出し、
これによりオーステナイトの再結晶が効果的に制御され
、オーステナイトの圧延集合組織が充分に発達し、この
圧延集合組織から変態したフェライトは（１１２）面の
集積が高くなり、▲ｒ▼値が向上する。この時前記した
仕上げ圧延により鋼板表層部に大きな剪断歪が働いて該
表層部の集合組織をランダム化するため、Δｒ値が小さ
くなる。

【００１０】一方発明者等は、種々の温度まで加熱した
熱延鋼板のスケールを除去した後、純亜鉛粉末、純アル
ミニウム粉末、亜鉛とアルミニウムの合金粉末など種々
の金属粉末を噴射する実験を行い、鋼板の温度が噴射す
る金属粉末の融点よりも３０℃以上高い場合に、密着性
の良いめっき層を形成することが可能であり、また鋼板
の温度が該融点よりも２００℃を超える温度になると酸
化層が発達して外観を損ない、また、めっき量を制御で
きなくなることを見出した。これ等の知見から、金属粉
末の噴射を受ける鋼板の温度を粉末の融点よりも３０℃
〜２００℃の範囲に高くすると、粉末を溶かす融解熱と
、合金反応を起こすために十分な時間溶融状態を維持す
る熱が供給され、酸化層の発達も防止できることが判明
した。

【００１１】耐食用途のめっき層を形成する金属として
は、亜鉛、アルミニウム、鉛、亜鉛とアルミニウムの合
金、鉄の含有量が５重量％以下程度の亜鉛と鉄の合金な
どがある。これらの金属の融点は３２７℃以上で約７０
０℃以下程度の温度範囲にあり、これ等の融点よりも３
０℃〜２００℃高い温度範囲は、熱間圧延工程では仕上
げ圧延終了から巻取りまでの間にあり、その間で噴射に
使用する金属の融点を基に生産性と経済性の良い位置を
噴射位置とすれば良いことが判明した。

【００１２】また、めっきの前処理としては、生産性と
経済性の点からは、めっき層と地鉄との間にスケールが
あるとその部分で剥がれ易くなりめっき密着性が悪化す
るので、それを防止するスケール除去と、地鉄とめっき
層との接触面積を拡大して合金化反応を促進するための
鋼板表面の粗度の適性化とを同時に行うことが良い。そ
れには高圧水デスケーリングや液体を用いないドライデ
スケーリングが良く、ドライデスケーリングについて具
体的には、ショットブラスト、グリットブラスト、ブラ
ッシングロール、真空アーク放電法などが良いことが判
明した。ただし、高圧水デスケーリングの場合、デスケ
ーリング後に鋼板上に水が残っていると新たなスケール
の発生を促進し、更に粉末噴射時の合金化反応を妨げる
ので、デスケーリング直後に高圧水または高圧ガスによ
り十分な水切りを行う必要がある。

【００１３】デスケーリング時に形成する鋼板の表面粗
度については、表面粗度が粗い方が表面積が大きくなり
合金化反応を起こし易いので、めっき密着性向上のため
に好ましい。鋼板の表面粗度がめっき密着性に与える影
響を調べるため、粒度１５０メッシュ以上のＺｎ粉末ま
たはＡｌ粉末を、該金属の融点よりも３０〜２００℃高
い温度に加熱した粗度調整済みの鋼板に噴射する実験を
行った。図２はその結果の一例で、Ｚｎ粉末をその融点
より１００℃高い鋼板に噴射した場合の実験結果を示し
たものであるが、このようにＲａ値で０．５μｍ以上あ
ればＢｌ評点（ボールインパクトテストによる評点）で
１が得られ、充分なめっき密着性が得られ、０．３〜０
．４μｍでも評点２が得られ実用上問題の無いことが判
明した。上記したＢｌ評点は１が最もめっき密着性の良
いことを示し、値が大きくなるほどめっき密着性が悪い
ことを示す。加工用途の耐食性熱延鋼板としては、この
Ｂｌ評点で１を得ることが最も望ましい。

【００１４】デスケーリング後の新たなスケールの生成
を防ぐため、デスケーリング直後に粉末を噴射する必要
がある。デスケーリングと粉末噴射との間をアルゴン、
窒素等の不活性ガス雰囲気、不活性ガスと水素の混合雰
囲気、水素雰囲気等の非酸化性もしくは還元性雰囲気中
に維持すれば更に望ましい。この場合、非酸化性もしく
は還元性雰囲気中でデスケーリングあるいは粉末噴射を
実施してもよいことはいうまでもない。

【００１５】また、吹き付ける金属粉末の粒度について
は、あまり粉末が大きいと熱伝導が悪く溶融し難くなる
ため、飛散消耗せず、多大の微粉化費を要しない範囲で
小さい粉末の方が良い。金属粉末の粒度がめっき密着性
に与える影響を調べるため、Ｚｎ粉末またはＡｌ粉末を
、該金属の融点よりも３０〜２００℃高い温度に加熱し
、表面粗度をＲａ値で０．５μｍ以上に調整済みの鋼板
に噴射する実験を行った。図１はその結果の一例で、Ｚ
ｎ粉末をその融点より１００℃高い鋼板に噴射した場合
の実験結果を示したものであるが、このように粉末の粒
度が１５０メッシュ以上あれば迅速的確に溶融して、Ｂ
ｌ評点で１が得られめっき密着性が良好となり、５０以
上１５０メッシュ未満でもＢｌ評点で２が得られ実用上
問題とならない密着性が得られることが判明した。

【００１６】以上の各知見の活用により、本発明は課題
を達成している。

【００１７】

【実施例】表１に示す化学成分を有する鋼を表２に示す
熱延条件で製造し、金属粉末噴射に関しては、熱間圧延
ラインの仕上げ圧延機と巻取り機との間に種々のデスケ
ーリング装置と粉末噴射装置を設置し、仕上げ圧延後の
鋼板に種々のデスケーリング装置でスケール除去と粗度
調整を行った後、粉末噴射装置で金属粉末を噴射してか
ら巻取った。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】 （注）　　ＣＣＳ：鋳造冷却速度 ＦＴＯ：仕上げ圧延開始温度 ＦＴＥ：仕上げ圧延終了温度 ＭＳＴ：凝固開始から圧延開始までの時間ＣＴ：巻取温
度 　　保温条件：■降温速度　　２０℃／分　　　　　　
　　　　■１２００℃×１０分一定　　　　　　　　　
　　　■１１００℃×１０分一定　　　　　　　　■降
温速度　　５０℃／分

【００２０】実施例−１ 表３の本発明例に示すようにめっき密着性が良く、耐食
性も良好な高▲ｒ▼値でかつΔｒの小さな熱圧延板が製
造できる。しかし、本発明例に比べ、保温条件を満たさ
なかった鋼番４、圧延開始温度がＡｒ３　＋１００℃以
下の条件の外れた鋼番５、凝固時の冷却速度条件を満た
さない鋼番６はいずれも▲ｒ▼値が低く、保温条件が上
限を外れた鋼番７は▲ｒ▼値は良好であるがΔｒが大き
く、圧延温度がＡｒ３　未満となった鋼番８は▲ｒ▼値
が低く、Ｓが含有条件を外れた鋼番９，１１，１３も▲
ｒ▼値が低い。また、Ｓ含有条件と降温保温条件を満た
さない鋼番１０は▲ｒ▼値が低く、Ｓ含有条件と保温条
件の外れた鋼番１２は▲ｒ▼値は良好であるがΔｒが大
きく、鋳造開始から仕上げ圧延開始までの時間が長い鋼
番１４は▲ｒ▼値が低い。

【００２１】

【表３】 （注）■　　ＤＤはデスケーリング法を指す。Ｓはショ
ットブラスト。 ■　　粉末種類はＺｎ。粒度は２５０メッシュ。 ■　　鋼板温度は６００℃。Ｒａ値は５μｍ。 ■　　耐食性はＳＳＴで評価し、◎は大変良好を意味す
る。

【００２２】実施例−２ 表４、５から明らかなように、本発明例のＮｏ．　１〜
１１ではＢｌ評点１が得られ、めっき密着性がよく耐食
性も良好な耐食性熱延鋼板を得ることができた。また、
本発明例のＮｏ．　１２〜１８では請求項２の要件であ
る粉末の粒度あるいは鋼板の表面粗度が外れているが、
請求項１の要件をすべて満たしているため、Ｂｌ評点で
２が得られ耐食性が良好な耐食性熱延鋼板を得ることが
できた。 これに対し本発明の請求項１の要件である鋼板の下限温
度が外れたＮｏ．　１９，２１，２３、鋼板の上限温度
が外れたＮｏ．　２０，２２，２４の各比較例は共にめ
っき密着性が悪く、所要の耐食性を有する耐食性熱延鋼
板を得ることが出来なかった。

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】

【発明の効果】以上説明した本発明によると、従来方法
のごとくＴｉ、Ｎｂ等の合金を使用する事なく、また、
油潤滑圧延を行う事なく良好な▲ｒ▼値及びΔｒ値をを
有し、かつ、亜鉛、アルミニウム、鉛等の単一金属或い
はその合金などのめっき層を、小規模の設備で密着性よ
く生産性良く、経済的に付与することが可能となるので
、当業分野にもたらす工業的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】めっき金属の粉末を吹き付ける前の鋼板の表面
粗度Ｒａ値とＢｌ評点で示しためっき密着性の関係を２
水準の粉末粒度で示す図である。

【図２】めっき金属の粉末の粒度とＢｌ評点で示しため
っき密着性の関係を２水準の表面粗度Ｒａ値で示す図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量％で、Ｍｎ：０．１０〜０．６０
   ％、Ｓ：０．００１〜０．００６％を含み、その他Ｆｅ
   及び不可避的成分からなる鋼の１４００℃〜１２００℃
   の温度範囲を≧５．０℃／分の冷却速度で鋳造凝固して
   鋳片とし、該鋳片の１２００℃〜１１００℃の温度範囲
   を５℃／分以上、３０℃／分以下の降温速度で保温した
   後、該鋳片の仕上げ圧延を前記鋳造開始から６０分以内
   にＡｒ３点＋１００℃以下の温度域で開始し、該圧延を
   Ａｒ３　点以上の等温温度域で終了し、熱間圧延を終了
   した鋼板を巻取るまでの間に、該鋼板表面のスケールを
   ドライデスケーリングまたは高圧水デスケーリングを用
   いて除去し、引き続き、亜鉛、アルミニウム、鉛等の単
   一金属或いはその合金等の金属粉末を前記鋼板の所要の
   面に前記金属粉末の融点よりも３０℃以上２００℃以下
   の範囲の鋼板温度において噴射して該鋼板の所要の面に
   溶融めっき層を形成する事を特徴とする耐食性熱間圧延
   鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】　　重量％で、Ｍｎ：０．１０〜０．６０
   ％、Ｓ：０．００１〜０．００６％を含み、その他Ｆｅ
   及び不可避的成分からなる鋼の１４００℃〜１２００℃
   の温度範囲を≧５．０℃／分の冷却速度で鋳造凝固して
   鋳片とし、該鋳片の１２００℃〜１１００℃の温度範囲
   を５℃／分以上、３０℃／分以下の降温速度で保温した
   後、該鋳片の仕上げ圧延を前記鋳造開始から６０分以内
   にＡｒ３点＋１００℃以下の温度域で開始し、該圧延を
   Ａｒ３　点以上の等温温度域で終了し、熱間圧延を終了
   した鋼板を巻取るまでの間に、該鋼板表面のスケールを
   ドライデスケーリングまたは高圧水デスケーリングを用
   いて除去すると供に、表面粗度をＲａ値で０．５μｍ以
   上とし、引き続き亜鉛、アルミニウム、鉛等の単一金属
   或いはその合金等の粒度１５０メッシュ以上の金属粉末
   を前記鋼板の所要の面に前記金属粉末の融点よりも３０
   ℃以上２００℃以下の範囲の鋼板温度において噴射して
   該鋼板の所要の面に溶融めっき層を形成する事を特徴と
   する耐食性熱間圧延鋼板の製造方法。