JPH0587570B2

JPH0587570B2 -

Info

Publication number: JPH0587570B2
Application number: JP63323056A
Authority: JP
Inventors: Seiki Hori; Yukio Matsuda
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1993-12-17
Also published as: JPH02170925A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、優れた化成
処理性を有する冷間圧延鋼板、特に連続焼鈍冷間
圧延鋼板の製造方法に関する。（従来の技術）鋼板は自然界においては発錆しやすく、その最
終使用状態においては一般的に塗装やめつき等何
らかの表面処理を施して使用される。塗装される
場合には、塗装に先立ち、いわゆる塗装性ととも
に耐食性を高めるために鋼板にはリン酸塩処理が
施されるのが通例であり、このリン酸塩処理によ
つて形成されるリン酸塩処理皮膜の品質が塗装後
の塗膜耐久性を大きく支配することは周知であ
る。ところで冷間圧延により得られた鋼帯は従来、
箱型焼鈍法により650〜750℃に数時間〜10時間均
熱され焼鈍されていたが、近年では連続焼鈍法の
発達によりその多くが連続焼鈍処理されるように
なり、均熱時間が数10秒程度に短縮されるように
なつた。しかしながらかかる短時間焼鈍方式の発
展は、鋼板の表面特性を下記ないしの如く大
きく変化させた。焼鈍時間の著しい短縮は、鋼中成分の表面へ
の濃化により形成される、リン酸塩処理に有効な
表面濃化層の形成を妨げることになつた。焼鈍効率を高めるため連続焼鈍法でも採用が
拡大しつつある直下式加熱法は、雰囲気をいかに
コントロールしても鋼帯表面にオングストローム
単位の厚さの酸化膜の形成をもたらし、この酸化
膜の存在はリン酸塩処理性の低下をもたらす。成形性を付与するために添加されるTiや
Nb、また高抗張力を付与するために添加される
MnやSiは特に上記の傾向が著しい。したがつて連続焼鈍法の普及に伴つて、連続焼
鈍冷間圧延鋼板の化成処理性の改善が急務になつ
ている。他方、連続焼鈍における鋼板の冷却法として、
一般的には、ガスジエツト冷却、ロール冷却、気
水冷却、水焼入冷却等の方法が採用されている
が、この種の一般的な冷却方法では、化成処理に
適するように鋼板の表面改質を行うことはできな
い。むしろ、気水冷却や水焼入冷却では、鋼板表
面に数千Å程度の酸化皮膜（FeO、Fe₂O₃、
Fe₃O₄等）を生じ、逆に著しく化成処理性を損う
ものであつた。そこで化成処理性向上対策として連続焼鈍設備
に続いて、酸洗設備、Niフラツシユメツキ設備
といつた後処理を行うための設備が設置されてい
る。一方上記のような特別な後処理設備を設置する
ことなく鋼板の化成処理性の改善を試みる方法も
いくつか提案されている。すなわち (1) 特公昭61−15132号公報では、ギ酸含有水に
より冷却する方法を、 (2) 特公昭59−38285号公報では10〜90重量％の
アルコール含有水による冷却方法を、 (3) 特開昭61−201737号公報では、α−アミノ酸
含有水溶液による冷却方法を、 (4) 特開昭49−122435号公報では塩酸を発生する
が如き塩類を接触させる方法を、 (5) 特公昭55−22534号公報および特開昭56−
156778号公報では、リン酸塩化合物含有水によ
り冷却する方法を、さらに (6) 特開昭63−11623号公報では溶存酸素濃度を
低減させた冷却水による冷却方法を、それぞれ提案している。（発明が解決しようとする課題）しかし従来行われている酸洗＋Niフラツシユ
メツキ法では後処理設備が必要であり、設備費が
増大するという問題があつた。また化成処理性を改善するために提案されてい
る上記(1)の方法では、必ずしも化成処理性の改善
効果が充分ではない。 (2)の方法では、無酸化冷却には有効であるとし
ても、酸を使用する場合のエツチング効果は全く
なく、鋼板の表面改質を行うことはできない。ま
た先に触れたように高抗張力材等のMn、Ｓ、Si、
Ｐ等の成分元素を多く含む鋼板においては、焼鈍
時に表面濃化層の生成を招き、見栄えおよび化成
処理性の悪化を招くが、(2)の方法では鋼板表面の
エツチング効果がないので表面濃化層の除去を行
うことができない。 (3)および(4)の方法では、冷却処理後に充分なリ
ンスを行つても、鋼板表面に黄褐色状の錆を生
じ、化成処理性が悪化することを本発明者らは確
認している。 (5)の方法では、リン酸塩化合物のみでは化成処
理性の改善効果は不充分である。さらに(6)の方法では、冷却水中の溶存酸素濃度
をかなり低く管理する必要があり、実際の製造工
程に適用することができない。以上いずれの方法によつても鋼板の化成処理性
を向上させることができる。連続焼鈍冷間圧延鋼
板の製造方法はこれまで存在しなかつたのであ
る。ここに本発明の目的は、安価な設備で行うこと
ができ、また優れた化成処理性を有する鋼板を提
供することができる、連続焼鈍冷間圧延鋼板の製
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）本発明者らは、上記の課題を解決するため種々
検討を重ねた結果、連続焼鈍過程で高温の冷間圧
延鋼板を冷却処理する際に、溶存酸素濃度の範囲
を特定した水に0.1〜20重量％のホウ酸またはホ
ウ酸塩を含有せしめて水溶液とし、該水溶液に鋼
板を接触させて鋼板の冷却を行うことにより、得
られる連続焼鈍冷間圧延鋼板の化成処理性を改善
することができることを知り、本発明を完成し
た。ここに本発明の要旨とするところは、連続焼鈍
過程で高温の冷間圧延鋼板を冷却処理する際に、
溶存酸素濃度を4ppm以下に低減させた水に0.1〜
20重量％のホウ酸またはホウ酸塩を含有せしめて
水溶液とし、該水溶液に前記鋼板を接触させるこ
とにより、鋼板表面の酸化膜および／または表面
濃化層を除去すると同時にホウ素あるいはホウ素
化合物を付着させることを特徴とする連続焼鈍冷
間圧延鋼板の製造方法である。本発明の実施態様にあつて、水溶液と鋼板を接
触させる時は、不活性雰囲気または還元性雰囲気
で行なうことが望ましい。（作用）以下、本発明をその作用効果とともに詳述す
る。なお本明細書において「％」は特にことわり
のない限り、「重量％」を意味するものとする。本発明においては、溶存酸素濃度を4ppm以下
に低減さた水にホウ酸またはホウ酸塩を含有せし
めた水溶液を用いているため、鋼板と接触した場
合に通常の溶存酸素濃度の水に酸または酸塩を含
有した水溶液よりも効果的に酸化膜およ表面濃化
層を除去しながらの無酸化処理を行うことがで
き、連続焼鈍冷間圧延鋼板の化成処理性を向上す
ることができる。たとえば第１図に（N₂95％＋H₂5％）の雰囲
気中で450℃に鋼板を加熱後純水で冷却した場合
の、水溶液中の溶存酸素濃度と鋼板表面の酸化膜
厚さとの関係を示す。第１図から明らかなように
溶存酸素量を4ppm以下とすることにより、原板
と同程度の400Åの酸化膜厚さを確保できる。実際の製造工程において、冷却水中の溶存酸素
濃度を4ppm以下にするには、薬剤を添加する方法 N₂H₄（ヒドラジン）＋O₂＝N₂＋2H₂O 脱酸素樹脂を触媒として、溶解させた水素ガ
スと反応させる方法 2H₂＋O₂＝2H₂O 等があるが、特に制限を要するものではない。また本発明においては、含有物としてホウ酸ま
たはホウ酸塩が用いられるがその含有量としては
0.1〜20％である。かかる範囲に制限した理由は、
冷却水として用いる水溶液のPHを適性な範囲に保
つためである。すなわちホウ酸またはホウ酸塩の
含有量が20％超であると水溶液のPHは２未満とな
つて鋼板表面を腐食させるおそれがあり、またホ
ウ酸またはホウ酸塩の含有量が0.1％未満である
と水溶液のPHは５よりも大きくなつて酸化膜、表
面濃化層の除去効果が小さくなつてしまうからで
ある。第２図にホウ酸水溶液の、ホウ酸濃度とPH
との関係を示す。PHが５よりも大きい場合には、
酸化膜、表面濃化層の除去効果が小さく、２より
も小さい場合には酸度が強すぎ鋼板表面を腐食さ
せるおそれがある。本発明においてホウ酸またはホウ酸塩を用いる
ことから、酸化膜および表面濃化層を除去すると
同時に、鋼板表面に極微量のホウ素あるいはホウ
素化合物が付着し、これを核としてリン酸塩皮膜
の結晶核数が多くなるため、緻密な化成処理皮膜
が形成され、特に化成処理性の向上に大きな効果
がある。またホウ酸のアンモニウム塩やナトリウム塩等
も使用できる。ホウ酸ナトリウムは鋼板表面にホ
ウ素あるいはホウ素化合物を付着させ、ホウ酸を
用いた場合と同様に化成処理性の向上に効果があ
る。本発明において鋼板と各水溶液とを接触させる
方法としては、水溶液を鋼板へスプレー等により
吹きつけたり、あるいは水溶液の収容槽中に鋼板
を通すなどの方法がある。なお雰囲気としてはN₂、N₂＋H₂、Arガス雰
囲気等が有効であり、実用上は酸化防止の観点か
らO₂濃度を0.5％未満とすることが有効である。このようにして冷却を終えた鋼板をそのまま、
または必要に応じて調質圧延を施こすことによ
り、化成処理性に優れる連続焼鈍冷間圧延鋼板を
得ることができる。さらに本発明を実施例に基づいて詳述するが、
これは本発明の例示でありこれにより本発明が不
当に制限されるものではない。（実施例）板厚0.8mm、板幅1000mmの冷間圧延された極低
炭素鋼板（Ｃ：0.0015％）をストリツプ走行速度
150mpmの連続焼鈍ラインにおいて、加熱および
均熱処理試験を行つた。すなわち、まず前記鋼板を850℃まで加熱後均
熱保持し、その後ガスジエツト冷却により450℃
まで冷却し３分間の過時効処理を行つた。その後
の冷却工程に本発明にかかる方法を適用し、100
℃まで第１図に示す各種液により浸漬冷却した。
続いてリンスを兼ねて常温まで水冷を行つた。そ
の後1.0％の圧下率の調質圧延を行い、最終製品
を得て、試料No.１ないし試料No.４の試験片とし
た。かかる工程により得られた試料No.１ないし試料
No.４の化成処理性を調査した。ただし化成処理条
件は次の通りである。 (1) 脱脂：「フアインクリーナー4826T」（商品
名）を用い、50℃で２分間処理した。 (2) 表面調整：「バーコレンZT」（商品名）を用
い、20秒間処理した。 (3) リン酸塩処理：「ボンデライト3030」（商品
名）を用い、50℃で２分間浸漬処理した。また化成処理性については、次の(a)ないし(c)に
より評価した。 (a) 化成皮膜のフオスフオフイライト(P)と、ホパ
イト(H)との比Ｐ／（Ｐ＋Ｈ）をＸ線解析から求
めた。 (b) 走査型電子顕微鏡により、結晶の大きさを求
めた。 (c) 化成皮膜の付着量を重量法により求めた。また本発明は連続焼鈍工程へ適用することを目
的としているため、この化成処理試験は（N₂95
％＋H₂5％）である還元性雰囲気において行つ
た。試験条件および結果を第１表に示す。

【表】 (注) ＊は本発明の範囲外、本＝本発明例
ここでＰ／（Ｐ＋Ｈ）は値が大きいほど、また
化成結晶の大きさは小さいほど、さらに化成皮膜
の付着量は多いほど、それぞれ化成処理性は良好
であると判断される。したがつて第１表の試料の
化成処理性を判断するにあたつては、Ｐ／（Ｐ＋
Ｈ）≧95、結晶の大きさ≦5μm、付着量≧2.5ｇ／
m²の場合を良好とした。第１表から明らかなよう
に本発明にかかる試料（試料No.１）は、上記の基
準を全て満足し、化成処理性に優れることがわか
る。これに対し試料No.２は焼鈍後にガスジエツト冷
却を施した試料であるが、結晶の大きさが大きく
なりすぎたために、Ｐ／（Ｐ＋Ｈ）および付着量
の値が小さくなつてしまい化成処理性が良好でな
いことがわかる。また試料No.３は溶存酸素量が本発明の範囲を外
れた水溶液により冷却した場合の試料であるが、
やはり化成処理性が不充分であることがわかる。さらに試料No.４は有機酸、無機酸および／また
はこれらの塩を含有しない水溶液により冷却した
場合の試料であるが、やはり化成処理性が不足し
ていることが明らかである。（発明の効果）以上詳述してきた本発明にかかる連続焼鈍冷間
圧延鋼板の製造方法によれば、化成処理性の優れ
た鋼板を安価にしかも確実に提供することができ
る。かかる効果を有する本発明の意義は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、N₂95％＋H₂5％雰囲気中で鋼板を
450℃に加熱後純水で冷却した場合の、純水中の
溶存酸素濃度と鋼板表面の酸化膜厚さとの関係を
表すグラフ：および第２図は、ホウ酸濃度とPHと
の関係を表すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１連続焼鈍過程で高温の冷間圧延鋼板を冷却処
理する際に、溶存酸素濃度を4ppm以下に低減さ
せた水に0.1〜20重量％のホウ酸またはホウ酸塩
を含有せしめて水溶液とし、該水溶液に前記鋼板
を接触させることにより鋼板表面の酸化膜およ
び／または表面濃化層を除去すると同時にホウ素
あるいはホウ素化合物を付着させることを特徴と
する連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方法。２不活性雰囲気または還元性雰囲気中で、前記
水溶液に前記鋼板を接触させることを特徴とする
請求項１記載の連続焼鈍冷間圧延鋼板の製造方
法。