JPH1024301A

JPH1024301A - ロール成形性に優れる熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板ならびにそれらの製造方法

Info

Publication number: JPH1024301A
Application number: JP18240996A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Hira; 隆明比良; Chikako Fujinaga; 千香子藤長; Osamu Furukimi; 古君　　修
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】塗装後の鮮映性に優れ、しかもロール成形性
にも優れる熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板を提供す
る。【解決手段】鋼素材を熱間粗圧延し、得られたシートバ
ーの少なくとも一方の面に、衝突圧２５ｋｇｆ／ｃｍ²
以上の超高圧デスケーリングを施したのち、熱間仕上げ
圧延を行い、次いで、酸洗前塑性加工を伸び率０．５％
以下に制限して酸洗し、その後、伸び率０．２〜０．７
％の調質圧延を行うことにより、表面粗さが、Ｒmax
４．０μｍ以下かつＲv ／Ｒmax ０．６以上であり、降
伏伸びが１．０〜５．０％である熱延鋼板とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール成形による
建築部材等の使途に好適であり、とくに塗装鮮映性とと
もにロール成形性に優れた特性を有する、熱延薄鋼板
（以下、単に熱延鋼板と略記）および溶融亜鉛めっき鋼
板ならびにそれらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱延鋼板は、連続鋳造法あるい
は造塊法によって得た鋼片を熱間圧延して製造される。
こうして製造された熱延鋼板は、一部は冷延鋼板用素材
として使用され、一部は熱延のままで加工用に使用され
る。さて、建材分野において用いられる鋼材の品種は、
これまではＨ形鋼などが主体として用いられてきたが、
最近、上記鋼板の需要が増しつつある。この理由の一つ
は、例えば、耐震性に優れ、コスト的にも有利な、「ス
チールハウス」と呼ばれる鋼板製の、一般家庭用家屋な
ど新しい分野での需要展開が増加したことにある。ただ
し、こうした鋼板は、従来、表面性状、成形性に優れる
冷延鋼板（通常、必要板厚は０．６〜１．２ｍｍ）が専
ら用いられてきた。

【０００３】最近、上述した建材分野においても、一層
の製品コストの低減が要望されるようになり、その方策
として、従来から用いられてきた冷延鋼板を、より安価
な熱延鋼板に置き替えようとする傾向が増してきた。こ
のような、冷延鋼板に代替するための熱延鋼板の製造技
術は、例えば、特開昭４−１３６１２２号公報などに提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記既
知技術で製造した熱延鋼板は、安価ではあるものの、そ
の表面特性が冷延鋼板には遠く及ばず、壁板などとし
て、鋼板表面に塗装を施して使用する場合に、鮮映性に
代表される表面外観が劣るのが実情であった。このよう
に、従来技術による熱延鋼板の表面特性が劣る大きな理
由として、製品の表面粗さが粗い（Ｒｍａｘ：１５μｍ
程度）ことが挙げられる。ところで、このように表面性
状が劣る熱延鋼板の表面粗さを低減するための手段とし
て、焼鈍後の冷延鋼板に一般的に採用されている、調質
圧延を適用することが考えられる。しかし、この場合に
は、加工性、特にロール成形性の低下が避けられないと
いう問題があった。上述したように、従来の技術では、
表面特性とロール成形性とを共に満たした熱延鋼板、と
くに板厚０．６〜１．２ｍｍといった極薄の熱延鋼板を
製造することができなかった。また、当然のことなが
ら、このような特性を備えた溶融亜鉛めっき鋼板も製造
することができなかった。

【０００５】そこで、本発明の主たる目的は、従来の熱
延鋼板が抱えている上述した問題を解決した新規な熱延
鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板とこれらの製造方法を提
供することにある。この発明の他の目的は、塗装後の鮮
映性に優れ、しかもロール成形性にも優れる熱延鋼板お
よび溶融亜鉛めっき鋼板を提供することにある。この発
明のさらに他の目的は、上記特性を備えた板厚０．６〜
１．２ｍｍの熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板を提供
することにある。この発明のさらにまた他の目的は、上
記熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板を、熱間粗圧延工
程と熱間仕上げ圧延工程との間に超高圧のデスケーリン
グを適用することなどにより、有利に製造する方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を達成すべく、主として、仕上圧延に先立って行うデス
ケーリング条件、およびその後に行う調質圧延を含む冷
間での加工量に着目して、鋭意研究を重ねた。その結
果、上記目的実現のためには、これまでに用いられたこ
とのないような超高圧のデスケーリングを適用すること
によって、鋼板表面の表面粗さを極めて小さくすること
ができ、その後に施す上記冷間加工を低伸び率で行うこ
とが可能となり、塗装後の鮮映性とロール成形性とを共
に満たすために必要な表面粗さと伸び率を得ることが可
能になることを知見し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の要旨構成は下記のとお
りである。 (1) 鋼板の少なくとも一方の面の表面粗さが、Ｒmax
４．０μｍ以下およびＲv／Ｒmax ０．６以上であり、
降伏伸びが１．０〜５．０％であることを特徴とするロ
ール成形性に優れる熱延鋼板。

【０００８】(2) 鋼板の少なくとも一方の面の表面粗さ
が、Ｒmax ４．０μｍ以下およびＲv／Ｒmax ０．６以
上であり、降伏伸びが１．０〜５．０％であることを特
徴とするロール成形性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板。

【０００９】(3) 鋼素材を熱間粗圧延し、得られたシー
トバーの少なくとも一方の面に、衝突圧２５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²以上の超高圧デスケーリングを施したのち、熱間仕
上げ圧延を行い、次いで、酸洗前塑性加工を伸び率０．
５％以下に制限して酸洗し、その後、伸び率０．２〜
０．７％の調質圧延を行うことを特徴とする上記(1) に
記載の熱延鋼板の製造方法。

【００１０】(4) 鋼素材を熱間粗圧延し、得られたシー
トバーの少なくとも一方の面に、衝突圧２５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²以上の超高圧デスケーリングを施したのち、熱間仕
上げ圧延を行い、次いで、酸洗前塑性加工を伸び率０．
５％以下に制限して酸洗し、その後、溶融亜鉛めっきを
施し、伸び率０．２〜０．７％の調質圧延を行うことを
特徴とする上記(2) に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造
方法。

【００１１】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の中心技術につい
て、実験事実を踏まえて説明する。建材などの利用分野
において、ロール成形を施して使用される鋼板は、先に
触れたように、次の２つのポイントに配慮して製造され
る必要がある。その１つは、表面粗さが小さく塗装後鮮
映性に代表される表面外観に優れていること、他の１つ
は、ロール成形時にポケットウエーブと呼ばれる平坦部
における波打ち状の凹凸欠陥（図１参照）や曲げ部にお
ける腰折れ欠陥（図２参照）が発生しないことである。

【００１２】ここに、ポケットウエーブは、ロール成形
時の曲げ部の変形が平坦部まで及び、長手ひずみの幅方
向アンバランスで発生するものである。そして、ポケッ
トウエーブを防止するためには、曲げ部だけで変形させ
ることが必要であり、降伏伸び１％以上の材質を確保す
ればよいことがわかった。一方、腰折れ欠陥は、曲げ部
で急激にひずみが加わるためであり、降伏伸びが５％を
超えると顕在化することがわかった。これらのことか
ら、ポケットウエーブや腰折れ欠陥が発生せず、優れた
ロール成形性を付与するためには、降伏伸びが１〜５％
の範囲に納まるように、鋼板の材質を制御することが必
要となった。

【００１３】そこで、発明者らは、先ず、デスケーリン
グおよび調質圧延の条件を変えることによって、表面粗
さＲmax を４〜１０μｍ、また中心線からの谷深さＲv
で無次元化したＲv ／Ｒmax を種々のレベルに変化させ
た熱延鋼板を製造し、塗装後の鮮映性を調査した。ここ
に、鮮映性（ＤＯＩ）とは、試料法線の３０°の方向か
ら光を照射したときの正反射量をＲｓ、正反射より±0.
3 °ずれた角度に反射してくる光の量をＲ_0.3としたと
きＤＯＩ＝（Ｒｓ−Ｒ_0.3）／Ｒｓ×１００で表したものである。その結果を表面外観の官能判定も
含めて図３に示す。図３から、良好な塗装後鮮映性（Ｄ
ＯＩ：９０％以上）を達成するためには、表面粗さＲma
x ４．０μｍ以下かつＲv ／Ｒmax ０．６以上を確保す
る必要があることがわかった。

【００１４】さらに、鋼板表面を、上記の表面粗さＲma
x ４．０μｍ以下に調整するためには、衝突圧２５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²以上の超高圧デスケーリングが必須であると
の結論を得た。というのは、単に上記Ｒmax のみを満足
させるためであれば、調質圧延によっても調整可能であ
るが、その反面ポケットウエーブが発生する。このた
め、ポケットウエーブの発生を防止してロール成形性を
確保するためには、調質圧延の伸び率が制限され、必然
的に表面粗さをＲmax ４．０μｍ以下に調整できなくな
る。したがって、ロール成形性と表面外観を共に満たす
ためには、超高圧デスケーリングを施すことを前提にし
なければならない。また、鋼板表面を、Ｒv ／Ｒmax
０．６以上に調整するためには、酸洗後の調質圧延が必
須である。これは、図４（ａ）に示すような、上下にほ
ぼランダムな酸洗後（調質圧延前）の表面粗さ形状を、
図４（ｂ）に示すように、調質圧延によって上面だけを
平坦化した表面粗さ形状にすることによって達成され
る。このような表面粗さ形状とすれば、その平坦化効果
によって、鮮映性が顕著に向上するのである。

【００１５】一方、鮮映性の確保に必要な調質圧延は、
降伏伸びに直接影響を及ぼして、調質圧延を過度に施す
と降伏伸びが過少となり、ポケットウエーブの発生を招
くようになる。発明者らは、この降伏伸びは、また酸洗
前に施す塑性加工（スキンパス、レベラー加工）によっ
ても影響を受けると考え、酸洗前の塑性加工と酸洗後に
行う調質圧延とが、伸び率に及ぼす影響についても調べ
た。その結果を図５に示す。図５から、ロール成形性を
確保するに必要な降伏伸び１〜５％の範囲に納まるよう
に材質を制御するためには、酸洗前の塑性加工を伸び率
０．５％以下、かつ酸洗後の調質圧延を伸び率０．２〜
０．７％の範囲とすることが必要となることがわかっ
た。上記した酸洗前の塑性加工の伸び率０．５％以下
は、通常行われている範囲が１〜２％であることから、
従来の伸び率よりかなり低く抑制する必要があることを
意味している。

【００１６】以上、本発明において基本となる技術につ
いて説明したが、次に、その他の製造条件を含めて概説
する。また、必要なものにはその限定理由を説明する。
本発明は、下記ａ〜ｃの工程により実施される。ａ．熱延前に鋼素材の加熱を行う。加熱温度としては、
通常の温度範囲である、１０５０〜１３００℃が適す
る。ｂ．次いで、粗圧延および仕上げ圧延よりなる熱間圧延
を行う。この粗圧延と仕上げ圧延の間で、超高圧水によ
るデスケーリングを行う。ｃ．さらに、酸洗前の塑性加工を所定値以下に制限し
て、酸洗したのち、軽度の調質圧延を行う。ただし、こ
の調質圧延は、溶融亜鉛めっき鋼板の場合には、溶融亜
鉛めっき後に行う。

【００１７】熱間圧延は、粗圧延と仕上げ圧延とからな
る。これらの圧延条件はとくに定めないが、加工性を満
たし、後述の超高圧デスケーリングを効果的に行わしめ
るために、１０５０〜１３００℃に加熱後、（Ａr₃＋５
０℃）〜（Ａr₃＋１００℃）の温度範囲で粗圧延を終了
し、超高圧デスケーリング後に、圧下率８０％以上で仕
上げ圧延し、７００℃以下で巻き取るのが好ましい。

【００１８】上記の粗圧延と仕上げ圧延との間でデスケ
ーリングを施す。このデスケーリングは、粗圧延で得ら
れたシートバーの少なくとも一方の面に、鋼板面での衝
突圧２５ｋｇｆ／ｃｍ²以上、好ましくは３０ｋｇｆ／
ｃｍ²以上の超高圧とする必要がある。衝突圧が２５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²未満では、ロール成形性を確保した上、表
面粗さを高レベルに維持することが困難になるからであ
る。因に、従来の高圧デスケーリングの衝突圧は１．０
〜４．０kgf/cm² 程度であり、本発明では、その約１０
倍に当たる超高圧を採用することで、従来技術の下では
期待されていなかった特有の作用効果を発現したものと
思われる。

【００１９】なお、デスケーリング時の鋼板表面での上
記衝突圧ｐは、一般に、ノズルの吐出圧Ｐおよび吐出量
Ｑ、鋼板表面とノズルとの間の距離Ｈから次式により求
めることができる。（「鉄と鋼」1991 vol.77 No.9 p1
1450参照) ｐ＝5.64ＰＱ／Ｈ² ただし、ｐ：鋼板表面での衝突圧（ＭＰａ）Ｐ：吐出圧（ＭＰａ）Ｑ：吐出量（リットル／ｓｅｃ）Ｈ：鋼板表面とノズルとの間の距離（ｃｍ）

【００２０】次いで、熱間仕上げ圧延、酸洗前塑性加工
を伸び率０．５％以下に制限して酸洗し、その後、伸び
率０．２〜０．７％の調質圧延を行う。酸洗は、常法に
よればよく、例えば、酸洗液として５０℃の２０％塩酸
液を用いればよい。本発明法で、上記の酸洗前の塑性加
工における伸び率と酸洗後の調質圧延における伸び率
は、前述した超高圧デスケーリングと並び特に重要な要
件である。酸洗前の塑性加工の伸び率、すなわち酸洗前
に、鋼板の矯正と酸洗性の向上のために行うスキンパス
またはレベラー加工による塑性加工の伸び率は、ロール
成形後の形状に影響を及ぼし、伸び率が値が０．５％を
超えると、前述したように、ロール成形後の形状不良を
招くようになる。また、酸洗後の調質圧延における伸び
率は、鋼板の表面粗さを調整するために必要ではある
が、余りに過度に与えると、前述したように、ロール成
形後の形状不良を招いてしまう。なお、溶融亜鉛めっき
鋼板にあっては、この調質圧延をめっき後に施すことに
よって、熱延鋼板の場合と同様な効果を得ることができ
る。これらの理由により、酸洗前塑性加工は伸び率０．
５％以下、酸洗後の調質圧延の伸び率０．２〜０．７％
にて行う必要がある。なお、調質圧延に用いるロールは
表面粗さＲａ＜０．２μｍのブライトロールを用いるの
がよい。

【００２１】なお、この発明鋼板に適用される鋼素材
は、ＪＩＳＧ３１３１のＳＰＨＣ、ＪＩＳＧ３３０
２のＳＧＨＣ、あるいはＪＩＳＧ３１２５のＳＰＡ−
Ｈなどである。具体的な化学組成範囲としては、Ｃ／
０．１５wt％以下、Si／０．７５wt％以下、Mn／０．６
wt％以下、Ｐ／０．１５wt％以下、Ｓ／０．０４wt％以
下を含有する炭素鋼が適する。

【００２２】

【実施例】

Ｃ：０．０４wt％、Mn：０．３０wt％、Ｐ：０．０１wt
％の厚さ：２５０mmの鋼スラブを、１１５０℃に加熱
し、粗圧延により、厚さ３５mmのシートバーとした。次
いで、デスケーリングを施し、７パス、仕上げ温度９０
０℃、仕上げ板厚０．８〜１．２ｍｍ、巻取温度５５０
℃で仕上げ圧延を行った。仕上げ圧延に続き、レベラー
及び軽圧下圧延による酸洗前塑性加工を行い、５０℃、
２０％塩酸液で酸洗を行ったのち、調質圧延（ロール表
面のＲa ≦0.2 μｍ）を行った。これらの条件を表１に
示す。また、これら一部については、溶融亜鉛めっき鋼
板（上記酸洗ののち、めっきし、調質圧延を実施して製
造）についても実験した。

【００２３】

【表１】

【００２４】得られた熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼
板について、表面粗さ、降伏伸びを測定するとともに、
表面外観およびロール成形性を調査した。測定方法は次
のとおりとした。・表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１によりＲmax を、ま
た下記によりＲv （中心線谷高さ）を測定し、Ｒv ／Ｒ
max を求めた。Ｒv ：断面曲線の測定長さ内における最深の谷と中心線
までの距離（μｍ）・降伏伸びは、ＪＩＳＺ２２４１にもとづく引張試験
により求めた。・表面外観は、予め図３のような塗装後と表面外観の官
能判定との対応をとっておき、１０μｍ厚みの塗装焼付
を施した鋼板について、そのレベルを○、△、×の３段
階で評価した。・ロール成形性は、１００ｍｍ幅×２０００ｍｍ長さの
鋼板を、図６に示すようなロールフラワー工程からなる
８スタンドのロール成形機でリップ溝形鋼にロール成形
し、平坦部におけるポケットウエーブ、曲げコーナー部
に生じる腰折れの有無を肉眼で観察、判定（○：なし、
×：あり）した。これらの結果を併せて表１に示す。

【００２５】表１から明らかなように、本発明法によっ
て製造した熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板は、１．
２ｍｍ以下のいずれの板厚でも、表面外観に優れ、ま
た、ロール成形時のポケットウエーブ、腰折れ欠陥とも
全く発生せず、ロール成形性にも優れていることがわか
る。これに対し、デスケーリング、酸洗前塑性加工の伸
び率、酸洗後調質圧延の伸び率などの条件が本発明範囲
を外れる比較例は、表面外観、ロール成形性の少なくと
も一方の特性が劣化することがわかる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表面外観が良好なうえ、ロール成形性にも優れる熱延鋼
板および溶融亜鉛めっき鋼板を製造することが可能にな
る。したがって本発明によれば、これまでロール成形用
に用いられてきた冷延鋼板をこの発明による熱延鋼板ま
たは溶融亜鉛めっき鋼板で代替させることが可能になる
ので、建築部材などの低コスト供給が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロール成形時のポケットウエーブを示す図であ
る。

【図２】ロール成形時の腰折れ欠陥を示す図である。

【図３】塗装後の表面外観（鮮映性）とＲv ／Ｒmax と
の関係を示す図である。

【図４】調質圧延の有無による表面粗さの違いを示す図
である。

【図５】降伏伸びに及ぼす酸洗前の塑性加工および酸洗
後の調質圧延の影響を示す図である。

【図６】ロール成形による各スタンドのロールフラワー
と成形材の最終形状を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板の少なくとも一方の面の表面粗さが、
Ｒmax ４．０μｍ以下およびＲv ／Ｒmax ０．６以上で
あり、降伏伸びが１．０〜５．０％であることを特徴と
するロール成形性に優れる熱延鋼板。
【請求項２】鋼板の少なくとも一方の面の表面粗さが、
Ｒmax ４．０μｍ以下およびＲv ／Ｒmax ０．６以上で
あり、降伏伸びが１．０〜５．０％であることを特徴と
するロール成形性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板。
【請求項３】鋼素材を熱間粗圧延し、得られたシートバ
ーの少なくとも一方の面に、衝突圧２５ｋｇｆ／ｃｍ²
以上の超高圧デスケーリングを施したのち、熱間仕上げ
圧延を行い、次いで、酸洗前塑性加工を伸び率０．５％
以下に制限して酸洗し、その後、伸び率０．２〜０．７
％の調質圧延を行うことを特徴とする請求項１に記載の
熱延鋼板の製造方法。
【請求項４】鋼素材を熱間粗圧延し、得られたシートバ
ーの少なくとも一方の面に、衝突圧２５ｋｇｆ／ｃｍ²
以上の超高圧デスケーリングを施したのち、熱間仕上げ
圧延を行い、次いで、酸洗前塑性加工を伸び率０．５％
以下に制限して酸洗し、その後、溶融亜鉛めっきを施
し、伸び率０．２〜０．７％の調質圧延を行うことを特
徴とする請求項２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
法。