JPS6311623A - 化成処理性の優れた鋼板の製造方法およびその連続焼鈍設備 - 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〕 この発明は、鋼板の製造方法および製造設備に関し、特
に、優れた化成処理性を有する冷延鋼板の製造方法およ
びその連続焼鈍設備に関する。

〔従来の技術〕

冷延鋼板の製造における焼鈍プロセスは、従来の箱型炉
を用いたバッチ式から連続式への移行が進みつつある。

これは、省エネルギー、高生産性、高品質等の観点で行
われており、代表的な連続焼鈍設備としては、例えば第
３図に示すようなものがある。図において、１０はコイ
ル巻戻し機、溶接機、洗浄機等を備えた入側設備、２０
は焼鈍炉設備、４０はせん断機１巻取機等を備えた出側
設備である。上記焼鈍炉設備２０には、上流から順に、
予熱槽１．加熱帯２゜均熱帯３．急冷帯４．過時効処理
帯５．最終冷却帯６及びこれに付帯した水冷却装置７が
配設されている。

入側設備１０でコイルから巻き戻された冷延鋼板Ｗは、
焼鈍炉設備２０に常温で送り込まれて７００°Ｃ以上に
加熱され、焼きなまし処理される。そして最終冷却帯６
及び水冷却装置７において、過時効処理終了温度である
４５０〜３００°Ｃから７０〜５０°Ｃに冷却された後
、出側膜＠４０に送り出される。

この場合、最終冷却帯６では、ガスジェット冷却或いは
ロール冷却等の手段により２５０〜１５０　’Ｃの温度
域まで冷却する。それ以下は、ランニングコスト低減、
プロセスライン長の短縮等を目的として設けられた水冷
却装置７により冷却する。この水冷却装置７と最終冷却
帯６との間の継ぎ部はＮ、ガスシール装置でシールされ
、水冷却装置７から焼鈍炉設備２０内への水蒸気の侵入
を防止している。

ところで、このような連続焼鈍設備ラインで量産される
種々の冷延鋼板のうち、鋼中のＣｆｆ１を３ｏｐｐｍ以
下にした極低炭素鋼を素材とし、更にその鋼中Ｃを析出
させる目的でＴｉまたはＮｂ等を含有させたｗ４板が、
その優れた機械的性質の故に、最近とくに需要を増して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの極低炭素ｔｉ板に、塗装前処理として
の化成処理、例えばリン酸塩処理等を施した場合に、鋼
板面に形成される前処理皮膜の良否即ち化成処理性は、
Ｃ：０．０１〜０．０８％の低炭素鋼に比較して劣る傾
向がある。

そこで本発明者は、極低炭素鋼をはじめとする冷延鋼板
の化成処理性を向上させる目的で研究をすすめた結果、
鋼板のバッチ焼鈍前または連続焼鈍前にニッケルメッキ
を施すことにより化成処理性を改善した極低炭素鋼板の
製造方法を先に提案するに至った（特開昭６０−４６３
７６号公報）。

上記の提案に係る化成処理性の改善は顕著な効果が認め
られるものであるが、他方でメッキ処理を伴うための設
備や処理工数の増大は避けがたいという点で、なお改善
の余地があった。

そこで本発明者等は、極低炭素鋼をはじめとする冷延鋼
板の化成処理性を、より簡単な手段で向上させるべく、
表面皮膜組成や被覆状態について研究を進めてきた。

その結果、最終冷却設備における冷却槽雰囲気内の酸素
及び冷却水中の溶存酸素によって鋼板表面に生成された
鉄酸化物Ｆ　ｅｚ　Ｏｚが、化成処理性に悪影響を及ぼ
すことを見出したのである。

すなわちこの発明は、上記従来の問題点に着目してなさ
れたものであり、その第１の目的は、より簡単な化成処
理性の優れた冷延鋼板の製造方法を提供することにあり
、第２の目的は、その方法を適用した冷延鋼板の製造設
備を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、冷延鋼板の連
続焼鈍プロセスにおける、最終冷却段の冷却槽内雰囲気
中の酸素濃度と冷却水中の溶存酸素濃度とを低減させる
ことを特徴とする化成処理性の優れた鋼板の製造方法を
特定発明とし、冷延鋼板の連続焼鈍プロセスにおける最
終冷却設備に、その冷却水中の溶存酸素濃度を低減させ
る脱気装置を設けたことを特徴とする化成処理性の優れ
た鋼板の連続焼鈍設備を併合発明としている。

〔作用〕

この発明においては、冷延鋼板の連続焼鈍プロセスの最
終段で行われる水冷却の際に、冷却槽内雰囲気中の酸素
濃度と冷却水中の溶存酸素濃度とを極力低減させる。こ
れにより、従来の、主として焼きなまし終了後の鋼板が
炉から大気中に出されたときの、鋼板表面の鉄酸化物（
Ｆｅｇｏｓ）皮膜の形成が抑制され、その結果鋼板の化
成処理性が著しく向上する。

〔実施例　１〕 冷延鋼板に対する焼鈍時の冷却条件と化成処理性との関
係を調査するため、次ぎの比較実験をおこなった。

冷延鋼板素材としてＣ：３０ｐｐｍの極低炭素鋼材と、
Ｃ：０．０４％　の低炭素鋼材を用いた。

また冷却条件としては、最終冷却を水冷却とした場合及
び水冷却は行わずガスジェット冷却のみとした場合、更
にその水冷却の冷却水槽内雰囲気中の酸素濃度と冷却水
中の溶存酸素濃度とを種々変えた場合を、夫々設定した
。

第１表にその設定条件を示す。

第　　　１　　　表 第１図は、第１表のケースＮｏ、Ａ＝Ｅの条件で製造し
たものにつき、酸素還元電流密度を測定した結果を示す
ものである。

ここに、酸素還元電流密度は、ＰＨ１２のＮａＯＨ水溶
液中で、陽極に白金、陰極に化成処理後の鋼板を用いて
６００ｍＶの電圧を印加したときの電流を測定して算出
するものであり、ピンホールの多寡を表す化成皮膜の被
覆率と良く対応することから、化成処理性の評価の指標
となる。すなわち低電流密度であれば良好、高電流密度
であれば不良であることを示す。

第１図から明らかなように、従来技術であるケースＡの
場合は、その酸素還元電流密度が３８μＡ／Ｃ１１！で
ある。

これに対して、酸素濃度を下げたケースＢの場合は２４
μＡ／ｃＩｌ！となり、化成処理性が良くなっている。

更に酸素を完全に除去したケースＣの場合は、酸素還元
電流密度８μＡ／ｃｉとなり、ガス冷却のみのケースＤ
の場合と略同等の値を示し著しく効果のあることが判明
した。

なお、本来化成処理性の良好な低炭素材を使用したケー
スＥの場合を見ると、同一冷却条件下における極低炭素
材であるケースＢの場合よりも低電流密度を示している
。これは従来の知見と一致するものである。

〔実施例　２〕 第２図は、この発明による化成処理性の優れた鋼板の製
造に供し得る連続焼鈍設備を示し、特にその最終冷却段
におけろ水冷却設備の一実施例の概略構成図である。

図において、２１は最終水冷却設備としての冷却水槽で
あり、従来の連続焼鈍設備ラインにおける例えばガス冷
却方式の最終冷却帯６の端末に連設されている。２２は
この冷却水槽２１の入口シール装置、また２３は同じく
出口シール装置であり、いずれも鋼板Ｗを案内する複数
のシールロール２４が内設されている。２５はこれらの
シール装置２２．２３内と、冷却水槽２１の雰囲気内（
すなわち冷却水面上の空間２１ａ）にシール用の不活性
ガスとしてのＮＺガスを供給するための配管である。２
６は上記冷却水槽２１の冷却水供給側を仕切って並設し
た供給水槽部で、その仕切壁２７の下端には連通孔２７
ａが形成されている。冷却水は、冷却水供給口２８から
流入し連通孔２７ａを経て冷却水出口２９へと流通する
。

上記最終冷却設備としての冷却水槽２１内には、その冷
却水中の溶存酸素濃度を低減させるための不活性ガス（
この実施例ではＮ２ガス）のバブリング装置３０が設け
られている。

このバブリング装置３０は、供給水槽部２６内に複数段
に及んで配設された脱気用Ｎｔガスヘッダ３１および冷
却部２１ｂ内に適宜に散在せしめて配設された脱気用Ｎ
１ガスヘッダ３２より構成されている。そしてこれらの
各ヘッダ３１゜３２の配管は図示しない多数の噴気孔を
有しており、その噴気孔から微細なＮ２ガスの気泡を多
量に放出するようになっている。

なお、冷却水槽２１の冷却部寄間２１ａには、Ｎ２ガス
圧力計３３および酸素濃度計３４が設置され、これによ
り冷却水槽２１内を常時正圧に保って槽外の空気の侵入
を完全に防止するとともに、万一酸素濃度が上昇したと
きはＮ２ガスの供給量を増加させる構成になっている。

このように構成した冷却水槽２１を有する連続焼鈍設備
を用いて、第２表に示す条件の下に、極低炭素鋼板を７
８０°Ｃで焼鈍し、次いで最終冷却段においてガスジェ
ット方式で２３０°Ｃまで冷却した後、この発明の水冷
却方式を適用して冷延鋼板を製造した。

第２表 この冷却水槽２１へ図外の供給装置から送り込まれる冷
却水には、バブリング装置３０を介して多量のＮｔガス
が吹き込まれる。これにより不活性ガスである窒素ガス
の分圧が増し、冷却水への酸素の溶解度が減少する。そ
の結果、冷却水中の溶存酸素が脱気され冷却水槽２１内
の上部空間２１ａの酸素濃度は１０ｐｐｍ、冷却水溶存
酸素濃度は１　ｐ１３１１に維持された。

かくして、鋼板Ｗにおける水冷却時の鉄酸化物生成が抑
止されて、結局鋼板Ｗの化成処理性を著しく改善するこ
とができた。

ちなみに、このとき得られた鋼板の酸素還元電流密度は
１０μＡ／ｃｎ！という極めて低い値となった。更に、
その鋼板をスプレー及び浸漬法でリン酸塩処理した後、
生成した化成皮膜の状態を、ＳＥＭによる観察とＰ比と
により評価し共に良好な結果を得た。

ここに、Ｐ比＝Ｐ／　（Ｐ＋Ｈ） の比率が高い程皮膜は良好である。

但し、Ｐ　：　ｐｈｏｓｐｈｏｐｈｙｌｉｔｅのＸ線解
析強度比Ｈ：　ＨｏｐｅｉｔｅのＸ線解析強度比なお、
バブリングに用いる不活性ガスとしては、Ｎｔガスの他
Ａｒガスなども利用できる。

また、冷却水中の溶存酸素の脱気法としては、不活性ガ
スのバブリングの他、例えば冷却水の真空脱気法等も考
えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、冷延鋼板の連
続焼鈍プロセスにおける最終冷却段の冷却槽内雰囲気中
の酸素濃度と冷却水中の溶存酸素濃度とを低減させると
いう簡単な方法で、化成処理性の優れた冷延鋼板を提供
できる。

また、同プロセスの最終冷却設備に冷却水中の溶存酸素
の脱気装置を併設するのみで、化成処理性の優れた冷延
鋼板の製造設備を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例による化成処理性の向上作
用を説明するグラフ、第２図はこの発明の他の実施例を
示す概略構成図、第３図は従来の冷延鋼板連続焼鈍設備
の全体配置図である。 ６・・・最終冷却帯、２１・・・冷却水槽、（最終冷却
冷却設備）、３０・・・バブリング装置。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　藤　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 第１図 ０　　　　　１０　　　　　２０３：）！４０ｎ％、１
．ｙｒ、＊　シｉｚｉ　　（、ｕＡ／ｃｍ２）偵）□代
成刈理−１１−（不簡 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷延鋼板の連続焼鈍プロセスにおける、最終冷却
   段の冷却槽内雰囲気中の酸素濃度と冷却水中の溶存酸素
   濃度とを低減させることを特徴とする化成処理性の優れ
   た鋼板の製造方法。
2. （２）冷延鋼板の連続焼鈍プロセスにおける最終冷却設
   備に、その冷却水中の溶存酸素濃度を低減させる脱気装
   置を設けたことを特徴とする化成処理性の優れた鋼板の
   連続焼鈍設備。