WO2025204232A1 - 鋼板の製造方法 - Google Patents

鋼板の製造方法

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less
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roll
steel
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祐一郎 平野
信一郎 青江
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JFE Steel Corp
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
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    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Definitions

  • steel sheets for automotive exterior panels are manufactured by cold rolling followed by continuous annealing, and excellent surface appearance quality is required for these steel sheets.
  • pickup can occur in response to fluctuations in the contact pressure between the steel sheet and the hearth roll (variations within or between steel sheet coils).
  • Pickup is a phenomenon in which easily oxidizable elements contained in the steel sheet, such as Mn and Si, concentrate on the steel sheet surface during the annealing process, forming oxides, which then adhere to the hearth roll surface. This pickup can result in scratches on the steel sheet. These scratches are more likely to occur in wide steel sheets with widths exceeding 1600 mm, for the following reasons.
  • Possible measures to reduce the contact pressure between the steel plate and hearth roll in order to reduce pickup include (i) reducing the steel plate tension, (ii) reducing the hearth roll crown amount, and (iii) reducing the roll roughness.
  • the object of the present invention is to provide a steel plate manufacturing method that can simultaneously suppress scratches caused by pickup due to contact and friction between the steel plate and hearth rolls and suppress meandering of the steel plate when cold-rolled steel plate is continuously annealed to produce steel plate with a width exceeding 1600 mm.
  • the present invention aims to provide a steel sheet manufacturing method that can simultaneously suppress the occurrence of scratches and meandering, even when the target steel sheet is quarter-stretched and the sheet threading speed within the line is 90 mpm or more.
  • a manufacturing method of a steel plate having a plate width exceeding 1600 mm A manufacturing method of a steel sheet, wherein, when a cold-rolled steel sheet is continuously annealed, in a furnace region where the steel sheet temperature is in the range of 100 to 400°C in the heating step, the ratio [C/Wr] of the crown amount C (mm) to the roll width Wr (mm) of the hearth roll to be installed is set to 0.00025 or more and 0.00082 or less, and the unit tension applied to the steel sheet is set to 0.80 kgf/ mm2 or more and 1.35 kgf/mm2 or less .
  • the steel sheet to be continuously annealed has a shape mode coefficient ⁇ 1 of -0.8 or more and 0.8 or less (excluding more than -0.05 and less than 0.05), or a shape mode coefficient ⁇ 2 of -1.2 or more and 1.2 or less (excluding more than -0.05 and less than 0.05).
  • a manufacturing method of a steel sheet [3] The method for manufacturing a steel sheet according to [1] or [2], wherein the ratio [C/Wr] of the crown amount C (mm) of the hearth roll to the roll width Wr (mm) is 0.00045 or more and 0.00075 or less.
  • the present invention when cold-rolled steel sheet is continuously annealed to produce steel sheet with a width exceeding 1600 mm, it is possible to both suppress scratches caused by pickup due to contact and friction between the steel sheet and hearth rolls and suppress meandering of the steel sheet. Furthermore, even with quarter-stretch steel sheet, which is particularly susceptible to scratches and meandering, it is possible to simultaneously suppress the occurrence of scratches and suppress meandering, with the effect of significantly improving meandering in particular. Therefore, according to the present invention, high-quality steel sheet can be efficiently produced without the occurrence of threading problems caused by meandering.
  • the crown amount of the hearth roll by optimizing the crown amount of the hearth roll, it is possible to suppress both the occurrence of scratches and meandering, even when the sheet threading speed within the line is 90 mpm or more. As a result, high-quality steel sheet can be produced at high speed without encountering sheet threading problems due to meandering.
  • the present invention is a manufacturing method in which cold-rolled steel sheet is subjected to continuous annealing, and is characterized by the heating process being carried out under specific conditions in order to suppress meandering of the steel sheet and the occurrence of scratches during continuous annealing.
  • the present invention targets the manufacture of steel sheets with a width exceeding 1600 mm. Furthermore, it is preferable for the width to be 1700 mm or more, and more preferably 1800 mm or more. On the other hand, there is no particular upper limit to the width, but it is preferable for it to be 2000 mm or less.
  • the roll crown of the hearth roll installed there and the unit tension applied to the steel sheet are set as follows: (i) Ratio of hearth roll crown amount C (mm) to roll width Wr (mm) [C/Wr]: 0.00025 or more and 0.00082 or less; (ii) Unit tension applied to steel sheet: 0.80 kgf/ mm2 or more and 1.35 kgf/mm2 or less.
  • Figure 1 shows a schematic planar shape of a hearth roll (roll barrel), which has a convex crown in which the outer diameter is larger at the center of the roll and decreases toward the roll ends. This convex crown applies a centering force to the steel sheet in contact with the hearth roll, allowing the steel sheet to be automatically centered.
  • the diameter of the roll barrel is not particularly limited, but for example, D1 is preferably 800 mm or more, more preferably 900 mm or more, and even more preferably 950 mm or more.
  • D1 is preferably 1200 mm or less, more preferably 1100 mm or less, and even more preferably 1050 mm or less.
  • D2 is preferably 801 mm or more, more preferably 901 mm or more, and even more preferably 951 mm or more.
  • D2 is preferably 1205 mm or less, more preferably 1105 mm or less, and even more preferably 1055 mm or less.
  • the inventors of the present invention have discovered a different fact as a result of examining hearth rolls installed in the furnace region where the steel sheet temperature ranges from 100 to 400°C during the heating process of continuous annealing. Specifically, they found that for steel sheets with a width of more than 1600 mm, a crown amount of less than 2.0 mm has little effect on meandering, and conversely, for steel sheets with a quarter elongation shape, reducing the crown amount improves meandering. Furthermore, they found that for steel sheets with a width of more than 1600 mm, reducing the crown amount significantly suppresses the occurrence of scratches.
  • the optimal crown amount C of the hearth roll is determined by its relationship with the roll width Wr. Specifically, it was found that both the occurrence of scratches and meandering can be suppressed by setting the ratio [C/Wr] of the crown amount C (mm) to the roll width Wr (mm) to between 0.00025 and 0.00082.
  • the ratio [C/Wr] of hearth rolls in conventional technology exceeds 0.00082 (generally 0.0013 or less), and therefore this range of between 0.00025 and 0.00082 is smaller than the level of conventional technology.
  • the ratio [C/Wr] be 0.00045 or more. Also, from the perspective of further suppressing the occurrence of scratches, it is preferable that the ratio [C/Wr] be 0.00075 or less. Furthermore, by keeping the ratio [C/Wr] within this range, it is possible to further suppress the occurrence of scratches, and therefore the steel plate threading speed can be increased, even making it possible to set the steel plate threading speed to 90 mpm or more.
  • the hearth roll used in the present invention is not particularly limited in terms of conditions other than the ratio [C/Wr], but typically, the crown amount C is 0.5 mm or more and less than 2.0 mm, and the roll width Wr is 2000 mm or more and 2400 mm or less.
  • the crown amount C is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1.0 mm or more, and even more preferably 1.5 mm or more.
  • the crown amount C is preferably less than 2.0 mm, more preferably 1.8 mm or less, and even more preferably 1.6 mm or less.
  • the roll width Wr is preferably 2000 mm or more, more preferably 2100 mm or more, and even more preferably 2200 mm or more.
  • the roll width Wr is preferably 2400 mm or less, more preferably 2300 mm or less, and even more preferably 2250 mm or less.
  • the unit tension applied to the steel sheet in the heating step of continuous annealing is set to 0.80 kgf/mm 2 or more and 1.35 kgf/mm 2 or less.
  • the unit tension is set to 0.80 kgf/mm 2 or more, preferably 0.90 kgf/mm 2 or more, and more preferably 1.00 kgf/mm 2 or more.
  • the unit tension applied to the steel sheet is preferably 1.00 kgf/ mm2 or more and 1.20 kgf/ mm2 or less.
  • the unit tension is preferably 1.00 kgf/ mm2 or more, and more preferably 1.05 kgf/ mm2 or more.
  • the unit tension is preferably 1.20 kgf/mm2 or less , and more preferably 1.15 kgf/mm2 or less .
  • the unit tension is calculated by dividing the value measured by the load cell by the cross-sectional area of the steel sheet that has passed through.
  • the occurrence of meandering and scratches in steel sheets is particularly pronounced in steel sheets with a width of over 1600 mm, particularly in steel sheets with a quarter-stretched shape, but the present invention is also effective for steel sheets with a quarter-stretched shape.
  • the improvement effect in suppressing meandering is greater in steel sheets with a quarter-stretched shape.
  • quarter-stretched steel sheet is defined as steel sheet having a shape mode coefficient ⁇ 1 of -0.8 or greater and 0.8 or less (excluding those greater than -0.05 and less than 0.05), or a shape mode coefficient ⁇ 2 of -1.2 or greater and 1.2 or less (excluding those greater than -0.05 and less than 0.05).
  • the shape mode coefficient ⁇ 1 of the steel plate is -0.8 or greater and 0.8 or less (excluding greater than -0.05 and less than 0.05)
  • Steel plates with this shape would normally exhibit noticeable meandering, but by applying the present invention, this can be significantly reduced.
  • the shape mode coefficient ⁇ 2 of the steel plate is -1.2 or greater and 1.2 or less (excluding greater than -0.05 and less than 0.05)
  • Steel plates with this shape would normally exhibit noticeable meandering, but by applying the present invention, this can be significantly reduced.
  • Whether or not a steel sheet has a quarter-stretched shape can be determined by, for example, the following method (1) or (2).
  • (1) The shape of the steel plate is measured using a shape detector, and the shape mode coefficient ⁇ 1, Calculate ⁇ 2.
  • the geometric mode coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 are calculated from the manufacturing conditions of the steel plate.
  • the entire length of the coil may be measured, or only a portion of the coil in the longitudinal direction (e.g., the tip end portion) may be measured.
  • the shape detector used and the method for measuring the steel sheet shape using this shape detector may be any known technology.
  • Steel sheets before cold rolling are produced, for example, through continuous casting, hot rolling, and pickling.
  • the chemical composition of the steel sheet is not particularly limited, but may contain, for example, in mass %, C: more than 0% and 0.3% or less, Si: more than 0% and 2% or less, Mn: more than 0% and 5% or less, P: more than 0% and 0.2% or less, S: more than 0% and 0.03% or less, N: more than 0% and 0.03% or less, and sol. Al: more than 0% and 0.5% or less.
  • the contents are C: 0.0001% or more, Si: 0.001% or more, Mn: 0.01% or more, P: 0.001% or more, S: 0.0001% or more, N: 0.0005% or more, and sol. Al: 0.001% or more.
  • Nb more than 0% and 0.3% or less
  • Ti more than 0% and 0.3% or less
  • Cr more than 0% and 1% or less
  • Mo more than 0% and 1% or less
  • V more than 0.5% and 0.5% or less
  • Cu more than 0% and 1% or less
  • Ni more than 0% and 1% or less
  • B more than 0.01% and 0.01% or less
  • Sn more than 0% and 0.3% or less
  • Sb more than 0.3% and 0.3% or less
  • Co more than 0% and 1% or less
  • Zr more than 0% and 0.5% or less
  • W more than 0% and 0.5% or less
  • Ca more than 0.01% and 0.01% or less
  • Mg more than 0% and 0.01% or less
  • REM more than 0.01% and 0.01% or less.
  • the balance is iron and unavoidable impurities.
  • the mechanical properties of the steel sheet are most effective when the TS (tensile strength) after annealing is between 200 MPa and 340 MPa. In other words, it is preferable for the TS to be 200 MPa or more. It is also preferable for the TS to be 340 MPa or less.
  • the average meandering amount was calculated by calculating this every 10 m.
  • the maximum meandering amount was determined for each coil, and the meandering occurrence rate was calculated by calculating "(number of coils with a maximum meandering amount of 30 mm or more) / (total number of coils) ⁇ 100" %.
  • Nos. 2 and 3 are comparative examples in which the ratio [C/Wr] is too high, and are comparative examples of the level of the prior art.
  • No. 11 is a comparative example in which the ratio [C/Wr] is too low.
  • No. 8 is a comparative example in which the unit tension is too high, and
  • No. 9 is a comparative example in which the unit tension is too low.

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Abstract

板幅１６００ｍｍ超の鋼板の製造において、冷間圧延された鋼板を連続焼鈍する際に、鋼板とハースロールの接触・摩擦により発生するピックアップに起因するカキ疵の抑制と、鋼板の蛇行抑制を両立させることができる鋼板の製造方法を提供する。　連続焼鈍の加熱工程における鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域において、設置するハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］を０．０００２５以上０．０００８２以下とし、鋼板に付与するユニット張力を０．８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上１．３５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とする。特にカキ疵と蛇行が生じやすいクォーター伸び形状の鋼板であっても、カキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることができ、従来の技術常識とは異なり、特に蛇行を顕著に改善できるという効果が得られる。

Description

鋼板の製造方法
　本発明は、冷間圧延後に連続焼鈍を施す鋼板の製造方法であって、特に板幅が１６００ｍｍ超の鋼板を製造するための方法に関する。
　一般に、自動車外板用鋼板は冷間圧延後に連続焼鈍を施すことにより製造されるが、自動車外板用鋼板には優れた表面外観品質が求められる。しかし、連続焼鈍炉では、鋼板とハースロールの接触面圧の変動（鋼板コイル内もしくは鋼板コイル間の変動）等に対応してピックアップが発生することがある。ピックアップとは、鋼板に含まれるＭｎやＳｉなどの酸化しやすい元素が焼鈍過程で鋼板表面に濃化して酸化物を形成し、これらの酸化物がハースロール表面に付着する現象である。このピックアップに起因して鋼板にカキ疵が発生する場合がある。このカキ疵は、以下のような理由から、板幅が１６００ｍｍを超えるような広幅の鋼板に生じやすく、また、そのなかでも特に、いわゆるクォーター伸び形状を呈している鋼板に顕在化しやすい。一般にクォーター伸び形状の鋼板とは、板幅方向の左右両方の１／４位置付近で冷間圧延時の伸びが大きく、その位置で波形状となるような形状の鋼板（狭義のクォーター伸び形状の鋼板）を指す。これに対して本願では、そのような狭義のクォーター伸び形状の鋼板だけでなく、板幅方向の左右いずれか一方の１／４位置付近において伸びが大きく波形状となる鋼板を含めてクォーター伸び形状の鋼板と呼ぶ。すなわち、板幅方向の左右両方若しくは左右いずれか一方の１／４位置付近において伸びが大きく波形状となる鋼板を、クォーター伸び形状の鋼板と呼ぶ。
　鋼板の連続焼鈍では鋼板の蛇行防止という大きな課題があり、通常、ハースロールには、鋼板にセンタリングフォースを作用させて蛇行防止を図るために、ロールクラウン（凸型クラウン）が付与されている（例えば、特許文献１）。板幅が１６００ｍｍを超えるような広幅の鋼板は、鋼板とハースロールの接触・摩擦によるセンタリングフォースが大きくなり、部分的に鋼板とハースロールの接触面圧の高い領域が生じてピックアップが生成し易くなる。なかでも、鋼板がクォーター伸び形状を呈している場合には、部分的に鋼板とハースロールの接触面圧の高い領域が特に生じ易いため、ピックアップがより生成し易くなる。このため、上記のようなカキ疵は、板幅が１６００ｍｍを超えるような広幅の鋼板に生じやすく、そのなかでも特にクォーター伸び形状の鋼板に生じ易い。また、鋼板の通板速度が９０ｍｐｍ以上になると鋼板とハースロールの接触面圧がより増大するため、ピックアップの生成に伴ってカキ疵が特に生成し易くなる。
　ピックアップを低減するために鋼板とハースロールの接触面圧を低下させる方策として、（i）鋼板張力の低減、（ii）ハースロールクラウン量の低減、（iii）ロール粗度の低減、などが考えられる。
　しかしながら、上記（i）の鋼板張力（ユニット張力）の低減は、鋼板の蛇行のリスクを増大させ、生産性の低下を招く。また、本発明者らによる検討の結果では、板幅が１６００ｍｍを超えるような広幅の鋼板では、ユニット張力を低下させてもピックアップによるカキ疵は解消し難くいことが分かった。このため、上記（i）の方策では、カキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることは難しい。
　また、ハースロールに対するロールクラウンの付与は蛇行防止を目的としたものである。したがって、従来の技術常識に従えば、上記（ii）のハースロールクラウン量の低減は、鋼板張力の低減と同様に、センタリングフォースの低減により蛇行矯正能力が低下し、蛇行のリスクを増大させると考えられる。
　また、特許文献２に示される通り、ハースロールには蛇行防止のために粗度が付与される必要があり、したがって、上記（iii）のロール粗度の低減は、ロール表面の摩擦が低減し、センタリングフォースが低下することになるため、蛇行のリスクを増大させる。また、本発明者らによる検討の結果では、ロール粗度を低減させてもカキ疵発生は十分には軽減しないことが確認された。
特開平７－１３８６５６号公報 特開昭６３－６５０２８号公報
　以上のように、板幅が１６００ｍｍを超えるような広幅の鋼板を連続焼鈍を経て製造する場合、従来技術ではカキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることは難しかった。
　また、特にクォーター伸び形状の広幅材（鋼板）は、板幅方向の一部で鋼板とハースロールの接触面圧の大きい部位が存在してロールにピックアップが発生しやすいため、カキ疵の発生が特に顕著である。しかも、クォーター伸び形状の広幅材は、板幅方向でのセンタリングフォースの差が大きくなるため、蛇行のリスクが特に大きい。このため、クォーター伸び形状の鋼板については、カキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることは、より困難であると考えられてきた。
　したがって本発明の目的は、板幅が１６００ｍｍを超える鋼板を製造するために、冷間圧延された鋼板を連続焼鈍する際に、鋼板とハースロールの接触・摩擦により発生するピックアップに起因するカキ疵の抑制と、鋼板の蛇行抑制を両立させることができる鋼板の製造方法を提供することにある。
　また、板幅が１６００ｍｍを超える鋼板のなかでも、特にクォーター伸び形状の鋼板は、カキ疵と蛇行がともに生じやすい鋼板であり、また、ライン内の鋼板の通板速度が９０ｍｐｍ以上になると、カキ疵が生じやすくなる。
　したがって、本発明は、対象がクォーター伸び形状の鋼板であっても、また、ライン内の通板速度が９０ｍｐｍ以上であっても、カキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることができる鋼板の製造方法を提供しようとするものである。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋼板の連続焼鈍におけるカキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることが可能な手法について鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
　まず、本発明者らは、板幅１８００ｍｍの鋼板について蛇行のシミュレーションを実施し、ハースロールのクラウン量と蛇行との関係を調べた。このシミュレーションにおいて、対象とするような広幅の鋼板では、ハースロールのクラウン量がある程度小さくても蛇行への影響は小さいという、予想とは異なる結果が得られた。
　さらに、クォーター伸び形状を模擬した板幅１８００ｍｍの鋼板（エッジから４００ｍｍの範囲が板浮きしてセンタリングフォースが発生しない形状）について蛇行のシミュレーションを実施し、同様の調査を行った。そして、このシミュレーションにおいて、従来の技術常識に反して、ハースロールのクラウン量を従来の一般的なクラウン量よりも３０％程度減じることにより、従来の一般的なクラウン量とした場合と比べて蛇行が軽減するという結果が得られた。これは、エッジから４００ｍｍ間でのセンタリングフォースが発生しないため、クラウン量が低位なほど板幅方向のセンタリングフォースの差が軽減し、その結果、蛇行発生が抑えられるためであると考えられる。
　以上のように、板幅１８００ｍｍの鋼板についての蛇行のシミュレーションによると、従来の技術常識とは異なる、以下のような結果が得られた。
（i）広幅の鋼板ではハースロールのクラウン量がある程度小さくても蛇行への影響は小さい。
（ii）特にクォーター伸び形状を有する広幅の鋼板では、クラウン量の低減でむしろ蛇行が改善される。
　一方、連続焼鈍炉内でのカキ疵の発生について、特に、連続焼鈍炉内のどの部位においてカキ疵が発生するかを調査した。その結果、カキ疵の原因となっているハースロールは、鋼板温度として１００～４００℃の範囲に設けられたハースロールであることが分かった。
　そこで、種々の板幅（１０００～１８５０ｍｍ）の鋼板について、カキ疵と蛇行を共に抑制し得るロールクラウン量とユニット張力のバランスを、鋼板温度が１００～４００℃となる炉内に設けられたハースロールに対して調査した。その結果、板幅が１６００ｍｍを超える広幅の鋼板については、従来は蛇行の懸念があるために不適当と考えられていた小さいロールクラウン量とし、ユニット張力を所定範囲に制御することで、カキ疵発生と蛇行がともに抑制されることが分かった。また、そのなかでもクォーター伸び形状を有する鋼板の場合、元々カキ疵と蛇行を生じやすい鋼板であることからその効果が顕著であり、特に蛇行については、従来一般的に用いられているクラウン量とした場合よりもむしろ軽減されることが分かった。さらに、カキ疵発生と蛇行をより高位に抑制し得る最適なロールクラウン量があること、このロールクラウン量の最適化により、鋼板の通板速度を増加させることが可能であることも分かった。
　本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［１］板幅が１６００ｍｍを超える鋼板の製造方法であって、
　冷間圧延された鋼板を連続焼鈍する際に、その加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域では、設置するハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］を０．０００２５以上０．０００８２以下とし、鋼板に付与するユニット張力を０．８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上１．３５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とする鋼板の製造方法。
［２］前記［１］の製造方法において、連続焼鈍される鋼板は、形状モード係数Λ１が－０．８以上０．８以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）、または、形状モード係数Λ２が－１．２以上１．２以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）である鋼板の製造方法。
［３］前記［１］または［２］の製造方法において、前記ハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］が０．０００４５以上０．０００７５以下である鋼板の製造方法。
　本発明によれば、板幅が１６００ｍｍを超える鋼板を製造するために、冷間圧延された鋼板を連続焼鈍する際に、鋼板とハースロールの接触・摩擦により発生するピックアップに起因するカキ疵の抑制と、鋼板の蛇行抑制を両立させることができる。また、特にカキ疵と蛇行が生じやすいクォーター伸び形状の鋼板であっても、カキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることができ、特に蛇行を顕著に改善できるという効果が得られる。このため本発明によれば、蛇行による通板トラブルを生じることなく、高品質の鋼板を効率的に製造することができる。
　また、本発明によれば、ハースロールのクラウン量を最適化することにより、ライン内の通板速度が９０ｍｐｍ以上であってもカキ疵の発生抑制と蛇行抑制を両立させることができる。このため、蛇行による通板トラブルを生じることなく、高品質の鋼板を高速製造することができる。
ハースロールのロール（ロール胴部）形状を模式的に示す説明図
　本発明は、冷間圧延された鋼板に連続焼鈍を施す製造方法であり、連続焼鈍での鋼板の蛇行とカキ疵発生を抑制するために、その加熱工程を特定の条件で行うことを特徴とする。
　連続焼鈍での鋼板の蛇行とカキ疵発生は、特に板幅が１６００ｍｍを超える鋼板で顕在化しやすく、本発明による蛇行およびカキ疵発生の抑制効果は、そのような広幅の鋼板において顕著に得られる。したがって、本発明の製造対象は、板幅１６００ｍｍ超の鋼板とする。また、板幅は１７００ｍｍ以上を対象とすることが好ましく、１８００ｍｍ以上を対象とすることがより好ましい。一方、板幅の上限は特に限定されるものではないが、２０００ｍｍ以下とすることが好ましい。
　カキ疵の原因となるピックアップは、連続焼鈍の加熱工程で特に顕著に生じており、前述したように、鋼板温度が１００～４００℃となる炉内領域（プレヒートゾーンと呼ばれる領域）に設置されるハースロールとの接触により生じることが分かった。また、カキ疵の発生のしやすさは、上記鋼板温度範囲の炉内領域に設置されるハースロールとの接触面圧に強く依存することが分かった。その接触面圧は、ハースロールのクラウン形状とユニット張力の影響を顕著に受ける。また、蛇行のしやすさも同様に、当該ハースロールのクラウン形状とユニット張力の影響を顕著に受ける。
　このため本発明では、冷間圧延された鋼板を連続焼鈍する際に、その加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域において、そこに設置するハースロールのロールクラウンと鋼板に付与するユニット張力を以下のようにする。
（i）ハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］：０．０００２５以上０．０００８２以下
（ii）鋼板に付与するユニット張力：０．８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上１．３５ｋｇｆ／ｍｍ２以下
　図１は、ハースロール（ロール胴部）の平面形状を模式的に示したものであり、外径がロール中央部で大きく、ロール端部方向に行くにしたがって小さくなる凸型クラウンを付与している。このような凸型クラウンにより、ハースロールと接触する鋼板にセンタリングフォースが作用し、鋼板を自動的にセンタリングさせることができる。図１にクラウン量Ｃとロール幅Ｗｒを示す。いずれも使用前のハースロールの寸法（すなわちクラウン量Ｃはイニシャルクラウン量）である。クラウン量Ｃは、ロール胴部の中央部の径をＤ１、ロール胴部の端部の径をＤ２とした場合に、Ｃ＝（Ｄ１－Ｄ２）／２で求められる。
　なお、ロール胴部の径については特に限定されるものではないが、例えばＤ１は、８００ｍｍ以上であることが好ましく、９００ｍｍ以上であることがより好ましく、９５０ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、Ｄ１は、１２００ｍｍ以下であることが好ましく、１１００ｍｍ以下であることがより好ましく、１０５０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、前記Ｄ２は、８０１ｍｍ以上であることが好ましく、９０１ｍｍ以上であることがより好ましく、９５１ｍｍ以上であることが更に好ましい。また、Ｄ２は、１２０５ｍｍ以下であることが好ましく、１１０５ｍｍ以下であることがより好ましく、１０５５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
　従来、蛇行を防止するために、ハースロールのクラウン量Ｃは２．２ｍｍ前後（２．０～２．４ｍｍ程度）に設定することが望ましく、特に蛇行が問題となる場合はクラウン量をより大きくし、センタリングフォースを増加させる必要があると考えられていた。しかしながら、連続焼鈍の加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域に設置するハースロールについて本発明者らが検討した結果、それとは異なる事実を知見した。すなわち、板幅が１６００ｍｍ超の鋼板ではクラウン量が２．０ｍｍより小さくても蛇行への影響は小さく、逆にクォーター伸び形状を有する鋼板ではクラウン量の低減で蛇行が改善されることを知見した。さらに、板幅が１６００ｍｍ超の鋼板では、クラウン量を低減すると、カキ疵の発生が顕著に抑制されることを知見した。
　そして、さらに検討を進めた結果、ハースロールの最適なクラウン量Ｃは、ロール幅Ｗｒとの関係で決まることが分った。具体的には、クラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］を０．０００２５以上０．０００８２以下とすることで、カキ疵発生と蛇行の両方を抑制できることが分った。従来技術におけるハースロールの比［Ｃ／Ｗｒ］は０．０００８２を超える水準（一般に０．００１３以下）であり、したがって、この０．０００２５以上０．０００８２以下という範囲は従来技術の水準より小さい。
　以上の理由から本発明では、連続焼鈍の加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域に設置するハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］を０．０００２５以上０．０００８２以下とする。
　比［Ｃ／Ｗｒ］が０．０００２５未満ではクラウンが小さすぎるため蛇行が発生する。そのため、比［Ｃ／Ｗｒ］は０．０００２５以上とする。一方、比［Ｃ／Ｗｒ］が０．０００８２超ではクラウンが大きすぎるためカキ疵の抑制効果が十分に得られない。そのため、比［Ｃ／Ｗｒ］は０．０００８２以下とする。ここで、本発明で用いるハースロールのクラウン量は従来のハースロールのそれよりも小さく、したがって、比［Ｃ／Ｗｒ］が０．０００８２以下というのは、従来のハースロールのそれよりも低いレベルであるが、蛇行への影響は小さい。また、後述するように、クォーター伸び形状の鋼板の場合には、比［Ｃ／Ｗｒ］が０．０００８２以下の方がむしろ蛇行の改善に有効である。
　カキ疵の発生をさらに抑制する観点からは、比［Ｃ／Ｗｒ］は０．０００４５以上とすることが好ましい。また、カキ疵の発生をさらに抑制する観点から、比［Ｃ／Ｗｒ］は０．０００７５以下とすることが好ましい。また、比［Ｃ／Ｗｒ］をこの範囲にすることでカキ疵の発生をさらに抑制できるので、鋼板の通板速度を高めることができ、鋼板の通板速度を９０ｍｐｍ以上とすることも可能になる。
　ここで、本発明で使用するハースロールは、比［Ｃ／Ｗｒ］以外の条件は特に限定しないが、通常、クラウン量Ｃは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満、ロール幅Ｗｒは２０００ｍｍ以上２４００ｍｍ以下に構成される。クラウン量Ｃは０．５ｍｍ以上に構成されることが好ましく、１．０ｍｍ以上とすることがより好ましく、１．５ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。また、クラウン量Ｃは２．０ｍｍ未満に構成されることが好ましく、１．８ｍｍ以下とすることがより好ましく、１．６ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。また、ロール幅Ｗｒは２０００ｍｍ以上に構成されることが好ましく、２１００ｍｍ以上とすることがより好ましく、２２００ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。また、ロール幅Ｗｒは２４００ｍｍ以下に構成されることが好ましく、２３００ｍｍ以下とすることがより好ましく、２２５０ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
　通常、連続焼鈍の加熱工程で鋼板に付与するユニット張力は１．０ｋｇｆ／ｍｍ２前後に制御するのが適切であり、ユニット張力がそれよりも大幅に低くなると蛇行が生じ、一方、それよりも大幅に高くなるとカキ疵が発生しやすくなる。このため本発明では、連続焼鈍の加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域で鋼板に付与するユニット張力を０．８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上１．３５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とする。ユニット張力を０．８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上とし、０．９０ｋｇｆ／ｍｍ２以上とすることが好ましく、１．００ｋｇｆ／ｍｍ２以上とすることがより好ましい。また、ユニット張力を１．３５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とし、１．２５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすることが好ましく、１．１５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすることがより好ましく、１．１０ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすることがさらに好ましい。
カキ疵が発生し易い鋼板温度が１００～４００℃となる炉内領域において、上記のようなクラウン量を抑えた特定の比［Ｃ／Ｗｒ］を有するハースロールを用い、ユニット張力を上記範囲に制御することでカキ疵発生と蛇行の両者を抑制することが可能になる。
　なお、連続焼鈍における加熱工程において、特に鋼板の温度が２００～３００℃となる炉内領域では、鋼板に付与するユニット張力を１．００ｋｇｆ／ｍｍ２以上１．２０ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすることが好ましい。ユニット張力は１．００ｋｇｆ／ｍｍ２以上とすることが好ましく、１．０５ｋｇｆ／ｍｍ２以上とすることがより好ましい。ユニット張力は１．２０ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすることが好ましく、１．１５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とすることがより好ましい。また、ユニット張力はロードセルで測定した値を通過した鋼板の断面積で割り戻す事で算出される。また、これは、この条件であれば、ライン速度が１００ｍｐｍ以上の場合に、センタリングフォース低減による鋼板とロールの接触圧の低減効果が得られ、カキ疵の抑制効果が顕著に得られるからである。そのため、この場合、ライン速度は１００ｍｐｍ以上とすることが好ましい。また、１３０ｍｐｍ以下とすることが好ましい。
　前述したように、鋼板の蛇行とカキ疵の発生は、板幅が１６００ｍｍ超の鋼板のなかでも、特にクォーター伸び形状を有する鋼板において顕著であるが、本発明はクォーター伸び形状を有する鋼板に対しても有効である。特に、蛇行抑制については、クォーター伸び形状を有する鋼板の方が改善効果は高い。
　ここで、本発明では、クォーター伸び形状の鋼板は、形状モード係数Λ１が－０．８以上０．８以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）、または、形状モード係数Λ２が－１．２以上１．２以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）の鋼板と定義する。
　なお、上記のように形状モード係数Λ１、Λ２ともに「－０．０５超０．０５未満」が除外されるのは、この範囲は鋼板の平坦度が高いためであり、クォーター伸び形状の範囲からは除外される。
　鋼板の形状モード係数Λ１が－０．８以上０．８以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）の場合は、鋼板の幅方向左右のいずれか一方の伸びが大きくなった状態を表す。このような形状の鋼板では、通常は蛇行が顕著に発生するが、本発明を適用することで蛇行が大幅に軽減できる。また、鋼板の形状モード係数Λ２が－１．２以上１．２以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）の場合は、鋼板の幅方向左右の両方の伸びが大きくなった状態（両側でクォータ伸び形状に該当）を表す。このような形状の鋼板では通常は蛇行が顕著に発生するが、本発明を適用することで蛇行が大幅に軽減できる。
　鋼板がクォーター伸び形状であるかどうかは、例えば、下記（１）または（２）の手法で判定することができる。
（１）形状検出器で鋼板の形状を測定し、その測定結果に基づいて形状モード係数Λ１、
Λ２を算出する。
（２）過去の実績（製造条件と形状モード係数Λ１、Λ２との関係）に基づき当該鋼板の製造条件から形状モード係数Λ１、Λ２を求める。
　なお、形状モード係数Λ１とは片伸びの大きさを表し、Λ２とは中伸びおよび端伸びの大きさを表す。これらの係数は、例えば、参考文献１、参考文献２に記載された方法に基づいて評価することができる。
［参考文献１］　特開昭６１－２５５７１０号公報
［参考文献２］　一般社団法人日本鉄鋼協会第５版鉄鋼便覧委員会編集　「第５版　鉄鋼便覧　第２巻　圧延・二次加工」ｐ．２１８　一般社団法人日本鉄鋼協会　２０１４年
　上記（１）の場合、冷間圧延後、連続焼鈍炉に導入されるまでの間（例えば、連続焼鈍する際のコイル巻き戻し時）に形状検出器により鋼板形状を測定すればよい。また、この場合、コイル全長を測定してもよいし、コイル長手方向の一部（例えば先端側部分）のみを測定してもよい。使用する形状検出器や、この形状検出器による鋼板形状の測定方法は、公知の技術を用いればよい。
　次に、本発明のその他の製造条件について説明する。
　本発明は、冷間圧延された鋼板（冷延鋼板）を連続焼鈍するものであるが、焼鈍後にめっき処理を行ってもよい。すなわち、本発明で製造される鋼板には、焼鈍後にめっき処理が施されるめっき鋼板も含まれる。めっき処理としては、例えば、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、電気亜鉛ニッケルめっき、溶融アルミめっき、錫めっき、溶融アルミシリコンめっき、溶融亜鉛アルミめっき等が挙げられるが、これらに限定されない。
　鋼板の板厚は特に限定されないが、通常、０．１～４．０ｍｍである。板厚は０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、板厚は４．０ｍｍ以下であることが好ましく、１．０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．８ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
　冷間圧延前の鋼板は、例えば、連続鋳造後に熱間圧延、酸洗を経て製造される。
　鋼板の化学成分は特に限定されないが、例えば、質量％で、Ｃ：０％超０．３％以下、Ｓｉ：０％超２％以下、Ｍｎ：０％超５％以下、Ｐ：０％超０．２％以下、Ｓ：０％超０．０３％以下、Ｎ：０％超０．０３％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０％超０．５％以下を含有してよい。好ましくは、Ｃ：０．０００１％以上、Ｓｉ：０．００１％以上、Ｍｎ：０．０１％以上、Ｐ：０．００１％以上、Ｓ：０．０００１％以上、Ｎ：０．０００５％以上、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％以上、とすることが好ましい。
さらに、必要に応じて、Ｎｂ：０％超０．３％以下、Ｔｉ：０％超０．３％以下、Ｃｒ：０％超１％以下、Ｍｏ：０％超１％以下、Ｖ：０％超０．５％以下、Ｃｕ：０％超１％以下、Ｎｉ：０％超１％以下、Ｂ：０％超０．０１％以下、Ｓｎ：０％超０．３％以下、Ｓｂ：０％超０．３％以下、Ｃｏ：０％超１％以下、Ｚｒ：０％超０．５％以下、Ｗ：０％超０．５％以下、Ｃａ：０％超０．０１％以下、Ｍｇ：０％超０．０１％以下、ＲＥＭ：０％超０．０１％以下の１種または２種以上を含有させてもよい。残部は鉄及び不可避的不純物である。
　鋼板の機械的特性は、焼鈍後のＴＳ（引張強度）が２００ＭＰａ以上３４０ＭＰａ以下で効果を発揮する。すなわち、ＴＳが２００ＭＰａ以上であることが好ましい。また、ＴＳが３４０ＭＰａ以下であることが好ましい。
　板幅１８３０ｍｍ、板厚０．７５ｍｍの冷延鋼板を溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）に通板して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。すなわち、冷延鋼板を連続焼鈍した後、溶融亜鉛めっきし、引き続き合金化処理を行って合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。連続焼鈍炉内の通板速度は１２０ｍｐｍとした。連続焼鈍の加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域（プレヒートゾーン）に設置するハースロールについて、クラウン量を調整したハースロールを用いることにより、クラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］を調整した。
　各実施例（発明例、比較例）では、下記のＡグループの鋼板とＢグループの鋼板をそれぞれ連続焼鈍およびめっき処理した。鋼板の形状モード係数は、冷間圧延ラインで圧延機の下流側に設けられた形状検出器で鋼板の形状を測定し、その測定結果に基づいて形状モード係数Λ１およびΛ２を算出することにより求めた。
（１）Ａグループの鋼板
　　・鋼板形状：クォーター伸び形状
　　　　　形状モード係数Λ１：０．２～０．８
　　　　　形状モード係数Λ２：０．３～１．１
　　・コイル重量：２０トン
　　・コイル本数：１０００本
（２）Ｂグループの鋼鈑
　　・鋼板形状：平坦形状
　　　　　形状モード係数Λ１：－０．００４～０．０４
　　　　　形状モード係数Λ２：－０．０４～０．０４
　　・コイル重量：２０トン
　　・コイル本数：１０００本
　鋼板の蛇行量、蛇行量平均値、蛇行発生率を以下のように測定・算出した。オンラインのエッジ検出器の値から鋼板の中心位置を算出し、ロール中心位置からの差から鋼板の蛇行量を測定した。これを１０ｍ毎に算出することで、蛇行量平均値を算出した。また、コイル毎に最大蛇行量を求め、「（最大蛇行量が３０ｍｍ以上のコイルの本数）／（全体のコイルの本数）×１００」％を算出することで蛇行発生率を求めた。
　また、オンライン表面欠陥計および検査者の目視を用いて各コイルの全長の表裏面の検査を実施することでカキ疵発生の有無を調べ、「（カキ疵が発生したコイルの本数）／（全体のコイルの本数）×１００」％を算出することでカキ疵発生率を求めた。
　表１において、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３は比［Ｃ／Ｗｒ］が高すぎる比較例であり、従来技術の水準の比較例、Ｎｏ．１１は比［Ｃ／Ｗｒ］が低すぎる比較例であり、また、Ｎｏ．８はユニット張力が高すぎる比較例、Ｎｏ．９はユニット張力が低すぎる比較例である。これらの比較例は、いずれも「全コイルの[カキ疵発生率]＋[蛇行発生率]（％）」が高い値を示している。これに対して本発明例は、「全コイルの[カキ疵発生率]＋[蛇行発生率]（％）」が最大でも１５％であり、いずれも低い値に抑えられている。

 

Claims (3)

  1. 　板幅が１６００ｍｍを超える鋼板の製造方法であって、
    冷間圧延された鋼板を連続焼鈍する際に、その加熱工程において鋼板温度が１００～４００℃の範囲となる炉内領域では、設置するハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］を０．０００２５以上０．０００８２以下とし、鋼板に付与するユニット張力を０．８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上１．３５ｋｇｆ／ｍｍ２以下とする鋼板の製造方法。
  2. 　連続焼鈍される鋼板は、形状モード係数Λ１が－０．８以上０．８以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）、または、形状モード係数Λ２が－１．２以上１．２以下（但し、－０．０５超０．０５未満を除く。）である請求項１に記載の鋼板の製造方法。
  3. 　前記ハースロールのクラウン量Ｃ（ｍｍ）とロール幅Ｗｒ（ｍｍ）との比［Ｃ／Ｗｒ］が０．０００４５以上０．０００７５以下である請求項１または２に記載の鋼板の製造方法。
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