特許 6113539 めっき鋼板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6113539

(24)【登録日】2017年3月24日

(45)【発行日】2017年4月12日

(54)【発明の名称】めっき鋼板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 2/02 20060101AFI20170403BHJP

   C23C 2/40 20060101ALI20170403BHJP

   B21B 1/22 20060101ALI20170403BHJP

   C25F 1/00 20060101ALI20170403BHJP

【ＦＩ】

   C23C2/02

   C23C2/40

   B21B1/22 K

   C25F1/00 A

【請求項の数】2

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2013-54771(P2013-54771)

(22)【出願日】2013年3月18日

(65)【公開番号】特開2014-181351(P2014-181351A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2015年8月10日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日新製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】永田 勝顕

【審査官】 祢屋 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１４４０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３６６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７３１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８１７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９２２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２１２７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４９９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４０３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００３１５２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２９４４００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ ２／００−２／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸洗された熱延鋼帯を２％以上かつ８％以下の圧下率で圧延することにより、前記熱延鋼帯の表面のスマットを砕くか又は前記スマットを前記熱延鋼帯の表面から引き離した後に、めっき前異物除去処理を行うめっき鋼板の製造方法であって、
前記めっき前異物除去処理には電解洗浄処理が含まれている
ことを特徴とするめっき鋼板の製造方法。

【請求項2】

前記圧下率は、４％以上かつ６％以下であることを特徴とする請求項１記載のめっき鋼板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱延鋼帯を素材としてめっき鋼板を製造するめっき鋼板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、熱延鋼帯に対して酸洗を施すと、鋼帯表面にスマットが現れることが知られている。スマットとは、セメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）及び鉄系酸化物を主体とするものであり、熱延鋼帯に内在しているものと考えられる。スマットが鋼帯表面に現れた状態でめっきを施すと、めっき金属と鋼帯との反応が阻害されて、はじき（不めっき）が発生しやすくなる。熱延鋼帯にめっきを施す前にスマットを除去する方法としては、下記の特許文献１，２に記載された方法を挙げることができる。特許文献１では、酸洗後の熱延鋼帯に対して電解洗浄を施すことでスマットを除去している。特許文献２では、酸洗後の熱延鋼帯の表面を直下型還元バーナにより加熱することでスマットを焼却除去している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−２１２７６８号公報

【特許文献2】特開２０００−１９２２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された従来方法では、電解洗浄によりスマットを除去しているので、電解液が劣化した場合にスマットの除去能力が悪くなり、電解洗浄後にスマットが残る可能性がある。特許文献２に記載された従来方法では直下型還元バーナを用いての加熱処理によりスマットを除去しているので、加熱条件により除去能力が変動し、加熱条件によっては加熱処理後にスマットが残る可能性がある。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、めっき前異物除去処理の後にスマットが残存する可能性を低くできるめっき鋼板の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るめっき鋼板の製造方法は、酸洗された熱延鋼帯を２％以上かつ８％以下の圧下率で圧延することにより、熱延鋼帯の表面のスマットを砕くか又はスマットを熱延鋼帯の表面から引き離した後に、めっき前異物除去処理を行うめっき鋼板の製造方法であって、めっき前異物除去処理には電解洗浄処理が含まれている。

【発明の効果】

【0007】

本発明のめっき鋼板の製造方法によれば、酸洗された熱延鋼帯を２％以上かつ８％以下の圧下率で圧延した後に、めっき前異物除去処理を行うので、圧延により熱延鋼帯表面のスマットを砕くか又は熱延鋼帯表面から引き離すことができる。これにより、めっき前異物除去処理で除去すべきスマットの数を減らすことができ、めっき前異物除去処理の後にスマットが残存する可能性を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１によるめっき鋼板の製造方法を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるめっき鋼板の製造方法を示す説明図である。図に示すように、本実施の形態のめっき鋼板の製造方法では、熱延鋼帯１に対して、酸洗処理Ｓ１、軽圧下圧延処理Ｓ２、めっき前異物除去処理Ｓ３及び溶融めっき処理Ｓ４を行うことで、めっき鋼板２を製造する。

【0010】

酸洗処理Ｓ１は、熱延鋼帯１を酸洗液に浸漬して、熱延鋼帯１の表面の酸化物を除去する工程である。熱延鋼帯１が酸洗されることで、熱延鋼帯１に内在していたスマットが熱延鋼帯１の表面に現れる。スマットとは、セメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）及び鉄系酸化物を主体とするものである。

【0011】

軽圧下圧延処理Ｓ２は、酸洗された熱延鋼帯１を２％以上かつ８％以下の圧下率で圧延する工程である。熱延鋼帯１が圧延される際には、熱延鋼帯１の表面に圧延油が供給される。酸洗により熱延鋼帯１の表面に現れたスマットは、この軽圧下圧延処理Ｓ２での圧延より砕かれるか又は熱延鋼帯１の表面から引き離される。スマットを延鋼帯１の表面から引き離すとは、スマットを砕けないにしても、熱延鋼帯１に対するスマットの機械的結合を弱めることを意味する。砕かれるか又は熱延鋼帯１の表面から引き離されたスマットの多くは、圧延油によって洗い流される。

【0012】

圧下率を２％以上としているのは、圧下率が２％未満だとスマットに加わる力が小さすぎ、効果的にスマットを砕くことができないとともに、スマットを鋼帯表面から効果的に引き離さすことができないためである。圧下率を８％以下としているのは、圧下率が８％よりも大きいと、熱延鋼帯１に加工硬化が生じてしまい、製品特性に悪影響が生じるためである。

【0013】

軽圧下圧延処理Ｓ２における圧下率は、４％以上かつ６％以下とすることが好ましい。圧下率を４％以上とすることで、より確実にスマットを砕くとともに、より多くのスマットを鋼帯表面から引き離すことができる。また、圧下率を６％以下とすることで、熱延鋼帯に加工硬化が生じることをより確実に回避できる。特に、圧下率を４％以上かつ６％以下とすることで、スマットの除去による不めっき発生の回避のみならず、めっき表面の肌荒れを抑制でき、安定的に不めっきがなく、かつ美麗な外観肌を得ることができる。

【0014】

めっき前異物除去処理Ｓ３は、軽圧下圧延処理Ｓ２の後かつ溶融めっき処理Ｓ４の前に行われる工程であり、熱延鋼帯１の表面から異物を除去するためのものである。本実施の形態のめっき前異物除去処理Ｓ３には、電解洗浄処理Ｓ３０及び還元加熱処理Ｓ３１が含まれている。

【0015】

電解洗浄処理Ｓ３０は、熱延鋼帯１を洗浄液に浸漬した状態で電解処理を施すものである。この電解洗浄処理Ｓ３０により、熱延鋼帯１の表面から気泡が発生されて、熱延鋼帯１の表面に残存するスマットが除去される。すなわち、電解洗浄処理Ｓ３０の前に軽圧下圧延処理Ｓ２を行うことで、電解洗浄処理Ｓ３０で除去すべきスマットの量が減り、電解洗浄処理Ｓ３０の後に熱延鋼帯１の表面にスマットが残る可能性が減る。

【0016】

還元加熱処理３１は、還元雰囲気中で熱延鋼帯１を加熱する処理である。この還元加熱処理３１により、熱延鋼帯１の表面から酸化物が除去される。

【0017】

溶融めっき処理Ｓ４は、めっき槽に貯められた溶融金属（めっき金属）に熱延鋼帯１を浸漬した後に、熱延鋼帯１をめっき槽から引上げてガスワイピングによりめっき厚を調整する工程である。軽圧下圧延処理Ｓ２及びめっき前異物除去処理Ｓ３により熱延鋼帯１の表面からスマット及び酸化物が除去されていることで、熱延鋼帯１の表面で溶融金属がはじかれることが防止される。

【0018】

次に実施例を挙げる。本発明者は、熱延鋼帯１として、Ｃ：０．０７〜０．０９質量％、Ｓｉ：０．０４質量％以下、Ｍｎ：０．２５〜０．４０質量％、Ｐ：０．０２５質量％以下、Ｓ：０．０２５質量％以下、Ｓｏｌ−Ａｌ：０．０２０〜０．０７９質量％、Ｔｉ：０．００８〜０．０２２質量％、Ｎ：３０質量ｐｐｍ以下及びＢ：８〜１６質量ｐｐｍを含み残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼材を用いて、溶融Ｚｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇ系めっき鋼板２の製造を試みた。一般に、熱延鋼帯１は、板厚が２．３ｍｍ以上の鋼材である。

【0019】

酸洗処理Ｓ１では、熱延鋼帯１の搬送方向に沿って第１〜３処理槽を設け、第１処理槽（プレヒート槽）に８０ｇ／Ｌの濃度で塩酸を含む酸洗液を貯め、第２処理槽に７０〜１５０ｇ／Ｌの濃度で塩酸を含む酸洗液を貯め、第３処理槽に１００ｇ／Ｌの濃度で塩酸を含む酸洗液を貯めた。第１処理槽の酸洗液の温度は８５℃とし、第２及び第３処理槽の酸洗液の温度は９５℃とする。各処理槽において熱延鋼帯を１８秒ずつ浸漬した。

【0020】

軽圧下圧延処理Ｓ２では、直径３００〜３４０ｍｍのワークロールを含む１段のロールスタンドにて軽圧下を実施した。圧延油としては、合成エステル系の圧延油を使用した。

【0021】

電解洗浄処理Ｓ３０では、洗浄液として、苛性ソーダを主成分とするアルカリ系前処理脱脂液を使用した。洗浄液に通す電流の密度は１０Ａ／ｄｍ^２とした。熱延鋼帯１を洗浄液に浸漬する時間及び電流を流す時間の合計時間を２８秒とした。洗浄液に含まれる総油分の上限値を１．５％とし、洗浄液に含まれる鉄分の上限値を１０００ｐｐｍとした。すなわち、電解洗浄処理を繰り返し行うことで上記の総油分及び鉄分の上限値を超えた場合には、洗浄液を交換することとした。

【0022】

還元加熱処理Ｓ３１では、還元炉内の雰囲気ガスをＨ_２とＮ_２との混合ガスとした。雰囲気ガス中のＨ_２の濃度は２９％以上とし、雰囲気ガスの露点を−３０℃以下とした。還元炉内の雰囲気温度は８３０℃程度とした。

【0023】

溶融めっき処理Ｓ４では、Ｚｎ、ＡＬ６質量％及びＭｇ３質量％を含む溶融金属を用いた。溶融金属の温度は３９０℃〜４００℃の範囲とし、熱延鋼帯１をめっき槽に導入するインレットの温度を４１０℃とした。また、ガスワイピングに用いるガスとしてＮ_２ガスを用い、溶融金属から引上げられた熱延鋼帯１の表面に付着しためっき層の冷却速度を４．５℃／ｓｅｃに制御した。

【0024】

このような条件の下で、軽圧下圧延処理Ｓ２の圧下率を変えながらめっき鋼板２の製造を行い、それらのめっき性を評価した。その結果を下記の表１に示す。なお、表１におけるめっき性の評価結果は、製品１ｍ²内に不めっきの発生がない場合を「○」とし、製品１ｍ²内に不めっきが１ヶ以上発生している場合を「×」としている。

【表1】

この結果から、圧下率を２％以上かつ１０％以下とすることで、良好なめき層を形成できることが分る。但し、上述のように、加工硬化の観点から、圧下率は８％以下とすることが好ましい。

【0025】

なお、本発明の構成は、溶融Ｚｎ、溶融Ｚｎ−Ａｌ系および溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系などのめっき鋼板に適用できる。特に、Ａｌを４．０質量％以上、Ｍｇを２．５質量％以上の少なくとも一方を含むＺｎ系めっき種は鋼板との濡れ性が極めて悪いので、本願発明の構成はそれらに対して特に有効である。

【0026】

また、酸洗後に鋼帯表面に現れるスマットはセメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）を主体とするため、鋼中のＣ含有量が多いほどスマットが発生し易い。特に、Ｃ含有量が０．１２質量％以上になるとスマットが残存し易い傾向となるため、本発明の構成がより有用となる。

【0027】

このようなめっき鋼板の製造方法では、酸洗された熱延鋼帯１を２％以上かつ８％以下の圧下率で圧延した後に、めっき前異物除去処理を行うので、圧延により熱延鋼帯表面のスマットを砕くか又は熱延鋼帯表面から引き離すことができる。これにより、めっき前異物除去処理で除去すべきスマットの数を減らすことができ、めっき前異物除去処理の後にスマットが残存する可能性を低くすることができる。

【0028】

また、軽圧下圧延処理Ｓ２における圧下率を４％以上とすることで、より確実にスマットを砕くとともに、より多くのスマットを鋼帯表面から引き離すことができる。また、圧下率を６％以下とすることで、熱延鋼帯に加工硬化が生じることをより確実に回避できる。特に、圧下率を４％以上かつ６％以下とすることで、スマットの除去による不めっき発生の回避のみならず、めっき表面の肌荒れを抑制でき、安定的に不めっきがなく、かつ美麗な外観肌を得ることができる。

【0029】

なお、実施の形態では、めっき前異物除去処理Ｓ３に電解洗浄処理Ｓ３０が含まれるように説明しているが、電解洗浄処理の代わりに例えば直下型還元バーナを用いての加熱処理等の他の異物除去処理を行ってもよい。

【符号の説明】

【0030】

１ 熱延鋼帯
２ めっき鋼板

【図1】