特許 6126507 高光沢度の金属板の製造方法

(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】6126507

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】高光沢度の金属板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 1/22 20060101AFI20170424BHJP

   C21D 1/26 20060101ALI20170424BHJP

   C21D 1/76 20060101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   B21B1/22 L

   B21B1/22 K

   C21D1/26 E

   C21D1/26 P

   C21D1/76 H

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-203837(P2013-203837)

(22)【出願日】2013年9月30日

(65)【公開番号】特開2015-66583(P2015-66583A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2016年3月24日

(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】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(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

(72)【発明者】

【氏名】福田 紀之

(72)【発明者】

【氏名】中野 哲弥

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２２３５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１５５８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１３７１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 札軒富美夫 他，ステンレス鋼冷間圧延板における表面性状形成のモデル化と実機への適用，新日鉄技報，日本，新日本製鐵株式会社，２００９年 ９月，第３８９号，pp７７−８２，http://www.nssmc.com/tech/report/nsc/pdf/38913.pdfにて入手可能

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｂ １／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属板に対して複数回の圧延を行う冷間圧延工程と、
冷間圧延した前記金属板を還元雰囲気で焼鈍する還元焼鈍工程と、
前記還元焼鈍工程の後に、前記金属板を調質圧延する調質圧延工程と
を含み、
前記冷間圧延工程で行われるすべての圧延において、研削目が周方向に沿って延在されるとともに、ロール軸方向の中心線平均粗さが０．２μｍ以上のワークロールを用い、
前記調質圧延工程において無潤滑で調質圧延を行い、
前記冷間圧延工程には、前半圧延と、前記前半圧延の後に行われる中間圧延と、前記中間圧延の後に行われる仕上圧延とが含まれており、
前記前半圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さは、前記中間圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さよりも大きく、
前記中間圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さは、前記仕上圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さよりも大きい
ことを特徴とする高光沢度の金属板の製造方法。

【請求項2】

前記前半圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さは、１．５μｍ以上かつ２．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光沢度の高い金属板の製造方法。

【請求項3】

前記中間圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さは、０．３μｍ以上かつ１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光沢度の高い金属板の製造方法。

【請求項4】

前記仕上圧延で用いられる前記ワークロールの前記中心線平均粗さは、０．２μｍ以上かつ１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光沢度の高い金属板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷間圧延と調質圧延とを行う高光沢度の金属板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来用いられていたこの種の方法としては、例えば下記の特許文献１等に示されている方法を挙げることができる。すなわち、従来方法では、オイルピットと呼ばれる微少な凹部が金属板の表面に残ることを防止するために、研削目が軸方向に沿って延在されるとともに、ロール周方向の中心線平均粗さが０．２０〜０．６０μｍのワークロールを冷間圧延工程の最終圧延に用いることが提案されている。すなわち、従来方法では、上述のワークロールを最終圧延に用いることで、前段の圧延において金属板の表面に形成されたオイルピットを最終圧延で消滅させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−３１９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来方法では、研削目が軸方向に沿って延在されたワークロールを用いるので、軸方向に沿ってワークロールを研削する必要がある。しかしながら、軸方向に沿ってワークロールを研削するために、新規設備の導入が必要となり、製造コストが増大する場合がある。

【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、研削目が軸方向に沿って延在されたワークロールを用いずに圧延後にオイルピットが金属板の表面に残ることを防止でき、製造コストの増大を回避しつつ光沢度の高い金属板を製造できる高光沢度の金属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】

本発明に係る高光沢度の金属板の製造方法は、金属板に対して複数回の圧延を行う冷間圧延工程と、冷間圧延した金属板を還元雰囲気で焼鈍する還元焼鈍工程と、還元焼鈍工程の後に、金属板を調質圧延する調質圧延工程とを含み、冷間圧延工程で行われるすべての圧延において、研削目が周方向に沿って延在されるとともに、ロール軸方向の中心線平均粗さが０．２μｍ以上のワークロールを用い、調質圧延工程において無潤滑で調質圧延を行い、冷間圧延工程には、前半圧延と、前半圧延の後に行われる中間圧延と、中間圧延の後に行われる仕上圧延とが含まれており、前半圧延で用いられるワークロールの中心線平均粗さは、中間圧延で用いられるワークロールの中心線平均粗さよりも大きく、中間圧延で用いられるワークロールの中心線平均粗さは、仕上圧延で用いられるワークロールの中心線平均粗さよりも大きい。

【発明の効果】

【0007】

本発明の高光沢度の金属板の製造方法によれば、冷間圧延工程で行われるすべての圧延において、研削目が周方向に沿って延在されるとともに、ロール軸方向の中心線平均粗さが０．２μｍ以上のワークロールを用い、還元雰囲気下で焼鈍を行った後、調質圧延工程において無潤滑で調質圧延を行うので、研削目が軸方向に沿って延在されたワークロールを用いずに冷間圧延工程後にオイルピットが金属板の表面に残ることを防止でき、製造コストの増大を回避しつつ光沢度の高い金属板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１による高光沢度の金属板の製造方法を実施するための製造設備を示す構成図である。

【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による高光沢度の金属板の製造方法を実施するための製造設備を示す構成図である。本実施の形態の製造設備は、熱延鋼帯を素材として、光沢度の高い冷延鋼帯、冷延鋼板、みがき帯鋼又はみがき帯板を製造するものである。以下、熱延鋼帯、冷延鋼帯、冷延鋼板、みがき帯鋼及びみがき帯板をまとめて金属板１と呼ぶ。

【0010】

図において、製造設備には、焼鈍・酸洗設備２、冷間圧延機３、還元焼鈍設備４及び調質圧延機５が設けられている。これら焼鈍・酸洗設備２、冷間圧延機３、還元焼鈍設備４及び調質圧延機５は、それぞれ個別のラインに設けられていている。本実施の形態の高光沢度の金属板の製造方法は、焼鈍・酸洗設備２による焼鈍・酸洗工程Ｓ１、冷間圧延機３による冷間圧延工程Ｓ２、還元焼鈍設備４による還元焼鈍工程Ｓ３及び調質圧延機５による調質圧延工程Ｓ４を含んでいる。なお、製造設備としては、複数のラインが一連となったもの（例えば焼鈍・酸洗設備２と冷間圧延機３とが一連となったライン）であってもよい。

【0011】

焼鈍・酸洗設備２は、金属板１の焼鈍と酸洗とを行う設備である。この焼鈍により、金属板１（熱延鋼帯）の結晶組織の調整等が行われる。また、酸洗により、熱間圧延や焼鈍によって金属板の表面に生成された酸化スケールの除去が行われる。

【0012】

冷間圧延機３は、焼鈍・酸洗設備２による焼鈍・酸洗工程Ｓ１の後に、金属板１に対して複数回の圧延を行うものである。本実施の形態では、冷間圧延機３は、金属板１の搬送方向１ａに沿って直列に配置された第１〜第４圧延スタンド３１〜３４を有するタンデム圧延機によって構成されている。金属板１は、各圧延スタンド３１〜３４においてそれぞれ圧延される。すなわち、本実施の形態では、複数の圧延スタンド３１〜３４により複数回の圧延を金属板１に行う。

【0013】

各圧延スタンド３１〜３４は、金属板１の表面に接するワークロール３１ａ〜３４ａを有している。すべての圧延スタンド３１〜３４のワークロール３１ａ〜３４ａは、研削目が周方向に沿って延在されるとともに、ロール軸方向の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以上にされている。すなわち、冷間圧延工程Ｓ２で行われるすべての圧延において、研削目が周方向に沿って延在されるとともに、ロール軸方向の中心線平均粗さが０．２μｍ以上のワークロールが用いられる。

【0014】

各圧延スタンド３１〜３４では、潤滑剤として水溶性圧延油が用いられる。水溶性圧延油とは、油及び水の混合液からなるものであり、周知のように純粋な鉱物油よりも冷却能力が高いものである。一方で、水溶性圧延油は、鉱物油と比べて粘度が高いという性質も有している。

【0015】

水溶性圧延油の粘度が比較的高いことに起因して、ワークロール３１ａ〜３４ａの表面粗度が低いと（すなわち中心線平均粗さが小さいと）、オイルピットと呼ばれる微少な凹部が金属板１の表面に生じる可能性がある。本実施の形態では、上述のようにすべての圧延スタンド３１〜３４のワークロール３１ａ〜３４ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以上とすることで、冷間圧延機３での圧延の全体を通して金属板１の表面にオイルピットが生じることを回避している。

【0016】

冷間圧延機３の圧延条件をより詳細に示すと、以下の表１のとおりである。なお、表中の１ｓｔｄは第１圧延スタンド３１を意味し、２ｓｔｄは第２圧延スタンド３２を意味し、３ｓｔｄは第３圧延スタンド３３を意味し、４ｓｔｄは第４圧延スタンド３４を意味している。

【表1】

【0017】

表１に示すように、冷間圧延機３における圧下率は、第１圧延スタンド３１で最も大きく、第２圧延スタンド３２、第３圧延スタンド３３及び第４圧延スタンド３４と徐々に小さくされる。

【0018】

第１及び第２圧延スタンド３１，３２（すなわち冷間圧延機３の入側スタンド（又は前半圧延））のワークロール３１ａ，３２ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）は、１．５μｍ以上かつ２．０μｍ以下とすることが好ましい。中心線平均粗さを１．５μｍ以上としているのは、中心線平均粗さが１．５μｍよりも小さいと、ワークロール３１ａ，３２ａと金属板１との焼付きが生じ、光沢を低下させるためである。中心線平均粗さを２．０μｍ以下としているのは、中心線平均粗さが２．０μｍよりも大きいと、金属板１の表面に研削目が深く転写されてしまい、その研削目が後段の圧延の後にも残ってしまうためである。

【0019】

第３圧延スタンド３３（すなわち冷間圧延機３の中間スタンド（又は中間圧延））のワークロール３３ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）は、０．３μｍ以上かつ１．０μｍ以下とすることが好ましい。中心線平均粗さを０．３μｍ以上としているのは、中心線平均粗さが０．３μｍよりも小さいと、ワークロール３３ａと金属板１との焼付きが生じ、光沢を低下させるためである。第３圧延スタンド３３におけるワークロール３３ａの中心線平均粗さの下限値が、第１及び第２圧延スタンド３１，３２におけるワークロール３１ａ，３２ａの中心線平均粗さの下限値よりも低いのは、以下の理由のためである。すなわち、第３圧延スタンド３３で圧延する金属板１の板厚が第１及び第２圧延スタンド３１，３２で圧延する金属板１の板厚よりも薄いので、第３圧延スタンド３３での圧延量は第１及び第２圧延スタンド３１，３２での圧延量よりも少ない。このため、第３圧延スタンド３３のワークロール３３ａと金属板１との間に比較的多くの水溶性圧延油が入り込むことができ、より細かな目のワークロール３３ａを第３圧延スタンド３３で用いても焼き付きを防止できるためである。ワークロール３３ａの中心線平均粗さを１．０μｍ以下としているのは、中心線平均粗さが１．０μｍよりも大きいと、金属板１の表面に研削目が深く転写されてしまい、その研削目が後段の圧延後にも残ってしまうためである。

【0020】

第４圧延スタンド３４（すなわち冷間圧延機３の出側スタンド（又は仕上圧延））のワークロール３４ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）は、０．２μｍ以上かつ１．０μｍ以下とすることが好ましい。中心線平均粗さを０．２μｍ以上しているのは、中心線平均粗さが０．２μｍ未満だと、金属板１の表面にオイルピットが生じる可能性があるためである。中心線平均粗さを１．０μｍ以下としているのは、中心線平均粗さが１．０μｍよりも大きいと、その研削目が後述の調質圧延の後にも残ってしまうためである。

【0021】

なお、第３圧延スタンド３３のワークロール３３ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）は、第４圧延スタンド３４のワークロール３４ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）よりも大きいことが好ましい。これは、第３圧延スタンド３３は目慣らしの役割を有しているためである。

【0022】

還元焼鈍設備４は、冷間圧延機３による冷間圧延の後に、還元雰囲気中で金属板１の焼鈍を行う設備である。この焼鈍により、冷間圧延により潰された金属板１の組織が元に戻される。また、還元雰囲気下で焼鈍を行うことにより、金属板１表面に付着するスケールを少なくでき、酸洗の必要を無くすことができる。従って、酸洗によって金属板１の光沢を低下させることを回避できる。

【0023】

還元焼鈍設備４における焼鈍条件をより詳細に示すと、以下の表２のとおりである。

【表2】

【0024】

調質圧延機５は、還元焼鈍設備４による焼鈍の後に、金属板１に対して調質圧延を行うものである。調質圧延機５は、金属板１の表面に接するワークロール５ａを有している。調質圧延機５における圧延条件をより詳細に示すと、以下の表３のとおりである。

【表3】

【0025】

表３に示すように、調質圧延機５における圧延の伸び率は、０．６％以上かつ２．０％以下とすることが好ましい。伸び率を０．６％以上としているのは、伸び率が０．６％未満より小さいと、金属板１に降伏伸びが残るためである。伸び率を２．０％以下としているのは、伸び率が２．０％より大きいと、材料硬度や厚みが所定範囲から外れる可能性があるためである。

【0026】

調質圧延機５のワークロール５ａのロール軸方向に沿う中心線平均粗さ（Ｒａ）は０．０２μｍ以下とされている。これは、調質圧延後の金属板１の目標表面粗度（Ｒａ）を０．０１μｍ〜０．０３μｍとしているためである。

【0027】

調質圧延機５では圧延油を使用せずに無潤滑（ドライ）で調質圧延を行う。これは、調質圧延機５のワークロール５ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）を小さく設定するため、圧延油を使用すると調質圧延においてオイルピットが発生する可能性があるためである。すなわち、無潤滑で調質圧延を行うことで、調質圧延でのオイルピットの発生を回避して、光沢度の高い金属板１を製造できるようにしている。

【0028】

次に実施例を挙げる。本発明者は、ＳＵＳ４３０のステンレス鋼板の熱延鋼帯を供試材として、高光沢度の金属板の製造方法を実施した。その結果を下記の表４に示す。

【0029】

なお、金属板の光沢度の評価には、ＪＩＳＺ８７４１で規定される測定方法による光沢度（２０°）と、ＡＳＴＭ Ｅ ３１３で規定される測定方法による白色度とを用いている。光沢度（２０°）が８８０以上かつ白色度が２２以下のものを、高光沢度の金属板として評価している。また、表４において砥石の番手に付されている「粗」及び「仕」は、研磨方法の違いを示している。具体的には、「粗」は、砥石をワークロールに切り込ませずに軽く当てるだけのゼロカットと呼ばれる研磨を行わないか又は１回だけ行う研磨方法を示し、「仕」は、ゼロカットを複数回行う研磨方法を示している。

【0030】

【表4】

【0031】

実施例１〜３（比較例）は、第１〜第３圧延スタンド３１〜３３のワークロール３１ａ〜３３ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍよりも大きくする一方で、第４圧延スタンド３４のワークロール３４ａの中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ未満（０．０５μｍ〜０．０８μｍ）としたものである。実施例１，２の圧延条件にて製造された金属板１は、光沢度及び白色度の両方が合格基準を満たさなかった。また、実施例３の圧延条件にて製造された金属板１は、白色度が合格基準を満たさなかった。このことから、冷間圧延工程Ｓ２において、中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ未満のワークロールを用いた場合には、高光沢度の金属板を製造できないことが分った。

【0032】

一方で、実施例４〜１０（発明例）は、第１〜第４圧延スタンド３１〜３４のワークロール３１ａ〜３４ａ（すべての圧延スタンドのワークロール）の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以上としている。実施例４〜１１の圧延条件にて製造された金属板１は、光沢度及び白色度の両方において合格基準を満たしていた。このことから、冷間圧延工程Ｓ２で行われるすべての圧延において、研削目が周方向に沿って延在されるワークロールを用いても、そのワークロールのロール軸方向の中心線平均粗さを０．２μｍ以上とすることで、高光沢度の金属板を製造できることが分った。

【0033】

このような高光沢度の金属板の製造方法では、冷間圧延工程Ｓ２で行われるすべての圧延において、研削目が周方向に沿って延在されるとともに、ロール軸方向の中心線平均粗さが０．２μｍ以上のワークロール３１ａ〜３４ａを用い、還元雰囲気下で焼鈍を行った後、調質圧延工程Ｓ４において無潤滑で調質圧延を行うので、研削目が軸方向に沿って延在されたワークロールを用いずに圧延後にオイルピットが金属板１の表面に残ることを防止でき、製造コストの増大を回避しつつ光沢度の高い金属板を製造できる。

【0034】

また、前半圧延で用いられるワークロール３１ａ，３２ａの中心線平均粗さは、中間圧延で用いられるワークロール３３ａの中心線平均粗さよりも大きく、中間圧延で用いられるワークロール３３ａの中心線平均粗さは、仕上圧延で用いられるワークロール３４ａの中心線平均粗さよりも大きいので、オイルピットの発生と、金属板とワークロールとの焼き付きを防止しながら、高い圧下率を確保することができる。

【0035】

また、前半圧延で用いられるワークロール３１ａ，３２ａの中心線平均粗さは、１．５μｍ以上かつ２．０μｍ以下であるので、前半圧延において金属板１の焼付きが生じることを回避しつつ、研削目が後段の圧延の後にも残ってしまうことを回避できる。

【0036】

また、中間圧延で用いられるワークロール３３ａの中心線平均粗さは、０．３μｍ以上かつ１．０μｍ以下であるので、中間圧延において金属板１の焼付きが生じることを回避しつつ、研削目が後段の圧延の後にも残ってしまうことを回避できる。

【0037】

また、仕上圧延で用いられるワークロール３４ａの中心線平均粗さは、０．２μｍ以上かつ１．０μｍ以下であるので、仕上圧延において金属板１の表面にオイルピットが生じることを回避しつつ、研削目が調質圧延の後に残ってしまうことを回避できる。

【0038】

なお、実施の形態では冷間圧延工程はタンデム圧延機からなる冷間圧延機３によって行われると説明したが、冷間圧延工程は金属板を往復動させながら複数回圧延するレバース圧延機によって行われてもよい。

【符号の説明】

【0039】

１ 金属板
５ａ ワークロール
３１ａ〜３４ａ ワークロール
Ｓ２ 冷間圧延工程
Ｓ３ 還元焼鈍工程
Ｓ４ 調質圧延工程

【図1】