JPS5849621B2 - 冷延鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷延鋼板，就中脱スケール処理を行うことなく
、直接冷間圧延し、引き続き連続焼鈍処理を施すことに
よって冷延鋼板を製造する方法に関するものである。

従来の冷延鋼板は、通常、熱延→脱スケール→冷延→電
解清浄→箱型又は連続焼鈍→調質圧延という工程を経て
製造されている。

脱スケール工程は鋼板の表面性状の面が必要とされてお
り，現在、主に酸洗によって処理されているが、長大な
設備を要し，その設備費さらにランニングコストが莫大
となるばかりでなく、多量に排出される廃酸の処理をし
なければならない。

清浄工程は圧延時に発生する鉄粉、残留圧延油などの汚
れを除去するために必要であり、通常電解清浄で行って
いるが、脱スケール工程と同様に設備費とランニングコ
ストに多犬な経費を要している。

また、従来の焼鈍法についてみると、絞り加工用などの
冷却鋼板を製造するために実施されている箱型焼鈍では
加熱→保定→冷却の全工程に数日間という長時間を要す
るため、極めて非能率であり、これを解消する目的で１
０数分で処理ができる連続焼鈍方法が数多く提案され、
幾例かは実際に稼動している。

この装置での処理は、前述の箱型焼鈍に比較して高能率
的であるが、近時更に効率化の要請が強く、数分以内で
焼鈍プロセスが完了する技術が要望されている。

現状の連続焼鈍設備においては、加熱一均熱−１次冷却
−（再加熱）一過時効処理−２次冷却一調質圧延などの
各工程が採られるが、前述の要請を充たすためには、加
熱及び均熱時間を短縮し、１次冷却を効率よく行い、過
時効処理前に再加熱工程を省き、過時効処理時間を短縮
する技術を開発しなければならない。

冷延鋼板の製造工程において，上記脱スケールおよび清
浄工程を省略し、更に焼鈍工程の短縮化、効率化を可能
にした画期的製造法が実現できるならば、その益すると
ころは誠に大きいといえる。

本発明は，これらの諸点に着目し、従来冷延鋼板の製造
に関し、必須技術とされていた脱スケールおよび電精工
程を省略し，数分以内という超短時間での連続焼鈍プロ
セスによって、絞り、深絞り用冷延鋼板を製造する方法
を提供するもので、その特徴とするところは、冷間圧延
後の鋼帯を少なくとも加熱、均熱、１次冷却、過時効処
理，２次冷却および調費圧延の各工程を有する方法で連
続焼鈍処理を行うに際し、スケールが付着したままの熱
延鋼帯を冷間圧延してスケールが付着したままの冷延鋼
帯を製造し、次いでこの冷延鋼帯を清浄処理を行うこと
なく、雰囲気を制御しうる噴流直火式加熱炉によって当
該鋼板の再結晶温度以上８６０℃までの間に急速加熱し
た後、非還元雰囲気又は弱酸化雰囲気に５秒以上保持し
，引続き６００℃以上の温度範囲から過時効処理温度近
傍まで急速に冷却した後、過時効処理し、更に室温まで
冷却する過程で又は冷却後に銅帯上の酸化皮膜を除去し
て調質圧延することを特徴とする冷延鋼板の製造法であ
る。

本発明の対象とする鋼板は通常の冷延鋼板の他に，場合
によっては金属メッキなどを施す表面処理用鋼板であっ
てもよい。

以下本発明ではこれらを一括して単に冷延鋼板と称する
。

次に本発明の冷延鋼板の製造工程（熱間圧延→冷間圧延
→連続焼鈍→表面酸化膜除去→調質圧延）について順次
詳細に記述する。

スケール付熱延鋼板の直接冷間圧延は従来の圧延法で圧
延負荷が若干高くなることはあっても、問題なく圧延可
能である。

圧延荷重の低減には圧延に先立って乳化剤を含まない有
機極性物質を主成分とする組成物を鋼板表面に塗布した
後、従来どおりの圧延をすると効果的である。

圧延後に残留するスケールは圧延前に比較して、その厚
さを大幅に減じ、特に冷間圧延工程でスケール除去操作
を行わない限り、圧延後の鋼板表面は厚さ１μｍ以下の
黒色スケールによってほぼ均一に被覆されている。

また直接冷間圧延で鋼板の疵発生はない。

従来、圧延によって生成する鉄粉の付着を仰制するため
に冷間圧延のクーラント中に混入する鉄粉を分離除去し
ていたが、本発明によればその必要はない。

また焼鈍前に鋼板の表面汚れの除去を目的に従来実施し
ている電解清浄工程も最終的に鋼板表面を調整する本発
明では省略できる。

次にスケール付鋼板を連続焼鈍する本発明法について述
べる。

最近の鋼板の連続焼鈍法は炉長の大幅な短縮、従って設
備費およびランニングコストの大幅な低減を狙って急速
加熱→還元雰囲気での再結晶処理→急速冷却→還元雰囲
気での過時効処理→急速冷却→調質圧延という工程が採
用されつつある。

急速加熱は燃料ガスを空気によって燃焼させて生成する
ガスによって鋼板を加熱する直火炉方式で行なっている
が，従来法の金属光沢を有する鋼板では加熱速度が不十
分なために焼鈍前に黒体化処理した後に焼鈍しようとい
う方法も提案されている。

これに対し、本発明では全くその必要がなく、焼鈍前の
鋼板に存在する薄くて均一な吸熱効果のある黒色スケー
ルによって高加熱速度が達或できるばかりでなく、従来
の直火式加熱方式に代って燃焼生成ガス噴流を鋼板に積
極的に衝突させる噴流直火式加熱方式を採用すると、更
に急速加熱が可能となり効率的である。

また鋼板の表面性状に関しては、従来法の場合加熱工程
で生成する酸化皮膜を次工程で還元消失させる必要があ
るが過度に酸化させると還元に長時間を要したり、酸化
皮膜の還元残りや鋼板表面荒れなどの問題が生ずるため
，加熱雰油気などの加熱条件を低酸化側に制制しなけれ
ばならない。

これに対して本発明法によれば、鋼板上に存在するスケ
ールによって新たな酸化が抑制されるために燃焼効率の
最も高い燃焼条件で操業でき，燃料ガスの有効利用の点
から大きな利益となるばかりでなく、酸化皮膜の還元が
必要ないため、高価な還元ガスを使用しなくてもよく、
Ｎ２ガスの使用による輻射加熱炉あるいは直火式炉によ
る再結晶処理も可能となる。

前述したように急速加熱後の鋼板は再結晶温度以上８６
０℃までの温度範囲に短時間、好ましくは５秒以上３０
秒以下保持する。

保持温度は処理する鋼板の特性（組成及び目的とする材
質）によって異なるが、何れの場合においても均一温度
に保安する必要はなく、上記温度範囲において選ばれる
ヒートサイクルを採用することができる。

その後、鋼板は過時効温度近傍まで冷却（一次冷却）さ
れるが、その冷却開始点は６００℃以上保持温度範囲内
の何れかの温度から行われる。

保持温度から６００℃までの冷却は材質面から徐冷（例
えば５０℃／ ｓｅｃ以下）が好ましいが、徐冷を行う
必要がない場合もあり、６００℃は徐冷する場合の下限
を示す温度である。

従来、この一次冷却にあたっては水中或は沸とう水に浸
漬するなどの各種の急冷法が提案されているが、これら
の方法では、前工程で表面酸化皮膜を完全に還元消失さ
せても再び水蒸気によってテンパーカラーが発生する問
題や、過時効温度近傍に制御冷却することが困難で再加
熱手段が必要であり、熱効率および設備面から好ましく
ない。

本発明では気体一液体の混合体を使用することによって
，過時効温度近傍への制御冷却を可能にするとともに，
テンパーカラー発生に対する防止策も伺ら講ずる必要は
ない。

このような冷却処理によって平均１００℃／ｓｅｃ以上
の冷却速度が確保できるとともに再加熱のない制御冷却
を可能にして鋼板を過時効処理温度に導くことができる
。

過時効処理は３００〜５００℃の温度範囲で２０秒から
２分以内の条件で行えば鋼板は充分非時効となる。

この際の処理雰囲気も還元性にする必要は全くない。

過時効処理後鋼板を室温まで冷却するがこの処理は従来
知られている条件を適宜選択して差し支えない。

その後本発明では鋼板表面に残留する皮膜を除去して通
常の手段により調質圧延を行う。

連続焼鈍後の鋼板に残留するスケール層は前述の如く冷
間圧延により，その厚さが著しく減少するとともに多孔
性となるために極めて短時間の処理により清浄な鋼板表
面が得られ、燐酸塩処理性、塗装後の表面特性（塗装密
着性、塗装耐食性）は従来法に比較して伺ら遜色のない
ものとなる。

残留スケール除去処理は酸処理が好ましく，過時効処理
温度からの冷却を酸液浸漬あるいは酸液噴霧で行っても
よく、調質圧延前の酸液浸漬でもよい。

また電解を併用するとより効果的である。使用する酸は
塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸あるいは蟻酸、シュウ
酸などの有機酸でもよい。

ブラッシングなどの湿式研摩、液体ホーニング，ショッ
トブラストのような機械的処理は通常の処理条件では鋼
板表面への砥粒の喰込みや表面線状疵の発生により鋼板
表面が劣化することがあるが、調質圧延により表面性状
が回復するため、このような機械的処理法でも処理が可
能となる。

通常鋼板は表面処理されて使用されるが、亜鉛メッキ処
理あるいは塗装下地処理である燐酸塩処理などは別ライ
ンで処理されている。

これに対し本発明においてはこれらの処理装置を調質圧
延後にひき続いて設置し処理効率の向上を計ることがで
きる。

以上述べて来たように本発明により従来の冷延鋼板の製
造工程から酸洗、電解清浄工程を省略し、更に従来実施
されあるいは提案されている連続焼鈍工程にみられない
短縮工程、すなわち全処理を１０分以下、好ましくは５
分以下の超短時間で冷延鋼板に所望の材質特性を与え、
しかも焼鈍工程における多くの新しい利点を有する冷延
鋼板の製造が可能となった。

これに加えて本発明によれば技術の現状が指向している
省エネルギー効果をも達成しうるものである。

以下本発明を実施例にもとづいて説明するが、本発明は
必ずしもこれに限定されるものではないことは明らかで
ある。

表−１における実施例１から実施例６までは脱スケール
処理を省略して冷間圧延し、更に電解清浄工程をも省き
、引き続き連続焼鈍処理を行ったもので、急速加熱が可
能となりその結果として均熱，加熱も短時間で終了でき
、更に次の一次冷却に気水冷却を採用することによって
急速冷却の達成と同時に過冷却を防ぎ、過時効処理のた
めに再加熱を行わずに済むことなどから昇温開始から二
次冷却終了までの時間は９０秒以下になる。

従来の冷延鋼板の製造法（比較例１〜２）に比べ工程省
略に加えて焼鈍時間の大幅な短縮と燃料および雰囲気ガ
スなどの節約から省エネルギーが可能となった。

以上冷延鋼板はついて説明したが，本発明法が各種メッ
キ表面処理鋼板に適用できるのは勿論であるとともに通
常の冷延鋼板の焼鈍ヒートサイクルと異なる高張力鋼板
、珪素鋼板、 板の製造にも適用できる。

ステンレス鋼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷間圧延後の銅帯を少なくとも加熱，均熱，１次冷
   却，過時効処理，２次冷却および調質圧延の各工程を有
   する方法で連続焼鈍処理を行うに際し、スケールが付着
   したままの熱延鋼帯を冷間圧延してスケールが付着した
   ままの冷延鋼帯を製造し、次いでこの冷延鋼帯を清浄処
   理を行うことなく、雰囲気を制御しうる噴流直火式加熱
   炉によって当該鋼板の再結晶温度以上８６０℃までの間
   に急速加熱した後、非還元雰囲気又は弱酸化雰囲気に５
   秒以上保持し、引続き６００℃以上の温度範囲から過時
   効処理温度近傍まで急速に冷却した後、過時効処理し，
   更に室温まで冷却する過程で又は冷却後に鋼帯上の酸化
   皮膜を除去して調質圧延することを特徴とする冷延鋼板
   の製造法。 ２ 加熱帯，均熱帯、過時効帯の少なくとも１つ以上を
   噴流直火式加熱方式とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 過時効温度近傍までの冷却を気体一液体の混合体で
   行う特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 調質圧延前の酸化膜除去を酸洗法で行う特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ５ 調質圧延前の酸化膜除去を湿式研摩、液体ホーニン
   グなどの機械的処理で行う特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ６ 表面処理装置を連設する特許請求の範囲第１項記載
   の方法。