化成処理性に優れた鋼板の製造方法及び製造設備
【課題】鋼板の表層酸化物を効率よく除去し、化成処理性に優れた高張力鋼板を製造することができる製造方法を提供する。
【解決手段】熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とする。
【解決手段】熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化成処理性に優れた高Ｓｉ含有の鋼板の製造方法及び製造設備に関するものである。本発明に係る鋼板の製造方法及び製造設備の適用対象とする鋼板は、例えば、日本鉄鋼連盟規格（ＪＦＳ
Ａ２００１−２００８年）に記載の自動車用冷間圧延鋼板及び鋼帯、日本工業規格（ＪＩＳ Ｇ３１３５−２００６年）に記載の自動車用加工性冷間圧延高張力鋼板及び鋼帯において、Ｓｉ含有量が０．５質量％以上の普通鋼高張力鋼板であり、ステンレス鋼板や電磁鋼板を含まないものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全という観点から自動車の燃費改善が求められている。また、衝突時における乗員保護の観点から自動車の安全性向上も要求されている。このため、自動車の車体には軽量化と高強度化が必要とされ、最近では、自動車部品の薄肉化と高強度化が積極的に行われている。
一方、自動車部品の多くは鋼板をプレス成形して製造されることから、鋼板には高いプレス成形性、特に高い強度と高い延性、すなわち優れた強度−延性バランスが強く求められる。高い延性を有する高強度冷延鋼板には、強化元素としてＳｉが多量に含有される場合が多く、焼鈍時にＳｉの酸化物が鋼板表面に形成される。
【０００３】
そのため、こうしたＳｉ含有量の多い高強度冷延鋼板は、次工程にて化成処理を行ったとしても、化成結晶を均一かつ微細に形成させることができず、部分的に欠損した表面状態となる。このような化成処理不良の鋼板表面では、電着塗装等の塗装を施したとしても、密着性の良好な塗膜が得られないばかりでなく、塗装後の耐食性が劣化することになる。
これまで、このような課題を解決すべく様々な技術が提案されており、例えば、特許文献１には、焼鈍炉出側に配置した液体噴射装置から、気体を加圧溶解した液体を吹付けることにより、鋼帯表面に生成した濃化物を除去する方法が開示されている。また、特許文献２〜５には、炉内雰囲気の酸素分圧を特定条件として焼鈍した後、特定速度で冷却を行い、次いで、鋼板表面を特定厚さで表面研削した後、酸洗して酸化膜を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７５５４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６９２０号公報
【特許文献３】特開平５−３１７９４９号公報
【特許文献４】特開平７−７０７２４号公報
【特許文献５】特開平７−２５２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、０．５質量％以上ものＳｉを含有する高張力鋼板に焼鈍を施すと、鋼板表面に非常に強固でかつ厚いＳｉ含有酸化物層が形成され、しかも、そのＳｉ含有酸化物層は鋼板表面の粗度形態に対応して不均一に分布したものとなる。このため連続焼鈍出側において表面研削を行う際は、強固でかつ厚いＳｉ含有酸化物層を除去するために重研削が必要となり、研削後の鋼板表面は非常に活性が高い新生面となるので、研削時に供給されるクーラントが付着することと相俟って、重研削後の鋼板表面は非常に錆びやすくなる。このような鋼板表面が錆びた状態で次工程の酸洗工程を通しても、表層の鉄酸化物によって酸洗効率が阻害され、均一に表層酸化物を除去することは困難である。
【０００６】
また、Ｓｉ添加に伴う固溶強化により変形抵抗が増大し、熱間圧延における圧延荷重が増加するので、鋼板の形状が乱れやすくなる。鋼板形状が乱れたまま熱間圧延ラインのランナウトテーブルを通過すると、鋼板上面に冷却水が滞留しやすくなるため、熱延巻取温度のバラツキが生じ、これが熱延板の強度バラツキにつながる。熱延板の強度バラツキが生じることによって、次工程である冷間圧延では圧延荷重が変動し、板厚偏差が発生する。一般に、冷間圧延では目標板厚となるようにロールのギャップ、速度を自動で調整する自動板厚制御（AGC：Automatic Gauge Control）が行われているが、熱延板の変形抵抗が高くかつ強度バラツキが大きい場合には、板厚偏差を完全に取り除くのが困難であるため、鋼板長手方向で板厚偏差が不連続に残存してしまう。一方で、Ｓｉが鋼中に多量添加されている場合、Ｓｉは連続焼鈍中に選択酸化されて表面濃化していくが、鋼板への熱伝達は鋼板厚みに依存するため、鋼板長手方向での板厚偏差のバラツキに応じて不均一に分布したＳｉ含有酸化物層が存在する。このため、特許文献１〜５に記載の従来の方法では、そのようなＳｉ含有酸化物を均一に除去することが困難である。
【０００７】
したがって本発明の目的は、焼鈍時に鋼板表面に鋼板長手方向で不均一に形成されたＳｉ含有酸化物層を効率よく除去し、化成処理性に優れた高張力鋼板を製造することができる製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような製造方法の実施に好適な製造設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決し、化成処理性に優れた高張力鋼板を効率的に製造することができる方法について検討を重ね、その結果、以下のような知見を得た。まず、重研削後に露出する鋼板新生面上にクーラントが付着していると錆の発生が進行し、酸洗効率の低下を招くが、表面研削後の経過時間と酸洗での酸化物層の除去効率との関係について検討した結果、表面研削後、酸洗処理開始までの時間を十分に短くすることにより、錆の発生を抑えることができ、酸洗効率に悪影響を与えないことを見出した。
【０００９】
また、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて不均一に形成される連続焼鈍後のＳｉ含有酸化物層を効率的に除去する方法について検討した結果、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定し、この板厚偏差に応じて、連続焼鈍後に行う表面研削処理の研削条件を調整することにより、Ｓｉ含有酸化物層を効率的に除去できることが判った。具体的な研削条件としては、研削体（回転研削体）の回転数、圧下量及び供給されるクーラント流量が挙げられ、これらの１つ以上を調整することで研削量を調整するものである。
本発明は、以上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。
【００１０】
［1］熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
［2］上記［1］の製造方法において、表面研削処理は、鋼板両面を研削する上下１対の研削体を１対又は２対以上用いて行うことを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
［3］上記［1］又は［2］の製造方法において、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４．０ｇ／ｍ２以上とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【００１１】
［4］熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、該熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、該冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、該連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、該表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備を備えた鋼板の製造設備であって、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定する手段を有し、前記表面研削装置は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整可能であることを特徴とする鋼板の製造設備。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焼鈍時に鋼板表面に鋼板長手方向で不均一に形成されたＳｉ含有酸化物層を効率よく除去することができ、全面に亘って良好な化成処理皮膜を形成させることができる化成処理性に優れた高張力鋼板を製造することができる。このため高張力鋼板において、強度と加工性だけでなく、塗装密着性及び塗装後耐食性の向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の鋼板の製造方法及び製造設備の一実施形態を模式的に示す説明図
【図２】本発明において、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて調整される研削体の回転数、圧下量及び研削体に供給されるクーラント流量の一例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明において製造の対象となる鋼板は、上記したように、Ｓｉ含有量が０．５質量％以上の高張力鋼板である。鋼板のＳｉ含有量が０．５質量％未満では、焼鈍時に鋼板表層に濃化するＳｉ量が僅かであり、特別な前処理を施さなくても十分な化成処理性が確保される。鋼板のＳｉ含有量の上限は特に規定しないが、Ｓｉ含有量が３質量％を超えると鋼板の加工性が劣化する傾向があるため、Ｓｉ含有量は３質量％以下が望ましい。他の成分については、Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、sol.Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ等が適量添加された鋼板であっても、本発明の効果が損なわれることはない。ここで、高張力鋼板とは、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍及び調質圧延などを経て得られる引張強度が３９０ＭＰａ以上の鋼板を指す。
【００１５】
本発明では、熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うが、前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整（制御）するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とする。また、好ましくは、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４．０ｇ／ｍ２以上とする。ここで、鋼板の板厚偏差とは、測定された板厚の目標板厚に対する差である。
【００１６】
図１は、本発明の製造方法及び製造設備の一実施形態を模式的に示す説明図であり、（i）は冷間圧延ライン、（ii）は連続焼鈍炉を含む連続処理ラインをそれぞれ示している。（i）の冷間圧延ラインにおいて、１は鋼板、２はタンデム圧延機、３は冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定するための鋼板厚み計、４はコイラーである。前記鋼板厚み計３は、板厚を測定するとともに、測定された厚みと設定（目標）板厚との偏差を演算する機能を有する。（ii）の連続処理ラインにおいて、５は連続焼鈍炉、６は表面研削装置、７は水切り装置、８は酸洗設備、９は調質圧延機、１０はコイラーである。また、表面研削装置６において、６０は回転して鋼板表面を研削する研削体（回転式研削体）、６１はクーラント供給ノズルである。
前記鋼板厚み計３（板厚測定器）としては、例えば、ガンマ線厚さ計やエックス線厚さ計を用いることができるが、これに限定されず、レーザー式や接触式の厚み測定器を用いてもよい。
【００１７】
なお、図１の実施形態では、タンデム圧延機２は４段式のスタンドであるが、これに限定されるものではなく、例えば、６段式の圧延スタンドなどであってもよい。また、タンデム圧延機２の各圧延スタンド数も任意である。また、図１の実施形態では、連続焼鈍炉５と表面研削装置６及び酸洗設備８が連続ラインを構成しているが、表面研削装置６及び酸洗設備８は、連続焼鈍炉５から独立した設備として設けてもよい。但し、本発明では表面研削処理〜酸洗処理間に一定の時間的制限を設けるため、表面研削装置６と酸洗設備８は同じ連続ラインに設ける必要がある。
【００１８】
図１に示す実施形態では、鋼板１は冷間圧延ラインのタンデム圧延機２で冷間圧延された後、コイラー４に巻き取られる。次いで、鋼板１は連続処理ラインの連続焼鈍炉５で連続焼鈍された後、表面研削装置６で表面研削処理され、水切り装置７を経て酸洗設備８で酸洗処理され、引き続き調質圧延機９で調質圧延された後、コイラー１０に巻き取られる。
連続焼鈍時に生成するＳｉ含有酸化物層を除去するため、本発明では、表面研削装置６で鋼板表面の機械的研削を行った後、酸洗設備８で酸洗（化学的研削）を行なうとともに、この機械的研削と酸洗を所定の条件で行う。機械的研削と酸洗（化学的研削）を組み合わせることにより、機械的研削では除去されない表層酸化物が残っても、その表層酸化物は機械的研削により剥離強度が低下するため酸洗で除去しやすくなるが、特に本発明法を適用することにより表層酸化物を効率よく除去でき、部分的に酸化物が残存しない全面にわたって均一な処理後鋼板面を得ることができる。
【００１９】
図１の実施形態では、連続焼鈍炉５で連続焼鈍された鋼板１に対して、表層酸化物除去の第一段階として、表面研削装置６において研削体６０による機械的研削（表面研削処理）を行う。この機械的研削では、研削体６０による研削部に対して、クーラント供給ノズル６１からクーラントが供給される。
研削体６０は、通板する鋼板各面に対向して配置され、本実施形態では回転軸が鋼板幅方向と平行な筒状の回転体（例えば、回転ブラシ）で構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、回転軸を鋼板幅方向に対して傾斜させた筒状の回転体（例えば、回転ブラシ）などで構成してもよい。また、研削体６０の研削手段には特別な制限はなく、例えば、研磨布紙、ワイヤブラシ、砥粒入ナイロンブラシ、弾性砥石ロール等を適用することができる。また、砥粒入ナイロンブラシなどを用いる場合には、ＪＩＳ−Ｒ６００１規格の砥粒番号は♯６０〜♯４００、好ましくは♯８０〜♯２４０であることが望ましい。
【００２０】
なお、図１の表面研削装置６は、上下１対の研削体６０（回転式研削体）を２対備えているが、これに限定されるものではなく、要求される製品の外観品質や性能を得ることができるのであれば研削体６０は１対のみ配置してもよいし、設備の設置スペースを確保できれば３対以上設けてもよい。
【００２１】
表面研削装置６による機械的研削では、タンデム圧延機２の出側に設けられた鋼板厚み計３にて計測された鋼板の板厚偏差に応じて、図示しないコントローラーからの指令によって、研削体６０の回転数、圧下量及び研削体に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整（制御）される。すなわち、鋼板厚み計３により鋼板の板厚偏差がコイル長手方向で逐次測定され、１つのコイルを研削するなかで、計測された鋼板各部の板厚偏差に応じて研削条件（研削体６０の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上）が調整される。
【００２２】
ここで、研削体６０の回転数の調整により、研削体と鋼板１との摩擦力が変化するため研削量が調整できる。また、研削体６０の圧下量の調整により、研削体と鋼板１との接触面積が変化することにより、研削量が調整できる。また、クーラント供給ノズル６１から供給されるクーラント流量を調整することで、研削体６０と鋼板１との接触面積が調整されるとともに、研削を促進させると考えられる脱落した砥粒や研削粉の滞留時間が変化し、これらにより研削量が調整できる。
【００２３】
研削体６０の回転数は、６００〜１５００ｒｐｍ程度が好ましい。また、研削体６０の圧下量は１〜４ｍｍ程度が好ましい。ここで、圧下量とは、研削体６０の外面（作業面）が鋼板表面と接触（無圧下状態で接触）した状態における研削体の位置を基準位置とし、この基準位置と研削時における研削体の位置との間の鋼板板厚方向での距離のことである。また、クーラント流量は、流量密度（単位面積・単位時間当たりのクーラント流量）で１０００〜５０００Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２程度が好ましい。したがって、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じた研削体６０の回転数、圧下量、クーラント流量の調整は、上記の好適範囲内で行われることが好ましい。
【００２４】
ここで、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じた研削条件を予め求めておき、この研削条件に従い、研削体６０の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整（制御）するようにしてもよい。この場合には、鋼板厚み計３で計測された鋼板の板厚偏差に対して所定の研削量を確保できる研削条件を、材料（材質や板厚、板幅の寸法）毎に整理した実験データや操業データなどから予め求めておく。図２（イ）〜（ハ）は、Ｓｉ量が０．５質量％以上の鋼板について、連続焼鈍炉の出側にて表面研削及び酸洗を行った操業データに基づき、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４.０〜３０.０ｇ／ｍ２とするために必要な研削条件を冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に対して整理したものである。コントローラーでは、例えば、図２（イ）〜（ハ）に示す冷間圧延後の鋼板の板厚偏差と研削条件との関係に基づき、鋼板の板厚偏差に応じた研削条件を算出し、研削体６０の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整（制御）する。なお、図２（イ）〜（ハ）では、鋼板の板厚偏差に対して一次比例した量だけ研削条件を変化させているが、これに限定されるものではなく、例えば、階段状や２次以上の曲線にて鋼板の板厚偏差と研削条件とを対応付けておいてもよい。
【００２５】
鋼板厚み計３による冷間圧延後の鋼板の板厚偏差の測定は鋼板長手方向の全長に亘ってなされるため、このような板厚偏差に応じて研削条件を調整することにより、冷間圧延工程における加速・減速時といった非定常部においても、適切な表面研削条件を付与することができ、このためコイル全長にわたって均一に表層酸化物を除去することができる。
なお、鋼板厚み計３で板厚偏差が測定された鋼板１の長手方向位置と、研削体６０で機械的研削する鋼板１の長手方向位置は、例えば、トラッキングロールなどによる位置情報検知により一致させるようにする。
【００２６】
鋼板１を表面研削装置６で表面研削処理（機械的研削）した後、水切り装置７において鋼板表面に付着したクーラントを除去する。この水切り装置７の水切り手段に特別な制限はなく、例えば、リンガーロール、乾燥ドライヤーなどを用いることができる。次いで、鋼板１を酸洗設備８に通すことにより酸洗処理（化学的研削）を行う。この酸洗処理では、機械的研削により表層酸化物が除去されて露出した母材と残存する表層酸化物との境界に酸が浸透し、残存する表層酸化物が剥離除去される。酸洗設備８に用いる酸洗液としては、濃度が５体積％以上の塩酸又は硫酸溶液、或いは硝塩酸溶液（例えば、５体積％以上の硝酸と０．５体積％以上の塩酸を混合させた溶液）などが好ましく、また酸洗処理は５秒間以上、より好ましくは８秒間以上行うことが望ましい。
本発明の製造方法では、鋼板１が表面研削処理を完了し、酸洗設備８に到達して酸洗処理が開始されるまでの時間を６０秒以内とする。この時間が６０秒を超えると、鋼板表面に発生した錆が成長し、酸洗処理での除去効率が低下するからである。
【００２７】
また、本発明の製造方法では、研削体６０による表面研削処理（機械的研削）と酸洗設備８における酸洗処理（化学的研削）による鋼板質量の減少量の合計が４．０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。鋼板質量の減少量の合計が４．０ｇ／ｍ２未満では、表層酸化物が鋼板全面に亘って均一に除去されず、化成処理した場合に化成結晶が欠損した表面状態となるおそれがある。鋼板質量の減少量の合計の上限は特に規定しないが、鋼板質量の減少量が３０．０ｇ／ｍ２を超えると材料歩留が悪化する上、作業能率も悪くなる傾向があるため、鋼板質量の減少量の合計は３０．０ｇ／ｍ２以下であることが望ましい。なお、鋼板質量の減少量は、例えば、実施例に記載のような方法で求めることができる。その場合、コイルのＴ部、Ｍ部、Ｂ部での計算値の平均を鋼板質量の減少量としてもよい。
【００２８】
また、本発明の鋼板の製造設備は、熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、この熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、この冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、この連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、この表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備とを備えるとともに、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定する手段を有し、前記表面研削装置は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整可能であるものであり、その一実施形態は図１に示すとおりであるが、図１の構成に限定されるものではない。
【実施例】
【００２９】
図１に示す製造設備において、Ｓｉ含有量が０．４〜１．５質量％の鋼を熱間圧延及び冷間圧延し、得られた鋼板（板厚１．２ｍｍ、板幅９５０ｍｍ）を連続焼鈍（ラインスピード１００ｍｐｍ）した後、表層酸化物の除去を目的とした表面研削処理（機械的研削）と酸洗処理を順次施し、次いで調質圧延を実施した。表面研削処理した直後の鋼板に対して、水切り装置（リンガーロール）で水切り処理（乾燥処理）を施した。冷間圧延後の鋼板の板厚偏差については、タンデム圧延機２出側に設置された精密検査ラインにて接触式鋼板厚み計を用いたオフライン測定により板厚偏差を測定した。
【００３０】
表面研削処理では、回転式研削体としてＪＩＳ−Ｒ６００１規格の砥粒番号♯８０の砥粒入ブラシを用い、回転方向はアップカット（鋼板搬送方向とは逆の回転）とした。酸洗処理は、６０℃、酸濃度１０体積％の硫酸浴を使用した。
ラインスピードに基づき、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を算出した。
本発明例（コイルNo.２〜No.６）では、冷間圧延工程で測定された鋼板の板厚偏差に応じて、コントローラーからの指令によって、回転式研削体の回転数、圧下量及びクーラント流量密度のいずれか１つを図２（イ）〜（ハ）に示される冷間圧延後の鋼板の板厚偏差と研削条件との関係に基づいて、以下のように調整（制御）した。
【００３１】
・コイルNo.２： 図２（イ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の圧下量との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±２０μｍに応じて、回転式研削体の圧下量を制御（例えば、板厚偏差０μｍでは圧下量２．９ｍｍ、板厚偏差＋２０μｍでは圧下量２．７ｍｍ）した。
・コイルNo.３： 図２（ハ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の回転数との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、回転式研削体の回転数を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍでは回転数９２０ｒｐｍ、板厚偏差＋２０μｍでは回転数１０４０ｒｐｍ）した。
【００３２】
・コイルNo.４： 図２（イ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の圧下量との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、回転式研削体の圧下量を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍでは圧下量２．５ｍｍ、板厚偏差＋２０μｍでは圧下量２．７ｍｍ）した。
・コイルNo.５： 図２（ロ）に示される冷間圧延後板厚偏差とクーラント流量密度との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、クーラント流量密度を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍではクーラント流量密度２８００Ｌ／min／ｍ２、板厚偏差＋２０μｍではクーラント流量密度２６００Ｌ／min／ｍ２）した。
・コイルNo.６： 図２（ハ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の回転数との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、回転式研削体の回転数を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍでは回転数９２０ｒｐｍ、板厚偏差＋２０μｍでは回転数１０４０ｒｐｍ）した。
【００３３】
製造された鋼板について、表面研削処理と酸洗処理による質量の減少量を、次のようにして求めた。各実施例に対応した同一鋼種でかつ熱間圧延〜連続焼鈍までは同一製造条件としたコイルを２つ準備し、一方のコイルを各実施例で用い、上記のように表面研削処理、酸洗処理及び調質圧延を行った。他方のコイルについては調質圧延のみを行い、無表面研削処理・無酸洗処理の鋼板を製造した。両方のコイルの長手方向のＴ部（先端部）、Ｍ部（中間部）、Ｂ部（尾端部）から一定面積（２００ｍｍ×２００ｍｍ角）の鋼板を切り出して質量を測定し、それらを切り出した面積で除して両者の差を算出することにより、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を求め、Ｔ部、Ｍ部、Ｂ部での計算値の平均を鋼板質量の減少量とした。
【００３４】
製造された鋼板に対して、表２に示す条件にて、脱脂、水洗、表面調整を順次施した後、温度４３℃、全酸度２２〜２４、遊離酸度０．８〜１．０に調整された市販の化成処理薬剤（日本パーカライジング社製の「PB-L3080」）中に浸漬し、次いで水洗した後、乾燥した。
この化成処理された鋼板について、コイル長手方向のＴ部、Ｍ部、Ｂ部からサンプルを採取し、各サンプルの表面を走査型電子顕微鏡にて倍率５００倍で５視野観察し、化成結晶の生成状況に応じて、化成処理性を以下のように評価した。
○：５視野全てにおいて、面積率９５％以上で均一な化成結晶が生成している。
△：１視野において、面積率５％超の化成結晶の隙間が認められる。
×：２視野以上において、面積率５％超の化成結晶の隙間が認められる。
各実施例の鋼板について、Ｓｉ含有量、冷間圧延後の板厚偏差、研削条件、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間、表面研削処理と酸洗処理による鋼板質量の減少量、化成処理性の評価結果を表１に示す。
表１において、参考例であるコイルNo.１は鋼板のＳｉ含有量が低いため、研削条件などに関わりなく良好な化成処理性が得られている。
【００３５】
比較例であるコイルNo.７は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて研削条件を調整していない例であり、鋼板質量の減少量は４．０ｇ／ｍ２以上であるが、鋼板の板厚偏差が定常的に安定であるＭ部に対し、Ｔ部とＢ部では、冷間圧延時の加減速に伴って圧延荷重が高くなるため、鋼板の板厚偏差が高い状態であった。このため、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に対応して形成された連続焼鈍後のＳｉ含有酸化物層が表面研削処理で完全に除去されず、一部に残存した酸化物が認められた。このため化成処理においても部分的に結晶が欠損し、化成処理不良となった。
比較例であるコイルNo.８も、冷間圧延後の鋼板板厚偏差に応じて研削条件を調整していない例であり、コイル長手方向の全体に亘って化成処理性が不良となった。
【００３６】
比較例であるコイルNo.９は、本発明例であるコイルNo.５と同様に冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じてクーラント流量密度を制御したが、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間が本発明条件を満足していないため、酸洗効率の低下から化成処理性が不良となった。
これに対して本発明例であるコイルNo.２〜No.６は、いずれもコイル長手方向の全体に亘って良好な化成処理性が得られており、塗装密着性に優れた高張力鋼板が得られることが判る。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【符号の説明】
【００３９】
１ 鋼板
２ タンデム圧延機
３ 鋼板厚み計
４ コイラー
５ 連続焼鈍炉
６ 表面研削装置
７ 水切り装置
８ 酸洗設備
９ 調質圧延機
１０ コイラー
６０ 研削体
６１ クーラント供給ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化成処理性に優れた高Ｓｉ含有の鋼板の製造方法及び製造設備に関するものである。本発明に係る鋼板の製造方法及び製造設備の適用対象とする鋼板は、例えば、日本鉄鋼連盟規格（ＪＦＳ
Ａ２００１−２００８年）に記載の自動車用冷間圧延鋼板及び鋼帯、日本工業規格（ＪＩＳ Ｇ３１３５−２００６年）に記載の自動車用加工性冷間圧延高張力鋼板及び鋼帯において、Ｓｉ含有量が０．５質量％以上の普通鋼高張力鋼板であり、ステンレス鋼板や電磁鋼板を含まないものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全という観点から自動車の燃費改善が求められている。また、衝突時における乗員保護の観点から自動車の安全性向上も要求されている。このため、自動車の車体には軽量化と高強度化が必要とされ、最近では、自動車部品の薄肉化と高強度化が積極的に行われている。
一方、自動車部品の多くは鋼板をプレス成形して製造されることから、鋼板には高いプレス成形性、特に高い強度と高い延性、すなわち優れた強度−延性バランスが強く求められる。高い延性を有する高強度冷延鋼板には、強化元素としてＳｉが多量に含有される場合が多く、焼鈍時にＳｉの酸化物が鋼板表面に形成される。
【０００３】
そのため、こうしたＳｉ含有量の多い高強度冷延鋼板は、次工程にて化成処理を行ったとしても、化成結晶を均一かつ微細に形成させることができず、部分的に欠損した表面状態となる。このような化成処理不良の鋼板表面では、電着塗装等の塗装を施したとしても、密着性の良好な塗膜が得られないばかりでなく、塗装後の耐食性が劣化することになる。
これまで、このような課題を解決すべく様々な技術が提案されており、例えば、特許文献１には、焼鈍炉出側に配置した液体噴射装置から、気体を加圧溶解した液体を吹付けることにより、鋼帯表面に生成した濃化物を除去する方法が開示されている。また、特許文献２〜５には、炉内雰囲気の酸素分圧を特定条件として焼鈍した後、特定速度で冷却を行い、次いで、鋼板表面を特定厚さで表面研削した後、酸洗して酸化膜を除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７５５４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６９２０号公報
【特許文献３】特開平５−３１７９４９号公報
【特許文献４】特開平７−７０７２４号公報
【特許文献５】特開平７−２５２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、０．５質量％以上ものＳｉを含有する高張力鋼板に焼鈍を施すと、鋼板表面に非常に強固でかつ厚いＳｉ含有酸化物層が形成され、しかも、そのＳｉ含有酸化物層は鋼板表面の粗度形態に対応して不均一に分布したものとなる。このため連続焼鈍出側において表面研削を行う際は、強固でかつ厚いＳｉ含有酸化物層を除去するために重研削が必要となり、研削後の鋼板表面は非常に活性が高い新生面となるので、研削時に供給されるクーラントが付着することと相俟って、重研削後の鋼板表面は非常に錆びやすくなる。このような鋼板表面が錆びた状態で次工程の酸洗工程を通しても、表層の鉄酸化物によって酸洗効率が阻害され、均一に表層酸化物を除去することは困難である。
【０００６】
また、Ｓｉ添加に伴う固溶強化により変形抵抗が増大し、熱間圧延における圧延荷重が増加するので、鋼板の形状が乱れやすくなる。鋼板形状が乱れたまま熱間圧延ラインのランナウトテーブルを通過すると、鋼板上面に冷却水が滞留しやすくなるため、熱延巻取温度のバラツキが生じ、これが熱延板の強度バラツキにつながる。熱延板の強度バラツキが生じることによって、次工程である冷間圧延では圧延荷重が変動し、板厚偏差が発生する。一般に、冷間圧延では目標板厚となるようにロールのギャップ、速度を自動で調整する自動板厚制御（AGC：Automatic Gauge Control）が行われているが、熱延板の変形抵抗が高くかつ強度バラツキが大きい場合には、板厚偏差を完全に取り除くのが困難であるため、鋼板長手方向で板厚偏差が不連続に残存してしまう。一方で、Ｓｉが鋼中に多量添加されている場合、Ｓｉは連続焼鈍中に選択酸化されて表面濃化していくが、鋼板への熱伝達は鋼板厚みに依存するため、鋼板長手方向での板厚偏差のバラツキに応じて不均一に分布したＳｉ含有酸化物層が存在する。このため、特許文献１〜５に記載の従来の方法では、そのようなＳｉ含有酸化物を均一に除去することが困難である。
【０００７】
したがって本発明の目的は、焼鈍時に鋼板表面に鋼板長手方向で不均一に形成されたＳｉ含有酸化物層を効率よく除去し、化成処理性に優れた高張力鋼板を製造することができる製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような製造方法の実施に好適な製造設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決し、化成処理性に優れた高張力鋼板を効率的に製造することができる方法について検討を重ね、その結果、以下のような知見を得た。まず、重研削後に露出する鋼板新生面上にクーラントが付着していると錆の発生が進行し、酸洗効率の低下を招くが、表面研削後の経過時間と酸洗での酸化物層の除去効率との関係について検討した結果、表面研削後、酸洗処理開始までの時間を十分に短くすることにより、錆の発生を抑えることができ、酸洗効率に悪影響を与えないことを見出した。
【０００９】
また、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて不均一に形成される連続焼鈍後のＳｉ含有酸化物層を効率的に除去する方法について検討した結果、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定し、この板厚偏差に応じて、連続焼鈍後に行う表面研削処理の研削条件を調整することにより、Ｓｉ含有酸化物層を効率的に除去できることが判った。具体的な研削条件としては、研削体（回転研削体）の回転数、圧下量及び供給されるクーラント流量が挙げられ、これらの１つ以上を調整することで研削量を調整するものである。
本発明は、以上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。
【００１０】
［1］熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
［2］上記［1］の製造方法において、表面研削処理は、鋼板両面を研削する上下１対の研削体を１対又は２対以上用いて行うことを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
［3］上記［1］又は［2］の製造方法において、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４．０ｇ／ｍ２以上とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【００１１】
［4］熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、該熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、該冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、該連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、該表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備を備えた鋼板の製造設備であって、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定する手段を有し、前記表面研削装置は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整可能であることを特徴とする鋼板の製造設備。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焼鈍時に鋼板表面に鋼板長手方向で不均一に形成されたＳｉ含有酸化物層を効率よく除去することができ、全面に亘って良好な化成処理皮膜を形成させることができる化成処理性に優れた高張力鋼板を製造することができる。このため高張力鋼板において、強度と加工性だけでなく、塗装密着性及び塗装後耐食性の向上も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の鋼板の製造方法及び製造設備の一実施形態を模式的に示す説明図
【図２】本発明において、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて調整される研削体の回転数、圧下量及び研削体に供給されるクーラント流量の一例を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明において製造の対象となる鋼板は、上記したように、Ｓｉ含有量が０．５質量％以上の高張力鋼板である。鋼板のＳｉ含有量が０．５質量％未満では、焼鈍時に鋼板表層に濃化するＳｉ量が僅かであり、特別な前処理を施さなくても十分な化成処理性が確保される。鋼板のＳｉ含有量の上限は特に規定しないが、Ｓｉ含有量が３質量％を超えると鋼板の加工性が劣化する傾向があるため、Ｓｉ含有量は３質量％以下が望ましい。他の成分については、Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、sol.Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ等が適量添加された鋼板であっても、本発明の効果が損なわれることはない。ここで、高張力鋼板とは、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍及び調質圧延などを経て得られる引張強度が３９０ＭＰａ以上の鋼板を指す。
【００１５】
本発明では、熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うが、前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整（制御）するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とする。また、好ましくは、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４．０ｇ／ｍ２以上とする。ここで、鋼板の板厚偏差とは、測定された板厚の目標板厚に対する差である。
【００１６】
図１は、本発明の製造方法及び製造設備の一実施形態を模式的に示す説明図であり、（i）は冷間圧延ライン、（ii）は連続焼鈍炉を含む連続処理ラインをそれぞれ示している。（i）の冷間圧延ラインにおいて、１は鋼板、２はタンデム圧延機、３は冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定するための鋼板厚み計、４はコイラーである。前記鋼板厚み計３は、板厚を測定するとともに、測定された厚みと設定（目標）板厚との偏差を演算する機能を有する。（ii）の連続処理ラインにおいて、５は連続焼鈍炉、６は表面研削装置、７は水切り装置、８は酸洗設備、９は調質圧延機、１０はコイラーである。また、表面研削装置６において、６０は回転して鋼板表面を研削する研削体（回転式研削体）、６１はクーラント供給ノズルである。
前記鋼板厚み計３（板厚測定器）としては、例えば、ガンマ線厚さ計やエックス線厚さ計を用いることができるが、これに限定されず、レーザー式や接触式の厚み測定器を用いてもよい。
【００１７】
なお、図１の実施形態では、タンデム圧延機２は４段式のスタンドであるが、これに限定されるものではなく、例えば、６段式の圧延スタンドなどであってもよい。また、タンデム圧延機２の各圧延スタンド数も任意である。また、図１の実施形態では、連続焼鈍炉５と表面研削装置６及び酸洗設備８が連続ラインを構成しているが、表面研削装置６及び酸洗設備８は、連続焼鈍炉５から独立した設備として設けてもよい。但し、本発明では表面研削処理〜酸洗処理間に一定の時間的制限を設けるため、表面研削装置６と酸洗設備８は同じ連続ラインに設ける必要がある。
【００１８】
図１に示す実施形態では、鋼板１は冷間圧延ラインのタンデム圧延機２で冷間圧延された後、コイラー４に巻き取られる。次いで、鋼板１は連続処理ラインの連続焼鈍炉５で連続焼鈍された後、表面研削装置６で表面研削処理され、水切り装置７を経て酸洗設備８で酸洗処理され、引き続き調質圧延機９で調質圧延された後、コイラー１０に巻き取られる。
連続焼鈍時に生成するＳｉ含有酸化物層を除去するため、本発明では、表面研削装置６で鋼板表面の機械的研削を行った後、酸洗設備８で酸洗（化学的研削）を行なうとともに、この機械的研削と酸洗を所定の条件で行う。機械的研削と酸洗（化学的研削）を組み合わせることにより、機械的研削では除去されない表層酸化物が残っても、その表層酸化物は機械的研削により剥離強度が低下するため酸洗で除去しやすくなるが、特に本発明法を適用することにより表層酸化物を効率よく除去でき、部分的に酸化物が残存しない全面にわたって均一な処理後鋼板面を得ることができる。
【００１９】
図１の実施形態では、連続焼鈍炉５で連続焼鈍された鋼板１に対して、表層酸化物除去の第一段階として、表面研削装置６において研削体６０による機械的研削（表面研削処理）を行う。この機械的研削では、研削体６０による研削部に対して、クーラント供給ノズル６１からクーラントが供給される。
研削体６０は、通板する鋼板各面に対向して配置され、本実施形態では回転軸が鋼板幅方向と平行な筒状の回転体（例えば、回転ブラシ）で構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、回転軸を鋼板幅方向に対して傾斜させた筒状の回転体（例えば、回転ブラシ）などで構成してもよい。また、研削体６０の研削手段には特別な制限はなく、例えば、研磨布紙、ワイヤブラシ、砥粒入ナイロンブラシ、弾性砥石ロール等を適用することができる。また、砥粒入ナイロンブラシなどを用いる場合には、ＪＩＳ−Ｒ６００１規格の砥粒番号は♯６０〜♯４００、好ましくは♯８０〜♯２４０であることが望ましい。
【００２０】
なお、図１の表面研削装置６は、上下１対の研削体６０（回転式研削体）を２対備えているが、これに限定されるものではなく、要求される製品の外観品質や性能を得ることができるのであれば研削体６０は１対のみ配置してもよいし、設備の設置スペースを確保できれば３対以上設けてもよい。
【００２１】
表面研削装置６による機械的研削では、タンデム圧延機２の出側に設けられた鋼板厚み計３にて計測された鋼板の板厚偏差に応じて、図示しないコントローラーからの指令によって、研削体６０の回転数、圧下量及び研削体に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整（制御）される。すなわち、鋼板厚み計３により鋼板の板厚偏差がコイル長手方向で逐次測定され、１つのコイルを研削するなかで、計測された鋼板各部の板厚偏差に応じて研削条件（研削体６０の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上）が調整される。
【００２２】
ここで、研削体６０の回転数の調整により、研削体と鋼板１との摩擦力が変化するため研削量が調整できる。また、研削体６０の圧下量の調整により、研削体と鋼板１との接触面積が変化することにより、研削量が調整できる。また、クーラント供給ノズル６１から供給されるクーラント流量を調整することで、研削体６０と鋼板１との接触面積が調整されるとともに、研削を促進させると考えられる脱落した砥粒や研削粉の滞留時間が変化し、これらにより研削量が調整できる。
【００２３】
研削体６０の回転数は、６００〜１５００ｒｐｍ程度が好ましい。また、研削体６０の圧下量は１〜４ｍｍ程度が好ましい。ここで、圧下量とは、研削体６０の外面（作業面）が鋼板表面と接触（無圧下状態で接触）した状態における研削体の位置を基準位置とし、この基準位置と研削時における研削体の位置との間の鋼板板厚方向での距離のことである。また、クーラント流量は、流量密度（単位面積・単位時間当たりのクーラント流量）で１０００〜５０００Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２程度が好ましい。したがって、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じた研削体６０の回転数、圧下量、クーラント流量の調整は、上記の好適範囲内で行われることが好ましい。
【００２４】
ここで、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じた研削条件を予め求めておき、この研削条件に従い、研削体６０の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整（制御）するようにしてもよい。この場合には、鋼板厚み計３で計測された鋼板の板厚偏差に対して所定の研削量を確保できる研削条件を、材料（材質や板厚、板幅の寸法）毎に整理した実験データや操業データなどから予め求めておく。図２（イ）〜（ハ）は、Ｓｉ量が０．５質量％以上の鋼板について、連続焼鈍炉の出側にて表面研削及び酸洗を行った操業データに基づき、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４.０〜３０.０ｇ／ｍ２とするために必要な研削条件を冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に対して整理したものである。コントローラーでは、例えば、図２（イ）〜（ハ）に示す冷間圧延後の鋼板の板厚偏差と研削条件との関係に基づき、鋼板の板厚偏差に応じた研削条件を算出し、研削体６０の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整（制御）する。なお、図２（イ）〜（ハ）では、鋼板の板厚偏差に対して一次比例した量だけ研削条件を変化させているが、これに限定されるものではなく、例えば、階段状や２次以上の曲線にて鋼板の板厚偏差と研削条件とを対応付けておいてもよい。
【００２５】
鋼板厚み計３による冷間圧延後の鋼板の板厚偏差の測定は鋼板長手方向の全長に亘ってなされるため、このような板厚偏差に応じて研削条件を調整することにより、冷間圧延工程における加速・減速時といった非定常部においても、適切な表面研削条件を付与することができ、このためコイル全長にわたって均一に表層酸化物を除去することができる。
なお、鋼板厚み計３で板厚偏差が測定された鋼板１の長手方向位置と、研削体６０で機械的研削する鋼板１の長手方向位置は、例えば、トラッキングロールなどによる位置情報検知により一致させるようにする。
【００２６】
鋼板１を表面研削装置６で表面研削処理（機械的研削）した後、水切り装置７において鋼板表面に付着したクーラントを除去する。この水切り装置７の水切り手段に特別な制限はなく、例えば、リンガーロール、乾燥ドライヤーなどを用いることができる。次いで、鋼板１を酸洗設備８に通すことにより酸洗処理（化学的研削）を行う。この酸洗処理では、機械的研削により表層酸化物が除去されて露出した母材と残存する表層酸化物との境界に酸が浸透し、残存する表層酸化物が剥離除去される。酸洗設備８に用いる酸洗液としては、濃度が５体積％以上の塩酸又は硫酸溶液、或いは硝塩酸溶液（例えば、５体積％以上の硝酸と０．５体積％以上の塩酸を混合させた溶液）などが好ましく、また酸洗処理は５秒間以上、より好ましくは８秒間以上行うことが望ましい。
本発明の製造方法では、鋼板１が表面研削処理を完了し、酸洗設備８に到達して酸洗処理が開始されるまでの時間を６０秒以内とする。この時間が６０秒を超えると、鋼板表面に発生した錆が成長し、酸洗処理での除去効率が低下するからである。
【００２７】
また、本発明の製造方法では、研削体６０による表面研削処理（機械的研削）と酸洗設備８における酸洗処理（化学的研削）による鋼板質量の減少量の合計が４．０ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。鋼板質量の減少量の合計が４．０ｇ／ｍ２未満では、表層酸化物が鋼板全面に亘って均一に除去されず、化成処理した場合に化成結晶が欠損した表面状態となるおそれがある。鋼板質量の減少量の合計の上限は特に規定しないが、鋼板質量の減少量が３０．０ｇ／ｍ２を超えると材料歩留が悪化する上、作業能率も悪くなる傾向があるため、鋼板質量の減少量の合計は３０．０ｇ／ｍ２以下であることが望ましい。なお、鋼板質量の減少量は、例えば、実施例に記載のような方法で求めることができる。その場合、コイルのＴ部、Ｍ部、Ｂ部での計算値の平均を鋼板質量の減少量としてもよい。
【００２８】
また、本発明の鋼板の製造設備は、熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、この熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、この冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、この連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、この表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備とを備えるとともに、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定する手段を有し、前記表面研削装置は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整可能であるものであり、その一実施形態は図１に示すとおりであるが、図１の構成に限定されるものではない。
【実施例】
【００２９】
図１に示す製造設備において、Ｓｉ含有量が０．４〜１．５質量％の鋼を熱間圧延及び冷間圧延し、得られた鋼板（板厚１．２ｍｍ、板幅９５０ｍｍ）を連続焼鈍（ラインスピード１００ｍｐｍ）した後、表層酸化物の除去を目的とした表面研削処理（機械的研削）と酸洗処理を順次施し、次いで調質圧延を実施した。表面研削処理した直後の鋼板に対して、水切り装置（リンガーロール）で水切り処理（乾燥処理）を施した。冷間圧延後の鋼板の板厚偏差については、タンデム圧延機２出側に設置された精密検査ラインにて接触式鋼板厚み計を用いたオフライン測定により板厚偏差を測定した。
【００３０】
表面研削処理では、回転式研削体としてＪＩＳ−Ｒ６００１規格の砥粒番号♯８０の砥粒入ブラシを用い、回転方向はアップカット（鋼板搬送方向とは逆の回転）とした。酸洗処理は、６０℃、酸濃度１０体積％の硫酸浴を使用した。
ラインスピードに基づき、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を算出した。
本発明例（コイルNo.２〜No.６）では、冷間圧延工程で測定された鋼板の板厚偏差に応じて、コントローラーからの指令によって、回転式研削体の回転数、圧下量及びクーラント流量密度のいずれか１つを図２（イ）〜（ハ）に示される冷間圧延後の鋼板の板厚偏差と研削条件との関係に基づいて、以下のように調整（制御）した。
【００３１】
・コイルNo.２： 図２（イ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の圧下量との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±２０μｍに応じて、回転式研削体の圧下量を制御（例えば、板厚偏差０μｍでは圧下量２．９ｍｍ、板厚偏差＋２０μｍでは圧下量２．７ｍｍ）した。
・コイルNo.３： 図２（ハ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の回転数との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、回転式研削体の回転数を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍでは回転数９２０ｒｐｍ、板厚偏差＋２０μｍでは回転数１０４０ｒｐｍ）した。
【００３２】
・コイルNo.４： 図２（イ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の圧下量との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、回転式研削体の圧下量を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍでは圧下量２．５ｍｍ、板厚偏差＋２０μｍでは圧下量２．７ｍｍ）した。
・コイルNo.５： 図２（ロ）に示される冷間圧延後板厚偏差とクーラント流量密度との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、クーラント流量密度を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍではクーラント流量密度２８００Ｌ／min／ｍ２、板厚偏差＋２０μｍではクーラント流量密度２６００Ｌ／min／ｍ２）した。
・コイルNo.６： 図２（ハ）に示される冷間圧延後板厚偏差と研削体の回転数との関係に基づき、回転式研削体を通過する鋼板部分の板厚偏差±４０μｍに応じて、回転式研削体の回転数を制御（例えば、板厚偏差＋４０μｍでは回転数９２０ｒｐｍ、板厚偏差＋２０μｍでは回転数１０４０ｒｐｍ）した。
【００３３】
製造された鋼板について、表面研削処理と酸洗処理による質量の減少量を、次のようにして求めた。各実施例に対応した同一鋼種でかつ熱間圧延〜連続焼鈍までは同一製造条件としたコイルを２つ準備し、一方のコイルを各実施例で用い、上記のように表面研削処理、酸洗処理及び調質圧延を行った。他方のコイルについては調質圧延のみを行い、無表面研削処理・無酸洗処理の鋼板を製造した。両方のコイルの長手方向のＴ部（先端部）、Ｍ部（中間部）、Ｂ部（尾端部）から一定面積（２００ｍｍ×２００ｍｍ角）の鋼板を切り出して質量を測定し、それらを切り出した面積で除して両者の差を算出することにより、表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を求め、Ｔ部、Ｍ部、Ｂ部での計算値の平均を鋼板質量の減少量とした。
【００３４】
製造された鋼板に対して、表２に示す条件にて、脱脂、水洗、表面調整を順次施した後、温度４３℃、全酸度２２〜２４、遊離酸度０．８〜１．０に調整された市販の化成処理薬剤（日本パーカライジング社製の「PB-L3080」）中に浸漬し、次いで水洗した後、乾燥した。
この化成処理された鋼板について、コイル長手方向のＴ部、Ｍ部、Ｂ部からサンプルを採取し、各サンプルの表面を走査型電子顕微鏡にて倍率５００倍で５視野観察し、化成結晶の生成状況に応じて、化成処理性を以下のように評価した。
○：５視野全てにおいて、面積率９５％以上で均一な化成結晶が生成している。
△：１視野において、面積率５％超の化成結晶の隙間が認められる。
×：２視野以上において、面積率５％超の化成結晶の隙間が認められる。
各実施例の鋼板について、Ｓｉ含有量、冷間圧延後の板厚偏差、研削条件、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間、表面研削処理と酸洗処理による鋼板質量の減少量、化成処理性の評価結果を表１に示す。
表１において、参考例であるコイルNo.１は鋼板のＳｉ含有量が低いため、研削条件などに関わりなく良好な化成処理性が得られている。
【００３５】
比較例であるコイルNo.７は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて研削条件を調整していない例であり、鋼板質量の減少量は４．０ｇ／ｍ２以上であるが、鋼板の板厚偏差が定常的に安定であるＭ部に対し、Ｔ部とＢ部では、冷間圧延時の加減速に伴って圧延荷重が高くなるため、鋼板の板厚偏差が高い状態であった。このため、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に対応して形成された連続焼鈍後のＳｉ含有酸化物層が表面研削処理で完全に除去されず、一部に残存した酸化物が認められた。このため化成処理においても部分的に結晶が欠損し、化成処理不良となった。
比較例であるコイルNo.８も、冷間圧延後の鋼板板厚偏差に応じて研削条件を調整していない例であり、コイル長手方向の全体に亘って化成処理性が不良となった。
【００３６】
比較例であるコイルNo.９は、本発明例であるコイルNo.５と同様に冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じてクーラント流量密度を制御したが、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間が本発明条件を満足していないため、酸洗効率の低下から化成処理性が不良となった。
これに対して本発明例であるコイルNo.２〜No.６は、いずれもコイル長手方向の全体に亘って良好な化成処理性が得られており、塗装密着性に優れた高張力鋼板が得られることが判る。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【符号の説明】
【００３９】
１ 鋼板
２ タンデム圧延機
３ 鋼板厚み計
４ コイラー
５ 連続焼鈍炉
６ 表面研削装置
７ 水切り装置
８ 酸洗設備
９ 調質圧延機
１０ コイラー
６０ 研削体
６１ クーラント供給ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、
前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【請求項２】
表面研削処理は、鋼板両面を研削する上下１対の研削体を１対又は２対以上用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【請求項３】
表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４．０ｇ／ｍ２以上とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【請求項４】
熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、該熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、該冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、該連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、該表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備を備えた鋼板の製造設備であって、
冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定する手段を有し、
前記表面研削装置は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整可能であることを特徴とする鋼板の製造設備。
【請求項１】
熱間圧延及び冷間圧延して得られたＳｉ含有量が０．５質量％以上の鋼板を連続焼鈍した後、表面研削処理と酸洗処理をこの順序で行うに際し、
前記表面研削処理時には、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上を調整するとともに、表面研削処理完了後から酸洗処理開始までの時間を６０秒以内とすることを特徴とする化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【請求項２】
表面研削処理は、鋼板両面を研削する上下１対の研削体を１対又は２対以上用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【請求項３】
表面研削処理及び酸洗処理による鋼板質量の減少量を４．０ｇ／ｍ２以上とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の化成処理性に優れた鋼板の製造方法。
【請求項４】
熱延鋼板製造用の熱間圧延設備と、該熱間圧延設備で得られた熱延鋼板を冷間圧延する冷間圧延設備と、該冷間圧延設備で得られた鋼板を焼鈍する連続焼鈍炉と、該連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板を表面研削処理する表面研削装置と、該表面研削装置で表面研削処理された鋼板を酸洗処理する酸洗設備を備えた鋼板の製造設備であって、
冷間圧延後の鋼板の板厚偏差を測定する手段を有し、
前記表面研削装置は、冷間圧延後の鋼板の板厚偏差に応じて、研削体の回転数、圧下量及び研削部に供給されるクーラント流量のうちの１つ以上が調整可能であることを特徴とする鋼板の製造設備。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−９５９３２（Ｐ２０１３−９５９３２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７０８８（Ｐ２０１１−２３７０８８）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【出願人】（０００１３７０９６）株式会社ホタニ (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【出願人】（０００１３７０９６）株式会社ホタニ (6)
【Ｆターム（参考）】
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