表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
【課題】ＣＧＬで製造される溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造において問題視される筋状の模様の発生を解消する。
【解決手段】ＣＧＬで搬送される鋼板２０の両面を、対向して配置される一対のブラシロール２１により前研削してから溶融亜鉛めっきを行って溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、鋼板２０の搬送方向についての、上ブラシロール２１ａの中心軸と下ブラシロール２１ｂの中心軸とのオフセット量ｔ（ｍｍ）、及び鋼板２０の板厚方向への下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐ（ｍｍ）が、下記（１）式及び（２）式の関係を満足するようにする。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
０．５≦Ｐ≦５ｍｍ ・・・・・（２）
【解決手段】ＣＧＬで搬送される鋼板２０の両面を、対向して配置される一対のブラシロール２１により前研削してから溶融亜鉛めっきを行って溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、鋼板２０の搬送方向についての、上ブラシロール２１ａの中心軸と下ブラシロール２１ｂの中心軸とのオフセット量ｔ（ｍｍ）、及び鋼板２０の板厚方向への下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐ（ｍｍ）が、下記（１）式及び（２）式の関係を満足するようにする。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
０．５≦Ｐ≦５ｍｍ ・・・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関し、具体的には、例えば連続溶融めっき鋼板製造ラインにおいて、筋状の模様等の表面欠陥がなく表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に発生し易い表面欠陥の一つに、筋状の模様がある。このうちある種の筋状の模様は、溶融亜鉛めっき後の合金化処理時に合金化反応が鋼板の面内で不均一に生じ、めっき層の表面に凹凸が形成されることにより、発生する。
【０００３】
この筋状の模様は、塗装を行っても消失せずに残存することがあり、例えば自動車の外板パネルのような美麗な塗装外観を要求される用途では、重大な問題となる。さらに、この自動車の外板パネルに用いられる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき母材には、加工性等を満足するために、極低炭素Ｔｉ添加鋼（Ｎｂ、Ｖ、Ｂ等がさらに添加されることもある）が広く用いられる。筋状の模様は、このような極低炭素Ｔｉ添加鋼を母材とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、より発生し易い。
【０００４】
また、鋼中にＳｉ、ＣｒやＭｎを比較的多量に含有する高張力鋼板をめっき母材とする溶融亜鉛めっき鋼板には、上述した筋状の模様とは別に、点状又は筋状の欠陥が発生し易い。これは、易酸化性元素であるＳｉ等が溶融亜鉛めっき前の高張力鋼板の表面に濃化してめっきの濡れ性を低下させるためである。
【０００５】
一方、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、めっき母材である鋼板の表面を研削（以下、単に「前研削」という）してからめっきを行う技術が知られている。この前研削の主な目的は、例えば特許文献１〜３に開示されるように、鋼板とめっきとの濡れ性を阻害したり、その後の合金化反応を阻害あるいは逆に著しく加速するような、鋼板の表面の濃化元素や酸化物等をめっき前に除去することにより、めっきの欠陥やムラの発生を抑制することである。
【０００６】
また、前研削の他の目的は、例えば特許文献４に開示されるように、鋼板の表面を研削することによって表層部に歪を付与することによりその後の焼鈍によって得られる表層部の結晶を、歪を付与しない場合よりも微細化し、これにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際の合金化処理反応を促進することである。
【０００７】
図１は、連続溶融めっき鋼板製造ライン（以下、「ＣＧＬ」という）の一例を模式的に示す説明図である。同図に示すように、ペイオフリール２ａ，２ｂから巻き戻され、溶接機３により接合された鋼板１は、前洗浄機４により前洗浄され、入側ルーパー５を介して連続焼鈍炉６に送られて連続焼鈍される。連続焼鈍された鋼板１は、引き続いて溶融亜鉛槽７に送られて亜鉛めっきを行われ、付着量調整装置８により付着量を調整されてから、ＧＡ炉９に送られて合金化処理が行われ、冷却帯１０により冷却される。その後、スキンパスミル１１により軽圧下され、テンションレベラー１２及び出側ルーパー１３を経て、フライングシャー１４により所定の長さに切断され、静電塗油機１５により塗油された後、巻取機１６によりコイルに巻き取られる。このようにして、ＣＧＬにより合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。
【０００８】
上述した前研削を行うための設備は、この図１では図示していないが、通常は、前洗浄機４の直前又は直後に配置される。前研削を行うための設備は、通常は、対向して配置される一対のブラシロールを複数組配置した研削装置である。
【特許文献１】特開２００３−１１０５３号公報
【特許文献２】特開平６−４１７０８号公報
【特許文献３】特開平６−１３６５００号公報
【特許文献４】特許第３５２０７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、一対のブラシロールを用いた研削装置により鋼板１の表面及び裏面を実際に前研削しても、上述した筋状の模様の発生を十分に抑制することができないことが多い。
溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を確実に除去するためにブラシロールを鋼板に強く押し当てると、研削量が増加するので逆にその分製造コストが上昇するとともに、ブラシロールによる研削疵が増加することに起因して溶融亜鉛めっき鋼板の表面に線状のムラを生じることがあった。
【００１０】
このように、一対のブラシロールを用いた研削装置により鋼板の前研削を行っても、例えば、めっき母材として極低炭素Ｔｉ添加鋼を用いる合金化溶融亜鉛めっき鋼板において発生する筋状の模様や、めっき母材として高張力鋼板を用いる溶融亜鉛めっき鋼板において発生する点状又は筋状の欠陥等といった、溶融亜鉛めっき鋼板のめっきの表面欠陥の発生を確実に防ぐことはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するための鋭意検討を重ね、例えばＣＧＬにおいてブラシロールで前研削を行っても筋状の模様を無くすことができない理由は、一対のブラシロールを鋼板の表面及び裏面に押し付けて研削する際、鋼板をその全幅にわたって均等に研削することが難しいためであると考えた。このため、本発明者らは、鋼板をブラシロールでその全幅にわたって略均等に研削するための条件を鋭意検討した結果、一対のブラシロールの配置位置を、鋼板の搬送方向及び板厚方向にずらすことが有効であるとの重要な知見を得て、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、搬送される鋼板の両面を、対向して配置される一対のブラシロールにより研削してから溶融亜鉛めっきを行って溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、鋼板の搬送方向についての、一方のブラシロールの中心軸と他方のブラシロールの中心軸とのオフセット量ｔ（ｍｍ）、及び鋼板の板厚方向への前記ブラシロールの押し込み量Ｐ（ｍｍ）が、下記（１）式及び（２）式の関係を満足することを特徴とする、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
０．５≦Ｐ≦５ｍｍ ・・・・・（２）
【００１３】
この本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、鋼板が極低炭素Ｔｉ添加鋼からなり、この鋼板のＴｉ含有量（ｗｔ％）、及び押し込み量Ｐ（ｍｍ）が下記（３）式の関係を満足することが望ましい。
２５Ｗ−０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（３）
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、例えばＣＧＬで製造される溶融亜鉛めっき鋼板、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板における筋状の模様をはじめとする表面欠陥を解消でき、これにより、表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を確実に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら、説明する。
（ｉ）母材鋼板の成分
本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、どのような組成の母材鋼板に対しても適用することができ、特定の組成の鋼板には限定されない。特に、（ａ）極低炭素Ｔｉ添加鋼板を母材とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合や、（ｂ）Ｓｉ，ＣｒやＭｎを比較的多量に含有する高張力鋼板を母材とする溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合のように、筋状の模様をはじめとするめっきの表面欠陥が発生し易い鋼板を母材として溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合に適用することが望ましい。
【００１６】
以下、上記（ａ）項及び（ｂ）項で示す鋼板でめっきの表面欠陥が発生し易い理由を説明する。
（ａ）母材が極低炭素Ｔｉ添加鋼板の場合
筋状の模様が発生している部分の直下に位置する母材鋼板を観察した結果、模様として見える部位の直下の鋼板表層とそのすぐ隣の部位の直下の鋼板表層とでは、鋼板表層におけるフェライト結晶粒の大きさが異なる不均一な組織となっていることが判明した。筋状の模様として見える部位の直下の鋼板表層の結晶粒が、大きい場合もあれば、逆に小さい場合もある。これは、鋼板表層に占める面積の割合によるものと考えられる。
【００１７】
鋼板表層における不均一な組織は、熱間圧延工程における鋼板の内部におけるＴｉ酸化物の濃度のムラに起因すると考えられる。鋼板のＴｉ含有量が多いほど、合金化溶融亜鉛めっき後の筋状の模様の程度も悪化するばかりでなく、Ｔｉ酸化物の濃度のムラも顕著であることが判明している。このＴｉ酸化物の濃度のムラが原因となって、フェライト結晶粒が粗大な箇所と微細な箇所とが混在した不均一な組織を形成する。
【００１８】
この不均一な組織は、冷間圧延後にも最表層に存在し、その後の再結晶に影響を与える。すなわち、不均一組織が存在する鋼板をＣＧＬで焼鈍し再結晶させると、再結晶組織にも粗大粒と微細粒が混在し、また部分的に集合組織が異なる不均一な組織となる。
【００１９】
このような状態の鋼板に溶融亜鉛めっきを行い、さらに合金化処理を行うと、合金化反応の際に粒界から起こり易いアウトバースト反応が不均一に発生し易い。また、鋼板の集合組織によっても合金化の反応速度が異なる。その結果、めっき層が凹凸状に発達し易くなり、この部分が筋状の模様として現出すると考えられる。
【００２０】
極低炭素―Ｔｉ添加鋼の成分の例としては、Ｃ：０．０１％以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．１％を含み、必要に応じＮｂ：０．００５〜０．０４％、を１種以上含むものがあげられる。
【００２１】
（ｂ）母材が高張力鋼板の場合
鋼板の表面に濃化したＳｉ、ＣｒやＭｎを前研削により除去しようとする際に、研削が不十分又は不均一な場合に発生すると考えられる。これら濃化成分を除去し切れない部分は、ＣＧＬでの焼鈍時に表面酸化物が厚く形成されてめっき濡れ性を阻害したり、合金化反応時の反応速度に影響を及ぼす。
【００２２】
このような鋼の成分の例としては、Ｃ：０．０１〜０．０５％、Ｃｒ：０．０１〜１％、Ｍｎ：１．０〜２．０％を含有し、且つＰ：０．０４％以下（０は含まない）、Ｂ：０．０００２〜０．０１％以下、Ｍｏ：０．４％以下を１種又は２種以上、さらにＳｉ：０．２％以下、ｓｏｌ−Ａｌ：０．０１〜０．１０、Ｓ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不純物である。
【００２３】
（ｉｉ）前研削工程
（ブラシロール）
本実施の形態では、図１に示すＣＧＬにおける前洗浄機４の直前に、前研削を行うための装置として、対向して配置される一対のブラシロールを設けて、鋼板の表面及び裏面の前研削を行う。
【００２４】
ブラシロールは、鋼板の表面を幅方向へ均一に研削できるものであればよい。例えば、直径が１μｍ以上３０μｍ以下のＳｉＣを主成分とする砥粒を混入させた、直径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ未満のブラシ糸の数１０本の集合体として、太さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下のブラシ素子に織り込み、それらを３〜７本の束としてロール周方向へ配置されたブラシロールを例示することができる。
【００２５】
（研削条件）
本実施の形態では、対向して配置される一対のブラシロールにより鋼板の表面及び裏面をそれぞれ前研削する。
【００２６】
図２は、前研削工程における鋼板２０、一対のブラシロール２１〜２４およびその他の付帯設備の一例を模式的に示す説明図である。
図２に示す本実施の形態では、一対のブラシロール２１〜２４を４組配置するが、４組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１〜３組配置してもよいし、設備の設置スペースを確保できれば５組以上設置するようにしてもよい。
【００２７】
本実施の形態における各ブラシロール対２１〜２４は全て同じに構成されるので、以降の説明は、一対のブラシロール２１を例にとって、行う。
一対のブラシロール２１は、上ブラシロール２１ａと下ブラシロール２１ｂとを有する。上ブラシロール２１ａは鋼板２０の表面（上面）を研削し、下ブラシロール２１ｂは鋼板２０の裏面（下面）を研削する。上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂの入側には水噴射装置２５ａ、２５ｂが設けられており、上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂによる研削の際に鋼板２０の表面、裏面にそれぞれ水スプレーを噴射する。
【００２８】
図３は、一対のブラシロール２１の配置状況を誇張して示す説明図である。同図に示すように、本実施の形態では、鋼板２０の表面（上面）を研削する上ブラシロール２１ａの中心軸ｍと、鋼板２０の裏面（下面）を研削する下ブラシロール２１ｂの中心軸ｎとを、鋼板２０の搬送方向（図３における白矢印方向）について距離ｔずらして配置する、すなわちオフセット量ｔを設けることにより、めっきの表面欠陥の発生を防止する。
【００２９】
具体的には、一対のブラシロール２１のオフセット量ｔ（ｍｍ）と下ブラシロール２１ｂの鋼板２０への押し込み量Ｐ（ｍｍ）とが、下記（１）式に示す関係を満足するように、上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂを、鋼板２０の搬送方向にずらして配置する。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
【００３０】
ここで、押し込み量Ｐとは、下ブラシロール２１ｂに関して、ロールのブラシ先端が鋼板表面と接触する位置を基準位置とし、この基準位置と実際の設置位置との間の、鋼板２０の板厚方向（図３における上方向）への距離を意味する。
【００３１】
なお、図３では、オフセット量ｔ及び押し込み量Ｐの関係を理解し易くするために
下ブラシロール２１ｂを押し込み量Ｐ押し込むことに伴って鋼板２０が変形するように示されているが、実際には、下ブラシロール２１ｂを押し込み量Ｐだけ押し込むと、上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂそれぞれの外周面に設けられたナイロンブラシが鋼板２０に当たって撓むので、鋼板２０は殆ど変形しない。
【００３２】
（１）式を満足するようにオフセット量ｔを設けることにより、上ブラシロール２１ａに設けられたナイロンブラシが撓んだ状態で鋼板２０の表面に接触するとともに下ブラシロール２１ｂに設けられたナイロンブラシが撓んだ状態で鋼板２０の裏面に接触し、これにより、上ブラシロール２１ａによる鋼板２０の表面の研削面積、及び下ブラシロール２１ｂによる鋼板２０の裏面の研削面積が、いずれも増加する。
【００３３】
このため、下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐを大きく設定しなくとも、鋼板２０の表面及び裏面を均一かつ充分に研削することができるようになり、筋状の模様等の表面欠陥の発生を確実に抑制することができるようになる。
【００３４】
さらに、下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐを大きく設定しないので上ブラシロール２１ａ、下ブラシロール２１ｂを鋼板２０に過剰に接近させないことから、上ブラシロール２１ａ、下ブラシロール２１ｂに設けられたナイロンブラシの交換周期が短くなることを、防ぐこともできる。
【００３５】
ただし、オフセット量ｔを３．０ｍｍ超と大きくし過ぎると、研削時に反対面からの反力が小さくなるため十分な研削を行うためには下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐを大きくする必要があり、これにより研削疵に起因するめっきの表面欠陥が発生するおそれがある。反対に、研削疵が出ない程度の押し込み量Ｐとすれば必要なオフセット量ｔは小さくなる。このような観点から、押し込み量Ｐ（ｍｍ）の範囲は下記（２）式に示す範囲である。
０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（２）
【００３６】
さらに、鋼板２０が前述した極低炭素Ｔｉ添加鋼からなる場合には、鋼中のＴｉ含有量に応じて研削条件を決定することが望ましい。この場合には、鋼板２０の表層部の濃化元素等の除去にとどまらず、十分な歪（目安として約１００Ｍｐａ以上）を均一に付与することにより、再結晶後の鋼板２０の表層部の結晶組織を均一化できるからである。また、上述したように、めっきの表面欠陥は鋼中のＴｉ含有量が多いほど生じ易い。このため、押し込み量Ｐ（ｍｍ）は、鋼中のＴｉ含有量Ｗ（ｗｔ％）に応じて、下記（３）式を満足するように設定することが望ましい。
２５Ｗ−０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（３）
【００３７】
図２に示すように、各ブラシロール対２１〜２４により鋼板２０の表面を前研削した後、前洗浄機４の洗浄用水噴射装置２６から洗浄水を吹き付けながら洗浄ブラシ（ロール）２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂで鋼板２０の表面の研削屑を除去し、リンガーロール２９により洗浄水を絞る。なお、前洗浄機４の下部には、除去された研削屑を回収するための収容部材３０を設けておくことが望ましい。
【００３８】
本実施の形態では、前洗浄機４の直前に前研削を行うためのブラシロールを配置するので、既存の前洗浄機４により前研削による研削屑を迅速に除去することができる。なお、製品に要求される外観品質や研削屑の回収の点で問題なければ、洗浄用水噴射装置２６からの洗浄水の吹き付けを省略してもよい。
【００３９】
このようにして、本実施の形態によれば、ＣＧＬにおいて前研削及び前洗浄を行うことにより鋼板２０の幅方向に均一にかつ十分に前研削を行うことができるので鋼板の表面の歪みや元素の濃化状態等を均一化できる。そして、引き続いて、連続焼鈍炉６による連続焼鈍と、溶融亜鉛槽７による溶融亜鉛めっきとを行い、必要に応じてＧＡ炉９による合金化処理を行い、冷却することにより、溶融亜鉛めっき鋼板における表面欠陥、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板における筋状の模様の発生を確実に解消でき、これにより、表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【００４０】
ここで、このような表面状態の指標として、鋼板の幅方向の明度差ΔＬ＊値がある。この明度差Δ＊Ｌ値は、以下のようにして測定することができる。
測定対象である溶融亜鉛めっき鋼板の表面外観を、スキャナーを用いて画像ファイルとして取り込み、パソコン（画素数２５６ビット）により色の３原色ＲＧＢに数値化する。さらに、下記変換式を用いてＬ＊値を求め、溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の中でその最大値と最小値の差ΔＬ＊値を求める。
【００４１】
ＲＧＢ→ＸＹＺ
Ｘ＝０．４１２４５３×Ｒ＋０．３５７５８×Ｇ＋０．１８０４２３×Ｂ
Ｙ＝０．２１２６７１×Ｒ＋０．７１５１６×Ｇ＋０．０７２１６９×Ｂ
Ｚ＝０．０１９３３４×Ｒ＋０．１１９１９３×Ｇ＋０．９５０２２７×Ｂ
ＸＹＺ→Ｌ＊ａ＊ｂ＊
ＹＹ＝１００（完全拡散反射）とする
ｙｙ＝Ｙ／１００
ｙｙ＞０．００８８５６の時 ｆｙ＝３√ｙｙ
ｙｙ≦０．００８８５６の時 ｆｙ＝（９０３．３×ｙｙ＋１６）／１１６
Ｌ＊＝１１６×ｆｙ−１６
【００４２】
このようにして求められる明度差ΔＬ＊値が２以下であれば、筋状の模様の発生が抑制される。すなわち、本実施の形態により明度差ΔＬ＊値が２以下である溶融亜鉛めっき鋼板を確実に製造することができる。
【実施例１】
【００４３】
本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
図１に示す上述した本実施の形態のＣＧＬにおいて、熱間圧延、酸洗及び冷間圧延を経た、表１の鋼種１〜３に示す鋼組成を有する極低炭素Ｔｉ添加鋼からなる鋼板２０の表面及び裏面に対し、図２、３に示す一対のブラシロール２１〜２４により前研削を行った。このとき、前研削を行わないでめっきした場合に筋状の模様が発生し易い面を上ブラシロール２１ａ〜２４ａで研削するようにした。
【００４４】
【表１】
【００４５】
ブラシロール２１ａ〜２４ａ、２１ｂ〜２４ｂとして、外径が１．４ｍｍ以上の砥粒を織り込んだナイロンブラシ素子を３本束ねてそれをロール周方向に配置したものを用いた。
【００４６】
また、一対のブラシロール２１〜２４それぞれに対し、上下のロール間でオフセット量ｔ、押し込み量Ｐを調整できる機構を設けた。なお、ブラシロール径（ブラシ先端までの径）は４２０ｍｍであり、押込み量Ｐは０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定した。
【００４７】
前研削による研削量は、前研削の前後における鋼板２０の重量差により、求めた。本実施例における鋼板２０のＴｉ含有量、押し込み量、オフセット量及び研削量を表２に示す。
【００４８】
このようにして前研削を行った後、図１に示す前洗浄機４により鋼板２０に前洗浄を行い、入側ルーパー５を介して連続焼鈍炉６に送り、連続焼鈍を行った。この後、鋼板２０を溶融亜鉛槽７に送り亜鉛めっきを行い、付着量調整装置８により付着量を調整してから、ＧＡ炉９に送って合金化処理して冷却する工程を経ることにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００４９】
亜鉛めっき時のラインスピードは９０ｍ／ｍｉｎであり、焼鈍温度は８４０℃であり、合金化溶融亜鉛めっき処理は、めっき浴温４５８℃、めっき浴中Ａｌ濃度０．１２ｗｔ％、合金化温度５０５℃で、行なった。
【００５０】
めっき外観（筋状の模様）の評価は、前研削時に上ブラシロール２１ａ〜２４ａにより研削した表面について行った。また、筋状の模様の評価は、目視による３段階評価（〇：目視で見えない、△：目視でわずかに見える、×：目視ではっきり見える）と併せ、鋼板２０の幅方向の明度差ΔＬ＊値を上述した方法により測定した。結果を表２にまとめて示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２において、Ｎｏ１〜４は、Ｔｉ含有量が０．０５４ｗｔ％の鋼種に関してブラシロール２１ｂ〜２４ｂの押し込み量Ｐ及びオフセット量ｔを適切に制御して前研削を行った本発明例であり、Ｎｏ５〜８は、Ｔｉ含有量が０．０３７ｗｔ％の鋼種に関してブラシロール２１ｂ〜２４ｂの押し込み量Ｐ及びオフセット量ｔを適切に制御して前研削を行った本発明例であり、さらに、Ｎｏ９〜１２は、Ｔｉ含有量０．０７２ｗｔ％の鋼種に関してブラシロール２１ｂ〜２４ｂの押し込み量Ｐ及びオフセット量ｔを適切に制御して前研削を行った本発明例である。
【００５３】
Ｎｏ．１〜１２は本発明で規定する条件を全て満足して前研削を行ったので、筋状の模様の程度は改善され、良好な結果となった。
これに対し、表２におけるＮｏ９、１０は、Ｔｉ含有量が０．０５４ｗｔ％の鋼種に関してオフセットを設けなかった比較例であり、いずれも、局部的に筋状の模様が残存し、不芳な結果となった。
【００５４】
表２におけるＮｏ．１１は、オフセット量ｔを設けたものの押し込み量Ｐが適切でなかったので研削量が足りず、筋状の模様は十分に改善されなかった。
表２におけるＮｏ１２〜１６は、Ｔｉ含有量に対して研削量が少ないことと、適切なオフセット量ｔを設けていないことにより、筋状の模様が残存し不芳な結果であった。
【００５５】
表２におけるＮｏ．１７は、押込み量を５．０ｍｍ、研削量を１１．３ｇ／ｍ２にするので、筋状の模様の発生を欠陥を抑制することはできるものの、ブラシロールによる疵が残存し、自動車外板パネル用として用いることはできないものであった。
【００５６】
さらに、表２におけるＮｏ．１８は、前研削を行わないので、筋状の模様の程度は改善されず、不芳な結果となった。
【実施例２】
【００５７】
表３に、本実施例で用いた鋼板の組成を示す。表３に示す組成Ａ〜Ｄを有する鋼板から、厚さ：０．８０ｍｍ、幅：８０ｍｍ、長さ：２００ｍｍの寸法を有する鋼板を切り出した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
採取した鋼板の表面研削を、径１．４ｍｍ以上の砥粒入りブラシ素子を３本束ねたブラシロールを上下一対に有する前研削設備を４段直列に配置した設備により、行った。前研削の際の押し込み量Ｐは０ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍまたは５ｍｍとし、オフセット量ｔは０ｍｍ以上３．２ｍｍ以下の値に設定した。
【００６０】
前研削を終了した鋼板を７５℃のＮａＯＨ水溶液で脱脂洗浄し、連続式溶融めっきシミュレータを用いて１０体積％Ｈ２−Ｎ２の還元性雰囲気中で７６０℃に加熱し、６０秒間保持して焼鈍を行い、その後，６℃／秒の冷却速度で５２０℃まで冷却し、５２０℃で４０秒間保持し，溶融亜鉛浴温度近傍まで冷却してから溶融亜鉛浴に浸漬し、めっき付着量を６０ｇ／ｍ２に調節した。また、溶融亜鉛めっき浴のＡｌ濃度は０．１５ｗｔ％とした。
【００６１】
溶融亜鉛めっきはそのまま使用し、一方合金化溶融亜鉛めっき鋼板は５００℃のソルトバスを用いてＦｅ濃度１１％に調節することにより、種々の溶融亜鉛めっき鋼板を得た。
これとは別に、機械特性を調査するための試料を準備し、上記の条件で加熱を施し、ＪＩＳ５号引っ張り試験によりＹＰ、ＴＳ及びＥＬを測定した。また、２％の歪付与後に１７０℃に２０分間加熱してＢＨ量を測定した。結果を表４にまとめて示す。
【００６２】
【表４】
【００６３】
〔めっき表面外観〕
得られた試料の表面の外観ムラの状況を観測し、評価した。外観ムラは、発生状況に応じ、以下の基準で判定した。
○：外観ムラ無し
×：外観ムラ有り
【００６４】
〔表層粒径観察〕
表層粒径観察はめっき溶解後のサンプルを断面光学顕微鏡観察（１００倍視野で連続観察）することにより行った。結晶粒径は単位長さ当たりの粒径で整理した。
結果を表５にまとめて示す。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５におけるＮｏ．２、５、７〜１０、１３〜１７は、本発明で規定する条件を全て満足する本発明例である。本発明により、外観ムラがない溶融亜鉛めっき鋼板を得られることがわかる。
【００６７】
一方、表５におけるＮｏ．１はオフセット量を設けていない比較例であり、Ｎｏ．３、４、６及び１１は、本発明で規定する（１）式を満足しない比較例であり、さらにＮｏ．１２はオフセット量ｔが本発明で規定する範囲の上限を超える比較例である。いずれも、溶融亜鉛めっき鋼板に外観ムラが発生し、不芳な結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ＣＧＬの一例を模式的に示す説明図である。
【図２】前研削工程における鋼板、一対のブラシロールおよびその他の付帯設備の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】一対のブラシロールの配置状況を誇張して示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 鋼板
２ａ，２ｂ ペイオフリール
３ 溶接機
４ 前洗浄機
５ 入側ルーパー
６ 連続焼鈍炉
７ 溶融亜鉛槽
８ 付着量調整装置
９ ＧＡ炉
１０ 冷却帯
１１ スキンパスミル
１２ テンションレベラー
１３ 出側ルーパー
１４ フライングシャー
１５ 静電塗油機
１６ 巻取機
２０ 鋼板
２１〜２４ 一対のブラシロール
２１ａ〜２４ａ 上ブラシロール
２１ｂ〜２４ｂ 下ブラシロール
２５ａ、２５ｂ 水噴射装置
２６ 洗浄用水噴射装置
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ 洗浄ブラシ（ロール）
２９ リンガーロール
３０ 収容部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関し、具体的には、例えば連続溶融めっき鋼板製造ラインにおいて、筋状の模様等の表面欠陥がなく表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に発生し易い表面欠陥の一つに、筋状の模様がある。このうちある種の筋状の模様は、溶融亜鉛めっき後の合金化処理時に合金化反応が鋼板の面内で不均一に生じ、めっき層の表面に凹凸が形成されることにより、発生する。
【０００３】
この筋状の模様は、塗装を行っても消失せずに残存することがあり、例えば自動車の外板パネルのような美麗な塗装外観を要求される用途では、重大な問題となる。さらに、この自動車の外板パネルに用いられる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき母材には、加工性等を満足するために、極低炭素Ｔｉ添加鋼（Ｎｂ、Ｖ、Ｂ等がさらに添加されることもある）が広く用いられる。筋状の模様は、このような極低炭素Ｔｉ添加鋼を母材とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、より発生し易い。
【０００４】
また、鋼中にＳｉ、ＣｒやＭｎを比較的多量に含有する高張力鋼板をめっき母材とする溶融亜鉛めっき鋼板には、上述した筋状の模様とは別に、点状又は筋状の欠陥が発生し易い。これは、易酸化性元素であるＳｉ等が溶融亜鉛めっき前の高張力鋼板の表面に濃化してめっきの濡れ性を低下させるためである。
【０００５】
一方、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、めっき母材である鋼板の表面を研削（以下、単に「前研削」という）してからめっきを行う技術が知られている。この前研削の主な目的は、例えば特許文献１〜３に開示されるように、鋼板とめっきとの濡れ性を阻害したり、その後の合金化反応を阻害あるいは逆に著しく加速するような、鋼板の表面の濃化元素や酸化物等をめっき前に除去することにより、めっきの欠陥やムラの発生を抑制することである。
【０００６】
また、前研削の他の目的は、例えば特許文献４に開示されるように、鋼板の表面を研削することによって表層部に歪を付与することによりその後の焼鈍によって得られる表層部の結晶を、歪を付与しない場合よりも微細化し、これにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際の合金化処理反応を促進することである。
【０００７】
図１は、連続溶融めっき鋼板製造ライン（以下、「ＣＧＬ」という）の一例を模式的に示す説明図である。同図に示すように、ペイオフリール２ａ，２ｂから巻き戻され、溶接機３により接合された鋼板１は、前洗浄機４により前洗浄され、入側ルーパー５を介して連続焼鈍炉６に送られて連続焼鈍される。連続焼鈍された鋼板１は、引き続いて溶融亜鉛槽７に送られて亜鉛めっきを行われ、付着量調整装置８により付着量を調整されてから、ＧＡ炉９に送られて合金化処理が行われ、冷却帯１０により冷却される。その後、スキンパスミル１１により軽圧下され、テンションレベラー１２及び出側ルーパー１３を経て、フライングシャー１４により所定の長さに切断され、静電塗油機１５により塗油された後、巻取機１６によりコイルに巻き取られる。このようにして、ＣＧＬにより合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。
【０００８】
上述した前研削を行うための設備は、この図１では図示していないが、通常は、前洗浄機４の直前又は直後に配置される。前研削を行うための設備は、通常は、対向して配置される一対のブラシロールを複数組配置した研削装置である。
【特許文献１】特開２００３−１１０５３号公報
【特許文献２】特開平６−４１７０８号公報
【特許文献３】特開平６−１３６５００号公報
【特許文献４】特許第３５２０７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、一対のブラシロールを用いた研削装置により鋼板１の表面及び裏面を実際に前研削しても、上述した筋状の模様の発生を十分に抑制することができないことが多い。
溶融亜鉛めっき鋼板の表面欠陥を確実に除去するためにブラシロールを鋼板に強く押し当てると、研削量が増加するので逆にその分製造コストが上昇するとともに、ブラシロールによる研削疵が増加することに起因して溶融亜鉛めっき鋼板の表面に線状のムラを生じることがあった。
【００１０】
このように、一対のブラシロールを用いた研削装置により鋼板の前研削を行っても、例えば、めっき母材として極低炭素Ｔｉ添加鋼を用いる合金化溶融亜鉛めっき鋼板において発生する筋状の模様や、めっき母材として高張力鋼板を用いる溶融亜鉛めっき鋼板において発生する点状又は筋状の欠陥等といった、溶融亜鉛めっき鋼板のめっきの表面欠陥の発生を確実に防ぐことはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するための鋭意検討を重ね、例えばＣＧＬにおいてブラシロールで前研削を行っても筋状の模様を無くすことができない理由は、一対のブラシロールを鋼板の表面及び裏面に押し付けて研削する際、鋼板をその全幅にわたって均等に研削することが難しいためであると考えた。このため、本発明者らは、鋼板をブラシロールでその全幅にわたって略均等に研削するための条件を鋭意検討した結果、一対のブラシロールの配置位置を、鋼板の搬送方向及び板厚方向にずらすことが有効であるとの重要な知見を得て、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、搬送される鋼板の両面を、対向して配置される一対のブラシロールにより研削してから溶融亜鉛めっきを行って溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、鋼板の搬送方向についての、一方のブラシロールの中心軸と他方のブラシロールの中心軸とのオフセット量ｔ（ｍｍ）、及び鋼板の板厚方向への前記ブラシロールの押し込み量Ｐ（ｍｍ）が、下記（１）式及び（２）式の関係を満足することを特徴とする、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
０．５≦Ｐ≦５ｍｍ ・・・・・（２）
【００１３】
この本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、鋼板が極低炭素Ｔｉ添加鋼からなり、この鋼板のＴｉ含有量（ｗｔ％）、及び押し込み量Ｐ（ｍｍ）が下記（３）式の関係を満足することが望ましい。
２５Ｗ−０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（３）
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、例えばＣＧＬで製造される溶融亜鉛めっき鋼板、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板における筋状の模様をはじめとする表面欠陥を解消でき、これにより、表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を確実に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら、説明する。
（ｉ）母材鋼板の成分
本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、どのような組成の母材鋼板に対しても適用することができ、特定の組成の鋼板には限定されない。特に、（ａ）極低炭素Ｔｉ添加鋼板を母材とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合や、（ｂ）Ｓｉ，ＣｒやＭｎを比較的多量に含有する高張力鋼板を母材とする溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合のように、筋状の模様をはじめとするめっきの表面欠陥が発生し易い鋼板を母材として溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合に適用することが望ましい。
【００１６】
以下、上記（ａ）項及び（ｂ）項で示す鋼板でめっきの表面欠陥が発生し易い理由を説明する。
（ａ）母材が極低炭素Ｔｉ添加鋼板の場合
筋状の模様が発生している部分の直下に位置する母材鋼板を観察した結果、模様として見える部位の直下の鋼板表層とそのすぐ隣の部位の直下の鋼板表層とでは、鋼板表層におけるフェライト結晶粒の大きさが異なる不均一な組織となっていることが判明した。筋状の模様として見える部位の直下の鋼板表層の結晶粒が、大きい場合もあれば、逆に小さい場合もある。これは、鋼板表層に占める面積の割合によるものと考えられる。
【００１７】
鋼板表層における不均一な組織は、熱間圧延工程における鋼板の内部におけるＴｉ酸化物の濃度のムラに起因すると考えられる。鋼板のＴｉ含有量が多いほど、合金化溶融亜鉛めっき後の筋状の模様の程度も悪化するばかりでなく、Ｔｉ酸化物の濃度のムラも顕著であることが判明している。このＴｉ酸化物の濃度のムラが原因となって、フェライト結晶粒が粗大な箇所と微細な箇所とが混在した不均一な組織を形成する。
【００１８】
この不均一な組織は、冷間圧延後にも最表層に存在し、その後の再結晶に影響を与える。すなわち、不均一組織が存在する鋼板をＣＧＬで焼鈍し再結晶させると、再結晶組織にも粗大粒と微細粒が混在し、また部分的に集合組織が異なる不均一な組織となる。
【００１９】
このような状態の鋼板に溶融亜鉛めっきを行い、さらに合金化処理を行うと、合金化反応の際に粒界から起こり易いアウトバースト反応が不均一に発生し易い。また、鋼板の集合組織によっても合金化の反応速度が異なる。その結果、めっき層が凹凸状に発達し易くなり、この部分が筋状の模様として現出すると考えられる。
【００２０】
極低炭素―Ｔｉ添加鋼の成分の例としては、Ｃ：０．０１％以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．１％を含み、必要に応じＮｂ：０．００５〜０．０４％、を１種以上含むものがあげられる。
【００２１】
（ｂ）母材が高張力鋼板の場合
鋼板の表面に濃化したＳｉ、ＣｒやＭｎを前研削により除去しようとする際に、研削が不十分又は不均一な場合に発生すると考えられる。これら濃化成分を除去し切れない部分は、ＣＧＬでの焼鈍時に表面酸化物が厚く形成されてめっき濡れ性を阻害したり、合金化反応時の反応速度に影響を及ぼす。
【００２２】
このような鋼の成分の例としては、Ｃ：０．０１〜０．０５％、Ｃｒ：０．０１〜１％、Ｍｎ：１．０〜２．０％を含有し、且つＰ：０．０４％以下（０は含まない）、Ｂ：０．０００２〜０．０１％以下、Ｍｏ：０．４％以下を１種又は２種以上、さらにＳｉ：０．２％以下、ｓｏｌ−Ａｌ：０．０１〜０．１０、Ｓ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不純物である。
【００２３】
（ｉｉ）前研削工程
（ブラシロール）
本実施の形態では、図１に示すＣＧＬにおける前洗浄機４の直前に、前研削を行うための装置として、対向して配置される一対のブラシロールを設けて、鋼板の表面及び裏面の前研削を行う。
【００２４】
ブラシロールは、鋼板の表面を幅方向へ均一に研削できるものであればよい。例えば、直径が１μｍ以上３０μｍ以下のＳｉＣを主成分とする砥粒を混入させた、直径が０．１ｍｍ以上１ｍｍ未満のブラシ糸の数１０本の集合体として、太さが１ｍｍ以上２ｍｍ以下のブラシ素子に織り込み、それらを３〜７本の束としてロール周方向へ配置されたブラシロールを例示することができる。
【００２５】
（研削条件）
本実施の形態では、対向して配置される一対のブラシロールにより鋼板の表面及び裏面をそれぞれ前研削する。
【００２６】
図２は、前研削工程における鋼板２０、一対のブラシロール２１〜２４およびその他の付帯設備の一例を模式的に示す説明図である。
図２に示す本実施の形態では、一対のブラシロール２１〜２４を４組配置するが、４組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１〜３組配置してもよいし、設備の設置スペースを確保できれば５組以上設置するようにしてもよい。
【００２７】
本実施の形態における各ブラシロール対２１〜２４は全て同じに構成されるので、以降の説明は、一対のブラシロール２１を例にとって、行う。
一対のブラシロール２１は、上ブラシロール２１ａと下ブラシロール２１ｂとを有する。上ブラシロール２１ａは鋼板２０の表面（上面）を研削し、下ブラシロール２１ｂは鋼板２０の裏面（下面）を研削する。上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂの入側には水噴射装置２５ａ、２５ｂが設けられており、上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂによる研削の際に鋼板２０の表面、裏面にそれぞれ水スプレーを噴射する。
【００２８】
図３は、一対のブラシロール２１の配置状況を誇張して示す説明図である。同図に示すように、本実施の形態では、鋼板２０の表面（上面）を研削する上ブラシロール２１ａの中心軸ｍと、鋼板２０の裏面（下面）を研削する下ブラシロール２１ｂの中心軸ｎとを、鋼板２０の搬送方向（図３における白矢印方向）について距離ｔずらして配置する、すなわちオフセット量ｔを設けることにより、めっきの表面欠陥の発生を防止する。
【００２９】
具体的には、一対のブラシロール２１のオフセット量ｔ（ｍｍ）と下ブラシロール２１ｂの鋼板２０への押し込み量Ｐ（ｍｍ）とが、下記（１）式に示す関係を満足するように、上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂを、鋼板２０の搬送方向にずらして配置する。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
【００３０】
ここで、押し込み量Ｐとは、下ブラシロール２１ｂに関して、ロールのブラシ先端が鋼板表面と接触する位置を基準位置とし、この基準位置と実際の設置位置との間の、鋼板２０の板厚方向（図３における上方向）への距離を意味する。
【００３１】
なお、図３では、オフセット量ｔ及び押し込み量Ｐの関係を理解し易くするために
下ブラシロール２１ｂを押し込み量Ｐ押し込むことに伴って鋼板２０が変形するように示されているが、実際には、下ブラシロール２１ｂを押し込み量Ｐだけ押し込むと、上ブラシロール２１ａ及び下ブラシロール２１ｂそれぞれの外周面に設けられたナイロンブラシが鋼板２０に当たって撓むので、鋼板２０は殆ど変形しない。
【００３２】
（１）式を満足するようにオフセット量ｔを設けることにより、上ブラシロール２１ａに設けられたナイロンブラシが撓んだ状態で鋼板２０の表面に接触するとともに下ブラシロール２１ｂに設けられたナイロンブラシが撓んだ状態で鋼板２０の裏面に接触し、これにより、上ブラシロール２１ａによる鋼板２０の表面の研削面積、及び下ブラシロール２１ｂによる鋼板２０の裏面の研削面積が、いずれも増加する。
【００３３】
このため、下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐを大きく設定しなくとも、鋼板２０の表面及び裏面を均一かつ充分に研削することができるようになり、筋状の模様等の表面欠陥の発生を確実に抑制することができるようになる。
【００３４】
さらに、下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐを大きく設定しないので上ブラシロール２１ａ、下ブラシロール２１ｂを鋼板２０に過剰に接近させないことから、上ブラシロール２１ａ、下ブラシロール２１ｂに設けられたナイロンブラシの交換周期が短くなることを、防ぐこともできる。
【００３５】
ただし、オフセット量ｔを３．０ｍｍ超と大きくし過ぎると、研削時に反対面からの反力が小さくなるため十分な研削を行うためには下ブラシロール２１ｂの押し込み量Ｐを大きくする必要があり、これにより研削疵に起因するめっきの表面欠陥が発生するおそれがある。反対に、研削疵が出ない程度の押し込み量Ｐとすれば必要なオフセット量ｔは小さくなる。このような観点から、押し込み量Ｐ（ｍｍ）の範囲は下記（２）式に示す範囲である。
０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（２）
【００３６】
さらに、鋼板２０が前述した極低炭素Ｔｉ添加鋼からなる場合には、鋼中のＴｉ含有量に応じて研削条件を決定することが望ましい。この場合には、鋼板２０の表層部の濃化元素等の除去にとどまらず、十分な歪（目安として約１００Ｍｐａ以上）を均一に付与することにより、再結晶後の鋼板２０の表層部の結晶組織を均一化できるからである。また、上述したように、めっきの表面欠陥は鋼中のＴｉ含有量が多いほど生じ易い。このため、押し込み量Ｐ（ｍｍ）は、鋼中のＴｉ含有量Ｗ（ｗｔ％）に応じて、下記（３）式を満足するように設定することが望ましい。
２５Ｗ−０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（３）
【００３７】
図２に示すように、各ブラシロール対２１〜２４により鋼板２０の表面を前研削した後、前洗浄機４の洗浄用水噴射装置２６から洗浄水を吹き付けながら洗浄ブラシ（ロール）２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂで鋼板２０の表面の研削屑を除去し、リンガーロール２９により洗浄水を絞る。なお、前洗浄機４の下部には、除去された研削屑を回収するための収容部材３０を設けておくことが望ましい。
【００３８】
本実施の形態では、前洗浄機４の直前に前研削を行うためのブラシロールを配置するので、既存の前洗浄機４により前研削による研削屑を迅速に除去することができる。なお、製品に要求される外観品質や研削屑の回収の点で問題なければ、洗浄用水噴射装置２６からの洗浄水の吹き付けを省略してもよい。
【００３９】
このようにして、本実施の形態によれば、ＣＧＬにおいて前研削及び前洗浄を行うことにより鋼板２０の幅方向に均一にかつ十分に前研削を行うことができるので鋼板の表面の歪みや元素の濃化状態等を均一化できる。そして、引き続いて、連続焼鈍炉６による連続焼鈍と、溶融亜鉛槽７による溶融亜鉛めっきとを行い、必要に応じてＧＡ炉９による合金化処理を行い、冷却することにより、溶融亜鉛めっき鋼板における表面欠陥、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板における筋状の模様の発生を確実に解消でき、これにより、表面外観に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【００４０】
ここで、このような表面状態の指標として、鋼板の幅方向の明度差ΔＬ＊値がある。この明度差Δ＊Ｌ値は、以下のようにして測定することができる。
測定対象である溶融亜鉛めっき鋼板の表面外観を、スキャナーを用いて画像ファイルとして取り込み、パソコン（画素数２５６ビット）により色の３原色ＲＧＢに数値化する。さらに、下記変換式を用いてＬ＊値を求め、溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の中でその最大値と最小値の差ΔＬ＊値を求める。
【００４１】
ＲＧＢ→ＸＹＺ
Ｘ＝０．４１２４５３×Ｒ＋０．３５７５８×Ｇ＋０．１８０４２３×Ｂ
Ｙ＝０．２１２６７１×Ｒ＋０．７１５１６×Ｇ＋０．０７２１６９×Ｂ
Ｚ＝０．０１９３３４×Ｒ＋０．１１９１９３×Ｇ＋０．９５０２２７×Ｂ
ＸＹＺ→Ｌ＊ａ＊ｂ＊
ＹＹ＝１００（完全拡散反射）とする
ｙｙ＝Ｙ／１００
ｙｙ＞０．００８８５６の時 ｆｙ＝３√ｙｙ
ｙｙ≦０．００８８５６の時 ｆｙ＝（９０３．３×ｙｙ＋１６）／１１６
Ｌ＊＝１１６×ｆｙ−１６
【００４２】
このようにして求められる明度差ΔＬ＊値が２以下であれば、筋状の模様の発生が抑制される。すなわち、本実施の形態により明度差ΔＬ＊値が２以下である溶融亜鉛めっき鋼板を確実に製造することができる。
【実施例１】
【００４３】
本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
図１に示す上述した本実施の形態のＣＧＬにおいて、熱間圧延、酸洗及び冷間圧延を経た、表１の鋼種１〜３に示す鋼組成を有する極低炭素Ｔｉ添加鋼からなる鋼板２０の表面及び裏面に対し、図２、３に示す一対のブラシロール２１〜２４により前研削を行った。このとき、前研削を行わないでめっきした場合に筋状の模様が発生し易い面を上ブラシロール２１ａ〜２４ａで研削するようにした。
【００４４】
【表１】
【００４５】
ブラシロール２１ａ〜２４ａ、２１ｂ〜２４ｂとして、外径が１．４ｍｍ以上の砥粒を織り込んだナイロンブラシ素子を３本束ねてそれをロール周方向に配置したものを用いた。
【００４６】
また、一対のブラシロール２１〜２４それぞれに対し、上下のロール間でオフセット量ｔ、押し込み量Ｐを調整できる機構を設けた。なお、ブラシロール径（ブラシ先端までの径）は４２０ｍｍであり、押込み量Ｐは０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定した。
【００４７】
前研削による研削量は、前研削の前後における鋼板２０の重量差により、求めた。本実施例における鋼板２０のＴｉ含有量、押し込み量、オフセット量及び研削量を表２に示す。
【００４８】
このようにして前研削を行った後、図１に示す前洗浄機４により鋼板２０に前洗浄を行い、入側ルーパー５を介して連続焼鈍炉６に送り、連続焼鈍を行った。この後、鋼板２０を溶融亜鉛槽７に送り亜鉛めっきを行い、付着量調整装置８により付着量を調整してから、ＧＡ炉９に送って合金化処理して冷却する工程を経ることにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００４９】
亜鉛めっき時のラインスピードは９０ｍ／ｍｉｎであり、焼鈍温度は８４０℃であり、合金化溶融亜鉛めっき処理は、めっき浴温４５８℃、めっき浴中Ａｌ濃度０．１２ｗｔ％、合金化温度５０５℃で、行なった。
【００５０】
めっき外観（筋状の模様）の評価は、前研削時に上ブラシロール２１ａ〜２４ａにより研削した表面について行った。また、筋状の模様の評価は、目視による３段階評価（〇：目視で見えない、△：目視でわずかに見える、×：目視ではっきり見える）と併せ、鋼板２０の幅方向の明度差ΔＬ＊値を上述した方法により測定した。結果を表２にまとめて示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２において、Ｎｏ１〜４は、Ｔｉ含有量が０．０５４ｗｔ％の鋼種に関してブラシロール２１ｂ〜２４ｂの押し込み量Ｐ及びオフセット量ｔを適切に制御して前研削を行った本発明例であり、Ｎｏ５〜８は、Ｔｉ含有量が０．０３７ｗｔ％の鋼種に関してブラシロール２１ｂ〜２４ｂの押し込み量Ｐ及びオフセット量ｔを適切に制御して前研削を行った本発明例であり、さらに、Ｎｏ９〜１２は、Ｔｉ含有量０．０７２ｗｔ％の鋼種に関してブラシロール２１ｂ〜２４ｂの押し込み量Ｐ及びオフセット量ｔを適切に制御して前研削を行った本発明例である。
【００５３】
Ｎｏ．１〜１２は本発明で規定する条件を全て満足して前研削を行ったので、筋状の模様の程度は改善され、良好な結果となった。
これに対し、表２におけるＮｏ９、１０は、Ｔｉ含有量が０．０５４ｗｔ％の鋼種に関してオフセットを設けなかった比較例であり、いずれも、局部的に筋状の模様が残存し、不芳な結果となった。
【００５４】
表２におけるＮｏ．１１は、オフセット量ｔを設けたものの押し込み量Ｐが適切でなかったので研削量が足りず、筋状の模様は十分に改善されなかった。
表２におけるＮｏ１２〜１６は、Ｔｉ含有量に対して研削量が少ないことと、適切なオフセット量ｔを設けていないことにより、筋状の模様が残存し不芳な結果であった。
【００５５】
表２におけるＮｏ．１７は、押込み量を５．０ｍｍ、研削量を１１．３ｇ／ｍ２にするので、筋状の模様の発生を欠陥を抑制することはできるものの、ブラシロールによる疵が残存し、自動車外板パネル用として用いることはできないものであった。
【００５６】
さらに、表２におけるＮｏ．１８は、前研削を行わないので、筋状の模様の程度は改善されず、不芳な結果となった。
【実施例２】
【００５７】
表３に、本実施例で用いた鋼板の組成を示す。表３に示す組成Ａ〜Ｄを有する鋼板から、厚さ：０．８０ｍｍ、幅：８０ｍｍ、長さ：２００ｍｍの寸法を有する鋼板を切り出した。
【００５８】
【表３】
【００５９】
採取した鋼板の表面研削を、径１．４ｍｍ以上の砥粒入りブラシ素子を３本束ねたブラシロールを上下一対に有する前研削設備を４段直列に配置した設備により、行った。前研削の際の押し込み量Ｐは０ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍまたは５ｍｍとし、オフセット量ｔは０ｍｍ以上３．２ｍｍ以下の値に設定した。
【００６０】
前研削を終了した鋼板を７５℃のＮａＯＨ水溶液で脱脂洗浄し、連続式溶融めっきシミュレータを用いて１０体積％Ｈ２−Ｎ２の還元性雰囲気中で７６０℃に加熱し、６０秒間保持して焼鈍を行い、その後，６℃／秒の冷却速度で５２０℃まで冷却し、５２０℃で４０秒間保持し，溶融亜鉛浴温度近傍まで冷却してから溶融亜鉛浴に浸漬し、めっき付着量を６０ｇ／ｍ２に調節した。また、溶融亜鉛めっき浴のＡｌ濃度は０．１５ｗｔ％とした。
【００６１】
溶融亜鉛めっきはそのまま使用し、一方合金化溶融亜鉛めっき鋼板は５００℃のソルトバスを用いてＦｅ濃度１１％に調節することにより、種々の溶融亜鉛めっき鋼板を得た。
これとは別に、機械特性を調査するための試料を準備し、上記の条件で加熱を施し、ＪＩＳ５号引っ張り試験によりＹＰ、ＴＳ及びＥＬを測定した。また、２％の歪付与後に１７０℃に２０分間加熱してＢＨ量を測定した。結果を表４にまとめて示す。
【００６２】
【表４】
【００６３】
〔めっき表面外観〕
得られた試料の表面の外観ムラの状況を観測し、評価した。外観ムラは、発生状況に応じ、以下の基準で判定した。
○：外観ムラ無し
×：外観ムラ有り
【００６４】
〔表層粒径観察〕
表層粒径観察はめっき溶解後のサンプルを断面光学顕微鏡観察（１００倍視野で連続観察）することにより行った。結晶粒径は単位長さ当たりの粒径で整理した。
結果を表５にまとめて示す。
【００６５】
【表５】
【００６６】
表５におけるＮｏ．２、５、７〜１０、１３〜１７は、本発明で規定する条件を全て満足する本発明例である。本発明により、外観ムラがない溶融亜鉛めっき鋼板を得られることがわかる。
【００６７】
一方、表５におけるＮｏ．１はオフセット量を設けていない比較例であり、Ｎｏ．３、４、６及び１１は、本発明で規定する（１）式を満足しない比較例であり、さらにＮｏ．１２はオフセット量ｔが本発明で規定する範囲の上限を超える比較例である。いずれも、溶融亜鉛めっき鋼板に外観ムラが発生し、不芳な結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】ＣＧＬの一例を模式的に示す説明図である。
【図２】前研削工程における鋼板、一対のブラシロールおよびその他の付帯設備の一例を模式的に示す説明図である。
【図３】一対のブラシロールの配置状況を誇張して示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 鋼板
２ａ，２ｂ ペイオフリール
３ 溶接機
４ 前洗浄機
５ 入側ルーパー
６ 連続焼鈍炉
７ 溶融亜鉛槽
８ 付着量調整装置
９ ＧＡ炉
１０ 冷却帯
１１ スキンパスミル
１２ テンションレベラー
１３ 出側ルーパー
１４ フライングシャー
１５ 静電塗油機
１６ 巻取機
２０ 鋼板
２１〜２４ 一対のブラシロール
２１ａ〜２４ａ 上ブラシロール
２１ｂ〜２４ｂ 下ブラシロール
２５ａ、２５ｂ 水噴射装置
２６ 洗浄用水噴射装置
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ 洗浄ブラシ（ロール）
２９ リンガーロール
３０ 収容部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される鋼板の両面を、対向して配置される一対のブラシロールにより研削してから溶融亜鉛めっきを行って溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、前記鋼板の搬送方向についての、一方の前記ブラシロールの中心軸と他方の前記ブラシロールの中心軸とのオフセット量ｔ（ｍｍ）、及び前記鋼板の板厚方向への前記ブラシロールの押し込み量Ｐ（ｍｍ）が、下記（１）式及び（２）式の関係を満足することを特徴とする、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
０．５≦Ｐ≦５ｍｍ ・・・・・（２）
【請求項２】
前記鋼板は極低炭素Ｔｉ添加鋼からなり、該鋼板のＴｉ含有量（ｗｔ％）、及び前記押し込み量Ｐ（ｍｍ）が下記（３）式の関係を満足する請求項１に記載された溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
２５Ｗ−０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（３）
【請求項１】
搬送される鋼板の両面を、対向して配置される一対のブラシロールにより研削してから溶融亜鉛めっきを行って溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際に、前記鋼板の搬送方向についての、一方の前記ブラシロールの中心軸と他方の前記ブラシロールの中心軸とのオフセット量ｔ（ｍｍ）、及び前記鋼板の板厚方向への前記ブラシロールの押し込み量Ｐ（ｍｍ）が、下記（１）式及び（２）式の関係を満足することを特徴とする、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
０．５／Ｐ≦ｔ≦３．０ ・・・・・（１）
０．５≦Ｐ≦５ｍｍ ・・・・・（２）
【請求項２】
前記鋼板は極低炭素Ｔｉ添加鋼からなり、該鋼板のＴｉ含有量（ｗｔ％）、及び前記押し込み量Ｐ（ｍｍ）が下記（３）式の関係を満足する請求項１に記載された溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
２５Ｗ−０．５≦Ｐ≦５ ・・・・・（３）
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１３４４７（Ｐ２００９−１３４４７Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７４２５５（Ｐ２００７−１７４２５５）
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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