表面性状に優れた冷延鋼板の製造方法および製造装置
【課題】ピックアップ疵がないような表面性状に優れた冷延鋼板を製造することのできる有用な方法、およびそのための製造装置を提供する。
【解決手段】本発明方法は、冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うものであり、本発明装置は、冷間圧延に続いて配置される連続焼鈍炉において、その雰囲気が非酸化性雰囲気に制御されると共に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する機構が設けられたものである。
【解決手段】本発明方法は、冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うものであり、本発明装置は、冷間圧延に続いて配置される連続焼鈍炉において、その雰囲気が非酸化性雰囲気に制御されると共に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する機構が設けられたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面疵がないような表面性状に優れた冷延鋼板を製造するための有用な方法およびそのための製造装置に関するものであり、特に自動車、家電製品、建材等の分野で使用されるＳｉ、Ｍｎ含有冷延鋼板において、外観が美麗で、しかも年々複雑化する加工にも耐え得る冷延鋼板を製造するための有用な方法、およびそのための製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、家電製品、建材等の軽量化の目的で、強度、延性および加工性に優れた鋼板の需要が急増している。鋼板に所定量のＳｉやＭｎを含有させると、強度を損なうことなく延性や加工性を向上できることから、このような特性を満たす鋼板としてＳｉやＭｎを含有させた冷延鋼板が使用されている。
【０００３】
上記のような冷延鋼板を製造するに際しては、スラブに熱間圧延および冷間圧延を施して所望の製品厚さまで加工した後、鋼板の組織制御のために連続焼鈍ライン（以下、「ＣＡＬ」と略記することがある）にて、焼鈍、焼入れ処理が行われるのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、ＳｉやＭｎを比較的多く含む鋼板では、ＣＡＬ内のハースロール（ロールハース炉における送給ロール）上に何らかの反応物が生成し、それが鋼板表面に転写されることで押し疵が発生することがある。以下では、上記反応物の生成現象を「ロールピックアップ現象」、こうした現象によって転写により発生する押し疵を「ピックアップ疵」と呼ぶ。
【０００５】
上記のようなロールピックアップ現象は、種々の文献で紹介されている「ビルドアップ」と実質的に同じ現象である。このような不良が発生した場合には、ロール交換のためにラインを停止せざるを得ないために、生産性が著しく悪化することになる。
【０００６】
上記のようなピックアップ疵の低減を実現するために、これまでにも様々な技術が提案されている。こうした技術として、例えば特許文献１には、ロール表面にクロマイジング金属層を金属浸透法によって形成することで、ピックアップ疵を低減する技術が提案されている。また特許文献２、３には、各種セラミックス層を溶射法によって形成することで、ピックアップ疵を低減する技術が提案されている。
【０００７】
上記各技術は、ＳｉやＭｎの含有量が比較的少ない鋼板に対しては有効である。しかしながら、ＳｉとＭｎの含有量がいずれも０．１％以上となるような高Ｓｉ−Ｍｎ鋼板については、ピックアップ疵の抑制の効果が十分とは言えず、期待するほどの表面性状が得られないのが実情である。
【０００８】
一方、ＣＡＬ内で生成するスケールを抑制することによって、ピックアップ疵を低減する技術も提案されている（例えば、特許文献４）。ＳｉとＭｎの含有量が多い鋼板では、ＳｉやＭｎを含む酸化物、或はＳｉやＭｎとＦｅからなる複合酸化物を抑制する必要があるが、これらの酸化物の平衡酸素圧は非常に低いために、このような技術でも、ピックアップ疵の発生を完全に防止することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２９１６３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６３６３号公報
【特許文献３】特開２００６−２８３１０５号公報
【特許文献４】特開平１１−１５８５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、ピックアップ疵がないような表面性状に優れた冷延鋼板を製造することのできる有用な方法、およびそのための製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成することのできた本発明方法とは、冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行う点に要旨を有するものである。この方法において、前記酸化性のガスは、濃度１００〜５０００ｐｐｍ（体積基準）の酸素および／または濃度１０００〜５００００ｐｐｍの水蒸気を含むガスであることが好ましい。
【００１２】
本発明方法で対象とする鋼板については、基本的にＳｉやＭｎの含有量が比較的多いものであれば、その効果が有効に達成され、化学成分組成については特に限定するものではないが、基本成分として、Ｃ：０．０４〜０．２０％（質量％の意味。鋼板の化学成分において以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％およびＡｌ：０．０６％以下（０％を含まない）を夫々含有するものが挙げられる。
【００１３】
本発明方法で対象とする鋼板は、上記した基本成分に、更に（ａ）Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：１％以下（０％を含まない）およびＷ：０．３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種、（ｂ）Ｎｉ：２％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：２％以下（０％を含まない）およびＢ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種、（ｃ）Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｍｇ：０．０３％以下（０％を含まない）およびＲＥＭ：０．０３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種、等を含有させてもよく、含有される成分に応じて鋼板の特性が更に改善される。
【００１４】
一方、上記目的を達成することのできた本発明の製造装置とは、冷間圧延に続いて配置される連続焼鈍炉において、その雰囲気が非酸化性雰囲気に制御されると共に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する機構が設けられたものである点に要旨を有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うようにしたので、ロールピックアップ現象に起因するピックアップ疵の発生を効果的に抑制できるため、表面性状に優れた冷延鋼板が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ピックアップ疵の発生状態の推定メカニズムを説明する模式図である。
【図２】連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）の装置構成を示す概略説明図である。
【図３】ガス導入機構の一例を示す概略説明図である。
【図４】ガス導入機構の他の例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記のようなロールピックアップ現象の発生メカニズムは、これまで明らかにされている訳ではない。まず本発明者らは、上記のようなロールピックアップ現象の発生メカニズムを解明するべく、酸化スケール（ＦｅＯ）と一般的な溶射成分[（Ｎｉ，Ｃｏ）ＣｒＡｌＹ]との反応を熱力学計算ソフト（「ＨＳＣ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」：オートテック社製）により検討した。その結果、酸化スケールが溶射皮膜内の金属Ａｌ、Ｃｒ等によって還元されて純Ｆｅが生成することが判明したのである。この検討における経緯は下記の通りである。
【００１８】
予め雰囲気制御した熱処理で生成させたＦｅ3Ｏ4皮膜と溶射皮膜[（Ｎｉ−２５％Ｃｒ−１０％Ａｌ−０．５％Ｙ]を対面させて、面圧：０．１５ｋｇ／ｃｍ2（１４７Ｎ／ｍｍ2）で圧力をかけ、９００℃のＮ2雰囲気中で２時間保持した。接着部分の断面を切り出し、ＳＥＭ（走査型顕微鏡）とＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）によるライン分析を行った。その結果から、酸化スケールと溶射皮膜の反応によって、金属Ｆｅが生成することが検証できたのである。
【００１９】
これらの結果に基づいて、ピックアップ疵の発生メカニズムについて更に検討を進めた。そして、ピックアップ疵は、鋼板のスケールと溶射皮膜の接触による酸化還元反応で生成した還元鉄（溶射皮膜中に存在するＦｅよりも酸化し易いＡｌやＣｒがスケールを還元して金属Ｆｅが生成する）に起因するものであると考えられた。この還元鉄中は、酸素が拡散し易く、スケールから溶射皮膜側に酸素が拡散することで、酸化還元反応が連続して起こり、生成した還元鉄がスケール側に向かって成長する。そして、Ｓｉ，Ｍｎ含有鋼板では、硬いＳｉ−Ｍｎ−Ｏ粒子を含んだ還元鉄が生成してピックアップ疵の原因となると推定できた。こうした状況を図１（模式図）に示す。
【００２０】
上記のような仮説に基づいて更に検討し、送給ロールとスケール間の還元鉄の生成を阻害すれば、ロールピックアップ現象を抑制してピックアップ疵の発生を防止できるとの着想が得られ、更に検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。即ち、ＣＡＬ中の送給ロールと鋼板ストリップとの隙間に、酸素、水蒸気、二酸化炭素等を含む酸化性のガスを導入することによって、送給ロールと鋼板ストリップ間の酸化を促進して還元鉄の生成を阻止することができ、これによってピックアップ疵の発生防止に有効であることが判明したのである。
【００２１】
ところで、連続焼鈍ライン(ＣＡＬ)内は、非酸化性雰囲気に制御されるのが通常である。この非酸化性雰囲気は、酸素濃度が４０ｐｐｍ以下、水蒸気濃度が約６５０ｐｐｍ以下（露点：−２５℃）であるような雰囲気を言う。但し、この雰囲気中には、水素が１〜２０％程度含まれていても良い。また、ベースとなるガスはＮ2やＡｒ等の不活性ガスである。ＣＡＬの抽出温度は７００〜９００℃程度であり、ＣＡＬの均熱帯（後記図４参照）の在炉時間は、６０〜２４０秒程度である。
【００２２】
本発明では、連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うものであるが、本発明で想定している送給ロールは、鋼材ロールそのものは勿論のこと、鋼材ロール表面の溶射皮膜等の皮膜中に、Ｆｅよりも酸化されやすい元素（具体的には、Ａｌ,Ｃｒ,Ｚｎ,Ｍｇ,Ｃａ,Ｚｒ,Ｙ,Ｓｉ,Ｍｎ,Ｎａ,Ｐ,Ｖ,Ｔｉ,Ｌｉ等）が酸化物以外の状態（例えば、合金成分等）で含有する場合も含むものである。例えば、Ｃｒが多量に含有された耐熱鋼で作製されたロールや、一般的にＭＣｒＡｌＹとして知られる溶射皮膜を表面に形成したロール、更にＣＶＤ等でアルミナイジングされたＮｉＡｌ合金等からなるロールを含む趣旨である。
【００２３】
本発明では、連続焼鈍炉において、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入するものであるが、こうした装置構成を図面に基づいて説明する。連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）の装置構造を模式的に図２に示す。ＣＡＬでは、予熱帯、加熱帯、均熱帯および冷却帯の各領域に画成されており、鋼板ストリップが多数のロール（送給ロール）によって上記各領域を順次通板されるように構成されている。
【００２４】
本発明方法を実施するに当たっては、酸化性のガス（酸化性ガス）を導入する機構（ガス導入機構）を設けることによって（図２）、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する。図３は、ガス導入機構の一例を示す概略説明図である。この構成では、酸化性ガスを酸化性ガスノズル管に送り、この酸化性ガスノズル管に形成された多数のノズル孔からロール（図３では「ハースロール」と表示）と鋼板ストリップ（図３では「鋼板」と表示）の隙間に酸化性ガスを導入するように構成されている。
【００２５】
図４は、ガス導入機構の他の例を示す概略説明図である。この構成では、酸化性ガスをロール（ハースロール）の内部の空間（図示せず）に送り込むと共に、この空間に連通し、ロール表面に多数形成された噴出孔（酸化性ガス噴出孔）から、ロール（図４では「ハースロール」と表示）と鋼板ストリップ（図４では「鋼板」と表示）の隙間に酸化性ガスを導入するように構成されている。
【００２６】
いずれの構成を採用しても、ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性ガスを効果的に導入できるようになっている。
【００２７】
ガス導入機構は、均熱帯の出口（冷却帯入口）から数えて１０ロール目までの中から少なくとも１つのロールに設けることが好ましい。この１０ロール目までであれば、どこに設置しても良い。これは、鋼板温度が７００℃程度で接触するロールであり、還元反応による金属Ｆｅの生成が起こりやすいという理由からである。ガス導入装置の数は多い方が好ましいが、１０個以上設けてもその効果が飽和することになる。ガス導入装置は、必要に応じて加熱帯、予熱帯、冷却帯に設けることもできる。酸化性ガスとしては、酸素や水蒸気等を含むガスを用い、窒素ガスやアルゴンガスで希釈することによって、所定の濃度とすれば良い。酸化性ガスの成分としては、上記の他、二酸化炭素等を含ませることもできる。
【００２８】
前記酸化性ガスは、濃度１００〜５０００ｐｐｍの酸素および／または濃度１０００〜５００００ｐｐｍの水蒸気を含むガスを用いることが好ましい。酸化性ガス中の酸素濃度を１００ｐｐｍ以上、または水蒸気濃度を１０００ｐｐｍ以上とすることで、還元鉄の生成を十分に抑制することができる。また、酸素濃度を５０００ｐｐｍ以下、または水蒸気濃度を５００００ｐｐｍ以下とすることによって、ＣＡＬ内全体での酸化性ガス濃度の増加を抑制し、溶射皮膜と反応するスケール量を抑制することができる。
【００２９】
本発明で対象とする鋼板は、冷延鋼板として使用できる限りその化学成分組成は特に限定されないが、例えばＣ：０．０４〜０．２０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：０．０６％以下（０％を含まない）を夫々含有するものが挙げられる。各元素の添加理由は、以下の通りである。
【００３０】
［Ｃ：０．０４〜０．２０％］
Ｃは、鋼材（即ち、鋼板）の強度を高めるのに有効な元素であり、０．０４％以上含有させることが好ましい。しかしながら、Ｃ含有量が０．２０％を超えて過剰になると、加工性が低下することになる。より好ましいＣ含有量は、０．０５％以上（更に好ましくは０．０６％以上）、０．１５％以下（更に好ましくは０．１２％以下）である。
【００３１】
［Ｓｉ：０．１〜３．０％］
Ｓｉは、鋼材（即ち、鋼板）の強度を発現しつつ、延性や加工性を確保できる重要な元素であり、高強度鋼板に最低限必要なＳｉ量としてその下限を０．１％とすることが好ましい。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰になると、延性を損なうため、３．０％以下とすることが好ましい。より好ましいＳｉ含有量は、０．５％以上（更に好ましくは０．８％以上）、２．５％以下（更に好ましくは２．０％以下）である。
【００３２】
［Ｍｎ：０．１〜３．０％］
Ｍｎは、鋼板の強度および靭性を確保するために重要な元素であり、高強度鋼板に最低限必要なＭｎ量としてその下限を０．１％とすることが好ましい。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、延性を損なうため、３．０％以下とすることが好ましい。より好ましいＭｎ含有量は、０．２％以上（更に好ましくは０．５％以上）、２．５％以下（更に好ましくは２．０％以下）である。
【００３３】
［Ａｌ：０．０６％以下（０％を含まない）］
Ａｌは、製鋼段階での脱酸のために、および焼ならし加熱の際にオーステナイト結晶粒の粗大化を防止するために有効な元素である。しかしながら、Ａｌ含有量が０．０６％を超えると、その効果が飽和することに加えて、結晶粒が不安定になる。Ａｌ含有量は、より好ましくは０．０５％以下（更に好ましくは０．０４％以下）である。
【００３４】
上記Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌ以外の残部は、鉄であってもよい。残部が鉄の場合、不可避的不純物（例えば、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不純物（Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｏ等））が鋼板中に含まれることは、当然に許容される。これらの不純物のうち、Ｐ、ＳおよびＮについては、下記のように低減することが好ましい。
【００３５】
［Ｐ：０．０２％以下（０％を含まない）］
Ｐは不可避的に含有される元素であるが、微量のＰの存在はセメンタイトの析出を遅延し変態を抑制する。しかしながら、Ｐ含有量が過剰になると、延性の劣化とめっき密着性の悪化を招くため、その上限を０．０２％に止めることが好ましい。Ｐ含有量は、より好ましくは０．０１０％以下（更に好ましくは０．００５％以下）である。尚、工業生産上、鋼材中のＰ含有量を０％にすることは困難である。
【００３６】
［Ｓ：０．００４％以下（０％を含まない）］
Ｓは不可避的に含有される元素であるが、硫化物系介在物（ＭｎＳ）を形成し、これが鋼板の熱間圧延時に偏析することにより、鋼板を脆化させるので、０．００４％に止めることが好ましい。Ｓ含有量は、より好ましくは０．００３％以下（更に好ましくは０．００２％以下）である。尚、工業生産上、鋼材中のＳ含有量を０％にすることは困難である。
【００３７】
［Ｎ：０．０１％以下（０％を含まない）］
Ｎは粗大な窒化物を形成して曲げ性や穴拡げ性を劣化させ、且つ溶接時のブローホールの原因となるので、不可避的不純物として混入する場合、その上限を０．０１％に止めることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは０．００５％以下（更に好ましくは０．００２％以下）である。
【００３８】
本発明で対象とする鋼材には、必要に応じて下記に示す種々の選択元素を含有させても良く、含有される元素の種類に応じて鋼材の特性が更に改善される。これらの元素を含有させるときの含有量および限定理由は以下の通りである。
【００３９】
［Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：１％以下（０％を含まない）およびＷ：０．３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
【００４０】
Ｃｒ、Ｎｂ、ＶおよびＷは、いずれも鋼板の強度を高めるのに有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。このうち、Ｃｒは鋼板および冷間鍛造品の強度を付与する上で有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．０１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．０４％以上）。しかしながら、Ｃｒ含有量が２％を超えて過剰になっても、延性が低下することになる。Ｃｒ含有量は、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１％以下）である。
【００４１】
Ｎｂは、微量の添加で微細組織を得ることができ、靭性を損なわずに高強度化が図れる元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．００５％以上）。しかしながら、Ｎｂ含有量が過剰になると、炭化物が多量に生成し、マルテンサイトの体積率減少、或はその析出強化により強度と加工性のバランスが劣化する。こうしたことから、Ｎｂ含有量は１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．５％以下（更に好ましくは０．１％以下）である。
【００４２】
Ｖは、Ｎｂと同様に微量の添加で微細組織を得ることができる元素であり、鋼板の強度向上に寄与する。こうした効果を発揮させるためには、０．００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．００５％以上）。しかしながら、Ｖ含有量が過剰になると、コスト高の原因となるだけでなく、降伏点（降伏比）を上昇させて加工性を低下させる。こうしたことから、Ｖ含有量は１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．５％以下（更に好ましくは０．１％以下）である。
【００４３】
Ｗは、析出物強化、フェライト結晶粒の成長抑制による微細強化および再結晶の抑制を通じた転位強化により、鋼板の強度向上に寄与する。こうした効果を発揮させるためには、０．００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．００５％以上）。しかしながら、Ｗ含有量が過剰になると、炭・窒化物の析出が過剰となり、成形性の劣化を招くことになる。こうしたことから、Ｗ含有量は０．３％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．２％以下（更に好ましくは０．１％以下）である。
【００４４】
［Ｎｉ：２％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：２％以下（０％を含まない）およびＢ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏおよびＢは、いずれも鋼板の焼入れ性を向上させる元素である。このうちＮｉは、適量含有させることによって、ＣＡＬ焼鈍、冷却時点でのマルテンサイト比率の増大とマルテンサイトのラス構造を微細化する作用を通じて、次工程の連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）の焼鈍時における二相域再加熱、冷却処理時の焼入れ性を良好にして、冷却後の最終的な複合組織を良好なものとし、各種成形加工性を向上させることができる。Ｎｉは微量添加することによってこうした効果を発揮できるが、こうした効果を有効に発揮させるためには、０．１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．２％以上）。しかしながら、Ｎｉは高価な元素であるので、製造コストの点からその含有量は２％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１．０％以下）である。
【００４５】
ＣｕはＮｉと同様に焼入れ性を向上させる元素であり、Ｎｉと同様の作用により各種成形加工性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、０．１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．２％以上）。しかしながら、Ｃｕは高価な元素であるので、製造コストの点からその含有量は２％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１．０％以下）である。
【００４６】
Ｍｏは、ＣｕやＮｉと同様に焼入れ性を向上させる元素であり、Ｎｉと同様の作用により各種成形加工性を向上させるのに有効な元素である。また、めっき性を損ねることなく、固溶強化を図る上でも有効な元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、０．１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．２％以上）。しかしながら、Ｍｏは高価な元素であるので、製造コストの点からその含有量は２％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１．０％以下）である。
【００４７】
Ｂも鋼板の焼入れ性を向上させる元素であるが、こうした効果を有効に発揮させるためには、０．０００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．０００２％以上）。しかしながら、Ｂ含有量が過剰になるとめっき性が劣化するので、０．０１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．００５％以下（更に好ましくは０．００１％以下）である。
【００４８】
［Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｍｇ：０．０３％以下（０％を含まない）、およびＲＥＭ：０．０３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
Ｔｉ、Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭ（希土類元素）は、いずれも脱酸剤として用いられる元素である。こうした効果を発揮させるためには、Ｔｉで０．０１％以上（より好ましくは０．０２％以上）、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭで０．００２％以上（より好ましくは０．００３％以上）含有させることが好ましい。しかしながら、これらの含有量が過剰になると、成形性が劣化するので、好ましくはＴｉで０．１％以下、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭで０．０３％以下、より好ましくはＴｉで０．０８％以下（更に好ましくは０．０５％以下）、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭで０．０２％以下（更に好ましくは０．０１％以下）である。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５０】
［実施例１］
下記表１に示す化学成分組成の鋼材スラブ（鋼種Ａ〜Ｗ）を熱間圧延した後、酸洗によりスケーリング除去して、更に冷間圧延することによって、板厚：２．０ｍｍの薄鋼板を作製した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
得られた各種薄鋼板を連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）にて焼鈍を実施した。このときの焼鈍では、予熱帯−加熱帯（前記図４参照）にて４００秒で９００℃まで昇温し、２１０秒間、９００℃で均熱帯において均熱保持し、その後冷却帯で冷却した。また、焼鈍の際には、下記表２に示す酸化性ガス（窒素ガスで希釈）を、ガス導入機構を用いて（前記図５参照）、ロールと鋼板ストリップの間に酸化性ガスを導入した。酸化性ガスの導入機構は、均熱帯の出口近傍に配置した。
【００５３】
得られた薄鋼板について、ピックアップ疵の有無を評価した。この評価に当たっては、ピックアップ疵の発生までの時間（ロールの交換が行われた後の最初の操業開始時点からピックアップ疵の発生までの時間）で評価した。評価基準は下記の通りである。その結果を、装置設置数（ガス導入機構の設置数）と共に、下記表２に示す。
[ピックアップ疵の評価基準]
２０時間以下：×（不合格）
５０時間以下：△（合格）
１００時間以下：○（合格）
１００時間超：◎（合格）
【００５４】
【表２】
【００５５】
この結果から次のように考察できる。まずロールと鋼板ストリップの間に酸化性ガスを導入しなかったものでは（試験Ｎｏ．１）、ピックアップ疵発生までの時間が短くなっており、表面性状が良好になっていないことが分かる。
【００５６】
これに対し、ロールと鋼板ストリップの間に酸化性ガスを導入したものでは（試験Ｎｏ．２〜２４）、ピックアップ疵発生までの時間が長くなっており、表面性状が優れたものとなっていることが分かる。特に、酸化性ガス中の酸素濃度や水蒸気濃度を適正な範囲に設定したものでは（試験Ｎｏ．３〜６、８〜１１、１４〜１７、１９〜２４）、特に良好な結果（評価：○、◎）が得られていることが分かる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面疵がないような表面性状に優れた冷延鋼板を製造するための有用な方法およびそのための製造装置に関するものであり、特に自動車、家電製品、建材等の分野で使用されるＳｉ、Ｍｎ含有冷延鋼板において、外観が美麗で、しかも年々複雑化する加工にも耐え得る冷延鋼板を製造するための有用な方法、およびそのための製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、家電製品、建材等の軽量化の目的で、強度、延性および加工性に優れた鋼板の需要が急増している。鋼板に所定量のＳｉやＭｎを含有させると、強度を損なうことなく延性や加工性を向上できることから、このような特性を満たす鋼板としてＳｉやＭｎを含有させた冷延鋼板が使用されている。
【０００３】
上記のような冷延鋼板を製造するに際しては、スラブに熱間圧延および冷間圧延を施して所望の製品厚さまで加工した後、鋼板の組織制御のために連続焼鈍ライン（以下、「ＣＡＬ」と略記することがある）にて、焼鈍、焼入れ処理が行われるのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、ＳｉやＭｎを比較的多く含む鋼板では、ＣＡＬ内のハースロール（ロールハース炉における送給ロール）上に何らかの反応物が生成し、それが鋼板表面に転写されることで押し疵が発生することがある。以下では、上記反応物の生成現象を「ロールピックアップ現象」、こうした現象によって転写により発生する押し疵を「ピックアップ疵」と呼ぶ。
【０００５】
上記のようなロールピックアップ現象は、種々の文献で紹介されている「ビルドアップ」と実質的に同じ現象である。このような不良が発生した場合には、ロール交換のためにラインを停止せざるを得ないために、生産性が著しく悪化することになる。
【０００６】
上記のようなピックアップ疵の低減を実現するために、これまでにも様々な技術が提案されている。こうした技術として、例えば特許文献１には、ロール表面にクロマイジング金属層を金属浸透法によって形成することで、ピックアップ疵を低減する技術が提案されている。また特許文献２、３には、各種セラミックス層を溶射法によって形成することで、ピックアップ疵を低減する技術が提案されている。
【０００７】
上記各技術は、ＳｉやＭｎの含有量が比較的少ない鋼板に対しては有効である。しかしながら、ＳｉとＭｎの含有量がいずれも０．１％以上となるような高Ｓｉ−Ｍｎ鋼板については、ピックアップ疵の抑制の効果が十分とは言えず、期待するほどの表面性状が得られないのが実情である。
【０００８】
一方、ＣＡＬ内で生成するスケールを抑制することによって、ピックアップ疵を低減する技術も提案されている（例えば、特許文献４）。ＳｉとＭｎの含有量が多い鋼板では、ＳｉやＭｎを含む酸化物、或はＳｉやＭｎとＦｅからなる複合酸化物を抑制する必要があるが、これらの酸化物の平衡酸素圧は非常に低いために、このような技術でも、ピックアップ疵の発生を完全に防止することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２９１６３５号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６３６３号公報
【特許文献３】特開２００６−２８３１０５号公報
【特許文献４】特開平１１−１５８５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、ピックアップ疵がないような表面性状に優れた冷延鋼板を製造することのできる有用な方法、およびそのための製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成することのできた本発明方法とは、冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行う点に要旨を有するものである。この方法において、前記酸化性のガスは、濃度１００〜５０００ｐｐｍ（体積基準）の酸素および／または濃度１０００〜５００００ｐｐｍの水蒸気を含むガスであることが好ましい。
【００１２】
本発明方法で対象とする鋼板については、基本的にＳｉやＭｎの含有量が比較的多いものであれば、その効果が有効に達成され、化学成分組成については特に限定するものではないが、基本成分として、Ｃ：０．０４〜０．２０％（質量％の意味。鋼板の化学成分において以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％およびＡｌ：０．０６％以下（０％を含まない）を夫々含有するものが挙げられる。
【００１３】
本発明方法で対象とする鋼板は、上記した基本成分に、更に（ａ）Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：１％以下（０％を含まない）およびＷ：０．３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種、（ｂ）Ｎｉ：２％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：２％以下（０％を含まない）およびＢ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種、（ｃ）Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｍｇ：０．０３％以下（０％を含まない）およびＲＥＭ：０．０３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種、等を含有させてもよく、含有される成分に応じて鋼板の特性が更に改善される。
【００１４】
一方、上記目的を達成することのできた本発明の製造装置とは、冷間圧延に続いて配置される連続焼鈍炉において、その雰囲気が非酸化性雰囲気に制御されると共に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する機構が設けられたものである点に要旨を有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うようにしたので、ロールピックアップ現象に起因するピックアップ疵の発生を効果的に抑制できるため、表面性状に優れた冷延鋼板が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ピックアップ疵の発生状態の推定メカニズムを説明する模式図である。
【図２】連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）の装置構成を示す概略説明図である。
【図３】ガス導入機構の一例を示す概略説明図である。
【図４】ガス導入機構の他の例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記のようなロールピックアップ現象の発生メカニズムは、これまで明らかにされている訳ではない。まず本発明者らは、上記のようなロールピックアップ現象の発生メカニズムを解明するべく、酸化スケール（ＦｅＯ）と一般的な溶射成分[（Ｎｉ，Ｃｏ）ＣｒＡｌＹ]との反応を熱力学計算ソフト（「ＨＳＣ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」：オートテック社製）により検討した。その結果、酸化スケールが溶射皮膜内の金属Ａｌ、Ｃｒ等によって還元されて純Ｆｅが生成することが判明したのである。この検討における経緯は下記の通りである。
【００１８】
予め雰囲気制御した熱処理で生成させたＦｅ3Ｏ4皮膜と溶射皮膜[（Ｎｉ−２５％Ｃｒ−１０％Ａｌ−０．５％Ｙ]を対面させて、面圧：０．１５ｋｇ／ｃｍ2（１４７Ｎ／ｍｍ2）で圧力をかけ、９００℃のＮ2雰囲気中で２時間保持した。接着部分の断面を切り出し、ＳＥＭ（走査型顕微鏡）とＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）によるライン分析を行った。その結果から、酸化スケールと溶射皮膜の反応によって、金属Ｆｅが生成することが検証できたのである。
【００１９】
これらの結果に基づいて、ピックアップ疵の発生メカニズムについて更に検討を進めた。そして、ピックアップ疵は、鋼板のスケールと溶射皮膜の接触による酸化還元反応で生成した還元鉄（溶射皮膜中に存在するＦｅよりも酸化し易いＡｌやＣｒがスケールを還元して金属Ｆｅが生成する）に起因するものであると考えられた。この還元鉄中は、酸素が拡散し易く、スケールから溶射皮膜側に酸素が拡散することで、酸化還元反応が連続して起こり、生成した還元鉄がスケール側に向かって成長する。そして、Ｓｉ，Ｍｎ含有鋼板では、硬いＳｉ−Ｍｎ−Ｏ粒子を含んだ還元鉄が生成してピックアップ疵の原因となると推定できた。こうした状況を図１（模式図）に示す。
【００２０】
上記のような仮説に基づいて更に検討し、送給ロールとスケール間の還元鉄の生成を阻害すれば、ロールピックアップ現象を抑制してピックアップ疵の発生を防止できるとの着想が得られ、更に検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。即ち、ＣＡＬ中の送給ロールと鋼板ストリップとの隙間に、酸素、水蒸気、二酸化炭素等を含む酸化性のガスを導入することによって、送給ロールと鋼板ストリップ間の酸化を促進して還元鉄の生成を阻止することができ、これによってピックアップ疵の発生防止に有効であることが判明したのである。
【００２１】
ところで、連続焼鈍ライン(ＣＡＬ)内は、非酸化性雰囲気に制御されるのが通常である。この非酸化性雰囲気は、酸素濃度が４０ｐｐｍ以下、水蒸気濃度が約６５０ｐｐｍ以下（露点：−２５℃）であるような雰囲気を言う。但し、この雰囲気中には、水素が１〜２０％程度含まれていても良い。また、ベースとなるガスはＮ2やＡｒ等の不活性ガスである。ＣＡＬの抽出温度は７００〜９００℃程度であり、ＣＡＬの均熱帯（後記図４参照）の在炉時間は、６０〜２４０秒程度である。
【００２２】
本発明では、連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うものであるが、本発明で想定している送給ロールは、鋼材ロールそのものは勿論のこと、鋼材ロール表面の溶射皮膜等の皮膜中に、Ｆｅよりも酸化されやすい元素（具体的には、Ａｌ,Ｃｒ,Ｚｎ,Ｍｇ,Ｃａ,Ｚｒ,Ｙ,Ｓｉ,Ｍｎ,Ｎａ,Ｐ,Ｖ,Ｔｉ,Ｌｉ等）が酸化物以外の状態（例えば、合金成分等）で含有する場合も含むものである。例えば、Ｃｒが多量に含有された耐熱鋼で作製されたロールや、一般的にＭＣｒＡｌＹとして知られる溶射皮膜を表面に形成したロール、更にＣＶＤ等でアルミナイジングされたＮｉＡｌ合金等からなるロールを含む趣旨である。
【００２３】
本発明では、連続焼鈍炉において、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入するものであるが、こうした装置構成を図面に基づいて説明する。連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）の装置構造を模式的に図２に示す。ＣＡＬでは、予熱帯、加熱帯、均熱帯および冷却帯の各領域に画成されており、鋼板ストリップが多数のロール（送給ロール）によって上記各領域を順次通板されるように構成されている。
【００２４】
本発明方法を実施するに当たっては、酸化性のガス（酸化性ガス）を導入する機構（ガス導入機構）を設けることによって（図２）、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する。図３は、ガス導入機構の一例を示す概略説明図である。この構成では、酸化性ガスを酸化性ガスノズル管に送り、この酸化性ガスノズル管に形成された多数のノズル孔からロール（図３では「ハースロール」と表示）と鋼板ストリップ（図３では「鋼板」と表示）の隙間に酸化性ガスを導入するように構成されている。
【００２５】
図４は、ガス導入機構の他の例を示す概略説明図である。この構成では、酸化性ガスをロール（ハースロール）の内部の空間（図示せず）に送り込むと共に、この空間に連通し、ロール表面に多数形成された噴出孔（酸化性ガス噴出孔）から、ロール（図４では「ハースロール」と表示）と鋼板ストリップ（図４では「鋼板」と表示）の隙間に酸化性ガスを導入するように構成されている。
【００２６】
いずれの構成を採用しても、ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性ガスを効果的に導入できるようになっている。
【００２７】
ガス導入機構は、均熱帯の出口（冷却帯入口）から数えて１０ロール目までの中から少なくとも１つのロールに設けることが好ましい。この１０ロール目までであれば、どこに設置しても良い。これは、鋼板温度が７００℃程度で接触するロールであり、還元反応による金属Ｆｅの生成が起こりやすいという理由からである。ガス導入装置の数は多い方が好ましいが、１０個以上設けてもその効果が飽和することになる。ガス導入装置は、必要に応じて加熱帯、予熱帯、冷却帯に設けることもできる。酸化性ガスとしては、酸素や水蒸気等を含むガスを用い、窒素ガスやアルゴンガスで希釈することによって、所定の濃度とすれば良い。酸化性ガスの成分としては、上記の他、二酸化炭素等を含ませることもできる。
【００２８】
前記酸化性ガスは、濃度１００〜５０００ｐｐｍの酸素および／または濃度１０００〜５００００ｐｐｍの水蒸気を含むガスを用いることが好ましい。酸化性ガス中の酸素濃度を１００ｐｐｍ以上、または水蒸気濃度を１０００ｐｐｍ以上とすることで、還元鉄の生成を十分に抑制することができる。また、酸素濃度を５０００ｐｐｍ以下、または水蒸気濃度を５００００ｐｐｍ以下とすることによって、ＣＡＬ内全体での酸化性ガス濃度の増加を抑制し、溶射皮膜と反応するスケール量を抑制することができる。
【００２９】
本発明で対象とする鋼板は、冷延鋼板として使用できる限りその化学成分組成は特に限定されないが、例えばＣ：０．０４〜０．２０％、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％、Ａｌ：０．０６％以下（０％を含まない）を夫々含有するものが挙げられる。各元素の添加理由は、以下の通りである。
【００３０】
［Ｃ：０．０４〜０．２０％］
Ｃは、鋼材（即ち、鋼板）の強度を高めるのに有効な元素であり、０．０４％以上含有させることが好ましい。しかしながら、Ｃ含有量が０．２０％を超えて過剰になると、加工性が低下することになる。より好ましいＣ含有量は、０．０５％以上（更に好ましくは０．０６％以上）、０．１５％以下（更に好ましくは０．１２％以下）である。
【００３１】
［Ｓｉ：０．１〜３．０％］
Ｓｉは、鋼材（即ち、鋼板）の強度を発現しつつ、延性や加工性を確保できる重要な元素であり、高強度鋼板に最低限必要なＳｉ量としてその下限を０．１％とすることが好ましい。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰になると、延性を損なうため、３．０％以下とすることが好ましい。より好ましいＳｉ含有量は、０．５％以上（更に好ましくは０．８％以上）、２．５％以下（更に好ましくは２．０％以下）である。
【００３２】
［Ｍｎ：０．１〜３．０％］
Ｍｎは、鋼板の強度および靭性を確保するために重要な元素であり、高強度鋼板に最低限必要なＭｎ量としてその下限を０．１％とすることが好ましい。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、延性を損なうため、３．０％以下とすることが好ましい。より好ましいＭｎ含有量は、０．２％以上（更に好ましくは０．５％以上）、２．５％以下（更に好ましくは２．０％以下）である。
【００３３】
［Ａｌ：０．０６％以下（０％を含まない）］
Ａｌは、製鋼段階での脱酸のために、および焼ならし加熱の際にオーステナイト結晶粒の粗大化を防止するために有効な元素である。しかしながら、Ａｌ含有量が０．０６％を超えると、その効果が飽和することに加えて、結晶粒が不安定になる。Ａｌ含有量は、より好ましくは０．０５％以下（更に好ましくは０．０４％以下）である。
【００３４】
上記Ｃ、Ｓｉ、ＭｎおよびＡｌ以外の残部は、鉄であってもよい。残部が鉄の場合、不可避的不純物（例えば、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不純物（Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｏ等））が鋼板中に含まれることは、当然に許容される。これらの不純物のうち、Ｐ、ＳおよびＮについては、下記のように低減することが好ましい。
【００３５】
［Ｐ：０．０２％以下（０％を含まない）］
Ｐは不可避的に含有される元素であるが、微量のＰの存在はセメンタイトの析出を遅延し変態を抑制する。しかしながら、Ｐ含有量が過剰になると、延性の劣化とめっき密着性の悪化を招くため、その上限を０．０２％に止めることが好ましい。Ｐ含有量は、より好ましくは０．０１０％以下（更に好ましくは０．００５％以下）である。尚、工業生産上、鋼材中のＰ含有量を０％にすることは困難である。
【００３６】
［Ｓ：０．００４％以下（０％を含まない）］
Ｓは不可避的に含有される元素であるが、硫化物系介在物（ＭｎＳ）を形成し、これが鋼板の熱間圧延時に偏析することにより、鋼板を脆化させるので、０．００４％に止めることが好ましい。Ｓ含有量は、より好ましくは０．００３％以下（更に好ましくは０．００２％以下）である。尚、工業生産上、鋼材中のＳ含有量を０％にすることは困難である。
【００３７】
［Ｎ：０．０１％以下（０％を含まない）］
Ｎは粗大な窒化物を形成して曲げ性や穴拡げ性を劣化させ、且つ溶接時のブローホールの原因となるので、不可避的不純物として混入する場合、その上限を０．０１％に止めることが好ましい。Ｎ含有量は、より好ましくは０．００５％以下（更に好ましくは０．００２％以下）である。
【００３８】
本発明で対象とする鋼材には、必要に応じて下記に示す種々の選択元素を含有させても良く、含有される元素の種類に応じて鋼材の特性が更に改善される。これらの元素を含有させるときの含有量および限定理由は以下の通りである。
【００３９】
［Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：１％以下（０％を含まない）およびＷ：０．３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
【００４０】
Ｃｒ、Ｎｂ、ＶおよびＷは、いずれも鋼板の強度を高めるのに有効な元素であり、必要に応じて含有させることができる。このうち、Ｃｒは鋼板および冷間鍛造品の強度を付与する上で有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．０１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．０４％以上）。しかしながら、Ｃｒ含有量が２％を超えて過剰になっても、延性が低下することになる。Ｃｒ含有量は、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１％以下）である。
【００４１】
Ｎｂは、微量の添加で微細組織を得ることができ、靭性を損なわずに高強度化が図れる元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．００５％以上）。しかしながら、Ｎｂ含有量が過剰になると、炭化物が多量に生成し、マルテンサイトの体積率減少、或はその析出強化により強度と加工性のバランスが劣化する。こうしたことから、Ｎｂ含有量は１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．５％以下（更に好ましくは０．１％以下）である。
【００４２】
Ｖは、Ｎｂと同様に微量の添加で微細組織を得ることができる元素であり、鋼板の強度向上に寄与する。こうした効果を発揮させるためには、０．００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．００５％以上）。しかしながら、Ｖ含有量が過剰になると、コスト高の原因となるだけでなく、降伏点（降伏比）を上昇させて加工性を低下させる。こうしたことから、Ｖ含有量は１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．５％以下（更に好ましくは０．１％以下）である。
【００４３】
Ｗは、析出物強化、フェライト結晶粒の成長抑制による微細強化および再結晶の抑制を通じた転位強化により、鋼板の強度向上に寄与する。こうした効果を発揮させるためには、０．００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．００５％以上）。しかしながら、Ｗ含有量が過剰になると、炭・窒化物の析出が過剰となり、成形性の劣化を招くことになる。こうしたことから、Ｗ含有量は０．３％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．２％以下（更に好ましくは０．１％以下）である。
【００４４】
［Ｎｉ：２％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：２％以下（０％を含まない）およびＢ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏおよびＢは、いずれも鋼板の焼入れ性を向上させる元素である。このうちＮｉは、適量含有させることによって、ＣＡＬ焼鈍、冷却時点でのマルテンサイト比率の増大とマルテンサイトのラス構造を微細化する作用を通じて、次工程の連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）の焼鈍時における二相域再加熱、冷却処理時の焼入れ性を良好にして、冷却後の最終的な複合組織を良好なものとし、各種成形加工性を向上させることができる。Ｎｉは微量添加することによってこうした効果を発揮できるが、こうした効果を有効に発揮させるためには、０．１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．２％以上）。しかしながら、Ｎｉは高価な元素であるので、製造コストの点からその含有量は２％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１．０％以下）である。
【００４５】
ＣｕはＮｉと同様に焼入れ性を向上させる元素であり、Ｎｉと同様の作用により各種成形加工性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、０．１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．２％以上）。しかしながら、Ｃｕは高価な元素であるので、製造コストの点からその含有量は２％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１．０％以下）である。
【００４６】
Ｍｏは、ＣｕやＮｉと同様に焼入れ性を向上させる元素であり、Ｎｉと同様の作用により各種成形加工性を向上させるのに有効な元素である。また、めっき性を損ねることなく、固溶強化を図る上でも有効な元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、０．１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．２％以上）。しかしながら、Ｍｏは高価な元素であるので、製造コストの点からその含有量は２％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．５％以下（更に好ましくは１．０％以下）である。
【００４７】
Ｂも鋼板の焼入れ性を向上させる元素であるが、こうした効果を有効に発揮させるためには、０．０００１％以上含有させることが好ましい（より好ましくは０．０００２％以上）。しかしながら、Ｂ含有量が過剰になるとめっき性が劣化するので、０．０１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．００５％以下（更に好ましくは０．００１％以下）である。
【００４８】
［Ｔｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｍｇ：０．０３％以下（０％を含まない）、およびＲＥＭ：０．０３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
Ｔｉ、Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭ（希土類元素）は、いずれも脱酸剤として用いられる元素である。こうした効果を発揮させるためには、Ｔｉで０．０１％以上（より好ましくは０．０２％以上）、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭで０．００２％以上（より好ましくは０．００３％以上）含有させることが好ましい。しかしながら、これらの含有量が過剰になると、成形性が劣化するので、好ましくはＴｉで０．１％以下、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭで０．０３％以下、より好ましくはＴｉで０．０８％以下（更に好ましくは０．０５％以下）、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭで０．０２％以下（更に好ましくは０．０１％以下）である。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５０】
［実施例１］
下記表１に示す化学成分組成の鋼材スラブ（鋼種Ａ〜Ｗ）を熱間圧延した後、酸洗によりスケーリング除去して、更に冷間圧延することによって、板厚：２．０ｍｍの薄鋼板を作製した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
得られた各種薄鋼板を連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）にて焼鈍を実施した。このときの焼鈍では、予熱帯−加熱帯（前記図４参照）にて４００秒で９００℃まで昇温し、２１０秒間、９００℃で均熱帯において均熱保持し、その後冷却帯で冷却した。また、焼鈍の際には、下記表２に示す酸化性ガス（窒素ガスで希釈）を、ガス導入機構を用いて（前記図５参照）、ロールと鋼板ストリップの間に酸化性ガスを導入した。酸化性ガスの導入機構は、均熱帯の出口近傍に配置した。
【００５３】
得られた薄鋼板について、ピックアップ疵の有無を評価した。この評価に当たっては、ピックアップ疵の発生までの時間（ロールの交換が行われた後の最初の操業開始時点からピックアップ疵の発生までの時間）で評価した。評価基準は下記の通りである。その結果を、装置設置数（ガス導入機構の設置数）と共に、下記表２に示す。
[ピックアップ疵の評価基準]
２０時間以下：×（不合格）
５０時間以下：△（合格）
１００時間以下：○（合格）
１００時間超：◎（合格）
【００５４】
【表２】
【００５５】
この結果から次のように考察できる。まずロールと鋼板ストリップの間に酸化性ガスを導入しなかったものでは（試験Ｎｏ．１）、ピックアップ疵発生までの時間が短くなっており、表面性状が良好になっていないことが分かる。
【００５６】
これに対し、ロールと鋼板ストリップの間に酸化性ガスを導入したものでは（試験Ｎｏ．２〜２４）、ピックアップ疵発生までの時間が長くなっており、表面性状が優れたものとなっていることが分かる。特に、酸化性ガス中の酸素濃度や水蒸気濃度を適正な範囲に設定したものでは（試験Ｎｏ．３〜６、８〜１１、１４〜１７、１９〜２４）、特に良好な結果（評価：○、◎）が得られていることが分かる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うことを特徴とする表面性状に優れた冷延鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記酸化性のガスは、濃度１００〜５０００ｐｐｍ（体積基準）の酸素および／または濃度１０００〜５００００ｐｐｍの水蒸気を含むガスである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記鋼板は、Ｃ：０．０４〜０．２０％（質量％の意味。鋼板の化学成分において以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％およびＡｌ：０．０６％以下（０％を含まない）を夫々含有するものである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記鋼板は、更にＣｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：１％以下（０％を含まない）およびＷ：０．３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するものである請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記鋼板は、更にＮｉ：２％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：２％以下（０％を含まない）およびＢ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項３または４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記鋼板は、更にＴｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｍｇ：０．０３％以下（０％を含まない）およびＲＥＭ：０．０３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項３〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
冷間圧延に続いて配置される連続焼鈍炉において、その雰囲気が非酸化性雰囲気に制御されると共に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する機構が設けられたものであることを特徴とする表面性状に優れた冷延鋼板の製造装置。
【請求項１】
冷間圧延に続いて非酸化雰囲気の連続焼鈍炉内で焼鈍を行う際に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入しつつ焼鈍を行うことを特徴とする表面性状に優れた冷延鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記酸化性のガスは、濃度１００〜５０００ｐｐｍ（体積基準）の酸素および／または濃度１０００〜５００００ｐｐｍの水蒸気を含むガスである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記鋼板は、Ｃ：０．０４〜０．２０％（質量％の意味。鋼板の化学成分において以下同じ。）、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜３．０％およびＡｌ：０．０６％以下（０％を含まない）を夫々含有するものである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記鋼板は、更にＣｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：１％以下（０％を含まない）およびＷ：０．３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するものである請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記鋼板は、更にＮｉ：２％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：２％以下（０％を含まない）およびＢ：０．０１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項３または４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記鋼板は、更にＴｉ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｍｇ：０．０３％以下（０％を含まない）およびＲＥＭ：０．０３％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項３〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
冷間圧延に続いて配置される連続焼鈍炉において、その雰囲気が非酸化性雰囲気に制御されると共に、送給ロールと鋼板ストリップの隙間に酸化性のガスを導入する機構が設けられたものであることを特徴とする表面性状に優れた冷延鋼板の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２６９６４（Ｐ２０１２−１２６９６４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９８０４（Ｐ２０１０−２７９８０４）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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