(57)【要約】【課題】  加工性や溶融亜鉛めっき性を害することなく、スケール疵の発生を抑制することができる溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法を提案する。【解決手段】  Si含有量が0.040mass％以下である鋼スラブを熱間圧延して鋼板とした後、ランナウトテーブルにて冷却し、巻き取って熱延鋼板を製造する方法において、上記冷却に用いる冷却水の温度が36℃以上の場合には、Si含有量が0.020〜0.040mass％の鋼スラブを用い、上記冷却水の温度が36℃未満の場合には、Si含有量が0.020mass％未満の鋼スラブを使い分けることを特徴とする溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Si含有量が0.040mass％以下である鋼スラブを熱間圧延して鋼板とした後、ランナウトテーブルにて冷却し、巻き取って熱延鋼板を製造する方法において、上記冷却に用いる冷却水の温度に応じて、Si含有量の異なる鋼スラブを使い分けることを特徴とする溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
上記冷却水の温度が36℃以上の場合には、Si含有量が0.020〜0.040mass％の鋼スラブを用い、上記冷却水の温度が36℃未満の場合には、Si含有量が0.020mass％未満の鋼スラブを用いることを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法に関し、特に、スケール疵のない溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱延鋼板は、所定の成分組成に調整された鋼スラブを、加熱炉に装入して所定の温度に再加熱した後、粗圧延機にて25〜45mm程度の厚さのシートバーとし、次いでこのシートバーを複数の連続圧延機から成る仕上圧延機にて製品厚みまで圧延し、その後、仕上圧延機出側のランナウトテーブルに設置された冷却ゾーンで冷却水を噴射して所定の温度まで冷却し、コイルに巻き取ることにより製造されている。
【０００３】
熱延鋼板に発生する表面疵の１つとして、圧延中に生成する２次スケールに起因したスケール疵がある。このスケール疵は、発生率が季節によって変動し、夏期の発生率は冬期の10〜20倍となることが一般に知られている。この原因は、夏期の冷却水の温度が、冬期のそれに比べて３〜５℃程度高いため、同じ冷却水比(単位鋼材重量あたりの冷却水量)であっても、夏期の方が鋼板表面に生成する２次スケールの成長が促進されるためであると考えられている。
【０００４】
したがって、夏季に発生するスケール疵を減少させるには、冷却水の温度を冬期と同レベルまで下げる必要がある。しかし、鉄鋼製造においては、水資源を再利用する観点から、一度使用した冷却水は、不純物等の異物をろ過して除去した後、冷却装置によって冷却して再使用するのが一般的であり、製鉄プラントで使用されている通常の冷却装置では、夏期の冷却水を冬期のレベルの温度まで下げることは難しい。
【０００５】
そのため、２次スケールに起因するスケール疵を防止する技術について、従来から、多くの提案がなされている。例えば、従来から知られている技術として、鋼中のＳ含有量を0.005％以上とすることにより、スケールの剥離性を向上させる方法ある。しかし、この技術は、10〜30mm程度の巨大なスケール疵の低減に対しては効果が認められるものの、３〜５mm程度の微細なスケール疵に対しては改善効果が小さい。
【０００６】
スケール疵を防止する他の方法として、特許文献１の技術のように、熱間圧延機の入側で高圧水を噴射してスケールを剥離、除去する方法が知られている。また、仕上圧延機の出側温度の低温化や巻取温度の低温化によりスケール厚を薄くすることが有効であることも知られている。
【０００７】
しかしながら、これらの技術は、伸び等の加工性が要求される自動車用鋼板に用いられているＣ濃度が10〜50massppm程度のいわゆる極低炭素鋼ように、Ａr3変態点の温度が900℃を超えるような鋼の熱間圧延には、仕上圧延終了温度をＡr3変態点以上とすることが困難であるため、適用し難い。
【０００８】
また、非特許文献１には、アルミキルド鋼の熱間圧延において、鋼中のSi濃度を0.03％から0.05％に増大させて、スケールの成長を抑制するとともに、スケールを緻密化することにより、２次スケールに起因する疵の発生率を、Si無添加材と比較して１割程度にまで低減できることが開示されている。
【特許文献１】特開平１−２７８９０７号公報
【非特許文献１】西村ら、「熱延鋼板の咬込みスケール疵の改善」，ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ，ｖｏｌ．６（１９９３），１３２４−１３２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、熱延鋼板を酸洗したのち溶融亜鉛めっきを施して溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合には、鋼中Si濃度が0.05％以上になると、鋼板表層に濃化したSiによってめっき性が阻害されて、いわゆる「不めっき」が発生する。そのため、Siを多量に添加する必要があるこの技術は、自動車用鋼板等に用いられる溶融亜鉛めっき熱延鋼板には適用できないという問題がある。
以上説明したように、従来技術によっては、スケール疵等の表面品質、穴拡げ性、伸び等の加工性および溶融亜鉛めっき性の全ての特性を満たす熱延鋼板を製造することは難しいのが実情である。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、極低炭素鋼においても、加工性や溶融亜鉛めっき性を害することなく、スケール疵の発生を抑制することができる溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、従来技術が抱える上記問題点を解決すべく、熱延鋼板に発生するスケール疵の発生率が、冷却水の温度が高い夏期に上昇することに着目し、検討を重ねた。その結果、熱間圧延後の冷却水の温度に応じて、熱延鋼板の素材である鋼スラブのSi含有量を変えてやれば、加工性や溶融亜鉛めっき性を害することなく、スケール疵の発生を抑制できることを見出し、本発明を開発した。
【００１２】
すなわち、本発明は、Si含有量が0.040mass％以下である鋼スラブを熱間圧延して鋼板とした後、ランナウトテーブルにて冷却し、巻き取って熱延鋼板を製造する方法において、上記冷却に用いる冷却水の温度に応じて、Si含有量の異なる鋼スラブを使い分けることを特徴とする溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の製造方法である。
【００１３】
本発明の製造方法は、上記冷却水の温度が36℃以上の場合には、Si含有量が0.020〜0.040mass％の鋼スラブを用い、上記冷却水の温度が36℃未満の場合には、Si含有量が0.020mass％未満の鋼スラブを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、夏期、冬期のいずれの時期においても、スケール疵のない、加工性、めっき性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板を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】
スケール疵が夏期に多く、冬期に少ない理由について説明する。
熱間圧延後の冷却に用いられる冷却水の温度が低い冬期においては、熱間圧延終了後の鋼板表面に生成するスケールは成長し難いため、スケール厚みは、通常10μm未満となる。そのため、スケールは、その後の酸洗工程で容易に除去されるので、スケール疵は本質的に発生し難い。一方、熱間圧延後の冷却に用いられる冷却水の温度が高い夏期においては、熱間圧延終了後の鋼板表面には、スケールが生成、成長し易く、その厚みは10〜15μmにも達する。そのため、この熱延鋼板を酸洗した場合には、完全に表面に生成したスケールを除去することができずに一部が残留して、これが、スケール疵となるのである。
【００１６】
そこで、夏期におけるスケール疵を防止するには、上記スケールの成長を抑制することが必要であり、そのためには、溶融亜鉛めっきにおけるめっき性を阻害しない範囲内で、Si濃度が高いスラブを熱延鋼板の素材として用いることが効果的である。すなわち、Siを鋼スラブに適量添加した場合には、鋼板表層に存在するSiと、鋼板表面に生成したスケール中のFeＯと反応して、鋼板表層にSiＯ2層を生成する。このSiＯ2層は、その後に生成するスケールの生成を抑制する作用がある。そのため、鋼板表面に生成するスケール厚みは10μm未満になって、酸洗工程でのスケール除去性が向上し、スケール疵が防止できる。
【００１７】
一方、スケール疵が発生し難い冬期には、上記に提案したような、Siの添加によるSiＯ2層の形成は不要となる。そればかりか、Siを添加した場合には、鋼板表面のSiとスケール中のFeＯとの反応が減少するため、鋼板表面には過剰なSiが存在することとなり、却って、溶融亜鉛めっきのめっき性を悪化させるという別の弊害をもたらす。したがって、冷却水の温度が低い冬期には、鋼スラブ中のSiは低くする必要がある。
【００１８】
ここで、本発明においては、上記夏期および冬期の区分は、冷却水の温度で行う。すなわち、冷却水の平均温度が36℃以上となる時期を夏期、冷却水の温度が36℃未満の時期を冬期と定義する。図１は、工程材において、鋼中Si含有量とスケール疵発生率および不めっきの発生率との関係を、冬期と夏期に分けて調査した結果を示したものである。ここで、上記不良の発生率(％)は、調査したコイル総数に対する不良発生コイル数として求めた。また、不良コイルの定義は、スケール疵、不めっきとも目視観察したときに、発生が１箇所でも認められたものとした。ここで、スケール疵の発生率は１％程度までは許容されるが、不めっき発生率は０％とする必要がある。なお、夏期における水温の上限は42℃程度、冬期における水温の下限は25℃程度であった。図１から明らかなように、夏期と冬期とでは、スケール疵や不めっきの発生率に対する鋼中Si含有量の影響が大きく変化していることがわかる。発明者らは、上記のような結果を基に、さらに、冷却水温度および鋼中Si含有量と不良発生との関係を調査した。その結果、スケール疵および不めっきの発生を防止するには、以下の方法が有効であることがわかった。
【００１９】
すなわち、上記冷却水の温度が36℃以上となる夏期においては、Siが0.020〜0.040mass％含有する鋼スラブを溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の素材として用いる。Siが0.020mass％未満では、スケール疵を防止する効果がなく、逆に、0.040mass％を超えると、溶融亜鉛めっき性を阻害するからである。一方、上記冷却水の温度が36℃未満となる冬期においては、Siが0.020mass％未満含有する鋼スラブを溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の素材として用いる。Siが0.020mass％以上では、溶融亜鉛めっき性が阻害されるからである。
【００２０】
Si含有量の異なる鋼スラブを夏期と冬期で使い分ける方法は、例えば、Siが0.020〜0.040mass％含有する鋼スラブと、Siが0.020mass％未満の鋼スラブを予め製造しておき、冷却水の変動に応じて、熱延鋼板の素材として供給する鋼スラブを選択する方法、あるいは、冷却水の変動に応じて、製造する鋼スラブのSi含有量を変更する方法のいずれの方法、あるいは上記２つの方法を併用する方法のいずれでもよい。
【実施例１】
【００２１】
表１に示したように、Si含有量を0.005〜0.045mass％の範囲で変化させた５種類の極低炭素鋼を、通常公知の方法で溶製し、連続鋳造して鋼スラブとした。次いで、これらの鋼スラブをそれぞれ２つのグループに分け、表２に示したように、１つのグループの鋼スラブは、冷却水の温度が36℃以上の夏期に、残りのグループの鋼スラブは、冷却水の温度が30℃以下の冬期に、それぞれ熱間圧延して熱延鋼板とし、酸洗後、溶融亜鉛めっきを施し、溶融亜鉛めっき熱延鋼板とした。この際、酸洗ラインでは、スケール疵の発生の有無を目視観察し、スケール疵の発生が少しでも認められたものは×、スケール疵の発生が全く認められなかったものを○と評価した。また、連続溶融めっきラインでは、溶融亜鉛めっき鋼板の表面を目視観察し、不めっきの発生が少しでも認められたものは×、不めっきの発生が全く認められなかったものを○と評価した。そして、総合評価として、スケール疵、不めっきのいずれも発生しなかったものを◎、いずれかでも認められた場合は×と評価した。
【００２２】
結果を、表２中に併記して示した。この表２から、冷却水の温度が高い夏期には、Si含有量が0.020〜0.040mass％の範囲で、一方、冷却水の温度が低い冬期には、Si含有量が0.020％未満の範囲で、スケール疵、不めっきのいずれの欠陥も発生していない。溶融亜鉛めっき用熱延鋼板の素材として、夏期と冬期で、Si含有量の異なる鋼スラブを使い分けることの有効性が確認できた。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】スケール疵、不めっきの不良発生率に及ぼすSi含有量の影響を、夏期と冬期で比較したグラフである。
【図１】
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