(57)【要約】【課題】９５０℃以上の温度条件下においてもピックアップの発生を十分に抑制可能な鋼板の焼鈍方法及び焼鈍炉を提供すること。【解決手段】本発明に係る鋼板の焼鈍方法は、鋼板を支持、搬送するハースロールを備える焼鈍炉における鋼板の焼鈍方法であって、炉温が９５０℃以上となる領域に配置されるハースロールとして、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いた主成分が窒化珪素であるフルセラミックハースロールを用いることを特徴とする。なお、焼鈍炉内でフルセラミックハースロールと他の材質のハースロールとが混在する場合、ハースロール間のトルク差が５％以下となるように各ハースロールのトルクを調整することが望ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を支持、搬送するハースロールを備える焼鈍炉における鋼板の焼鈍方法であって、
炉温が９５０℃以上となる領域に配置されるハースロールとして、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いた主成分が窒化珪素であるフルセラミックハースロールを用いることを特徴とする鋼板の焼鈍方法。
【請求項２】
焼鈍炉内で前記フルセラミックハースロールと他の材質のハースロールとが混在する場合、ハースロール間のトルク差が５％以下となるように各ハースロールのトルクを調整するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項３】
鋼板を支持、搬送するハースロールを備える鋼板の焼鈍炉であって、
炉温が９５０℃以上となる領域に配置された、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いた主成分が窒化珪素であるフルセラミックハースロールを備えることを特徴とする鋼板の焼鈍炉。
【請求項４】
焼鈍炉内で前記フルセラミックハースロールと他の材質のハースロールとが混在する場合、ハースロール間のトルク差が５％以下となるように各ハースロールのトルクを調整する手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の鋼板の焼鈍炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の焼鈍方法及び焼鈍炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、薄板等の鋼板の製造ラインでは、圧延後の鋼板を焼鈍する工程が表面塗装等の所定工程の前に行われている。ここで、焼鈍炉内のハースロール表層の材質としては、高温条件下で優れた耐熱性及び耐熱膨張性を有すると共に適度な硬さを有することが求められ、一般に金属製の芯体黒鉛質の炭素材料が用いられている。例えば特許文献１，２には、８００℃以上の温度条件下においては、９８％以上の炭素純度を有する黒鉛質炭素材料であって、かさ比重１．６５以上、固有抵抗１０００μΩ・ｃｍ以下、黒鉛化度０．６０以上であることがロール材質として適切であると記載されている。また、特許文献３には、さらに高温の９００℃以上の温度条件下では、特許文献１，２に記載されている材質のロールでは、そのショア硬さの低さから使用中に酸化損耗が急激に拡大し、ロール表面に局部的に凹部が発生し、ピックアップ発生の原因になると記載されている。このため、特許文献３には、硬さ５０以上、気孔率５〜１５％で黒鉛化度が０．６％以上の特性を有するロールが最適であると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第２６０３５７８号明細書
【特許文献２】特公昭４４−３６９４号公報
【特許文献３】特開昭５７−１３７４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献３には、ロールのショア硬さを上げることがピックアップの発生を抑制する上で有効であると記載されている。しかしながら、本発明の発明者らが行った実験によれば、Ｓｉ含有量の高い鋼板（例えばＳｉ含有量３％程度）の焼鈍工程において９５０℃以上の温度条件下で焼鈍した場合には、特許文献３に記載の特性範囲内のカーボンロールであってもピックアップが発生することがわかった。つまり、ロールのショア硬さを上げるだけではピックアップの発生を十分に抑制できないことがわかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、９５０℃以上の温度条件下においてもピックアップの発生を十分に抑制可能な鋼板の焼鈍方法及び焼鈍炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る鋼板の焼鈍方法は、鋼板を支持、搬送するハースロールを備える焼鈍炉における鋼板の焼鈍方法であって、炉温が９５０℃以上となる領域に配置されるハースロールとして、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いた主成分が窒化珪素であるフルセラミックハースロールを用いることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る鋼板の焼鈍方法は、上記発明において、焼鈍炉内で前記フルセラミックハースロールと他の材質のハースロールとが混在する場合、ハースロール間のトルク差が５％以下となるように各ハースロールのトルクを調整するステップを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る鋼板の焼鈍炉は、鋼板を支持、搬送するハースロールを備える鋼板の焼鈍炉であって、炉温が９５０℃以上となる領域に配置された、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いた主成分が窒化珪素であるフルセラミックハースロールを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る鋼板の焼鈍炉は、上記発明において、焼鈍炉内で前記フルセラミックハースロールと他の材質のハースロールとが混在する場合、ハースロール間のトルク差が５％以下となるように各ハースロールのトルクを調整する手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る鋼板の焼鈍方法及び焼鈍炉によれば、９５０℃以上の温度条件下においてもピックアップの発生を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である鋼板の焼鈍方法が適用される鋼板の焼鈍ラインの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す焼鈍炉内を鋼板が搬送される様子を示す模式図である。
【図３】図３は、断面ＥＰＭＡ分析の結果を示す図である。
【図４】図４は、ロール表面観察の結果を示す図である。
【図５】図５は、軸振動測定の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の発明者らは、Ｓｉ含有量が高い鋼板の焼鈍工程において、９５０℃以上の温度条件下においてもピックアップの発生が極めて少ないハースロールについて検討した。ロール材質として一般的なカーボンは鋼板表面の鉄粉等と酸化還元反応し、ロール表面に局部的に凹部が発生する。そして、その凹部に鉄粉等の凝集粒子が埋まり、鋼板との摩擦で自転成長し、成長した凝集粒子塊がロール表面に突出してピックアップが発生する。このことに着目し、鋼板との反応性が低い材質としてセラミックについて検討を進めた。まず、焼結助剤について検討を行ったところ、Ｍｇ系の焼結助剤を用いたセラミックは、Ｍｇが酸化しやすいため鋼板表面のＡｌやＳｉと反応し（例えば、４Ａｌ２Ｏ３＋３Ｍｇ→３Ａｌ２ＭｇＯ４＋２Ａｌというような反応等）、ピックアップを誘発することを確認した。一方、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いたセラミックは鋼板と反応せず、カーボンロール表層では凹部が生じてピックアップの起点となるのに対して、表層は美麗なままであり、耐ピックアップ性に優れることを確認した。このことから、焼結助剤としてＡｌ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３を重量％で５〜２０％含有することが望ましい。
【００１３】
なお、安価化のために金属製ロールの表層にセラミック層を取り付けたセラミックスリーブロールについて検討を行ったが、長期使用後の軸振動が大きく、耐久性の面で実用化に不適であることが確認された。これに対して、シャフト部及びロール本体の全てがセラミックにより形成されているフルセラミックハースロールは、カーボンハースロールと比較して軸振動が小さく、耐久性にも優れることを確認した。このことから、フルセラミックハースロールによれば、補修費を削減できる。また、焼鈍炉内のハースロールとしては、カーボンや耐熱合金製のハースロールが一般的に用いられるが、それらとフルセラミックハースロールが混在する条件下においてロール周速を一律に設定すると、フルセラミックハースロール近傍の他材質のハースロールの表面が損耗し、ピックアップが助長されることが判明した。材質により摩擦係数が異なることから、これは鋼板の搬送量のバランスが崩れたことが原因と考えられる。そこで、全ハースロールのトルクが同程度となるように調整を行ったところ、該当カーボンハースロールでのピックアップの発生頻度は他のカーボンハースロールでのピックアップの発生頻度と同程度まで低減した。このことから、フルセラミックハースロールは、トルク調整によって他材質のハースロールと混在させて操業することが可能であり、段階的及び選択的なセラミックハースロールの導入にも対応可能であることが確認された。
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼板の焼鈍方法について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態である鋼板の焼鈍方法が適用される鋼板の焼鈍ラインの構成を示す模式図である。図２は、図１に示す焼鈍炉４内を鋼板Ｓが搬送される様子を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である鋼板の焼鈍方法が適用される鋼板の焼鈍ライン１では、入側のコイル２から払い出された鋼板Ｓは、表面に付着した圧延油や鉄粉等を除去するために洗浄セクション３にてアルカリ洗浄される。その後、焼鈍炉４において鋼板Ｓの連続焼鈍が行われる。図２に示すように、焼鈍炉４内では、鋼板Ｓに歪みを与えないように鋼板Ｓはハースロール１１により水平方向に支持、搬送される。図１に戻り、焼鈍炉４で焼鈍された鋼板Ｓは、次にコーター５に送られ、コーター５により鋼板Ｓの表面にコート液が塗装される。次に、表面にコート液が塗装された鋼板Ｓは焼付炉６に搬送され、焼付炉６においてコート液の乾燥及び焼付が行われる。その後、鋼板Ｓは焼鈍ライン１の出側でコイル７として巻き取られる。
【００１６】
本発明に係るハースロールは、シャフト部及びロール本体の全てがＡｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いた主成分が窒化珪素であるフルセラミックハースロールであり、焼鈍炉４内において炉温が９５０℃以上、好ましくは９００℃以上となる領域に導入することにより、ピックアップの十分な低減効果を発揮できる。また、ハースロール１１としてカーボンハースロールとフルセラミックハースロールとが混在する場合、トルクを調整する必要がある。トルクを調整しなかった場合、フルセラミックハースロール近傍のカーボンハースロール表層の損耗が進み、その表層にて凝集粒子塊が鋼板との摩擦で自転成長し、成長した凝集粒子塊がロール表面に突出するため、ピックアップが発生する。なお、トルクとはロール回転の駆動力を意味する。トルクは、例えば駆動モータの電流値で把握でき、各ロールの電流値の差は５％以内まで許容できる。トルクは、例えば各ロールの先進率を変更する等、ロール周速を変更することにより調整することができる。
【実施例】
【００１７】
本実施例では、実験によりセラミックハースロールの焼結助剤について検討した。具体的には、Ａｌ−Ｙ系又はＭｇ系の焼結助剤を用いたセラミックハースロール片（１５ｔ×１８ｗ×３８Ｌ）を、Ｓｉを３．３ｍａｓｓ％、Ａｌを０．７ｍａｓｓ％含有する鋼板粉の上に置き、面圧調整のためセラミックハースロール片の上に３８３ｇの錘を置いた。そして、温度は１０５０℃に保持し、雰囲気は２０％Ｈ２−Ｎ２で露点を−４０℃とし１時間載置した。その結果、Ｍｇ系の焼結助剤を用いたセラミックハースロール片のみ表面に反応物が見られた。セラミックハースロール片の断面ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）分析の結果を図３に示す。図３に示すように、Ｍｇ系の焼結助剤のセラミックハースロール表層に見られた反応物は、鋼板のＳｉやＡｌと反応して生成した酸化物であることがわかった。
【００１８】
また、１ｍａｓｓ％以上のＳｉを含有する鋼板を焼鈍する焼鈍炉にて炉温９５０℃以上の領域で７ヶ月間カーボンスリーブロール及びフルセラミックハースロールを使用した後、ロール表面観察及び軸振動測定を行った。ロール表面観察及び軸振動測定の結果をそれぞれ図４（ａ），（ｂ）、図５、及び表１に示す。図４（ａ），（ｂ）に示すように、カーボンスリーブロール（Ｎｏ．４）ではカキ疵やピックアップの起点となる空孔が見られたのに対して、Ａｌ―Ｙ系の焼結助剤を用いたフルセラミックハースロール（Ｎｏ．１）では損傷が全くなく、非常に良好な状態を維持していた。また、図５に示すように、カーボンスリーブロールは振動が大きく、ガタガタと音を立てているのに対して、Ａｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いたフルセラミックハースロールは振動が小さく無音であった。また、セラミックスリーブロールは２ヶ月時点で割損した。
【００１９】
【表１】
2019157171.tif 000003
【００２０】
次に、１ｍａｓｓ％以上のＳｉを含有する鋼板を焼鈍する焼鈍炉にて炉温９５０℃以上の領域にＡｌ−Ｙ系の焼結助剤を用いたフルセラミックハースロールを使用すると共に、炉温９５０℃未満の領域にカーボンスリーブロールを使用し、その際、セラミックロールのトルクとカーボンスリーブロールのトルクを種々に変更し、それぞれ７ヶ月間の操業の後、ロール表面観察を行った。ロール表面観察結果を以下の表２に示す。表２に示すように、トルク差が１％以下であると、ピックアップの発生が観察されなかったが（評価：○）、トルク差が３％や５％ではピックアップの起点となる空孔が若干生じ（評価：△）、トルク差が５％を超えると押し疵やカキ疵等の明らかなピックアップが発生した（評価：×）。これより、セラミックロールとカーボンスリーブロールのトルク差を５％以下とすることにより、焼鈍炉の高温域にセラミックロールを、低温域にカーボンスリーブロールを併用した場合においてもピックアップを効果的に抑制できることが確認された。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
１  鋼板の焼鈍ライン
２，７  コイル
３  洗浄セクション
４  焼鈍炉
５  コーター
６  焼付炉
Ｓ  鋼板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019157171.tif 000007
【図４】
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【図５】
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