(57)【要約】【課題】加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法において、過酷な条件のもとでも鋼板表面に発生する初期錆を極力抑制して耐食性を向上する冷延鋼板の製造方法および本方法により製造された冷延鋼板を提供する。【解決手段】加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造方法において、前記連続焼鈍工程の下流側で、鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程と、該工程により酸化皮膜が除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための工程とからなる表面処理を行うことを特徴とする冷延鋼板の製造方法。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造方法において、前記連続焼鈍工程の下流側で、鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程と、該工程により酸化皮膜が除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための工程とからなる表面処理を行うことを特徴とする冷延鋼板の製造方法。
【請求項２】
鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程は酸洗で行うことを特徴とする請求項１に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項３】
酸化皮膜が溶解除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための工程は水洗で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項４】
酸洗および水洗とからなる表面処理工程を鋼帯が通板する通板速度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼帯表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることを特徴とする請求項２または３に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項５】
酸洗および水洗での鋼帯の洗浄温度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼板表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることを特徴とする請求項２または３に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項６】
最終水洗を行う工程での水洗温度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼板表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることを特徴とする請求項５に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項７】
加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て製造される冷延鋼板であって、前記連続焼鈍工程の下流側で、酸洗および水洗とからなる表面処理工程を経て、自動還元時間が４０秒以上である酸化皮膜を有していることを特徴とする冷延鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法および冷延鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄鋼板の主な用途である自動車、電気機器および建材等の分野における鋼板は、そのまま使用されることは少なく、通常はその表面を塗装して使用する。そして、塗装する場合には下地処理としてリン酸塩処理、いわゆる化成処理を施すことによって、塗料と下地鋼板との密着性を高めることが一般的に行われている。
リン酸塩処理で良好なリン酸塩皮膜を形成させて、処理鋼板表面に対する上記化成処理性を良好にすることにより、塗装後の耐食性が良好になる。
【０００３】
そのためには、前提条件として被処理面が清浄であること、さらにリン酸塩結晶の核生成や成長を阻害しない活性な表面状態に調整する必要がある。
【０００４】
従来、上述した鋼板表面を得るために、例えば、連続焼鈍ラインの焼鈍炉の出側に表面処理設備が設けられて、焼鈍後の鋼板をこの表面処理設備設備を経て冷延鋼板を製造する方法において、高張力鋼板を製造するための水冷または気水冷却よりなる連続焼鈍ラインの冷却工程で生成する着色酸化皮膜を、硫酸あるいは塩酸等の強酸溶液に浸漬する方法または強酸以外の溶液中で電解処理する方法により除去してきた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３２５７００号公報
これに対して、軟質冷延鋼板の製造を行うための加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法においては、外観上問題となるような酸化皮膜は発生せず、連続焼鈍工程の下流側で、硫酸あるいは塩酸等の強酸溶液に浸漬したり、強酸以外の溶液中で電解処理することは不必要であり、水洗処理のみを行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術には次のような問題がある。
【０００７】
加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て軟質冷延鋼板を製造する際に、製造メーカから出荷するときには品質上全く問題ない鋼板が、ある時間を経過して、客先にて厳しい使用環境にあるときなどに鋼板に点錆（初期錆）が生ずることがある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法において、過酷な条件のもとでも鋼板表面に発生する初期錆を極力抑制して耐食性を向上する冷延鋼板の製造方法および本方法により製造された冷延鋼板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法において、耐食性を向上させる方法について種々検討を重ねた。
【００１０】
まず、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て、その後水洗のみ行って常温にまで温度が下がった冷延鋼板の表面性状を詳しく調べた。その結果、鋼板表面には図３に示すような、空隙および亀裂を有する酸化皮膜が生じていることが判った。酸化皮膜に空隙および亀裂が生じるのは、連続焼鈍工程出側の鋼板温度が約９０℃であり、水洗処理後鋼板が常温にまで冷却されるために熱収縮が生じるためと考えられる。
そこで、まず連続焼鈍工程出側の鋼板温度を約２５０℃くらいにして、大気酸化を促進させて酸化皮膜を厚くすることにより耐食性を向上させようとしたが、顕著な効果は得られなかった。
【００１１】
ここで、鋼板の耐さび性は、鋼板表面に生成する酸化皮膜の安定性を示す指標である自動還元時間（τ）に対応していることが既にわかっている。すなわち、自動還元時間（τ）が長くなればさび難く、自動還元時間（τ）が短くなればさび易くなる。
【００１２】
そこで次に、連続焼鈍工程で生成されたのではなく、常温で生成した酸化皮膜を鋼帯表面に付着できれば、自動還元時間（τ）を制御し易く、耐食性に優れた冷延鋼板を得ることができることに着想した。
【００１３】
つまり、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法において、連続焼鈍工程の下流側で、鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程と、この工程により酸化皮膜が除去された鋼帯表面に緻密な酸化皮膜を再生成させるための工程とからなる表面処理を行うことにより、自動還元時間（τ）を制御しやすい酸化皮膜が生成できるとの知見を得た。ここで、鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程は酸洗で行うことが好ましい。また、この酸洗により酸化皮膜が溶解除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための工程は水洗で行うことが好ましい。ここで、酸洗とは電解酸洗および無電解酸洗を含んだものである。
【００１４】
酸洗を行うには、具体的には、高張力鋼板を製造するために行う、水冷または気水冷却する連続焼鈍工程を経て、この工程の下流側で表面処理設備を通板させるのと同じラインを通板させればよい。
【００１５】
鋼板が初期耐食性に優れることを優先して更に検討を進めた結果、連続焼鈍工程の下流側での酸洗および水洗とからなる鋼帯の表面処理工程において、自動還元時間（τ）を支配する要因が、鋼帯の表面処理工程を鋼帯が通板する通板速度または、表面処理工程における酸洗および水洗での鋼帯の洗浄温度にあることを突きとめた。
【００１６】
すなわち、連続焼鈍工程の下流側での鋼帯の表面処理工程を鋼帯が通板する速度を上昇することにより、または連続焼鈍工程の下流側での鋼帯の表面処理工程における酸洗と水洗での鋼帯の洗浄温度を上昇することにより、鋼帯表面の酸化皮膜の自動還元時間（τ）を所定の長さに制御することができるとの知見を得た。
【００１７】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下の通りである。
【００１８】
（１）加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造方法において、前記連続焼鈍工程の下流側で、鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程と、該工程により酸化皮膜が除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための工程とからなる表面処理を行うことを特徴とする冷延鋼板の製造方法。
【００１９】
（２）鋼帯表面の酸化皮膜を除去するための工程は酸洗で行うことを特徴とする上記（１）に記載の冷延鋼板の製造方法。
【００２０】
（３）酸化皮膜が溶解除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための工程は水洗で行うことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の冷延鋼板の製造方法。
【００２１】
（４）酸洗および水洗とからなる表面処理工程を鋼帯が通板する通板速度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼帯表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることを特徴とする上記（２）または（３）に記載の冷延鋼板の製造方法。
【００２２】
（５）酸洗および水洗での鋼帯の洗浄温度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼板表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることを特徴とする上記（２）または（３）に記載の冷延鋼板の製造方法。
【００２３】
（６）最終水洗を行う工程での水洗温度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼板表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることを特徴とする上記（５）に記載の冷延鋼板の製造方法。
【００２４】
（７）加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て製造される冷延鋼板であって、前記連続焼鈍工程の下流側で、酸洗および水洗とからなる表面処理工程を経て、自動還元時間が４０秒以上である酸化皮膜を有していることを特徴とする冷延鋼板。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に用いる表面処理設備の一例を模式的に示す縦断面図である。
【００２６】
図１において、表面処理設備は連続焼鈍炉１の出側に設けられており、表面処理設備には複数の処理槽２と、この処理槽内の液体の温度を上昇させるため、および処理槽に装入する処理水（ろ過水）の温度を上昇させるための蒸気を装入するための蒸気配管４と、処理槽の上方および各処理槽間の上方ならびに各処理槽２の内部に設けられた搬送ロール３ａ、３ｂとを備えている。
【００２７】
また、各処理槽の液体が循環タンクとの間を常時循環して処理槽内の液体の温度を常に一定に保つようにするための循環タンクが設けられている場合もある。
【００２８】
前記処理槽２は、図１に示す一例においては、連続焼鈍炉１の出側すなわち表面処理設備の最入側より順に、▲１▼〜▲７▼の７個の処理槽からなる。
【００２９】
処理槽▲１▼は、連続処理炉から出た鋼帯の温度を水を噴き付けることによって下げるための冷却（クーリング）を行う槽である。
【００３０】
処理槽▲２▼および▲３▼は、処理槽▲１▼によるクーリング後の鋼帯を酸による電解酸洗を行う槽である。この槽での電解酸洗工程によって焼鈍中に鋼帯表面に生成された酸化皮膜を溶解している。
【００３１】
処理槽▲４▼は、処理槽▲２▼および▲３▼による酸洗後の鋼帯を処理水（ろ過水）により水洗浄を行う槽である。この槽での水洗工程（リンス）にて緻密な酸化皮膜を鋼帯表面に再度生成させている。
【００３２】
処理槽▲５▼は、処理槽▲４▼による水洗工程後の鋼帯をアルカリ液で中和し酸洗液残りを完全に除去する槽である。この中和工程にて水洗工程（リンス）にて生成された緻密な酸化皮膜を固定化していると考えられる。
【００３３】
処理槽▲６▼および▲７▼は、処理槽▲５▼による中和工程後の鋼帯に水を噴き付けることによってアルカリ液を洗浄する槽である。処理槽▲６▼では高温水によって洗浄するのでホットリンスと称し、処理槽▲７▼では常温の水によって洗浄するのでコールドリンスと称する。
【００３４】
連続焼鈍炉１から出た鋼帯Ｓは、処理槽２へ導かれ、搬送ロール３ｂに巻き掛けられて上方へ方向転換し、処理槽２から引き上げられた後、処理槽２間上方の搬送ロール３ａに巻き掛けられて下方へ方向転換し、次の処理槽２へ導かれる。このようにして、鋼帯Ｓは複数の処理槽２へ次々と順に浸漬される。そして、全ての処理槽２を通った鋼帯Ｓは、表面処理設備の出側に設けられた鋼帯乾燥設備５により乾燥される。
【００３５】
本発明では、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て、この連続焼鈍工程の下流側で、処理槽▲２▼および▲３▼において実施される酸洗工程において鋼帯表面に生成された酸化皮膜を溶解除去し、その後、処理槽▲４▼において実施される水洗工程にて緻密な酸化皮膜を鋼帯表面に再生成させる表面処理を行うことを特徴としている。
【００３６】
また、上記の説明では表面処理設備が連続焼鈍炉出側に設置された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。連続焼鈍工程を経た鋼帯を処理槽内を通板する工程を含む製造ラインであれば、どのようなラインにおいても、本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００３７】
次に、鋼帯表面に生成させる酸化皮膜の安定性を示す指標である自動還元時間（τ）秒について説明する。具体的には脱気した中性塩溶液中での酸化皮膜の崩壊時間を測定している。初期には鋼帯の表層に鉄酸化皮膜があるため鉄酸化物の電位を示すが、酸化皮膜が崩壊し、次第に鉄の電位へ変化する。この溶液に浸漬してから鉄の電位に変化するまでの遷移時間が自動還元時間（τ）である。したがって自動還元時間が長いものほど酸化皮膜が強固で安定であると考えられる。
一方、自動還元時間が短いものほど、鋼帯表層酸化皮膜が溶解（剥離）しやすく、化成処理性がよいとされている。
【００３８】
自動還元時間の測定は一般に以下の例のように行う。
【００３９】
中性溶液中での自動還元時間の測定方法としては、試料を電位測定装置の電解液（ＰＨ６．４のホウ酸ソーダ・塩酸緩衝液）に浸漬し、高インピーダンスのエレクトロメータ（電位差計）で飽和甘こう電極を基準に、その自然電位の時間変化を測定する。測定前に約３０分間Ｎ２ガスを吹き込み溶存酸素を除去した後、測定を開始する。
【００４０】
図２は、図１に示す表面処理設備を用いて、連続焼鈍工程を経て、この連続焼鈍工程の下流側の鋼帯を、酸洗工程および水洗工程からなる表面処理工程において、鋼帯表面に生成された酸化皮膜を酸洗工程にて溶解除去し、その後水洗工程にて緻密な酸化皮膜を鋼帯表面に再生成させる表面処理を行った後に、冷延鋼板のサンプルを取り出して自動還元時間と２週間後の錆個数を測定した結果である。
【００４１】
図２より自動還元時間（τ）（秒）を４０秒以上とすれば、その後自動還元時間（τ）（秒）を長くしても錆個数にはそれほど影響を与えないことが判る。そこで、鋼帯表面の酸化皮膜の自動還元時間を好ましくは４０秒以上とする。図２には鋼帯表面の酸化皮膜の自動還元時間を更に長くしたときの鋼帯表面の外観を目視により調べた結果を併せて示している。これによれば、発錆数および鋼帯表面外観より自動還元時間（τ）（秒）は４０≦τ≦５００が好ましい。
【００４２】
そこで、本発明では、酸洗および水洗とからなる表面処理工程を鋼帯が通板する通板速度を調整するか、または酸洗および水洗での鋼帯の洗浄温度、より好ましくは処理槽▲６▼および▲７▼の最終水洗での水洗温度を調整することにより、水洗にて再生成された鋼帯表面の酸化皮膜の自動還元時間を４０秒以上とすることことが好ましい。
【００４３】
【実施例】
図１に示す表面処理設備を備えた連続焼鈍ラインを用いて、冷延鋼板の製造を行った。用いた鋼板は、板厚０．５〜２．７ｍｍの炭素鋼である。
【００４４】
ここで、図４は、最終水洗での水洗温度を５０℃で一定としたときの鋼帯の搬送速度（ｍｐｍ）と自動還元時間（τ）（秒）との関係を示すグラフである。図４によれば、鋼帯の搬送速度が１００ｍｐｍで自動還元時間（τ）は約４５秒であり、鋼帯の搬送速度をさらに６０ｍｐｍに低下させることによって、自動還元時間（τ）をさらに長くできることが判った。
【００４５】
次に図５は、鋼帯の搬送速度を９０ｍｐｍで一定としたときの最終水洗での水洗温度（℃）と自動還元時間（τ）（秒）との関係を示すグラフである。図５によれば、最終水洗での水洗温度が約１０℃で自動還元時間（τ）は約４０秒であり、最終水洗での水洗温度をさらに６０℃に上昇させることによって、自動還元時間（τ）をさらに長くできることが判った。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造する方法において、前記連続焼鈍工程の下流側で、鋼帯表面の酸化皮膜を溶解除去するための酸洗と、該酸洗により酸化皮膜が溶解除去された鋼帯表面に酸化皮膜を再生成させるための水洗とからなる表面処理を行うことによって、鋼板表面に発生する初期錆の発生を抑え、初期耐食性の良好な冷延鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる表面処理設備の一例を模式的に示す縦断面図
【図２】図１の表面処理設備を用いて表面処理を行った後の、冷延鋼板サンプルの自動還元時間（τ）（秒）と２週間後の錆個数を測定した結果を示すグラフ
【図３】加熱・均熱後の鋼帯をガスジェット冷却および／またはロール冷却により冷却する連続焼鈍工程の下流側で、水洗のみ行って常温にまで温度が下がった冷延鋼板の表面性状を示す説明図
【図４】最終水洗での水洗温度を５０℃で一定としたときの鋼帯の搬送速度（ｍｐｍ）と自動還元時間（τ）（秒）との関係を示すグラフ
【図５】鋼帯の搬送速度を９０ｍｐｍで一定としたときの最終水洗での水洗温度（℃）と自動還元時間（τ）（秒）との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１    連続焼鈍炉
２    処理槽
３ａ  搬送ロール（処理槽間および処理槽上方）
３ｂ  搬送ロール（処理槽内）
４    蒸気配管
５    鋼帯乾燥設備
Ｓ    鋼帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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