(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンデム圧延機を用いた冷間圧延において溶融金属めっき用素材鋼板を圧延する際に、ロール周方向に形成された溝を有し、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が下記式(1) を満足するワークロールを用いることを特徴とする溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法。
記
Ｌ＞10／（ｔａｎα）（μm ）…………(1)
なお、上記式(1) 中、αは、ロールと被圧延材である溶融金属めっき用素材鋼板との接触角を示す。
【請求項２】
タンデム圧延機を用いた冷間圧延において溶融金属めっき用素材鋼板を圧延する際に、ロール周方向に形成された溝を有し、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が下記式(2) を満足するワークロールを用いることを特徴とする溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法。
記
Ｌ＞ＲZ ／（ｔａｎα）（μm ）………(2)
なお、上記式(2) 中、αは、ロールと被圧延材である溶融金属めっき用素材鋼板との接触角を示す。
【請求項３】
前記ワークロールが、タンデム圧延機の最終スタンドより前のスタンドのワークロールであることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の冷間圧延方法で得られた溶融金属めっき用素材鋼板に溶融金属めっきを施した後、加熱合金化処理を施すことを特徴とする合金化溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンデム圧延機を用いた溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法および該冷間圧延方法を用いた合金化溶融金属めっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷間圧延前の熱延コイルの状態でのコイルハンドリング時などにおいては、鋼板同士のこすれや融着などの現象によって、鋼板表面に、凹凸を有する微小な表面欠陥が発生するケースが多い。
冷間圧延前の微小な凹み欠陥は、熱延コイルの酸洗設備への払出し時、酸洗終了後の鋼板巻取り時および冷間圧延設備へのコイル払出し時に発生する場合が多く、また、熱延コイルの状態でのハンドリング時の鋼板同士のこすれなどによる傷は、コイル払出し時もしくは鋼板巻取り時に限らず発生し易い。
【０００３】
上記した欠陥の大きさは、大小さまざまでばらつきがあるが、十μm 程度の凹み深さを有している。
上記した欠陥の凹み傷の部分では、冷間圧延時にロールとの間で圧延油が封じ込まれてしまい、未圧延部として残存し、オイルピットが生成する。
一方、本発明者は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造時に合金化むらが発生した部分のめっきを剥離し、素材鋼板表面のプロフィールを測定した。
【０００４】
得られた結果を図１〜図３に示す。
図１〜図３に示すように、合金化むら部分には、10μm 程度の深さの凹み傷が見られた。
従来、この程度の凹み傷は冷間圧延においては問題とはならなかったが、上記調査結果から、冷間圧延鋼板が溶融金属めっき用素材鋼板である場合、溶融金属めっきを施す際に凹み傷部でめっき付着量むらが増幅され、めっき後、合金化処理を施す際に、凹み傷部で合金化むらが発生し、模様となって残ってしまうことが分かった。
【０００５】
すなわち、本発明者は、冷間圧延鋼板における凹み傷の存在は、溶融金属めっきにおけるめっき付着量むらおよび合金化溶融金属めっき鋼板の合金化むらをもたらし、その結果、合金化溶融金属めっき鋼板を製造する際の歩留りを低下する大きな要因となることを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、溶融金属めっき鋼板におけるめっき付着量むらを防止し、合金化溶融金属めっき鋼板の合金化むらの発生を防止することが可能な溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法および該冷間圧延方法を用いた合金化溶融金属めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、冷間圧延前に発生した凹み傷が冷間圧延後もオイルピットとして残存し、オイルピット部における溶融金属めっきのめっき付着量むらが合金化むらをもたらすことに着目した。
この結果、鋼板の凹み傷と同程度の深さの溝をロール周方向に有するワークロール、より好ましくは、鋼板の凹み傷に埋没しない深さおよび長さの溝状部をロール周方向に有するワークロールを用いて溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延を行うことによって、凹み傷の肩部にロール表面の溝形状が転写され、オイルの排出が促進され、オイルピットが発生せず、圧延によって凹み欠陥が消去できることを見出した。
【０００８】
さらに、溶融金属めっき用素材鋼板を上記したワークロールを用いて冷間圧延した後、溶融金属めっきを行うことによって、溶融金属めっきのめっき付着量むらの発生が防止され、この結果、合金化溶融亜鉛めっきなどの合金化溶融金属めっきにおける合金化むらを防止することが可能であることを見出し、本発明に想到した。
【０００９】
すなわち、第１の発明は、タンデム圧延機を用いた冷間圧延において溶融金属めっき用素材鋼板を圧延する際に、ロール周方向に形成された溝を有し、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が下記式(1) を満足するワークロールを用いることを特徴とする溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法である。
【００１０】
Ｌ＞10／（ｔａｎα）（μm ）…………(1)
第２の発明は、タンデム圧延機を用いた冷間圧延において溶融金属めっき用素材鋼板を圧延する際に、ロール周方向に形成された溝を有し、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が下記式(2) を満足するワークロールを用いることを特徴とする溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法である。
【００１１】
Ｌ＞ＲZ ／（ｔａｎα）（μm ）………(2)
なお、前記式(1) 、(2) 中、αは、ロールと被圧延材である溶融金属めっき用素材鋼板との接触角、すなわち、鋼板とロールが接触する円弧部分とロール中心とがなす角度を示す。
前記した第１の発明〜第２の発明においては、前記ワークロールが、複数スタンドから構成されるタンデム圧延機の最終スタンドより前のスタンドのワークロールであることが好ましい。
【００１２】
前記した第１の発明〜第２の発明は、より好ましくは、溶融亜鉛めっき用素材鋼板である溶融金属めっき用素材鋼板の冷間圧延方法として適用される。
第３の発明は、前記した第１の発明〜第２の発明の冷間圧延方法で得られた溶融金属めっき用素材鋼板に溶融金属めっきを施した後、加熱合金化処理を施すことを特徴とする合金化溶融金属めっき鋼板の製造方法である。
【００１３】
前記した第３の発明は、より好ましくは、溶融金属めっき用素材鋼板が溶融亜鉛めっき用素材鋼板である合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法として適用される。
なお、前記した第１の発明〜第３の発明における表面粗さＲZ は、ロール軸方向に測定した２次元表面粗さＲZ を示し、JIS B 0601-1994 に規定される十点平均粗さを示す。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明者は、鋼板の凹み傷と同程度の深さの溝をロール周方向に有するワークロール、より好ましくは、鋼板の凹み傷に埋没しない深さおよび長さの溝状部をロール周方向に有するワークロールを用いて冷間圧延を行うことによって、凹み傷の肩部にロール表面の溝形状が転写されてオイルの排出が促進され、オイルピットの発生が防止でき、凹み欠陥が消去できることを見出した。
【００１５】
さらに、溶融金属めっき用素材鋼板を上記したワークロールを用いて冷間圧延し、得られた鋼板に溶融金属めっきを施すことによって、溶融金属めっきのめっき付着量むらの発生が防止され、この結果、合金化溶融金属めっきにおける合金化むらを防止することが可能であることを見出した。
以下、本発明を、I.冷間圧延方法、II. 合金化溶融金属めっきの順に説明する。
【００１６】
〔I.冷間圧延方法：〕
本発明における溶融金属めっき用素材鋼板としては、炭素含有量が0.02質量％以下（以下、質量％を％と記す）の普通鋼を素材とする鋼板を用いることが好ましい。  
【００２１】
第１の発明は、溶融金属めっき用素材鋼板を圧延する際に、好ましくはタンデム圧延機の前段スタンドにおいて、ロール表面の研削加工などによりロール周方向に形成された溝を有し、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が下記式(1) を満足するワークロールを用いる冷間圧延方法である。
【００２２】
Ｌ＞10／（ｔａｎα）（μm ）………(1)
上記式(1) 中、αはロールと被圧延材であるめっき用素材鋼板との接触角、すなわち、鋼板とロールが接触する円弧部分とロール中心とがなす角度を示す。
なお、ロール表面上の溝の長さＬは、ロール表面のレプリカによる顕微鏡観察によって実測できる。
【００２３】
また、αについては被圧延材のロールバイト部分の長さとロール径の関係から実測できる。
すなわち、αは、圧延を停止した後、ロールと接触していた鋼板の表面形状を実測し、ロールバイト部分の長さ（接触円弧長）とロール径との関係から求めることができる。
【００２４】
また、ｔａｎαは、図４に示すように、ロール半径と圧下量から近似的に求めることもできる。
なお、図４において、１はワークロール、２は溶融金属めっき用素材鋼板の圧延終了部、３は溶融金属めっき用素材鋼板の圧下部を示す。
上記した第１の発明においては、前記した図１〜図３に示されるように、深さが10μm 前後の凹み傷が、溶融金属めっきのめっき付着量むらおよび合金化溶融金属めっきにおける合金化むらをもたらすため、ロール周方向に溝状部を形成したロール表面粗さＲZ （十点平均粗さ）が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が前記式(1) を満たすワークロールを用いて冷間圧延を行う。
【００２５】
上記したワークロールは、ショットダル加工および／または放電ダル加工によって得ることができる。
上記した第１の発明によれば、溶融金属めっきのめっき付着量むらおよび合金化溶融金属めっきにおける合金化むらをもたらす深さｄが10μm 前後の凹み欠陥に対して、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が前記式(1) を満足するワークロールを用いることによって、鋼板凹み傷の肩部にロール表面の溝状部の形状が転写され、オイルの排出がさらに促進され、オイルピットの発生が防止でき、凹み欠陥が消去できる（図５）。
【００２６】
この結果、溶融金属めっき用素材鋼板を上記したワークロールを用いて冷間圧延し、得られた鋼板に溶融金属めっきを施すことによって、溶融金属めっきのめっき付着量むらの発生が防止され、合金化溶融亜鉛めっきにおける合金化むらを防止することができる。
溝の長さＬが上記式(1) を満足しない場合は、凹み傷の肩部にオイル排出溝が形成されず、オイルの排出が完全には行われず、オイルピットが形成される。
【００２７】
なお、上記した第１の発明においては、上記したロールの表面粗さＲZ が、50μm 以下、溝の長さＬが10mm以下であることが好ましい。
これは、ロールの表面粗さＲZ が50μm を超える場合、溝の長さＬが10mmを超える場合、いずれの場合も、凹み欠陥消去効果が実用面で飽和すると共に、ロール加工に工数を要するためである。
【００２８】
また、上記した第１の発明においては、上記したワークロールを、タンデム圧延機の最終スタンドより前のスタンドに配設することが好ましい。
これは、最終スタンドより前のスタンドのワークロールとして上記したワークロールを配設することによって、凹み欠陥が前段スタンドにて消去され、前段スタンドでオイルが排出しきれなかった場合も、既に排出溝が形成されているため、後段スタンドでオイルが排出され、圧延によって凹み欠陥部が消失するためである。
【００２９】
すなわち、５スタンドの冷間圧延タンデムミルの場合、例えば、第１スタンドおよび／または第２スタンドに、前記式(1) を満足するワークロールを使用し、他スタンドは冷間圧延において一般的に使用されるＲZ が２〜５μm 程度の研削ロールを使用する。
なお、最終スタンド（５スタンドの場合、第５スタンド）のワークロールは、目標板面粗度に対応した表面粗度のロールを使用するために、適宜、研削ロール、ショットダル加工ロール、放電ダル加工ロールを選択することができる。
【００３０】
図６に、前記式(1) を満足する条件下でＲZ を変更した場合のオイルピット残存率を示す。
なお、オイルピット残存率は、圧延中にかみ止めを実施した被圧延材について、未圧延部分および第２スタンドまで圧延が終了した部分それぞれの単位面積当たりの凹み傷の個数から求めた。
【００３１】
図６に示すように、ＲZ を10μm 以上とし、前記式(1) を満足するワークロールを用いることによって、オイルピット残存率を著しく低減できることが分かる。
以上、本発明の冷間圧延方法について述べたが、本発明においては、さらに確実に鋼板凹み傷の肩部にロール表面の溝状部の形状を転写し、圧延によって凹み欠陥を消去するために、ロール周方向に形成された溝を有し、溝の深さであるロール表面粗さＲZ が10μm 以上で、溝の長さＬ（μm ）が下記式(2) を満足するワークロールを用いることがより好ましい（第２の発明）。
【００３２】
Ｌ＞ＲZ ／（ｔａｎα）（μm ）………(2)
〔II. 合金化溶融金属めっき：〕
本発明においては、前記した第１の発明〜第２の発明で得られた溶融金属めっき用素材鋼板に溶融金属めっきを施した後、加熱合金化処理を施し合金化溶融金属めっき鋼板を製造する。
【００３３】
以下、代表的な合金化溶融金属めっきである合金化溶融亜鉛めっきについて説明する。
本発明においては、前記した圧延方法で得られた冷間圧延鋼板を、好ましくは酸洗処理後、例えば連続溶融亜鉛めっきラインに配設された加熱炉において、還元性雰囲気下で加熱還元した後、溶融亜鉛めっきを施す。
【００３４】
溶融亜鉛めっき浴は、Alを0.08〜0.2 ％含有するめっき浴が適切であり、浴温は450 〜500 ℃が適切である。
次に、溶融亜鉛めっき浴から引き上げた溶融亜鉛めっき鋼板に対してガスワイピング法によるめっき付着量制御を行った後、合金化炉において、好ましくは最高到達板温：460 〜530 ℃の条件下で加熱合金化する。
【００３５】
合金化処理時のめっき層中へのFe拡散量は、得られるめっき層中のFe含有量として８〜11％であることが好ましい。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
（実施例１）
５スタンドの冷間圧延タンデムミルを用いて熱間圧延鋼板を冷間圧延した。
鋼板としては、炭素含有量が0.005 ％の普通鋼を素材とする鋼板を用いた。
【００３７】
第１スタンドのワークロールとしては、ショットダル加工によって表面粗さＲZ が14μm の溝部を形成したワークロールを用い、第２スタンド〜第５スタンドのワークロールとしては、ＲZ が 2.5μm のワークロール（研削ロール）を使用した。
得られた冷間圧延鋼板のオイルピット残存率は３％と少なく、冷間圧延前に形成された凹み傷が消失していることが分かった。
【００３８】
次に、得られた冷間圧延鋼板を、連続溶融亜鉛めっきラインに通板し、酸洗、加熱還元焼鈍、溶融亜鉛めっき、合金化処理を行った。
溶融亜鉛めっきおよび合金化処理は、下記条件下で行った。
〔溶融亜鉛めっき：〕
浴温：465 ℃
浴中Al濃度：0.13％
〔合金化処理：〕
最高到達板温：490 ℃
なお、溶融亜鉛めっきのめっき付着量は、両面共40g/m2とした。
【００３９】
得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金化むらの有無を目視で判定し、斑点模様の発生部の重量比率から合金化むらによる不良品発生率を調査した結果、不良品発生率は 0.4％と少なく、不良品を低減することができた。
（実施例２）
第１スタンドのワークロールとして、放電ダル加工によって表面粗さＲZ が13μm の溝部を形成したワークロールを用いた以外は実施例１と同様の方法で合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００４０】
次に、実施例１と同一の方法で合金化むらによる不良品発生率を調査した結果、不良品発生率は 0.5％と少なく、不良品を低減することができた。
（実施例３）
５スタンドの冷間圧延タンデムミルを用いて熱間圧延鋼板を冷間圧延した。
鋼板としては、炭素含有量が0.005 ％の普通鋼を素材とする鋼板を用いた。
【００４１】
第１スタンドのワークロールとしては、研削によってロール周方向に溝部を形成した下記仕様のワークロールを用い、第２スタンド〜第５スタンドのワークロールとしては、ＲZ が２μm のワークロール（研削ロール）を使用した。
〔第１スタンドのワークロールの仕様：〕
ロール径： 600mm
ロール軸方向表面粗さＲZ ：13μm
溝の長さ（Ｌ）： 550μm
ロールとめっき用素材鋼板との接触角（α）：1.7 °
Ｌ＞10／（ｔａｎα）＝ 337μm
なお、ロール表面上の溝状部の長さＬは、ロール表面のレプリカによる顕微鏡観察によって測定し、αは、圧延を停止した後、ロールと接触していた鋼板の断面形状を実測し、ロールバイト部の長さ（接触円弧長）とロール径との関係から求めた。
【００４２】
得られた冷間圧延鋼板のオイルピット残存率は、１％と極めて少なかった。
次に、得られた冷間圧延鋼板を、連続溶融亜鉛めっきラインに通板し、酸洗、加熱還元焼鈍、溶融亜鉛めっき、合金化処理を行った。
溶融亜鉛めっきおよび合金化処理は、下記条件下で行った。
〔溶融亜鉛めっき：〕
浴温：465 ℃
浴中Al濃度：0.13％
〔合金化処理：〕
最高到達板温：490 ℃
なお、溶融亜鉛めっきのめっき付着量は、両面共40g/m2とした。
【００４３】
次に、実施例１と同一の方法で合金化むらによる不良発生率を調査した結果、不良品発生率は 0.2％と少なく、不良品を低減することができた。
（比較例）
第１スタンドのワークロールとして、研削ロールである下記仕様のワークロールを用いた以外は実施例１と同様の方法で合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００４４】
〔第１スタンドのワークロールの仕様：〕
ロール径： 600mm
ロール軸方向表面粗さＲZ ：８μm
溝の長さ（Ｌ）：50μm
ロールとめっき用素材鋼板との接触角（α）：1.7 °
Ｌ＜ＲZ ／（ｔａｎα）＝ 270μm
次に、実施例１と同一の方法で合金化むらによる不良品発生率を調査した結果、不良品発生率は 1.2％であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、冷間圧延前に発生した凹み欠陥を冷間圧延において無欠陥化することで、溶融金属めっき鋼板におけるめっき付着量むらの発生を防止でき、その結果、合金化溶融亜鉛めっきなどの合金化溶融金属めっきにおける合金化むらの発生を防止し、合金化溶融金属めっき鋼板の歩留りを向上することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】合金化むら部分における素材鋼板表面のプロフィールを示すグラフである。
【図２】合金化むら部分における素材鋼板表面のプロフィールを示すグラフである。
【図３】合金化むら部分における素材鋼板表面のプロフィールを示すグラフである。
【図４】ワークロールと被圧延材との接触角を示す説明図である。
【図５】ワークロールの溝状部および鋼板凹み傷部を示す断面図（模式図）である。
【図６】ワークロール表面粗さＲZ と冷間圧延鋼板のオイルピット残存率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ワークロール
２  溶融金属めっき用素材鋼板の圧延終了部
３  溶融金属めっき用素材鋼板の圧下部
４  ワークロールの溝
５  鋼板の凹み傷
【図１】
0004604327.tif 000002
【図２】
0004604327.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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