(57)【要約】【課題】  ＢＡＦ材の乾式調質圧延において発生するワークロールの異常磨耗を防止し、安定して高白色度の缶用鋼板を得ることができるめっき原板の製造方法を提案する。【解決手段】  乾式調質圧延により箱焼鈍材の低光沢度めっき原板を製造する方法において、ワークロール替え後の最初の調質圧延は連続焼鈍材を圧延し、その後の調質圧延は箱焼鈍材を圧延することにより、安定して低光沢度のめっき原板を得る。【選択図】    図２
2005319480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式調質圧延を施して箱焼鈍材の低光沢度のめっき原板を製造するに際して、前記箱焼鈍材を乾式調質圧延するラインにおいて先ず連続焼鈍材を調質圧延し、その後、箱焼鈍材を調質圧延することを特徴とする低光沢度めっき原板の製造方法。
【請求項２】
乾式調質圧延を施して箱焼鈍材の低光沢度のめっき原板を製造するに際して、ワークロール替え後の最初の調質圧延は連続焼鈍材を圧延し、その後、箱焼鈍材を調質圧延することを特徴とする低光沢度めっき原板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料缶や食缶、その他の雑缶等に用いられるぶりき等の缶用鋼板用のめっき原板を製造する方法に関し、特に、高い白色度を有する缶用鋼板を得ることができる低光沢度めっき原板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ぶりきやティンフリースチール等の缶用鋼板は、飲料缶や食缶、菓子缶、ガロン缶、ペール缶、その他各種の雑缶等に広く用いられている。これら缶用鋼板は、ＪＩＳ Ｇ ３３０３やＪＩＳ Ｇ ３３１５に規定されているように、使用される用途の要求に応じて、めっき鋼板の表面仕上げを、Ｂ(ブライト仕上げ)、Ｒ(粗面仕上げ)、Ｓ(シルバー仕上げ)およびＭ(マット仕上げ)等に区分して製造されている。
【０００３】
しかし、近年における消費者の嗜好の多様化と、高品質品への要求の高まりに伴い、上記表面仕上げ以外の新たな特性が求められるようになってきた。従来、缶とした時の外観への要求に対しては、缶用鋼板に塗布あるいは印刷する方法、あるいはそれらに用いる塗料等の改善により対処してきたが、透明塗料の採用や塗装印刷費用の削減等の観点から、缶用鋼板自体に対しても、従来の表面仕上げ以外の特性が求められるようになってきている。
【０００４】
その一例として、高い白色度を有する缶用鋼板への要求がある。高い白色度を有する缶用鋼板は、一般に、光沢度の低いめっき原板にめっき処理を施すことにより得ることができる。そのため、高白色度の缶用鋼板を製造する場合には、めっき原板の光沢度は低いことが求められる。ここで、上記光沢度とは、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に規定されるように、試料面にある角度の入射角で光束を入射し、鏡面反対方向に反射する光束を受光器で測定した鏡面光沢度のことを意味する。
【０００５】
ところで、ぶりきやティンフリースチール等の缶用鋼板は、所定の成分組成に調整された鋼スラブを熱間圧延し、冷間圧延して最終板厚としてから、箱焼鈍あるいは連続焼鈍により再結晶焼鈍し、その後、調質圧延(スキンパス圧延)しためっき原板に、錫めっきやクロムめっき等のめっき処理を施して製品とされるのが一般的である。そして、上記缶用鋼板の表面仕上げは、めっき原板を調質圧延する際に用いられる圧延ロール(ワークロール)の表面粗度を変えることにより作り分けが行われている。上記調質圧延には、圧延液を使用して比較的高い圧下率で圧延を行う湿式(ウェット)調質圧延と、圧延液を介在させないドライな状態で比較的低い圧下率で圧延を行う乾式(ドライ)調質圧延の２つの方法があり、調質度がＴ１〜Ｔ３級の軟質材を主とする箱焼鈍材では、主に後者の乾式調質圧延が採用されており、本発明は、この乾式調質圧延によるめっき原板の製造方法に関するものである。
【０００６】
さて、めっき原板の光沢度を下げる方法としては、例えば、特許文献１、２には、焼鈍後のＣ含有量が0.1％以下の鋼板に、ダル加工を施したワークロールを用いることにより低光沢度のめっき原板を製造する技術が、また、特許文献３には、ワークロールの表面粗度をＰＰＩ800以上とすることにより低光沢度のめっき原板を得る技術が開示されている。しかしながら、これらの技術はいずれも、湿式調質圧延に関する技術であり、乾式調質圧延にそのまま適用できるものではない。
【０００７】
また、調質圧延に使用されているワークロールの粗度は、圧延処理量(圧延長さ)の増加にともない変化することが知られている。しかし、その変化は、通常は緩やかなものであるため、特に、ロール疵等の発生がなければ、上下１対のワークロールで、数十コイルの調質圧延が可能である。しかし、低光沢度のめっき原板を製造する場合に、調質圧延後の光沢度を決定する調質圧延機の最終スタンドのワークロールとして、例えば、初期粗さ(ロール交換直後の粗さ)が算術平均粗さＲaで0.5〜1.0μm程度のロールを用いて調質圧延を行ったとき、わずか２，３コイルの圧延で、光沢度が大きく上昇することがある。この現象は、ロール表面に形成された微小な凹凸が異常磨耗を受けて、ロール粗度が小さくなったことによるものと考えられており、特に、この異常磨耗は、箱焼鈍した鋼板(以降、「ＢＡＦ材」ともいう)を、圧延液を使用しない乾式で調質圧延した場合に起こることが多い。
【０００８】
ワークロールの磨耗による光沢度の上昇に対する対策としては、特許文献４に、複数のスタンドを持つ圧延機の少なくとも１つのスタンドにダルロールを、他のスタンドにスクラッチロール(ブライトロール)を適用し、ダルロール適用開始から、少なくとも一定の圧延量までの間はダルロール圧延スタンドの圧下率を漸減させるとともに、その圧下率漸減分を他のスクラッチロール圧延スタンドに配分することによって、長手方向で安定して低光沢度を確保する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３２８１０３号公報
【特許文献２】特開平７−００９００５号公報
【特許文献３】特開平８−２６７１０４号公報
【特許文献４】特開平８−２１５７０９号公報
【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、上記特許文献４の技術もまた、圧延液を用いかつ圧下率が約４％以上と高い湿式調質圧延におけるロール磨耗現象についての技術であり、乾式の調質圧延において発生する異常磨耗に対処するものではない。したがって、特許文献４の技術により、本発明が対象とする乾式調質圧延における異常磨耗を防止することはできない。そのため、従来は、ＢＡＦ材を素材とした低光沢度のめっき原板を乾式調質圧延で製造する場合には、頻繁にロール交換を行わざるを得ず、生産性の低下や、ロール原単位の上昇等の弊害を招いていた。
【００１０】
本発明の目的は、ＢＡＦ材を乾式調質圧延する場合に発生することが多いワークロール表面粗度の異常磨耗によると考えられるめっき原板の光沢度の上昇を防止し、安定して高い白色度のぶりき等の缶用鋼板を得ることができる、めっき原板の有利な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、従来のＢＡＦ材を素材とした乾式調質圧延における上記問題点を解決するべく鋭意調査検討を行った。その結果、調質圧延の前工程であるめっき原板の焼鈍方式によって、すなわち、めっき原板が箱焼鈍材(ＢＡＦ材)であるか連続焼鈍材(以降、「ＣＡＬ材」ともいう)であるかによって、圧延処理量に対する光沢度の変化の仕方が異なることを見出した。すなわち、ＢＡＦ材とＣＡＬとで、調質圧延で用いるワークロール表面粗度の磨耗挙動が異なり、この異なる２つの磨耗挙動をうまく利用すれば、乾式調質圧延に用いるワークロールの異常磨耗による、めっき原板の光沢度の上昇を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明は、乾式調質圧延を施して箱焼鈍材の低光沢度のめっき原板を製造するに際して、前記箱焼鈍材を乾式調質圧延するラインにおいて先ず連続焼鈍材を調質圧延し、その後、箱焼鈍材を調質圧延することを特徴とする低光沢度めっき原板の製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、乾式調質圧延を施して箱焼鈍材の低光沢度のめっき原板を製造するに際して、ワークロール替え後の最初の調質圧延は連続焼鈍材を圧延し、その後、箱焼鈍材を調質圧延することを特徴とする低光沢度めっき原板の製造方法である。
である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、箱焼鈍材を乾式圧延する際に起こるワークロールの異常磨耗を抑制することができるので、箱焼鈍材のめっき原板を長期に亘り低光沢度とすることができる。そのため、白色度に優れたぶりき等のめっき製品を安定して提供することができるので、消費者の嗜好に合った製品を容易かつ安価に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】
発明者らは、調質圧延のワークロールの磨耗挙動に及ぼす各種要因の影響について検討を行った。その結果、調質圧延前に行われる焼鈍方式の違いにより、圧延処理量に対する光沢度の変化の傾向が異なり、ワークロールの磨耗挙動が異なることがわかった。図１は、２スタンドからなる調質圧延機の第１スタンドのワークロールにダルロール、第２スタンド(最終スタンド)のワークロールにＲa：0.85μmのスクラッチブライトロールを用いて、箱焼鈍材(ＢＡＦ材)と連続焼鈍材(ＣＡＬ材)をそれぞれ連続して調質圧延した時の、調質圧延後のめっき原板の光沢度と圧延処理長さとの関係を模式的に示したものである。この図１から、ＢＡＦ材とＣＡＬ材とでは、めっき原板の光沢度の変化する傾向が逆であることがわかる。
【００１６】
このワークロールの磨耗挙動の違いについて、発明者らは、以下のように考えている。
ＢＡＦ材は、通常、冷間圧延した鋼板表面に付着した圧延油や磨耗粉、金属石けん等を、アルカリ液を用いて電解洗浄する洗浄ラインで除去し、鋼板をコイル状に巻き取った後、箱焼鈍炉(ＢＡＦ炉)を用いてバッチ焼鈍することにより製造される。この際、箱焼鈍時の密着を防止するため、上記アルカリ液としてオルソ珪酸ソーダ等の含Siアルカリ液が用いられるため、洗浄後の鋼板表面には多量のSi化合物が付着している。さらに、上記の箱焼鈍は、高温で長時間行われるため、鋼板中に含まれるSiやAl等が表面濃化して、SiＯ2やAl2Ｏ3等の酸化物層を形成する。これらの酸化物は、調質圧延するときに、ワークロールの研磨剤として作用し、ロール表面を研削するものと考えられる。その結果、ＢＡＦ材を連続して調質圧延した場合には、ワークロール表面の微小な凹凸が早期に磨耗して、めっき原板の光沢度を急激に上昇させることになる。
【００１７】
一方、ＣＡＬ材は、連続焼鈍ライン(ＣＡＬ)を用いて、冷間圧延した鋼板のコイルを巻き戻しながら、ストリップの状態で洗浄と焼鈍とを連続して行うことにより製造される。従って、洗浄に用いられるアルカリ液は、Siを含有する必要がない。また、焼鈍時間も短いため、SiやAl等が表面濃化する時間がなく、より表面濃化しやすいMnやＰが、鋼板表面に濃化する。その結果、この鋼板を調質圧延したときには、上記鋼板表面に濃化したMn，Ｐが調質圧延のワークロール表面に付着・堆積してロール表面を覆う。その結果、ロール表面の微小な凹凸の磨耗が抑制されることとなり、さらに、ある程度磨耗が進んだワークロールにおいては、微小な凹凸を増加させる効果もあり、めっき原板の光沢度の上昇が抑制されるものと考えられる。
【００１８】
そこで、ＢＡＦ材を乾式調質圧延するラインにおいて、調質圧延機のワークロールを交換した後の最初の調質圧延をＣＡＬ材を用いて行い、ロール表面にMn，Ｐ等を付着・堆積させてロール表面を保護してやれば、その後、ＢＡＦ材を調質圧延しても、ＢＡＦ材の表面に濃化したSiＯ2やAl2Ｏ3等によるワークロール表面の磨耗を抑制することができ、ひいては、めっき原板の光沢度を低く維持することができることに想到した。また、箱焼鈍材の圧延中にめっき原板の光沢度が上昇した場合には、所望の光沢度の範囲を超える前にＣＡＬ材を調質圧延すれば、再び、ロール表面にMn，Ｐ等が付着・堆積し、低光沢度のめっき原板を得ることができ、その結果、多量のＢＡＦ材を調質圧延する時でも、めっき原板の光沢度を安定して低く維持できることに想到した。本発明は、上記知見に基づき開発したものである。
【００１９】
次に、本発明のめっき原板の製造方法について説明する。
上記に説明したように、本発明のめっき原板の製造方法は、先ずＣＡＬ材を調質圧延し、その後、ＢＡＦ材を調質圧延することを特徴とするものであり、ワークロール替え後の調質圧延１コイル目をＣＡＬ材とすることが好ましい。ＣＡＬ材を圧延し、ロール表面にMnやＰ等の鋼板表面濃化物を付着・堆積させることにより、その後のＢＡＦ材の調質圧延によるワークロールの異常磨耗を防止することができる。上記ＣＡＬ材による表面被覆効果は、ＢＡＦ材を２，３コイル調質圧延しても失われることはなく、数コイル以上、具体的には、圧延処理長さにして、概ね85000ｍ以上維持することができる。また、上記表面被覆効果が失われた場合には、再度、ＣＡＬ材を調質圧延することにより回復することが可能であるので、先ずＣＡＬ材を調質圧延し、次いでＢＡＦ材を調質圧延すればよい。したがって、ワークロールへの疵入り等、ロール磨耗以外のワークロール替え原因が発生しない限り、低光沢度のめっき原板を安定して製造することができる。
【００２０】
ＢＡＦ材の調質圧延に先立って圧延するＣＡＬ材あるいはワークロール替え後の最初に調質圧延するＣＡＬ材は、通常公知のＣＡＬ材、例えば、調質度Ｔ４、Ｔ５クラスのＣＡＬ材を用いることができ、とくに、制限は受けない。なお、Mn，Ｐ等の付着・堆積によるロール表面の保護効果を得るためには、ＣＡＬ材のコイル長は8500ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは10000ｍ以上である。
【実施例１】
【００２１】
２スタンドからなる調質圧延機を有する調質圧延ラインにて、ＪＩＳ規格：ＳＰＢ−Ｔ１、板厚：0.27mm×板幅：785mm×ＣのＢＡＦ材を乾式調質圧延し、表面仕上げＲ用の低光沢めっき原板(原板Ｒa＝0.57μm目標、鏡面光沢度Ｇs(20°)≦50)を製造した。ここで、上記鏡面光沢度Ｇs(20°)とは、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に規定された20度鏡面光沢度のことである。この際、ワークロール替えをして、調質圧延機の第１スタンドのワークロールにはＲa：1.15μmのダルロールを、第２スタンドにはＲa：0.85μmのスクラッチブライトロールを適用し、いずれも前記粗さ(Ｒa)に研磨後の新ロールを用い、最初の１コイル目には、ＪＩＳ規格：ＳＰＢ−Ｔ４、板厚：0.23mm×板幅：780mm×ＣのＣＡＬ材を調質圧延し(圧延長さ8500ｍ)、その後、上記ＢＡＦ材のめっき原板を調質圧延した。また、調質圧延途中で光沢度が上昇した場合には、再度上記１コイル目に通板したのと同規格のＳＰＢ−Ｔ４のＣＡＬ材(圧延長さ8500ｍ)を調質圧延し、その後、ＢＡＦ材を調質圧延した。このようにして得ためっき原板コイル(ＢＡＦ材)の最外巻近傍(調質圧延した鋼板の尾端近傍)から原板サンプルを採取し、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準拠して、めっき原板表面の鏡面光沢度(20度鏡面光沢Ｇs(20°))を測定した。なお、比較例として、新ロールの調質圧延１コイル目にＣＡＬ材を入れない場合についても、同様の測定を行った。
【００２２】
上記測定の結果を、図２に示す。なお、図２の横軸は、ＢＡＦ材の圧延処理長さ(ｍ)を示したものである。この図２の結果から、本発明に従い、ワークロール替え１コイル目にＣＡＬ材を調質圧延し、その後、ＢＡＦ材を調質圧延した場合には、安定して低光沢度のめっき原板を得ることができ、また、光沢度が上昇しても、所望の光沢度(Ｇs(20°)≦50から外れる前に再度、ＣＡＬ材を調質圧延することにより低光沢度を回復することができることがわかる。これに対し、ＣＡＬ材を１コイル目に調質圧延しなかった比較例では、調質圧延３コイル目(圧延処理長さ25500ｍ)で、異常磨耗により光沢度が目標光沢度(Ｇs(20°)≦50)を外れてしまった。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の技術は、缶用鋼板のめっき原板以外に、高い意匠性や低光沢の外観が求められる冷延鋼板やステンレス鋼板等の製造にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】箱焼鈍材(ＢＡＦ材)と連続焼鈍材(ＣＡＬ材)を、それぞれ連続して調質圧延した時の、圧延後のめっき原板の光沢度の変化を模式的に示す図である。
【図２】ワークロール替え１コイル目にＣＡＬ材を調質圧延した場合としない場合における、ＢＡＦめっき原板の鏡面光沢度Ｇs(20°)の圧延処理長さによる変化を示すグラフである。
【図１】
2005319480.tif 000003
【図２】
2005319480.tif 000004