(57)【要約】【課題】  亜鉛めっき鋼板の表面における笹の葉模様を解消し、めっき用鋼板の表面における微小スケール疵を消滅せしめ、かつ、めっき用鋼板の熱延ラインの生産性を高めることを可能とする、表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】  鋼片を熱間圧延して亜鉛めっき用極低炭素鋼板を製造する方法において、（ａ）１１８０℃超１２２０℃以下に加熱した鋼片を粗圧延して鋼板とし、（ｂ）該鋼板を巻取って巻戻し、次いで、（ｃ）巻戻した鋼板を加熱し、続いて、（ｄ）仕上圧延を施す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼片を熱間圧延して亜鉛めっき用極低炭素鋼板を製造する方法において、
（ａ）１１８０℃超１２２０℃以下に加熱した鋼片を粗圧延して鋼板となし、
（ｂ）該鋼板を巻取って巻戻し、次いで、
（ｃ）巻戻した鋼板を加熱し、続いて、
（ｄ）仕上圧延を施す、
ことを特徴とする表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記巻戻した鋼板の加熱により、仕上圧延後の鋼板の板幅方向における温度分布を均一化することを特徴とする請求項１に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記板幅方向における温度分布の偏差が±１０℃であることを特徴とする請求項２に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記鋼板の巻取り巻戻しをコイルボックスで行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記巻戻した鋼板をバーヒーターで加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記バーヒーターがトランスバース型ヒーターであることを特徴とする請求項５に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記仕上圧延における仕上熱延温度が、９１０〜９３０℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記仕上圧延時の線荷重が２．０ton／mm以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板のスケールに起因した表面欠陥のない優れた表面外観を有する亜鉛めっき鋼板用の表面性状に優れた極低炭素鋼板を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高加工性と高耐食性が要求され自動車用鋼板や電気機器用鋼板として、侵入型固溶元素を大幅に低減して加工性を高めた極低炭素鋼板に亜鉛めっきを施した亜鉛めっき鋼板が多用されているが、極低炭素鋼板に亜鉛めっきを施した場合、鋼板表面に、笹の葉状の模様（笹の葉模様）が発現することがある。
【０００３】
この笹の葉模様は、特に、鋼板の機械的性質に影響を及ぼすものではないが、外観の美麗性、光沢性、鮮映性等（表面外観）が商品価値の一つとして重要視される自動車や電気機器用の亜鉛めっき鋼板においては、通常、機械的性質に影響を及ぼす表面疵と同様に、一種の表面欠陥として扱われている。
【０００４】
亜鉛めっき鋼板の表面疵は、めっき用鋼板（原板）の表面疵、特に、粗圧延鋼板の表面に残存する微小スケールに起因して、仕上圧延時、鋼板表面に形成される微小スケール疵に由来する。
【０００５】
また、めっき用鋼板の表面層における結晶粒が不均一であると、合金化後のめっき表面の凹凸が微妙に変化して笹の葉模様が発現する。
【０００６】
それ故、表面疵とともに笹の葉模様のない優れた表面外観を有する亜鉛めっき鋼板を製造するには、微小スケール疵がなく、かつ、結晶粒が均一の表面性状の優れためっき用熱延鋼板を製造する必要がある。
【０００７】
特許文献１には、鋼板表面層の結晶組織に着目し、該表面層における等軸結晶粒と延伸結晶粒が混在する混合結晶粒組織帯の表面積率を所定の範囲に規定した、笹の葉模様や筋模様のない外観性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板用の原板が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、冶金学的な観点から、結晶粒界にミクロ的に残存するＭｎＯの挙動に着目し、鋼組成と固溶Ｍｎ量を規定した、“めっきむら”のない表面性状に優れた合金化溶融亜鉛めっき用鋼板が開示されている。
【０００９】
特許文献１及び２記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板用の原板（合金化溶融亜鉛めっき用鋼板）は、笹の葉模様の解消の点で極めて効果的なものであるが、微小スケールに起因するスケール疵に対しては対策がとられていない。
【００１０】
笹の葉模様のない表面外観に優れた合金化溶融亜鉛めっき用鋼板の製造に関しては、特許文献３に、所定の成分組成と板厚のＴｉ含有極低炭素鋼板を、所定の相互関係を満たす鋼片加熱温度、粗圧延終了温度、粗圧延圧下率、及び、加熱炉抽出から粗圧延終了までの時間の下で粗圧延する圧延方法が開示されている。
【００１１】
鋼片加熱時に、加熱雰囲気から鋼片表層に侵入するＮが、冷延焼鈍時に粒成長を阻害し笹の葉模様の原因となる“不均一で微細なＴｉＮ”を形成することから、特許文献３記載の製造方法においては、鋼片を１１５０℃以下に加熱することにより、Ｎの侵入を最小限に抑制し、かつ、所定の相互関係を満たす熱延条件で粗圧延することにより、Ｎ侵入層を充分にスケールオフすることを基本思想とする。
【００１２】
通常、鋼片を加熱炉から抽出する時の温度（抽出温度）を、通常の抽出温度（１１８０〜１２５０℃）より低く、例えば、１１８０℃以下（特許文献３記載の製造方法では１１５０℃以下）に設定すれば、加熱炉内でのスケールの生成を抑制することができ、亜鉛めっき鋼板において笹の葉模様の発現を抑制する点で有効であるという可能性は考えられるが、抽出温度の低位設定は、鋼片抽出後の圧延条件に与える影響が大きく、圧延操業上好ましくない。
【００１３】
即ち、鋼片温度が低い分、圧延時の変形抵抗が大きくなり、線荷重の増大や、圧延速度の遅速化を招き、熱延ライン全体における生産性は低下する。また、線荷重の増大は、仕上圧延鋼板（めっき用鋼板）の表面における微小スケール疵（この疵が亜鉛めっき後の表面疵の基となる）の増加を招くことになる。
【００１４】
表面疵の解消に関しては、例えば、粗圧延と仕上圧延の間で巻取り・巻戻し（コイルボックスを配置）を行う熱間圧延において、巻取り・巻戻し又は仕上圧延の前段で、熱延鋼板の表面に高圧水スプレーを噴射する方法（特許文献４、参照）や、巻取り・巻戻しにより一定量の歪を鋼板に付与した後デスケーリングして仕上熱延する方法（特許文献５、参照）が提案されているが、これら方法は、亜鉛めっき用鋼板の熱延に関するものではない。
【００１５】
熱延で亜鉛めっき用鋼板を製造する場合、亜鉛めっき鋼板において笹の葉模様の発現を抑制するための熱延条件と、同じく表面疵を解消するための熱延条件は相反するものであり、両方を同時に解決する熱延条件ないし熱延方法は提案されていない。
【００１６】
しかし、近年、自動車又は電気機器の分野では、商品価値を高めかつ商品価格を下げるため、表面外観がより優れかつより低価格の亜鉛めっき鋼板の需要が増大し、亜鉛めっき鋼板の表面において、笹の葉模様の発現を抑制するとともに、微小スケール疵を解消し、かつ、亜鉛めっき用鋼板の熱延ラインにおいて、生産性を高めてコストを低減する亜鉛めっき用鋼板の熱延技術が求められている。
【００１７】
【特許文献１】特開平８−２０８５２号公報
【特許文献２】特開平９−２０２９３９号公報
【特許文献３】特開平１１−２２９０３９号公報
【特許文献４】特開平５−２３７２８号公報
【特許文献５】特開平９−２３５６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記要請に鑑み、亜鉛めっき鋼板の表面において、笹の葉模様の発現を抑制するとともに、微小スケール疵を解消し、かつ、亜鉛めっき用鋼板の熱延ラインにおいて、生産性を高めてコストを低減する、鋼板のスケールに起因する表面欠陥のない亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
亜鉛めっき用鋼板の結晶粒界にミクロ的に残存するＭｎＯ（内部酸化層）が“めっきむら”の原因となる（特許文献２、参照）。
【００２０】
そこで、本発明者は、まず、ＭｎＯ（内部酸化層）の存在と笹の葉模様の発現の組織学的関係について調査した。その結果、内部酸化層が存在する部位の組織は混粒組織となっていて、直接には、この混粒組織が笹の葉模様の原因となっていることを解明した。
【００２１】
したがって、笹の葉模様の発現抑制のためには、上記内部酸化層を除去する必要があるが、内部酸化層はスケールの内側に形成されるものであるので、熱延過程で機械的に剥離除去することは難しい。
【００２２】
しかし、本発明者は、上記内部酸化層を除去する方策について鋭意検討し、その結果、コイルボックスを用いることを想起した。
【００２３】
そもそも、コイルボックスは、その温度管理機能により、鋼片抽出温度の上限規制を緩和し（上限を１２２０℃にすることが可能）、熱延ラインの生産性を高める効果を奏するものであるが、スケール剥離の機能をも備えている。
【００２４】
本発明者は、コイルボックスの両機能に着目し、この両機能により内部酸化層を含むスケールの生成・剥離を制御することを発想した。
【００２５】
そして、亜鉛めっき用極低炭素鋼板の熱延ラインに、コイルボックスを設置し、笹の葉模様と微小スケール疵の発現について調査した。調査の結果、次のことが判明した。
【００２６】
（ｉ）粗圧延後、コイルボックスで巻取り、巻戻し、仕上熱延した亜鉛めっき用極低炭素鋼板においては、めっき後、笹の葉模様は発現しない。
【００２７】
（ii）コイルボックス内で温度が低下した粗熱延鋼板を加熱すれば、仕上圧延時、線荷重を低減でき、微小スケール疵を解消できる。
【００２８】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は、以下のとおりである。
【００２９】
（１）  鋼片を熱間圧延して亜鉛めっき用極低炭素鋼板を製造する方法において、
（ａ）１１８０℃超１２２０℃以下に加熱した鋼片を粗圧延して鋼板となし、
（ｂ）該鋼板を巻取って巻戻し、次いで、
（ｃ）巻戻した鋼板を加熱し、続いて、
（ｄ）仕上圧延を施す、
ことを特徴とする表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３０】
（２）  前記巻戻した鋼板の加熱により、仕上圧延後の鋼板の板幅方向における温度分布を均一化することを特徴とする前記（１）に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３１】
（３）  前記板幅方向における温度分布の偏差が±１０℃であることを特徴とする前記（２）に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３２】
（４）  前記鋼板の巻取り巻戻しをコイルボックスで行うことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３３】
（５）  前記巻戻した鋼板をバーヒーターで加熱することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３４】
（６）  前記バーヒーターがトランスバース型ヒーターであることを特徴とする前記（５）に記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３５】
（７）  前記仕上圧延における仕上熱延温度が、９１０〜９３０℃であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【００３６】
（８）  前記仕上圧延時の線荷重が２．０ton／mm以下であることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の表面性状の優れた亜鉛めっき用極低炭素鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、亜鉛めっき用鋼板の熱延ラインにおいて生産性を高めることができるうえ、上記熱延ラインで製造した亜鉛めっき用鋼板においては、めっき後、笹の葉模様は発現しないし、微小スケール疵も現われない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１に、本発明を実施する熱延ラインの一例を示す。加熱炉１から加熱した鋼片を抽出し、スケールブレーカー２を経て、粗圧延機３へ搬送する。
【００３９】
従来は、加熱炉から抽出する鋼片温度（抽出温度）の上限を１１８０℃に規制し、熱延ライン全体を通し低温で圧延して、笹の葉模様の解消を図っていたが、本発明では、粗圧延後、鋼板をコイルボックス４で一旦巻取り、巻戻した後、鋼板加熱装置７で鋼板温度を調整・管理し、仕上圧延機９に供するので、鋼片の抽出温度の上限を１２２０℃程度まで緩和することができる。この上限緩和により、熱延ラインの生産性を大幅に高めることができる。
【００４０】
鋼片の抽出温度を１１８０℃以下にすると、笹の葉模様の解消には有効であるが、熱延ラインの生産性が著しく低下するし、また、仕上圧延時の圧延温度も低下して、圧延荷重を増加せざるを得ず、その結果、微小スケール疵の消滅を図ることが困難になる。それ故、本発明では、鋼片の抽出温度を１１８０℃超１２２０℃以下とする。
【００４１】
このように、本発明では、１１８０℃超１２２０℃以下に加熱された鋼片を粗圧延し、粗圧延鋼板をコイルボックスで巻取り、巻戻し、その後加熱し、仕上圧延に供することを基本工程とする。
【００４２】
即ち、本発明においては、（ｉ）鋼片の抽出温度の高温化、（ii）コイルボックスによる巻取り・巻戻し、及び、（iii）巻戻し後加熱、という一連の工程に特徴があり、この一連の工程により、笹の葉模様が発現せず、かつ、微小スケール疵が残らない亜鉛めっき用鋼板を製造することができる。
【００４３】
なお、図１に示す熱延ライにおいては、先行鋼板の後端部と後行鋼板の先端部を溶接シャー５で切り揃え、両鋼板の走行中、溶接台車６で溶接して仕上圧延機９へ搬送することができる。
【００４４】
そして、仕上圧延鋼板は、冷却床１０にて所定温度まで冷却された後、ピンチロール１１、高速シャー１２を経て、巻取り機１３で巻取られる。
【００４５】
本発明者は、本発明において、笹の葉模様が発現せずかつ微小スケール疵が消滅するメカニズムについて調査した。
【００４６】
その結果、粗圧延機に隣接して設けたコイルボックスのスケールオフ効果（皮剥効果）が、笹の葉模様の解消、さらには、微小スケール疵の消滅に大きく寄与していることを突き止めた。
【００４７】
コイルボックスのスケールオフ効果（皮剥効果）は周知であるが、本発明の場合、コイルボックスでの保持温度で、保持時間内に生じる冶金的現象が、そのスケールオフ効果を一層顕著なものとし、このことが、笹の葉模様の解消、さらには、微小スケールの消滅に寄与していることが判明した。
【００４８】
理由は以下のように考えられる。
【００４９】
鋼片（抽出温度１１８０℃超１２２０℃以下）を粗圧延して得た粗圧延鋼板（約１０８０〜約１１２０℃）を、コイルボックスで巻取る時、鋼板表面に生じる歪の作用により、スケール（加熱炉での加熱の際に生成した１次スケール）が剥離する。
【００５０】
しかし、この剥離時、加熱炉での加熱の際に生成した内部酸化層（ＭｎＯ。鋼片抽出時、層の深さは６０μｍ以上、粗圧延により圧下されつつ鋼板表層に移動し、層厚は８μｍ程度と推測される。）は剥離しない。
【００５１】
粗圧延鋼板は、１次スケールが機械的に剥離されて巻取られるが、このスケール剥離が進む一方で、剥離直後から、新たなスケール（再生スケール）が鋼板表面に生成し始める。
【００５２】
この再生スケールは、鋼板表面に露出した内部酸化層の上に生成し、最終的には、該内部酸化層を取り込んだスケールとなる。
【００５３】
即ち、コイルボックスに、再生スケールで覆われた粗圧延鋼板（鋼板温度約１０５０℃）が巻取られ、巻戻されるまでの滞留時間（フロント部の巻取り、巻戻しまで３０秒以上）の間に、スケールは１０μｍ以上の厚さに成長すると推定される。
【００５４】
コイルボックス内で、再生スケールが成長する間に、内部酸化層が該スケールの中に取り込まれて、周辺の結晶粒の成長に寄与しなくなる。
【００５５】
そして、巻取りに続く、巻戻しにより、鋼板表面に歪が生じ、この作用で再生スケールの大部分が剥離して脱落する。
【００５６】
この結果、大部分の内部酸化層は、再生スケールとともに剥離し、一部残存したとしても、内部酸化層は、再生スケール内に取り込まれているので、結晶粒の混粒化には寄与しない。
【００５７】
なお、粗圧延鋼板の厚さに、特に、制限はないが、３０〜４０ｍｍであれば、コイルボックスによる巻取り、巻戻しが容易であり、スケールの剥離・脱落も容易である。
【００５８】
粗圧延鋼板の表面に残存したスケールは、仕上圧延時に剥離・脱落すれば、表面疵の原因とならないが、仕上圧延機に達するまでの間に鋼板温度が低下すると、そのまま鋼板表面に残存し続け表面疵の原因となる。
【００５９】
そこで、本発明では、粗圧延鋼板を巻戻し仕上圧延に供する間に、粗圧延鋼板を加熱（図１中、鋼板加熱装置７、参照）して鋼板温度を高め、仕上圧延時の線荷重を所要の値（例えば、２．０ton／mm）以下に確保し、残存スケールに起因する微小スケール疵（冷延後、鋼板表面に現われる長さ１mm、幅１００μm程度のスケール疵）の発生を防止する。
【００６０】
粗圧延鋼板の加熱においては、鋼板の板幅方向における温度分布を均一化するように加熱することが好ましい。この均一化により、仕上熱延温度の板幅方向における温度分布が均一化し、仕上圧延鋼板の板幅方向における結晶粒分布が均一化する。
【００６１】
結晶粒の均一化は、笹の葉模様の解消に大きく寄与するので、板幅方向における温度分布を均一化することは重要である。
【００６２】
本発明においては、上記板幅方向における温度分布の偏差を±１０℃（鋼板温度：９１５℃）に制御することがより好ましい。
【００６３】
上記偏差が±１０℃を超えてしまい、内部酸化層が僅かではあるが残存した部分で、仕上温度が高い部分が生じると、そこでは、再結晶が抑制される一方で粒成長が促され、混粒組織が生じ易い傾向にある。この結果、上記部位には、少量ではあるが、笹の葉模様が発生しやすくなる。
【００６４】
通常、鋼板の加熱は、バーヒーターで行うが、バーヒーターとして、トランスバース型ヒーターが好ましい。
【００６５】
鋼板の内部にわたる平均的な鋼板温度を高めれば、鋼板の変形抵抗が減少し、圧延時、ロールの線荷重を下げることができる。ソレノイド型の加熱装置の場合、鋼板の平均温度を上げるためには、鋼板の表面温度を上昇させる必要があるが、この上昇の後、温度拡散により鋼板の平均温度が上昇するまでには、所定の時間を要することになる。
【００６６】
例えば、ソレノイド型の均熱ヒーターを用いた場合、鋼板の表面温度を６０℃程度高め、その後１５秒程度経過した後、温度拡散により平均化し、鋼板の平均温度は３５℃程度上昇する。
【００６７】
しかし、表面温度の上昇分が温度拡散で平均化する間にも、鋼板表面に、新たなスケールが生成する。
【００６８】
これに比べ、トランスバース型の加熱装置の場合には、表面温度の上昇は２℃程度で、表面温度を殆んど高めることなく、鋼板の平均温度を高めることができるので、新たに生成するスケール量は極めて少ない。
【００６９】
以上の理由から、鋼板加熱装置としては、トランスバース型の加熱装置が好ましい。
【００７０】
笹の葉模様をより完璧に解消するためには、仕上圧延鋼板の結晶粒を、より微細均一化する必要がある。このため、仕上圧延温度を、９１０℃以上９３０℃以下とすることが好ましい。
【００７１】
仕上温度が９３０℃を超えると、結晶組織が混粒組織となり、亜鉛めっき鋼板に笹の葉模様が発現するので、上限を９３０℃とする。
【００７２】
一方、仕上温度が９１０℃未満であると、圧延中、ロールハンチングが生じたり、亜鉛めっき鋼板に微小スケール疵が生じるので、下限を９１０℃とする。
【実施例】
【００７３】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び顕著な効果を立証するために採用した一条件であり、本発明は、この一条件に限定されるものではない。
【００７４】
本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、適宜、適切な条件を採用し得るものである。
【００７５】
（実施例）
表１に示す成分組成の極低炭素鋼片を、表２に示す熱延条件で熱延し亜鉛めっき用鋼板を製造した。
【００７６】
この鋼板に亜鉛めっきを施し、微小スケール疵の有無、及び、笹の葉模様の有無を調査した。その結果を、表２に併せて示す。
【００７７】
発明例において、亜鉛めっき鋼板に微小スケール疵はなく、かつ、笹の葉模様も発現していないが、比較例においては、微小スケール疵が残ったり、笹の葉模様が発現した。
【００７８】
【表１】
2005169461.tif 000003
【００７９】
【表２】
2005169461.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、亜鉛めっき鋼板の表面における笹の葉模様を解消し、めっき用鋼板の表面における微小スケール疵を消滅せしめ、かつ、めっき用鋼板の熱延ラインにおける生産性を高めることができる。
【００８１】
それ故、本発明は、表面外観がより優れかつ低価格の亜鉛めっき用極低炭素鋼板を提供することができ、商品価値が高くかつ商品価格が低い自動車用及び電気機器の製造に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明を実施する熱延ラインの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…加熱炉
２…スケールブレーカー
３…粗圧延機
４…コイルボックス
５…溶接シャー
６…溶接台車
７…鋼板加熱装置
８…クロップシャー
９…仕上圧延機
１０…冷却床
１１…ピンチロール
１２…高速シャー
１３…巻取り機
【図１】
2005169461.tif 000005