(57)【要約】【課題】非金属介在物の存在が確認された鋼板についてブリスター発生を抑制し得る、めっき鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】溶鋼を鋳造して鋳片を得る工程と、上記鋳片に熱間圧延を施して熱延鋼板を得る工程と、上記熱延鋼板を、非金属介在物を検出する介在物センサが出側に配置された冷間圧延ラインに通板させて、冷間圧延を施して冷延鋼板を得る工程と、上記冷延鋼板を、水素ガスを含む還元性ガスが供給された焼鈍炉と溶融めっき浴とを有する溶融めっきラインに通板させて、上記焼鈍炉で焼鈍した後に上記溶融めっき浴に浸漬させてめっきを施す工程と、を備え、上記介在物センサによる非金属介在物の検出量があらかじめ設定した値以上であった場合には、上記焼鈍炉での上記冷延鋼板の在炉時間を、予め定められている時間よりも短くする、めっき鋼板の製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼を鋳造して鋳片を得る工程と、
前記鋳片に熱間圧延を施して熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板を、非金属介在物を検出する介在物センサが出側に配置された冷間圧延ラインに通板させて、冷間圧延を施して冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板を、水素ガスを含む還元性ガスが供給された焼鈍炉と溶融めっき浴とを有する溶融めっきラインに通板させて、前記焼鈍炉で焼鈍した後に前記溶融めっき浴に浸漬させてめっきを施す工程と、
を備え、
前記介在物センサによる非金属介在物の検出量があらかじめ設定した値以上であった場合には、前記焼鈍炉での前記冷延鋼板の在炉時間を、予め定められている時間よりも短くする、めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記非金属介在物の検出量が前記あらかじめ設定した値以上であった場合には、前記在炉時間が異なる複数の前記溶融めっきラインから、前記冷延鋼板が通板されることが予め定められている前記溶融めっきラインよりも前記在炉時間が短い前記溶融めっきラインを選択し、当該ラインに前記冷延鋼板を通板させることにより前記在炉時間を短くする、請求項１に記載のめっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記非金属介在物の検出量が前記あらかじめ設定した値以上であった場合には、前記冷延鋼板が通板される１つの前記溶融めっきラインにおいて前記冷延鋼板の通板速度を速くすることにより前記在炉時間を短くする、請求項１に記載のめっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融亜鉛めっき鋼板等のめっき鋼板は、一般的に、連続鋳造されたスラブを熱間圧延した後に冷間圧延し、得られた冷延鋼板を還元焼鈍し、めっきを施すことによって製造される。
【０００３】
ところで、めっき鋼板においては、鋼板内に存在するアルミナ等の非金属介在物に起因するふくれ状の表面欠陥（ブリスター）が発生する場合がある。
ブリスターは、数ｍｍ〜数十ｍｍの大きさで、鋼板の長手方向に断続的に発生するものであり、鋼板の表面外観を劣化させる。また、自動車メーカ等の需要家が、プレス加工する際にブリスター部分が剥離し、プレス金型の損傷等の問題を引き起こすおそれもある。
そのため、ブリスターが発生したコイル（コイル状に巻き取られた鋼板）は、低グレード材に転用される等の処置がとられ、直行率や歩留の低下等の問題を招いている。
【０００４】
ブリスターの原因となる非金属介在物が鋼板内に存在する理由は、種々考えられるが、例えばアルミナの場合、連続鋳造の際に、保温や潤滑を助けるパウダから取り込まれるものと考えられる。
そして、連続鋳造の下工程において焼鈍される際に、鋼板中の固溶水素がアルミナの周囲に凝集し気化することで膨張し、これにより、ブリスターが発生するものと考えられている（特許文献１の段落［０００４］参照）。
このような観点から、特許文献１には、連続鋳造において非金属介在物の補足を低減する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６０７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１が開示する技術は、連続鋳造工程で非金属介在物を低減させるものであるため、連続鋳造工程で非金属介在物の低減がなされなかった場合には、その下工程においては対処できず、非金属介在物の存在が確認された鋼板について、ブリスターの発生を抑制することが困難であった。
【０００７】
本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、非金属介在物の存在が確認された鋼板についてブリスター発生を抑制し得る、めっき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】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、めっき工程における焼鈍炉での鋼板の在炉時間もブリスター発生に寄与することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（３）を提供する。
【０００９】
（１）溶鋼を鋳造して鋳片を得る工程と、上記鋳片に熱間圧延を施して熱延鋼板を得る工程と、上記熱延鋼板を、非金属介在物を検出する介在物センサが出側に配置された冷間圧延ラインに通板させて、冷間圧延を施して冷延鋼板を得る工程と、上記冷延鋼板を、水素ガスを含む還元性ガスが供給された焼鈍炉と溶融めっき浴とを有する溶融めっきラインに通板させて、上記焼鈍炉で焼鈍した後に上記溶融めっき浴に浸漬させてめっきを施す工程と、を備え、上記介在物センサによる非金属介在物の検出量があらかじめ設定した値以上であった場合には、上記焼鈍炉での上記冷延鋼板の在炉時間を、予め定められている時間よりも短くする、めっき鋼板の製造方法。
【００１０】
（２）上記非金属介在物の検出量が上記あらかじめ設定した値以上であった場合には、上記在炉時間が異なる複数の上記溶融めっきラインから、上記冷延鋼板が通板されることが予め定められている上記溶融めっきラインよりも上記在炉時間が短い上記溶融めっきラインを選択し、当該ラインに上記冷延鋼板を通板させることにより上記在炉時間を短くする、上記（１）に記載のめっき鋼板の製造方法。
【００１１】
（３）上記非金属介在物の検出量が上記あらかじめ設定した値以上であった場合には、上記冷延鋼板が通板される１つの上記溶融めっきラインにおいて上記冷延鋼板の通板速度を速くすることにより上記在炉時間を短くする、上記（１）に記載のめっき鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、非金属介在物の存在が確認された鋼板についてブリスター発生を抑制し得る、めっき鋼板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のめっき鋼板の製造方法の流れの概要を示すフローチャートである。
【図２】冷間圧延工程で用いられる冷間圧延ライン１１の一例を概略的に示す模式図である。
【図３】ＣＧＬ４１の一部を概略的に示す模式図である。
【図４】第１の態様を説明するための概念図である。
【図５】第２の態様を説明するための概念図である。
【図６】在炉時間とブリスター発生率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明のめっき鋼板の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」ともいう）の流れの概要を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本発明の製造方法は、少なくとも、溶鋼を鋳造して鋳片を得る連続鋳造工程（ステップＳ１）、得られた鋳片に熱間圧延を施して熱延鋼板を得る熱間圧延工程（ステップＳ２）、得られた熱延鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷間圧延工程（ステップＳ３）、および、得られた冷延鋼板を還元焼鈍した後にめっきを施すめっき工程（ステップＳ４）を、この順に備える。このような本発明の製造方法によって、めっき鋼板（例えば、溶融亜鉛めっき鋼板）が得られる。
【００１６】
連続鋳造工程においては、使用される装置は特に限定されず、一般的な連続鋳造機である、垂直曲げ型スラブ連続鋳造機を用いることができる。垂直曲げ型スラブ連続鋳造機を用いた場合の連続鋳造を概略的に説明する。まず、タンディッシュに注入された溶鋼は、スライディングノズルで流量を調整されながら、浸漬ノズルを介して鋳型に注入される。溶鋼は鋳型で冷却されて凝固シェルを形成し、内部に未凝固層を有する鋳片として、連続的に引き抜かれる。鋳型の溶鋼湯面上には、パウダが添加される。鋳片は、引き抜かれながら、二次冷却帯によって冷却される。冷却された鋳片は、凝固シェルの厚みを増大して、やがて凝固を完了する。このようにして鋳造した鋳片は切断されて、次工程の熱間圧延工程に搬送される。
【００１７】
熱間圧延工程においても、使用される装置等は特に限定されず、熱延鋼板を製造するための一般的な熱間圧延ラインを用いることができる。この場合、前工程で得られた鋳片は、粗圧延機および仕上圧延機で構成された熱間圧延機群で圧延されて、熱延鋼板とされ、冷却された後に、巻き取られて、コイルとされる。
【００１８】
次に、冷間圧延工程について説明する。冷間圧延工程は、熱間圧延工程によって得られた熱延鋼板（以下、単に「鋼板」ともいう）を、冷間圧延ラインに通板させて、冷間圧延を施して冷延鋼板を得る工程である。
図２は、冷間圧延工程で用いられる冷間圧延ライン１１の一例を概略的に示す模式図である。なお、図２中、冷間圧延ライン１１の各部を覆うハウジング等は、省略して示している。
【００１９】
冷間圧延ライン１１は、複数の圧延機１３で構成された冷間圧延機列１２を有する。各々の圧延機１３は、上バックアップロール１４、上ワークロール１５、下ワークロール１６、および、下バックアップロール１７の各ロールで構成されている。各ロールは、図示しない圧下装置によって昇降する。
【００２０】
上ワークロール１５と下ワークロール１６との近傍には、圧延油をスプレーする上ノズル１８と下ノズル１９とが配置されている。
【００２１】
冷間圧延ライン１１（冷間圧延機列１２）の出側には、鋼板１に存在するアルミナ等の非金属介在物を検出する介在物センサ２２が配置されている。介在物センサ２２としては例えば、漏洩磁束探傷方式の介在物センサを用いることができる。漏洩磁束探傷方式の介在物センサは、鋼板１から生じる漏洩磁束を検出して非金属介在物を探傷するものであり、その技術については周知であるため（例えば、特開平８−１６０００６号公報）、詳細な説明は省略する。
【００２２】
冷間圧延工程においては、まず、コイル２（鋼板１がコイル状に巻き取られたもの）が、冷間圧延ライン１１の入側に配置されたペイオフリール２０に装填される。
コイル２から引き出された鋼板１は、冷間圧延機列１２を構成する圧延機１３の上ワークロール１５と下ワークロール１６との間に通板されて挟圧される。上ワークロール１５と下ワークロール１６とが回転することで、鋼板１は、圧延されて板厚が減じられる。このとき、上ノズル１８および下ノズル１９からは、圧延油がスプレーされ、上ワークロール１５と鋼板１との間、および、下ワークロール１６と鋼板１との間における潤滑が行われる。
【００２３】
そして、冷間圧延機列１２によって圧延された鋼板１においては、その内部に存在する非金属介在物が介在物センサ２２によって検出される。介在物センサ２２の検出結果（非金属介在物の検出量）は、冷間圧延ライン１１の各部を制御する冷間圧延ライン制御部（図示せず）、または、各工程で使用されるライン（冷間圧延ライン１１、および、後述するＣＧＬ４１を含む）を統括制御する統括制御部（図示せず）等に出力される。出力された検出結果は、表示部（図示せず）等に表示されてもよい。
【００２４】
その後、圧延された鋼板１は、テンションリール２１によってコイル状に巻き取られ、冷間圧延後のコイル２とされる。
【００２５】
次に、めっき工程について説明する。めっき工程は、冷間圧延工程によって得られた冷延鋼板（以下、単に「鋼板」ともいう）を焼鈍した後に、溶融めっき浴に浸漬させてめっきを施すめっき工程である。このようなめっき工程においては、例えば、連続亜鉛めっきライン（ＣＧＬ：Continuous Galvanizing Line）が用いられる。
【００２６】
図３は、ＣＧＬ４１の一部を概略的に示す模式図である。なお、図３に示すＣＧＬ４１は一例であり、本発明に用いられるラインとしては、これに限定されない。
【００２７】
図３に示すＣＧＬ４１は、鋼板１を焼鈍するための焼鈍炉４２を有する。焼鈍炉４２には、ガス供給配管（図示せず）から還元性ガスが供給されている。還元性ガスは、例えば、水素濃度が数〜数十％（ｖｏｌ％）の水素と窒素との混合ガスである。還元性ガスの水素濃度および供給量などの条件は、適宜設定されている。また、これらの炉内で設定在炉時間で目標板温とするための焼鈍炉４２の各部の設定温度およびラインスピードをあらかじめ求めておき、ＣＧＬ４１の各部を制御するＣＧＬ制御部（図示せず）にテーブル化しておき、前工程で測定した介在物センサ２２の検出結果から在炉時間を選定して焼鈍炉４２の各部の設定温度およびラインスピードを決定する。または、ＣＧＬ４１が複数ある場合は、最適なラインを選択して通板する。
【００２８】
図３に示す焼鈍炉４２は、鋼板１が通板される順に、直火炉４３、還元炉４４、および、冷却炉４５によって構成されている。
直火炉４３には、鋼板１の通板方向に沿ってバーナ群５１が対面配置されている。バーナ群５１は、燃料ガスおよび燃焼用空気が供給されて、鋼板１に火炎を噴射する。
還元炉４４には、走行する鋼板１の間に位置させて、鋼板１を間接加熱するためのラジアントチューブ４９が配設されている。鋼板１は、還元炉４４を走行する間に、高温のラジアントチューブ４９によって還元焼鈍される。
直火炉４３において、鋼板１は、直接火炎で炙られるため効率良く加熱される一方で、その表層は酸化される。しかし、その後の還元炉４４での焼鈍により、鋼板１の表層は還元される。
このような焼鈍炉４２の下流側には、スナウト４６を介して、溶融めっき浴としての溶融亜鉛めっき浴４７が配置されている。そのため、冷却炉４５において、鋼板１は、溶融亜鉛めっき浴４７への浸漬に適した板温に調整される。
【００２９】
めっき工程においては、まず、送り出し装置（図示せず）から送り出された鋼板１が、複数本のロール５０に支持されて、焼鈍炉４２を、直火炉４３、還元炉４４、冷却炉４５の順に通板されて還元焼鈍される。そして、焼鈍炉４２を通板された鋼板１は、スナウト４６を通過して溶融亜鉛めっき浴４７に浸漬された後に引き上げられ、ガスワイピング装置４８によって亜鉛付着量が調整される。このようにして、鋼板１には、めっき皮膜が形成される。
なお、めっき皮膜が形成された後、鋼板１に対しては、所定の合金化処理が施されてもよい。合金化処理は、誘導加熱炉等の合金化炉を用いて鋼板１を所定温度で再加熱することにより、めっき皮膜を合金化する処理である。
めっき皮膜が形成され、任意で合金化処理が施された鋼板１は、その後冷却され、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とされる。
【００３０】
次に、本発明における焼鈍およびめっき工程で、在炉時間の変化のさせ方として、第１の態様と第２の態様とに分けて、より詳細に説明する。
【００３１】
（第１の態様）
第１の態様を、図４に基いて説明する。図４は、第１の態様を説明するための概念図である。在炉時間の長短は、例えば、各々のＣＧＬ４１の焼鈍炉４２の炉長が異なることにより、実現される。図４に示すように、第１の態様においては、冷間圧延工程の後工程であるめっき工程で用いられるラインとして、複数のＣＧＬ４１が配備されている。
そして、図４に示す３つのＣＧＬ４１（ＣＧＬ４１ａ，ＣＧＬ４１ｂ，ＣＧＬ４１ｃ）においては、ＣＧＬ４１ａ、ＣＧＬ４１ｂ、ＣＧＬ４１ｃの順に、焼鈍炉４２での炉長が長くなっている。すなわち、ラインスピードが一定であると考えた場合、炉長が長い方が鋼板１の在炉時間が長い。
【００３２】
より具体的に説明する。３つのＣＧＬ４１における通板速度は、いずれも同じものとする。まず、還元炉４４の炉長については、ＣＧＬ４１ａの炉長（例えば１７０ｍ）よりもＣＧＬ４１ｂの炉長（例えば、２４３ｍ）の方が長くなっている。そのため、鋼板１は、ＣＧＬ４１ａよりもＣＧＬ４１ｂにおいて、還元炉４４をより長時間通板されることになる。こうして、ＣＧＬ４１ｂはＣＧＬ４１ａよりも、焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間が長くなっている。
また、ＣＧＬ４１ｃは、直火炉４３を有していない、いわゆるオールラジアントチューブ型ＣＧＬである。そのため、ＣＧＬ４１ｃでは、直火炉４３での効率の良い加熱が行われず、より長時間の加熱を要する。したがって、ＣＧＬ４１ｃは、ＣＧＬ４１ｂよりも還元炉４４の炉長が長い（例えば、４３０ｍ）。これにより、ＣＧＬ４１ｃは、ＣＧＬ４１ｂよりも焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間が長くなっている。
こうして、ＣＧＬ４１ａ、ＣＧＬ４１ｂ、ＣＧＬ４１ｃの順に、鋼板１の在炉時間が長くなっている。
【００３３】
なお、図４においては、３つのＣＧＬ４１が配備された態様を示しているが、各々の焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間が異なっていれば、その数は２または４以上であってもよい。
【００３４】
そのうえで、まず、冷間圧延工程において冷間圧延ライン１１を用いて得られた鋼板１（コイル）は、装入されて通板されるＣＧＬ４１が、例えば、生産計画（各ラインの生産負荷バランス、製造条件等に応じて、予め定められている。
【００３５】
ここで、一例として、あるコイルの装入先が、在炉時間の最も長いＣＧＬ４１ｃであったとする。そして、このコイルの非金属介在物量が多い場合を考える。この場合、水素ガスが供給されている焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間がブリスター発生に寄与するため、在炉時間が最長のＣＧＬ４１ｃに装入してしまうと、高いブリスター発生率となってしまうおそれがある。
【００３６】
そこで、本発明のめっき工程においては、前工程で介在物センサ２２から出力された非金属介在物の検出量が、あらかじめ設定した許容値以上であった場合には、当初予定されていたＣＧＬ４１（ＣＧＬ４１ｃ）よりも在炉時間がより短いＣＧＬ４１（ＣＧＬ４１ａまたはＣＧＬ４１ｂ）を選択して、そのＣＧＬ４１にコイルを装入して、冷延鋼板を通板させる。なお、検出量の許容値は、ブリスター発生の観点等から経験的に決定されればよい。
これにより、非金属介在物量が多い場合であっても、めっき工程の焼鈍炉４２での焼鈍において、ブリスター発生を抑制することができる。
【００３７】
なお、介在物センサ２２から出力された検出量が低く許容値を下回るような場合には、焼鈍炉４２における鋼板１の在炉時間が長くても支障はないため、当初予定されていたＣＧＬ４１（ＣＧＬ４１ｃ）にそのまま、コイルを装入すればよい。
【００３８】
（第２の態様）
第２の態様を、図５に基いて説明する。図５は、第２の態様を説明するための概念図である。図５に示すように、第２の態様においては、冷間圧延工程の後工程であるめっき工程で用いられるラインとして、少なくとも１つのＣＧＬ４１が配備されている。なお、第２の態様において複数のＣＧＬが配備されていても何ら問題はない。
【００３９】
そして、第２の態様では、介在物センサ２２の検出量に応じて、図５に示す１つのＣＧＬ４１において、通板速度を速く制御することにより、焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間を、予め定められている時間よりも短くする。なお、これらの炉内で設定在炉時間で目標板温とするための焼鈍炉４２の各部の設定温度およびラインスピードをあらかじめ求めておき、ＣＧＬ４１の各部を制御するＣＧＬ制御部（図示せず）にテーブル化しておき、前工程で測定した介在物センサ２２の検出結果から在炉時間を選定して焼鈍炉４２の各部の設定温度およびラインスピードを決定する。
例えば、あるコイルについて、予め定められている在炉時間が「Ｔ１」であるとする。このとき、介在物センサ２２から出力された非金属介在物の検出量が、あらかじめ設定した許容値以上であった場合には、統括制御部がＣＧＬ制御部を制御し、制御を受けたＣＧＬ制御部がＣＧＬ４１の各部を制御して、予め定められている通板速度よりも速い通板速度にする。これにより、在炉時間を、「Ｔ１」よりも短い「Ｔ２」にすることができる。
これにより、非金属介在物量が多い場合であっても、めっき工程の焼鈍炉４２での焼鈍において、ブリスター発生を抑制することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
鋼板１として、JIS G 3141 冷間圧延鋼板及び鋼帯に規定されるＳＰＣＤを用いて、上述した本発明の製造方法（第１の態様）によって、溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
３つのＣＧＬ４１（ＣＧＬ４１ａ、ＣＧＬ４１ｂ、ＣＧＬ４１ｃ）を使用した。焼鈍炉４２の炉長は、順に１７０ｍ、２４３ｍ、４３０ｍである。通板速度はいずれも同じとし、焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間は、順に、１．６ｍｉｎ、２．２ｍｉｎ、３．６ｍｉｎであった。
このとき、在炉時間（ｍｉｎ）とブリスター発生率（％）との関係を調べた。なお、介在物センサ２２として、鋼板１の表面からの漏洩磁束を電気信号に変換する方式の装置を用いた。この場合、介在物センサ２２の値が小さいほど、介在物レベル（すなわち、非金属介在物の検出量）が低いと判断される。
図６に示すグラフにおいて、「○」は、介在物センサ２２の値が０．８（Ｖ）未満で介在物レベルが低いと判断された鋼種のプロットを示し、「△」は、介在物センサの値が１．５（Ｖ）で介在物レベルが高いと判断された鋼種のプロットを示す。
【００４２】
図６は、在炉時間とブリスター発生率との関係を示すグラフである。なお、ブリスター発生率は、ある一ヶ月における製造量（ｔｏｎ／Ｍ）を分母とし、ブリスターが発生した製品の量（ｔｏｎ／Ｍ）を分子とした場合の百分率である。
【００４３】
図６に示すグラフからは、非金属介在物の検出量が比較的低い「○」の鋼種の場合は、焼鈍炉４２での鋼板１の在炉時間によらず、ブリスター発生率はほぼ０％であり、在炉時間が長いＣＧＬ４１ｃであっても、ブリスター発生が抑制されていることが分かった。
【００４４】
一方、非金属介在物の検出量が比較的高い「△」の鋼種の場合は、在炉時間が長いＣＧＬ４１ｃではブリスター発生率が約１８％と高くなっていたが、在炉時間が短いＣＧＬ４１ｂでは約８％まで低減し、さらに在炉時間が短いＣＧＬ４１ａでは、５％以下まで低減できることが分かった。
【符号の説明】
【００４５】
１    鋼板
２    コイル
１１    冷間圧延ライン
１２    冷間圧延機列
１３    圧延機
１４    上バックアップロール
１５    上ワークロール
１６    下ワークロール
１７    下バックアップロール
１８    上ノズル
１９    下ノズル
２０    ペイオフリール
２１    テンションリール
２２    介在物センサ
４１    ＣＧＬ
４２    焼鈍炉
４３    直火炉
４４    還元炉
４５    冷却炉
４６    スナウト
４７    溶融亜鉛めっき浴
４８    ガスワイピング装置
４９    ラジアントチューブ
５０    ロール
５１    バーナ群
【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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【図６】
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