專利名稱：化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方法和制造設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及即使在隨著髙強度化而使Si或Mn等的含量增加的情況下 也能制造化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方法以及實現該制 造方法的制造設備。
背景技術：
以往，在制造高強度冷軋鋼板時，采用向爐內氣氛提供不活潑性氣體 的連續(xù)退火爐設備(參照圖11)、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅 鋼板兼用設備(參照圖12)。
在圖11所示的連續(xù)退火爐設備中，通常在其冷卻帶中采用氣水冷卻或 浸水冷卻等使用水的冷卻、噴吹冷卻后的氣氛氣體的氣體冷卻、和/或在內 部通過冷卻介質進行接觸冷卻的輥冷卻。
在圖12所示的具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中， 具有鍍覆設備(參照圖中熔融鋅罐8和流通線(pass line) L2)，在制造熱 浸鍍鋅鋼板時，為了維持鍍覆密合性， 一般釆用噴吹冷卻后的氣氛氣體的 氣體冷卻。
另外，在具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，在將 不進行熱浸鍍鋅的冷軋鋼板退火時，如圖12中的虛線部分所示，與其他爐 同樣，冷軋鋼板通過與外界大氣隔絕的裝卸式流通線Lj。
在上述設備中，在將軟質鋼板(例如Si: 0.2%以下)退火時，化學轉 化處理性沒有特殊問題。
但是，從汽車領域中的輕量化需求考慮，隨著高強度鋼板化的進行， 為了提高強度，作為強度提高元素的Si、 Mn等的添加量增加，例如，若 Si增加至1.0y。左右，則會在鋼板表面殘留大量Si或Mn等的氧化膜，化學 轉化處理性下降，在Si氧化膜部分出現未被化學轉化處理的部分即被稱為 "空缺(卞G)"的化學轉化處理不良。在連續(xù)退火爐設備中，在包含以再結晶為目的的加熱后的鋼板溫度為
600 25(TC的范圍的一部分或全部的冷卻帶中采用氣水冷卻或浸水冷卻等 使用水的冷卻方式的情況下，鋼板表面在該鋼板溫度下暴露于水中，因此 當鋼板出退火爐時，對鋼板實施酸洗和鍍Ni。
因此，即使在Si或Mn增加的高強度冷軋鋼板中，化學轉化處理性也 沒有特殊問題。
但是，在包含上述溫度范圍的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式中不 采用使用水的冷卻方式而采用氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻的連續(xù)退 火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，由于爐內 充滿不活潑性氣氛氣體，氧濃度和露點均非常低，因此當采用以往的低Si、 Mn的材料時在氧化膜方面沒有問題，通常在出退火爐時沒有實施酸洗或鍍 Ni的設備。
其結果是，由高Si、 Mn的高強度鋼板化引起的化學轉化處理性明顯惡化。
另外，氣體冷卻是指在爐內向鋼板噴吹低于鋼板溫度的低溫氣氛氣體 來進行冷卻的冷卻方法，擴散冷卻是指從提供低于鋼板溫度的低溫氣氛氣 體的爐內通過來進行冷卻的冷卻方法，冷卻管冷卻是指向設置在爐內的與 爐內氣氛氣體隔絕的配管內通入冷卻介質將爐內氣氛氣體冷卻來冷卻鋼板 的冷卻方法。
此外，說明書中提及的連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱 浸鍍鋅鋼板兼用設備中包含鋼板的連續(xù)退火設備的連續(xù)退火爐、鋼板的熱 浸鍍鋅處理設備的連續(xù)退火爐、冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備的連續(xù)退 火爐。
因此，在包含上述溫度范圍的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣 體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以上的連續(xù)退火爐、或具 有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，如圖13和圖14所示， 通過在出退火爐時對鋼板實施酸洗和鍍Ni，也能避免"空缺"的產生，使 化學轉化處理性恢復到以往水平。
另外，在日本特開2006-45615號公報中提出了如下方法將鋼板表面 暫時氧化，然后在還原氣氛中還原，在退火后無需實施酸洗或鍍Ni，即可
5防止化學轉化處理性的下降。

發(fā)明內容
但是，近年來高強度化的需求進一步提高，Si和Mn等提高強度的元 素的添加進一步增加，例如添加1.0 2.0%的&。
這樣，在包含上述溫度范圍的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣 體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以上的連續(xù)退火爐、或具 有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，即使在出退火爐時對 鋼板實施酸洗和鍍Ni，也會在化學轉化處理中產生"空缺"。
對其原因進行了分析，發(fā)現果然是因在鋼板表面殘留Si或Mn的氧化 膜所致。因此，為了除去殘留的Si和Mn的氧化膜，強化出退火爐時的酸 洗，具體而言，將通板速度從100mpm下降至30mpm，將酸洗溫度從70 。C提高至8(TC，但依然有Si或Mn的氧化膜殘留，在化學轉化處理中殘留 "空缺"，成為問題。
此外，作為強化酸洗的方法，通常有將出退火爐時的酸洗槽從1槽左 右增加為多槽的方法，但是己將通板速度降低至30mpm這樣極低的速度來 確保酸洗槽浸漬時間，從"空缺"殘留的情況考慮，無法指望將通板速度 恢復到較快速度，且設備費用和設置空間等也是一大課題。
另外，當81為1.0%以上、特別是超過1.1%、和/或Mn為2.0。/。以上、 特別是超過2.2%時，此傾向變得明顯。
本發(fā)明為了解決上述課題，其目的在于提供如下的化學轉化處理性優(yōu) 異的高強度冷軋鋼板的制造方法及其設備，該方法通過連續(xù)退火爐、或具 有連續(xù)退火爐的冷軋鋼粉熱浸鍍鋅鋼板兼用設備來進行連續(xù)退火，該連續(xù) 退火爐中，包含以再結晶為目的的加熱后的600 25(TC的鋼板溫度范圍內 的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻 中的1種或2種以上，在上述情況下，即使鋼板的Si或Mn的含量高，也 能制造化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板。
本發(fā)明者為了解決上述課題進行了深入研究，結果發(fā)現在包含上述 的鋼板溫度范圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散 冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以上的連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐
6的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，在上述鋼板溫度范圍內，通常通過
在鋼板周圍形成極低濃度的氧(例如數十 數ppm)和/或極低露點(例如 —20 一60°C)的不活潑性氣體氣氛來防止鋼板的氧化，但是如果反而積 極地形成氧化氣氛，使Si和Mn以及鋼板中的鐵氧化，通過在出退火爐時 的酸洗，將鐵的氧化膜與Si和Mn等的氧化膜一起酸洗除去，則即使Si、 Mn等的含量高，也能得到沒有"空缺"的、化學轉化處理性良好的高強度 冷軋鋼板。
圖l是示意性地表示由現有技術和本發(fā)明得到的鋼板表面的狀態(tài)的圖。 圖1 (a) (c)表示現有的鋼板表面狀態(tài)，圖1 (d)表示本發(fā)明的 鋼板表面狀態(tài)。
圖1 (a)表示對Si和Mn少的鋼板S實施了化學轉化處理25時的鋼 板表面狀態(tài)。如圖l (a)所示，由于鋼板S中的Si和Mn少，因此通過化 學轉化處理25，在鋼板S的表面形成沒有"空缺"的化學轉化處理被膜結 晶25a。
圖1 (b)表示對Si和Mn多的鋼板S實施了化學轉化處理25時的鋼 板表面狀態(tài)。如圖1 (b)所示，由于鋼板S中的Si和Mn多，因此在鋼板 S的表面存在Si、 Mn的氧化膜Sa,若實施化學轉化處理25，則會形成具 有空缺X的化學轉化處理被膜結晶25a。
圖1 (c)表示對Si和Mn更多的鋼板S實施了酸洗26后實施化學轉 化處理25時的鋼板表面狀態(tài)。如圖l (c)所示，由于鋼板S中的Si和Mn 更多，因此在鋼板S的表面存在較厚的Si、 Mn的氧化膜Sa，即使實施酸 洗26，也無法完全除去，若接著實施化學轉化處理25，則會形成具有空缺 X的化學轉化處理被膜結晶25a。
圖1 (d)表示本發(fā)明的鋼板表面狀態(tài)。如圖1 (d)所示，當鋼板S中 的Si和Mn更多時，雖然會在鋼板S的表面存在較厚的Si、 Mn的氧化膜 Sa,但通過在氧化氣氛中將鋼板表面積極氧化27，形成覆蓋Si、 Mn的氧 化膜Sa的鐵氧化膜27a，通過酸洗26將鐵氧化膜27a和Si、 Mn的氧化膜 Sa—起除去。同時，將成為化學轉化處理被膜結晶的析出核的鋼板表面上 的微小氧化物(鐵氧化物等)也除去，成為化學轉化處理被膜難以形成的 表面狀態(tài)，接著對該表面實施鐵或Ni的鍍覆28，形成鐵或Ni的鍍覆被膜
728a，然后實施化學轉化處理25，即可在鐵或Ni的鍍覆被膜28a上形成沒 有空缺X的化學轉化處理被膜結晶25a。
本發(fā)明是基于上述發(fā)現而完成的發(fā)明，技術方案1的化學轉化處理性 優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方法的特征在于，通過連續(xù)退火爐、或具有 連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備，將冷軋鋼板連續(xù)退火，該 連續(xù)退火爐中，包含以再結晶為目的的加熱后的600 250'C的鋼板溫度范 圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管 冷卻中的1種或2種以上，在上述情況下，在上述鋼板溫度范圍內，將鋼 板表面暴露于使鐵氧化的氣氛中使其氧化，在退火爐出口側進行酸洗后， 實施1 50mg/r^的鐵或Ni的鍍覆。
此吋，通過使鋼板在爐外進行通板，能形成上述氧化狀態(tài)。
此外，技術方案2的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方 法的特征在于，在通過連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍 鋅鋼板兼用設備，將高強度冷軋鋼板連續(xù)退火，該連續(xù)退火爐中，包含以 再結晶為目的的加熱后的600 250°C的鋼板溫度范圍內的一部分或全部的 冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以 上，在上述情況下，在上述鋼板溫度范圍內向爐內提供含有氧或水蒸氣的 氣氛氣體，測定爐內的氧濃度或露點，根據該測定結果，對含有氧或水蒸 氣的氣氛氣體的供給量進行控制，在退火爐出口側進行酸洗后，實施l 50mg/i^的鐵或Ni的鍍覆。
技術方案3的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方法的特 征在于，在以再結晶為目的的加熱后的600 25(TC的鋼板溫度范圍的一部 分或全部中，使鋼板在爐外進行通板，由此將鋼板表面暴露于使鐵氧化的 氣氛中，然后，在退火爐出口側進行酸洗后，實施1 50mg/r^的鐵或Ni 的鍍覆。
另外，如技術方案4所述，當Si為1.0 2.0%、和/或Mn為2.0 3.0% 時，本發(fā)明的效果顯著。
此外，技術方案5的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造設 備的特征在于，在包含以再結晶為目的的加熱后的600 250'C的鋼板溫度 范圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以上的連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/ 熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，具備在上述鋼板溫度范圍內向鋼板周圍氣氛提 供氧或水蒸氣的設備，在退火爐出口側具備酸洗設備和鐵或Ni的鍍覆設備。
這里，提供氧或水蒸氣的設備可以是使鋼板在爐外進行通板而與外界 大氣接觸的設備。
技術方案6的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造設備的特 征在于，在包含以再結晶為目的的加熱后的600 250'C的鋼板溫度范圍內 的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻 中的1種或2種以上的連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍 鋅鋼板兼用設備中，具備在上述鋼板溫度范圍內向爐內提供含有氧或水蒸 氣的氣氛氣體的設備，具有測定爐內的氧濃度或露點的設備，具備根據該 測定結果來控制含有氧或水蒸氣的氣氛氣體的供給量的控制裝置，在退火 爐出口側具備酸洗設備和鐵或Ni的鍍覆設備。
本發(fā)明基于如下新的構思，即在通常保持在還原氣氛中的冷卻帶中將 鋼板積極地暴露于氧化氣氛中，使Si和Mn以及鋼板表面的Fe氧化，并在 出退火爐時進行酸洗來將鋼板表面的鐵氧化膜與Si和Mn等的氧化膜一起 除去，從而在包含以再結晶為目的的加熱后的600 25(TC的鋼板溫度范圍 內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷 卻中的1種或2種以上的連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸 鍍鋅鋼板兼用設備中，即使鋼板的Si和Mn等的含量高，也能制造化學轉 化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板。


圖1是表示用現有技術和本發(fā)明得到的鋼板表面的狀態(tài)的圖。(a) (c)表示用現有技術得到的鋼板表面的狀態(tài)，(d)表示用本發(fā)明得到的鋼 板表面的狀態(tài)。
圖2是表示鐵的氧化區(qū)域的圖。
圖3是表示供氣設備的圖。
圖4是表示爐外通板設備的圖。
圖5是表示冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備的主要部分的圖。圖6是表示在連續(xù)退火爐中組裝了供氣設備的設備整體的結構的圖。 圖7是表示在冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中組裝了供氣設備的設
備整體的結構的圖。
圖8是表示在連續(xù)退火爐中組裝了爐外通板部的設備整體的結構的圖。 圖9是表示在冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中組裝了雙流通線的設
備整體的結構的圖。
圖IO是表示實施例和比較例的氧化條件的圖。 圖11是表示現有的連續(xù)退火爐設備的圖。
圖12是表示現有的具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設 備的圖。
圖13是表示在現有的退火爐的出口側實施酸洗和鍍Ni的設備的圖。 圖14是表示在現有的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備的出口側實施 酸洗和鍍Ni的設備的圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，為了將鋼板積極地暴露于氧化氣氛中，除Si、Mn外，還 使鋼板表面的鐵也氧化，通過出退火爐時的酸洗將鋼板表面的鐵氧化膜與 Si和Mn等的氧化膜一起除去，則從退火的加熱到均熱后，在冷卻帶使鋼 板氧化。具體而言，在以再結晶為目的的加熱后的冷卻過程中，在鋼板溫 度為250 60(TC的范圍內，將鋼板表面暴露于使Fe氧化的氣氛中。
本發(fā)明的一大特征在于在冷卻帶、特別是包含以再結晶為目的的加 熱后的600 250。C的鋼板溫度范圍內的一部分或全部的冷卻帶中，適用不 使用水的冷卻方式即氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以 上。
在氣水冷卻或浸水冷卻中，鋼板被直接暴露于水中，另一方面，在氣 體冷卻、擴散冷卻以及冷卻管冷卻的情況下，不使鋼板表面暴露于氧以及 露點高的氣氛氣體或外界氣體中是常識，但在本發(fā)明中，反而是將鋼板表 面暴露于氧或露點高的氣氛中，這一點是重要的。
使鐵氧化的氣氛是指，在鋼板的上述溫度范圍內，基于熱力學確定的 平衡狀態(tài)圖(例如材料環(huán)境學入門，腐蝕防止協會編，p203，丸善，1993)，鐵處于氧化的狀態(tài)的氣氛。
在圖2中，例如3%氫-余量為氮、露點為一5(TC的氣氛下的氧勢位于 虛線上。當某一元素的氧勢位于該虛線上方時，該元素維持還原狀態(tài)，當 位于該虛線的下方時，該元素維持氧化狀態(tài)。
具體而言，由于鐵/氧化鐵平衡線在約50'C以上的區(qū)域中位于虛線的上 方，因此在該范圍內為還原狀態(tài)，即作為金屬鐵而存在。
另外，如圖2所示，Si在溫度范圍的整個區(qū)域位于上述虛線的下方， 在該條件下為氧化狀態(tài)，即作為SK)2存在。
作為將鋼板暴露于使鐵氧化的氣氛下的方法，例如如圖3所示，可以 在驟冷爐1上設置供氣設備2，提供冷卻用氣氛At氣體，并提供氧和空氣 Oa，或提供用于提高露點的水蒸氣Ho。此時，優(yōu)選用氧濃度計或露點儀3 從爐內采集樣品氣體，將其測定結果送至控制裝置4，對氣體投入設備2 的閥5進行操作，對氧分壓、水分壓、氫分壓進行管理，維持鐵的氧化狀 態(tài)。
若使鐵氧化的鋼板溫度不足25(TC，則氧化不能順利進行，若超過600 -c，則鐵過度氧化，不僅使除去氧化鐵的酸洗的負荷變大，而且氧化鐵會 脫落，粘附于爐內的運送輥，導致鋼板表面的品質缺陷。因此，使鐵氧化 的鋼板溫度優(yōu)選為250'C 60(TC，從作業(yè)上的溫度管理的角度出發(fā)，更優(yōu) 選為300。C 500"C。
另外，在本發(fā)明的冷卻帶中，冷卻速度只要在rc/s以上即可，無需特 殊規(guī)定，可以是過時效爐中被稱為"保溫"或"保持"的緩慢冷卻或擴散 冷卻。
此外，本發(fā)明的冷卻帶是采用氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的i
種或2種以上的冷卻帶，只要包含以再結晶為目的的加熱后的600 250°C 的鋼板溫度范圍內的一部分或全部即可，且只要能在該鋼板溫度范圍內使 上述鋼扳暴露于氧化氣氛中，即可獲得本發(fā)明的效果。
此外，在加熱后的冷卻過程中即使有鋼板的再加熱，只要鋼板的再加 熱溫度在600 25(TC的范圍內、或在不活潑性氣體氣氛內的再加熱就可以。
出退火爐時，關于將鋼板表面的鐵氧化膜與Si或Mn等的氧化膜通過 酸洗除去的酸洗條件，酸的種類沒有特殊限制，但優(yōu)選鹽酸或硫酸。酸的濃度優(yōu)選為l 20wt%，若不足lwtY。，則酸洗效果不足，特別是當出退火 爐時的酸洗設備中使用的酸洗槽為l槽左右時，無法徹底除去氧化膜。
此外，當酸的濃度超過20wtn/。時，酸洗效果達到飽和，成本增加的影
響變大，因而不優(yōu)選。
酸洗槽的液溫優(yōu)選為60 95i:，當不足60'C時，與濃度的情況相同， 無法完全除去氧化膜，若超過95t:，則酸洗效果達到飽和，升溫中使用的 能量成本增加的影響變大，因而不優(yōu)選。
酸洗后，實施1 50mg/n^鐵或Ni的鍍覆。這是因為，酸洗會使鋼板 表面過于干凈，化學轉化處理結晶析出用的核消失，化學轉化處理性下降。
化學轉化處理性的劣化表現為出現如下現象出現被膜一部分不粘附 的被稱為"空缺"的部位，或在鋼板基底進行結晶析出的磷葉石 (Zn2Fe(PO)2 4H20)不析出。
前種現象可以通過用電子顯微鏡觀察來確認。在整個面均一附著鐵或 Ni的鍍層很重要。
后種現象可以通過由X射線衍射強度算出表示磷葉石的結晶比例的P 比來確認。通常，為了滿足腐蝕性能和涂布性能，要求P比》0.80，另夕卜， 在融雪鹽撒布地區(qū)等苛刻的腐蝕環(huán)境下，要求P比》0.85。
用于形成適合化學轉化處理的表面的鐵或Ni的鍍覆量為1 50mg/m2。 若鐵或Ni的鍍覆量不足lmg/m2，則過少，會發(fā)生化學轉化處理結晶的不 均，另一方面，若超過50mg/m2，則鐵或Ni的鍍覆效果達到飽和，成本增 加的影響變大，不優(yōu)選。
另外，在酸洗與鐵或Ni的鍍覆之間和/或鐵或Ni的鍍覆后，為了不在 鋼板表面殘留試劑，避免表面品質下降，優(yōu)選對鋼板表面進行洗滌。
另外，從工序縮短和成本的方面考慮，優(yōu)選將酸洗設備和鐵或Ni的鍍 覆設備與連續(xù)退火爐或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鋅鍍鋼板兼用設 備的退火爐出口側連接，但也可以在與連續(xù)退火爐或具有連續(xù)退火爐的冷 軋鋼紛熱浸鍍鋅鋼板兼用設備不同的設備中進行酸洗和鐵或Ni的鍍覆。
當在其他設備中進行酸洗和鐵或Ni的鍍覆時，若在連續(xù)退火爐或具有 連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中進行調質軋制，則氧化膜 因調質軋制而破碎，成為雜質，導致鋼板的光澤不佳和壓痕等品質缺陷，
12因此優(yōu)選在其他設備中進行酸洗和鐵或Ni的鍍覆后，進行調質軋制。
在氣體冷卻時，作為使鋼板表面暴露于使鐵氧化的氣氛中的簡單手段， 如圖4所示，可以在冷卻帶過程中，在鋼板溫度為250 60(TC間，設置爐 外通板部6。這樣，只要將鋼板暴露于驟冷爐1的爐外，即可更可靠地將鋼 板表面的鐵氧化，能形成在之后的酸洗中與Si和Mn等的氧化膜一起被除 去的足夠的鐵的氧化膜。
另外，優(yōu)選在鋼板露出到驟冷爐1的爐外的部分或返回爐內的部分設 置密封輥等密封裝置7，將爐內氣氛與外部隔絕。
雖然在圖3和圖4中未圖示，但在出退火爐時進行酸洗，將Si和Mn 等的氧化膜與鐵的氧化膜一起進行酸洗并除去，然后進行鐵或Ni的鍍覆， 由此能得到化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板。
圖5所示為在具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中實 施在冷卻帶過程中在鋼板溫度為250 60(TC間將鋼板暴露于爐外的方法的 情況。8是設置在驟冷爐1的出口的熔融鋅罐，9是水淬槽，10是酸洗設備, ll是鍍覆設備(例如鍍Ni設備)。
當進行熱浸鍍鋅時，使鋼板沿實線所示的鍍鋅鋼板流通線L2移動，但 是，當在具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中將冷軋鋼板 退火時，如虛線所示，在驟冷爐1的后段，使熔融鋅罐8成為分支，使鋼 板沿鋼板流通線"移動。
以往，為了防止鋼板的氧化，該分支部也被與退火爐一樣的爐內氣氛 氣體充滿，與外界氣體隔絕，但在本發(fā)明中，如圖5所示，通過在分支部 使鋼板通過爐外，形成在之后的酸洗中與Si或Mn等的氧化膜一起被除去 的足夠的鐵的氧化膜。
圖6所示為在連續(xù)退火爐中組裝了圖2所示的供氣設備2的設備整體 的結構。從開巻機12拉出的鋼板經由焊接機13、進入側洗滌裝置14、進 入口側活套(looper) 15，進入連續(xù)退火爐16。
連續(xù)退火爐16由加熱爐17、均熱爐18、緩冷爐(例如氣體冷卻)19、 氣體冷卻式驟冷爐1、過時效爐20、最終冷卻爐21構成，但有時沒有過時 效爐20。
此外，在連續(xù)退火爐16的出口側，依次設有水淬槽9、酸洗設備IO、
13鍍覆設備ll、出口側活套22、調質軋制機23、張力巻取機24。
另外，作為鍍覆設備，可以采用鍍Ni設備，也可以采用鍍鐵設備。圖 3所示的供氣設備2設于驟冷爐1 。
圖7表示在具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中組裝 了圖3所示的供氣設備2的設備整體的結構。在驟冷爐1的后段，如虛線 所示，使熔融鋅罐8成為分支，使鋼板進行通板，在鋼板溫度為600 250 "C的范圍內，向鋼板周圍氣氛提供氧、空氣Oa或水蒸氣Ha。
在圖6和圖7所示的任一設備中，均具有測定爐內的氧濃度或露點的 設備P，從其測定結果可知，優(yōu)選具備用于控制含有氧或水蒸氣的氣氛氣 體的供給量的控制裝置4。
圖8表示在連續(xù)退火爐中組裝了圖4所示的爐外通板部6的設備整體 的結構。
圖9表示在具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中組裝 了圖5所示的分支流通線的設備整體的結構。
在驟冷爐1的后段，如虛線所示，使熔融鋅罐8成為分支，使鋼板在 鋼板流通線進行通板，在鋼板溫度為600 250'C的范圍內，使鋼板與外界 氣體接觸，形成在之后的酸洗中與Si或Mn等的氧化膜一起被除去的足夠 的鐵的氧化膜。
如上所述，在鋼板溫度為250 60(TC的范圍內使鋼板氧化的裝置中存 在各種形態(tài)。
但是，在任一種情況下，通過在上述溫度下將鋼板積極地暴露于氧化 氣氛中，使Si、 Mn以及鋼板表層部的鐵氧化，通過出退火爐時的酸洗，將 鋼板表面的鐵氧化膜與Si或Mn等的氧化膜一起酸洗除去，即使Si、 Mn 等的含量較高，也能得到無"空缺"的化學轉化處理性良好的高強度冷軋 鋼板。
本發(fā)明特別是在按質量％計Si為1.0 2.0%、和/或Mn為2.0 3.0%這 樣的高含量的情況下有效。即使在Si不足1.0。/。、和/或Mn不足2.0%的情 況下也有效，但為過量的效果。
用現有技術也能通過除去Si、Mn的氧化膜得到化學轉化處理性優(yōu)異的 高強度冷軋鋼板，因此在本發(fā)明中，將Si的下限定為1.0W，將Mn的下限定為2.0°/。。
關于Si和Mn的上限，即使強度提高，由于與延展性以及其他材質條 件的平衡變差，因此將Si的上限定為2.0M，將Mn的上限定為3.0。/。。
關于Si和Mn以外的元素，根據表面品質、內部缺陷、拉伸強度、伸 長性、局部延展性、擴孔性、耐沖擊性、焊接性、焊接部的材質劣化防止、 燒固性、時效性、熱軋性等使用者的要求來調整。
例如，除Si、 Mn以外，按質量n/。計含有C: 0.01 0.3%、 P: 0.0001 0.15%、 S: 0.0001 0.02%、 Al: 0.001 0.4%、 N: 0扁2 0.02%，余量 為Fe和不可避免的雜質，根據所需特性各自按0.0001 1%的范圍含有下 述元素中的l種或2種以上這些元素為Ti、 Nb、 V、 Zr、 W、 Mo、 Cr、 Ni、 Cu、 Ca、 REM、 B、 Mg和La、 Ce等鑭系元素。
另外，對于連續(xù)退火爐或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼 用設備，通常為了防止鋼板的氧化，用以氮等為主要成分的不活潑性氣體 充滿爐內，將爐密封，與外界氣體隔絕。
作為該密封手段，已知從高溫區(qū)域的冷卻方式不限于氣水冷卻、浸水 冷卻、氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻、輥冷卻，以往在退火爐出口設 置利用兼用作被稱為 水淬的最終冷卻的水的密封裝置。
這里的最終冷卻通過水將鋼板溫度從250'C左右冷卻至常溫 8(TC左 右。由于用水進行冷卻，因此鋼板表面的鐵也被氧化，形成鐵的氧化膜， 但是，無論是在本發(fā)明的情況下，還是采用現有技術，該水淬引起的鐵的 氧化膜的形成都不會影響化學轉化處理性。
其理由如下所述與本發(fā)明的情況不同，在水淬中，由于鋼板溫度不 足250'C，因此鐵的氧化膜形成很少，不是本發(fā)明那樣與Si或Mn等的氧 化膜一起被除去的厚的鐵氧化膜。
實施例
采用下述A D的4種高強度鋼板作為鋼種，進行實驗。關于退火， 均采用連續(xù)退火爐，退火條件(850'C-60秒、10%氫-余量為氮、露點一40 °C)、氣體冷卻條件(5%氫-余量為氮、露點一6(TC)為共同條件。另外， 氧化條件、酸洗條件、鍍覆條件示于表l。鋼種A: Si: 0.7%、 Mn: 2.8%
鋼種B: Si: 1.0%、 Mn: 1.8%
鋼種C: Si: 1.3%、 Mn: 1.2%
鋼種D: Si: 1.8%、 Mn: 1.5%
表1
氧化條件酸洗條件鍍覆
13%氫-余量為氮、露點3(TC
實施例20.1%氫-余量為氮、露點5(TC80°C
3大氣下、露點5x:5%鹽酸酸洗鍍Ni
比較例43%氫-余量為氮、露點一5(TC浸漬5秒
510%氫-余量為氮、露點一2(TC
另外，實施例和比較例的氧化條件的位置在圖io中分別用虛線表示。
若該虛線與溫度(250 600'C)的交點在鐵/氧化鐵平衡線的上方，則鐵發(fā) 生氧化，若在下方，則鐵被還原。
在實施例1至實施例3中，在250'C到60(TC的范圍內，上述交點均位 于鐵/氧化鐵平衡線的上方，因此在該條件下會發(fā)生氧化，生成氧化鐵。
此外，在比較例4和比較例5中，情況相反，上述交點位于鐵/氧化鐵 平衡線的下方，因此在該條件下氧化鐵被還原，鐵以單體鐵的形態(tài)存在。
改變上述鋼種、氧化條件、氧化板溫度、Ni的鍍覆量來制造高強度冷 軋鋼板，進行化學轉化處理后的外觀評價和P比的測定，其結果示于表2。
這里，關于化學轉化處理后的外觀評價，將沒有"空缺"、粒子規(guī)整的 情況記為O，將有"空缺"的情況記為X。
關于P比，以磷葉石(100)面P與磷酸鋅(020)面H的X射線衍射 強度比P/(P+H)為指標，將0.S5以上的情況記為 ，將0.80以上且不足 0.85的情況記為O，將不足0.80的情況記為X 。
實施例1 11為本發(fā)明例，化學轉化處理性均很好。另一方面，在比 較例12、 13、 15、 16和18中，由于未進行積極的鐵的氧化，因此發(fā)生由 Si和Mn的殘留氧化物引起的化學轉化不良。
在比較例14中，雖然實施了積極的氧化，但由于氧化板溫度過高，氧 化物過厚，因此不能通過之后的酸洗處理來除去氧化膜而使其殘留，發(fā)生化學轉化不良。
在比較例17中，由于脫爐溫度過低，因此氧化沒有進展，其結果是， Si和Mn的氧化物未被除去而殘留，發(fā)生化學轉化性不良。
在比較例19和20中，由于在酸洗后未實施鍍Ni，因此化學被膜自身
雖然有磷葉石析出，但產生大量"空缺"，化學轉化處理性不良。 表2
No鋼種氧化條件氧化板溫度 (。c)鍍Ni外觀p比
1A12503mg/m2O〇
2A245010mg/m2〇◎
3A360050mg/m2〇〇
4B135020mg/m2〇◎
實B230050mg/m2〇◎
施6B340030mg/m2〇◎
例"7C150015mg/m2〇◎
8C230010mg/m2〇◎
9C335025mg/m2〇◎
10D145010mg/m2〇◎
11D360040mg/m2O〇
12A435010mg/m2XX
13A65025mg/m2XX
14A385025mg/m2XX
比15B440030mg/m2XX
較16B70015mg/m2XX
例17B215010mg/m2XX
18C415010mg/m2XX
19C300無X〇
20D3400無X〇
如上述數據所示，本發(fā)明即使在為了提高強度而使鋼中的Si和Mn等 含量增加的情況下，也能制造化學轉化處理性優(yōu)良的高強度冷軋鋼板。
如上所述，本發(fā)明能制造即使鋼板的Si或Mn等的含量高、化學轉化 處理性也優(yōu)良的高強度冷軋鋼板。因此，特別是對擴大高強度鋼板在汽車 領域中的應用具有巨大的貢獻。
1權利要求
1、一種化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，通過連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備，將冷軋鋼板連續(xù)退火，制造高強度冷軋鋼板，該連續(xù)退火爐中，包含以再結晶為目的的加熱后的600～250℃的鋼板溫度范圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以上，其中，在所述鋼板溫度范圍內，將鋼板表面暴露于使鐵氧化的氣氛中而使所述鋼板表面氧化，并在退火爐出口側進行酸洗后，實施1～50mg/m2的鐵或Ni的鍍覆。
2、 一種化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造方法，其特征在 于，通過連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設 備，將冷軋鋼板連續(xù)退火，制造高強度冷軋鋼板，該連續(xù)退火爐中，包含 以再結晶為目的的加熱后的600 250'C的鋼板溫度范圍內的一部分或全部 的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種 以上，其中，向所述鋼板溫度范圍內的爐內，提供含有氧或水蒸氣的氣氛 氣體，測定爐內的氧濃度或露點，根據該測定結果，對含有氧或水蒸氣的 氣氛氣體的供給量進行控制，在退火爐出口側進行酸洗后，實施l 50mg/n^的鐵或Ni的鍍覆。
3、 根據權利要求1所述的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制 造方法，其特征在于，在所述以再結晶為目的的加熱后的600 25(TC的鋼 板溫度范圍的一部分或全部中，使鋼板在爐外進行通板，由此將鋼板表面 暴露于使鐵氧化的氣氛中。
4、 根據權利要求1 3中任一項所述的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度 冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，所述高強度冷軋鋼板按質量％計含有 Si: 1.0 2.0%、和/或Mn: 2.0 3.0%。
5、 一種化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造設備，其特征在 于，在連續(xù)退火爐中，包含以再結晶為目的的加熱后的600 250'C的鋼板 溫度范圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、 冷卻管冷卻中的1種或2種以上；在該連續(xù)退火爐、或具有該連續(xù)退火爐 的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，具備在所述鋼板溫度范圍內向鋼板 周圍氣氛提供氧或水蒸氣的設備，在退火爐出口側具備酸洗設備和鐵或Ni 的鍍覆設備。
6、 一種化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制造設備，其特征在 于，在連續(xù)退火爐中，包含以再結晶為目的的加熱后的600 250'C的鋼板 溫度范圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、 冷卻管冷卻中的1種或2種以上；在該連續(xù)退火爐、或具有該連續(xù)退火爐 的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備中，具備在所述鋼板溫度范圍內向爐內 提供含有氧或水蒸氣的氣氛氣體的設備，具有測定爐內的氧濃度或露點的 設備，具備根據該測定結果來控制含有氧或水蒸氣的氣氛氣體的供給量的 控制裝置，在退火爐出口側具備酸洗設備和鐵或Ni的鍍覆設備。
7、 根據權利要求5所述的化學轉化處理性優(yōu)異的高強度冷軋鋼板的制 造設備，其特征在于，所述提供氧或水蒸氣的設備是使鋼板在爐外進行通 板而與外界氣體接觸的設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及高強度冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，通過連續(xù)退火爐、或具有連續(xù)退火爐的冷軋鋼板/熱浸鍍鋅鋼板兼用設備，將冷軋鋼板連續(xù)退火，制造高強度冷軋鋼板，該連續(xù)退火爐中，包含以再結晶為目的的加熱后的600～250℃的鋼板溫度范圍內的一部分或全部的冷卻帶的冷卻方式為氣體冷卻、擴散冷卻、冷卻管冷卻中的1種或2種以上；其中，在上述鋼板溫度范圍內，將鋼板表面暴露于使鐵氧化的氣氛中使其表面氧化，并在退火爐出口側進行酸洗后，實施1～50mg/m²的鐵或Ni的鍍覆。
文檔編號C22C38/58GK101583740SQ200880001968
公開日2009年11月18日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權日2007年1月9日
發(fā)明者安田裕喜, 松村賢一郎, 簗場康司 申請人:新日本制鐵株式會社