乾燥圧延仕上げ：強化された保護と美観のための鋼表面処理

定義と基本概念

ドライロール仕上げは、最終圧延段階で液体または油性潤滑剤を使用せずに、鋼板および鋼帯に適用される表面処理プロセスで、滑らかでマットまたは半マットの表面を得るものです。この技術は、主にクリーンで均一な表面を生成し、表面欠陥を最小限に抑えることを目的としており、鋼の美的魅力を高め、後続のコーティングや仕上げプロセスの準備を行います。

基本的に、ドライロール仕上げは、表面粗さを低下させ、残留潤滑剤を除去し、表面汚染物質を最小限に抑えることによって鋼の表面を修正します。これは、乾燥した非油性の表面を特徴とし、一貫したテクスチャーと外観を示し、さらなるコーティング、塗装、または亜鉛メッキの基盤としてよく使用されます。

鋼の表面仕上げ方法の広範なスペクトルの中で、ドライロール仕上げは、油性またはコーティングされた仕上げに対するコスト効果が高く、環境に優しい代替手段として位置付けられています。これは、自動車パネル、家電、建材など、高い表面清浄度が要求される用途に特に関連しており、後続のコーティングの接着性と表面品質が重要です。

物理的性質とプロセス原理

表面修正メカニズム

ドライロールプロセス中、鋼板は高圧下で潤滑剤や油を使用せずに一連の圧延スタンドを通過します。圧延中の機械的変形は、表面のアスペリティを圧縮し、マイクロおよびナノスケールでより滑らかな表面をもたらします。

このプロセスは、表面層の塑性変形を引き起こし、表面粗さを低下させ、微細なピークと谷を平坦化します。液体潤滑剤が使用されないため、表面は残留油がなく、クリーンでマットな仕上げになります。潤滑剤がないことは、表面汚染を最小限に抑え、後続の表面処理を容易にします。

鋼基材と生成された表面層の間の界面では、化学結合ではなく機械的変形を通じて冶金的結合が形成されます。これにより、後続のコーティングや処理のための良好な接着が確保されます。表面の微細構造は内部的にはほとんど変わらないが、表面層は作業硬化が増加し、洗練された地形を示します。

コーティングの組成と構造

ドライロール仕上げによって得られる表面層は、主に鋼の固有の酸化膜、残留表面汚染物質、および機械的に変形した表面微細構造で構成されています。酸化膜は主に鉄酸化物で構成され、周囲の条件にさらされることで自然に形成され、ある程度の耐食性を提供します。

処理された表面の微細構造的特性には、表面粗さが低下した平坦な地形が含まれ、通常は0.2から1.0マイクロメートルRa（平均粗さ）の範囲です。表面は、微細な粗さと光沢の反射がないため、マットな外観を示すことがあります。

表面修正の典型的な厚さは最小限で、通常は鋼表面の上部数マイクロメートルに制限されます。この薄い機械的に変形した層は、バルク特性の最小限の変更を保証しながら、所望の表面仕上げを提供します。

プロセス分類

ドライロール仕上げは、機械的表面仕上げ技術の中で、特に表面品質の向上に重点を置いた冷間圧延の一形態として分類されます。これは、高温を伴う熱間圧延や、コーティングされたまたは化学処理された表面とは異なります。

油性またはコーティングされた仕上げと比較して、ドライロール仕上げは乾燥した油のない表面を強調し、環境に優しく、高い清浄度が要求される用途に適しています。このプロセスのバリエーションには以下が含まれます：

• 標準ドライロール：マットで油のない表面を生成する基本プロセス。
• 高光沢ドライロール：追加の研磨または仕上げステップを通じて達成されます。
• 表面的ドライロール：超滑らかな表面のために最小限の表面変形に焦点を当てています。

これらのバリエーションは、業界全体で異なる美的および機能的要件に対応しています。

応用方法と設備

プロセス設備

ドライロール仕上げの生産に使用される主な設備は、複数のスタンドを備えた冷間圧延ミルです。これらのミルは、鋼板に高い圧縮力を加えるために設計された硬化鋼または炭化タングステン製のローラーのペアで構成されています。

設計には、精密なロールアライメント、テンション制御システム、および一貫した表面品質を維持するためのロール冷却メカニズムが組み込まれています。最新のミルは、圧延パラメータのリアルタイム監視のためのコンピュータ制御システムを備えており、一様な表面仕上げと寸法精度を確保します。

特殊な機能には、表面欠陥を検出し、即時調整を可能にする圧延ラインに統合された表面検査システムが含まれます。さらに、プロセスの最適化のために、研磨またはポリッシングユニットなどのロール表面調整装置が使用されることがあります。

応用技術

プロセスは、鋼板を冷間圧延ミルに供給することから始まり、制御された圧力の下で複数のスタンドを通過します。重要なパラメータには、圧延速度、減少比、およびロールギャップが含まれ、これらは最終的な表面品質に影響を与えます。

重要なプロセス制御には、一貫したテンションの維持、正確なロールアライメント、および表面欠陥（傷、波打ち、または表面の裂け目）を防ぐための温度調整が含まれます。自動制御システムは、表面検査センサーからのフィードバックに基づいてこれらのパラメータを動的に調整します。

ドライロール仕上げは、鋼板が連続的に処理され、所望の表面品質を達成するために、通常は連続生産ラインに統合されます。圧延後、シートはさらなる処理の前に洗浄または表面検査を受けることがあります。

前処理要件

圧延前に、鋼の表面は、前のプロセスから