CN102695820A

CN102695820A - 电镀锡钢板的制造方法

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Publication number: CN102695820A
Application number: CN2011800051991A
Authority: CN
Inventors: 大豆生田刚; 江本秀树; 山下阳俊; 堀田英辅
Original assignee: NKK Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: MY169965A; JP2011140703A; WO2011083878A1; CN102695820B; JP5067428B2

Abstract

一种电镀锡钢板的制造方法，其特征在于，在连续电镀锡生产线中的重熔处理后的淬火处理中，将满足下述的(1)式和(2)式的水量W(m³/hr)的辅助冷却水投入淬火罐中，由此对所述淬火罐内的冷却水的温度进行控制，W=K×EI/△T+C …(1)，△T=T-Tcw …(2)，其中，E表示重熔处理时的电压(V)，I表示重熔处理时的电流(kA)，T表示淬火罐内的冷却水的温度(℃)，Tcw表示辅助冷却水的温度(℃)，另外，K是根据从淬火处理前的钢板扩散的热量确定的常数，C是根据从淬火罐扩散的热量以及被钢板带出的热量确定的常数。通过该制造方法，能够防止由伴随镀锡钢板的制造条件的变更的冷却水温度的波动所导致的淬火斑的产生。

Description

电镀锡钢板的制造方法

技术领域

本发明涉及电镀锡钢板的制造方法，特别是涉及如下电镀锡钢板的制造方法，在连续电镀锡生产线中的重熔处理后的急冷(淬火)处理时，防止产生淬火斑、特别是防止产生伴随镀锡钢板的制造条件的变更的冷却水温度的波动所导致的淬火斑。

背景技术

通常，对于多用作罐用材料的电镀锡钢板而言，通过利用电阻加热法或高频感应加热法的重熔处理，将由电镀形成的镀锡层的表面熔融后，利用淬火处理用罐(淬火罐)的冷却水进行淬火处理，防止锡氧化物的形成，赋予金属光泽。在稳定的情况下，淬火罐内的冷却水的温度，通过PID控制投入一定量的辅助冷却水而保持恒定，但在钢板的板厚、板宽、镀覆量或作业线速等条件发生变更的非稳定情况下，随着由钢板带入的热量的变化而使冷却水的温度发生变动(波动)等，引起不均匀冷却，有时在表面上产生宛如附着有水滴这样的被称为淬火斑的污垢。

作为防止这样的淬火斑的产生的技术，例如，在专利文献1中提出了一种电镀锡钢板的淬火斑防止装置，包括：在电镀锡钢板的锡层的熔融装置的输出侧设置的冷却前的该钢板的温度测定装置；冷却水的温度测定装置以及该冷却水温控制装置；使冷却水喷射到该钢板表面上的能够转动的淬火喷雾器；和存储控制装置，预先存储该板温与冷却水的饱和温度之差与该喷雾器的喷射水量、水温、喷射角度之间的关系，控制该喷雾器的喷射水量、水温、喷射角度，以使该板温与冷却水的饱和温度之差在一定范围内。

另外，专利文献2中提出了一种镀锡钢板的淬火斑防止用层流喷嘴，用于冷却连续电镀锡生产线中的重熔处理后的镀锡钢板，具有：供给冷却水的集管；冷却水箱，在与镀锡钢板相对的一侧具有在该镀锡钢板的宽度方向上延伸的开口部，并且贮留从该集管供给的冷却水；溢流堰，在该冷却水箱内、在上述集管与上述开口部之间以如下方式配设，使上端以比冷却水箱内冷却水的液面高的方式从上述开口部下端水平面突出，并且使下端能够与冷却水连通；和挡板，以在上述冷却水箱的外侧与上述开口部下端连接、并且具有与上述镀锡钢板的输送方向形成预定的角度的倾斜的方式配设，并且通过上述开口部，从上述挡板喷射层流的冷却水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-243084号公报

专利文献2：日本特开2001-288594号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，即使使用专利文献1中记载的淬火斑防止装置，由于钢板表面被熔融状态的锡覆盖，而且钢板在振动的同时高速移动，因此难以正确地测定重熔处理后的钢板温度，无法稳定地减少淬火斑的产生。

另外，专利文献2中记载的层流喷嘴，由于冷却能力有限，因此，在钢板的带入热量大的情况下，由于冷却不充分，无法用于厚涂层材料。

本发明的目的在于提供一种电镀锡钢板的制造方法，其能够可靠地防止淬火斑的产生、特别是由伴随镀锡钢板的制造条件的变更的冷却水温度的波动所导致的淬火斑的产生。

用于解决问题的方法

本发明人为了实现上述目的，进行了深入的研究，结果得到以下的见解。

i)由重熔处理后的钢板带入到淬火罐内的冷却水中的热量，与重熔处理时的电压E与电流I的乘积、即投入电力EI成正比。

ii)如果将与该EI对应的水量的辅助冷却水投入淬火罐来对淬火罐内的冷却水的温度进行控制，则能够减小伴随镀锡钢板的制造条件的变更的冷却水温度的波动，从而能够可靠地减少由该波动导致的淬火斑的产生。

iii)在使制造条件变更时的冷却水温度的波动在1℃以内时，不会产生由波动导致的淬火斑。

本发明是基于这样的见解而完成的，提供一种电镀锡钢板的制造方法，其特征在于，在连续电镀锡生产线中的重熔处理后的淬火处理中，将满足下述的(1)式以及(2)式的水量W(m³/hr)的辅助冷却水投入淬火罐中，对所述淬火罐内的冷却水的温度进行控制。

W=K×EI/△T+C …(1)

△T=T-Tcw …(2)

其中，E表示重熔处理时的电压(V)，I表示重熔处理时的电流(kA)，T表示淬火罐内的冷却水的温度(℃)，Tcw表示辅助冷却水的温度(℃)。另外，K是根据从淬火处理前的钢板扩散的热量确定的常数，C是根据从淬火罐扩散的热量以及被钢板带出的热量确定的常数。

发明效果

根据本发明，能够在不产生淬火斑、特别是由伴随镀锡钢板的制造条件变更的冷却水温度的波动所导致的淬火斑的条件下制造电镀锡钢板。

附图说明

图1是表示W与EI/△T的关系的图。

图2是示意地表示用于实施本发明的淬火处理设备的一例的图。

图3是表示由钢板带入的热量变化时的利用本发明方法的冷却水的温度变化的图。

图4是表示由钢板带入的热量变化时的利用现有的PID控制的冷却水的温度变化的图。

具体实施方式

在设定辅助冷却水的水量W、水的比热ρ、冷却水的温度T、辅助冷却水的温度Tcw、由钢板带入的热量Q、从淬火罐扩散的热量q1、被钢板带出的热量q2时，淬火罐内的冷却水的热平衡表示为

W×ρ×△T=Q-q1-q2…(3)

因此，辅助冷却水的水量W为

W=(Q-q1-q2)/(ρ×△T)={Q/ρ-(q1+q2)/ρ}/△T …(4)。

另外，由钢板带入的热量Q与重熔处理时的电压E与电流I的乘积EI成正比，从淬火罐扩散的热量q1和被钢板带出的热量q2，在同一制造条件中几乎恒定，因此，以如下(5)式、(6)式表示。

Q/ρ=k×EI …(5)

-(q 1+q2)/ρ=C' …(6)

这样，(4)式成为

W=(k×EI+C')/△T …(7)。

其中，k为常数。

本发明人对实际的连续电镀锡生产线中的稳定状态(在恒定制造条件下作业的状态)下的辅助冷却水的水量W与EI/△T的关系进行了考察，得到图1的结果。由图1得到如下(8)式。

W=0.63×EI/△T-7.53 …(8)

由该结果可知，(7)式能够通过以下的(1)式近似表示。

W=K×EI/△T+C …(1)

其中，K是根据从淬火处理前的钢板扩散的热量确定的常数，C是根据从淬火罐扩散的热量q1以及被钢板带出的热量q2确定的常数。

(5)式中，由于由钢板带入的热量Q仅考虑由重熔处理时的EI带来的热量，因此，k由1/ρ唯一地确定。但是，在实际的连续电镀锡生产线中，作为由钢板带入的热量Q，需要考虑在淬火处理前从钢板放出的热量。因此，在(1)式中，K是根据从淬火处理前的钢板扩散的热量确定的常数，根据重熔处理的加热方式、通电长度、重熔处理的通电辊与淬火罐之间的距离等来确定。

另外，C是根据从淬火罐扩散的热量q1以及被钢板带出的热量q2确定的常数，根据淬火罐的形状、冷却水的温度、冷却水量、气温、淬火罐内的道次长度、作业线速等来确定。

因此，如上述(1)式所示，如果根据EI将水量W的辅助冷却水投入淬火罐中，则能够将淬火罐内的冷却水的温度控制为恒定。在非稳定情况下，由于仅投入与EI的变化对应的水量W的辅助冷却水，因此，与像以往那样监测冷却水的温度的同时进行PID控制的情况相比，能够缩小冷却水的温度的波动，从而能够减少淬火斑的产生。

另外，本发明中，不是根据如专利文献1那样难以正确测定的钢板温度，而是根据能够正确测定的重熔处理时的电压和电流来确定投入的辅助冷却水的水量，因此，能够可靠地减少淬火斑的产生。

图2中示意地示出了用于实施本发明的淬火处理设备的一例。

电镀后的镀锡钢板1，通过一对导体辊2在马弗炉3内通电加热，进行重熔处理。重熔处理后的镀锡钢板1，浸渍到淬火罐4内的冷却水5中，同时，还从设置于淬火罐4内的用隔板6隔开的部分的一对狭缝喷嘴7喷射由循环泵8供给的冷却水5，进行淬火处理。此时，基于由重熔处理时的导体辊2的通电条件求出的EI、利用设置于循环泵8的附近的温度计9测定的冷却水5的温度T、和利用设置于辅助冷却水配管10上的温度计11测定的辅助冷却水的温度Tcw，通过运算装置12，计算上述(1)式的水量W，通过调节在辅助冷却水配管10中设置的流量调节阀13向淬火罐4中投入辅助冷却水，由此，能够实施本发明。需要说明的是，由于投入辅助冷却水，因而淬火罐4的冷却水5的量增加，因此，冷却水5的一部分通过溢流配管14回收，利用热交换器15进行调节以使其比淬火罐4的冷却水5的温度高0～10℃，使其返回至淬火罐4中。通常，将冷却水的温度T设定为40～80℃，将辅助冷却水的温度Tcw设定为比其低20～60℃的温度。

图3中示出了在非稳定情况下、即由钢板带入的热量变化时的利用本发明的制法的冷却水的温度变化。另外，图4中示出了在非稳定情况下的利用现有的PID控制的冷却水的温度变化。

如图3所示，利用本发明的制法进行温度控制的情况下，根据重熔处理时的EI的变化，仅投入必要的水量的辅助冷却水即可，因此，能够缩小在非稳定情况下的冷却水的温度的波动，从而在淬火处理时能够实现均匀冷却。另一方面，如图4所示，对于现有的方法而言，需要在监测冷却水的温度的同时通过PID控制调节辅助冷却水的水量，因此，在非稳定情况下的冷却水的温度的波动增大，从而在淬火处理时容易引起不均匀冷却。

[实施例1]

在实际的连续电镀锡生产线中设置如图2所示的淬火处理设备，将板厚0.15～0.60mm、板宽700～1100mm、镀层附着量(单面)0.25～15g/cm²的电镀锡后的钢板以作业线速150～490m/min进行输送，根据这样的钢板的尺寸、镀覆量、作业线速的条件，使重熔处理的电压E在150～300V、电流I在1500～25000A的范围内进行重熔处理，然后，在向温度60℃的冷却水中投入2～85m³/hr的根据(8)式确定的水量W的温度30℃的辅助冷却水的同时实施淬火处理，考察淬火斑的产生状况，结果，即使在任意的条件变更时，均能将冷却水的温度的波动控制在1.0℃以内，能够防止淬火斑的产生，使其为现有的PID控制时的20%以下。

[实施例2]

与实施例1同样地操作，利用实际的连续电镀锡生产线，在表1所示的A条件(板厚、板宽、镀层附着量、作业线速、重熔处理的电压和电流、冷却水温度以及辅助冷却水温度)下，进行重熔处理以及淬火处理，制造电镀锡钢板。A条件后，在表1所示的B条件下，进行重熔处理以及淬火处理，制造电镀锡钢板。发明例1中，在淬火处理时投入根据(8)式确定的水量W的辅助冷却水。另外，比较例1中通过现有的PID控制投入辅助冷却水。考察从A条件变更为B条件时的冷却水的温度的波动。如表1所示，在发明例1中，冷却水的波动被控制在1.0℃以内，能够防止由波动导致的淬火斑。比较例1中，冷却水的波动超过3℃，条件变更时产生淬火斑。

表1

[实施例3]

与实施例1同样地操作，利用实际的连续电镀锡生产线，在表2所示的C条件(板厚、板宽、镀层附着量、作业线速、重熔处理的电压和电流、冷却水温度以及辅助冷却水温度)下，进行重熔处理以及淬火处理，制造电镀锡钢板。C条件后，在表2所示的D条件下，进行重熔处理以及淬火处理，制造电镀锡钢板。发明例2中，在淬火处理时，投入根据(8)式确定的水量W的辅助冷却水。另外，比较例2中，通过现有的PID控制投入辅助冷却水。考察从C条件变更为D条件时的冷却水的温度的波动。如表2所示，在发明例2中，冷却水的波动被控制在1.0℃以内，能够防止由波动导致的淬火斑。比较例2中，冷却水的波动超过3℃，在条件变更时产生淬火斑。

表2

产业上的可利用性

根据本发明的制造方法，能够实现防止淬火斑的产生。特别是在电镀锡钢板的制造中，能够在不产生由伴随制造条件的变更的冷却水温度的波动所导致的淬火斑的情况下，制造镀锡钢板。由此，能够对产业大有贡献。

标号说明

1镀锡钢板

2导体辊

3马弗炉

4淬火罐

5冷却水

6隔板

7狭缝喷嘴

8循环泵

9温度计

10辅助冷却水配管

11温度计

12运算装置

13流量调节阀

14溢流配管

15热交换器

Claims

1.一种电镀锡钢板的制造方法，其特征在于，在连续电镀锡生产线中的重熔处理后的淬火处理中，将满足下述的(1)式和(2)式的水量W(m³/hr)的辅助冷却水投入淬火罐中，由此对所述淬火罐内的冷却水的温度进行控制，

W=K×EI/△T+C …(1)

△T=T-Tcw …(2)

其中，E表示重熔处理时的电压(V)，I表示重熔处理时的电流(kA)，T表示淬火罐内的冷却水的温度(℃)，Tcw表示辅助冷却水的温度(℃)，另外，K是根据从淬火处理前的钢板扩散的热量确定的常数，C是根据从淬火罐扩散的热量以及被钢板带出的热量确定的常数。