CN106488994A - 合金化热镀锌钢板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种合金化热镀锌钢板的制造方法，由其能够得到良好的镀层外观，并且，能够抑制拉伸强度的降低。本发明的合金化热镀锌钢板的制造方法的特征在于，其具有：将钢带在退火炉的内部以包含直火型加热炉的加热带、均热带和冷却带的顺序运送从而对上述钢带进行退火的工序；对从上述冷却带排出的钢带实施热镀锌的工序；和对施加到上述钢带上的锌镀层进行加热合金化的工序，从设置于均热带的高度方向的下部1/2的区域的至少一个气体供给口向均热带内供给加湿气体与干燥气体的混合气体，使在均热带的高度方向的上部1/5的区域测定的露点和在下部1/5的区域测定的露点均为‑20℃以上且0℃以下。

Description

合金化热镀锌钢板的制造方法

技术领域

本发明涉及使用了连续热镀锌装置的合金化热镀锌钢板的制造方法，所述连续热镀锌装置具有：依次并置有加热带、均热带和冷却带的退火炉；与上述冷却带相邻的热镀锌设备；和与该热镀锌设备相邻的合金化设备。

背景技术

近年来，在汽车、家电、建材等领域，有助于结构物的轻量化等的高强度钢板(高强度钢材)的需求升高。作为高强度钢材，例如已知：通过在钢中含有Si而能够制造扩孔性良好的钢板；通过在钢中含有Si、A1而能够制造容易形成残余γ、延展性良好的钢板。

但是，将含有大量(特别是0.2质量％以上)Si的高强度钢板作为母材制造合金化热镀锌钢板的情况下，存在下述问题。合金化热镀锌钢板如下制造：通过在还原气氛或非氧化性气氛中在约600℃～约900℃的温度下对母材钢板进行加热退火，然后对该钢板进行热镀锌处理，进一步将锌镀层加热合金化，由此来制造。

在此，钢中的Si是易氧化性元素，即使在一般使用的还原气氛或非氧化性气氛中也会发生选择氧化，富集到钢板的表面，形成氧化物。该氧化物在镀敷处理时会降低与熔融锌的润湿性，导致不上镀的发生。因此，随着钢中Si浓度的增加，润湿性急剧降低，经常发生不上镀。另外，即使在没有达到不上镀的情况下，也存在镀层粘附性差的问题。此外，钢中的Si发生选择氧化而富集到钢板的表面时，还存在下述问题：在热镀锌后的合金化过程中会产生显著的合金化延迟，显著阻碍生产率。

对于这样的问题，例如，在专利文献1中记载了如下所述的方法：使用直火型加热炉(DFF)，使钢板的表面暂时氧化，然后在还原气氛下对钢板进行退火，由此使Si内部氧化，抑制Si在钢板的表面富集，提高热镀锌层的润湿性和粘附性。关于加热后的还原退火，记载了可以以常规方法(露点-30～-40℃)进行。

在专利文献2中记载了如下所述的技术：在使用依次具有加热带前段、加热带后段、保温带和冷却带的退火炉和热镀敷浴的连续退火热镀敷方法中，将钢板温度至少为300℃以上的区域的钢板的加热或保温设定为间接加热，将各带的炉内气氛设定为氢气1～10体积％、余量由氮气和不可避免的杂质构成的气氛，在上述加热带前段将加热中的钢板到达温度设定为550℃以上且750℃以下，并且将露点设定为低于-25℃，接着将上述加热带后段和上述保温带的露点设定为-30℃以上且0℃以下，将上述冷却带的露点设定为低于-25℃，在这样的条件下进行退火，由此使Si内部氧化，抑制Si在钢板的表面富集。另外，还记载了加湿氮气与氢气的混合气体并导入加热带后段和/或保温带中。

在专利文献3中记载了如下所述的技术：在对炉内气体的露点进行测定的同时，根据该测定值改变炉内气体的供给和排出的位置，由此，将还原炉内气体的露点控制在高于-30℃且0℃以下的范围内，抑制Si在钢板的表面富集。关于加热炉，记载了可以为DFF(直火加热炉)、NOF(无氧化炉)、辐射管型加热炉中的任一种，但利用辐射管型加热炉能够显著地表现出发明效果因而优选。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-202959号公报

专利文献2：WO2007/043273号公报

专利文献3：日本特开2009-209397号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献1所记载的方法中，虽然还原后的镀层粘附性良好，但存在如下问题：Si的内部氧化量容易不足，因钢中的Si的影响使得合金化温度比通常高30～50℃，其结果导致钢板的拉伸强度降低。为了确保充分的内部氧化量而使氧化量增加时，在退火炉内的辊上附着有氧化皮，在钢板上产生压痕、所谓的印痕缺陷。因此，不采用仅增加氧化量的方法。

在专利文献2所记载的方法中，由于使加热带前段、加热带后段、保温带的加热、保温为间接加热，因此不易发生像专利文献1的直火加热的情况那样的钢板表面的氧化，与专利文献1相比Si的内部氧化不充分，合金化温度升高这样的问题更加显著。此外，因外部气温变动、钢板的种类而带入炉内的水分量发生变化，不仅如此，混合气体露点也容易因外部气温变动而发生变动，难以稳定地控制成最佳露点范围。由此，露点变动大，因此，即使是上述露点范围、温度范围，也会产生不上镀等表面缺陷，难以制造稳定的产品。

在专利文献3所记载的方法中，加热炉中使用DFF时，能够发生钢板表面的氧化，但由于没有向退火炉主动地供给加湿气体，因此即使在控制范围中也难以将露点稳定地控制在高露点范围-20～0℃。另外，假设露点升高时，则炉上部的露点容易升高，在炉下部的露点计达到0℃时，在炉上部有时会成为+10℃以上的高露点气氛，已知在这样的状态下长期作业时会产生印痕缺陷。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种合金化热镀锌钢板的制造方法，对于该制造方法而言，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢带实施合金化热镀锌的情况下，镀层粘附性也高、能够得到良好的镀层外观，并且，能够通过降低合金化温度来抑制拉伸强度的降低。

用于解决问题的手段

本发明为如下所述的技术：在加热带使用直火加热炉(DFF)充分进行钢板表面的氧化，然后使均热带整体为与常规方法的露点相比的高露点，使Si的内部氧化充分进行，由此抑制Si的表面富集从而降低合金化温度。

本发明的主旨构成如下所述。

[1]一种合金化热镀锌钢板的制造方法，其使用了连续热镀锌装置，所述连续热镀锌装置具有：依次并置有包含直火型加热炉的加热带、均热带和冷却带的退火炉；与上述冷却带相邻的热镀锌设备；和与该热镀锌设备相邻的合金化设备，

该制造方法的特征在于，其具有：

将钢带在上述退火炉的内部以上述加热带、上述均热带和上述冷却带的顺序进行运送从而对上述钢带进行退火的工序；

使用上述热镀锌设备对从上述冷却带排出的钢带实施热镀锌的工序；和

使用上述合金化设备对施加到上述钢带上的锌镀层进行加热合金化的工序，

向上述均热带供给的还原性气体或非氧化性气体是以规定的混合比将利用加湿装置加湿后的气体与未利用上述加湿装置加湿的干燥气体混合而得到的混合气体，

从设置于上述均热带的高度方向的下部1/2的区域的至少一个气体供给口向上述均热带内供给上述混合气体，从而使在上述均热带的高度方向的上部1/5的区域测定的露点与在下部1/5的区域测定的露点均为-20℃以上且0℃以下。

[2]如上述[1]所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，配置多个上述气体供给口，并且，在两个以上的不同高度位置各配置至少一个上述气体供给口。

[3]如上述[2]所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，使来自配置于相同高度位置的上述气体供给口的气体流量的合计在所有高度位置相同，并且使从高度位置越低的上述气体供给口供给的上述混合气体的露点越高。

[4]如上述[2]所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，使从所有上述气体供给口供给的上述混合气体的露点均相同，并且使来自高度位置越低的上述气体供给口的气体流量越多。

[5]如上述[1]～[4]中任一项所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，向上述均热带供给上述混合气体的供给条件满足下述式(1)。

其中，

V：混合气体的流量(m³/小时)

m：由混合气体的露点算出的混合气体的含有水分(ppm)

y：露点计或气体供给口的高度位置(m)

N：气体供给口的总数

下标

t：混合气体的合计

a：配置于上述均热带的高度方向的上部1/5的区域的露点计

b：配置于上述均热带的高度方向的下部1/5的区域的露点计

i：第i个气体供给口

[6]如上述[1]～[5]中任一项所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，上述直火型加热炉具有氧化用燃烧器和与该氧化用燃烧器相比位于钢板移动方向下游的还原用燃烧器，将上述氧化用燃烧器的空气比设定为0.95以上且1.5以下，将上述还原用燃烧器的空气比设定为0.5以上且小于0.95。

发明效果

根据本发明的合金化热镀锌钢板的制造方法，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢带实施合金化热镀锌的情况下，镀层粘附性也高，能够得到良好的镀层外观，并且，能够通过降低合金化温度来抑制拉伸强度的降低。

附图说明

图1是示出基于本发明的一个实施方式的合金化热镀锌钢板的制造方法中使用的连续热镀锌装置100的构成的示意图。

图2是示出向图1中的均热带12供给混合气体的供给系统的示意图。

具体实施方式

(连续热镀锌装置100)

首先，参考图1对基于本发明的一个实施方式的合金化热镀锌钢板的制造方法中使用的连续热镀锌装置100的构成进行说明。连续热镀锌装置100具有：依次并置有加热带10、均热带12和冷却带14、16的退火炉20；与冷却带16相邻的作为热镀锌设备的热镀锌浴22；和与该热镀锌浴22相邻的合金化设备23。在本实施方式中，加热带10包括第一加热带10A(加热带前段)和第二加热带10B(加热带后段)。冷却带包括第一冷却带14(骤冷带)和第二冷却带16(缓冷带)。与第二冷却带16连结的鼻凸部18的前端浸渍在热镀锌浴22中，连接退火炉20和热镀锌浴22。

钢带P从第一加热带10A的下部的钢带导入口导入至第一加热带10A内。在各带10、12、14、16中，在上部和下部配置一个以上炉底辊。钢带P以炉底辊为起点折回180度的情况下，钢带P在退火炉20的规定的带的内部沿上下方向运送多次，形成多道次。在图1中，示出了在均热带12中为10道次、在第一冷却带14中为2道次、在第二冷却带16中为2道次的例子，但道次数量并非限定于此，可以根据处理条件适当设定。另外，在一部分炉底辊处，不使钢带P折回而以直角进行方向转换，使钢带P向下个带移动。如此，将钢带P在退火炉20的内部以加热带10、均热带12和冷却带14、16的顺序运送，从而能够对钢带P进行退火。

在退火炉20中，相邻的带经由连接各带的上部彼此或下部彼此的连通部而连通。在本实施方式中，第一加热带10A与第二加热带10B经由连接各带的上部彼此的喉部(拉深部)连通。第二加热带10B与均热带12经由连接各带的下部彼此的喉部连通。均热带12与第一冷却带14经由连接各带的下部彼此的喉部32连通。第一冷却带14与第二冷却带16经由连接各带的下部彼此的喉部连通。各喉部高度适当设定即可，但由于炉底辊的直径为约1m，因此各喉部高度优选设定为1.5m以上。但是，从提高各带的气氛的独立性的观点出发，各连通部的高度优选尽可能低。

(加热带)

在本实施方式中，第二加热带10B为直火型加热炉(DFF)。DFF例如可以使用如专利文献1所记载的公知的直火型加热炉。在图1中没有图示，但在第二加热带10B中的直火型加热炉的内壁处，与钢带P相对地分散配置有多个燃烧器。优选多个燃烧器被分成多个组，每个组能够独立地控制燃料率和空气比。向第一加热带10A的内部，供给第二加热带10B的燃烧废气，利用其热量对钢带P进行预热。

燃烧率是实际导入燃烧器中的燃料气体量除以最大燃烧负荷时的燃烧器的燃料气体量得到的值。使燃烧器以最大燃烧负荷燃烧时，燃烧率为100％。对于燃烧器而言，燃烧负荷降低时，无法得到稳定的燃烧状态。因此，燃烧率通常优选设定为30％以上。

空气比是实际导入燃烧器中的空气量除以为了使燃料气体完全燃烧而所需的空气量得到的值。在本实施方式中，将第二加热带10B的加热用燃烧器分成四组(#1～#4)，钢板移动方向上游侧的三组(#1～#3)为氧化用燃烧器、最终区(#4)为还原用燃烧器，使氧化用燃烧器和还原用燃烧器的空气比能够单独控制。对于氧化用燃烧器而言，优选将空气比设定为0.95以上且1.5以下。对于还原用燃烧器而言，优选将空气比设定为0.5以上且小于0.95。另外，第二加热带10B的内部的温度优选设定为800～1200℃。

(均热带)

在本实施方式中，均热带12中使用辐射管(RT)(未图示)作为加热单元，能够对钢带P进行间接加热。均热带12的内部的平均温度Tr(℃)优选设定为700～900℃。

向均热带12供给还原性气体或非氧化性气体。作为还原性气体，通常使用H₂-N₂混合气体，例如可以列举具有H₂：1～20体积％、余量由N₂和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点：约-60℃)。另外，作为非氧化性气体，可以列举具有由N₂和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点：约-60℃)。

在本实施方式中，向均热带12供给的还原性气体或非氧化性气体是以规定的混合比将利用加湿装置加湿后的气体与未利用加湿装置加湿的干燥气体混合而得到的混合气体。通过调节混合比，能够使露点为-50～10℃的期望值。

图2是示出向均热带12中供给混合气体的供给系统的示意图。混合气体通过气体供给口36A、36B、36C和气体供给口38A、38B、38C两个系统进行供给。以气体供给口38A、38B、38C的系统为例进行说明。上述还原性气体或非氧化性气体(干燥气体)通过气体分配装置24A一部分向加湿装置26A输送，剩余部分向气体混合装置30A输送。在气体混合装置30A中，以规定比率将利用加湿装置26A加湿后的气体与从气体分配装置24A直接输送的干燥气体混合，制备成规定露点的混合气体。制备的混合气体经由混合气体用配管34A从气体供给口38供给至均热带12内。符号32A为混合气体用露点计。气体供给口36A、36B、36C的系统也是同样。

在加湿装置26内，存在有具有氟系或聚酰亚胺系的中空纤维膜或平板膜等的加湿组件，在膜的内侧流通干燥气体，在膜的外侧循环有利用循环恒温水槽28调节为规定温度的纯水。氟系或聚酰亚胺系的中空纤维膜或平板膜是与水分子具有亲和力的离子交换膜的一种。在中空纤维膜的内侧与外侧产生水分浓度差时，会产生使其浓度差均等的力，水分以该力作为驱动力透过膜向水分浓度低的一侧移动。干燥气体温度随着季节、一天的气温变化而变化，但在该加湿装置中，通过充分获取隔着水蒸气透过膜的气体与水的接触面积也能够进行热交换，因此，无论干燥气体温度比循环水温高还是低，干燥气体都会成为加湿至与设定水温相同露点的气体，能够进行高精度的露点控制。加湿气体的露点能够在5～50℃的范围内任意控制。加湿气体的露点比配管温度高时，在配管内发生结露，结露而成的水有可能直接浸入炉内，因此，加湿气体用配管被加热、保温至加湿气体露点以上且外部气温以上。

如果调节气体混合装置30中的气体的混合比例，则能够向均热带12内供给任意露点的混合气体。均热带12内的露点低于目标范围时，可以供给高露点的混合气体，均热带12内的露点超过目标范围时，可以供给低露点的混合气体。

(冷却带)

在本实施方式中，在冷却带14、16中钢带P被冷却。钢带P在第一冷却带14中被冷却至约480～约530℃，在第二冷却带16中被冷却至约470～约500℃。

在冷却带14、16中也供给上述还原性气体或非氧化性气体，但在此只供给干燥气体。向冷却带14、16供给的干燥气体的气体流量Qcd设定为约200～约1000(Nm³/小时)。

(热镀锌浴)

使用热镀锌浴22，能够对从第二冷却带16排出的钢带P实施热镀锌。热镀锌按照常规方法进行即可。

(合金化设备)

使用合金化设备23，能够对施加到钢带P上的锌镀层进行加热合金化。合金化处理按照常规方法进行即可。根据本实施方式，合金化温度不为高温，因此，所制造的合金化热镀锌钢板的拉伸强度不会降低。

(合金化热镀锌钢板的制造方法)

本发明的一个实施方式是使用了该连续热镀锌装置100的合金化热镀锌钢板的制造方法。退火炉20内的气体从炉的下游向上游流动。通常，向退火炉内各位置供给干燥气体，使得炉内为规定范围的正压力。这是因为：炉内压力降低时，退火炉内混入外气，炉内氧浓度、露点升高，钢带发生氧化而产生氧化皮、或者炉底辊表面发生氧化而产生印痕缺陷。另一方面，炉内压力过度升高时，存在使炉体本身受损的危险。如此，为了稳定制造，炉内压力控制非常重要。

在这样的环境下，关于用于将均热带12的露点稳定地控制为-20～0℃的露点控制方法，本发明人进行了深入研究。然后发现，从设置于均热带12的高度方向的下部1/2的区域的至少一个气体供给口向均热带12内供给上述混合气体很重要。通过从均热带12的下半部分的区域导入露点为-10～+10℃的混合气体，由此能够使在均热带12的高度方向的上部1/5的区域(例如图2的露点测定位置40A)测定的露点与在下部1/5的区域(例如图2的露点测定位置40B)测定的露点均为-20℃以上且0℃以下。

此外，本发明人们发现，通过使向均热带12供给混合气体的供给条件满足下述式(1)，能够将均热带12的露点稳定地控制为-20～0℃。

其中，

V：混合气体的流量(m³/小时)

m：由混合气体的露点算出的混合气体的含有水分(ppm)

y：露点计或气体供给口的高度位置(m)

N：气体供给口的总数

下标

t：混合气体的合计

a：配置于上述均热带的高度方向的上部1/5的区域的露点计

b：配置于上述均热带的高度方向的下部1/5的区域的露点计

i：第i个气体供给口

由混合气体的露点算出含有水分m(ppm)可以按照下述式(2)来进行。

m＝6028.614×10^{7.5T/(T+237.3)}···(2)

T：露点(℃)

该式(1)的左边表示考虑到对露点-10℃的气体测量的炉内上下露点的梯度、按照第i个(多个气体供给口中的第i个)气体供给口高度应当喷射的加湿气体的含有水分量。中部表示来自第i个(多个气体供给口中的第i个)气体供给口的气体中所含的水分量。右边表示考虑到对露点+10℃的气体测量的炉内上下露点的梯度、按照第i个(多个气体供给口中的第i个)气体供给口高度应当喷射的加湿气体的含有水分量。并且可知，优选将中部的值控制在左边的值与右边的值之间。

因此，式(1)的中部的m_iV_i小于左边的值的情况下，混合气体中的含有水分过少而加湿性能不足，因此不优选。另外，式(1)的中部的m_iV_i大于右边的值的情况下，混合气体中的含有水分过多而加湿性能过大，会产生辊印、因Fe表面氧化引起的不上镀，因此不优选。

在本发明中，混合气体的流量V通过设置于配管的气体流量计(未图示)进行测定。另外，由混合气体的露点算出的含有水分m通过露点计进行测定。露点计可以为镜面式或静电电容式中的任一种类型，也可以为除此以外的类型。另外，均热带12的内部的平均温度Tr通过在均热带内插入热电偶进行测定。

均热带12的条件除上述以外没有特别限定，通常如下所述。首先，均热带12的容积Vr为150～300(m³)，均热带12的高度为20～30(m)。另外，向均热带12供给的混合气体的总流量V_t设定为约100～约400(Nm³/小时)。

向均热带12供给混合气体优选从设置于均热带12的高度方向的下部1/2的区域的多个气体供给口进行。特别优选为，如图2所示，多个气体供给口配置在两个以上的不同高度位置，在各高度位置配置多个气体供给口。更优选在钢带行进方向均等地配置。

为了减小均热带12的上下方向的露点偏差，优选从均热带12的更低的位置供给更多的水分。

作为其一个实施方式，使来自配置于相同高度位置的气体供给口的气体流量的合计在所有高度位置均相同，并且使从高度位置越低的气体供给口供给的混合气体的露点越高。具体而言，在图2中，使来自气体供给口36A、36B、36C的气体流量的合计与来自气体供给口38A、38B、38C的气体流量的合计相同。并且，使从气体供给口36A、36B、36C供给的混合气体的露点高于从气体供给口38A、38B、38C供给的混合气体的露点。具体而言，前者的露点设定为约-10～约+10℃、后者的露点设定为约-10～约5℃。

作为其它实施方式，使从所有气体供给口供给的混合气体的露点相同，并且使来自高度位置越低的气体供给口的气体流量越多。具体而言，在图2中，使来自气体供给口36A、36B、36C的气体流量的合计多于来自气体供给口38A、38B、38C的气体流量的合计。

退火炉20内的气体从炉的下游向上游流动，从第一加热带10A的下部的钢带导入口排出。

均热带12中的还原退火工序将加热带10中的通过氧化处理工序在钢带表面形成的铁氧化物还原，同时利用由铁氧化物供给的氧使得Si、Mn合金元素在钢带内部生成内部氧化物。作为结果，在钢带最外表面形成由铁氧化物还原后的还原铁层，Si、Mn以内部氧化物的形式停留在钢带内部，因此，抑制了Si、Mn在钢带表面的氧化，防止了钢带与热镀层的润湿性的降低，不会发生不上镀，可以得到良好的镀层粘附性。

但是，虽然可得到良好的镀层粘附性，但由于含Si钢的合金化温度变成高温，因此会发生残余奥氏体相向珠光体相的分解、马氏体相的回火软化，因此有时无法得到期望的机械特性。因此，对用于降低合金化温度的技术进行了研究，结果可知，通过进一步主动地形成Si的内部氧化，能够降低钢带表层的固溶Si量，能够促进合金化反应。为此，将均热带12内的气氛露点控制为-20℃以上是有效的。

将均热带12内的露点控制为-20℃以上时，由铁氧化物供给氧而形成Si的内部氧化物后，利用从气氛的H₂O供给的氧使得Si的内部氧化继续发生，因此产生更多的Si的内部氧化。如此，在形成了内部氧化的钢带表层的内部的区域中，固溶Si量降低。固溶Si量降低时，钢带表层显示出如同低Si钢的特性，之后的合金化反应得以促进，在低温下合金化反应进行。作为合金化温度降低的结果，能够以高分率维持残余奥氏体相，由此延展性提高。另外，马氏体相的回火软化没有进行，能够得到期望的强度。在均热带12内，露点为+10℃以上时，钢带钢基开始氧化，因此，出于均热带12内的露点分布的均匀性、使露点变动幅度最小化的原因，露点的上限优选以0℃进行管理。

作为退火和热镀锌处理的对象的钢带P没有特别限定，在含有0.2质量％以上的Si的成分组成的钢带的情况下，可以有效地得到本发明效果。

实施例

(实验条件)

使用图1和图2所示的连续热镀锌装置，将表1所示成分组成的钢带在表2所示的各种退火条件下进行退火，然后实施热镀锌和合金化处理。

第二加热带设定成DFF。将加热用燃烧器分成四组(#1～#4)，钢板移动方向上游侧的三组(#1～#3)为氧化用燃烧器、最终区(#4)为还原用燃烧器，将氧化用燃烧器和还原用燃烧器的空气比设定为表2所示的值。需要说明的是，各组的钢板运送方向的长度为4m。

均热带设定成容积Vr为700m³的RT炉。均热带的内部的平均温度设定表2所示的温度。作为加湿前的干燥气体，使用15体积％的H₂且余量由N₂和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点：-50℃)。将该干燥气体的一部分利用具有中空纤维膜式加湿部的加湿装置进行加湿，制备混合气体。中空纤维膜式加湿部由10台膜组件构成，在各组件中流动有最大500L/分钟的干燥气体和最大10L/分钟的循环水。循环恒温水槽设定为通用的，能够供给合计100L/分钟的纯水。气体供给口配置于图2所示的位置。将来自与图2的符号36相对应的下段的三个气体供给口各自的气体流量和气体露点以及来自与图2的符号38相对应的中段的三个气体供给口各自的气体流量和气体露点示于表2中。下部露点计设置于自炉床起2m高度(y_b＝2)、上部露点计设置于自炉床起21m高度(y_a＝21)、下段的气体供给口设置于自炉床起3m(y_i＝3)、中段的气体供给口设置于自炉床起9m(y_i＝9)。另外，将针对下段的三个气体供给口各自的式(1)的计算结果和针对上段的三个气体供给口各自的式(1)的计算结果也示于表2中。

向第一冷却带和第二冷却带以表2所示的流量供给干燥气体(露点：-50℃)。

镀浴温度为460℃，镀浴中A1浓度为0.130％，附着量通过气体擦拭调节成每单面45g/m²。需要说明的是，生产线速度设定为80～100mpm。另外，实施热镀锌后，以皮膜合金化度(Fe含有率)为10～13％内的方式，利用感应加热式合金化炉进行合金化处理。此时的合金化温度示于表2中。

(评价方法)

关于镀层外观的评价，利用光学式的表面缺陷计进行检查(检测φ0.5以上的不上镀缺陷、过氧化性缺陷)以及利用目视进行合金化不均判定，全部项目合格时设定为○、存在轻度的合金化不均的情况下设定为△、只要有一个不合格时设定为×。另外，对卷材每1000m的合金化不均的产生长度进行测定。将结果示于表2中。

另外，对各种条件下制造的合金化热镀锌钢板的拉伸强度进行测定。对于钢种A将590MPa以上设定为合格、对于钢种B将780MPa以上设定为合格、对于钢种C将980MPa以上设定为合格、对于钢种D将1180MPa以上设定为合格。将结果示于表2中。

另外，均热带内的露点在图2所示的位置进行测定，示于表2中。

(评价结果)

如表2所示，在本发明例中，能够使露点稳定地控制在-10～-20℃内，因此，镀层外观良好，拉伸强度也高。特别是，以满足式(1)的方式投入混合气体的情况下，能够使露点更稳定地控制在-10～-20℃内，因此，能够使合金不均产生长度为零。另一方面，对于没有供给含有加湿气体的混合气体的比较例而言，由钢板带入的水分不足，随着通板进行，均热带内的露点降低。因此，无法充分提高均热带内的露点，并且炉内露点偏差也增大。其结果是产生合金化不均，合金化温度升高，拉伸强度也降低。另外，对于虽然供给了含有加湿气体的混合气体但不能使上段露点或下段露点为-20℃以上且0℃以下的比较例而言，不能兼顾镀层外观和拉伸强度。

表1(质量％)

钢符号	C	Si	Mn	P	S
						A	0.08	0.25	1.5	0.03	0.001
B	0.12	1.4	1.9	0.01	0.001
						C	0.11	1.5	2.7	0.01	0.001
D	0.15	2.1	2.8	0.01	0.001

产业上的可利用性

根据本发明的合金化热镀锌钢板的制造方法，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢带实施合金化热镀锌的情况下，镀层粘附性也高，能够得到良好的镀层外观，并且，能够通过降低合金化温度来抑制拉伸强度的降低。

标号说明

100 连续热镀锌装置

10 加热带

10A 第一加热带(前段)

10B 第二加热带(后段、直火型加热炉)

12 均热带

14 第一冷却带(骤冷带)

16 第二冷却带(缓冷带)

18 鼻凸部

20 退火炉

22 热镀锌浴

23 合金化设备

24 气体分配装置

26 加湿装置

28 循环恒温水槽

30 气体混合装置

32 混合气体用露点计

34 混合气体用配管

36A、36B、36C 气体供给口

38A、38B、38C 气体供给口

40A、40B 露点测定位置

42 炉底辊

P 钢带

Claims (6)

1.一种合金化热镀锌钢板的制造方法，其使用了连续热镀锌装置，所述连续热镀锌装置具有：依次并置有包含直火型加热炉的加热带、均热带和冷却带的退火炉；与所述冷却带相邻的热镀锌设备；以及与该热镀锌设备相邻的合金化设备，

该合金化热镀锌钢板的制造方法的特征在于，具有如下工序：

将钢带在所述退火炉的内部以所述加热带、所述均热带和所述冷却带的顺序进行运送从而对所述钢带进行退火的工序；

使用所述热镀锌设备对从所述冷却带排出的钢带实施热镀锌的工序；和

使用所述合金化设备对施加到所述钢带上的锌镀层进行加热合金化的工序，

向所述均热带供给的还原性气体或非氧化性气体是以规定的混合比将利用加湿装置加湿后的气体与未利用所述加湿装置加湿的干燥气体混合而得到的混合气体，

从设置于所述均热带的高度方向的下部1/2的区域的至少一个气体供给口向所述均热带内供给所述混合气体，从而使在所述均热带的高度方向的上部1/5的区域测定的露点与在下部1/5的区域测定的露点均为-20℃以上且0℃以下。

2.如权利要求1所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，配置多个所述气体供给口，并且，在两个以上的不同高度位置各配置至少一个所述气体供给口。

3.如权利要求2所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，使来自配置于相同高度位置的所述气体供给口的气体流量的合计在所有高度位置相同，并且对于从高度位置越低的所述气体供给口供给的所述混合气体越提高露点。

4.如权利要求2所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，使从所有所述气体供给口供给的所述混合气体的露点相同，并且使来自高度位置越低的所述气体供给口的气体流量越多。

5.如权利要求1～4中任一项所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，向所述均热带供给所述混合气体的供给条件满足下述式(1)，

$(2820-\frac{m_a-m_b}{y_a-y_b}{y}_i)\frac{Vt}{N}\≤m_i{V}_i\≤(12120-\frac{m_a-m_b}{y_a-y_b}{y}_i)\frac{Vt}{N}...\left(1\right)$

其中，

V：混合气体的流量(m³/小时)

m：由混合气体的露点算出的混合气体的含有水分(ppm)

y：露点计或气体供给口的高度位置(m)

N：气体供给口的总数

下标

t：混合气体的合计

a：配置于所述均热带的高度方向的上部1/5的区域的露点计

b：配置于所述均热带的高度方向的下部1/5的区域的露点计

i：第i个气体供给口。

6.如权利要求1～5中任一项所述的合金化热镀锌钢板的制造方法，其中，所述直火型加热炉具有氧化用燃烧器和与该氧化用燃烧器相比位于钢板移动方向下游的还原用燃烧器，将所述氧化用燃烧器的空气比设定为0.95以上且1.5以下，将所述还原用燃烧器的空气比设定为0.5以上且小于0.95。