JP2000199017A - 酸洗を省いて高速で熱間圧延亜鉛鋼板を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸洗を省いて高速で熱間圧延亜鉛鋼板を製造
する方法において、熱間圧延後、スケールのウスタイト
化合物を２０％以上になるように、中間急速冷却を所望
の温度で行い、次に還元熱処理を行い、次いで鋼板を所
望の量のアルミニウムを含有する亜鉛浴中に浸漬するこ
とによって、優れた被覆接着性と優れた生産性が実現さ
れる熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法を開示する。 【解決手段】 熱間圧延鋼板を通常の冷却率で冷却して
巻き取り、次にスケールのウスタイト化合物を２０％以
上になるように、３００〜５００℃の中間急速冷却温度
にまで、該巻き取られた熱間圧延鋼板に中間急速冷却を
行い、次いで２０％以上の水素雰囲気下で３０〜３００
秒間に５５０〜７００℃の温度で還元熱処理を行い、次
いで該還元された熱間圧延鋼板を０．２〜５．０重量％
のアルミニウム含有量を有する亜鉛浴中に浸漬する熱間
圧延亜鉛鋼板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸洗を省いて高速
で熱間圧延亜鉛鋼板を製造する方法に関する。より具体
的には、本発明は、表面スケールのウスタイトの割合を
２０％以上になるように制御して中間急速冷却が行わ
れ、スケール層は還元され、これによって高い被覆接着
性と優れた生産性が実現される、熱間圧延亜鉛鋼板を製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法は以下のよ
うにして実施される技術である。すなわち、熱間圧延を
行った後、熱間圧延鋼板は酸洗と亜鉛熱間浸漬被覆が施
されるため、酸洗と油処理が施された鋼板よりも高い耐
食性が得られ、これにより付加価値が向上する。図１ａ
は、酸洗を含む、熱間圧延鋼板の従来の製造工程を示
す。

【０００３】一般に、熱間圧延鋼板の製造では、熱間圧
延の間、粗圧延後にスケールが鋼板の表面上に形成さ
れ、これは「第２のスケール」と呼ばれるものである。
これら第２のスケールは、大気に接触する最外層として
のヘマタイト層、該ヘマタイト層の直下で、マトリック
ス構造に面したマグネタイト層、及びマトリックス構造
に近接し、厚さ約１０μｍのウスタイト層を含む。これ
らのスケールは、熱間圧延亜鉛鋼板の被覆接着性を非常
に劣化させるので、塩酸あるいは硫酸溶液と、防腐剤と
を一緒に混合した酸洗溶液を用いて、スケールは除去さ
れる。

【０００４】しかしながら、約１００〜５７０Åの酸化
物層が酸洗された熱間圧延鋼板の表面上に残留するた
め、被覆接着性は著しく悪化する。従って、酸洗された
熱間圧延鋼板は、水素濃度７〜１５％の雰囲気下で４８
０〜５００℃にまで加熱され、下記に示した化学式
（１）〜（３）のメカニズムに基づいて酸化物層は還元
され、その後、熱間浸漬が亜鉛浴中で行われる。 ３Ｆｅ_２ Ｏ_３ ＋Ｈ_２ →２Ｆｅ_３ Ｏ_４ ＋Ｈ_２ Ｏ……（１） Ｆｅ_３ Ｏ_４ ＋Ｈ_２ →３ＦｅＯ＋Ｈ_２ Ｏ……………（２） ＦｅＯ＋Ｈ_２ →Ｆｅ＋Ｈ_２ Ｏ……………………（３）

【０００５】しかしながら、スケール層が酸洗によって
除去される際、スケール層の組成に応じて反応速度に大
きな差異が生じる。従って、マトリックス構造の一部が
過度に酸洗されるため、鋼板の表面は粗く不規則にな
り、結果として、水素脆性、鉄の浪費及び酸の浪費の問
題が生じ得る。さらに、酸洗が短時間で完了するため、
例えば加熱条件の管理、酸濃度の管理、及び防腐剤濃度
の管理のような操作管理を容易に実施することができな
い。

【０００６】さらに、塩酸溶液及び硫酸溶液のような毒
性が強く、腐食性の高い溶剤が用いられる。従って、廃
棄酸性溶液処理設備を据え、維持せねばならないため、
製造コストが増加する一方、環境汚染が深刻になり得
る。

【０００７】さらに、鋼鉄中のシリコン含有量が０．１
重量％以上ならば、その際、熱間圧延亜鉛鋼板の被覆接
着性は著しく悪化する。これを具体的に記載すると、熱
間圧延鋼板が、被覆に細心の注意を要する要素である
０．１重量％以上のシリコンを含有すれば、スケール層
とマトリックス構造の間の境界にファイアライト（２Ｆ
ｅＯ．ＳｉＯ_２ ）が形成される。このファイアライト
（２ＦｅＯ．ＳｉＯ_２）は、酸洗後でさえも除去されず
に残留するため、被覆されていない層を形成する。たと
え被覆されたとしても被覆接着性が低下するので、後に
剥離を引き起こす。このように酸洗によって除去されて
いないスケール層が残留し、このスケール層は次の還元
工程でさえも除去されない。

【０００８】このような問題を克服しようと努めて、熱
間浸漬を行う前に鋼板を鉄、ニッケル、銅、鉄−マンガ
ンの合金等で電気めっきする方法が、特開昭６０−５６
４１８号公報及び特開平５−１５６４１６号公報に開示
されている。鋼板を電気めっきすることによって高温焼
鈍しを行うとき、合金元素はマトリックス構造の境界上
に濃化する。しかしながら、合金元素は電気めっき層下
で濃化するため、合金元素がガス雰囲気と反応すること
を防ぎ、結果として合金元素は酸化されない。従って、
マトリックス構造の粗面を有する酸洗された鋼板が熱間
圧延ガルバナイジングに適用される場合、被覆処理が短
時間であるため、凹んだ表面上の被覆量がずれるという
問題が生じる。

【０００９】この問題を避けるため、電気めっき時間を
延長したり、あるいは操作を遅くさせたりする。しかし
ながら、このようにして凹んだ部分が被覆されないこと
は解決されるが、突出した部分が過度に被覆されること
は解決できない。さらに、プレ被覆された合金元素は高
強度、低延性を有するため、プレ被覆された厚さが厚け
れば、後に剥離をするだろう。

【００１０】図１ｂに示すように他の方法においては、
酸洗を行った後、溶剤処理が塩化亜鉛（ＺｎＣｌ_２ ）
と塩化アンモニウム（ＮＨ_４ Ｃｌ）を用いて行われる
ことによって、断続的な熱間浸漬が亜鉛浴中で行われ
る。このような方法では手順が複雑であるため、環境に
有害であるだけでなく、経済的にも適切でない。

【００１１】上記問題を解決するために、図１ｃに示す
ように、熱間圧延亜鉛鋼板を製造するための、酸洗を省
いた方法が提案されている。それらの一例には特開平６
−１４５９３７号公報がある。この方法では、酸洗を省
き、スケールは３００〜７５０℃の還元性雰囲気下で還
元される。この方法は上記問題を解決するには効果的で
ある。

【００１２】しかしながら、熱間圧延後、このスケール
は８７％のマグネタイト、６％のウスタイト及び７％の
ヘマタイトから構成される。従って、スケールの主要化
合物としてマグネタイトが還元されるようにするなら
ば、３００秒以上の間に６５０℃〜８２０℃の温度で還
元を行なわねばならない。このように還元時間が長いた
め、生産性は改善され得ない。さらに、この方法では、
熱間圧延鋼板が０．１重量％以上のシリコンを含有す
る、被覆に細心の注意を要する鋼板であるならば、酸洗
を含む他の方法のように優れた被覆接着性を保証するこ
とはできない。

【００１３】酸洗を省いた他の例としては、本発明者の
韓国特許出願第９７−６２０３１号及び第９７−６２０
３２号がある。これらの方法では、温度と還元ガス濃度
が還元ゾーンと加熱ゾーンで適切に制御され、亜鉛浴中
のアルミニウム濃度が最適化され、これによって被覆接
着性を高める。しかしながら、このような方法でもスケ
ールは約９０％のマグネタイトを含むため、マグネタイ
トを還元するのに長時間を費やさねばならない。従っ
て、迅速な還元を期待することはできないので、生産性
を向上させることはできない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術にお
ける上記不利益を克服することを目的とするものであ
る。従って、本発明の目的は、熱間圧延後、スケールの
ウスタイト化合物を２０％以上になるように所望の温度
で中間急速冷却が行われ、次いで還元熱処理が行われ、
次いで鋼板はアルミニウムの所望の含有量を含んだ亜鉛
浴中に浸漬され、これによって優れた被覆接着性と優れ
た生産性が実現される、酸洗を省いて高速で熱間圧延亜
鉛鋼板を製造する方法を提供することにある。

【００１５】本発明の別の目的は、０．１重量％以上の
シリコンを含有する鋼板の被覆において、熱間圧延後、
スケールのウスタイト化合物を２０％以上になるように
所望の温度で中間急速冷却が行われ、次いで還元熱処理
が行われ、次いで鋼板はアルミニウムの所望の含有量を
含んだ亜鉛浴中に浸漬され、これによって優れた被覆接
着性と優れた生産性が実現される、酸洗を省いて高速で
熱間圧延亜鉛鋼板を製造する方法を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、酸洗を省いて高速で熱間圧延亜鉛
鋼板を製造する方法において、該熱間圧延鋼板を通常の
冷却率で冷却して巻き取る工程と、スケールのウスタイ
ト化合物を２０％以上になるように、３００〜５００℃
の中間急速冷却温度にまで、該巻き取られた熱間圧延鋼
板に中間急速冷却を行う工程と、２０％以上の水素雰囲
気下で３０〜３００秒間に５５０〜７００℃の温度で還
元熱処理を行う工程と、及び該還元された熱間圧延鋼板
を０．２〜５．０重量％のアルミニウム含有量を有する
亜鉛浴中に浸漬する工程を含む熱間圧延亜鉛鋼板の製造
方法である（請求項１）。このようにして優れた被覆接
着性と優れた生産性が実現される。

【００１７】本発明の別の態様において、本発明によれ
ば、酸洗を省いて高速で０．１重量％以上のシリコンを
含有する熱間圧延亜鉛鋼板を製造する方法において、該
熱間圧延鋼板を通常の冷却率で冷却して巻き取る工程
と、スケールのウスタイト化合物を２０％以上になるよ
うに、３００〜５００℃の中間急速冷却温度にまで、該
巻き取られた熱間圧延鋼板に中間急速冷却を行う工程
と、３０％以上の水素雰囲気下で６０〜４００秒間に６
５０〜７５０℃の温度で還元熱処理を行う工程と、及び
該還元された熱間圧延鋼板を０．２〜５．０重量％のア
ルミニウム含有量を有する亜鉛浴中に浸漬する工程を含
む熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法である（請求項４）。こ
のようにして優れた被覆接着性と優れた生産性が実現さ
れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の上記の目的及び他の利点
は、添付図面を参照して本発明の好ましい実施態様を詳
細に記載することにより、より明らかになるであろう。
従来の酸洗を省いた型の熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法に
おいて、高温で巻き取られた熱間圧延鋼板は大気によっ
て室温にまで自然に冷却される。冷却の間に、スケール
が鋼板の表面上に形成される。すなわち、自然冷却の間
に、スケールの組成のウスタイト化合物がマグネタイト
に変態し、結果として最終的なスケールの組成は９０％
より多くのマグネタイトを含有するようになる。マグネ
タイトはウスタイトと比較して容易には還元できない酸
化物である。従って、上記スケールの組成を有するこの
熱間圧延鋼板が、６００℃より高い温度の水素還元性雰
囲気下でそのまま放置されれば、マグネタイトからウス
タイトへの変態には長時間かかるため、スケールの還元
は長時間を要し、従って優れた生産性は期待できない。

【００１９】本発明は、この問題を解決するために意図
されたものであり、その主要な構成は、スケールの組成
のウスタイト化合物を２０％以上になるように中間急速
冷却が行われることにある。

【００２０】すなわち、本発明では、熱間圧延後、ラン
アウト・テーブル（ｒｕｎ−ｏｕｔｔａｂｌｅ）上での
冷却率は標準値に維持されているが、熱間圧延鋼板はウ
スタイト酸化物に対して安定した温度である５７０℃よ
り高い温度で巻き取られ、ウスタイト酸化物は最速還元
速度を示す。次いで、熱間圧延鋼板は、マグネタイトの
最速の変態に適し、またウスタイトの共析変態温度以下
の、３００〜５００℃の温度にまで中間急速冷却が施さ
れる。このように制御は、スケールの組成のウスタイト
化合物が２０％以上になるようにして行われる。

【００２１】具体的に述べれば、図２に示すように、仕
上デリバリ温度Ｔｆ（ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｄｅｌｉｖ
ｅｒｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で熱間圧延が施され
た熱間圧延鋼板１は、ランアウト・テーブル３上で通常
の冷却率５で冷却され、巻取り温度Ｔｃ（ｃｏｉｌｉｎ
ｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で巻取機７によって巻き
取られる。

【００２２】ここで、従来の方法１３では、熱間圧延コ
イルは大気で冷却されるが、本発明の方法１１では、中
間冷却装置９を用いて３００〜５００℃の温度で熱間圧
延コイルに中間急速冷却が行われる。このようにして、
スケールの組成のウスタイト化合物は２０％以上になる
ように制御される。ウスタイト化合物が２０％以上にな
るようにすべき理由は下記に記載する。

【００２３】すなわち、中間急速冷却後、熱間圧延鋼板
上のスケールを還元するために、室温にまで冷却された
熱間圧延鋼板は５７０℃以上に達するまで再加熱され
る。この工程で、ウスタイト化合物が２０％より低けれ
ば、再加熱が５７０℃以上に達するまで行われるとき、
鉄とマグネタイトの共析構造が水素ガスに還元される傾
向は、ウスタイトに変態する傾向より大きくなる。従っ
て、スケールの還元時間は短縮できないため、優れた生
産性を期待することはできない。

【００２４】一方、中間急速冷却率は、好ましくは１０
〜３００℃／ｍｉｎにすべきである。このようにすべき
理由は次の通りである。急速冷却率が１０℃／ｍｉｎよ
り低ければ、冷却の間にウスタイトがマグネタイトに変
態するため、２０％以上のウスタイト化合物は確保でき
ない。一方、急速冷却率が３００℃／ｍｉｎを超えれ
ば、そのときウスタイトが２０％より多く形成されるこ
とは好ましいが、熱歪みのため冷却の間にスケールの剥
離が生じやすくなる。

【００２５】また、上記スケールの組成を有する熱間圧
延鋼板は、急速冷却を行った後に再加熱によって還元し
てもよい。もしくはこの熱間圧延鋼板を還元ゾーンで直
接還元してもよい。

【００２６】還元ゾーンでの還元温度は好ましくは５５
０〜７００℃にすべきである。この理由は次の通りであ
る。すなわち、温度が５５０℃より低ければ、優れた被
覆接着性を確保するために長時間の加熱処理が必要であ
るため、生産性は低下する。一方、温度が７００℃より
高ければ、熱間圧延鋼板の引張強さは低下する。

【００２７】一方、水素濃度は好ましくは２０％以上に
すべきである。水素濃度が２０％より低ければ、還元反
応に主要な媒体としての水素が不足するため、還元反応
を効率的に行うことができない。さらに、上記熱処理温
度及び水素濃度下では、熱処理時間は好ましくは３０〜
３００秒にすべきである。熱処理時間が３０秒より短け
れば、還元反応が遅くなるため、所望の被覆接着性を得
ることは困難になる。一方、熱処理時間が３００秒を超
えれば、鋼板は軟化する。

【００２８】０．１重量％以上のシリコンを含有する鋼
板は、０．１重量％より少ないシリコンを含有する鋼板
と比較して１０〜３０％厚い熱間圧延スケールを有す
る。さらに、シリコン含有量が０．１重量％以上であれ
ば、工程化合物（すなわち、ファイアライト）が形成さ
れる。その結果として、マトリックス構造と熱間圧延ス
ケールの間で境界接着性が高められるため、還元ガスイ
オンの自由運動が抑えられる。従って、０．１重量％以
上のシリコンを含有する熱間圧延鋼板では、０．１重量
％より少ないシリコンを含有する鋼板と比較して、スケ
ールの還元が容易ではないため、還元ゾーンでの還元を
行うのに長時間を費やさねばならない。

【００２９】これに対して、本発明では還元時間ができ
る限り短縮される。すなわち、被覆鋼板の機械的性質の
変化を防ぐために、還元熱処理条件が好ましくは６５０
〜７５０℃の温度範囲、３０％の水素濃度、及び６０〜
４００秒の処理時間に制限されるべきである。

【００３０】上記方法で還元された熱間圧延鋼板は亜鉛
浴中に浸漬される。亜鉛浴に添加されたアルミニウムは
光沢を良くし、亜鉛浴内で酸化物を還元する。さらに、
このアルミニウムは被覆層の境界上に形成されやすい脆
性Ｆｅ−Ｚｎ化合物の形成を防ぎ、これによって被覆接
着性と耐食性を高める。

【００３１】これをさらに具体的に記載すると、アルミ
ニウムは亜鉛より鉄に親和性があるため、鋼板の表面上
に化合物の薄膜をすぐに形成する。この薄膜はＦｅ−Ａ
ｌ化合物（Ｆｅ_２ Ａｌ_５ ）とＦｅ−Ｚｎ−Ａｌ化合
物の混合物から成る。０．１〜０．４重量％のアルミニ
ウム濃度では、Ｆｅ_２ Ａｌ_５ 化合物が短時間に形成
されるが、４．０〜５．０重量％のアルミニウム濃度で
は、厚いＦｅ−Ａｌ化合物（ＦｅＡｌ_３ ）が初期段階
で形成される。ＦｅＡｌ_３ 層は脆いが、保護するよう
にＦｅ_２ Ａｌ_５ 層がＦｅＡｌ_３ 層の上にある。

【００３２】従って、亜鉛浴に添加されたアルミニウム
は、スケール層の割れや多孔に高延性Ｆｅ−Ｚｎ−Ａｌ
化合物を形成する。この化合物はスケール層とマトリッ
クス構造の間を固定させるものとしての役割をし、被覆
接着性を高める。

【００３３】熱間圧延鋼板が、（被覆に細心の注意を要
する要素である）０．１重量％以上のシリコンを含有す
る場合、熱間圧延鋼板上のスケール層は多孔質になる。
この場合、この熱間圧延鋼板を被覆するときにスポンジ
状の多孔と穴は溶融アルミニウムで満たされる。従っ
て、溶融アルミニウムはスケール層とマトリックス構造
の間の境界上に存在するファイアライト化合物と反応
し、Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ化合物を形成するようにな
り、これによって被覆接着性を高める。

【００３４】上記事実を鑑みて本発明では、亜鉛浴中の
アルミニウム含有量は好ましくは０．２〜５．０重量％
に制限するべきである。この理由について言及すれば、
アルミニウム含有量が０．２重量％より少なければ、鋼
板上のＦｅ−Ｚｎ化合物の形成をアルミニウムで十分に
抑えることはできないため、被覆接着性及び耐食性を高
めることはできない。一方、アルミニウム含有量が５．
０重量％を超えれば、経費がかさむ。

【００３５】さらに好ましくは、高い被覆接着性と還元
熱処理範囲の拡大を保証するためにアルミニウム含有量
を０．３〜５．０重量％に制限すべきである。

【００３６】上記のように本発明は、熱間圧延鋼板のス
ケールの組成が、還元の容易なウスタイトが２０％以上
になるようにして制御される。このようにして還元熱処
理時間を短縮することができる。さらに、本発明は、ア
ルミニウムが亜鉛浴に適量添加されているため、Ｆｅ−
Ｚｎ−Ａｌ化合物がスケール層とマトリックス構造上に
選択的に形成され、もしくはＦｅ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ化
合物が形成され、これによって被覆接着性及び生産性を
向上させる。ここで、本発明を実施例に基づいて記載す
る。

【００３７】

【実施例】（実施例１）まず、熱間圧延亜鉛鋼板を製造
するために、鋼板に熱間圧延を行い、熱間圧延鋼板の１
枚を、通常の方法で大気下で冷却し、一方、他の鋼板に
２０〜１００℃／ｍｉｎの冷却率で３００〜４７０℃の
温度に下がるまで中間急速冷却を施した。 次いで、夫
々の熱間圧延鋼板のスケールの組成はＸ線回折装置（理
学社製）で測定され、この測定結果は下記の表１に示
す。そして測定後、熱間圧延鋼板に還元炉内で６５０
℃、２０％水素雰囲気下で１２０秒間、還元熱処理を施
した。その際に、熱間圧延鋼板のスケールが６０％純鉄
になるまで還元された時間を下記の表１に示す。

【００３８】下記表１よりわかるように、比較例１の場
合、熱間圧延鋼板は自然に大気冷却されたため、スケー
ルの組成のウスタイト化合物が６．１重量％であった。
従って還元を行うのに費やした時間は２５０秒もかかっ
た。これに対して、本発明例１〜４の場合、スケールの
組成が２０重量％以上のウスタイトを含有するように制
御された。その結果、スケール還元時間は著しく減少
し、従って生産性は向上した。またこのようにして酸洗
工程を省いて高速熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法が行われ
たということが証明されている。

【００３９】

【表１】

【００４０】（実施例２）本発明によれば、熱間圧延亜
鉛鋼板を製造するために、鋼板に熱間圧延を行い、熱間
圧延鋼板は巻き取られた。次いで、鋼板に１０〜３００
℃／ｍｉｎの冷却率で３００〜５００℃の温度に下がる
まで中間急速冷却を施した。それから、スケールの組成
のウスタイト化合物がＸ線回折装置（理学社製）で測定
された。

【００４１】次いで、鋼板は１００ｍｍ×２００ｍｍの
大きさに切断され、脱脂が施された。次に、コーティン
グシミュレーター（Ｒｈｅｓｃａ社製）を用いて、鋼板
を２０〜３０％水素濃度下で、５５０〜７００℃の還元
熱処理温度に維持しながら、スケールを６０〜２４０秒
間還元した。アルミニウム添加量を変化させて夫々のス
ケールが還元された鋼板を４５０℃で亜鉛浴中に浸漬し
た。それから被覆接着性を測定し、その結果は下記の表
２に示す。

【００４２】被覆接着性を測定するために、１８０度曲
げ試験を曲げ装置を用いて行った。次いで、テープを接
着し、引張って取り外し、このようにして被覆層の剥離
可能度が図３に示すように測定された。図３からわかる
ように、×は完全な剥離を表わし、△は部分的な剥離を
表わし、○は良好な接着性を表わしている。

【００４３】下記表２に示すように、本発明例１〜１７
の場合、スケールの組成が２０％以上のウスタイトを含
有するように制御された鋼板は、０．２〜５．０重量％
のアルミニウムが添加された亜鉛浴中に浸漬された。こ
れらの例では生産性だけでなく、被覆接着性も優れてい
た。

【００４４】図４に示すように、この優れた被覆接着性
は、次の原理に基づき得られたものである。すなわち、
高延性Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ化合物ｂはスケール層ｃの割れ
と多孔に満たされ、これらの化合物は、被覆層ａとマト
リックス構造ｄの間を固定させるものとしての役割をす
る。

【００４５】比較例１の場合、被覆接着性は適切であっ
たが、還元温度が７５０℃と高かったため、引張強さや
破断伸びのような機械的性質は低下した。また比較例２
の場合、還元温度は５００℃と低かったため、被覆接着
性は不適切であった。比較例３の場合、中間冷却温度が
２００℃であったため、ウスタイト化合物は２０％未満
だった。従って、還元には長時間を要し、還元は一定の
時間内では不完全であったため、優れた被覆接着性を得
ることは不可能だった。

【００４６】比較例４〜６の場合、ウスタイト化合物は
２０％以上であり、熱処理条件は本発明例と同様であっ
たにもかかわらず、被覆接着性は不十分であった。すな
わち、これは中間冷却率が４００℃／ｍｉｎだったの
で、熱歪みにより冷却の間にスケールの剥離が生じやす
くなったからである。

【００４７】

【表２】

【００４８】上記表２からわかるように、本発明例１〜
１７の場合、還元熱処理温度が５５０℃ならば、被覆接
着性の度合いは亜鉛浴中のアルミニウム含有量に密接に
関与していた。すなわち、還元熱処理温度が５５０℃の
とき、アルミニウム含有量が０．２重量％ならば、被覆
接着性は不完全になるかもしれない。しかしながら、ア
ルミニウム含有量が０．３〜５．０重量％ならば、これ
らすべてが優れた被覆接着性を示した。この理由は次の
通りである。

【００４９】すなわち、溶融アルミニウムは、マトリッ
クス構造とスケール層の間の境界上にＦｅ−Ａｌ化合物
あるいはＦｅ−Ｚｎ−Ａｌ化合物を形成して、すぐに薄
い合金膜を形成する。従って、高脆性Ｆｅ−Ｚｎ化合物
の形成が抑えられる。この作用はアルミニウム含有量が
０．３重量％に上昇するにつれてより活発になり、その
結果、還元熱処理範囲はより低い制限にまで広げられる
ようになる。

【００５０】（実施例３）本発明によれば、０．１重量
％以上のシリコン含有量を有する熱間圧延亜鉛鋼板を製
造するために、表３の組成の鋼鉄に熱間圧延を行った。
次いで、鋼板に２０℃／ｍｉｎの冷却率で３００〜５０
０℃の中間急速冷却温度の範囲にまで中間急速冷却を施
した。これによって様々なウスタイト化合物を有する鋼
板が得られた。

【００５１】

【表３】

【００５２】次いで、このようにして得られたシリコン
含有熱間圧延鋼板（ＳＰＡ−Ｈ）を１００ｍｍ×２００
ｍｍ×１．２ｍｍの大きさに形成した。次に、コーティ
ングシミュレーター（Ｒｈｅｓｃａ社製）を用いて、３
０％水素濃度下、６５０℃あるいは７５０℃の還元熱処
理温度で、スケールを還元した。還元後、アルミニウム
含有量０．２重量％で４５０℃に維持させた亜鉛浴中に
鋼板を浸漬し、熱間浸漬を行った。それから被覆接着性
を測定し、その結果は下記の表４に示す。

【００５３】被覆接着性を測定するために、１８０度曲
げ試験を曲げ装置を用いて行った。次いで、夫々の鋼板
にテープを接着し、引張って取り外した。テープを取り
外す間に、被覆層の剥離可能度を評価した。下記の表４
では、×は完全な剥離を表わし、○は良好な接着性を表
わしている。

【００５４】下記表４に示すように、本発明例１〜６の
場合、一定の還元熱処理条件で優れた被覆接着性を示し
た。すなわち、図５の被覆された顕微鏡組織の写真で示
すように、亜鉛浴中の溶融アルミニウムは、マトリック
ス構造ｄとスケール層ｃの間の境界上に存在するファイ
アライト化合物と反応して、Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ化
合物ｅを形成する。これにより被覆層ａをマトリックス
構造ｄに強固に結合させる。

【００５５】

【表４】

【００５６】一方、比較例１〜４では、還元熱処理温度
は５５０℃と低かったため、スケールを十分に還元する
ことはできず、その結果、被覆接着性は悪化した。比較
例５では、還元熱処理温度は６５０℃と適切であった
が、中間急速冷却温度が２００℃と低かったため、結果
として、スケールの組成のウスタイトは２０％未満であ
った。従って、一定の還元条件下ではスケールを十分に
還元することができなかったため、被覆接着性は悪化し
た。比較例６では、良好な被覆接着性を示したが、還元
熱処理温度は８５０℃と高かったため、その結果、上記
表４に示すように引張強さは低下した。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱間鋼板のスケールの組成は、ウスタイトの割合を２０
％以上になるように制御され、亜鉛浴中のアルミニウム
含有量は最適化されている。このようにして生産性及び
被覆接着性は大いに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、熱間圧延亜鉛鋼
板の従来の製造工程を例示する。

【図２】本発明によるスケールの組成を制御するための
中間急速冷却工程を、従来の方法と比較して例示する。

【図３】熱間圧延亜鉛鋼板の被覆接着性を評価するため
の１８０度曲げ試験の結果を例示する。

【図４】本発明によって製造された熱間圧延亜鉛鋼板の
被覆層の顕微鏡組織を示す写真である。

【図５】本発明によって製造された０．１重量％以上の
シリコン含有量を有する熱間圧延亜鉛鋼板の被覆層の顕
微鏡組織を示す写真である。

【符号の説明】

１…熱間圧延鋼板、 ３…ランアウト・テーブル、 ５
…通常の冷却率、７…巻取機、 ９…中間冷却装置、
１１…本発明の方法、 １３…従来の方法。Ｔｆ…仕上
デリバリ温度、 Ｔｃ…巻取り温度。ａ…亜鉛被覆層、
ｂ…Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ化合物、 ｃ…スケール層、ｄ
…マトリックス構造、 ｅ…Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｓｉ化
合物。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸洗を省いて高速で熱間圧延亜鉛鋼板を
   製造する方法において、 熱間圧延鋼板を通常の冷却率で冷却して巻き取る工程、 スケールのウスタイト化合物を２０％以上になるよう
   に、３００〜５００℃の中間急速冷却温度にまで、前記
   巻き取られた熱間圧延鋼板に中間急速冷却を行う工程、 ２０％以上の水素雰囲気下で３０〜３００秒間に５５０
   〜７００℃の温度で還元熱処理を行う工程、 及び前記還元された熱間圧延鋼板を０．２〜５．０重量
   ％のアルミニウム含有量を有する亜鉛浴中に浸漬する工
   程から成る、熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記巻
   き取られた熱間圧延鋼板が、１０〜３００℃／ｍｉｎの
   冷却率で中間冷却を施される熱間圧延亜鉛鋼板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の方法に
   おいて、前記亜鉛浴のアルミニウム含有量が０．３〜
   ５．０重量％である熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 酸洗を省いて高速で０．１重量％以上の
   シリコンを含有する熱間圧延亜鉛鋼板を製造する方法に
   おいて、 熱間圧延鋼板を通常の冷却率で冷却して巻き取る工程、 スケールのウスタイト化合物を２０％以上になるよう
   に、３００〜５００℃の中間急速冷却温度にまで、前記
   巻き取られた熱間圧延鋼板に中間急速冷却を行う工程、 ３０％以上の水素雰囲気下で６０〜４００秒間に６５０
   〜７５０℃の温度で還元熱処理を行う工程、 及び該還元された熱間圧延鋼板を０．２〜５．０重量％
   のアルミニウム含有量を有する亜鉛浴中に浸漬する工程
   から成る、熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、前記巻
   き取られた熱間圧延鋼板が、１０〜３００℃／ｍｉｎの
   冷却率で中間冷却を施される熱間圧延亜鉛鋼板の製造方
   法。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の方法に
   おいて、前記亜鉛浴のアルミニウム含有量が０．３〜
   ５．０重量％である熱間圧延亜鉛鋼板の製造方法。