JP2000212768A - 溶融めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

溶融めっき鋼板の製造方法

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JP2000212768A
JP2000212768A JP11019506A JP1950699A JP2000212768A JP 2000212768 A JP2000212768 A JP 2000212768A JP 11019506 A JP11019506 A JP 11019506A JP 1950699 A JP1950699 A JP 1950699A JP 2000212768 A JP2000212768 A JP 2000212768A
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Kazuaki Hosomi
和昭 細見
Atsushi Ando
敦司 安藤
Toshiharu Kikko
敏晴 橘高
Katsuaki Nagata
勝顕 永田
Yasutaka Kawaguchi
靖隆 川口
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレ圧延、酸洗した鋼板をめっき原板として
不めっきがない溶融めっき鋼板を得る。 【構成】 熱延鋼板を圧下率10%以上でプレ圧延後、
ブラッシング、酸洗により脱スケールし、電解洗浄によ
り脱スマットした後、還元加熱して溶融めっきする。酸
洗条件は塩酸濃度5〜20mass%、液温80〜95
℃、酸洗時間2〜45秒とする。電解洗浄は電解洗浄液
にキレート剤を含む強アルカリ水溶液を用い、電流密度
0.1〜10kA/m92、電解時間1〜60秒の条件
で行う。還元加熱は、H92濃度5〜75vol.%の
H92−N92雰囲気ガス中で加熱温度500〜850
℃、加熱時間10〜70秒で行なう。 【効果】スマットに起因した不めっきのない溶融めっき
鋼板を低コストで生産性よく製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不めっき等の欠陥がな
く、耐食性等の品質特性に優れた溶融めっき鋼板を低コ
ストで製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板に耐食性を付与するためにZn、Z
n−Al合金等を溶融めっきした溶融めっき鋼板が建築
材料等の種々の分野で使用されているが、これらは大量
消費材であり、従来よりコストの低減が求められてい
る。冷間圧延鋼板の製造コスト低減等を目的として、特
開平9−108723号公報および特開平10−948
19号公報に開示されているように、酸洗前に高圧下率
圧延するプレ圧延方式の酸洗ラインが開発されている。
このプレ圧延方式の酸洗ラインは、プレ圧延機、デスケ
ーリングブラシ、酸洗槽、洗浄ブラシ、水洗槽、乾燥炉
等から構成されている。
【0003】プレ圧延方式の酸洗ラインでは、熱延鋼板
を高圧下率で冷間圧延してスケールにクラックを発生さ
せ、鋼板に対するスケールの付着力を低下させるため、
デスケーリングブラシにより熱延スケールの大部分が除
去される。その結果、酸洗時間が短縮されるため、酸洗
に要するコストが低減でき、最終的な冷間圧延鋼板の製
造コストも低減できる。このように、プレ圧延方式の酸
洗ラインは冷間圧延と酸洗を連続して行なうものであ
り、従来の冷間圧延鋼板の製造工程よりも低コストで生
産性が高く、このプレ圧延方式の酸洗ラインにより製造
した冷延鋼板をめっき原板として使用することにより、
溶融めっき鋼板を低コストで生産性よく製造することが
できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の工程で製造した
冷間圧延鋼板は、通常の工程で製造した冷間圧延鋼板と
は異なり、その表面は酸洗肌であり、その状態で溶融め
っきに供される。一般に、鋼板を酸洗すると、その表面
にセメンタイト(Fe93C)および鉄系酸化物を主体
とするスマットが生成する。このスマットは酸洗後にブ
ラッシングしても、鋼板の湾曲や、鋼板表面のミクロ的
な凹凸により鋼板表面に均一にブラシが当たらないた
め、完全には除去できない。スマットが残存したままの
鋼板を連続溶融めっきラインに通板すると、鋼板表面の
スマットが還元加熱では分解・除去されないため、鋼板
とめっき金属との反応が阻害されてめっきはじき(いわ
ゆる不めっき)が発生し易く、耐食性等の品質特性が低
下する。
【0005】プレ圧延方式の酸洗ラインでは、酸洗前の
鋼板表面に付着しているスケールの量が少なくなってい
るため、通板条件によっては酸洗過多となり、スマット
の生成量が多くなる場合がある。このため、プレ圧延方
式の酸洗ラインにより製造した鋼板を溶融めっきの原板
として用いると、場合によっては歩留が低下するという
問題があった。本発明者らは連続溶融めっきの前処理に
ついて種々検討した結果、熱延鋼板をプレ圧延、酸洗し
た後に電解洗浄すると、酸洗の際に鋼板表面に生成した
スマットが均一に除去され、溶融めっきに適した表面性
状が得られることを見出すことにより、本発明を完成す
るに至った。本発明は、プレ圧延方式の酸洗ラインで冷
間圧延、酸洗された鋼板を原板として用い、耐食性に優
れた溶融めっき鋼板を、低コストでかつ生産性よく製造
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の問題点を解決するために、表面に熱延スケールが付着
している熱延鋼板を10%以上の圧下率で冷間圧延後、
ブラッシングおよび酸洗により脱スケールし、次いで電
解洗浄により脱スマットし、H2−N2雰囲気ガス中で還
元加熱した後に溶融めっきすることを特徴とする溶融め
っき鋼板の製造方法が提供される。また、本発明におい
ては、さらに好適な条件として、酸洗液の塩酸濃度が5
〜20mass%、温度が80〜95℃、酸洗時間が2
〜45sであり、キレート剤を含む強アルカリ水溶液中
で電流密度0.1〜10kA/m2で1〜60sの時間
電解洗浄することを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方
法が提供される。
【0007】
【実施の形態】本発明においては、プレ圧延方式の酸洗
ラインで熱延鋼板を酸洗前に冷間圧延して所定の板厚に
するとともに、熱延スケールにクラックを発生させ、脱
スケール性を向上させる。この脱スケール性向上効果は
圧下率10%以上で発現される。本発明において、最大
圧下率については特に規定するものではないが、圧下率
の増加とともにクラック発生量は多くなるが、圧下率が
過大になるとスケールが鋼素地に押し込まれて圧着し、
脱スケール性が低下する傾向があるので、60%以下が
好ましい。プレ圧延された鋼板はデスケーリングブラシ
により脱スケールされる。このデスケーリングブラシに
シリカ系、アルミナ系等の砥粒入りナイロンブラシ等を
使用すると脱スケール効果が促進されるので好適であ
る。
【0008】ブラッシング後の鋼板表面に残存した熱延
スケールは酸洗により溶解、除去される。酸洗溶液とし
ては通常、塩酸、硫酸、硝酸等の水溶液が使用される
が、酸洗速度の大きな塩酸水溶液が好適である。酸洗の
条件としては、塩酸濃度が5〜20mass%、液温は
80〜95℃、酸洗時間は2〜45秒が好適である。塩
酸濃度5mass%未満、液温80℃未満ではそれぞれ
酸洗速度が小さく、脱スケール完了までの時間が長くな
る。また、酸洗時間2秒未満ではスケールを完全に溶解
除去できない。また、塩酸濃度、酸洗温度、酸洗時間が
上述の範囲を超すとスマットの生成量が多くなり、引続
く電解洗浄工程でのスマット除去が不完全となり、不め
っきが発生し易くなる。
【0009】酸洗後の鋼板表面に残存するスマットは、
電解洗浄の工程で除去される。電解洗浄にはNaOH、
KOH等を主成分とする強アルカリ水溶液が使用され
る。電解洗浄には、陽極電解法、陰極電解法、陽極と陰
極が交互に切り替わるPR電解法があるが、本発明にお
いて、電解方法は特に規定するものではない。なお、陽
極では酸素ガスが、陰極では水素ガスがそれぞれ発生す
る。陽極でのガス発生量は陰極の半分であるが、ガスの
発生による物理的除去作用に加え、陽極溶解による鋼素
地表面の除去作用もあることから、脱スマット効果は陽
極電解の方が大きい。また、ガスの発生による物理的除
去作用および鋼素地表面の溶解による除去作用が相乗的
に作用するPR電解法は、脱スマットにより効果的であ
り、最も好ましい。
【0010】本発明においては、電解液中にオキシカル
ボン酸塩、アミノカルボン酸塩等を主成分とするキレー
ト剤を添加することがより好ましい。キレート剤を添加
すると、鋼素地の溶解が促進されるとともに、溶解した
鉄イオンがキレート剤と結合して可溶性錯体になり、鋼
板表面への再付着が抑制され、脱スマット効果が促進さ
れる。電解条件としては、電流密度0.1〜10kA/
m92、電解時間1〜60秒が好適である。電流密度
0.1kA/m92未満、電解時間1秒未満ではそれぞ
れスマット除去が不完全になり易く、電流密度10kA
/m92超え、電解時間60秒超えでは電解洗浄設備が
大規模となるため、製造コストが高くなる。
【0011】電解洗浄工程において、鋼素地表面が溶解
されて活性化するが、電解洗浄後の水洗時に鋼板表面に
水酸化鉄が生成し、この水酸化鉄が表面に生成したまま
の鋼板を溶融めっきすると、鋼板とめっき金属の反応が
阻害されて不めっきが発生する。従って、良好なめっき
性を得るためにはこの水酸化鉄を還元する必要があり、
電解洗浄された鋼板は、水洗、乾燥された後、H92
N92雰囲気中で還元加熱され、表面が活性化された
後、溶融めっきされる。
【0012】鋼板表面を活性化させて良好なめっき性を
得るために、本発明においては、溶融めっき前に鋼板を
2−N2雰囲気ガス中で還元加熱する。還元加熱の条件
としては、鋼板表面が活性化される条件であれば良く、
特に規定するものではないが、H2ガス濃度5〜75v
ol.%、加熱温度500〜850℃、加熱時間10〜
70秒がそれぞれ好適な範囲である。H2ガス濃度5v
ol.%未満、加熱温度500℃未満、加熱時間10秒
未満ではそれぞれ還元不足で不めっきが発生し易くな
る。また、上記の範囲を超えてH2ガス濃度、加熱温
度、加熱時間を大きくしても、活性化に対する効果が飽
和するのみならず、大規模な加熱炉が必要となり、製造
コストも高くなる。なお、連続溶融めっきラインにおい
て、還元加熱は通常鋼板の焼鈍も兼ねているため、加熱
温度、加熱時間は鋼板の要求される機械的性質に合わせ
て、上記範囲内で所望の条件に設定する。
【0013】図1にプレ圧延方式の酸洗ラインの概略
を、図2電解洗浄設備を付設した無酸化炉方式の溶融め
っきラインの概略をそれぞれ示す。なお、図2では、溶
融めっきラインの入側に電解洗浄設備を付設した例を示
したが、電解洗浄設備は図1の酸洗ラインの出側に設置
してもよい。本発明の溶融めっき方法の場合、これらの
処理ラインをそれぞれ別個のラインとすることも、ま
た、連続の一つのラインとすることの何れも可能であ
る。
【0014】図1において、熱延スケールを有する鋼板
1はプレ圧延機2で冷間圧延され、デスケーリングブラ
シ3で脱スケールされ、洗浄ブラシ4で洗浄される。次
いで、鋼板1の表面に残存するスケールは、酸洗槽5で
塩酸水溶液により溶解、除去される。酸洗された鋼板1
は洗浄ブラシ6、水洗槽7で水洗された後、乾燥炉8で
乾燥される。この酸洗された鋼板1は図2の溶融めっき
ラインに搬送される。図2において、鋼板1は電解洗浄
槽9でキレート剤を含む強アルカリ水溶液中で陽極電解
またはPR電解され、脱スマットされる。電解洗浄後、
鋼板1は洗浄ブラシ10、水洗槽11で洗浄された後、
乾燥炉12で乾燥される。その後、鋼板1は無酸化炉1
3で予熱された後、ガス還元・焼鈍炉14で還元加熱さ
れ、活性化される。表面が活性化された鋼板1は冷却帯
15で冷却された後、めっき金属溶解槽16に導入され
て溶融めっきされる。溶融めっきされた鋼板1は垂直方
向に引き上げられ、ガスワイピングノズル17でめっき
付着量が調整された後、冷却される。冷却された鋼板1
は図示されない後処理設備でクロメート処理等の化成処
理が施される。
【0015】以上述べたごとく、本発明の溶融めっき方
法を使用すると、プレ圧延方式の酸洗ラインで冷間圧延
および酸洗した鋼板を電解洗浄して溶融めっきするので
不めっきの発生がなく、品質特性に優れた溶融めっき鋼
板を低コストで、生産性よく製造できる。
【0016】
【実施例】図1に示した酸洗設備および図2に示した溶
融めっき設備を使用し、溶融Znめっき、溶融Zn−4
mass%Alめっき、および、溶融Zn−6mass
%Al−3mass%Mgめっきを行なった。製造条件
を以下に示す。また、溶融めっきしたコイルから長さ1
mのサンプルを切り出し、倍率10倍のルーペで不めっ
きの有無を観察することによりめっき性を調査した。調
査結果を表1〜3に示す。
【0017】めっき原板:板厚3mm、板幅1000m
mの中炭素熱延鋼板コイル C:0.1mass%、Si:0.01mass%、M
n:0.4mass% プレ圧延条件:圧下率:10〜60% デスケーリングブラシ:アルミナ砥粒入ブラシ(太さ
1.6mmの線材を3本縒り、外径360mm)、回転
数:1000rpm 酸洗条件:塩酸濃度5〜35mass%、酸洗液温度8
0〜98℃、酸洗時間2〜45秒
【0018】電解洗浄条件 電解洗浄液:NaOH50g/L、もしくはそれにオキ
シカルボン酸塩(キレート剤)、または、アミノカルボ
ン酸塩(キレート剤)を50g/L添加した水溶液 電流密度:0.01〜10kA/m92 電解時間:0.5〜60秒 電解洗浄液温度:80℃
【0019】還元加熱条件:H92−N92雰囲気ガス中
のH92濃度:1〜75vol.%、加熱 温度450〜850℃、加熱時間5〜70秒
【0020】溶融Znめっき条件 めっき浴組成:Zn−0.18mass%Al めっき浴温度:460℃ めっき浴に浸漬時の鋼板温度:480℃ めっき浴浸漬時間:3秒 めっき付着量:片面当り90g/m92
【0021】溶融Zn−4mass%Alめっき条件 めっき浴組成:Zn−4mass%Al めっき浴温度:460℃ めっき浴に浸漬時の鋼板温度:480℃ めっき浴浸漬時間:3秒 めっき付着量:片面当り90g/m92
【0022】溶融Zn−6mass%Al−3mass
%Mgめっき条件 めっき浴組成:Zn−6mass%Al−3mass%
Mg めっき浴温度:430℃ めっき浴に浸漬時の鋼板温度:450℃ めっき浴浸漬時間:3秒 めっき付着量:片面当り90g/m92
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】以上の結果より、本発明を実施することに
より、不めっきの発生の少ない溶融めっき鋼板が得られ
ることが明らかである。特に、本発明の請求項2に記載
した条件で溶融めっきを行なった場合には、不めっきの
発生はほぼ皆無になった。
【0027】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、溶融めっきの前処理として、プレ圧延、酸洗した鋼
板を電解洗浄により脱スマットすることで、不めっきの
ない溶融めっき鋼板が得られ、溶融めっき鋼板の製造コ
ストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プレ圧延方式の酸洗ラインの設備構成
【図2】 電解洗浄設備を付設した溶融めっきラインの
設備構成
【符号の説明】
1:鋼板 2:プレ圧延機 3:デスケーリングブラシ
4:洗浄ブラシ 5:酸洗槽 6:洗浄ブラシ 7:水洗槽 8:乾燥炉
9:電解洗浄槽 10:洗浄ブラシ 11:水洗槽 12:乾燥炉 1
3:無酸化炉 14:ガス還元・焼鈍炉 15:冷却帯 16:めっき
金属溶解槽 17:ガスワイピングノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 勝顕 愛媛県東予市北条962−14 日新製鋼株式 会社東予製造所内 (72)発明者 川口 靖隆 愛媛県東予市北条962−14日新製鋼株式会 社東予製造所内 Fターム(参考) 4K027 AA02 AA05 AA22 AB05 AB28 AB44 AC02 AC15 AC18 AC32 AC55 AC82 4K044 AA02 AB02 BA10 BB01 BC02 CA04 CA07 CA11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に熱延スケールが付着している熱延鋼
    板を10%以上の圧下率で冷間圧延後、ブラッシングお
    よび酸洗により脱スケールし、次いで電解洗浄により脱
    スマットし、H2−N2雰囲気ガス中で還元加熱した後に
    溶融めっきすることを特徴とする溶融めっき鋼板の製造
    方法。
  2. 【請求項2】酸洗液の塩酸濃度が5〜20mass%、
    温度が80〜95℃、酸洗時間が2〜45sであり、キ
    レート剤を含む強アルカリ水溶液中で電流密度0.1〜
    10kA/m2で1〜60sの時間電解洗浄することを
    特徴とする請求項1に記載の溶融めっき鋼板の製造方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101076119B1 (ko) * 2008-10-28 2011-10-21 현대제철 주식회사 도금밀착성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법
JP2014181351A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Nisshin Steel Co Ltd めっき鋼板の製造方法
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