JP2000239815A

JP2000239815A - 溶融めっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2000239815A
Application number: JP11039330A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-09-05

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、弱酸化処理し
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。弱酸化処理は空燃比１〜１．２、鋼板
加熱温度５００〜７５０℃で行う。還元加熱は、Ｈ₂濃
度５〜７５ｖｏｌ．％のＨ₂−Ｎ₂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（Ｆｅ₃Ｃ）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
た後に弱酸化処理を行なうと、酸洗の際に表面に生成し
たスマットがめっき前の還元加熱により均一に除去さ
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】本発明の溶融めっき方法
は、プレ圧延方式の酸洗ラインで冷間圧延、酸洗した鋼
板を溶融めっきラインの予熱炉で弱酸化処理した後、還
元炉のＨ₂−Ｎ₂雰囲気中で還元加熱することを特徴とす
る。

【０００７】

【実施の形態】本発明では、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。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。

【０００８】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。デスケーリングブラシ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。通常酸洗で
は、塩酸、硫酸、硝酸水溶液が使用されるが、酸洗速度
が大きい塩酸水溶液が好適である。塩酸濃度は５〜２０
ｍａｓｓ％、液温は８０〜９５℃、酸洗時間は２〜４５
秒に限定される。塩酸濃度５ｍａｓｓ％未満、液温８０
℃未満では酸洗速度が小さく、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
完全には溶解除去できない。逆に塩酸濃度、酸洗温度、
酸洗時間を必要以上に大きくしてもスマットの生成量が
多くなり、不めっきが発生しやすくなる。このため、酸
洗条件は上記範囲に限定される。

【０００９】酸洗後の鋼板を弱酸化性雰囲気中で加熱す
ると表面に鉄酸化物が成長する。この鉄酸化物の成長過
程でスマットは鉄酸化物中に取り込まれ、還元加熱して
鉄酸化物を還元すると鋼板表面には活性化した鉄素地が
露出し、めっきに適した表面状態となる。この弱酸化処
理は空燃比１〜１．２、鋼板加熱温度５００〜７５０℃
が好適である。空燃比１未満では燃料過剰で余剰酸素を
含まない雰囲気となる。また、加熱温度５００℃未満で
は酸化不足となる。逆に空燃比および加熱温度上記範囲
を越えると鋼板表面が過度に酸化され、還元不足に起因
した不めっきが発生する。

【００１０】弱酸化処理後の還元加熱処理としては雰囲
気ガス中のＨ₂ガス濃度５〜７５ｖｏｌ．％、加熱温度
５００〜８５０℃、加熱時間１０〜７０秒が好適であ
る。Ｈ₂ガス濃度５ｖｏｌ．％未満、加熱温度５００℃
未満、加熱時間１０秒未満では還元不足で不めっきが発
生し易くなる。また、必要以上にＨ₂ガス濃度、加熱温
度、加熱時間を大きくしても、大規模な加熱炉が必要と
なり、製造コストも高くなる。このため、還元加熱時の
Ｈ₂ガス濃度、加熱温度、加熱時間は上記範囲が好まし
い。なお、還元加熱は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
せて上記範囲内に設定すればよい。

【００１１】本発明による溶融めっき方法では、例えば
図１に示すようなプレ圧延方式の酸洗ラインおよび図２
に示すような予熱炉と還元炉を付設した溶融めっきライ
ンが使用される。

【００１２】図１において熱延ままの鋼板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
は酸洗槽５で塩酸水溶液により残存したスケールが溶
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は予熱炉９で弱酸化処理さ
れ、次いで還元炉１０で還元加熱処理されて活性化され
る。その後、鋼板１は冷却帯１１で冷却された後、めっ
き金属溶解槽１２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１３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。

【００１３】以上のように、本発明ではプレ圧延方式の
酸洗ラインで冷間圧延、酸洗した鋼板を溶融めっきライ
ンの予熱炉で弱酸化処理し、還元炉で還元加熱処理して
活性化して溶融めっきするので不めっきの発生がなく、
しかも、冷間圧延工程を省略でき、酸洗速度も大きいの
で、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。

【００１４】

【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めっきを行い、本発明を実施
した。製造条件を以下に示す。また、めっき性の評価結
果を製造条件と合わせて表１〜３に示す。

【００１５】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

【００１６】酸洗条件：塩酸濃度：５〜３５ｍａｓｓ％酸洗液温度：８０〜９８℃ 酸洗時間：２〜７５秒

【００１７】

【００１８】還元加熱条件：Ｈ₂−Ｎ₂雰囲気ガス中のＨ₂濃度：１〜７５ｖｏｌ．％加熱温度：４５０〜８５０℃ 加熱時間：５〜７０秒

【００１９】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／ｍ²

【００２０】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／ｍ²

【００２１】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／ｍ²

【００２２】溶融めっきしたコイルから長さ１ｍ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
製造条件と合わせて表１〜３に示す。

【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、本発明ではプレ
圧延、酸洗した鋼板を弱酸化−還元加熱処理することに
より、不めっきのない溶融めっき鋼板が得られる。これ
により、プレ圧延、酸洗した鋼板をめっき原板に用いて
溶融めっき鋼板を製造することが可能となり、従来法よ
りも溶融めっき鋼板の生産性が向上し、製造コストも低
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】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：予熱炉１０：還元炉１１：冷却帯１２：めっき金属溶解槽
１３：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 AA22 AB07 AB42 AB44 AC02 AC12 AC15 AC18 AD28 AE12 AE18 AE33

Claims

【特許請求の範囲】

【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、次いで弱酸化性雰囲気中
で加熱した後、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。
【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、鋼
板を空燃比１〜１．２の弱酸化性雰囲気中で５００〜７
５０℃に加熱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。