JP2003328097A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール冷却や誘導加熱のように急速冷却およ
び／または急速加熱を施しても、鋼板表面に合金化むら
が発生しない合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置およ
び製造方法を提供する。 【解決手段】冷間圧延された鋼板の表面に溶融亜鉛めっ
きを施した後、高さが３．０ｍ以内の誘導加熱装置を有
する合金化炉により合金化処理を行う合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造装置であって、溶融亜鉛めっきポットの
前段に均熱炉を有することを特徴とする合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造装置および製造方法。好ましくは、前
記均熱炉が、前記均熱炉の炉温が３００℃〜５００℃
で、前記鋼板の板温を２０秒以上、等温保持できるライ
ン長を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延を行った
鋼板表面に溶融亜鉛めっきを施した後に合金化処理を行
う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置および製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造プロセスを示す図である。図３の横軸は、時間
（秒）を示し、縦軸は、板温（℃）を示す。冷間圧延
後、焼鈍された鋼板は、冷却帯にてN2ガスなどの不活性
ガスを吹き付けられて、５００℃以下に冷却された後、
溶融めっき装置にて表面に亜鉛めっきが施された後、燃
焼ガスを用いたガス加熱装置により、ゆっくりと加熱さ
れて合金化処理がなされる。ここに、合金化処理とは、
溶融亜鉛めっきされた鋼板表面を再度加熱して焼付ける
ことにより、母材中のFeとめっき中のZnとの合金化反応
を起こさせる処理をいう。

【０００３】しかし、この従来の合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の製造装置および製造方法には以下のような問題点
があった。 １）冷却帯において鋼板が冷却される際に、図３の点線
で示すように鋼板両側のエッジ部の温度が鋼板の中央部
の温度に比べて低くなり、この温度差が大きい状態で、
合金化処理がなされると、合金化むらが発生して表面品
質が劣るという問題があった。

【０００４】２）板厚が厚い鋼板から薄い鋼板に変更さ
れる際に、溶接部の後段の鋼板は薄いため冷却されやす
いので、図３の点線で示すようにこの部分の温度が溶接
部前段の鋼板に比べて低くなり、この温度差は縮まらな
い状態で、合金化処理がなされると、溶接点の後段にお
ける鋼板の合金化不良が生じ歩留まり落ちが発生すると
いう問題があった。 ３）特に合金化処理設備として誘導加熱を行うなどして
急速加熱によりライン長を短くする場合、急速な温度変
化によって、前記の鋼板エッジ部や溶接部と鋼板の中央
部との温度差の影響が大きくなって、前述のめっき表面
の合金化むらが顕著になるという問題点があった。

【０００５】なお、本発明に類似の先行技術を開示する
文献として、特開昭５６−５１５３１号公報には、以下
のような技術が開示されている。この先行技術は、７０
℃以上の冷却速度にてロール冷却した後、３００〜５０
０℃の温度範囲に１０秒以上保持した後に亜鉛めっきす
る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。しかし、特開
昭５６−５１５３１号公報は溶融亜鉛めっき鋼板の製造
法について開示されているが、その後、再加熱して合金
化処理を施す点、および、合金化処理に際して鋼板の幅
方向および長手方向の温度差により鋼板表面に合金化む
らが発生するという問題点およびその解決手段について
全く開示されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な従来技術の問題点を解決し、急速加熱によるコンパク
トな合金化処理設備を用いても、鋼板表面に合金化むら
が発生しない合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置およ
び製造方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために、均熱炉と合金化炉を組み合わせた装置
を用いて、均熱炉により特定の条件にて均熱処理を行っ
た鋼板表面に溶融亜鉛めっきを施し、誘導加熱装置にて
急速加熱して合金化処理を行うことにより、板幅方向お
よび長手方向の板温の相違による鋼板表面の合金化むら
をなくすことができる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造
装置および製造方法を提供するものであり、その要旨と
するところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内
容である。

【０００８】（１）冷間圧延された鋼板の表面に溶融亜
鉛めっきを施した後、高さが３．０ｍ以内の誘導加熱装
置を有する合金化炉により合金化処理を行う合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の製造装置であって、溶融亜鉛めっきポ
ットの前段に均熱炉を有することを特徴とする合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の製造装置。 （２）前記均熱炉が、前記鋼板の板温を２０秒以上、等
温保持できるライン長を有することを特徴とする（１）
に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。 （３）前記均熱炉の炉温が３００℃〜５００℃であるこ
とを特徴とする（１）または（２）に記載の合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の製造装置。 （４）前記合金化炉は、前記鋼板の昇温速度が１０〜１
５０℃/secの加熱誘導加熱装置を有することを特徴とす
る（１）乃至（３）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造装置。 （５）前記均熱炉の前段にロール冷却装置を有すること
を特徴とする（１）乃至（４）に記載の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造装置。 （６）（１）乃至（５）に記載の合金化溶融亜鉛めっき
鋼板の製造装置を用いる製造方法であって、冷間圧延さ
れた鋼板の板温を３００℃〜５００℃の範囲で２０秒以
上、等温保持した後に、該鋼板表面に溶融亜鉛めっきを
施し、該鋼板の昇温速度が１０〜１５０℃/secにて加熱
して合金化処理を行うことを特徴とする合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法の実施形態を、図１および図２、図
４および図５を用いて説明する。図１は、本発明におけ
るの合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の実施形態を
示す図である。図１において、冷間圧延された鋼板は焼
鈍されロール冷却装置１により７０℃／秒以上の冷却速
度で冷却された後、均熱炉２にて２０秒以上、等温保持
された後、スナウト３を通じて溶融亜鉛めっきポット４
にて鋼板表面に溶融亜鉛めっきが施される。冷却装置を
ロール冷却装置としたが、ガス冷却においてもその効果
は同等である。溶融亜鉛めっきが施された鋼板は、めっ
き付着量制御装置５により適正な目付け量とした後、高
さ３．０ｍ以下の誘導加熱装置６、保定炉７により合金
化処理がなされ、鋼板上昇路８および鋼板下降路９を介
して水冷槽１０にて常温まで冷却される。

【００１０】図２は、本発明におけるの合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造方法の実施形態を示す図である。図２
において、横軸は時間（秒）を示し、縦軸は板温（℃）
を示す。冷間圧延後、焼鈍された鋼板は、５００℃以下
の温度まで冷却され、均熱炉によりその温度にて２０秒
以上保持される。冷却されることにより、図２の点線で
示した鋼板のエッジ部または厚さの薄い溶接部の温度
は、鋼板の中央部の温度より１５℃程度低くなるが、こ
の温度差は均熱炉にて３００〜５００℃にて２０秒以上
保持されることによりほとんどなくなっている。ここ
に、３００〜５００℃としたのは、この温度範囲が溶融
めっきを施すのに好ましい温度範囲だからである。

【００１１】その後、溶融めっき装置にて鋼板表面に亜
鉛めっきが施される際に、この温度差は多少広がるが、
均熱炉出側（溶融めっき装置入側）にて、この温度差が
５℃以内になっているため、溶融亜鉛めっき後に、誘導
加熱装置を用いて昇温速度が１０〜１５０℃／secの範
囲で急速に加熱しても、前記温度差はさほど問題になら
ない。その結果、鋼板のエッジ部や板厚の薄い部分の溶
接部であっても鋼板表面の合金化が均一に進むので、鋼
板表面の合金化むらの発生を防止することできる。

【００１２】図４は、均熱炉の炉内における鋼板の中央
部とエッジ部の板温の変化を例示する図である。均熱炉
の入り側における、鋼板の中央部とエッジ部の温度差は
１５℃であるが、均熱炉出側（１１パス）における温度
差は５℃に縮まっている。図５は、均熱炉の前後におけ
る、鋼帯の長手方向の温度変化を示す図である。図５の
右側が板厚の厚い（１．０ｍｍ）の鋼板の板温を示して
おり、左側は板厚の薄い（０．８ｍｍ）の鋼板の板温を
示しており、その境界部分が溶接点を示している。

【００１３】図５からわかるように、従来の溶融めっき
装置入側、および、本発明の均熱炉入側の板温は溶接点
の前後で、約２０℃の温度差が認められるが、本発明の
めっき装置入側（均熱炉の出側）の板温は、溶接点の前
後で約５℃に縮まっている。

【００１４】

【実施例】表１に、本発明における合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造方法の実施例を示す。板厚0.8ｍｍ、板幅1
250ｍｍの鋼板を、冷却帯にて冷却し、均熱炉にて２０
秒以上均温保持した後、溶融めっきを施し、誘導加熱装
置にて加熱速度が１０〜１５０℃の範囲で加熱して合金
化処理を行った。

【表１】 NO.1〜NO.4は、ラインスピード３０ｍｐｍにて、焼鈍炉
を出てから均熱炉に入るまでの冷却をN2ガスを用いたガ
ス冷却を行った場合を示している。ラインスピードが遅
いので、均熱炉および誘導加熱装置における在炉時間が
他の実施例に比べて長くなっているため、板幅方向およ
び長手方向の温度差が比較的小さく抑えられることから
合金化層の評価は◎であり、鋼板表面の合金化むらは全
く認められなかった。

【００１５】NO.5〜NO.8は、ラインスピード１５０ｍｐ
ｍにて、焼鈍炉を出てから均熱炉に入るまでの冷却をロ
ール冷却法を用いて冷却速度７０℃／sec以上の急速冷
却を行った場合を示している。ラインスピードが速いの
で、均熱炉および誘導加熱装置における在炉時間は短い
が、均熱炉により、板幅方向および長手方向の温度差が
ある程度低減できることから合金化層の評価は○であ
り、鋼板表面の合金化むらはほとんど認められなかっ
た。

【００１６】NO.9は比較例であり、ラインスピード３０
ｍｐｍにて、ガス冷却を用いてゆっくりと冷却を行った
場合を示している。ラインスピードが遅いので、誘導加
熱装置における在炉時間は比較的長いが、均熱炉により
均熱を行っていないので、板幅方向および長手方向の温
度差が縮まっていないことから合金化層の評価は△であ
り、鋼板表面に合金化むらが認められた。NO.10は比較
例であり、ラインスピード１５０ｍｐｍにて、ロール冷
却を用いて７０℃／sec以上の急速冷却を行った場合を
示している。ラインスピードが速いので、誘導加熱装置
における在炉時間が短いうえ、均熱炉により均熱を行っ
ていないので、板幅方向および長手方向の温度差が大き
いことから合金化層の評価は×であり、鋼板表面に合金
化むらが顕著に認められた。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、ロール冷却や誘導加熱
のように急速冷却および／または急速加熱を施しても、
鋼板表面に合金化むらが発生しない合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板の製造装置および製造方法を提供することでき、
具体的には、以下のような産業上有用な著しい効果を奏
する。

【００１８】１）冷却帯および溶融めっき装置において
鋼板が冷却される際に、図３に示すように均熱炉にて２
０秒以上均温保持することにより鋼板中央部と両側のエ
ッジ部の温度差を５℃程度まで縮めることができるの
で、急速加熱によるコンパクトな合金化処理設備を用い
ても、合金化処理しためっき表面に合金化むらの発生を
防止することができる。 ２）板厚が厚い鋼板から薄い鋼板に変更される際に、溶
接部の後段の鋼板は薄いため冷却されやすいが、図４に
示すように溶接点前後の鋼板温度の差を５℃程度に抑え
ることができるので、ロール冷却やガス冷却によって急
速冷却しても、合金化処理しためっき表面に合金化むら
の発生を防止することができる。 ３）ロール冷却や誘導加熱装置によって急速冷却および
／または急速加熱を行うことにより、ラインスピードを
速く設定することができ、目標の生産量を確保しつつ設
備全体のライン長を短くるすことができるので、設備コ
ストを著しく低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明におけるの合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造装置の実施形態を示す図である。本発明の

【図２】 本発明におけるの合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法の実施形態を示す図である。

【図３】 従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
示す図である。

【図４】 均熱炉の炉内における鋼板の中央部とエッジ
部の板温の変化を例示する図である。

【図５】 均熱炉の前後における、鋼帯の長手方向の温
度変化を示す図である。

【符号の説明】

１：ロール冷却装置、 ２：均熱炉、 ３：スナウト、 ４：溶融亜鉛めっきポット、 ５：めっき付着量制御装置、 ６：誘導加熱装置、 ７：保定炉、 ８：鋼板上昇路、 ９：鋼板下降路、 １０：水冷槽

フロントページの続き (72)発明者 水口 俊直 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA05 AA22 AB28 AB42 AC12 AC73 AD25 AE27 AE32

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷間圧延された鋼板の表面に溶融亜鉛め
   っきを施した後、高さが３．０ｍ以内の誘導加熱装置を
   有する合金化炉により合金化処理を行う合金化溶融亜鉛
   めっき鋼板の製造装置であって、溶融亜鉛めっきポット
   の前段に均熱炉を有することを特徴とする合金化溶融亜
   鉛めっき鋼板の製造装置。
2. 【請求項２】 前記均熱炉が、前記鋼板の板温を２０秒
   以上、等温保持できるライン長を有することを特徴とす
   る請求項１に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装
   置。
3. 【請求項３】 前記均熱炉の炉温が３００℃〜５００℃
   であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
4. 【請求項４】 前記合金化炉は、前記鋼板の昇温速度が
   １０〜１５０℃/secの加熱誘導加熱装置を有することを
   特徴とする請求項１乃至は請求項３に記載の合金化溶融
   亜鉛めっき鋼板の製造装置。
5. 【請求項５】 前記均熱炉の前段にロール冷却装置を有
   することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の合
   金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５に記載の合金化溶
   融亜鉛めっき鋼板の製造装置を用いる製造方法であっ
   て、冷間圧延された鋼板の板温を３００℃〜５００℃の
   範囲で２０秒以上、等温保持した後に、該鋼板表面に溶
   融亜鉛めっきを施し、該鋼板の昇温速度が１０〜１５０
   ℃/secにて加熱して合金化処理を行うことを特徴とする
   合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。