JP2004002918A

JP2004002918A - 鋼帯の連続溶融めっき装置

Info

Publication number: JP2004002918A
Application number: JP2002159220A
Authority: JP
Inventors: Eiketsu Kou; 黄　英傑
Original assignee: SHENG YU STEEL CO Ltd
Current assignee: SHENG YU STEEL CO Ltd
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】連続溶融めっきライン内で連続的にエンボス加工できて生産性の向上、生産コストの低減を図れ、また鮮明、明瞭な凹凸模様付けを可能にする鋼帯の連続溶融めっき装置を提供する。
【解決手段】板厚０．２５ｍｍ以上の鋼帯１を対象とし、溶融めっきされた鋼帯１を冷却後、表面外観の向上、材質の改善、エンボス加工、形状の矯正を行うバックアップロール１６を備えたスキンパス兼エンボス装置３３及びレベラー装置３４を配置したセクション１３を備える。スキンパス兼エンボス装置３３はスキンパス用ワークロール３５とエンボス用ロール３６を取替え可能にしている。エンボス用ロール３６は一方が凸部最高部の高さが１５μｍ以上の凹凸を形成した凹凸ロール３７で他方がフラットロール３８であって、凹凸ロール３７の凸部４０で鋼帯１の片面を押圧し凹部４０は鋼帯１の片面に対し非押圧状態にすることにより鋼帯１の片面に最深部の深さ１０μｍ以上で平均深さ１００μｍ以下のエンボス４２を加工できるようにしてある。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼帯の連続溶融めっき装置に係り、より詳しくは鋼帯に溶融めっきを施しながらエンボス加工も可能にする連続溶融めっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼帯の連続溶融めっき装置ではエンボス加工は採用されていない。その理由は、鋼帯の連続溶融めっき装置には焼鈍炉設備やめっき装置が直列に並んでいるので、エンボス加工のためにラインスピードを調節することができないこと、またエンボス加工は、通常、薄い金属材料を、凹凸が互いに逆になるように１対の凹凸ロールの間で成形されるが（例えば、特開平１１−２４１４５０号公報）、これではかなり強い圧下圧力となるため鋼板が蛇行したり、鋼板に絞りや局部伸び等が発生したりするなどの問題が生じるからである。したがって、鋼帯の連続溶融めっき装置では、例えば、特開平８−３２５６８９号公報に開示されているように低圧下による鋼帯の調質（材質調整）のためのスキンパス装置が備えられている程度である。またスキンパス工程で鋼帯の表面粗度を荒くしてぼんやり見える粗め模様を現出するダル加工が行なわれているに過ぎない。
このようなわけではっきり見える鮮明、明瞭なエンボス模様付きの溶融めっき鋼板を製造するには、連続溶融めっき製造ラインで溶融めっきを施し、次いで別ラインのエンボス加工ラインでエンボス加工して製造する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、エンボス模様付き溶融めっき鋼板の製造にあたって連続溶融めっき製造ラインとは別のラインでエンボス加工するとなれば、設備費、生産コスト、製造日数等が余分にかかる、という問題が生じる。
【０００４】
本発明の目的は、上記のような問題を解消するためになされたものであり、連続溶融めっきライン内で連続的にエンボス加工できて生産性の向上、生産コストの低減を図れ、また鮮明、明瞭な凹凸模様付けを可能にする、鋼帯の連続溶融めっき装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板厚０．２５ｍｍ以上の鋼帯コイルを巻き戻し、鋼帯をラインに供給する入側セクションと、鋼帯表面に付着する圧延油等をクリーニングし、さらに、鋼帯の加工性改善のための焼鈍を行う焼鈍炉設備を備えたセクションと、焼鈍した鋼帯に溶融めっきを施し、めっき付着量、表面スパングルを調整するめっきセクションと、溶融めっきされた鋼帯を冷却後、表面外観の向上、材質の改善、エンボス加工、形状の矯正を行うバックアップロールを備えたスキンパス兼エンボス装置及びレベラー装置を配置したセクションと、耐食性、塗装性を付与する化成処理セクションと、化成処理された鋼帯をコイル状に巻き取る出側セクションと、を順に備えた鋼帯の連続溶融めっき装置であって、
前記スキンパス兼エンボス装置は、スキンパス用ワークロールとエンボス用ロールが取替え可能になっており、前記エンボス用ロールは一方が凸部最高部の高さが１５μｍ以上の凹凸部を形成した凹凸ロールで他方がフラットロールであって、前記凹凸ロールの凸部で鋼帯の片面を押圧し凹部は鋼帯の片面に対し非押圧状態にすることにより鋼帯の片面に最深部の深さ１０μｍ以上で平均深さ１００μｍ以下のエンボスを加工できるようにしてあることに特徴を有するものである。
ここにおいて、上記「凹凸ロールの凹部は鋼帯の片面に対し非押圧状態にする」とは、凹部は鋼帯の片面に接触しない場合と、接触しても極めて軽く接触して押圧しない場合の双方を含む意である。
【０００６】
【作用】
上記構成の鋼帯の連続溶融めっき装置によれば、鋼帯はエンボス用ロールの凹凸ロールとフラットロール間に通して凹凸ロールの凸部で鋼帯の片面を押圧し凹部は鋼帯の片面に対し非押圧状態にすることにより鋼帯の片面と凹凸ロールとの接触面積を小さくしてあるので、低い圧下荷重でも凹凸ロールの凸部に圧下荷重が集中してかかる。したがって、連続溶融めっきライン内で鋼板の蛇行、絞り、局部伸び等の問題なく連続的にエンボス加工できる。
【０００７】
鋼帯の片面に最深部の深さ１０μｍ以上のエンボスを加工するものとしてあるので、ダル加工による粗め模様のようにぼんやり見えるものとは違って、はっきりと見える鮮明、明瞭な凹凸模様を付けることができる。このように鋼帯の片面に最深部の深さ１０μｍ以上のエンボス加工をするために、凹凸ロールの凸部最高部の高さを１５μｍ以上に設定してある。また鋼帯の片面のエンボス平均深さが１００μｍを超えると、鋼帯の破断や強度低下の問題が生じて安定した製品が得られなくなるため、鋼帯の片面のエンボス平均深さは１００μｍ以下に設定するとともに、鋼帯の板厚は０．２５ｍｍ以上に設定する。
【０００８】
エンボス装置はバックアップロールを備えたスキンパス装置を兼用するのでバックアップロールを共用でき、エンボス加工時にはスキンパス用ワークロールをエンボス用ロールに取り替えるのみで容易にかつ低設備コストでエンボス加工できることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を図面に基づき説明する。図１は鋼帯の連続溶融めっき装置の概略図、図２はスキンパス兼エンボス装置の概略拡大図、図３はエンボス加工状態の展開断面図、図４は他の実施例を図２に相応して示す概略拡大図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の鋼帯の連続溶融めっき装置は、板厚０．２５ｍｍ以上の鋼帯コイルを巻き戻し、鋼帯１をラインへ供給する入側セクション１０と、鋼帯１表面に付着する圧延油等をクリーニングし、さらに、鋼帯１の加工性改善のための焼鈍を行う焼鈍炉設備２０を備えたセクション１１と、焼鈍後の鋼帯１に亜鉛や亜鉛・アルミニウム合金等の溶融めっきを施し、めっき付着量、表面スパングルを調整するためのめっきセクション１２と、鋼帯１を冷却後、表面外観の向上、材質の改善、エンボス加工、形状の矯正を行うためのバックアップロール１６を備えたスキンパス兼エンボス装置３３及びレベラー装置３４を直列に配置したセクション１３と、クロム酸又は有機液を塗布することにより耐食性、塗装性を付与する化成処理セクション１４と、化成処理された鋼帯１をコイル状に巻き取る出側セクション１５と、を順に備えてある。
【００１１】
対象の鋼帯１は、板厚０．２５ｍｍ以上、より好ましくは０．２７〜１．２ｍｍ、幅６００〜１２７０ｍｍとする。ライン速度は、２０〜１８０ｍ／ｍｉｎとする。
【００１２】
以下、上記セクション１０〜１５順に詳述する。まず、入側セクション１０は、ペイオフリール２、溶接機３、入側ルーパー４、入側洗浄装置５を備えている。
【００１３】
焼鈍炉設備２０を備えたセクション１１において、焼鈍炉設備２０は焼鈍炉を備え、この焼鈍炉は無酸化加熱帯２１、均一加熱帯２２、第１冷却帯２３、低温保持帯２４、および最終冷却帯２５等からなる。無酸化加熱帯２１は直火式酸化炉で、ガスを燃焼させることにより鋼帯１を急速に加熱して鋼帯１の表面に付着した油脂類を揮発、分解し除去する。炉内は弱酸性なので鋼帯１の表面は軽微に酸化される。
【００１４】
次いで、均一加熱帯２２であるラジアントチューブ式加熱炉に導き、鋼帯１表面の酸化鉄の還元を行い、鋼帯１表面を活性化するために水素・窒素混合ガスを流し、炉内で還元と同時に焼鈍し、焼きならしを行う。
【００１５】
次いで、第１冷却帯２３であるジェット式急速冷却帯に導いて所定の温度に急冷し、低温保持帯２４に導いて過時効処理を行い製品の時効硬化を改善する。さらに、最終冷却帯２５であるガスジェット冷却帯に導き、鋼帯１がめっきに最適な温度になるようにコントロールする。
【００１６】
めっきセクション１２ではめっき槽２６、ガスワイピング２７、スパングル調整装置２８、及びガルバニ−ル装置２９を含む。前工程の焼鈍炉設備２０で表面を正常、活性化した鋼帯１は、めっき槽２６の中に浸漬され、めっき槽２６中のシンクロール３０により進行方向が変えられて上方へ引き上げられる。ガスワイピング２７は、引き上げられた鋼帯１のめっき付着量を、気体を吹き付けて絞り取ることにより制御する。次いで、スパングル調整装置２８で鋼帯１のスパングル（華模様）の大きさを調整し、ガルバニ−ル装置２９で鋼帯１のめっき層の合金化処理を行う。鋼帯１のめっき層１７（図３参照）は、例えば、３〜２５μｍ厚とする。
【００１７】
セクション１３では、エアクーリングタワー３１、めっき付着量計３２、バックアップロール１６を備えたスキンパス兼エンボス装置３３、及びレベラー装置３４を順に配置する。スキンパス兼エンボス装置３３は、図２に示すように、スキンパス用ワークロール３５とエンボス用ロール３６を取り替え可能に構成してある。
【００１８】
冷却された鋼帯１はスキンパス兼エンボス装置３３、レベラー装置３４へ導かれる。その際、溶融めっきの施された鋼帯１は降伏点伸びが大きく、加工の際ストレッチャーストレインやフルーティングが発生するので、この場合はスキンパス兼エンボス装置３３にはスキンパス用ワークロール３５を取り付けた状態下で、そのスキンパス用ワークロール３５及びレベラー装置３４で鋼帯１を軽く圧下して機械的性質を改善する。
【００１９】
鋼帯１にエンボス加工する場合は、スキンパス兼エンボス装置３３のスキンパス用ワークロール３５をエンボス用ロール３６に取り替え、バックアップロール１６は共用する。エンボス用ロール３６は、図３に示すように、凹凸ロール３７とフラットロール３８からなる。
【００２０】
凹凸ロール３７は凸部４０の最高部の高さが１５μｍ以上の凹凸部３９，４０を形成するとともに、凸部４０で鋼帯１の片面を押圧し、凹部３９は鋼帯１の片面に接触しないか又は接触しても極めて軽く接触して鋼帯１の片面を押圧しないように形成することにより鋼帯１の片面に凸部４０により最深部の深さ１０μｍ以上で平均深さ１００μｍ以下のエンボス（凹部）４２が形成できるようにしてある。凸部４０で鋼帯１の片面を押圧し、凹部３９は鋼帯１の片面に接触しないか又は接触しても極めて軽く接触して鋼帯１の片面を押圧しないように形成するためには、最低高さの凸部４０とフラットロール３８の表面との間の間隔ａを鋼帯１の板厚ｔより小さくし（ａ＜ｔ）、凹部３９とフラットロール３８の表面との間の間隔ｂを鋼帯１の板厚ｔと同じか大きくする（ｂ≧ｔ）。
【００２１】
凹凸ロール３７の凸部４０の最高部高さは１５〜１４０μｍ、好ましくは７０〜１００μｍに設定する。凸部４０の最高部高さが１５μｍより小さいと、凹凸ロール３７の凹凸部３９，４０が摩耗して使用寿命が短くなり、また鋼帯１の片面への凹凸模様がはっきり見えなくなるか、見えにくくなる。凸部４０の最高部高さが１４０μｍより大きいと、凹凸ロール３７の凸部４０が損傷し易くなり、まためっき層１７に転写するエンボス模様に異常が発生する恐れが大きくなる。凹凸ロール３７の凹凸部３９，４０は幾何学的なパターンを有するケミカルエッチング処理を行うことによって、例えば、レザー調、ラフマット調、木目調、砂目調、石目調、モザイク柄等のデザイン柄に形成する。
【００２２】
鋼帯１のエンボス（凹部）４２の最深部の深さは１０〜１００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍになるように設定される。エンボス４２の最深部の深さが１０μｍより小さいと、鋼帯１の片面への凹凸模様がはっきり見えなくなるか、見えにくくなる。また、エンボス（凹部）４２の平均深さが１００μｍを超えると、鋼帯１の破断や強度低下の問題が生じて安定した製品が得られない。
【００２３】
他の実施例として、図４に示すようにスキンパス装置４１とスキンパス兼エンボス装置３３とを直列に並べておくとラインを効率的に利用できる。
この場合は、スキンパス装置４１のスキンパス用ワークロール３５を取り外し、再研磨したいとき、スキンパス兼エンボス装置３３をスキンパス装置として待機させておくことで連続的に切り替えられ、またスキンパス兼エンボス装置３３をエンボス装置として待機させておくことでエンボス加工のみの切り替え、及びスキンパス加工とエンボス加工の両方に切り替えが連続的に行えるということでラインの停止を最小限に抑えられる。
【００２４】
図１に示すように、化成処理セクション１４では、ロールコーターによる第１化成処理装置４３と第２化成処理装置４４とを直列に備える。第１化成処理装置４３と第２化成処理装置４４との間には冷却ロール装置４５を配置する。
【００２５】
第１化成処理装置４３は、第１化成処理ロールコータ−４６と、第１化成処理オーブン４７と、エアクーラーである第１冷却装置４８とを順に配置している。第２化成処理装置４４は、第２化成処理ロールコータ−４９と、第２化成処理オーブン５０と、エアクーラーである第２冷却装置５１と、クロム量付着量計５２とを順に配置している。
【００２６】
鋼帯１の活性なめっき表面に発生しやすい錆を防止し、塗料密着性や耐食性を向上させるために、最終工程の第１化成処理装置４３、第２化成処理装置４４で化成処理を行う。現在、多様な品種やグレード等に対応するために、種々の化成処理液が増えてきており、これに伴い処理液の変更の必要性が多くなった。このような処理液の変更は、ラインを止めることなく、連続的に行えることが望まれる。そのために、第１化成処理装置４３と第２化成処理装置４４とを直列に備えている。したがって、稼動中に化成処理液を変更する事態になった場合でも、ラインを停止することなく、第１化成処理装置４３又は第２化成処理装置４４のいずれかを使用することによって切り替えられる。また、第１化成処理装置４３と第２化成処理装置４４を共に使用することにより２層の化成処理が可能である。第１化成処理装置４３、第２化成処理装置４４は共にロールコーターによる塗布であるので、処理液の付着量の調整が容易に行える。
【００２７】
化成処理液の塗布について、例えば、鋼帯１のめっき層の上に第１化成処理装置４３で、例えばＣｒ付着量６〜１００ｍｇ／ｍ^２のクロメート皮膜を形成し、このクロメート皮膜の上層には第２化成処理装置４４で、例えば０．３〜３．０μｍ膜厚の樹脂皮膜を施すことができる。
【００２８】
第１化成処理装置４３と第２化成処理装置４４との間に配される冷却ロール装置４５は４本の冷却ロールからなり、この冷却ロール装置４５により処理液が第２化成処理ロールコータ−４９の表面で固まることを防止できる。
【００２９】
最後に、化成処理された鋼帯１をコイル状に巻き取る出側セクション１５は、出側ルーパー５３とカローゼルテンションリール５４を備えている。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の鋼帯の連続溶融めっき装置によれば、連続溶融めっきライン内で鋼帯の蛇行、絞り、局部伸び等の問題なく連続的にエンボス加工できるので、別のエンボスラインが不要となり、設備費や製造コストの低減、製造日数の短縮化等を図り得るし、また鮮明、明瞭な凹凸模様付けを可能にし、さらにエンボス装置はバックアップロールを有するスキンパス装置を兼用することによりエンボス加工が容易にかつ低設備コストで行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼帯の連続溶融めっき装置の概略図である。
【図２】スキンパス兼エンボス装置の概略拡大図である。
【図３】エンボス加工状態の展開断面図である。
【図４】他の実施例を図２に相応して示す概略拡大図である。
【符号の説明】
１　鋼帯
１０　入側セクション
１１　焼鈍炉設備を備えたセクション
１２　めっきセクション
１３　スキンパス兼エンボス装置及びレベラー装置を配置したセクション
１４　化成処理セクション
１５　出側セクション
１６　バックアップロール
１７　めっき層
２０　焼鈍炉設備
３３　スキンパス兼エンボス装置
３４　レベラー装置
３５　スキンパス用ワークロール
３６　エンボス用ロール
３７　凹凸ロール
３８　フラットロール
３９　エンボス用ロールの凹部
４０　エンボス用ロールの凸部

Claims

板厚０．２５ｍｍ以上の鋼帯コイルを巻き戻し、鋼帯をラインに供給する入側セクションと、
鋼帯表面に付着する圧延油等をクリーニングし、さらに、鋼帯の加工性改善のための焼鈍を行う焼鈍炉設備を備えたセクションと、
焼鈍した鋼帯に溶融めっきを施し、めっき付着量、表面スパングルを調整するめっきセクションと、
溶融めっきされた鋼帯を冷却後、表面外観の向上、材質の改善、エンボス加工、形状の矯正を行うバックアップロールを備えたスキンパス兼エンボス装置及びレベラー装置を配置したセクションと、
耐食性、塗装性を付与する化成処理セクションと、
化成処理された鋼帯をコイル状に巻き取る出側セクションと、
を順に備えた鋼帯の連続溶融めっき装置であって、
前記スキンパス兼エンボス装置は、スキンパス用ワークロールとエンボス用ロールが取替え可能になっており、
前記エンボス用ロールは一方が凸部最高部の高さが１５μｍ以上の凹凸部を形成した凹凸ロールで他方がフラットロールであって、前記凹凸ロールの凸部で鋼帯の片面を押圧し凹部は鋼帯の片面に対し非押圧状態にすることにより鋼帯の片面に最深部の深さ１０μｍ以上で平均深さ１００μｍ以下のエンボスを加工できるようにしてあることを特徴とする、鋼帯の連続溶融めっき装置。