JP2006199985A - Device for manufacturing hot-dip galvannealed steel sheet having oxide layer on plating surface - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、めっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an oxide layer on a plating surface.
めっき表面に酸化物層を形成することで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の特性、例えばプレス成形時の摺動性が改善される。例えば、特許文献1、特許文献2には、めっき層表面に平坦部を形成し、その平坦部に厚さ10nm以上の酸化物層を形成することで、プレス成形時の摺動性を向上させた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が開示されている。
By forming the oxide layer on the plating surface, the characteristics of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet, for example, the slidability during press forming are improved. For example, in
このような合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、その製造装置が、特許文献3、特許文献4等に開示されている。
A method for manufacturing such an alloyed hot-dip galvanized steel sheet and its manufacturing apparatus are disclosed in
特許文献3は、鋼板に溶融亜鉛めっき、加熱処理による合金化処理、調質圧延を施した後、酸性溶液に接触させて、めっき表面に酸化物層を形成する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程において、酸性溶液に接触後、1〜30秒保持した後水洗することでめっき表面の平坦部の表面に厚さ10nm以上の酸化物層を形成させる。
特許文献4の実施例には、調質圧延された合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき表面に酸化物を形成する装置として、図1に示すように、酸性溶液槽(酸性溶液接触槽)1、水洗槽(水洗装置)3、ドライヤー(乾燥装置)4が水平に連接され、酸性溶液槽1と水洗槽3の間に、酸洗溶液槽1出側の絞りロール2で液膜量が調整されためっき表面の酸性溶液が濃縮して所要の酸化物を生成させる時間を確保できる濃縮領域(反応工程)8を設けて配置することが記載されている。
In an example of
前述の先行技術において、酸化膜厚の制御方法として、酸性溶液の濃度調整(特許文献1)、酸性溶液接触後の放置時間の調整(特許文献2〜特許文献4)、酸性溶液接触後の絞りロールでの液膜量調整(特許文献3)等が例示されている。
前述の先行技術には次の問題点がある。 The aforementioned prior art has the following problems.
第1の問題点は、水平に連設されたパスにおいて、酸化膜を形成するために必要な酸性溶液接触から水洗までの放置時間を十分に確保するためには、通板速度が遅くなる、あるいは設備が長大になることである。 The first problem is that, in a horizontally connected path, in order to ensure a sufficient standing time from acid solution contact to water washing necessary for forming an oxide film, the plate passing speed is slowed down. Or the facilities will be long.
第2の問題点は、酸化膜厚の制御は、両面が同様に行われており、表裏面を異なる膜厚に制御できないということである。 The second problem is that the oxide film thickness is controlled on both sides in the same manner, and the front and back surfaces cannot be controlled to different film thicknesses.
本発明は前述の問題点を解消するものである。第1の課題は、所要膜厚の酸化膜を形成する際に、通板速度が遅くなり、あるいは設備が長大になるという問題点を解消できるめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備を提供することである。第2の課題は、めっき表裏面で異なる膜厚の酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を提供することである。 The present invention solves the aforementioned problems. The first problem is an alloyed hot dip galvanizing having an oxide layer on the plating surface that can solve the problem of slowing the plate passing speed or lengthening the equipment when forming an oxide film with a required film thickness. It is to provide steel plate manufacturing equipment. A 2nd subject is providing the manufacturing apparatus of the galvannealed steel plate which has an oxide layer of a different film thickness by plating front and back.
上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。 Means of the present invention for solving the above-mentioned problems are as follows.
第1発明は、酸性溶液接触装置と、前記酸性溶液接触装置と間隔を設けて配置された洗浄装置と、乾燥装置を備え、前記酸性溶液接触装置で合金化処理後のめっき鋼板の表面に酸性溶液を接触させた後、前記酸性溶液接触装置と前記洗浄装置の間でめっき表面に酸化物を生成させてめっき表面に酸化物層を形成する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置であって、前記酸性溶液接触装置と前記洗浄装置の間に鋼板走行路を変向させるデフレクタロールが1本または2本以上配置されてなることを特徴とするめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置である。 1st invention is equipped with the acidic solution contact apparatus, the washing | cleaning apparatus arrange | positioned at intervals with the said acidic solution contact apparatus, and the drying apparatus, and is acidic on the surface of the plated steel plate after an alloying process with the said acidic solution contact apparatus. An apparatus for producing an galvannealed steel sheet for forming an oxide layer on the plating surface by generating an oxide on the plating surface between the acidic solution contact device and the cleaning device after contacting the solution, One or two or more deflector rolls for turning the steel plate traveling path are disposed between the acidic solution contact device and the cleaning device. Alloyed hot dip galvanizing having an oxide layer on the plating surface. It is a manufacturing apparatus of a steel plate.
第2発明は、第1発明において、前記デフレクタロールは、ロール表面を洗浄する水スプレー装置が付設されていることを特徴とするめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板のである。 A second invention is the alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an oxide layer on the plating surface, wherein the deflector roll is provided with a water spray device for cleaning the roll surface in the first invention.
第3発明は、第1発明または第2発明において、鋼板表面に接触させるデフレクタロール本数と鋼板裏面に接触させるデフレクタロール本数が異なることを特徴とするめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置である。 A third invention is the alloyed molten zinc having an oxide layer on the plating surface, wherein the number of deflector rolls brought into contact with the steel plate surface is different from the number of deflector rolls brought into contact with the back surface of the steel plate in the first invention or the second invention It is a manufacturing apparatus of a plated steel plate.
本発明によれば、酸性溶液接触装置と冷却装置間に、鋼板走行路を変向させるデフレクタロールを配置し、水平パスと垂直パスを組み合わせたパスラインとすること、または必要に応じて水平パス、垂直パスに対して斜行する斜行パスを配置することで、酸化物生成に必要な反応時間を確保しながら酸性溶液接触装置と洗浄装置間の間隔を短くでき、これによって、通板速度の低下を防止し、あるいは設備のコンパクト化が可能になる。デフレクタロールを洗浄する水スプレー装置を設けることで、デフレクタロールへの酸性溶液付着の問題も起こらない。 According to the present invention, a deflector roll for turning the steel plate traveling path is disposed between the acidic solution contact device and the cooling device, and a path line combining a horizontal path and a vertical path is formed, or a horizontal path as necessary. By arranging the slant path obliquely with respect to the vertical path, it is possible to shorten the interval between the acidic solution contact device and the cleaning device while ensuring the reaction time required for oxide formation, and thereby the plate passing speed. Can be prevented, or the equipment can be made compact. By providing a water spray device for cleaning the deflector roll, the problem of acidic solution adhesion to the deflector roll does not occur.
鋼板がデフレクタロール接触中は、鋼板表面の酸化反応が抑制されるので、鋼板表面と鋼板裏面が接触するデフレクタロールの本数を変えることで、めっき表裏面で異なる膜厚の酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造できる。 While the steel plate is in contact with the deflector roll, the oxidation reaction on the steel plate surface is suppressed, so by changing the number of deflector rolls in contact with the steel plate surface and the steel plate back surface, the alloy having oxide layers with different thicknesses on the front and back surfaces A hot-dip galvanized steel sheet can be manufactured.
本発明の装置では、酸性溶液接触装置と洗浄装置のパスライン間に、鋼板走行路を変向させるデフレクタロールを1本または2本以上配置し、水平パスと垂直パスを組み合わせたパスラインとすることで、または必要に応じて水平パス、垂直パスに対して斜行する斜行パスを配置することで、酸性溶液接触装置と洗浄装置間において、酸化物生成に必要な反応時間(パスライン長)を確保しながら、酸性溶液接触装置と洗浄装置の間隔(水平方向間隔)を短くでき、これによって、通板速度の低下を防止し、あるいは設備のコンパクト化が可能になる。 In the apparatus of the present invention, one or two or more deflector rolls for turning the steel plate traveling path are arranged between the acidic solution contact device and the cleaning device pass line, and the pass line is a combination of the horizontal pass and the vertical pass. Or, if necessary, by arranging a skew path that is skewed with respect to the horizontal path and the vertical path, the reaction time (pass line length) required for oxide formation between the acidic solution contact device and the cleaning device. ), The interval between the acidic solution contact device and the cleaning device (horizontal interval) can be shortened, thereby preventing a decrease in the plate passing speed or making the equipment compact.
酸性溶液接触装置、洗浄装置、乾燥装置は、縦型、水平型の何れでもよい。酸性溶液接触装置における酸性溶液とめっき鋼板との接触方法は限定されず、浸漬方式、噴流方式、スプレー方式、ロール塗布方式等を採用できる。水洗方式、乾燥方式も限定されない。 The acidic solution contact device, the cleaning device, and the drying device may be either a vertical type or a horizontal type. The method of contacting the acidic solution with the plated steel sheet in the acidic solution contact device is not limited, and an immersion method, a jet method, a spray method, a roll coating method, or the like can be employed. The washing method and the drying method are not limited.
鋼板がデフレクタロール接触中は、鋼板表面の酸化反応が抑制される。鋼板表裏面に同じ膜厚の酸化物層を形成する場合は、鋼板の表面と裏面に接するデフレクタロールの本数を同数とする。めっき表裏面で異なる膜厚の酸化物層を形成する場合は、鋼板の表面と裏面で接触するデフレクタロールの本数を変える。酸性溶液接触装置と洗浄装置の間に配置するデフレクタロール本数は1本以上であればよい。 While the steel plate is in contact with the deflector roll, the oxidation reaction on the surface of the steel plate is suppressed. When forming an oxide layer with the same film thickness on the front and back surfaces of the steel sheet, the number of deflector rolls in contact with the front and back surfaces of the steel sheet is the same. When forming oxide layers having different film thicknesses on the front and back surfaces of the plating, the number of deflector rolls in contact with the front and back surfaces of the steel sheet is changed. The number of deflector rolls disposed between the acidic solution contact device and the cleaning device may be one or more.
以下、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of an apparatus for producing a galvannealed steel sheet according to the present invention will be described.
図2は、本発明の第1の実施の形態に係るめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の設備配置を示す側面図である。図2において、1は酸性溶液槽(酸性溶液接触装置)、2は絞りロール、3は水洗槽(洗浄装置)、4はドライヤー(乾燥装置)である。酸性溶液槽1、水洗槽3、ドライヤー4は水平型である。酸性溶液槽1と水洗槽3間に、鋼板5の一方の面(酸性溶液槽通板時の上面側で、本装置では製品裏面側になる。)に接触する2本のデフレクタロール5a、5bが配置され、各デフレクタロール5a、5bに水スプレー7a、7bが配置されている。水スプレー7a、7bは、各々デフレクタロール5a、5b全幅に洗浄水をスプレー可能で、ロール表面にスプレー後、図示されていないブレードでロール表面の洗浄水を除去する構造とし、鋼板表面への酸性溶液接触有無にかかわらず、スプレー可能としている。
FIG. 2 is a side view showing the equipment layout of the apparatus for producing an galvannealed steel sheet having an oxide layer on the plating surface according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is an acidic solution tank (acidic solution contact device), 2 is a squeeze roll, 3 is a water washing tank (cleaning device), and 4 is a dryer (drying device). The
酸性溶液槽1と水洗槽3間が水平パスである図1の装置における酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長をL(図1参照)とした場合、図2の装置では、酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長(水平方向設備長)は0.4Lであり、コンパクトな設備となっている。
When the equipment length between the
本装置を用いて、めっき表面に酸化物層を形成する方法の一例を説明する。調質圧延された合金化溶融亜鉛めっき鋼板6を、酸性溶液槽1に通板させて、酸性溶液、例えば硫酸酸性溶液に接触させる。酸性溶液槽1出側の絞りロール2で、液膜量を所定液膜量、例えば3g/m2以下に絞る。絞りロール2を通過して水平パスである鋼板6の走行路は、第1デフレクタロール5aで垂直パスに変向され、次いで第2デフレクタロール5bで最初の鋼板走行路とは逆行する水平パスに変向され、水洗槽3に導入される。絞りロール2通過してから水洗槽3に導入される間にめっき表面にZnを含有する酸化物層が生成する。この間のパスライン長は鋼板の通板時間が1〜30秒となるようにする。水洗槽3でめっき表面に残存する酸性溶液が洗浄除去され、次いでドライヤー4で乾燥されてめっき表面に10nm以上の酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。各デフレクタロール5a、5bに付着した酸性溶液は、各々水スプレー装置7a、7bで洗浄され系外に除去されるので、各デフレクタロール5a、5b表面に酸性溶液付着による問題はない。
An example of a method for forming an oxide layer on the plating surface using this apparatus will be described. The temper-rolled
図3は、本発明の第2の実施の形態に係るめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の設備配置を示す側面図である。本装置は、酸性溶液槽1が水平型、水洗槽3およびドライヤー4が縦型の例である。本装置では、鋼板走行方向を変向する3本のデフレクタロール5a〜5cが鋼板の一方の面と接触するように配置され、各々デフレクタロール5a〜5cには水スプレー7a〜7cが設置されている。
FIG. 3 is a side view showing an equipment layout of an apparatus for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an oxide layer on the plating surface according to the second embodiment of the present invention. This apparatus is an example in which the
本装置では、酸性溶液に接触後の鋼板走行路はデフレクタロール5aで水平パスから垂直パスに変向され、次にデフレクタロール5bで垂直パスから最初の鋼板走行路とは逆行する水平パスに変向され、次にデフレクタロール5cで水平パスから垂直パスに変向され、水洗槽3、ドライヤー4に順次通板される。図3の装置を用いることで、図2の装置と同様にしてめっき表面に酸化物層を形成することができる。
In this apparatus, the steel plate traveling path after contact with the acidic solution is changed from the horizontal path to the vertical path by the
図1の装置における酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長Lに対して、図3の装置は、酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長(水平方向長さ)は0.6Lのコンパクトな設備長である。
In contrast to the installation length L between the
図4は、本発明の第3の実施の形態に係るめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の設備配置を示す側面図である。本装置は、酸性溶液槽1、水洗槽3およびドライヤー4が縦型の例である。本装置では、鋼板走行路を変向する2本のデフレクタロール5a、5bが鋼板の一方の面と接触するように配置され、各々デフレクタロール5a、5bには水スプレー7a、7bが設置されている。
FIG. 4 is a side view showing an equipment layout of an apparatus for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an oxide layer on the plating surface according to the third embodiment of the present invention. In this apparatus, the
本装置では、酸性溶液槽1から鉛直上方に導出された鋼板6の走行路は、デフレクタロール5aで水平パスに変向され、次にデフレクタロール5bで垂直パスに変向され、水洗槽3、ドライヤー4に順次通板される。図4の装置を用いることで、図2の装置と同様にしてめっき表面に酸化物層を形成することができる。
In this apparatus, the travel path of the
図4の装置のように垂直方向パスを長くすることで、更なる水平方向の設備長の短縮が可能である。図1の装置に置ける酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長Lに対して、図4の装置では、酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長(水平方向長さ)は0.2Lのコンパクトな設備長である。
By making the vertical path longer as in the apparatus of FIG. 4, the facility length in the horizontal direction can be further shortened. In contrast to the equipment length L between the
図5は、本発明の第4の実施の形態に係るめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の設備配置を示す側面図である。本装置は、酸性溶液槽1が縦型、水洗槽3およびドライヤー4が横型の例である。本装置では、鋼板走行路を変向するデフレクタロール5が鋼板の一方の面と接触するように配置され、該デフレクタロール5には水スプレー7が設置されている。本装置では、酸性溶液槽1から鉛直上方に導出された鋼板6の走行路は、デフレクタロール5で水平パスに変向され、水洗槽3、ドライヤー4に順次通板される。本装置を用いることで、図2の装置と同様にしてめっき表面に酸化物層を形成することができる。
FIG. 5: is a side view which shows the equipment arrangement | positioning of the manufacturing apparatus of the galvannealed steel plate which has an oxide layer on the plating surface based on the 4th Embodiment of this invention. This apparatus is an example in which the
図5の装置において垂直方向パスを長くすることで、更なる水平方向の設備長の短縮が可能である。図1の装置に置ける酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長Lに対して、図5の装置では、酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長(水平方向長さ)は0.2Lのコンパクトな設備長である。
By making the vertical path longer in the apparatus of FIG. 5, it is possible to further reduce the installation length in the horizontal direction. In contrast to the equipment length L between the
図6は、本発明の第5の実施の形態に係るめっき表面に酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の設備配置を示す側面図である。本装置は、酸性溶液槽1、水洗槽3、ドライヤー4は水平型である。酸性溶液槽1と水洗槽3間に、鋼板6の各面に接するデフレクタロール5a、5bが1本ずつ配置されている。デフレクタロール5aは水洗槽3の略下方に配置され、デフレクタロール5bは酸性溶液接触槽1の略上方に配置されている。酸性溶液槽3から導出された鋼板6の走行路は、デフレクタロール5aで水平方向から上方手前側に斜行する方向に変向され、次にデフレクタロール5bで鋼板走行路は再び水平方向(元の走行路と同じ方向)に変向される。
FIG. 6: is a side view which shows the equipment arrangement | positioning of the manufacturing apparatus of the galvannealed steel plate which has an oxide layer on the plating surface based on the 5th Embodiment of this invention. In this apparatus, the
本装置は鋼板表面と裏面に接触するデフレクタロール本数が同じなので、表裏面に同じ膜厚の酸化物層が形成される。酸性溶液槽1と水洗槽3間の鋼板走行路が水平パスだけである図1の装置の酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長をLとすると、図6の装置では、酸性溶液槽1と水洗槽3間の設備長(水平方向設備長)は0.8Lであり、図1の装置に対してコンパクト化できる。
Since this apparatus has the same number of deflector rolls in contact with the front and back surfaces of the steel sheet, oxide layers having the same film thickness are formed on the front and back surfaces. If the equipment length between the
前記のようにして製造される合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき表面の平坦部表面に厚さ10nm以上の酸化物層が形成されているのでプレス成形時の摺動性に優れ、自動車車体等のプレス成形時に優れた摺動性の要求される用途に使用することができる。 The alloyed hot-dip galvanized steel sheet produced as described above is excellent in slidability at the time of press molding because an oxide layer having a thickness of 10 nm or more is formed on the flat surface of the plating surface. It can be used for applications that require excellent slidability during press molding.
また、プレス成形時に鋼板の表裏面で異なる摺動特性が要求される用途に対しては、めっき表裏面で異なる膜厚の酸化物層を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を好適に使用できる。 For applications where different sliding characteristics are required on the front and back surfaces of the steel sheet during press forming, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having oxide layers with different film thicknesses on the front and back surfaces can be suitably used.
酸性溶液として、pH2.0、50℃の硫酸酸性溶液を用い、酸性溶液槽と水洗槽間で鋼板面に接触させるデフレクタロール本数が異なる図2〜図6の装置を用いて、調質圧延後の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を前述の硫酸酸性溶液に接触後、水洗、乾燥して、めっき表面にZnを含有する酸化物層を形成した。前記で得た合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき表面の平坦部表面の酸化物層の膜厚を測定した。酸化物層の形成条件および酸化物層の膜厚測定結果を表1に記載した。膜厚は表裏面の膜厚比で評価した。表1には比較のために従来装置による結果も記載した。 After temper rolling using an acidic solution of sulfuric acid having a pH of 2.0 and 50 ° C. as the acidic solution, and using the apparatuses of FIGS. 2 to 6 in which the number of deflector rolls brought into contact with the steel plate surface is different between the acidic solution tank and the washing tank. The alloyed hot-dip galvanized steel sheet was contacted with the above-mentioned sulfuric acid acidic solution, washed with water and dried to form an oxide layer containing Zn on the plated surface. The film thickness of the oxide layer on the flat surface of the plated surface of the galvannealed steel sheet obtained above was measured. The formation conditions of the oxide layer and the film thickness measurement results of the oxide layer are shown in Table 1. The film thickness was evaluated by the film thickness ratio between the front and back surfaces. Table 1 also shows the results of the conventional apparatus for comparison.
比較例(従来装置)では、表裏の酸化膜厚が同じである。本発明例では、鋼板表面及び裏面に接触するデフレクタロール本数が同数である発明例4は、表裏の酸化膜厚が同じであるが、鋼板表面及び裏面に接触するデフレクタロール本数が異なる発明例1〜3、5は表裏で異なる酸化膜厚が得られている。鋼板表面及び裏面に接触するデフレクタロール本数が異なる場合、デフレクタロールに接触していない表面の酸化膜厚を1とすると、デフレクタロールと接触している裏面は、表面に対して酸化膜厚が薄く、接触するデフレクタロール本数が増加するほど、膜厚が薄くなった。 In the comparative example (conventional device), the front and back oxide film thicknesses are the same. In Invention Example 4, Invention Example 4 in which the number of deflector rolls in contact with the steel plate surface and the back surface is the same, but the oxide film thickness on the front and back surfaces is the same, but the number of deflector rolls in contact with the steel plate surface and back surface is different. -3 and 5 have different oxide film thicknesses on the front and back sides. When the number of deflector rolls in contact with the steel plate surface and the back surface is different, assuming that the oxide film thickness on the surface not in contact with the deflector roll is 1, the back surface in contact with the deflector roll has a thin oxide film thickness with respect to the surface. The film thickness decreased as the number of deflector rolls in contact increased.
1 酸性溶液槽(酸性溶液接触槽)
2 絞りロール
3 水洗槽(洗浄装置)
4 ドライヤー(乾燥装置)
5、5a〜5c デフレクタロール
6 鋼板
7、7a〜7c 水スプレー(水スプレー装置)
8 濃縮領域(反応工程)
1 Acidic solution tank (acidic solution contact tank)
2 Squeezing
4 Dryer (drying equipment)
5, 5a-
8 Concentration region (reaction process)
Claims (3)
3. The apparatus for producing an galvannealed steel sheet having an oxide layer on a plating surface according to claim 1, wherein the number of deflector rolls brought into contact with the steel sheet surface is different from the number of deflector rolls brought into contact with the back face of the steel sheet. .
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