JP2014205877A

JP2014205877A - Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用めっき浴槽および浴中浸漬部材

Info

Publication number: JP2014205877A
Application number: JP2013083434A
Authority: JP
Inventors: 智大福山; Tomohiro Fukuyama; 古賀　慎一; Shinichi Koga; 慎一古賀
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2014-10-30

Abstract

【課題】侵食性が低く、かつＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっき浴中にＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生が抑制されるめっき浴槽および／または浴中浸漬部材を提供する。【解決手段】Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に鋼板を浸漬させる際のめっき浴槽や浴中浸漬部材に用いられる素材が、Ｚｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇであるとともに、めっき浴浸漬部材および／または浴中浸漬部材に用いる素材を鉄系材料とする。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっき浴槽および浴中浸漬部材に関する。

耐食性のある鋼材として、Ｚｎ−Ａｌ合金めっきが知られている。そして、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき浴槽材料として、炭素鋼や鋳鋼を用いたもの、その他クロム（Ｃｒ）含有量を調整した亜鉛めっき浴槽用鋼や耐火物（セラミックス）が使用されることは既に知られている（特許文献１、２を参照）。

近年は、さらに耐食性の優れた鋼材として、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板が提案されている（特許文献３を参照）。

特開２００２−３２２５３４号公報特開平８−１３１１１号公報特開平１０−２２６８６５号公報

Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっき層に含まれているＭｇは、鋼板に対し優れた耐食性を付与する。しかしながらＭｇは反応性が高いため、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴用のめっき浴槽の浴槽材料として炭素鋼や鋳鋼を用いた場合、Ｍｇの反応性の高さ故にめっき浴槽の侵食速度が大きく、当該めっき浴槽を長期間にわたって使用することが困難であるという問題があった。

また、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴用のめっき浴槽の浴槽材料に上述のアルミナ系（Ａｌ_２Ｏ_３）やシリカ系（ＳｉＯ_２）の耐火物（セラミックス）を用いると、めっき浴中のＭｇが耐火物の酸素と反応して酸化され、耐火物の表面にはＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物が生成し成長する。

しかも、Ｍｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物は、合金めっき浴よりも比重が小さいため、めっき浴中で耐火物の壁に生成して成長すると浮力により耐火物表面から引き剥がされ、めっき浴表面に浮き上がり、浴中機器に噛み込んだり、スナウト内に浮上したりすると押し疵や板破断を引き起こす可能性がある。そのため、Ｍｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物が発生すると、それらを除去する作業が必要となる。

本発明は、このような問題に鑑みて導出したものであり、侵食性が低く、かつＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっき浴中にＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生が抑制されるめっき浴槽および／または浴中浸漬部材を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に鋼板を浸漬させるためのめっき浴槽であって、前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇの組成がＺｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇであるとともに、前記めっき浴槽に用いる素材を鉄系材料とすることを特徴とする。

また、本発明は、鋼板が浸漬されるＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に用いられる浴中浸漬部材であって、前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇの組成がＺｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇであるとともに、前記浴中浸漬部材に用いる素材を鉄系材料とすることを特徴とする。

さらに、本発明のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用めっき浴槽および／または浴中浸漬部材に用いる鉄系材料として、オーステナイト系ステンレスまたはフェライト系ステンレスを用いることが好ましい。

本発明によるＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用めっき浴槽および／または浴中浸漬部材は、アルミナ系（Ａｌ_２Ｏ_３）やシリカ系（ＳｉＯ_２）等の耐火物ではなく、鉄系、特にオーステナイト系ステンレスや、フェライト系ステンレスを用い、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇの組成がＺｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇである場合に有効であり、特にＺｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇである場合に有効である。Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用めっき浴中に含まれるＭｇの反応性は高いが、めっき浴中にＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物を発生させることなく鋼板をめっきすることが可能である。

本発明によれば、侵食性が低く、かつＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっき浴内にＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生が抑制されるめっき浴槽および／または浴中浸漬部材を提供することができる。

本発明のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっきラインのうち、めっき浴槽周辺を示す側面図である。

本発明のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板のめっきラインについて、図１を用いて説明する。図１において、めっき浴槽１０にはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属２０が満たされている。Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇの組成は、Ｚｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇである場合に耐食性に優れており、特にＺｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇである場合に優れた耐食性を示す。

Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属２０の温度は約４５０℃であり、焼鈍炉とめっき浴金属２０との間に設けられるスナウト３０の内部は無酸素状態となっている。焼鈍炉を通過した鋼板１は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属２０に浸漬されてめっき処理が施される。Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属２０に浸漬された鋼板は、シンクロール４２およびサポートロール４４に案内されて、めっき浴から引き上げられ、不活性ガス吹付けによる付着量調整を経て、冷却工程等（図示せず）へと移る。

ところで、めっき浴金属中のＭｇの含有量が１．０質量パーセント以上であるような場合には、めっき浴槽や、浴中浸漬部材への攻撃性（反応性）が高くなり、侵食やＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物発生といった問題が引き起こされる。そこで、本発明によるめっき浴槽１０およびには、鉄系材料としてステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いる。

ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレスや、フェライト系ステンレスであることが好ましい。ステンレス鋼は、めっき浴槽１０だけでなく、シンクロール４２、サポートロール４４、さらにはこれらの軸受（図示せず）に代表される浴中浸漬部材にも用いてよい。Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属２０におけるＭｇは非常に反応性が高いため、めっき浴に関する部材をステンレス鋼にすることにより、めっき浴中におけるＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生を抑制できるとともに、めっき浴槽および／または浴中浸漬部材の侵食を抑制することができる。

本発明の実施のために用いるステンレス鋼は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４である。ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１６Ｌを用いてもよい。

Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴槽に用いる材質を比較する。具体的には、めっき浴槽の材質が、Ｚｎ−Ａｌ系めっき浴金属とＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属に与える影響について定性的に記載する。まず、めっき浴槽の材質に耐火物（セラミックス）を用いた場合においては、Ｚｎ−Ａｌ系めっき浴金属中ではＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生が少ないのに対し、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴槽中ではＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物が発生してしまう。

次に、めっき浴槽の材質に炭素鋼や鋳鋼を用いた場合においては、Ｚｎ−Ａｌ系めっき浴金属中でもＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中でもめっき浴槽が侵食されてしまう。最後に、めっき浴槽の材質にステンレス鋼を用いた場合においては、Ｚｎ−Ａｌ系めっき浴金属中でもＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生はなく、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中でもＭｇの酸化物やＭｇを含有したＺｎ−Ａｌ系複合酸化物の発生はなく、さらにめっき浴槽の侵食が抑制された。

このように、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板の製造におけるＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき金属のうちＭｇの反応性の高さ故にめっき浴槽の材質として耐火物（セラミックス）や炭素鋼や鋳鋼を用いることは適切ではなく、ステンレス鋼を用いることが最も適していることがわかる。また、めっき浴槽の材質だけでなく、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき金属に接触する可能性のある部材、すなわち、シンクロール、サポートロールさらにはこれらの軸受（図示せず）についても、ステンレス鋼を用いることが好ましい。

なお、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

１鋼板
１０めっき浴槽
２０Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴金属
３０スナウト
４２シンクロール
４４サポートロール

Claims

Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に鋼板を浸漬させるためのめっき浴槽であって、
前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇの組成がＺｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇであるとともに、
前記めっき浴槽に用いる素材を鉄系材料とする
ことを特徴とする、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用めっき浴槽。
前記めっき浴槽に用いる鉄系材料として、オーステナイト系ステンレスまたはフェライト系ステンレスを用いる
ことを特徴とする請求項１に記載のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき用めっき浴槽。
鋼板が浸漬されるＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に用いられる浴中浸漬部材であって、
前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇの組成がＺｎ−（１〜２２）質量％Ａｌ−（１〜１０）質量％Ｍｇであるとともに、
前記浴中浸漬部材に用いる素材を鉄系材料とする
ことを特徴とする、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に用いられる浴中浸漬部材。
前記浴中浸漬部材に用いる鉄系材料として、オーステナイト系ステンレスまたはフェライト系ステンレスを用いる
ことを特徴とする請求項３に記載のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき浴中に用いられる浴中浸漬部材。