JP2019019344A - Manufacturing method of hot-dip galvanized steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a hot dip galvanized steel sheet.
近年、環境問題への意識の高まりから、自動車に対する二酸化炭素の排出規制が厳しくなっている。また、自動車の衝突安全性の規制も強化されるなど、従来以上に車体の安全性が求められている。そこで、軽量化と強度向上を両立させるため、自動車メーカ各社は、車体への溶融亜鉛めっき高張力鋼板の適用拡大を推進している。 In recent years, carbon dioxide emission regulations for automobiles have become stricter due to increasing awareness of environmental issues. In addition, the safety of the vehicle body is required more than before, for example, regulations on the collision safety of automobiles are strengthened. Therefore, in order to achieve both weight reduction and strength improvement, automobile manufacturers are promoting the expansion of application of hot-dip galvanized high-tensile steel sheets to the vehicle body.
溶融亜鉛めっき鋼板は、以下の手法によって製造される。冷延後のコイルを、連続式溶融亜鉛めっきライン(Continuous galvanizing line:CGL)に通板させ、最初に、予熱炉内で母材表面の油分の燃焼除去を行う。その後、酸化性雰囲気または還元性雰囲気で加熱を行い、鋼板を再結晶させる。さらに、酸化性雰囲気または還元性雰囲気で、鋼板をめっきに適した温度になるよう冷却を行い、溶融亜鉛へと浸漬させる。 The hot dip galvanized steel sheet is manufactured by the following method. The coil after cold rolling is passed through a continuous galvanizing line (Continuous galvanizing line: CGL), and first, combustion removal of oil on the surface of the base material is performed in a preheating furnace. Thereafter, heating is performed in an oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere to recrystallize the steel sheet. Furthermore, in an oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere, the steel sheet is cooled to a temperature suitable for plating and immersed in molten zinc.
鋼板の高張力化には、Si、Mn、P、Alなどの固溶強化元素の添加が行われることが多い。特に、Siは添加コストが他の元素と比較して低く、かつ鋼の延性を損なわずに高強度化できる利点がある。そのため、Si含有鋼は高張力鋼板として有望である。しかし、Siを鋼中に多量に添加すると、以下の問題が生じる。 Addition of solid solution strengthening elements such as Si, Mn, P, and Al is often performed to increase the tensile strength of the steel sheet. In particular, Si has the advantage that the addition cost is low compared to other elements and that the strength can be increased without impairing the ductility of the steel. Therefore, Si-containing steel is promising as a high-tensile steel plate. However, when Si is added in a large amount to steel, the following problems occur.
高張力鋼板は、還元雰囲気中で、600〜900℃の温度域で焼鈍される。SiはFeと比較して易酸化元素であるため、この時に、Siが鋼板表面へ濃化する。その結果、鋼板表面にSi酸化物が形成され、このSi酸化物が亜鉛との濡れ性を著しく悪化させ、不めっきを生じさせる。 The high-tensile steel plate is annealed in a temperature range of 600 to 900 ° C. in a reducing atmosphere. Since Si is an easily oxidizable element as compared with Fe, at this time, Si is concentrated on the surface of the steel sheet. As a result, Si oxide is formed on the steel sheet surface, and this Si oxide significantly deteriorates the wettability with zinc and causes non-plating.
さらに、Siが表面に濃化すると、亜鉛めっきが付着したとしても溶融亜鉛めっき後の合金化過程において、著しい合金化の遅延を生じる。その結果、生産性が悪化する。 Further, when Si is concentrated on the surface, even if zinc plating adheres, a significant delay in alloying occurs in the alloying process after hot dip galvanizing. As a result, productivity deteriorates.
このような問題に対して、直火バーナーによって加熱帯で鋼板を加熱し、鋼板表面に酸化膜を形成した後、還元焼鈍で鋼板表面に還元鉄を形成させることによって亜鉛との濡れ性を改善する手法が特許文献1に開示されている。特許文献2では、直火バーナーを使用して、加熱帯の雰囲気の酸化性ガス(O2、CO2、H2O)の濃度を規定して、酸化膜厚を均一に保つ手法が開示されている。特許文献3では、直火バーナーを利用して高効率に均一な酸化膜を鋼板表面に形成させることを目的として、加熱帯を2つに分割し、前段の加熱帯で鋼板に付着している圧延油を除去した後に、鋼板温度が高い後段の加熱帯で酸化膜を鋼板表面に形成させる手法が開示されている。
For such problems, the steel sheet is heated in a heating zone with an open flame burner, an oxide film is formed on the steel sheet surface, and then reduced iron is formed on the steel sheet surface by reduction annealing to improve the wettability with zinc. A technique to do this is disclosed in
また、近年操業のし易さやピックアップが発生しにくい等により低コストで高品質なめっき鋼板を製造できるなどの理由から、オールラジアントチューブ型の加熱炉を備えるCGLの建設が増加している。しかしながら、DFF(直火型)、NOF型(無酸化型)と異なり、オールラジアントチューブ型の加熱炉は焼鈍直前に酸化工程がないため、Si、Mn等の易酸化性元素を含む鋼板のめっき性確保の点で不利である。 In recent years, the construction of CGLs equipped with an all-radiant tube type heating furnace has been increasing for reasons such as the ability to manufacture high-quality plated steel sheets at low cost due to the ease of operation and the difficulty of pickup. However, unlike DFF (direct flame type) and NOF type (non-oxidation type), all radiant tube type heating furnaces do not have an oxidation step immediately before annealing, so plating of steel sheets containing oxidizable elements such as Si and Mn It is disadvantageous in terms of securing sex.
特許文献4には、オールラジアントチューブ型の連続式溶融亜鉛めっき装置を対象に、不めっきの発生防止を目的として、Siの内部酸化を促進させるために、加熱帯と均熱帯におけるH2O分圧とH2分圧の比を制御して、めっき性を改善する技術が開示されている。 Patent Document 4 describes an all radiant tube type continuous hot dip galvanizing apparatus for the purpose of preventing the occurrence of non-plating, in order to promote the internal oxidation of Si, in order to promote H 2 O content in the heating zone and the soaking zone. A technique for improving the plating property by controlling the ratio of the pressure and the H 2 partial pressure is disclosed.
また、過熱蒸気を利用して鋼板を焼鈍する技術が特許文献5に開示されている。
Further,
さらに、Si添加鋼の内部酸化量確保を目的として、焼鈍炉の一部で過熱水蒸気を鋼板表面に噴射する技術が特許文献6に開示されている。
Furthermore,
特許文献1では加熱帯の雰囲気を空気比によって管理している。この手法では、制御上不可避的に生じる空気比の変動に対応して、加熱帯内の酸化性のガス(O2、CO2、H2O)濃度が変化し、加熱帯内で濃度ムラが生じる。そのため、最終的な酸化膜がコイルで均一とならない。したがって、酸化膜が薄い部分では、SiやMnが表面に濃化して不めっきが生じ、酸化膜が厚い部分では、過剰な酸化膜が炉内のロールにピックアップするという問題がある。
In
特許文献2では、炉内雰囲気を直接制御するために、直火バーナーの燃焼ガスとは別に、ガスを炉内に導入して、雰囲気の制御を試みている。この手法では、直火バーナーの配置に起因して、鋼板に温度ムラが生じる。そのため、特許文献1と同様に最終的な酸化膜がコイルで均一とならず、不めっきやピックアップが生じる。さらに、酸化性のガスは3種(O2、CO2、H2O)存在するため、炉内の酸素ポテンシャルを制御するためには、3種のガス濃度を管理しなければならず、複雑な制御システムを構築する必要がある。これに加えて、加熱帯では、下流から上流へのガス流れが存在するため、直火バーナーの燃焼ガスと別途導入したガスの混合が十分に行われず、炉内雰囲気が均一とならないため、不めっきやピックアップが発生する。
In
特許文献3では、鋼板表面に付着した圧延油を無酸化炉によって除去した後、酸化膜を後段の酸化炉で形成させる手法が提案されている。この手法では、無酸化炉と酸化炉で直火バーナーが使用される。そのため、空気と燃料ガスであるCガスの成分変動および流量変動により、炉内の酸化性ガス濃度が一定とならない。したがって、不めっきやピックアップが発生するという問題がある。
特許文献4では、請求項1において、均熱帯の上部のH2OとH2分圧の比(H2O/H2)U、均熱帯下部のH2OとH2分圧の比(H2O/H2)Lが下記のように規定されている。
1≧(H2O/H2)U≧10−(0.5Si−3.25)・・・(1)
1≧(H2O/H2)L≧10−(0.5Si−3.25)・・・(2)
ここで、式(1)、(2)のSiは鋼中のSi添加量で、Si=0.3〜2.5mass%である。体積分率は分圧に比例するので、式(1)、(2)は均熱帯のH2OとH2の体積分率を定義した式と読み替えられる。式(1)、(2)において、H2O体積分率が最も高くなる場合はH2O=H2であることから、均熱帯の最高のH2O濃度は50%である。そのため、炉内のH2O濃度は50%を超えない。このようなH2O濃度では、SiやMnの内部酸化物が十分に形成されず、SiやMnが表面に濃化して、不めっきが生じる。
In Patent Document 4, in
1 ≧ (H 2 O / H 2 ) U ≧ 10 − (0.5Si−3.25) (1)
1 ≧ (H 2 O / H 2 ) L ≧ 10 − (0.5Si−3.25) (2)
Here, Si of Formula (1), (2) is Si addition amount in steel, and is Si = 0.3-2.5 mass%. Since the volume fraction is proportional to the partial pressure, the equations (1) and (2) can be read as equations defining the soaking zone H 2 O and H 2 volume fractions. In the formulas (1) and (2), when the H 2 O volume fraction is the highest, H 2 O = H 2 , so the highest H 2 O concentration in the soaking zone is 50%. Therefore, the H 2 O concentration in the furnace does not exceed 50%. At such H 2 O concentration, the internal oxides of Si and Mn are not sufficiently formed, and Si and Mn are concentrated on the surface, resulting in non-plating.
特許文献5では、過熱蒸気で鋼板を過熱する際の蒸気圧力(0.5〜5kg/cm2)、蒸気温度(150〜500℃)および加熱時間(5〜60分)が規定されている。この手法で鋼板を加熱すると、SiやMnの表面濃化の抑制に必要な酸化膜に対して、鋼板表面に形成される酸化膜が過大となり、酸化膜の一部が鋼板から剥離して、ロールにピックアップするという問題がある。
In
特許文献6では、過熱蒸気を噴霧する予備加熱装置の雰囲気ガス組成が規定されていない。また、特許文献6の場合、例えばライン速度が変化した時に、鋼板の随伴流に伴って外気が予備加熱装置に侵入する量が変化し、予備加熱装置内のH2O濃度が変化した結果、酸化膜が一定厚とならず、不めっきやピックアップが生じる。
In
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、不めっきの無い美麗な表面外観を有する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this situation, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of the hot dip galvanized steel plate which has the beautiful surface appearance without non-plating.
良好なめっき性を得るには、最適な酸化量を確保する必要がある。本発明者らは、オールラジアントチューブ型の連続式溶融亜鉛めっき設備において、直火バーナーを使用せずとも、炉内の雰囲気制御が容易で、かつ鋼板表面に均一な酸化膜が形成される手法について鋭意検討を行った。その結果、加熱帯に所定の温度の過熱水蒸気を投入し、加熱帯の主なガス成分をH2Oとして高Si添加鋼を酸化させることにより、鋼板表面に均一な酸化膜が形成されることを明らかにした。 In order to obtain good plating properties, it is necessary to secure an optimal oxidation amount. In the all-radiant tube type continuous hot dip galvanizing facility, the present inventors have a method in which the atmosphere inside the furnace can be easily controlled and a uniform oxide film is formed on the surface of the steel sheet without using a direct fire burner. We conducted an intensive study. As a result, superheated steam at a predetermined temperature is introduced into the heating zone, and the high gas added steel is oxidized with the main gas component of the heating zone as H 2 O, thereby forming a uniform oxide film on the steel plate surface. Was revealed.
本発明は上記知見に基づくものであり、その特徴は以下の通りである。
[1]加熱帯と、均熱帯と、冷却帯とがこの順に配置された焼鈍炉と、前記冷却帯に隣接した溶融亜鉛めっき装置とを有するオールラジアントチューブ方式の連続溶融亜鉛めっき設備を用いて、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記加熱帯に450〜1200℃の過熱水蒸気を投入し、50vol%以上のH2Oおよび残部N2および不可避的不純物からなる雰囲気中で、鋼板温度を700℃以下に加熱することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
[2]前記鋼板温度および加熱帯のH2O濃度が下記式(1)を満たすことを特徴とする[1]に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The present invention is based on the above findings, and the features thereof are as follows.
[1] Using an all radiant tube type continuous hot dip galvanizing facility having an annealing furnace in which a heating zone, a soaking zone, and a cooling zone are arranged in this order, and a hot dip galvanizing apparatus adjacent to the cooling zone. In the method of manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet for producing a hot-dip galvanized steel sheet, 450 to 1200 ° C. superheated steam is introduced into the heating zone, and an atmosphere comprising 50 vol% or more of H 2 O, the balance N 2 and unavoidable impurities Among them, a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet, wherein the steel sheet temperature is heated to 700 ° C. or lower.
[2] The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to [1], wherein the steel sheet temperature and the H 2 O concentration in the heating zone satisfy the following formula (1).
ただし、式(1)において
f(x)=9.8×10−4x:調整係数(x:加熱帯のH2O濃度[vol%])
R=8.314:ガス定数[J/mol・K]
Q:酸化反応の活性化エネルギー[J/mol]
T:鋼板温度[K]
τ:加熱帯での鋼板加熱時間[sec]
である。
[3]前記過熱水蒸気は、鋼板長手方向に千鳥配置されたノズルにより前記加熱帯に投入されることを特徴とする[1]または[2]に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
However, in Formula (1), f (x) = 9.8 × 10 −4 x: adjustment coefficient (x: H 2 O concentration in heating zone [vol%])
R = 8.314: Gas constant [J / mol · K]
Q: Activation energy of oxidation reaction [J / mol]
T: Steel plate temperature [K]
τ: Steel sheet heating time in the heating zone [sec]
It is.
[3] The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to [1] or [2], wherein the superheated steam is introduced into the heating zone by a nozzle arranged in a staggered manner in the longitudinal direction of the steel sheet.
本発明によれば、不めっきのない美麗な表面外観を有する優れた溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。本発明は、溶融亜鉛めっき処理が困難である高Si添加鋼板を母材とする場合に特に有効であり、高Si添加溶融亜鉛めっき鋼板の製造におけるめっき品質を改善する方法として有用である。 According to the present invention, an excellent hot dip galvanized steel sheet having a beautiful surface appearance without unplating can be obtained. The present invention is particularly effective when a high Si-added steel sheet that is difficult to be hot-dip galvanized is used as a base material, and is useful as a method for improving the plating quality in the production of a high Si-added hot-dip galvanized steel sheet.
本発明の実施形態について、図1〜2に基づき具体的に説明する。 The embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施の形態に係る、オールラジアントチューブ式の連続式溶融亜鉛めっき設備100における加熱帯1および均熱帯2の概略図である。なお、均熱帯2の下流には、冷却帯、溶融亜鉛めっき装置、合金化処理装置などが配置される(図示しない)。均熱帯2、冷却帯、溶融亜鉛めっき装置、合金化処理装置などは特に限定されず、通常採用されているもので良い。
FIG. 1 is a schematic view of a
鋼板Sは連続式溶融亜鉛めっき設備100において、熱処理を施される。加熱帯1には過熱水蒸気発生装置3が接続されている。過熱水蒸気発生装置3の入側には配管4が接続されており、配管4を介して水が過熱水蒸気発生装置3に投入される。投入された水は所定の温度まで昇温されて過熱水蒸気となる。その後、過熱水蒸気は過熱水蒸気配管5により輸送されて加熱帯1に投入される。なお、輸送中に過熱水蒸気の温度が低下しないように、配管加熱装置6により過熱水蒸気配管5は加熱され、過熱水蒸気の温度が一定に保たれるようになっている。
The steel sheet S is subjected to heat treatment in the continuous hot
また、加熱帯1の下流側には過熱水蒸気を排気する排気用配管7が接続されており、排気用配管7から過熱水蒸気発生装置3へ過熱水蒸気が循環する仕組みになっている。また、加熱帯1内の雰囲気(H2O濃度)が均一になっていることが確認できるように、加熱帯1の長手方向に沿って露点計8が均等に配置されている。また、加熱帯1と均熱帯2の間には、ロール9が配置されている。これは、通常使用される加熱帯であれば、均熱帯の炉圧は加熱帯の炉圧より高く設定され、均熱帯のガスが加熱帯に流れ込み、排気される。本発明では加熱帯と均熱帯の間にロール9を設置することにより、均熱帯のガスが加熱帯へ流入することを抑制している。また、HNxガスの排気系統を確保するために、加熱帯の下部にはHNxガスの排気配管10を設ける。
Further, an exhaust pipe 7 for exhausting the superheated steam is connected to the downstream side of the
良好なめっき性を得るには、最適な酸化量を確保する必要があり、本発明においては、加熱帯のH2O濃度を調整する必要がある。加熱帯1に投入する過熱水蒸気の温度は450〜1200℃とし、50%以上のH2Oおよび残部N2および不可避的不純物からなる雰囲気中で、鋼板を加熱する。酸化量は加熱帯のH2O濃度、鋼板の温度、鋼板が加熱帯に滞在する時間から決定される。過熱水蒸気温度が450℃より低くなると、鋼板を長時間加熱帯に滞在させる必要があり、設備の規模が大きくなるため、建設のコスト的な観点から望ましくない。また、過熱水蒸気温度が1200℃を超えると、過熱水蒸気を発生させるために必要な熱量が多大に必要となり、設備コストが莫大な金額となる。したがって、過熱水蒸気の温度は450〜1200℃とする。
In order to obtain good plating properties, it is necessary to secure an optimal oxidation amount, and in the present invention, it is necessary to adjust the H 2 O concentration in the heating zone. The temperature of the superheated steam thrown into the
加熱帯1の雰囲気は、50vol%以上のH2Oおよび残部N2および不可避的不純物からなる。加熱帯1に所定の温度の過熱水蒸気を投入し、加熱帯1の主なガス成分をH2Oとして高Si添加鋼を酸化させることにより、鋼板表面に均一な酸化膜が形成される。その結果、不めっきの無い美麗な表面外観を有する溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。H2O濃度が50vol%未満では、SiやMnの内部酸化物が十分に形成されず、SiやMnが表面に濃化して、不めっきが生じる。なお、残部はN2および不可避的不純物からなり、H2O濃度が50vol%以上になるようにN2を供給する。なお、加熱帯が所定のH2O濃度となるようにするには、例えば、過熱蒸気発生装置から加熱帯へ過熱蒸気を輸送する配管の途中にN2配管(図示しない)を取り付けることで、過熱蒸気とN2の混合ガスを加熱帯に導入すればよい。
The atmosphere of the
加熱帯1のH2O濃度の制御方法については特に制限されない。例えば、長手方向に3分割し、露点計8にてそれぞれ排ガスの露点を測定し、各露点計8で測定された値から、H2O濃度をそれぞれ求め、H2O濃度が50vol%以上となるように、加熱帯1に投入する過熱水蒸気の流量を適宜調整すればよい。直火バーナーの場合、燃料ガスであるCガスの流量変動と、空気比の変動による投入空気量の変化によって、燃焼ガスのガス濃度が変動する。これに対し、本発明では投入するガスが過熱水蒸気、すなわちH2Oが主体であるため、直火バーナーと比較して、炉内の濃度管理が容易である。
The method for controlling the H 2 O concentration in the
なお、露点計8の露点測定方式は特に限定しない。
The dew point measurement method of the
鋼板Sは加熱帯1に続く、還元雰囲気中で600〜900℃の温度域で焼鈍される。加熱帯1で鋼板Sを700℃超えで加熱すると鋼板の酸化量が過剰になり、酸化物の一部がロールにピックアップする。そのため、加熱帯1では鋼板温度が700℃以下に加熱する。
The steel sheet S is annealed in a temperature range of 600 to 900 ° C. in a reducing atmosphere following the
良好なめっき性を得るには、最適な酸化量を確保する必要があり、実操業においては、鋼成分、鋼板サイズ、ライン速度に応じて加熱帯出側鋼板温度と、加熱帯のH2O濃度を調整する必要がある。本発明者らが鋭意検討した結果、本発明のような高Si鋼のめっきに必要な酸化量は0.1〜0.6g/m2であることがわかったため、当該範囲に酸化量が収まるように加熱帯の操業を行うことが好ましい。そこでさらに検討した結果、下記式(1)を満たすように鋼板温度および加熱帯のH2O濃度を制御することにより、最適なFe酸化量を予測できることを見出した。 In order to obtain good plating properties, it is necessary to secure an optimum amount of oxidation. In actual operation, the temperature of the heated steel strip and the H 2 O concentration in the heated zone depending on the steel composition, steel plate size, and line speed. Need to be adjusted. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the amount of oxidation necessary for plating high-Si steel as in the present invention is 0.1 to 0.6 g / m 2 , so that the amount of oxidation falls within this range. Thus, it is preferable to operate the heating zone. As a result of further investigation, it was found that the optimum amount of Fe oxidation can be predicted by controlling the steel sheet temperature and the H 2 O concentration in the heating zone so as to satisfy the following formula (1).
ただし、式(1)において
f(x)=9.8×10−4x:調整係数(x:加熱帯のH2O濃度[vol%])
R=8.314:ガス定数[J/mol・K]
Q:酸化反応の活性化エネルギー[J/mol]
T:鋼板温度[K]
τ:加熱帯での鋼板加熱時間[sec]
である。
However, in Formula (1), f (x) = 9.8 × 10 −4 x: adjustment coefficient (x: H 2 O concentration in heating zone [vol%])
R = 8.314: Gas constant [J / mol · K]
Q: Activation energy of oxidation reaction [J / mol]
T: Steel plate temperature [K]
τ: Steel sheet heating time in the heating zone [sec]
It is.
式(1)を0.1以上0.6以下に収めることにより、高Si鋼のめっきに必要な酸化量である0.1〜0.6g/m2を確保することができる。 By keeping the expression (1) in the range of 0.1 to 0.6, it is possible to secure 0.1 to 0.6 g / m 2 which is an oxidation amount necessary for plating of high Si steel.
なお、活性化エネルギーQについては、鋼種ごとに定まるものであり、適宜酸化実験により求めることができる。 Note that the activation energy Q is determined for each steel type, and can be appropriately determined by an oxidation experiment.
過熱水蒸気は、例えばノズル(過熱水蒸気噴霧ノズル)を用いて鋼板Sに対して噴霧すれば良い。効率的に鋼板Sを加熱するために、鋼板Sに対して過熱水蒸気噴霧ノズルの噴射孔を垂直に配置し、噴霧することが望ましい。また、過熱水蒸気噴霧ノズルは、鋼板Sの進行方向に対して、多段に配置することが好ましい。また、過熱水蒸気噴霧ノズルは、鋼板Sの進行方向、すなわち鋼板長手方向に対して、千鳥配置となっていることが好ましく、例えば、図2に示すように、過熱水蒸気噴霧ノズルが取り付けられた過熱水蒸気配管5を鋼板表裏で幅方向に千鳥配置することが好ましい。いずれも、鋼板Sを温度ムラなく、高効率に加熱するためである。
What is necessary is just to spray superheated steam with respect to the steel plate S, for example using a nozzle (superheated steam spray nozzle). In order to efficiently heat the steel sheet S, it is desirable to spray the superheated steam spray nozzle with the injection holes arranged vertically with respect to the steel sheet S. The superheated steam spray nozzles are preferably arranged in multiple stages with respect to the traveling direction of the steel sheet S. Further, the superheated steam spray nozzle is preferably arranged in a staggered manner with respect to the traveling direction of the steel sheet S, that is, the longitudinal direction of the steel sheet. For example, as shown in FIG. It is preferable that the
加熱帯1と均熱帯2の間に設置されるロール9としては、セラミックロールを使用することが好ましい。これは、鋼板表面からロールへの酸化物のピックアップを防止するためである。セラミックロールの溶射材の材質としては、Al2O3、Cr2O3、ZrO2またはこれらから選ばれる2種以上を焼結させたものが好ましい。さらに、還元炉から加熱帯へのガス流入を抑制するために、加熱帯と均熱帯の間にシールロールを配置することが好ましい。
As the
過熱水蒸気発生装置3には、高い効率で水蒸気を発生させることが可能な誘導加熱方式を利用することが好ましい。誘導加熱方式であれば、過熱水蒸気を効率的に生成することが可能である。また、過熱蒸気発生装置3に投入する水は、液体、気体(水蒸気)のどちらでもよい。また、過熱水蒸気を輸送する過熱水蒸気配管5については、耐腐食性があり、かつ耐熱性も兼ね備えたSUS鋼が好ましい。
The
本発明が対象とする鋼板は、高Si鋼であることが好ましく、具体的には、Siの含有量が0.3質量%以上であることが好ましい。 The steel plate targeted by the present invention is preferably high-Si steel, and specifically, the Si content is preferably 0.3% by mass or more.
Siは、脱酸剤として、あるいは高強度化を図るための固溶強化元素として、または、磁気特性を改善するための元素として含有される。特に、Siは、高強度化する効果が大きい割りに、加工性等の機械的特性劣化が比較的小さい元素であるため、好ましく用いることができる。しかし、0.3質量%未満の含有量では、焼鈍時における鋼板表層への濃化は少なく、本発明を適用する必要がない。よって、Si含有量は0.3質量%以上が好ましい。なお、Siの含有量が3.0質量%を超えると、本手法で形成される酸化膜のみでは、Siの表層への拡散を抑えきれず、表層濃化してしまう鋼板の割合が多くなってしまうため、上限は3.0質量以下とするのが好ましい。より好ましいSiの範囲は0.8〜1.5質量%である。 Si is contained as a deoxidizer, as a solid solution strengthening element for increasing the strength, or as an element for improving magnetic properties. In particular, Si is an element that has a relatively small deterioration in mechanical properties such as workability, although the effect of increasing the strength is large, and thus can be preferably used. However, when the content is less than 0.3% by mass, the concentration on the steel sheet surface layer during annealing is small, and it is not necessary to apply the present invention. Therefore, the Si content is preferably 0.3% by mass or more. When the Si content exceeds 3.0% by mass, the oxide film formed by this method alone cannot suppress the diffusion of Si to the surface layer, and the ratio of the steel sheet that becomes thickened is increased. Therefore, the upper limit is preferably set to 3.0 mass or less. A more preferable range of Si is 0.8 to 1.5% by mass.
なお、Si以外の元素は、通常の冷延鋼板に含まれる範囲で含有することができる。例えば、C、Mn、Al、PおよびSは、本発明が解決しようとしている炉内ロールへの酸化物付着にほとんど影響しないため、機械的強度特性や製造性等から要求される成分範囲であるC:0.05〜0.25質量%、Mn:0.5〜3.0質量%、Al:0.01〜3.00質量%、P:0.001〜0.10質量%、S:0.200質量%以下の範囲で含有することができる。 In addition, elements other than Si can be contained in a range included in a normal cold-rolled steel sheet. For example, C, Mn, Al, P and S are component ranges required from mechanical strength characteristics and manufacturability because they hardly affect the oxide adhesion to the in-furnace roll that the present invention is to solve. C: 0.05 to 0.25% by mass, Mn: 0.5 to 3.0% by mass, Al: 0.01 to 3.00% by mass, P: 0.001 to 0.10% by mass, S: It can contain in 0.200 mass% or less.
オールラジアントチューブ型のCGLにおいて、図1に示すように、CGLの入側に過熱水蒸気による加熱帯1を設置し、鋼板温度、H2O濃度を変化させてめっき性を評価する試験を行った。なお、加熱帯1の鋼板温度は、加熱帯1の出側での鋼板温度を測定することで、加熱帯1の鋼板温度とした。
In the all radiant tube type CGL, as shown in FIG. 1, the
試験に用いた鋼板の化学成分を表1に示す。鋼板の幅は1m、板厚は1mmとした。また、加熱帯1の炉長は35mであり、ライン速度は100mpmとした。
Table 1 shows the chemical composition of the steel sheet used in the test. The width of the steel plate was 1 m and the plate thickness was 1 mm. Moreover, the furnace length of the
加熱帯1には、所定のH2O濃度となるように、過熱水蒸気とN2を混合した気体を噴霧した。加熱帯1には総合で、質量流量740kg/hの過熱水蒸気を投入した。また、加熱帯が所定のH2O濃度となるように、過熱蒸気発生装置から加熱帯へ過熱蒸気を輸送する配管の途中に、N2配管を取り付け、過熱蒸気とN2の混合ガスを加熱帯に導入した。
The
露点計8には静電容量式露点計を用いた。加熱帯1の上部、中部および下部にそれぞれ露点計8を設置し、それぞれの位置における露点を測定し、H2O濃度を求めた。
As the
過熱水蒸気は、過熱水蒸気噴霧ノズルが取り付けられた過熱水蒸気配管5を鋼板表裏の幅方向に配置して噴霧した。過熱水蒸気配管5は、鋼板長手方向に0.3mピッチで加熱帯1上部から下部まで配置した(格子配置)。さらに、一部の鋼板については、図2に示すような、鋼板の表裏で千鳥配置となった過熱水蒸気噴霧ノズルを使用して、噴霧した。
The superheated steam was sprayed by arranging the
過熱水蒸気発生装置3には、誘導加熱方式を利用した加熱装置を用いた。配管4を介して、過熱水蒸気発生装置3に水を供給した。また、過熱水蒸気を輸送する過熱水蒸気配管5にはSUS316L鋼を用いた。また、配管加熱装置6は誘導加熱方式を利用した加熱装置を用いた。
As the
加熱帯1と均熱帯2の間のロール9には、セラミックロールを配置した。セラミックロールの材質はZrO2とした。均熱帯の露点は−40〜−10℃の範囲に制御した。
A ceramic roll was disposed on the
製造条件を表2に示す。なお、焼鈍温度は830℃、めっき浴温は460℃、めっき浴中のAl濃度0.130%、付着量はガスワイピングにより、片面あたり45g/m2に調整した。また、溶融亜鉛めっきを施した後に合金化温度530℃で合金化処理を行った。 The manufacturing conditions are shown in Table 2. The annealing temperature was 830 ° C., the plating bath temperature was 460 ° C., the Al concentration in the plating bath was 0.130%, and the adhesion amount was adjusted to 45 g / m 2 per side by gas wiping. Further, after hot dip galvanization, alloying was performed at an alloying temperature of 530 ° C.
得られためっき鋼板について、めっき外観、めっき密着性を下記のようにして評価した。
(1)めっき外観
めっき外観の評価は、不めっき、合金ムラの有無に基づき下記のように評価した。1、2が合格である。
1 不めっき、過酸化および合金化ムラがないもの
2 不めっき、過酸化がなく合金化ムラがわずかにあるもの
3 不めっきまたは/及び合金化ムラがあるもの
4 過酸化または/及び合金化ムラがあるもの
(2)めっき密着性
合金化処理した溶融亜鉛めっき鋼板(GA)にテープ幅24mm、単位長さ1mのセロテープ(登録商標)を貼りテープ面を90°曲げ曲げ戻しをした時の単位長さあたりの剥離量を蛍光X線によりZnカウント数を測定し、下記基準でランク分けした。ランク1、2が合格である。
1 0−500未満(良)
2 500以上−1000未満
3 1000以上−2000未満
4 2000以上−3000未満
製造条件および結果を表2に示す。
About the obtained plated steel plate, the plating appearance and plating adhesion were evaluated as follows.
(1) Plating appearance The plating appearance was evaluated based on the presence or absence of non-plating and unevenness of the alloy as follows. 1 and 2 are acceptable.
1 No plating, no over-oxidation and
Less than 10-500 (good)
2 500 or more but less than −1000 3 1000 or more but less than −2000 4 2000 or more but less than −3000 Table 2 shows production conditions and results.
本発明例である条件1〜3では、加熱帯のH2O濃度、鋼板温度を適正範囲に制御することにより、めっき外観とめっき密着性に優れた鋼板の製造を可能にしている。
In
1 加熱帯
2 均熱帯
3 過熱水蒸気発生装置
4 配管
5 過熱水蒸気配管
6 配管加熱装置
7 排気用配管
8 露点計
9 ロール
10 HNx排気配管
100 連続式溶融亜鉛めっき設備
S 鋼板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ただし、式(1)において
f(x)=9.8×10−4x:調整係数(x:加熱帯のH2O濃度[vol%])
R=8.314:ガス定数[J/mol・K]
Q:酸化反応の活性化エネルギー[J/mol]
T:鋼板温度[K]
τ:加熱帯での鋼板加熱時間[sec]
である。 The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to claim 1, wherein the steel sheet temperature and the H 2 O concentration in the heating zone satisfy the following formula (1).
However, in Formula (1), f (x) = 9.8 × 10 −4 x: adjustment coefficient (x: H 2 O concentration in heating zone [vol%])
R = 8.314: Gas constant [J / mol · K]
Q: Activation energy of oxidation reaction [J / mol]
T: Steel plate temperature [K]
τ: Steel sheet heating time in the heating zone [sec]
It is.
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