JP2708390B2 - クロム含有アルミ化鋼合金およびその製法 - Google Patents
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【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にいって、１５
％までの珪素を含有していてもよい、アルミニウムで被
覆されたクロム含有鋼合金に関する。より詳しくは、本
発明は、ＡＩＳＩタイプ４０９のようなアルミ化フェラ
イトステンレス鋼に関するものである。ストリップを溶
融メッキアルミ化するための連続的被覆ラインは、表面
酸化物のインラインクリーニングおよび焼きなまし処理
を包含している。これらの被覆ラインの多くは、空気及
び燃料の燃焼による遊離酸素のないガス状生成物雰囲気
による加温下での直接式焼き炉を使用している。つい
で、ストリップは、通常輻射管式炉内で加熱され、浴温
に冷却される。該ストリップは被覆浴に入れられ、被覆
金属の量が仕上げ操作で調節される。
％までの珪素を含有していてもよい、アルミニウムで被
覆されたクロム含有鋼合金に関する。より詳しくは、本
発明は、ＡＩＳＩタイプ４０９のようなアルミ化フェラ
イトステンレス鋼に関するものである。ストリップを溶
融メッキアルミ化するための連続的被覆ラインは、表面
酸化物のインラインクリーニングおよび焼きなまし処理
を包含している。これらの被覆ラインの多くは、空気及
び燃料の燃焼による遊離酸素のないガス状生成物雰囲気
による加温下での直接式焼き炉を使用している。つい
で、ストリップは、通常輻射管式炉内で加熱され、浴温
に冷却される。該ストリップは被覆浴に入れられ、被覆
金属の量が仕上げ操作で調節される。
【０００２】
【従来の技術】クロム含有鋼合金はアルミ化が難しいこ
とが知られている。これは、一般に濡れが非常に困難な
表面における酸化クロムに起因するものであった。ベー
ス金属組成に依存して、クロム、アルミニウム、チタン
及び珪素の酸化物が加熱処理中に形成され、これらは容
易に還元されない。これら酸化物は、鋼合金の表面に残
り、そして浴でストリップを浸漬中に、アルミニウム被
覆金属と基材との反応を抑制する。
とが知られている。これは、一般に濡れが非常に困難な
表面における酸化クロムに起因するものであった。ベー
ス金属組成に依存して、クロム、アルミニウム、チタン
及び珪素の酸化物が加熱処理中に形成され、これらは容
易に還元されない。これら酸化物は、鋼合金の表面に残
り、そして浴でストリップを浸漬中に、アルミニウム被
覆金属と基材との反応を抑制する。
【０００３】溶融メッキアルミ化のためのクロム合金鋼
ストリップの調製は、ストリップの洗浄および被覆前の
保護性水素雰囲気の維持を包含する。典型的には、被覆
炉は所望の機械的性質を与えるためにストリップは焼き
なましされ、そして該ストリップが被覆前に浴温より高
い温度にするために使用されていた。クロム含有合金の
濡れ性を改良するために、種々の被覆法が開発されてい
る。
ストリップの調製は、ストリップの洗浄および被覆前の
保護性水素雰囲気の維持を包含する。典型的には、被覆
炉は所望の機械的性質を与えるためにストリップは焼き
なましされ、そして該ストリップが被覆前に浴温より高
い温度にするために使用されていた。クロム含有合金の
濡れ性を改良するために、種々の被覆法が開発されてい
る。
【０００４】米国特許第4,891,274号明細書は、０．１
％超過の珪素は濡れ性の問題を引き起こし、そして０．
１６％超過のチタンは、鋼の融解中に還元剤として働
き、且つスラグ及び耐火物から融解物への珪素の導入に
寄与することを教示している。０．１％未満の珪素レベ
ルは、被覆プロセス中にストリップに珪素酸化物が形成
することを避けるために重要であった。
％超過の珪素は濡れ性の問題を引き起こし、そして０．
１６％超過のチタンは、鋼の融解中に還元剤として働
き、且つスラグ及び耐火物から融解物への珪素の導入に
寄与することを教示している。０．１％未満の珪素レベ
ルは、被覆プロセス中にストリップに珪素酸化物が形成
することを避けるために重要であった。
【０００５】米国特許第4,675,214号明細書は、クロム
の酸化を最小にするために直接式焼き炉を出たストリッ
プをすぐに還元性雰囲気にする必要があることを教示し
ている。典型的には、ストリップは、例えば水素２０容
量％及び窒素８０容量％の雰囲気を有する輻射管式炉内
で、６７７〜９５４℃に加熱され、被覆浴に入る前に、
好ましくは−１２℃未満の露点及び４０ppm未満の酸素
を有し、ほとんど純水素の雰囲気中で６６０〜７３２℃
に冷却される。
の酸化を最小にするために直接式焼き炉を出たストリッ
プをすぐに還元性雰囲気にする必要があることを教示し
ている。典型的には、ストリップは、例えば水素２０容
量％及び窒素８０容量％の雰囲気を有する輻射管式炉内
で、６７７〜９５４℃に加熱され、被覆浴に入る前に、
好ましくは−１２℃未満の露点及び４０ppm未満の酸素
を有し、ほとんど純水素の雰囲気中で６６０〜７３２℃
に冷却される。
【０００６】米国特許第5,023,113号明細書によれば、
直接式焼き炉中に遊離酸素がないときでも、水および表
面に存在するクロムの存在のために、十分な酸化可能性
を有するものと考えていた。ストリップの表面に形成さ
れたクロム酸化物は、被覆浴に入る前に、保護性水素雰
囲気により除去されなかった。直接式焼き炉の温度は、
該表面の油、汚れ及び鉄酸化物の除去中は下げられ、ク
ロムの過度の酸化を回避することが試みられていた。つ
いで、ストリップは、少なくとも９５％の水素、２００
ppm未満の酸素及び０°Ｆ（−１８℃）未満の露点を有
する他の炉区画内で、完全焼きなまし条件にさらに加熱
された。ついで、ストリップは、被覆浴に通す前に、少
なくとも９７％の水素及び−２０°Ｆ（−２９℃）以下
の露点を有する保護性雰囲気を有する炉の出口を通過さ
せられた。
直接式焼き炉中に遊離酸素がないときでも、水および表
面に存在するクロムの存在のために、十分な酸化可能性
を有するものと考えていた。ストリップの表面に形成さ
れたクロム酸化物は、被覆浴に入る前に、保護性水素雰
囲気により除去されなかった。直接式焼き炉の温度は、
該表面の油、汚れ及び鉄酸化物の除去中は下げられ、ク
ロムの過度の酸化を回避することが試みられていた。つ
いで、ストリップは、少なくとも９５％の水素、２００
ppm未満の酸素及び０°Ｆ（−１８℃）未満の露点を有
する他の炉区画内で、完全焼きなまし条件にさらに加熱
された。ついで、ストリップは、被覆浴に通す前に、少
なくとも９７％の水素及び−２０°Ｆ（−２９℃）以下
の露点を有する保護性雰囲気を有する炉の出口を通過さ
せられた。
【０００７】米国特許第4,883,723号明細書では、フェラ
イト合金を少なくとも１２３２°Ｆ（６６６℃）の温度
又は溶融アルミニウム浴の温度に加熱している。その雰
囲気は少なくとも９５％の水素であり、露点は４０°Ｆ
（４．４℃）以下である。加熱は典型的には、被覆浴に
接続している直接式焼き炉及び輻射管式炉で行われてい
た。
イト合金を少なくとも１２３２°Ｆ（６６６℃）の温度
又は溶融アルミニウム浴の温度に加熱している。その雰
囲気は少なくとも９５％の水素であり、露点は４０°Ｆ
（４．４℃）以下である。加熱は典型的には、被覆浴に
接続している直接式焼き炉及び輻射管式炉で行われてい
た。
【０００８】クロム含有合金鉄の濡れ性を改良する他の
アプローチとしては、アルミ化の前に中間被覆を行うこ
とであった。これらの被覆層は、アルミ化の前に、ニッ
ケル又は銅基のものであり、あるいは鉄−硼素又は鉄−
リン層が開発された。米国特許第4,891,274号では、ク
ロム合金鋼の濡れ性の改良のためにニッケル被覆を提供
した。この特許は、雰囲気中の酸素が１ppmより多く且
つ露点が−４０℃より高い場合には、通常の被覆法を用
いて満足なアルミニウム被覆を得ることができないこと
を教示している。炉におけるこれらレベルのコントロー
ルは、困難であること及び表面が酸化されて濡れ性が劣
り且つ被覆欠陥が生ずることを教示している。
アプローチとしては、アルミ化の前に中間被覆を行うこ
とであった。これらの被覆層は、アルミ化の前に、ニッ
ケル又は銅基のものであり、あるいは鉄−硼素又は鉄−
リン層が開発された。米国特許第4,891,274号では、ク
ロム合金鋼の濡れ性の改良のためにニッケル被覆を提供
した。この特許は、雰囲気中の酸素が１ppmより多く且
つ露点が−４０℃より高い場合には、通常の被覆法を用
いて満足なアルミニウム被覆を得ることができないこと
を教示している。炉におけるこれらレベルのコントロー
ルは、困難であること及び表面が酸化されて濡れ性が劣
り且つ被覆欠陥が生ずることを教示している。
【０００９】近時、アルミニウムのためのクロム合金の
濡れ性を改良するために、２つの他のアプローチがなさ
れた。その１つは欧州特許第467,749号であり、これは
アルミ化炉において高純度水素の必要性を避ける方法を
教示している。３％未満の酸素を含有する非酸化性雰囲
気中でストリップを５００℃（９３２°Ｆ）未満の温度
で予備加熱し、−４０℃（−４０°Ｆ）未満、好ましく
は−５０℃（−５８°Ｆ）未満の露点を有する雰囲気
で、９５０℃（１７４０°Ｆ）未満の温度で、第２非酸
化性雰囲気中のストリップを加熱することにより、冷却
炉及び出口の雰囲気が純粋な水素である必要がなくなっ
た。ストリップ表面は窒素雰囲気又は窒素／水素雰囲気
のような非反応性雰囲気を通過させることができた。窒
素雰囲気は２０ppm未満の酸素及び−６０℃（−７６°
Ｆ）未満の露点を有し、水素雰囲気は１０ppm未満の酸
素及び−６０℃（−７６°Ｆ）未満の露点を有してい
た。ストリップ温度はほぼ浴の温度に冷却され、浴を通
過する。珪素を有するアルミニウム浴は合金層が最小に
され且つ脆性が減少するように決められた。連続被覆炉
中でアルミ化されるストリップを調製する方法は、全処
理時間が約７時間以内であった。
濡れ性を改良するために、２つの他のアプローチがなさ
れた。その１つは欧州特許第467,749号であり、これは
アルミ化炉において高純度水素の必要性を避ける方法を
教示している。３％未満の酸素を含有する非酸化性雰囲
気中でストリップを５００℃（９３２°Ｆ）未満の温度
で予備加熱し、−４０℃（−４０°Ｆ）未満、好ましく
は−５０℃（−５８°Ｆ）未満の露点を有する雰囲気
で、９５０℃（１７４０°Ｆ）未満の温度で、第２非酸
化性雰囲気中のストリップを加熱することにより、冷却
炉及び出口の雰囲気が純粋な水素である必要がなくなっ
た。ストリップ表面は窒素雰囲気又は窒素／水素雰囲気
のような非反応性雰囲気を通過させることができた。窒
素雰囲気は２０ppm未満の酸素及び−６０℃（−７６°
Ｆ）未満の露点を有し、水素雰囲気は１０ppm未満の酸
素及び−６０℃（−７６°Ｆ）未満の露点を有してい
た。ストリップ温度はほぼ浴の温度に冷却され、浴を通
過する。珪素を有するアルミニウム浴は合金層が最小に
され且つ脆性が減少するように決められた。連続被覆炉
中でアルミ化されるストリップを調製する方法は、全処
理時間が約７時間以内であった。
【００１０】カナダ特許出願第2,071,189号では、スト
リップを予備焼きなましし、アルカリ洗浄し、水洗して
乾燥し、そしてクロム酸化物の生成を制限するために、
実質的に酸素及び水蒸気を含まない水素−窒素（２５〜
５０容量％の水素、残部が窒素）雰囲気中で１４７０°
Ｆ（８００℃）未満、典型的には１３５０〜１４００°
Ｆ（７３３〜７６０℃）の温度で輻射加熱することから
なる方法を使用することにより、クロム含有鋼ストリッ
プを被覆していた。クロム酸化物へ還元性雰囲気を与え
るために、入口側で−３０°Ｆ（−３５℃）〜−１０°
Ｆ（−２３℃）、下流側で−５０°Ｆ（−４５℃）〜−
４５°Ｆ（−４３℃）及び出口で−６０°Ｆ（−５１
℃）であるコントロールされた露点が使用された。スト
リップは珪素約１０％を含有するアルミニウム浴中で被
覆された。ストリップを上記方法に付す前に予備焼きな
ましすることは、被覆ラインにおいて焼きなましを行う
のと同様の性質を与えた。予備焼きなましの条件は与え
られていない。
リップを予備焼きなましし、アルカリ洗浄し、水洗して
乾燥し、そしてクロム酸化物の生成を制限するために、
実質的に酸素及び水蒸気を含まない水素−窒素（２５〜
５０容量％の水素、残部が窒素）雰囲気中で１４７０°
Ｆ（８００℃）未満、典型的には１３５０〜１４００°
Ｆ（７３３〜７６０℃）の温度で輻射加熱することから
なる方法を使用することにより、クロム含有鋼ストリッ
プを被覆していた。クロム酸化物へ還元性雰囲気を与え
るために、入口側で−３０°Ｆ（−３５℃）〜−１０°
Ｆ（−２３℃）、下流側で−５０°Ｆ（−４５℃）〜−
４５°Ｆ（−４３℃）及び出口で−６０°Ｆ（−５１
℃）であるコントロールされた露点が使用された。スト
リップは珪素約１０％を含有するアルミニウム浴中で被
覆された。ストリップを上記方法に付す前に予備焼きな
ましすることは、被覆ラインにおいて焼きなましを行う
のと同様の性質を与えた。予備焼きなましの条件は与え
られていない。
【００１１】かくして、付加的な被覆層を使用せずにク
ロム合金をアルミ化する予備被覆方法は、ストリップを
洗浄し、表面におけるクロムの酸化を避けるために、酸
素及び露点がコントロールされたレベルの水素／窒素雰
囲気を使用してインラインでストリップを焼きなましす
る被覆炉に依存していた。
ロム合金をアルミ化する予備被覆方法は、ストリップを
洗浄し、表面におけるクロムの酸化を避けるために、酸
素及び露点がコントロールされたレベルの水素／窒素雰
囲気を使用してインラインでストリップを焼きなましす
る被覆炉に依存していた。
【００１２】退色を防止し且つ奇麗な光沢表面状態を与
えるために、連続的な焼きなましライン又は箱なましを
使用してステンレス鋼を保護性雰囲気中で光輝焼きなま
しすることが行われていた。純粋な水素又は水素と窒素
の混合物が表面を光沢状態に維持するために使用され
た。得られた材料は、光輝を必要とする自動車用トリ
ム、台所用具、その他の用途品に広く使用される。水素
雰囲気の使用は高価であり、窒素への置換はコストを低
減する。しかしながら、窒素は、窒素の取り上げ（窒
化）が起こりうるので、制御しなければならず、水素は
水素脆化を引き起こす可能性がある。また、箱なましの
実施は、以前は、光沢のある表面を与えるために必要な
炉中の露点のコントロールに制限があった。
えるために、連続的な焼きなましライン又は箱なましを
使用してステンレス鋼を保護性雰囲気中で光輝焼きなま
しすることが行われていた。純粋な水素又は水素と窒素
の混合物が表面を光沢状態に維持するために使用され
た。得られた材料は、光輝を必要とする自動車用トリ
ム、台所用具、その他の用途品に広く使用される。水素
雰囲気の使用は高価であり、窒素への置換はコストを低
減する。しかしながら、窒素は、窒素の取り上げ（窒
化）が起こりうるので、制御しなければならず、水素は
水素脆化を引き起こす可能性がある。また、箱なましの
実施は、以前は、光沢のある表面を与えるために必要な
炉中の露点のコントロールに制限があった。
【００１３】焼きなましの実施のために考慮すべき他の
重要事項は焼きなまし後の鋼表面の状態である。ほとん
どの連続焼きなまし処理は、表面のスケールを除去する
ための酸洗い工程を含む。加熱の間、鋼は酸化体、例え
ば酸素、水及び二酸化炭素と反応して、スケールとなる
酸化物を形成する。焼きなましの時間、温度及び雰囲気
はスケールの性質を決定する。表面のクロム、アルミニ
ウム、珪素及びチタンは非常に容易に酸化される。
重要事項は焼きなまし後の鋼表面の状態である。ほとん
どの連続焼きなまし処理は、表面のスケールを除去する
ための酸洗い工程を含む。加熱の間、鋼は酸化体、例え
ば酸素、水及び二酸化炭素と反応して、スケールとなる
酸化物を形成する。焼きなましの時間、温度及び雰囲気
はスケールの性質を決定する。表面のクロム、アルミニ
ウム、珪素及びチタンは非常に容易に酸化される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はアルミ
ニウム被覆法で溶融メッキしたときに、濡れ性の良い表
面を有するクロム含有合金鋼ストリップを提供すること
である。本発明の他の目的は、他の焼きなまし法であら
かじめ与えられるよりも高い鉄／クロム比を有するクロ
ム合金ストリップの表面を調製することである。溶融メ
ッキアルミ化用のクロム含有鋼合金の製造は、表面の濡
れ性が劣り且つクロム酸化物の性質のために、以前は困
難なことであった。本発明はアルミ化のための、予備焼
きなましされたクロム合金鋼ストリップの製造および未
被覆スポットの非常に少ないアルミ化クロム合金鋼に関
する。
ニウム被覆法で溶融メッキしたときに、濡れ性の良い表
面を有するクロム含有合金鋼ストリップを提供すること
である。本発明の他の目的は、他の焼きなまし法であら
かじめ与えられるよりも高い鉄／クロム比を有するクロ
ム合金ストリップの表面を調製することである。溶融メ
ッキアルミ化用のクロム含有鋼合金の製造は、表面の濡
れ性が劣り且つクロム酸化物の性質のために、以前は困
難なことであった。本発明はアルミ化のための、予備焼
きなましされたクロム合金鋼ストリップの製造および未
被覆スポットの非常に少ないアルミ化クロム合金鋼に関
する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、実質的
に純粋なアルミニウム浴、１５％までの珪素を含有する
アルミニウム浴または他の合金元素を含有するアルミニ
ウム浴での溶融メッキ法によりアルミ化されるべき、改
良された予備焼きなましクロム合金鋼ストリップが提供
される。アルミ化されたクロム合金鋼ストリップは、そ
の表面における未被覆スポットの減少により改良されて
おり、それは光輝焼きなまし雰囲気中で乾式箱なましに
より、且つ予備焼きなまし中に形成される表面をストリ
ップがアルミ化されるまで保護することにより達成され
る。予備焼きなましされた表面を破壊する表面の酸洗い
又は洗浄はいずれも避けるべきである。予備焼きなまし
された表面は、被覆炉の中にある間は、非酸化性雰囲気
の使用により保持される。また、ストリップは既に予備
焼きなましされているので、被覆炉中のストリップの温
度を下げるか、またはラインスピードを増加することが
できる。
に純粋なアルミニウム浴、１５％までの珪素を含有する
アルミニウム浴または他の合金元素を含有するアルミニ
ウム浴での溶融メッキ法によりアルミ化されるべき、改
良された予備焼きなましクロム合金鋼ストリップが提供
される。アルミ化されたクロム合金鋼ストリップは、そ
の表面における未被覆スポットの減少により改良されて
おり、それは光輝焼きなまし雰囲気中で乾式箱なましに
より、且つ予備焼きなまし中に形成される表面をストリ
ップがアルミ化されるまで保護することにより達成され
る。予備焼きなましされた表面を破壊する表面の酸洗い
又は洗浄はいずれも避けるべきである。予備焼きなまし
された表面は、被覆炉の中にある間は、非酸化性雰囲気
の使用により保持される。また、ストリップは既に予備
焼きなましされているので、被覆炉中のストリップの温
度を下げるか、またはラインスピードを増加することが
できる。
【００１６】クロム合金鋼、代表的には、約１０〜１
４．５％のクロムを含有する、タイプ４０９のようなフ
ェライト鋼は、−６０℃（−７５°Ｆ）未満の非常に低
い露点を有する光輝焼きなまし水素雰囲気を使用して、
被覆前に、箱なましが行われる。乾燥水素中の箱なまし
により、他の焼きなまし技術により製造される表面より
も容易に濡れる、クロム合金鋼の表面が得られる。アル
ミニウム濡れ性の表面を調製するために選択された非常
に低い露点を有する高純度水素雰囲気と共に、機械的性
質のために選択された箱なまし時間及び温度を使用する
ことにより、改良された表面が提供される。予備焼きな
まし表面は鉄に富んでいるという特徴を有し、これが改
良された濡れ性を与えるものと思われる。
４．５％のクロムを含有する、タイプ４０９のようなフ
ェライト鋼は、−６０℃（−７５°Ｆ）未満の非常に低
い露点を有する光輝焼きなまし水素雰囲気を使用して、
被覆前に、箱なましが行われる。乾燥水素中の箱なまし
により、他の焼きなまし技術により製造される表面より
も容易に濡れる、クロム合金鋼の表面が得られる。アル
ミニウム濡れ性の表面を調製するために選択された非常
に低い露点を有する高純度水素雰囲気と共に、機械的性
質のために選択された箱なまし時間及び温度を使用する
ことにより、改良された表面が提供される。予備焼きな
まし表面は鉄に富んでいるという特徴を有し、これが改
良された濡れ性を与えるものと思われる。
【００１７】アルミ化炉は所望の機械的性質を与えるた
めではなく、少なくとも浴の温度でストリップを提供す
るために寄与するから、予備焼きなましクロム合金鋼は
より低い温度で且つより速いラインスピードでアルミ化
炉を運転することを可能にする。予備焼きなましされた
鋼のストリップ表面は、予備焼きなましされた表面が維
持されるならば、濡れ性の表面を得るために被覆炉中で
高純度水素雰囲気を必要としない。従って、被覆ライン
炉への要求は、存在するストリップ表面状態を維持し且
つストリップを少なくとも浴温度の温度にすることだけ
である。
めではなく、少なくとも浴の温度でストリップを提供す
るために寄与するから、予備焼きなましクロム合金鋼は
より低い温度で且つより速いラインスピードでアルミ化
炉を運転することを可能にする。予備焼きなましされた
鋼のストリップ表面は、予備焼きなましされた表面が維
持されるならば、濡れ性の表面を得るために被覆炉中で
高純度水素雰囲気を必要としない。従って、被覆ライン
炉への要求は、存在するストリップ表面状態を維持し且
つストリップを少なくとも浴温度の温度にすることだけ
である。
【００１８】本発明の特徴は、連続溶融メッキ被覆操作
でアルミニウムにより、より濡れ性であるストリップ表
面を与えるために、乾式光輝焼きなまし雰囲気を用いて
クロム合金を焼きなましするための箱なまし炉を使用す
ることにある。本発明の付加的特徴は、ストリップ表面
の濡れ性を改良するために、−６０℃（−７５°Ｆ）未
満の露点を有する水素箱なまし雰囲気を使用することに
ある。本発明の他の付加的特徴は、アルミニウム浴と接
触させたときに表面を濡れ性にしうる箱なましの間に生
ずる鉄に富んだ表面を保持することにある。本発明の利
点は、アルミ化されたストリップが未被覆スポットの減
少のために非常に改良された品質を有するということで
ある。本発明の付加的利点は、予備焼きなましされたス
トリップは焼きなまし温度に加熱する必要がないから、
被覆炉中で用いられるラインスピードをより速くするこ
とが可能であるということである。本発明のさらなる利
点は、濡れ性表面を与えるために高純度水素ガスを必要
としないので、被覆炉で用いられるガスのコストが低減
されるということである。上記の目的、特徴及び利点は
以下の詳細な記載から明らかとなろう。
でアルミニウムにより、より濡れ性であるストリップ表
面を与えるために、乾式光輝焼きなまし雰囲気を用いて
クロム合金を焼きなましするための箱なまし炉を使用す
ることにある。本発明の付加的特徴は、ストリップ表面
の濡れ性を改良するために、−６０℃（−７５°Ｆ）未
満の露点を有する水素箱なまし雰囲気を使用することに
ある。本発明の他の付加的特徴は、アルミニウム浴と接
触させたときに表面を濡れ性にしうる箱なましの間に生
ずる鉄に富んだ表面を保持することにある。本発明の利
点は、アルミ化されたストリップが未被覆スポットの減
少のために非常に改良された品質を有するということで
ある。本発明の付加的利点は、予備焼きなましされたス
トリップは焼きなまし温度に加熱する必要がないから、
被覆炉中で用いられるラインスピードをより速くするこ
とが可能であるということである。本発明のさらなる利
点は、濡れ性表面を与えるために高純度水素ガスを必要
としないので、被覆炉で用いられるガスのコストが低減
されるということである。上記の目的、特徴及び利点は
以下の詳細な記載から明らかとなろう。
【００１９】クロムを含有する溶融メッキアルミ化鋼ス
トリップは、表面のクロム酸化物の存在により被覆浴に
浸漬中に容易に濡れないというやっかいなことが、常に
あった。溶融メッキ被覆ラインは設備として焼きなまし
及び洗浄許容装置を有するので、被覆のための表面の調
製には、一般には予備洗浄又は予備焼きなまし工程が含
まれなかった。被覆前のこれらの工程は一般に正当化さ
れない付加的な出費となる。ストリップは被覆炉中で少
なくとも被覆浴の温度までに加熱されねばならないか
ら、被覆用のストリップの調製のために、サイクルの一
部として、焼きなまし処理を包含することが通常の実施
であった。被覆炉外で行われる連続焼きなまし処理は、
表面酸化物及び他の表面状態の除去のために、典型的に
は最終洗浄又は酸洗い工程を包含している。よく乾燥し
た水素を使用して箱炉中で光輝焼きなましされたクロム
合金ストリップは、予備焼きなまし費用が正当化しうる
被覆された他の表面とは著しく異なる表面を生成するこ
とだけが、現実性を有する。
トリップは、表面のクロム酸化物の存在により被覆浴に
浸漬中に容易に濡れないというやっかいなことが、常に
あった。溶融メッキ被覆ラインは設備として焼きなまし
及び洗浄許容装置を有するので、被覆のための表面の調
製には、一般には予備洗浄又は予備焼きなまし工程が含
まれなかった。被覆前のこれらの工程は一般に正当化さ
れない付加的な出費となる。ストリップは被覆炉中で少
なくとも被覆浴の温度までに加熱されねばならないか
ら、被覆用のストリップの調製のために、サイクルの一
部として、焼きなまし処理を包含することが通常の実施
であった。被覆炉外で行われる連続焼きなまし処理は、
表面酸化物及び他の表面状態の除去のために、典型的に
は最終洗浄又は酸洗い工程を包含している。よく乾燥し
た水素を使用して箱炉中で光輝焼きなましされたクロム
合金ストリップは、予備焼きなまし費用が正当化しうる
被覆された他の表面とは著しく異なる表面を生成するこ
とだけが、現実性を有する。
【００２０】本発明において“ストリップ”という用語
を使用する場合は、幅又は厚さ制限のない連続ストラン
ドのことであり、横断面が円のストランドを包含するこ
とができるものと理解すべきである。以下に記載する全
ての組成範囲は重量％基準であり、全ての雰囲気限定は
容量基準である。また、溶融メッキアルミ化は、ストリ
ップが浴に浸漬されずに、表面が接触する、ストリップ
の一側面（一表面）だけの被覆を包含することを意味す
る。
を使用する場合は、幅又は厚さ制限のない連続ストラン
ドのことであり、横断面が円のストランドを包含するこ
とができるものと理解すべきである。以下に記載する全
ての組成範囲は重量％基準であり、全ての雰囲気限定は
容量基準である。また、溶融メッキアルミ化は、ストリ
ップが浴に浸漬されずに、表面が接触する、ストリップ
の一側面（一表面）だけの被覆を包含することを意味す
る。
【００２１】ほとんどのアルミニウム被覆は約１０％レ
ベルの珪素を含有しており、これらはタイプ１と定義さ
れている。珪素は、主に鉄とアルミニウムとの合金層の
コントロールのために添加される。タイプ２のアルミニ
ウム被覆は、通常の不純物及び浴を通過する鋼から溶解
により生ずる鉄を除き、実質的に純粋なアルミニウムで
ある。
ベルの珪素を含有しており、これらはタイプ１と定義さ
れている。珪素は、主に鉄とアルミニウムとの合金層の
コントロールのために添加される。タイプ２のアルミニ
ウム被覆は、通常の不純物及び浴を通過する鋼から溶解
により生ずる鉄を除き、実質的に純粋なアルミニウムで
ある。
【００２２】鋼ストリップ表面上の非常に薄い酸化物は
反応性アルミニウム浴により還元させることができる。
表面のクロム酸化物は、他の酸化物よりも還元させるこ
とが非常に困難であり、濡れ性を許容するには非常に薄
くなければならない。焼きなまし炉でクロム酸化物の厚
さをコントロールすることは、クロムが容易に酸化され
るので、非常に難しい。乾燥光輝焼きなまし雰囲気での
箱なましは、鋼が被覆浴に入る時まで維持されれば、濡
れ性のあるクロム鋼の表面を与える。
反応性アルミニウム浴により還元させることができる。
表面のクロム酸化物は、他の酸化物よりも還元させるこ
とが非常に困難であり、濡れ性を許容するには非常に薄
くなければならない。焼きなまし炉でクロム酸化物の厚
さをコントロールすることは、クロムが容易に酸化され
るので、非常に難しい。乾燥光輝焼きなまし雰囲気での
箱なましは、鋼が被覆浴に入る時まで維持されれば、濡
れ性のあるクロム鋼の表面を与える。
【００２３】比較的純粋な水素及び−６０℃（−７５°
Ｆ）未満、好ましくは−６２℃（−８０°Ｆ）未満、よ
り好ましくは−６５℃（−８５°Ｆ）の低い露点を使用
して箱なましを行うことにより、本発明の予備焼きなま
し表面が得られる。箱なまし炉中で非常に低い露点を得
るには、炉は機密に囲まれた本体構造およびきめ細かく
調節される条件を必要とする。また、箱なましのサイク
ルは、改良された表面状態に寄与しうる連続焼きなまし
より長い、均熱温度での時間を与える。
Ｆ）未満、好ましくは−６２℃（−８０°Ｆ）未満、よ
り好ましくは−６５℃（−８５°Ｆ）の低い露点を使用
して箱なましを行うことにより、本発明の予備焼きなま
し表面が得られる。箱なまし炉中で非常に低い露点を得
るには、炉は機密に囲まれた本体構造およびきめ細かく
調節される条件を必要とする。また、箱なましのサイク
ルは、改良された表面状態に寄与しうる連続焼きなまし
より長い、均熱温度での時間を与える。
【００２４】予備焼きなまし中は、鋼ストリップ表面に
は潤滑油があり、これは１００℃で水の初期沸騰によ
り、ついで典型的には約４００℃で潤滑油炭化水素の水
素化により除去される。均一な加熱を行えば、潤滑油残
渣が分離することはないようである。高還元性水素雰囲
気は、酸洗い、貯蔵及び約６００℃の温度での冷間圧延
からの酸化物残渣を水蒸気に変換し、該水蒸気はストリ
ップ上の少量の炭素と反応して二酸化炭素を形成する。
は潤滑油があり、これは１００℃で水の初期沸騰によ
り、ついで典型的には約４００℃で潤滑油炭化水素の水
素化により除去される。均一な加熱を行えば、潤滑油残
渣が分離することはないようである。高還元性水素雰囲
気は、酸洗い、貯蔵及び約６００℃の温度での冷間圧延
からの酸化物残渣を水蒸気に変換し、該水蒸気はストリ
ップ上の少量の炭素と反応して二酸化炭素を形成する。
【００２５】ストリップの合金元素は雰囲気（水素ガス
及び低露点）の低酸化能力によっては酸化されないよう
である。奇麗な金属表面はアルミ化のための表面の濡れ
性には非常に重要である。また、該表面は結晶粒界にお
けるクロム酸化及びエッジ酸化が殆どないという特徴が
ある。ストリップ表面の濡れ性が改良されるのは、種々
の方法を使用して、幅広い深さに亙って存在することが
測定された、表面における鉄の濃縮に起因するものと考
えられる。表面状態を説明するための正確な理論は完全
には定められないが、表面は他の表面調製法のものとは
明らかに相違することがわかり、そして上記した乾燥箱
なまし条件が、非常に簡単な且つ他の溶融メッキにより
あらかじめ得られないレベルの品質が得られるアルミ化
操作を保証するに充分な所望の条件を与えることがわか
った。
及び低露点）の低酸化能力によっては酸化されないよう
である。奇麗な金属表面はアルミ化のための表面の濡れ
性には非常に重要である。また、該表面は結晶粒界にお
けるクロム酸化及びエッジ酸化が殆どないという特徴が
ある。ストリップ表面の濡れ性が改良されるのは、種々
の方法を使用して、幅広い深さに亙って存在することが
測定された、表面における鉄の濃縮に起因するものと考
えられる。表面状態を説明するための正確な理論は完全
には定められないが、表面は他の表面調製法のものとは
明らかに相違することがわかり、そして上記した乾燥箱
なまし条件が、非常に簡単な且つ他の溶融メッキにより
あらかじめ得られないレベルの品質が得られるアルミ化
操作を保証するに充分な所望の条件を与えることがわか
った。
【００２６】アルミ化されるクロム合金ストリップの改
良された表面は、予備焼きなまし実施後に、外表面を除
去し及びベース基金属に似た表面を与える酸洗いを行う
ことなく保持される。Ebner HICON/H2(商品名)ベル炉の
ような炉で光輝焼きなまし中に、高水素及び低露点雰囲
気が使用された場合は、改良された予備焼きなまし表面
はベース金属より顕著に高いＦｅ/Ｃｒ比を有する。
良された表面は、予備焼きなまし実施後に、外表面を除
去し及びベース基金属に似た表面を与える酸洗いを行う
ことなく保持される。Ebner HICON/H2(商品名)ベル炉の
ような炉で光輝焼きなまし中に、高水素及び低露点雰囲
気が使用された場合は、改良された予備焼きなまし表面
はベース金属より顕著に高いＦｅ/Ｃｒ比を有する。
【００２７】本発明の鋼に存在するクロムの広い範囲は
０．５％超過から３０％まで又はそれ以上に変えること
ができる。代表的には、鋼は少なくとも６％のクロム、
より典型的には少なくとも８％のクロムを含有する。通
常、約１０〜３０％のクロム範囲が使用される。
０．５％超過から３０％まで又はそれ以上に変えること
ができる。代表的には、鋼は少なくとも６％のクロム、
より典型的には少なくとも８％のクロムを含有する。通
常、約１０〜３０％のクロム範囲が使用される。
【００２８】また、ストリップ表面は、タイプ４０９中
ステンレス鋼に存在するＴｉ及びＡｌのような合金元素
を有する。典型的には、アルミニウムは約０．０１％〜
０．１％の範囲で存在し、チタンは少なくとも０．１
％、例えば０．５％又はそれ以上の量で存在する。チタ
ンは約１％またはそれ以上までの範囲の量で合金中に存
在していてもよい。これら合金金属がベース金属中に存
在する場合は、外側層はこれら合金元素に富んでいる。
存在する雰囲気及び露点が調節された光輝焼きなまし箱
炉中で焼きなましが行われた場合は、被覆することが困
難な酸化物を慣例的に形成していたＴｉ及びＡｌのよう
な元素の存在は問題でない。被覆浴に入る前のストリッ
プの還元中に還元されない酸化物が形成される場合に
は、これら金属はストリップに付着し、仕上げ中に分離
する浴表面上のドロス（アルミニウム酸化物）を形成す
るものと思われる。
ステンレス鋼に存在するＴｉ及びＡｌのような合金元素
を有する。典型的には、アルミニウムは約０．０１％〜
０．１％の範囲で存在し、チタンは少なくとも０．１
％、例えば０．５％又はそれ以上の量で存在する。チタ
ンは約１％またはそれ以上までの範囲の量で合金中に存
在していてもよい。これら合金金属がベース金属中に存
在する場合は、外側層はこれら合金元素に富んでいる。
存在する雰囲気及び露点が調節された光輝焼きなまし箱
炉中で焼きなましが行われた場合は、被覆することが困
難な酸化物を慣例的に形成していたＴｉ及びＡｌのよう
な元素の存在は問題でない。被覆浴に入る前のストリッ
プの還元中に還元されない酸化物が形成される場合に
は、これら金属はストリップに付着し、仕上げ中に分離
する浴表面上のドロス（アルミニウム酸化物）を形成す
るものと思われる。
【００２９】他の意味のある添加物及び残存元素は、従
来周知の要求性能に基づいて、フェライト、マルテンサ
イト又はオーステナイト合金鉄に存在させることができ
る。
来周知の要求性能に基づいて、フェライト、マルテンサ
イト又はオーステナイト合金鉄に存在させることができ
る。
【００３０】ストリップ表面は、光輝箱なましサイクル
における予備焼きなまし条件の結果として生成される。
連続ストリップ焼きなまし及び光輝焼きなましではない
慣用箱なましにおいては、本発明のような表面は調製さ
れない。これら連続焼きなまし及び慣用箱なましは、ア
ルミニウム浴のために良好な濡れ性を有するストリップ
表面を与える露点コントロール、実質的に純粋な水素雰
囲気及び長い均熱時間を使用するものではない。
における予備焼きなまし条件の結果として生成される。
連続ストリップ焼きなまし及び光輝焼きなましではない
慣用箱なましにおいては、本発明のような表面は調製さ
れない。これら連続焼きなまし及び慣用箱なましは、ア
ルミニウム浴のために良好な濡れ性を有するストリップ
表面を与える露点コントロール、実質的に純粋な水素雰
囲気及び長い均熱時間を使用するものではない。
【００３１】クロム鋼合金の光輝焼きなましは高濃度水
素雰囲気を使用して高対流ベル炉中で行われる。特に、
Ebner Furnaces社のHICON/H2炉が成功裏に使用された。
非常に低い露点を有する純粋な水素雰囲気の使用は、ア
ルミ化のために必要な奇麗な表面並びに所望の機械的性
質の形成には非常に重要である。
素雰囲気を使用して高対流ベル炉中で行われる。特に、
Ebner Furnaces社のHICON/H2炉が成功裏に使用された。
非常に低い露点を有する純粋な水素雰囲気の使用は、ア
ルミ化のために必要な奇麗な表面並びに所望の機械的性
質の形成には非常に重要である。
【００３２】Ebner系では内部ベース断熱材を包む金属
製カバーを有する機密なベースが使用される。該系の加
熱及び冷却速度を増加させるための対流加熱移動のため
に、高速ファンが使用される。プロセス雰囲気はガス燃
焼炉又は電気炉により加熱される。高速ファンは、均衡
した雰囲気を与える特別な対流板で熱が移動する水平で
波状の内部カバー壁に沿って、純粋な水素プロセス雰囲
気を循環させるので、処理中の材料が非常に均一に加熱
及び冷却される。冷却は、サイクルをできるだけ短くす
るために、強制空気及び水冷却により行われる。
製カバーを有する機密なベースが使用される。該系の加
熱及び冷却速度を増加させるための対流加熱移動のため
に、高速ファンが使用される。プロセス雰囲気はガス燃
焼炉又は電気炉により加熱される。高速ファンは、均衡
した雰囲気を与える特別な対流板で熱が移動する水平で
波状の内部カバー壁に沿って、純粋な水素プロセス雰囲
気を循環させるので、処理中の材料が非常に均一に加熱
及び冷却される。冷却は、サイクルをできるだけ短くす
るために、強制空気及び水冷却により行われる。
【００３３】Ebner炉は露点により決定される乾燥度合
いを改良するという多くの特徴を有する。その幾つか
は、これにより酸素及び水蒸気の流入を防止する全て金
属で包まれた焼きなまし炉の作業スペース、くぼみケー
シングでシールされた断熱材、作業ベース及びカバーフ
ランジ用の水冷却循環要素、および水冷却カバーを包含
することであり、さらにファンモーターの環状ゴム要素
が優れたシール性を与えることである。インペラーは優
れた循環および迅速な加熱／冷却速度を与える。他の特
徴は、載荷板の吸入拡散器、特別な対流板、及びガス燃
焼又は電気加熱により加熱される内部カバーに沿った高
流速プロセス雰囲気循環を包含する。短い冷却サイクル
を与える空気／水組合せ冷却ベルにより、供給物が冷却
される。
いを改良するという多くの特徴を有する。その幾つか
は、これにより酸素及び水蒸気の流入を防止する全て金
属で包まれた焼きなまし炉の作業スペース、くぼみケー
シングでシールされた断熱材、作業ベース及びカバーフ
ランジ用の水冷却循環要素、および水冷却カバーを包含
することであり、さらにファンモーターの環状ゴム要素
が優れたシール性を与えることである。インペラーは優
れた循環および迅速な加熱／冷却速度を与える。他の特
徴は、載荷板の吸入拡散器、特別な対流板、及びガス燃
焼又は電気加熱により加熱される内部カバーに沿った高
流速プロセス雰囲気循環を包含する。短い冷却サイクル
を与える空気／水組合せ冷却ベルにより、供給物が冷却
される。
【００３４】箱炉中でコイルを加熱する前に、炉をパー
ジして、できるだけ多くの酸素を除去すべきである。窒
素ガスを使用して、１０００ppm以下、好ましくはでき
るだ低い酸素レベルにすることができる。
ジして、できるだけ多くの酸素を除去すべきである。窒
素ガスを使用して、１０００ppm以下、好ましくはでき
るだ低い酸素レベルにすることができる。
【００３５】焼きなましサイクルの昇温段階中は、通常
雰囲気は窒素を混合した水素を含有する。ストリップは
低温で容易に酸化するから、加熱及び冷却中は表面状態
をコントロールすることが重要である。焼きなまし処理
中は低い露点にする他の理由は、鋼ストリップ表面の油
又は潤滑油を除去するためである。典型的には、これら
の油は約７００〜９００°Ｆ（３７０〜４８２℃）で分
解又は蒸発する。水素雰囲気及び高ガス流速の使用は油
除去の改良に役立つ。このことは、油除去のために雰囲
気流を増加させる焼きなましサイクルの昇温中に特に当
てはまる。均熱温度は油の蒸発温度と分解温度の間の状
態を与える。これら条件のコントロールにより、改良さ
れた濡れ性を有する光沢で奇麗な表面が得られる。
雰囲気は窒素を混合した水素を含有する。ストリップは
低温で容易に酸化するから、加熱及び冷却中は表面状態
をコントロールすることが重要である。焼きなまし処理
中は低い露点にする他の理由は、鋼ストリップ表面の油
又は潤滑油を除去するためである。典型的には、これら
の油は約７００〜９００°Ｆ（３７０〜４８２℃）で分
解又は蒸発する。水素雰囲気及び高ガス流速の使用は油
除去の改良に役立つ。このことは、油除去のために雰囲
気流を増加させる焼きなましサイクルの昇温中に特に当
てはまる。均熱温度は油の蒸発温度と分解温度の間の状
態を与える。これら条件のコントロールにより、改良さ
れた濡れ性を有する光沢で奇麗な表面が得られる。
【００３６】乾燥水素中でのタイプ４０９ステンレス鋼
の箱なましは、チタンとアルミニウムに非常に富んだ内
層面を形成させる。典型的には、タイプ４０９は約０．
０１〜０．１％のアルミニウム及び０．１〜０．５％の
チタンを含む。典型的には、アルミニウム濃度は内層面
においてベース金属レベルの１０倍である。チタンも内
層面において充分に濃縮されている。これらの内層面
は、濡れが困難であることが知られているチタン及びア
ルミニウムの酸化物の性質により予測されるような濡れ
性を妨害しない。濃縮された内層面は深くなく、アルミ
ニウム浴により容易に還元される。クロムを含有する他
の鋼合金は、ベース金属にチタン及び／又はアルミニウ
ムが存在していれば、この内層面状態を与えるであろ
う。該濃縮の相対量はベース金属の組成に依存する。合
金元素が均一に分散した鉄に富んだ表面は、改良された
濡れ特性を有する表面を与え、本発明の心臓部を形成す
る。表面層は非常に薄い。該層は保護されねばならない
ことは明らかであり、後に行われる処理中の雰囲気の相
互作用、及び鋼をアルミニウム炉に入れる前にその表面
の酸洗い又は洗浄が不必要なこと等の数々の因子に注意
する必要がある。
の箱なましは、チタンとアルミニウムに非常に富んだ内
層面を形成させる。典型的には、タイプ４０９は約０．
０１〜０．１％のアルミニウム及び０．１〜０．５％の
チタンを含む。典型的には、アルミニウム濃度は内層面
においてベース金属レベルの１０倍である。チタンも内
層面において充分に濃縮されている。これらの内層面
は、濡れが困難であることが知られているチタン及びア
ルミニウムの酸化物の性質により予測されるような濡れ
性を妨害しない。濃縮された内層面は深くなく、アルミ
ニウム浴により容易に還元される。クロムを含有する他
の鋼合金は、ベース金属にチタン及び／又はアルミニウ
ムが存在していれば、この内層面状態を与えるであろ
う。該濃縮の相対量はベース金属の組成に依存する。合
金元素が均一に分散した鉄に富んだ表面は、改良された
濡れ特性を有する表面を与え、本発明の心臓部を形成す
る。表面層は非常に薄い。該層は保護されねばならない
ことは明らかであり、後に行われる処理中の雰囲気の相
互作用、及び鋼をアルミニウム炉に入れる前にその表面
の酸洗い又は洗浄が不必要なこと等の数々の因子に注意
する必要がある。
【００３７】クロム含有鋼合金をアルミニウム被覆する
従来の試みの殆どは、被覆炉の中を還元性雰囲気及び低
い露点を使用することによりクロム酸化物の形成を最小
にするというものであった。殆どの製造操作は可能なと
きはいつでも連続焼きなましを使用しているから、箱な
ましとの差異は評価されなかった。
従来の試みの殆どは、被覆炉の中を還元性雰囲気及び低
い露点を使用することによりクロム酸化物の形成を最小
にするというものであった。殆どの製造操作は可能なと
きはいつでも連続焼きなましを使用しているから、箱な
ましとの差異は評価されなかった。
【００３８】本発明の予備焼きなましされたストリップ
の改良された濡れ性は、合金元素の酸化の抑制によるも
のである。酸素と強い親和性を有する元素、例えばクロ
ム、アルミニウム、チタン及び珪素は、非常に低い酸化
能力の雰囲気中での箱なましにより、被覆前に酸化を抑
制する。これは、非常に低い露点に関係する水蒸気と水
素の低割合により達成される。従って、本発明は合金元
素を、アルミニウム被覆浴により容易に除去及び／又は
還元される状態に置くものである。クロムのような他の
元素は、濡れ性を改良するために鉄が濃縮される表面近
くではなくなっている。
の改良された濡れ性は、合金元素の酸化の抑制によるも
のである。酸素と強い親和性を有する元素、例えばクロ
ム、アルミニウム、チタン及び珪素は、非常に低い酸化
能力の雰囲気中での箱なましにより、被覆前に酸化を抑
制する。これは、非常に低い露点に関係する水蒸気と水
素の低割合により達成される。従って、本発明は合金元
素を、アルミニウム被覆浴により容易に除去及び／又は
還元される状態に置くものである。クロムのような他の
元素は、濡れ性を改良するために鉄が濃縮される表面近
くではなくなっている。
【００３９】水素中で焼きなましする場合は、常に安全
性が最大の関心事である。焼きなまし炉の雰囲気をモニ
ターするために種々の安全性調節手段が使用され、従来
公知の緊急停止または雰囲気交換が行われる。焼きなま
し中に使用される高水素含有量は、リーク防止を確実に
するための幾つかの付加的な安全予防策を必要とする。
性が最大の関心事である。焼きなまし炉の雰囲気をモニ
ターするために種々の安全性調節手段が使用され、従来
公知の緊急停止または雰囲気交換が行われる。焼きなま
し中に使用される高水素含有量は、リーク防止を確実に
するための幾つかの付加的な安全予防策を必要とする。
【００４０】
【実施例】Ｔ４０９コイルは、Ebner HICON/H2炉中で光
輝焼きなまし法を用いて箱なましされた。コイルは焼き
なまし前にその表面に代表的な圧延エマルジョンを有し
ていた。コイルを約８２５℃（１５２０°Ｆ）の目的温
度で１００％純度の水素中で焼きなましした。アルミ化
用の材料は０．８９mmの厚さ及び１１８０mmの幅であっ
た。コイルを箱なまし炉中に５３時間置き、１４００°
Ｆ以上で１４．５時間置いた。１４００°Ｆ以上の時間
は、容易に減少され、機械的性質を与え、そして水素脆
性の機会を減少させることができた。−６０℃（−７５
°Ｆ）未満の露点を使用した。目的温度を低下すると所
望の機械的性質を与え、炉における生産性が増加した。
輝焼きなまし法を用いて箱なましされた。コイルは焼き
なまし前にその表面に代表的な圧延エマルジョンを有し
ていた。コイルを約８２５℃（１５２０°Ｆ）の目的温
度で１００％純度の水素中で焼きなましした。アルミ化
用の材料は０．８９mmの厚さ及び１１８０mmの幅であっ
た。コイルを箱なまし炉中に５３時間置き、１４００°
Ｆ以上で１４．５時間置いた。１４００°Ｆ以上の時間
は、容易に減少され、機械的性質を与え、そして水素脆
性の機会を減少させることができた。−６０℃（−７５
°Ｆ）未満の露点を使用した。目的温度を低下すると所
望の機械的性質を与え、炉における生産性が増加した。
【００４１】ついで、米国特許第4,675,214号及び第5,0
23,113号に教示されている高水素雰囲気を使用してコイ
ルをアルミ化し、慣用の技術を使用してジェット仕上げ
行い、標準操作範囲内の均一な被覆量を得た。本発明に
おいては仕上げ条件は限定されず、予備焼きなまし材料
は従来公知のいかなる手段を使用して、いかなるレベル
にも変えられるアルミニウム被覆厚さを有することがで
きる。コイルは非常に少ない酸化物パターン及び優れた
機械的性質を有していた。コイルはついで現存する被覆
法により優れた結果を有するアルミ化炉で処理された。
アルミ化炉は−１８℃（０°Ｆ）未満の露点に維持し
た。
23,113号に教示されている高水素雰囲気を使用してコイ
ルをアルミ化し、慣用の技術を使用してジェット仕上げ
行い、標準操作範囲内の均一な被覆量を得た。本発明に
おいては仕上げ条件は限定されず、予備焼きなまし材料
は従来公知のいかなる手段を使用して、いかなるレベル
にも変えられるアルミニウム被覆厚さを有することがで
きる。コイルは非常に少ない酸化物パターン及び優れた
機械的性質を有していた。コイルはついで現存する被覆
法により優れた結果を有するアルミ化炉で処理された。
アルミ化炉は−１８℃（０°Ｆ）未満の露点に維持し
た。
【００４２】
【表１】 第１表 化学組成 Ｃ Ｍｎ Ｃｒ Ｎｉ Ｔｉ Ｎ Ｓｉ Ａｌ Ｆｅ ％ 0.006 0.24 10.97 0.12 0.185 0.009 0.45 0.035 残部
【００４３】
【表２】 第２表 機械的性質 UTS(ksi) 0.2% YS(ksi) 引張伸び 硬度 RB r値 オルゼン(in) 61.5 32.7 34.5 67 1.61 0.350 (註) UTS：最大引張強さ YS ：降伏応力 （引張性は長さ方向で、被覆前に試験した。）
【００４４】予備焼きなましされたストリップは、上記
の箱なましにおける光輝焼きなまし雰囲気の使用によ
り、所望の機械的性質及び改良された濡れ性表面を与え
ることを示した。上記鋼コイルは全て非常によく被覆さ
れ未被覆スポットは殆どなかった。本発明は、生産性を
改良し且つ操作コストを下げるアルミ化炉において低水
素レベル及び低温の使用に役立つクロム含有鋼材料の焼
きなましされたコイルを提供するのに非常に有用であ
る。また、本発明の実施は、従来、ストリップ上の未被
覆スポットの生成なしには使用することが非常に困難で
あった溶融メッキアルミ被覆法より、より濡れ性のよい
表面が提供される。
の箱なましにおける光輝焼きなまし雰囲気の使用によ
り、所望の機械的性質及び改良された濡れ性表面を与え
ることを示した。上記鋼コイルは全て非常によく被覆さ
れ未被覆スポットは殆どなかった。本発明は、生産性を
改良し且つ操作コストを下げるアルミ化炉において低水
素レベル及び低温の使用に役立つクロム含有鋼材料の焼
きなましされたコイルを提供するのに非常に有用であ
る。また、本発明の実施は、従来、ストリップ上の未被
覆スポットの生成なしには使用することが非常に困難で
あった溶融メッキアルミ被覆法より、より濡れ性のよい
表面が提供される。
【００４５】クロム含有合金は、アルミニウムを連続溶
融メッキ法で被覆した場合、本発明の箱なましの実施に
より達成される予期しない性質を有する予備焼きなまし
された表面を有する。鉄の濃縮及びクロムの枯渇は濡れ
性を改良する条件である。酸洗い後の典型的な連続焼き
なましは、タイプ４０９ステンレス鋼について約２：１
〜３：１（鉄：クロム）の表面比を与える。本発明によ
り得られる溶融アルミニウムを有する濡れが改良された
表面は鉄が充分に濃縮されており、少なくとも５：１の
表面比を有する。正確な比は初期のクロム含有量及び箱
なましサイクル条件により変えられる。理論に拘束され
ることは望まないが、本発明は、濡れ性の改良のために
いかなる他の被覆処理を必要せず、アルミニウム浴でよ
り容易に濡れるストリップ表面を提供する。改良された
表面は、Ebner HICON/H2ベル炉のような光輝箱なまし炉
で得られる非常に乾燥した雰囲気から得られるものと信
じられる。雰囲気が鋼中のクロムを酸化しないように、
露点は−６０℃（−７５°Ｆ）未満に維持すべきであ
る。
融メッキ法で被覆した場合、本発明の箱なましの実施に
より達成される予期しない性質を有する予備焼きなまし
された表面を有する。鉄の濃縮及びクロムの枯渇は濡れ
性を改良する条件である。酸洗い後の典型的な連続焼き
なましは、タイプ４０９ステンレス鋼について約２：１
〜３：１（鉄：クロム）の表面比を与える。本発明によ
り得られる溶融アルミニウムを有する濡れが改良された
表面は鉄が充分に濃縮されており、少なくとも５：１の
表面比を有する。正確な比は初期のクロム含有量及び箱
なましサイクル条件により変えられる。理論に拘束され
ることは望まないが、本発明は、濡れ性の改良のために
いかなる他の被覆処理を必要せず、アルミニウム浴でよ
り容易に濡れるストリップ表面を提供する。改良された
表面は、Ebner HICON/H2ベル炉のような光輝箱なまし炉
で得られる非常に乾燥した雰囲気から得られるものと信
じられる。雰囲気が鋼中のクロムを酸化しないように、
露点は−６０℃（−７５°Ｆ）未満に維持すべきであ
る。
【００４６】光輝予備焼きなましを提供する本発明は、
従来使用されていた高純度水素雰囲気に比べて、減少し
た水素雰囲気を有する被覆炉雰囲気を可能とすることに
注目することが重要である。これは過去の高い還元性雰
囲気を必要としない予備焼きなましの条件のためであ
る。実施例では被覆ラインで高純度水素雰囲気が使用さ
れているが、他の非酸化性炉雰囲気が使用できないとい
う訳ではない。鉄の濃厚な表面が維持されるならば、箱
なまし法からの光輝予備焼きなましされた材料を使用す
れば、水素及び窒素のいかなる組み合わせも充分であ
る。いかなる被覆法も本発明の光輝箱なましされた材料
と組み合わせて使用することができ、予備焼きなましさ
れた材料からの表面が、被覆浴に入れられる前に実質的
に変わらない限り、改良された濡れ性の利益を受ける。
従来使用されていた高純度水素雰囲気に比べて、減少し
た水素雰囲気を有する被覆炉雰囲気を可能とすることに
注目することが重要である。これは過去の高い還元性雰
囲気を必要としない予備焼きなましの条件のためであ
る。実施例では被覆ラインで高純度水素雰囲気が使用さ
れているが、他の非酸化性炉雰囲気が使用できないとい
う訳ではない。鉄の濃厚な表面が維持されるならば、箱
なまし法からの光輝予備焼きなましされた材料を使用す
れば、水素及び窒素のいかなる組み合わせも充分であ
る。いかなる被覆法も本発明の光輝箱なましされた材料
と組み合わせて使用することができ、予備焼きなましさ
れた材料からの表面が、被覆浴に入れられる前に実質的
に変わらない限り、改良された濡れ性の利益を受ける。
【００４７】本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、種
々の改変をなすことができる。例えば、所望の表面層状
態が害されない限り、発明の一部を形成しないアルミ化
炉で使用される雰囲気を種々の改変することができる。
ベース金属についても種々の変性をなし得るが、鋼は本
発明の箱なましの実施により得られる改良された濡れ性
を享受することができるであろう。ストリップが被覆浴
に入れられた後、種々の仕上げ法を使用することがで
き、これらは本発明においてはいかなる制限もない。従
って、本発明の制限は前記の特許請求の範囲の記載によ
り決定されるべきである。
々の改変をなすことができる。例えば、所望の表面層状
態が害されない限り、発明の一部を形成しないアルミ化
炉で使用される雰囲気を種々の改変することができる。
ベース金属についても種々の変性をなし得るが、鋼は本
発明の箱なましの実施により得られる改良された濡れ性
を享受することができるであろう。ストリップが被覆浴
に入れられた後、種々の仕上げ法を使用することがで
き、これらは本発明においてはいかなる制限もない。従
って、本発明の制限は前記の特許請求の範囲の記載によ
り決定されるべきである。
Claims (20)
- 【請求項１】 ０．５％より多いクロムを含有する鋼合
金ストリップを連続的に溶融メッキアルミ化する方法に
おいて、 ａ）−６０℃（−７５°Ｆ）未満の露点を有する実質的
に１００％水素雰囲気中で、６７５〜７８５℃（１２５
０〜１４５０°Ｆ）の温度で、前記ストリップを箱なま
しし、その際、アルミ化されるまで該ストリップ上に実
質的に残っている鉄の濃縮により特徴付けられるストリ
ップ表面を与えるのに充分な箱なましを行い、 ｂ）非酸化性雰囲気のアルミ化炉中で、少なくともアル
ミ化浴の温度に前記ストリップを加熱し、 ｃ）アルミ化浴の温度またはそれより少し高い温度で、
前記ストリップを該アルミ化浴へ送り、そして ｄ）前記ストリップを溶融メッキアルミ化して、改良さ
れた濡れ性及び最小の未被覆スポットにより特徴付けら
れるアルミニウム被覆ストリップを提供することからな
る工程を包含する方法。 - 【請求項２】 アルミ化炉の雰囲気が、−１８℃（０°
Ｆ）未満の露点を有する窒素、水素及び窒素−水素から
なる群から選ばれる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 予備焼きなましの雰囲気の露点が−６２
℃（−８０°Ｆ）未満である請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 予備焼きなましの雰囲気の露点が−６５
℃（−８５°Ｆ）未満である請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 鋼合金が少なくとも６％のクロムを含有
する請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 鋼合金が少なくとも８％のクロムを含有
する請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 鋼合金が１０〜３０％のクロムを含有す
る請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 鋼合金が少なくとも０．１％のチタン及
び０．０１〜０．１％のアルミニウムを含有する請求項
１記載の方法。 - 【請求項９】 箱なましが、気密に囲まれた系内で行わ
れる請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 箱なましが純粋な水素中で行われる請
求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 箱なましが高対流ベル炉中で行われる
請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 箱なましが、内部材絶縁物を内包する
全て金属製のカバーを有するベル炉中で行われる請求項
１記載の方法。 - 【請求項１３】 アルミ化のための、少なくとも０．５
％のクロムを含有する予備焼きなましされたフェライト
鋼合金であって、該合金は、−６０℃（−７５°Ｆ）未
満の露点を有する実質的に純粋な水素光輝焼きなまし雰
囲気中で、６７５〜７８５℃（１２５０〜１４５０°
Ｆ）の温度で、少なくとも１時間の均熱時間で、焼きな
ましされており、予備焼きなましされた鋼は鉄が濃縮さ
れたアルミ化のための表面層により特徴付けられるもの
である、予備焼きなましされたフェライト鋼合金。 - 【請求項１４】 クロム含有量が少なくとも６％である
請求項１３記載の予備焼きなましされた合金。 - 【請求項１５】 クロム含有量が少なくとも８％である
請求項１３記載の予備焼きなましされた合金。 - 【請求項１６】 予備焼きなましされた合金が０．１〜
１％のチタンおよび０．０１〜０．１％のアルミニウム
を含有する請求項１３記載の予備焼きなましされた合
金。 - 【請求項１７】 −６０℃（−７５°Ｆ）未満の露点お
よび実質的に純粋な水素雰囲気を有する光輝焼きなまし
雰囲気中で、６７５〜７８５℃（１２５０〜１４５０°
Ｆ）のストリップ温度で箱なましすることにより、鉄に
富んだ表面を有する、少なくとも０．５％のクロムを含
有する、アルミ化されるべき鋼合金ストリップ。 - 【請求項１８】 鋼合金が少なくとも８％のクロムを含
有する請求項１７記載の鋼合金。 - 【請求項１９】 鋼合金が１０〜３０％のクロムを含有
する請求項１７記載の鋼合金。 - 【請求項２０】 鋼合金が０．１〜１％のチタンおよび
０．０１〜０．１％のアルミニウムを含有する請求項１
７記載の鋼合金。
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| US08/230042 | 1994-04-19 |
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