JP2809774B2 - 溶融亜鉛めっき合金化鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融亜鉛めっき合金化鋼板の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕 従来、溶融亜鉛めっき鋼板としては、そのめっき層の
一部あるいは全体をFe−Zn合金層とするように合金化処
理を施した溶融亜鉛めっき鋼板が知られている。

このような合金化処理は、第２図に示すように溶融亜
鉛めっき槽４の真上に合金化炉２を配置し、めっき槽４
より引き上げた鋼板１の表面の亜鉛を絞り装置３により
絞って亜鉛付着量の調整を行い、その後直ちに合金化炉
２において鋼板を加熱して亜鉛層へ鉄を拡散させること
によりなされる。ここで行われる合金化処理が適正でな
い場合、つまり過合金や合金化不足となるとその品質特
性が損なわれるため、合金化処理を高精度で制御する必
要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、このような合金化処理には次のような困難性が
あった。

（１） 合金化処理に影響を及ぼす因子としては板温、
亜鉛付着量、めっき槽内アルミ濃度等多くのものがあ
り、合金化炉内での適正熱処理条件を予め明らかにする
のが困難である。

（２） 第３図に示すように亜鉛めっき鋼板表面の放射
率は板温により変化し合金化が進行する過程で急変す
る。したがって通常、使用されている放射率設定タイプ
の板温計（放射温度計）で真の板温を測定することは困
難である。

（３） 合金化炉においては鋼板は火炎からの輻射の影
響を強く受けるために炉温制御により熱処理条件を一定
に保つことが困難であった。

従来技術としては第３図に示した亜鉛めっき面の放射
率急変時に合金化が進行することを利用して鋼板の輻射
エネルギーを測定し、演算器により放射率を計算し、こ
の放射率より合金化度を推定し、炉温制御により合金化
度を制御する方法（特開昭50−67730）がある。また、
輻射エネルギーを測定しその絶対値を制御することによ
り合金化度をコントロールする方法（特開昭57−18596
6）がある。これらの技術は、 （ａ） 輻射エネルギー値から精度よく放射率を計算す
るのが困難である。

（ｂ） 鋼板の輻射エネルギーは合金化度以外の要因、
例えば浴中Al濃度や亜鉛付着量等の影響を受けるため、
輻射エネルギーのみの制御では、合金化度を精度よくコ
ントロールすることが難しい等の欠点があった。

本発明は以上の欠点を解消し、精度よく合金化度をコ
ントロールするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、合金化処理後の鋼板の合金化度を保証する
ために、次の手段を講じたものである。

放射温度計の指示値がめっき鋼板の放射率の急変
（第３図）の影響を受けて振れることを利用して、その
振れ幅より、めっき層合金化時点を正確に求める。

合金化時点以後の合金化処理時間を適正にするため
に、燃料流量、通板速度、亜鉛浴成分の内の１又は２以
上を調整して合金化炉内の合金化時点の位置を制御す
る。

〔作用〕

以下に本発明の原理を示す。

合金化炉に入った鋼板表面の亜鉛は再溶融し、鋼板と
の境界面で鋼板中の鉄分と合金を作りこの合金層が成長
し、やかて表面全体が合金層（固相）で覆われる。この
ため放射率εの急激な変化が起る。

第４図に板温計の設定放射率がεの場合の真の板の温
度と板温計指示値の関係を示す。

第３図に示すように、合金化が進行する過程では鋼板
表面の放射率が急変するために、放射率を予め設定する
型式の板温計では、真の放射率εと板温計への設定放射
率とのずれが大きくなるため、第４図に示すＡの部分の
ように真の板温と板温計指示値は大きくずれる。第４図
のＡの部分では真の放射率εと設定放射率ε′の差が大
きく、したがって真の板温と板温計指示値の差は大き
い。このＡの部分で真の板温が10℃ふれると、板温指示
値は100℃程度ふれる。また合金化処理が完了すると鋼
板の放射率εは安定するため例えば第４図のＢの部分の
ようになる。第４図のＢの部分では真の板温が10℃ふれ
たとき、板温指示値は10℃程度のふれとなる。本発明は
この現象を利用して、板温計指示値ふれ幅を炉高方向に
複数箇所測定することにより合金化時点を求めるもので
ある。

第５図には、以上の原理を証明するために、板温指示
平均値と指示値振れ幅及びめっき層中のFe濃度の関係を
示す。第５図の場合板温指示平均値が545℃〜555℃の範
囲で指示値振れ幅が最小（約５℃）となり、その時にめ
っき層中Fe濃度は12〜13％となり、ほぼ最適合金化度と
なる。したがって指示値振れ幅の大きい状態から板温を
上げていき振れ幅がほぼ最小となった状態が目標範囲で
ある。

第６図、第７図にそれぞれ亜鉛浴中のAl濃度及び亜鉛
付着量の影響を示す。この結果より指示値ふれ幅が最小
となる時の振れ幅の大きさはAl濃度、亜鉛付着量によら
ずほぼ一定であることがわかる。

したがって指示値振れ幅を炉高方向にて複数箇所で測
定することにより合金化時点の正確な把握が可能とな
る。

合金化時点を基準にしためっき鋼板の欠陥を第８図に
示す。第８図より、合金化時点を過ぎると焼けむらは消
失するが過度な合金化処理はパウダリング性の悪化につ
ながる。すなわち、適正な合金層を得るには、合金化時
点の正確な把握と合金化時点を基準にしたその後の合金
化処理時間の制御が重要である。

〔実施例〕

第１図に本発明の構成を示す実施例を挙げた。合金化
炉２の全長は40mであり、合金化炉２の出側より5mの位
置、及び15mの位置にそれぞれ板温計６及び７を配置
し、鋼板の板幅方向中心位置にてめっき鋼板１の板温を
測定し板温指示値振れ幅を求めた。

図中、４は亜鉛浴、５はシンクロール、３はワイピン
グノズルを示す。

通板速度範囲は、目標目付量、板厚によって変化し60
〜100m/minである。

したがって板温計７の地点から板温計６の地点までの
所要時間は６秒〜10秒、板温計６の地点からの合金化炉
出側までは３秒〜５秒である。

実験室実験データより、片側当りの目付量が30g/m²の
場合の適正合金化保持時間（合金化時点を基準とした合
金化処理時間）は13秒以内であることがわかっている。

そこで板温計７の地点では合金化時点前の指示値振れ
幅、板温計６の地点では、合金化時点後の指示値振れ幅
となるように合金化炉の燃料流量を制御した。このよう
にして製造した50コイルのサンプル200個について評価
をしたところ、第１表の結果となった。以前より焼けむ
らについては操業者が合金化炉出側にて板面を観察し操
業していたために発生率が低かったが、パウダリングに
ついてチェックする手段がないために全く管理されてい
なかったが本発明により可能となった。

第９図に本発明法によるフィードバック制御の一例の
ブロック図を示した。この例は、燃料流量、通板速度、
亜鉛浴成分を順次チェックするようになっている。

〔発明の効果〕 本発明によれば、合金化炉内の合金化時点の位置制御
を行うことにより、従来法に比べてはるかに低い焼けむ
ら発生率となり、本発明法の有用性が示された。

また、一般に市販されているプロフィール型板温計を
炉内に配置することによっても同様の合金化度制御が可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による合金化炉構成図、第２図は従来の
合金化炉構成図、第３図は溶融亜鉛めっき鋼板の板温と
放射率の関係を示すグラフ、第４図は真の板温と板温指
示値の関係を示すグラフ、第５図は板温指示平均値と指
示値振れ幅、めっき層中Fe濃度の関係を示すグラフ、第
６図は浴中Al濃度と指示値振れ幅の関係を示すグラフ、
第７図は亜鉛付着量と指示値振れ幅の関係を示すグラ
フ、第８図は合金化保持時間と焼けむら、パウダリング
発生率の関係を示す説明図、第９図は本発明法の制御を
示すブロック図である。 １……めっき鋼板 ２……合金化炉 ３……ワイピングノズル ４……亜鉛浴 ５……シンクロール ６、７……板温計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 信司 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 増野 豈彦 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭50−67730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185966（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼板を溶融亜鉛めっき槽に浸漬し、該めっ
   き鋼板を溶融亜鉛めっき用合金化炉を用いて合金化する
   に際し、合金化炉内に放射温度計からなる板温計を複数
   個配置し、その各々の測定結果より温度計指示値振れ幅
   を求め、合金化炉内での合金化位置を把握し、合金化炉
   の燃料流量、通板速度、亜鉛浴成分の内の１又は２以上
   を調整し、炉内のめっき鋼板の合金化位置を炉長手方向
   の所定範囲に納めることを特徴とする溶融亜鉛めっき合
   金化鋼板の製造方法。