JP3257301B2 - 熱延鋼板を原板とした溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

熱延鋼板を原板とした溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JP3257301B2 JP28680394A JP28680394A JP3257301B2 JP 3257301 B2 JP3257301 B2 JP 3257301B2 JP 28680394 A JP28680394 A JP 28680394A JP 28680394 A JP28680394 A JP 28680394A JP 3257301 B2 JP3257301 B2 JP 3257301B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法に関するものであり、熱延鋼板に厚目付の溶融
亜鉛めっきを施したときに発生するブリスターを完全に
防止しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】従来、連続式溶融めっきラインによって
製造される亜鉛めっき鋼板は、亜鉛めっき工程の前処理
として水素−窒素混合ガス中で鋼板表面の還元と焼鈍が
同時に行われる。
【0003】近年、冷間圧延工程を省略できるメリット
があるため製造工程の合理化を目的に、熱延板に直接溶
融めっきする方法が広まったが、熱延板を溶融亜鉛めっ
きラインに通板した場合、還元のために炉内に吹き込ん
でいる水素が鋼中に吸蔵され、めっき後表層に拡散し、
めっき層と鉄母材との間に、ブリスタと称する空洞が生
じることがよく知られている。
【0004】こうした、ブリスタを防止する方法とし
て、以下にまとめて示すように、これまでにも数多く提
案されてきた。特開昭49−14325 号公報には、めっき浴
に、S,Se,P,As,Te,Sb,Bi等を添加する方法が開示されて
いるが、この方法では、浴添加成分による耐食性等への
影響が懸念され、また、この様な微量添加成分の浴中濃
度管理は困難であるため好ましくない。
【0005】特開昭55−119159号公報には、浴中有効Al
濃度を0.20%から0.25%の間で操業する方法が開示され
ているが、この方法では、Al濃度の増加にともない不め
っき等が発生しやすくなる欠点があり好ましくない。
【0006】また、特公昭55−17101 号公報には、熱延
鋼材の表面を機械的に脱スケールし、表面酸化後還元
し、めっきする方法が示されているが、表面の機械的な
脱スケールは手間を要し、また、表面に疵等の欠陥が生
じる可能性があるため好ましくない。
【0007】特公昭58−53715 号公報には、めっき後加
熱し、3 〜20μm の合金層を成長させる方法が開示され
ているが、この方法では、めっきの密着性が低下してし
まうため、製造後加工を施される製品には好ましくな
い。
【0008】さらに、特開平1−316444号公報にはめっ
き浴中のAl濃度(CAl(%))、浴温(TB(℃))、めっ
き前鋼板温度 (TS(℃))を f1(CAl) +f2(TB ) +f3(TS ) ≦ 260 但し、 f1(CAl) =−1278.2×CAl+304.2 f2(TB ) =0.94×TB −356.2 f3(TS ) =0.41×TS −118.9 を満たす条件で操業することによりブリスタの発生を抑
制できることが開示されているが、本発明者らの知見で
は、無酸化炉温度や、均熱温度条件によっては、ブリス
タが発生してしまい充分とは言えなかった。
【0009】また、特開昭56−163250号公報には鋼板中
にBおよびNを添加する方法が、特開昭59−166692号公
報には鋼板中にBまたはTiを添加する方法が、そして特
開平5−295483号公報には、鋼板中にTiを添加する方法
がそれぞれ開示されているが、いずれも母材中への元素
添加は小ロット生産ではコスト高となり、ロットを集約
しなければならないため生産性も低下するため好ましく
なかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように、熱延板に
亜鉛めっきを施した場合に生じるブリスタを防止する方
法については、従来から多数の提案がみられるが、いず
れも不利・欠点があり、熱延鋼板をめっき原板とした場
合、生産性を下げずにブリスタの無い溶融亜鉛めっき鋼
板は製造できなかった。かくして、本発明の目的は、熱
延鋼板をめっき原板として用い、ブリスタの無い溶融亜
鉛めっき鋼板を生産性よく製造できる方法を提供するこ
とである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者が鋭意、実験、研究を重ねた結果、ある一
定の条件下でのスキンパス、予熱、そして還元を行うこ
とによって完全にブリスタの発生を抑制できる溶融亜鉛
めっき鋼板が製造できることを知り、本発明を完成し
た。
【0012】ここに、本発明の要旨とするところは、熱
延鋼板原板にスキンパスを施し、酸洗して、表面を無酸
化予熱炉で弱酸化し、次いで水素ガス雰囲気で表面を還
元、焼鈍し、さらに溶融亜鉛めっきを施す方法であっ
て、スキンパス伸率:w(%)、無酸化予熱炉温度:x
(℃)、還元炉温度:y(℃)としたとき y(℃)≧1/2x(℃)−100w(%)+500 x≧450 (℃)、w≧0(%) (ただしw=0(%)のとき、スキンパスは施さないも
のとする。)を満たす温度でスキンパス、弱酸化および
還元、焼鈍を行い、直ちに溶融亜鉛めっきを施すことを
特徴とする熱延鋼板溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であ
る。
【0013】
【作用】次に、本発明の作用について詳細に説明する。
まず、本発明によれば、その前提としては熱延鋼板原板
にスキンパスを施さず(伸率w=0(%))、酸洗し
て、表面を無酸化予熱炉で弱酸化し、ついで水素ガス雰
囲気で表面を還元、焼鈍し、次いでさらに溶融亜鉛めっ
きを施すが、このような一連の処理操作を経て行う熱延
鋼板の溶融亜鉛めっき方法は、それ自体すでに新規な内
容を有しており、本発明においてはさらに方法におい
て、上記一連の処理操作において、無酸化予熱炉温度:
x(℃)、還元炉温度:y(℃)としたとき y(℃)≧ (1/2) x(℃)+500(℃)、ただし
x≧450 (℃) を満たす温度で弱酸化および還元、焼鈍を行う。
【0014】この理由は、無酸化炉で生成する酸化被膜
の厚みは、無酸化予熱炉温度の上昇により増加するが、
鋼板中には一般にAlが含まれるため、この酸化被膜中に
は酸化鉄の他に微量のアルミナが含まれることになる。
アルミナは難還元性であるため無酸化炉温度を上昇させ
た場合、還元炉温度も上昇させなければ完全に表面のア
ルミナが除去しきれない。表面にアルミナが残った状態
で溶融めっきを施すとめっき密着性が低下するためブリ
スタが発生する。
【0015】これを解決するために筆者らが種々検討を
試みた結果、無酸化予熱炉温度:x(℃)、還元炉温
度:y(℃)としたとき y(℃)≧1/2x(℃)+500(℃) x≧450 (℃) を満たす条件であればブリスタも発生が抑制できること
を見い出した。
【0016】ただし、無酸化炉温度が450 ℃以下だと表
面の不純物(C等)を完全に酸化消滅しきれずめっき不
良が発生する。このため、無酸化炉温度の条件をx≧45
0 (℃)とする。無酸化炉温度(x) の高い方は特に規定
しないが、750 ℃以上だと厚く生成したアルミナ層が完
全に還元しきれないため、スケール過多となる。
【0017】一方、還元炉温度は特に規定しないが、下
限はy≧(1/2)x+500(℃)から制約をうける。上
限は特に制限されないが、850 ℃ぐらいがコスト的にも
品質的にも安定して製造できる好適上限となる。
【0018】ブリスタの抑制は、上記の操業範囲中であ
れば完全であるが、酸洗前の熱延鋼板原板にスキンパス
を施すことによりブリスタの発生しない安定製造領域の
拡大を図ることができ、より好ましい。
【0019】従来より、冷間圧延した材料を溶融亜鉛め
っきした場合にはブリスタが発生しないことがよく知ら
れているが、この理由は、冷間圧延した場合、鋼中にボ
イドが形成され、そこに溶融亜鉛めっきライン内で吸蔵
された水素がトラップされてブリスタの発生が抑制され
ると考えられているが、従来の知見であれば、ブリスタ
を完全に抑制するためには、伸率で5%以上の圧下を加
えなければならず、冷延鋼板として製造せざるを得なか
った。しかし、本発明者らの知見によれば、無酸化予熱
炉温度や還元炉温度の条件と組み合わせることで冷間圧
延の工程を省略でき、さらに冷間圧延の製造工程を熱間
圧延後のスキンパスで代用することで、ブリスタの発生
しない安定製造領域の拡大が行えることを見い出した。
【0020】すなわち、本発明は、このような観点から
云えば、熱延鋼板の溶融亜鉛めっきに際して、ブリスタ
の発生を防止する方法ということができ、それによれ
ば、ブリスタの発生しない安定製造領域の下限は熱延鋼
板原板にスキンパスを施したときには、スキンパスの伸
率を:w(%)、無酸化予熱炉温度:x(℃)、還元炉
温度:y(℃)としたとき y(℃)≧1/2x(℃)−100w(%)+500 x≧450 (℃)w≧0(%) (ただしw=0(%)のとき、スキンパスは施さないも
のとする。)で表せる領域まで拡大することができる。
【0021】圧下率の上限は特に規定しないが、スキン
パスで圧下する都合上伸率で3%程度が上限になる。こ
れにより、冷圧下の製造工程を省略あるいはスキンパス
で代用することができ、著しい製造コストの合理化が可
能である。
【0022】なお、本発明において対象となる熱延鋼板
の鋼組成は何ら制限されないが、代表的例を示せば次の
通りである。 C:0.003 〜0.18%、Si:1.2 %以下、Mn:2.0 %以
下、P:0.12%以下、S:0.02%以下、sol.Al:0.1 %
以下、N:0.010 %以下 ここに、このように鋼組成を限定する理由は次の通りで
ある。
【0023】C:Cは鋼板の強度を確保する作用を有し
ているが、その含有量が0.003 %未満では前記作用によ
る所望の効果が得られず、一方、0.18%を超えて含有さ
せると溶接性の劣化を招くことから、C含有量は0.003
〜0.18%が好ましい。
【0024】Si:Siは固溶強化を通して鋼板の強度と延
性を向上させる成分である。しかし、1.2 %を超えて含
有量させると溶接性の劣化を招くことから、Si含有量は
1.2 %以下が好ましい。
【0025】Mn:Mnは固溶強化を通して鋼板の強度と延
性を向上させる好ましい元素である。しかし、2.0 %を
超えて含有させると溶接性の劣化を招く上、加工性など
も劣化するためMn含有量は2.0 %以下が好ましい。
【0026】P:Pは0.12%を超えて含有させると母材
の靱性・穴拡げ性を劣化させる。従って、P含有量は0.
12%以下が好ましい。
【0027】S:SはMnS系介在物を形成して加工性を
低下させる不純物元素である。従って、前記弊害を回避
するため、S含有量は0.02%以下が好ましい。
【0028】sol.Al:Alは鋼の脱酸剤として添加される
が、sol.Alとして0.10%を超えて含有させるとアルミナ
系介在物の量が多くなって加工性を劣化させる。従っ
て、Alの添加量はsol.Al含有量で0.10%以下が好まし
い。
【0029】N:Nは本発明鋼にとって本質的に有害な
元素であり、0.010 %以下が好ましい。次に、本発明の
作用効果について実施例によりさらに具体的に詳述す
る。
【0030】
【実施例】本例では、塩酸酸洗で脱スケールされた表1
の組成の熱延鋼板にスキンパスを施し(一部のサンプル
は施さずに)、酸洗後、ゼンジマー式溶融亜鉛めっきラ
インにおいて所定の温度で無酸化予熱炉および還元炉を
通板し、その後直ちに大気中に出ることなく表2に示し
た成分系のめっき浴で溶融亜鉛めっきを施した。
【0031】次に、このようにして得られた溶融亜鉛め
っき鋼板は、大気中においてガスワイピングされ、亜鉛
付着量として片面100 〜200g/m2 に制御され、水冷乾燥
し、製品とした。
【0032】ブリスタの判定は、めっき後約1週間放置
した後、目視により判定した。熱間圧延後のスキンパス
を省略した結果を図1に、伸率0.5 %のスキンパスを圧
下した結果を図2に、伸率1%のスキンパスを圧下した
結果を図3にそれぞれ示す。
【0033】図1〜3の結果から明らかなように、本発
明にかかる方法で製造した溶融亜鉛めっき鋼板において
は、各実施例の全てのめっき層にブリスタの発生はみら
れないが、本発明例以外の全ての領域では、多かれ少な
かれブリスタの発生が認められた。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐ブリスタ性の優れた厚目付の亜鉛めっき鋼板を、前処
理及び後処理条件の制約を受けることなく、低コストで
連続式溶融亜鉛めっきラインで製造することが可能とな
ることから、外観が美しい溶融亜鉛めっき鋼板が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の結果を示すグラフである。
【図2】実施例の結果を示すグラフである。
【図3】実施例の結果を示すグラフである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱延鋼板原板にスキンパスを施し、これ
    を酸洗して、表面を無酸化予熱炉で弱酸化し、ついで水
    素ガス雰囲気で表面を還元、焼鈍し、さらに溶融亜鉛め
    っきを施す溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、ス
    キンパス伸率をw(%)、無酸化予熱炉温度:x
    (℃)、還元炉温度:y(℃)としたとき y(℃)≧ 0.5x(℃)−100w(%)+500 x≧450 (℃)、w≧0(%) (ただしw=0(%)のときはスキンパスは施さないも
    のとする。)を満たす条件で弱酸化および還元、焼鈍を
    行い、直ちに溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする溶
    融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
JP28680394A 1994-11-21 1994-11-21 熱延鋼板を原板とした溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JP3257301B2 (ja)

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EP2927343A1 (fr) * 2014-03-31 2015-10-07 Primetals Technologies Austria GmbH Installation et procédé de décapage et de revêtement métallique d'une bande métallique
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