JP3755492B2

JP3755492B2 - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法

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Publication number: JP3755492B2
Application number: JP2002210397A
Authority: JP
Inventors: 賢志山内; 洋一宮川
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP2004052035A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関するものであり、特に、合金化度の幅方向分布を均一化するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛めっき鋼板は、防錆鋼板として古くから使用されている。その中でも特に合金化亜鉛めっき鋼板は、塗装性，塗装後耐食性に優れている点や、プレス成形性に優れている点から、自動車用鋼板，家電用鋼板等に広い用途を有している。
【０００３】
合金化亜鉛めっき鋼板の製造法として最も一般的且つ効率的な方法は、例えば図６にその一例を示すような装置を用いる方法である。この方法は、溶融亜鉛のめっき浴２中に連続的に侵入させた鋼板Ｓをめっき浴から鉛直方向に引き上げ、気体絞り装置４から噴射される高圧ガスにより所望の鋼板めっき付着量に調整した後、合金化炉８で鋼板を加熱して亜鉛めっき皮膜と鋼板の鉄とを合金化させるものである。
【０００４】
一般に、めっき皮膜中の鉄含有率を合金化度と呼ぶが、この合金化度には適正な値の範囲が存在する。図４は、プレス成形性及び耐パウダリング性と合金化度との関係を示す概念図である。本図に示すように、めっき皮膜の合金化度が低いとプレス成形性が悪くなり、一方合金化度が高いとパウダリングと呼ばれるプレス成形時にめっき皮膜がパウダー状に剥離する欠陥を生じやすい。したがって、プレス性能が良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するには、この合金化度を厳密に管理し、所望の管理範囲に収めることが重要である。
【０００５】
合金化度の進行速度は、鋼板素材の化学成分や、亜鉛めっき浴中の微量元素濃度（特にアルミ濃度）のほか、合金化温度，高温での保持時間，冷却条件等の温度条件、さらにはめっき付着量によっても大きく変化する。したがって、これらの条件を一定範囲に管理する必要がある。また、合金化度の板幅方向の分布を均一とするためには、温度条件やめっき付着量の板幅方向分布を均一とする必要がある。
【０００６】
合金化温度の幅方向分布を均一化するための技術としては、特開平５−２５６０４号公報（先行文献１）や特開平８−２６９６６９号公報（先行文献２）に記載の技術がある。
【０００７】
先行文献１に記載されている装置は、合金化炉の上流側にエッジバーナーを設け、合金化炉入側の鋼板エッジ部を加熱するものである。この装置を用いて板幅中心部と比較して温度が低い鋼板エッジ部付近を加熱することにより、幅方向の温度を均一とし、鋼板エッジ部付近の温度が低いことに起因する合金化不良の発生を防止することができる。
【０００８】
また、合金化炉内における合金化反応の途中では、めっき表面の放射率が大きく変化する。そのため、従来のガス加熱による輻射式合金化炉では、鋼板に与えられる熱量がめっき表面の放射率によって左右されるため、合金化温度の制御が困難であった。そこで、先行文献２に記載されている方法では、従来の輻射加熱方式のガス炉に代えて誘導加熱式合金化炉を用い、表面放射率の影響を排除して、均一な加熱を実現している。さらに、合金化モデルが提案され、目標とする合金化度を得るための制御方法が述べられている。
【０００９】
一方、めっき付着量の幅方向分布を均一化するための技術としては、特開平８−１９９３２３号公報（先行文献３）に記載の技術がある。
【００１０】
図６に示したような装置による一般的な溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、気体絞り装置４によってめっき付着量を調整する。しかし、気体絞り装置部での鋼板Ｓの形状は平坦ではなく、Ｃ反りと呼ばれる板幅方向に円弧状に湾曲した形状となるのが一般的である。鋼板にこのような反りを有する場合には、鋼板Ｓと気体絞り装置４のノズル先端との間隔が幅方向で異なることとなる。そのため、ノズルより遠い部分ではワイピングガスによる掻き落し力が不足してめっき付着量が多くなり、ノズルに近い部分では逆にめっき付着量は少なくなり、板幅方向にめっき付着量のばらつきが生じる。合金化炉でめっき皮膜を合金化させる場合には、めっき付着量によって適正な加熱量が異なるため、このような付着量分布があると、合金化度を幅方向に均一とすることが困難となる。
【００１１】
そこで、先行文献３に記載されている装置では、気体絞り装置の近傍に電磁石を設け、その磁力により鋼板の形状を平坦に矯正する。こうすることにより、めっき付着量の均一化を図ることができるとしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の技術には、以下のような問題点がある。
【００１３】
まず、先行文献１及び２に記載されている技術によれば、合金化時の幅方向の温度分布を均一にすることができるため、めっき付着量の幅方向分布が均一である場合には、合金化度も幅方向に均一とすることができると考えられる。しかし、めっき付着量が幅方向に不均一である場合には、温度分布が均一であっても、めっき付着量の多い部分では合金化処理が不足し、結果として幅方向に合金化度分布を生じることとなる。したがって、めっき付着量が幅方向に均一でない場合には、合金化度の幅方向分布を均一とすることはできない。
【００１４】
一方、幅方向でめっき付着量にばらつきがあるめっき鋼板を均一な合金化度に調整するには、幅方向で加熱温度やヒートパターンを調整する方法が考えられる。しかし、このような方法は、以下の理由により現実的ではない。まず、ガス加熱の場合には、前述のように、放射率変動の影響により与えられる熱量が極めて不安定であり、きめ細かな幅方向温度制御は不可能である。また、誘導加熱式合金化炉の場合には、もともと均一加熱が特徴であり、幅方向に温度分布を持たせることが困難である。
【００１５】
これに対し、先行文献３に記載されている技術によれば、気体絞り装置部での鋼板の反り形状を平坦とすることができるため、めっき付着量が幅方向に均一となることが期待される。しかし、一般的に、気体絞り装置のノズル形状は、ノズル幅が２〜２．５ｍ程度、ノズル隙間が０．６〜１．２ｍｍ程度の極めて薄く幅のある形状である。このような形状のノズルにおいて、ノズル隙間を幅方向に全く均一に製造することは容易ではなく、また、幅方向に全く均一なガス圧力，ガス流量を供給することも容易ではない。つまり、ワイピング力は幅方向で均一ではないと考えるほうが現実的である。
【００１６】
したがって、めっき付着量分布を均一とするためには、鋼板形状が平坦であることが十分条件なのではなく、気体絞り装置のワイピング力の幅方向分布に合わせた鋼板形状としたときに初めて、均一なめっき付着量分布が得られるものである。よって、鋼板形状を平坦化する先行文献３に記載されている技術は、必ずしもめっき付着量分布を均一とするものではない。
【００１７】
また、めっき付着量分布を均一にできたとしても、それだけで幅方向の合金化度を均一化することができるものではない。例えば、合金化炉での加熱が幅方向に不均一であれば、めっき付着量分布が均一であっても合金化度は幅方向に不均一となる。このように合金化炉での加熱が幅方向に不均一となる原因としては、合金化炉の加熱装置そのものに問題がある場合のほか、合金化炉内での鋼板形状が平坦でないことが影響する場合もある。すなわち、先行文献３に記載されている技術により気体絞り装置部での鋼板形状を平坦としても、合金化炉での鋼板形状が平坦であるとは限らず、加熱装置との間隔が幅方向で異なること等により合金化度が不均一となる場合がある。
【００１８】
このように、先行文献３に記載されている技術では、幅方向の合金化度を均一とすることはできない。
【００１９】
ところで、上記の説明から、まず、めっき付着量を幅方向に均一とし、その後に合金化炉において幅方向に均一な加熱を行えば、幅方向の合金化度は均一となり、幅方向のめっき特性は極めて均一となるのではないかと期待される。しかし、そのような理想的な状態を常に維持することができればよいが、実際の操業ではある程度の変動は避けられない。そのような変動に対して、幅方向のめっき付着量制御と加熱制御とを別々に行っていたのでは、不都合が生じる場合がある。例えば、めっき付着量が変動して幅方向で不均一となった場合には、その後の加熱を幅方向で均一とすることは、合金化度の幅方向均一化にはつながらない。また、合金化炉内での加熱を幅方向で均一とすることができない条件においては、めっき付着量は幅方向に均一であることよりも、むしろ適切な幅方向分布を有している方が望ましい場合もある。
【００２０】
本発明の目的は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の合金化度を均一化し、優れためっき性能を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供すること、また、そのような方法により製造される、幅方向のめっき付着量分布及び合金化度分布がともに均一な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板に要求される特性を考えた場合、以下の様に考えることができる。めっき付着量は、その製品仕様にもよるが、付着量の上下限範囲が決められており、その範囲内であれば製品としては問題がない。しかし、合金化度に関しては、プレス成形に対するめっき品質に大きく影響するため、より精度よく管理する必要がある。したがって、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合、めっき付着量の精度よりも合金化度の精度の方が重要とされる場合が多い。
【００２２】
そこで、本発明者等は、めっき付着量が必ずしも幅方向に均一でなくても、幅方向の合金化度が均一となる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について、鋭意検討を重ね、以下の結論に到達した。
【００２３】
通常、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造においては、合金化炉の下流側に合金化度測定装置を設け、その測定値に基づいて合金化炉での加熱温度等の温度条件を制御している。そして、前述したように、幅方向に合金化炉等での温度条件を制御することは困難であるので、幅方向全体の温度を昇降することにより、合金化度の値の大きさ（平均値や中央値等）を制御するにとどまっている。
【００２４】
一方、例えば先行文献３に記載されているような電磁石を気体絞り装置近傍に設け、その位置での鋼板反り形状を変化させれば、めっき付着量の幅方向分布が変化する。そして、その後に施す合金化処理の温度条件を変更しなければ、めっき付着量の幅方向分布の変化が、そのまま合金化度の幅方向分布の変化として現れると予想される。つまり、電磁石を制御することにより、幅方向の合金化度を変化させることができる。すなわち、合金化度の幅方向分布測定値に基づいて電磁石の電流値を制御することにより、めっき付着量の幅方向分布を意識することなく、直接、幅方向の合金化度を制御することが可能である。
【００２５】
したがって、合金化度の制御としては、その値の大きさは合金化炉の出力を制御することにより行い、幅方向分布の制御は電磁石により鋼板の反り形状を制御することにより行えばよい。
【００２６】
また、この方法は、めっき付着量の幅方向分布を必ずしも均一化するものではないが、合金化炉の加熱方式として誘導加熱式を用いることにより、幅方向のめっき付着量も結果的に幅方向でほぼ均一となる。つまり、幅方向にほぼ均一な誘導加熱を行った結果として得られる合金化度が幅方向に均一であるためには、合金化処理前のめっき付着量も幅方向でほぼ均一でなければならないからである。
【００２７】
そして、このような方法により製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、幅方向の付着量分布及び合金化度分布がともに均一であり、極めて優れためっき性能を有する。これを、先に図４により説明した、プレス時の成形性と耐パウダリング性の関係により説明する。従来、幅方向に合金化度分布を有する場合（例えば、図４のＡの領域）には、プレス成形性は良好だが耐パウダリング性に劣る部分（Ａ領域の右端）と、耐パウダリング性は良好だがプレス成形性に劣る部分（Ａ領域の左端）とが幅方向に混在していた。しかし、幅方向の合金化度がほぼ均一（例えば、図４のＢの領域）であれば、これらの特性がともに良好な範囲へ調整することが可能となる。
【００２８】
したがって、このようにしてなされた本発明は、以下のような特徴を有するものである。
【００２９】
（１）鋼板を溶融亜鉛めっき浴に連続的に侵入させ、めっき浴中で方向転換させてめっき浴から引き上げ、気体絞り装置により鋼板に付着した溶融亜鉛めっき量を調整した後、合金化炉で合金化処理を施す合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、前記気体絞り装置の上方及び／又は下方に鋼板表面と交わる方向に磁力を作用させて鋼板の反り形状を矯正する電磁石と、前記合金化炉の下流側に合金化処理後のめっき皮膜の合金化度を測定する合金化度測定装置とを設け、前記合金化度測定装置で計測されるめっき皮膜の合金化度の幅方向分布に基づいて、前記電磁石の電流値を制御することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３０】
（２）合金化度測定装置で計測されるめっき皮膜の合金化度の幅方向分布が均一となるように上記の電磁石の電流値を制御し、前記合金化度の値の大きさが所望の値となるように合金化炉の出力を制御することを特徴とする上記（１）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３１】
（３）合金化炉の加熱方式として誘導加熱式を用いることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３２】
（４）鋼板を溶融亜鉛めっき浴に連続的に侵入させ、めっき浴中で方向転換させてめっき浴から垂直方向に引き上げ、気体絞り装置の上方及び／又は下方に設けられた電磁石により鋼板の反り形状を矯正しつつ、気体絞り装置により鋼板に付着した溶融亜鉛めっき量を調整した後、誘導加熱式合金化炉で合金化処理を施し、且つ、前記電磁石は、前記合金化炉下流側に設置された合金化度測定装置により測定される合金化度の幅方向分布情報に基づいて電流値が制御されることにより製造される、めっき付着量の幅方向変動が±３ｇ／ｍ²以内又はめっき付着量の幅方向変動率が１０％以内、且つ合金化度の幅方向変動が±１．０Ｆｅ％以内又は合金化度の幅方向変動率が１０％以内であることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
【００３４】
また、本発明は、以下の内容を含むものである。
【００３５】
（６）合金化度測定装置で計測されるめっき皮膜の合金化度の幅方向分布が均一となるように電磁石の電流値を制御し、前記合金化度の値の大きさが所望の値となるように合金化炉の出力を制御し、めっき付着量測定装置で計測されるめっき付着量が所望の値となるように気体絞り装置を制御することを特徴とする上記（１）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００３６】
（７）合金化炉下流側に設置された合金化度測定装置により測定される合金化度の幅方向分布情報に基づいて電磁石の電流値が制御され、前記合金化度測定装置により測定される合金化度の大きさの情報に基いて合金化炉の出力が制御され、めっき付着量測定装置により計測されるめっき付着量の大きさの情報に基いて気体絞り装置が制御されることにより製造される、上記（４）に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
【００３７】
なお、めっき付着量や合金化度は、ＪＩＳにおける付着量管理基準に準じて、板幅方向中央部と両エッジ部（板幅最端部から５０ｍｍ内側の位置）の３点を管理することが一般的である。本発明もこの範囲内での管理を想定しており、上記（４）で示した数値は、板幅最端部から５０ｍｍの位置よりも外側の領域を除いた数値として規定している。なお、実用上も、鋼板をプレス成形する際に、板幅最端部は「耳」として切り捨てられるものであり、前記領域における管理で十分である場合がほとんどである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施に供する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の一例を示す構成図である。
【００４０】
図１に示す合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置は、鋼板Ｓを引き込んで溶融亜鉛を付着させる溶融亜鉛のめっき浴２を保持するめっき槽１、めっき浴２から引き上げられた鋼板Ｓに付着した溶融亜鉛めっき量を調整する気体絞り装置４、電磁石５、浴外の支持ロール６を備えている。また、その下流側には、めっき皮膜を合金化させる合金化炉８，保熱帯９，冷却帯１０を備え、さらにめっき皮膜の計測機器として、めっき付着量測定装置１１及び合金化度測定装置１２が設けられている。制御装置としては、電磁石５を制御する電磁石制御装置１３、合金化炉８を制御する合金化制御装置１４、気体絞り装置４を制御する付着量制御装置１５を備え、これらの上位に制御用計算機１６及びライン制御装置１７を備えている。
【００４１】
めっき槽１は、めっき浴２中で鋼板Ｓを巻き掛けて方向転換させる方向転換装置を備えており、この方向転換装置としてはシンクロール３が一般的である。また、方向転換された鋼板Ｓをめっき浴２中で支持する浴中の支持ロール７を備えてもよい。ただし、浴中の支持ロール７は、鋼板Ｓの振動抑制や反り形状の矯正には効果があるものの、めっき浴中のドロスを巻き込んで鋼板Ｓとの間に噛み込み、いわゆるドロス欠陥を生じさせる場合がある。本発明では、電磁石５により十分に振動抑制や反り形状の矯正を行うことができるので、浴中の支持ロール７は必ずしも必要ではない。
【００４２】
気体絞り装置４及び電磁石５は、めっき浴２の浴面と浴外の支持ロール６との間に設けられる。そして、電磁石５は、気体絞り装置４の上方及び／又は下方に設置される。ただし、気体絞り装置４の下方は亜鉛が飛散して堆積するため、気体絞り装置４より上方に電磁石５を設置することが望ましい。
【００４３】
電磁石５は、鋼板表面と交わる方向に磁力を発生させるように、鋼板面に対向して設けられる。この電磁石５は、鋼板Ｓの振動を抑制すると共に、シンクロール３や浴中の支持ロール７に巻きつけた際の曲げ及び曲げ戻しによって生じる鋼板Ｓの反り形状を矯正する機能を有する。さらに、電磁石５の幅方向の設置位置は、例えば、図２に電磁石の配置の一例を示すが、幅方向に電磁石を多数並べておいて、鋼板の板幅や幅方向の反り形状に応じてこれらの電磁石を選択的に使用することができる。また、電磁石５の近傍に、鋼板Ｓとの距離を測定するセンサーや鋼板の形状測定装置等を設置してもよい。
【００４４】
合金化炉８，保熱帯９，冷却帯１０は、これらの温度条件を適切に調整することにより、めっき皮膜の合金化度を制御するものである。幅方向の合金化度を均一とするためには、これらの装置における板幅方向の温度条件は均一であることが望ましい。そのため、合金化炉８の加熱方式は誘導加熱式とすることが好ましい。ガス加熱式のように鋼板表面の放射率の影響を受けることがなく、幅方向に均一な加熱が実現できるためである。
【００４５】
めっき付着量測定装置１１は、鋼板Ｓの表面に付着しためっき付着量を測定するものであるが、本発明では必ずしも幅方向分布を測定できるものでなくてもよい。また、合金化度測定装置１２は、めっき皮膜中の鉄含有率、すなわち合金化度を測定するものであり、本発明では幅方向の合金化度分布を測定できるものを用いる。
【００４６】
次に、以上のように構成された合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を用いた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。
【００４７】
図１に示すように、めっき浴２へ侵入した鋼板Ｓは、シンクロール３により方向転換されてめっき浴２から引き上げられ、気体絞り装置４によりめっき付着量が制御される。ここで、シンクロール３を通過した鋼板Ｓは、浴外の支持ロール６（及び浴中の支持ロール７）により支持される。また、鋼板Ｓは、電磁石５からの磁力による吸引力を受けて、振動防止及び反り形状の矯正が図られる。
【００４８】
めっき付着量が調整された鋼板Ｓは、合金化炉８で合金化に必要な温度まで加熱され、保熱帯９で適正な温度で保たれた後、冷却帯１０で冷却される。これらの温度条件を調整することにより、所望の合金化度が得られるが、合金化度の調整は主に合金化炉８の出力調整により行われる。
【００４９】
このようにして得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき皮膜は、めっき付着量測定装置１１でめっき付着量が測定され、さらに合金化度測定装置１２で幅方向の合金化度分布が測定される。そして、これらの測定値は制御用計算機１６へ送られ、これらの値に基づいて、電磁石５、合金化炉８、気体絞り装置４の制御が行われる。
【００５０】
まず、制御用計算機１６に送られた合金化度の幅方向分布データに基づき、これを幅方向に均一とする方向に電磁石５の電流値を補正する。その方法は、例えば、幅方向の合金化度分布量と、それを均一とするための電流値の補正量との関係を予め求めておき、テーブル値やモデル式として用意し、それに基づいて電流値の補正量を決定すればよい。このようにして得られた電流値の補正値は、電磁石制御装置１３へ送られ、電磁石制御装置１３の指令により、電磁石５の出力が制御される。なお、電流値を補正する代わりに、電磁石５の位置（鋼板からの距離）を変更してもよい。鋼板Ｓに作用する磁力が変化し、電流値を変更することと同様の効果が得られる。
【００５１】
幅方向の合金化度が一定となったら、次に、めっき付着量の実測値に基づき、これが所望のめっき付着量となるように気体絞り装置４を調整する。その方法は、従来から行われている方法を用いればよく、吐出ガス圧力や流量、あるいはノズルと鋼板との間隔を補正する。そして、気体絞り装置４の出力の補正値をめっき付着量制御装置１５へ送り、めっき付着量制御装置１５の指令により気体絞り装置４の出力が制御される。なお、このとき、幅方向中心位置での値や幅方向平均値が所望のめっき付着量となるようにすればよく、付着量の幅方向分布を考慮する必要はない。なぜなら、この時のめっき付着量分布によって、合金化度の幅方向分布が均一となっているからである。
【００５２】
幅方向の合金化度分布が一定となり、めっき付着量が所望の値となったら、最後に、合金化度の値（大きさ）に基づき、これが所望の合金化度の値となるように合金化炉８の出力を補正する。その方法は、従来から行われている方法を用いればよく、例えば先行文献２に記載の方法を用いることができる。そして、合金化炉８の出力の補正値を合金化制御装置１４へ送り、合金化制御装置１４の指令により合金化炉８の出力が制御される。なお、合金化処理の制御は合金化炉８のみではなく、保熱帯９や冷却帯１０に対して行ってもよい。
【００５３】
図３は、以上説明しためっき付着量制御及び合金化度制御の処理フローの一例を示す説明図である。
【００５４】
まず、ライン制御装置１７より各種操業条件とめっき付着量及び合金化度の目標値が制御用計算機１６へ送られる（図３に示すＳＴ１）。そして、合金化度の幅方向分布の測定値を入手し（ＳＴ２）、その幅方向変動が許容範囲内であるかを判定し（ＳＴ３）、許容範囲内でない場合、すなわち幅方向に不均一である場合には、電磁石５の電流値を補正して鋼板Ｓの形状を矯正する（ＳＴ４）。そして、合金化度の幅方向分布が許容範囲内となるまでこれを繰り返す。
【００５５】
次に、めっき付着量の測定値を入手し（ＳＴ５）、その値が許容範囲内であるかを判定し（ＳＴ６）、許容範囲にない場合には気体絞り装置４を調整してめっき付着量を補正する（ＳＴ７）。そして、めっき付着量の値が許容範囲内となるまでこれを繰り返す。
【００５６】
さらに、合金化度の測定値（平均値や幅方向中央値など、その時の制御目標に対応する値）を入手し（ＳＴ８）、その値が許容範囲内であるかを判定し（ＳＴ９）、許容範囲にない場合には合金化炉８の出力を補正して合金化度を修正する（ＳＴ１０）。そして、合金化度の値が許容範囲内となるまでこれを繰り返す。
【００５７】
なお、本発明は図３で示した処理フローに限定されるものではなく、例えばこれらの処理の順序を入れ替えても、本発明の効果を得ることができる。
【００５８】
上記の処理フローにより電磁石５、気体絞り装置４、合金化炉８を制御することにより、めっき付着量と合金化度の値を適性値とし、且つ合金化度の幅方向分布を均一とすることができる。さらに、合金化炉８の加熱方式が誘導加熱式である場合には、めっき付着量の幅方向分布もほぼ均一とすることができる。
【００５９】
また、このように合金化度とめっき付着量をともに幅方向均一とすることができることから、合金化度及びめっき付着量を、極めて狭い目標範囲に調整することができる。
【００６０】
以上説明した方法、特に誘導加熱式合金化炉を用いて製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき付着量及び合金化度がともに幅方向に均一である。本発明によれば、めっき付着量の幅方向変動が±３ｇ／ｍ²以内又はめっき付着量の幅方向変動率が１０％以内、且つ合金化度の幅方向変動が±１．０Ｆｅ％以内又は合金化度の幅方向変動率が１０％以内である合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
【００６１】
そして、本発明により製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、鋼板全面に渡って極めて狭い目標範囲内に調整された合金化度及びめっき付着量を有するため、プレス成形性と耐パウダリング性がともに優れ、従来にない優れためっき性能を備える。したがって、本発明により製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、プレス加工を施され、また非常に厳しい表面外観を要求される用途、例えば自動車外板用として、特に適するものである。
【００６２】
次に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造の一例について、さらに具体的に説明する。
【００６３】
以下は、板厚０．７ｍｍ、板幅１５００ｍｍの冷延鋼板をめっき原板とし、めっき付着量の目標値を５０±３ｇ／ｍ²、合金化度の目標値を１０±０．５Ｆｅ％として、図１に示す装置により、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造を行う場合の説明である。なお、合金化炉８の加熱方式は誘導加熱方式とし、浴中支持ロール７は不使用とする。また、めっき付着量測定装置１１及び合金化度測定装置１２は、それぞれ、板幅方向中央部と、板幅方向端部から５０ｍｍの位置での測定を行うことができるものとする。
【００６４】
本発明例として、図３に示す処理フローに従い、合金化度の幅方向分布及びその値の大きさ、さらにめっき付着量が前記目標値となるように、電磁石５，気体絞り装置４，合金化炉８を制御する。
【００６５】
一方、比較例として、電磁石５の上方近傍に鋼板Ｓの形状を検出する距離センサー（図示せず）を設け、この位置での鋼板形状が平坦となるように電磁石５を制御する。そして、めっき付着量測定装置１１および合金化度測定装置１２により測定される板幅方向３点の測定値の平均値が前記目標値となるように、それぞれ気体絞り装置４及び合金化炉８を制御する。
【００６６】
以上の条件により合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造すると、鋼板幅方向のめっき付着量分布及び合金化度分布は、以下のようになる。
【００６７】
図５は、板幅方向のめっき付着量分布及び合金化度分布の一例を示す図であり、（ａ）がめっき付着量分布、（ｂ）が合金化度分布である。また、○が本発明例、▲が比較例である。
【００６８】
本図に示すように、比較例では、めっき付着量及び合金化度の幅方向の平均値は目標値の範囲内であるものの、幅方向分布が不均一であり、部分的に目標値を外れる場合がある。これは、前述したように、鋼板形状が平坦であっても、ワイピング力が幅方向で均一でないことによるものである。
【００６９】
これに対し、本発明例では、ほぼ幅方向均一なめっき付着量及び合金化度が得られ、幅方向すべてを目標値の範囲内とすることができる。
【００７０】
このように、本発明例では、幅方向の合金化度が均一となり、プレス成形性及び耐パウダリング性がともに優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。
【００７１】
なお、浴中の支持ロール７を不使用としても、鋼板の振動や反りが問題となることもなく、また、ドロス欠陥が抑制されて、表面性状にも優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、合金化度が幅方向に均一な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。また、本発明により製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、合金化度とめっき付着量が幅方向に均一であり、プレス成形性と耐パウダリング性を兼ね備えた、優れためっき性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の一例を示す構成図
【図２】本発明の実施に供する電磁石の幅方向配置の一例を示す平面図
【図３】本発明におけるめっき付着量制御及び合金化度制御の処理フローの一例を示す説明図
【図４】プレス成形性及び耐パウダリング性と合金化度との関係を示す概念図
【図５】めっき付着量及び合金化度の幅方向分布の一例を示す図
【図６】従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置の一例を示す構成図
【符号の説明】
１溶融亜鉛めっき槽
２溶融亜鉛めっき浴
３シンクロール
４気体絞り装置
５電磁石
６浴外支持ロール
７浴中支持ロール
８合金化炉
９保熱帯
１０冷却帯
１１めっき付着量測定装置
１２合金化度測定装置
１３電磁石制御装置
１４合金化制御装置
１５付着量制御装置
１６制御用計算機
１７ライン制御装置
Ｓ鋼板

Claims

鋼板を溶融亜鉛めっき浴に連続的に侵入させ、めっき浴中で方向転換させてめっき浴から引き上げ、気体絞り装置により鋼板に付着した溶融亜鉛めっき量を調整した後、合金化炉で合金化処理を施す合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
前記気体絞り装置の上方及び／又は下方に鋼板表面と交わる方向に磁力を作用させて鋼板の反り形状を矯正する電磁石と、前記合金化炉の下流側に合金化処理後のめっき皮膜の合金化度を測定する合金化度測定装置とを設け、
前記合金化度測定装置で計測されるめっき皮膜の合金化度の幅方向分布に基づいて、前記電磁石の電流値を制御することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
合金化度測定装置で計測されるめっき皮膜の合金化度の幅方向分布が均一となるように上記の電磁石の電流値を制御し、前記合金化度の値の大きさが所望の値となるように合金化炉の出力を制御することを特徴とする請求項１に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
合金化炉の加熱方式として誘導加熱式を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
鋼板を溶融亜鉛めっき浴に連続的に侵入させ、めっき浴中で方向転換させてめっき浴から垂直方向に引き上げ、気体絞り装置の上方及び／又は下方に設けられた電磁石により鋼板の反り形状を矯正しつつ、気体絞り装置により鋼板に付着した溶融亜鉛めっき量を調整した後、誘導加熱式合金化炉で合金化処理を施し、且つ、前記電磁石は、前記合金化炉下流側に設置された合金化度測定装置により測定される合金化度の幅方向分布情報に基づいて電流値が制御されることにより製造される、めっき付着量の幅方向変動が±３ｇ／ｍ²以内又はめっき付着量の幅方向変動率が１０％以内、且つ合金化度の幅方向変動が±１．０Ｆｅ％以内又は合金化度の幅方向変動率が１０％以内であることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板。