JPH03100155A

JPH03100155A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法

Info

Publication number: JPH03100155A
Application number: JP23829989A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Muto; 武藤　振一郎; Makoto Arai; 新井　信; Kuniaki Sato; 邦昭佐藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1991-04-25
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0645852B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法に関す
る。　詳しくは、亜鉛浴に浸漬する鋼帯の温度を、その
巾方向に調整することにより、全面に亘って均一な合金
化度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を得られる合金
化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法に関する。

〈従来の技術〉溶融亜鉛めっき鋼帯の塗装性、塗膜＠着性、溶接性等を
向上させるために、再度加熱処理を施し、亜鉛めっき層
をＦｅ−Ｚｎ合金化させる合金化溶融亜鉛めっき鋼帯が
公知である。

方法の一例を第１図を参照して説明すると、まず鋼帯Ａ
を焼鈍炉１２を通過させることにより所定の温度に加熱
する。　この焼鈍炉１２は、加熱帯１８とその後方（以
下、後方とは鋼帯８勤方向の下流側とする）に配置され
る冷却帯２０とから構成され、鋼帯Ａはまず加熱帯１８
において、主にラジアントチューブによって約８００℃
に加熱された後、冷却帯２０においてガスジェット方式
等によって約４７０℃まで冷却される。

焼鈍炉１２において所定の温度に加熱・冷却された鋼帯
Ａは、次いで、約４６０℃の亜鉛浴１４に浸漬され、そ
の表面に溶融亜鉛が付着される。

溶融亜鉛が付着された鋼帯Ａは、亜鉛浴１４から略鉛直
方向に引きあげられて、気体絞り用ノズル２２によって
ガス噴射により亜鉛付着量の制御が行なわれ、その後方
（上方）に設けられた合金化炉１６において約５００℃
に再加熱されて合金化処理を施され、次工程に送られる
。

この合金化処理とは、前述のように亜鉛めっき鋼帯Ａの
塗装性等を向上させるために、鋼帯Ａの鉄を亜鉛めっき
層中に拡散させることにより、Ｆｅ−Ｚｎ合金層を形成
せしめるものである。　なお、このような合金化は、鋼
帯Ａが亜鉛浴１４に浸漬された瞬間より開始され、合金
化炉１６において再加熱されて完了する。

ここで、この合金化における合金の進行の程度、すなわ
ち合金化度は、亜鉛めっき層中に含まれる鉄の濃度で定
量的に評価することができる。　そのため、通常の合金
化溶融亜鉛めっき装置においては、例えば合金化炉１６
の出口に合金化度の測定装置（合金化度肝２４）を配置
して、合金化処理が終了した鋼帯の合金化度を測定して
、その測定値を用いて製品の合否判定を行なったり、あ
るいは合金化炉１６における再加熱温度の調整等を行な
フている。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、このような方法によって合金化溶融亜鉛めっ
き鋼帯を製造する際に、鋼帯Ａの巾方向の合金化度ムラ
、特に巾方向両端部付近の合金化度不足が発生する場合
が多々ある。

このような合金化度の不足部分の発生等の合金化度ムラ
は金属色ムラとなってしまい、後にカラー塗装を°行な
った際に光沢ムラとなって商品外観を著しく悪化させて
いる。

このような鋼帯Ａの巾方向の合金化度ムラは、合金化処
理のための再加熱において巾方向に加熱温度ムラが生じ
ることによって発生するものであり、この加熱温度ムラ
は、 ■　鋼帯の溶融亜鉛付着量を、気体絞り用ノズルによっ
て調整する際に、その噴射気体により巾方向両端部が特
に適冷され、そのまま合金化炉内での巾方向に一様に再
加熱されるために、巾方向両端部が加熱不足になる。

■　合金化処理を行なう合金化炉内に鋼帯の搬入に伴な
って冷風が巻き込まれること。

が主たる原因として考えられる。

このような合金化度の巾方向のムラを防止するために、
例えば特開昭５０−４４９３１号公報には合金化炉１６
の前方に「鋼帯の長さ方向に沿って縦長に配置され、か
つ、鋼帯の巾方向に対して加熱調整自在な加熱用補助バ
ーナー」で合金化度にムラが発生しそうな場所を加熱す
る金属色ムラ発生の防止方法が開示されている。

しかしながら、この方法では ■大気中のバーナー燃焼であるため、熱効率が低い。

■バーナーを配置するスペースを、溶融亜鉛付着量調整
用のノズル（気体絞り用ノズル２２）と合金化炉１６と
の間に確保する必要がある。　しかもその間において鋼
帯Ａの温度が低下するので（補助バーナーは全体を加熱
しない）、それをカバーするために合金化炉１６で燃料
を多量に使用する、あるいはラインスピードを低下させ
る必要があり、熱効率、生産性が低下する。

■補助バーナーの火炎は鋼帯Ａの表面に局部的に当るの
で、火炎模様が生じ、外観欠陥が生じ易い。

等の問題点がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、鋼帯
の巾方向の合金化度のムラを効率良く解消することがで
きる合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法を提供するこ
とにある。

く課題を解決するための手段〉前記目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討を重
ね、亜鉛浴に浸漬する際の鋼帯の温度を変化させること
により、合金化炉における亜鉛めっき層の合金化度が変
化することを見出し、従って、亜鉛浴に浸漬する鋼帯の
温度分布を巾方向に制御することにより、亜鉛めっき層
の巾方向の合金化度分布な副部できることを見出すこと
により本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、焼鈍炉において鋼帯を所定の温度
に加熱した後で所定の温度まで冷却した後に、亜鉛浴に
浸漬し、次いで気体絞り用ノズルからのガス噴射により
亜鉛付着量を制御した後、合金化処理を行なう合金化溶
融亜鉛めっき鋼帯の製造方法において、前記ｍｆの加熱後の冷却を前記鋼帯巾方向に調分布が均
一となるように前記亜鉛浴に浸漬する鋼帯の温度を巾方
向に調整することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼
帯の製造方法を提供する。

また、前記合金化処理後にｗｉ帯の巾方向の合金化度分
布を測定し、その測定結果に応じて前記鋼帯の加熱後の
冷却を鋼帯の巾方向の合金化度分布が均一となるように
前記鋼帯の巾方向に調分布が均一となるように前記亜鉛
浴に浸漬する鋼帯の温度を巾方向に調整するのが好まし
い。

く作用〉第１図に、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方
法を実施する合金化溶融亜鉛めっき装置の一例の概念図
が示される。

第１図に示される合金化溶融亜鉛めっき装置１０（以下
、めっき装置１０とする）は、基本的に焼鈍炉１２と、
亜鉛浴１４および合金化炉１６とから構成されるもので
ある。

焼鈍炉１２は、加熱帯１８と冷却帯２０とから構成され
る。　鋼帯Ａは、まず加熱帯１８によって焼きなましも
兼ねて約８００℃に加熱され、次いで冷却帯２０によっ
てガスジェット冷却方式で約４７０℃に冷却される。

ここで、本発明においては、この加熱後の冷却は鋼帯Ａ
の巾方向（以下、単に巾方向とする。）に温度分布を調
整するように、好ましくは後述の合金化度計２４によっ
て測定されためっき層の合金化度の巾方向の分布に応じ
て、巾方向に温度分布を調整するようにして行なわれる
。　この冷却帯２０および温度分布の調整方法について
は後に詳述する。

次いで、鋼ｆＡはそのまま約４６０℃の亜鉛浴１４に浸
漬され、溶融亜鉛が付着される。

亜鉛浴１４において溶融亜鉛が付着された鋼帯Ａは、鉛
直方向に引きあげられつつ気体絞り用ノズル２２よりガ
スが噴射されて溶融亜鉛の付着量が制御され、その上方
（下流）に配置された合金化炉１６に送られる。

鋼帯Ａは合金化炉１６において約５００℃に再加熱され
て、亜鉛めっき層の合金化処理が行なわれ、次工程へ搬
送される。

さらに、図示例のめっき装置１０においては、好ましい
態様として合金化炉１６の上方には合金化度計２４が配
置され、合金化処理後の亜鉛めっき層の合金化度が巾方
向に測定され、合金化度分布が測定される。

本発明の合金化溶融亜鉛めっ＠ｉｍ帯の製造方法におい
ては、前述のように、焼鈍炉１２での加熱帯１８による
加熱後の冷却帯２０における冷却は、鋼帯Ａの巾方向に
温度分布を調整して、好ましくは合金化度計２４によっ
て測定された合金化度の巾方向の分布に応じて、巾方向
に温度分布を調整して行なわれる。

第２図に、本発明の合金化溶融亜鉛めフき鋼帯の製造方
法において、その技術的思想の基本となる、亜鉛浴１４
に浸漬する鋼帯Ａの温度をパラメータとした、合金化炉
１６における鋼帯Ａの入側鋼帯温度と亜鉛めっき層の合
金化度との関係を概念的に示す。

なお、第２図においては、横軸は合金化炉１６における
入側鋼帯温度を、縦軸は亜鉛めっき層の合金化度を示す
ものである。　また、曲線Ａ％　ＢおよびＣは、パラメ
ータとして亜鉛浴１４へ浸漬する鋼帯Ａの温度が異なる
場合を示すもので、曲線Ａが最も亜鉛浴１４への浸漬温
度が高く、曲線Ｃが最も浸漬温度が低い。

第２図より明らかなように、合金化炉１６における鋼帯
Ａの在炉時間が同じである場合、入側鋼帯温度が高くな
ると合金化度が増加する。

また、図中に曲線Ａ％　ＢおよびＣでパラメータとして
示したように、亜鉛浴１４に浸漬するｍｆＡの温度が高
くなると、やはり合金化度が増加する。　つまり、亜鉛
浴１４に浸漬する鋼帯Ａの温度を調整することにより、
亜鉛めっき層の合金化度を調整することが可能である。

この第２図より、従来の製造方法において生じていた亜
鉛めっき層の巾方向に合金化度ムラの原因を容易に理解
することができる。

つまり、亜鉛浴１４に浸漬されて溶融亜鉛が付着された
鋼帯Ａは、前述のように亜鉛浴１４から略鉛直方向に引
き上げられつつ、気体絞り用ノズル２２から噴射される
絞り用ガスによって亜鉛付着量の調整が行なわれる。

ここで、絞り用ガスにより、鋼帯Ａの巾方向の両端部は
中央部に比べて温度が下がり易いので、合金化炉１６に
搬入される鋼帯Ａの巾方向両端部の温度が低くなってし
まった場合、例えば合金化炉１６における入側＃４ｆ温
度が中央部がＴＣ％両端部がＴＥとなってしまった場合
には、合金化炉１６における鋼帯Ａの温度が曲線Ｂで示
される温度であった際には、合金化度は中央部はＦＣ％
両端部はＦＥとなフてしまい、両端部の合金化度が低い
、つまり合金化度が巾方向にムラのあるものとなってし
まう。

特開昭５０−４４９３１号公報に開示される方法におい
ては、合金化炉の前方に前述の所定の補助加熱バーナー
を配置して、鋼帯の低温部を加熱することにより、合金
化炉に搬入される鋼帯の温度を巾方向全面に亘って均一
にして、合金化度を均一とすることを目的としたもので
ある。　しかしながら、この方法では熱効率の低下、火
炎模様等の外観欠陥等の問題があるのは前述のとおりで
ある。

これに対し、本発明の合金化溶融亜鉛めっき方法は、先
にパラメータとして曲線ＡＳ　ＢおよびＣで示したよう
に、亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａの温度によって合金化
度を調整できることを見出し、亜鉛浴１４に浸漬する前
の鋼帯Ａの温度分布を冷却帯２０における鋼−ＩＦＡの
冷却によフて巾方向に調整することにより、亜鉛めっき
層の合金化度を調整するものである。

つまり、目標とする合金化度がＦＣであった際に、合金
化炉１６における鋼帯Ａの入側鋼帯温度が中央部がＴＣ
で両端部がＴ、となってしまった場合には、前述のとお
り合金化度は中央部はＦＣ％両端部はＦ、となフてしま
う。　ここで、亜鉛浴１４に浸漬するｌｉＩ帯Ａの温度
分布を、中央部は曲線Ｂで示される通常の温度、両端部
はそれよりも高温の曲線Ａで示される温度に調整するこ
とにより、合金化度を中央部および両端部共にＦＣとし
、全面に亘って所定の合金化度を有する溶融亜鉛めっき
鋼帯を得るものである。

この方法によれば、冷却帯２０によって亜鉛浴１４に浸
漬する鋼帯Ａの巾方向の温度分布を調整するのみでよい
ので、別途加熱（冷却）装置を必要としない。　また、
冷却帯２０における冷却方法は通常ガスジェット冷却方
式等を適用するものであるので、温度調整の応答性が速
く、ロスが非常に少ない。　さらに、この方法によれば
、合金化炉１６の再加熱温度の調整や鋼帯へのラインス
ピードの変更等も不要であり、合金化溶融亜鉛めっき鋼
帯の製造効率も低下することがない。

本発明においては、このような冷却帯２０における鋼帯
Ａの巾方向の温度分布の調整は、好ましくは、前述のよ
うに合金化度肝２４によフて測定された鋼帯Ａの合金化
度の巾方向の分布に応じて行なうのが好ましい。

このような構成とすることにより、本発明はより容易に
実施することができ、しかも、好適に製造管理も行なう
ことができるので、全面に亘って均一な合金化度を有す
る合金化溶融亜鉛めっき鋼帯をより良好にかつ確実に製
造することが可能となる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
、気体絞り用ノズル２２による亜鉛付着量調整後の鋼帯
Ａの巾方向の温度分布の変化が少ない場合には、冷却帯
２０による鋼帯Ａの冷却を、めっき層の合金化度が巾方
向に均一となるように予め設定された温度分布とする構
成としてもよく、また各種の公知の方法で合金化炉１６
人側での鋼帯Ａの巾方向の温度分布を測定し、その結果
に応じて亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａの巾方向の温度分
布を調整するものであってもよい。

第３ａ図に、第１図に示される装置の冷却帯２０の一例
の、鋼帯Ａ長手方向の断面概略図が、第３ｂ図にその平
面概略図が、さらに第３ｃ図に鋼帯Ａ巾方向の断面概略
図が示される。

冷却帯２０では、ｗＩ帯Ａの走行路を挟んで配置される
ガスチャンバー２６が配置されており、このガスチャン
バー２６にはくちばし状で鋼帯Ａの巾方向と垂直方向に
長手方向を有するスリット形状のガスノズル２８が複数
平行に配置されている。　つまり、加熱後の鋼帯Ａの冷
却用ガズは、ガスチャンバー２６からガスノズル２８を
介して射出され、鋼帯Ａに吹き付けられる。

また、ガスノズル２８の冷却用ガズ導入部、つまり、ガ
スチャンバー２６とガスノズル２８との接続部には、鋼
帯Ａの巾方向（矢印Ｗ）に方向移動自在なシール板３０
が配置される。

図示例の冷却帯２０においては、このシール板３０を移
動することによりガスノズル２８の開口部分を調整して
、前述のように亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａの巾方向の
温度分布や、さらには鋼帯Ａの巾に応じて、冷却用ガス
の吹き付は量および吹き付は位置を調整する。

なお、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法に
適用される冷却帯２０において、冷却用ガスの吹き付は
量および吹き付は位置を調整する方法は、前述のシール
板３０による方法に限定されるものではなく、ガスノズ
ル２８に冷却用ガスの射出方向調整用の羽根を設ける方
法等、各種の方法が適用可能である。　また、図示例の
ように鋼帯Ａの巾方向両端部のみを調整するものに限定
はされず、複数のシール板３０を脱着可能に構成し、巾
方向の中央部の冷却用ガスの吹き付は量を調整して、鋼
帯Ａの温度分布を調整してもよい。

さらに、シール板３０を設けず、ガスノズル２８から射
出される冷却用ガスの温度分布を、所望する鋼帯Ａの温
度分布に合せて調整するものであってもよい。

〈実施例〉以下、本発明の具体的実施例を上げ、本発明をより詳細
に説明する。

第１図に示されるめっき装置１０を用いて合金化溶融亜
鉛めフき鋼帯を製造した。

鋼帯Ａは、板厚０．８ＩＩ１ｍ、板巾１５００ｒＱｍの
ものを用い、これをラインスピード９０ｍｐｍで走行さ
せた。

この鋼帯Ａを焼鈍炉１２の加熱帯１８で８００℃に加熱
し、次いで、冷却帯２ｏにおいて約り７０℃〜５００℃
迄冷却した後、浴温４６０℃の亜鉛浴１４に浸漬した。

亜鉛浴１４に浸漬した鋼帯Ａは、鉛直方向に引き上げる
ことにより亜鉛浴１４から排出し、次いで気体絞り用ノ
ズル２２によって亜鉛付着量を４５　ｇ／ｖａ”に調整
したのち、合金化炉１６で５００℃に再加熱して合金化
を行なった。　なお、合金化炉１６における加熱時間は
、１２秒であった。

以上を標準条件とし、下記の各点を変更して合金化溶融
亜鉛めっき鋼帯を製造した。

［本発明例］冷却ｌＦ２Ｏにおいて、亜鉛浴１４に浸漬する鋼’ｔＡ
の巾方向両端部５０Ｉｌ＋ｍの位置の温度が中央部に比
べて約３０℃高くなるようにシール板３０をセットして
、鋼帯Ａの冷却を行なった。

［比較例１］特開昭５０−４４９３１に示されるように、合金化炉１
６の前方の巾方向両端部に補助バーナーを設置し、各５
０　Ｘ　１０　”ｋｃａｌ／ｈ　　　計１００　ｘ　１
０　’ｋｃａｌ／ｈで鋼帯Ａの両端部を加熱した後合金
化炉１６に搬入した。

［比較例２］前述の標準条件を一切変更せず、つまり従来の方法によ
って合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を製造した。

以上の各条件で製造した合金化溶融亜鉛めっきについて
、合金化炉１６の上方に配置される合金化度計２４で鋼
帯Ａの巾方向の合金化度を測定し合金化度のムラを測定
し、また、合金化炉１６および補助バーナーによる燃料
使用量を測定した。　なお、合金化度計２４はＸ線回折
手法により合金化度を測定するものを用いた。

結果を表１に示す。

表１に示されるように、本発明例においては冷却帯２０
において冷却条件を調整して、亜鉛浴１４に浸漬する鋼
帯Ａの両端部５０１１１１１の位置の温度を中央部に比
べて約３０℃高くしたため、合金化炉１６に搬入される
際の鋼帯Ａの巾方向の温度分布は、中央部が４４０℃、
両端部が４２０℃と両端部の方が低いが、補助バーナー
や、合金化炉１６における再加熱温度を調整しなくても
、得られた鋼帯の合金化亜鉛めっき層には合金化度ムラ
は発生しなかった。

また、比較例１においては、補助バーナーを配置したた
めに合金化炉１６に搬入される鋼帯Ａには温度分布ムラ
はなく、従って得られた鋼帯Ａの合金化亜鉛めっき層に
は合金化度ムラは発生してはいない。　しかしながら、
補助バーナーを必要とするため、これに１００×１０３
ｋｃａｌ／ｈの燃料がかかり、さらに、補助バーナーを
設置した分だけ亜鉛浴１４から合金化炉１６までの距離
が長くなってしまうため、合金化炉１６に搬入される鋼
帯の温度が４３０℃と他に比べて低くなフてしまい、所
定の合金化度を得るためには合金化炉１６における燃料
も他の例に比べ多く必要でった。

また、通常の方法である比較例２においては、合金化炉
１６に搬入される際のｍ’１ｌＦＡの巾方向の温度分布
は、中央部が４４０℃、両端部が４２０℃と両端部の方
が低くなってしまい、得られた鋼帯の合金化亜鉛めっき
層には合金化度ムラが発生してしまった。

以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

〈発明の効果〉以上詳細に説明したように、本発明の合金化溶融亜鉛め
っき鋼帯の製造方法によれば、全面に亘って均一な合金
化度を有する良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を容易か
つ安定して製造することが可能である。

しかも、合金化炉における再加熱温度を調整する必要が
無く、また、補助バーナー等も不要であるので、余分な
燃料を使用することもなく、さらに火炎模様等の外観不
良も生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方
法を実施する合金化溶融亜鉛めっき装置の一例の概念図
である。第２図は、亜鉛浴へ浸漬する鋼帯の温度をパラメータと
した合金化炉入側鋼帯温度と亜鉛めっき層の合金化度と
の関係を示す概念図である。第３ａ図は、第１図に示される合金化溶融亜鉛めっき装
置に適用される冷却帯の一例の鋼帯長手方向の概略断面
図、第３ｂ図は、同概略平面図、第３ｃ図は同鋼帯の巾
方向の概略断面図である。符号の説明１０・・・合金化溶融亜鉛めっき装置、１２・・・焼鈍
炉、１４・・・亜鉛浴、１６・・・合金化炉、１８・・・加熱帯、２０・・・冷却帯、２２・・・気体絞り用ノズル、２４・・・合金化度針、２６・・・ガスチャンバー２８・・・ガスノズル、３０・・・シール板、Ａ・・・鋼帯

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　焼鈍炉において鋼帯を所定の温度に加熱した後
で所定の温度まで冷却した後に、亜鉛浴に浸漬し、次い
で気体絞り用ノズルからのガス噴射により亜鉛付着量を
制御した後、合金化処理を行なう合金化溶融亜鉛めっき
鋼帯の製造方法において、前記鋼帯の加熱後の冷却を前記鋼帯巾方向に調整し、前
記亜鉛浴に浸漬する鋼帯の温度を巾方向に調整すること
を特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法。
（２）　前記合金化処理後に鋼帯の巾方向の合金化度分
布を測定し、その測定結果に応じて前記鋼帯の加熱後の
冷却を鋼帯の巾方向の合金化度分布が均一となるように
前記鋼帯の巾方向に調整し、前記亜鉛浴に浸漬する鋼帯
の温度を巾方向に調整する請求項１に記載の合金化溶融
亜鉛めっき鋼帯の製造方法。