JPH03104896A

JPH03104896A - 電気錫めつき鋼帯の溶融光輝化処理方法および装置

Info

Publication number: JPH03104896A
Application number: JP24121889A
Authority: JP
Inventors: Makoto Himeno; 姫野　誠; Katsuto Kawamura; 勝人河村; Fumio Kokado; 古角　文雄
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1991-05-01
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: JP2633363B2

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】く産業上の利用分野〉本発明は、高速処理に適した電気錫めっき鋼帯の溶融光
輝化処理方法およびそれに用いる装置に関する。

く従来の技術〉電気錫めっき鋼帯（鋼板）は、缶詰などの容器用途を中
心に広く使われているが、一部の特殊な用途を除いて、
電気錫めっきした後に、溶融光輝化処理（リフロー処理
）されたものが使われる。　リフロー処理の目的は、微
視的な凹凸のために光沢に乏しい電着錫層を溶融再凝固
させて表面を平滑化して美麗で光沢のある外観を与える
とともに、錫層と地鉄の界面にｍ密なＳｎ−Ｆｅ合金層
を形成させて、耐食性およびめっき密着性を向上させる
ことである。

このリフロー処理は、従来第３図〜第５図に示すような
装置を用い、直接通電または電磁誘導、あるいはその両
者を組み合わせ、加熱により錫を溶融させた後に、水中
に突入させて冷却凝固させる方法がとられている。

この際、（１）水冷時の突沸現象によって溶融状態の錫
が勅かされて発生すると考えられているクエンチステイ
ンと呼ばれる不定形の汚れの防止、および（２）錫めっ
き鋼板としての耐食性に影響する錫の結晶粒径を大きく
することが重要である。

そのため、これまでこの２つの条件を満足すべく、冷却
水の温度、水中スプレーの圧力および角度などの条件に
工夫がなされ、水冷が行なわれてきた。

しかし、特に処理スピードを高め、生産性の向上を図ろ
うとする際、リフロー後の水冷条件の設定が難しく、こ
れがネックとなって容易には処理スピードが上げられな
いという問題があった．この問題点の解決を目的として、水冷する以前に冷却気
体を吹き付けることにより錫層を凝固させる方法が特開
昭５７−３５８９４号に開示されている。

具体的に、このリフロー処理の開示技術の１例として、
第３図に直接通電法を用いた場合の錫めっき鋼帯の溶融
光輝化処理装置を模式図として示す。

この処理装置は、直接通電用入側通電ロール２、直接通
電用出側通電ロール３、そして前記ロールの間に気体冷
却装置５および水冷タンク６が配置されている。　この
処理装置によれば、第３図中左方から給送される錫めっ
き処理鋼帯１は、前記直接通電用入側通電ロール２と出
側通電ロール３との間で通電され、錫めっき層は銅帯内
で発生する抵抗熱によって溶解される。　そして、次に
！ｆは通電されつつ、気体冷却装置５によって気体冷却
され、さらに水冷タンク６内に連続的に浸漬、水冷され
るので、銅帯表面の錫層は再凝固する。

この方法では気体冷却を行なう位置の銅帯中を加熱電流
が流れているため、この電流による発熱に打ち勝って銅
帯の温度を低下させるための大容量の冷却気体供給装置
が必要であり、コストおよび設置スペースの制約により
実機化は困難である。

また、第４図には、他の開示技術例として、電磁誘導の
みによって加熱する場合の錫めっき鋼帯の溶融光輝化処
理装置の模式図を示す。

この装置は、前記第３図の入・出側通電ロール２および
３の代わりに、電磁誘導装置４を用いて加熱するもので
ある。

この装置内においてもまた、水冷タンク６の前段部に気
体冷却装置５を設けるのが好ましい。

第４図に示すような設置位置で気体冷却装置を設ける場
合には、銅帯からの発熱がないため、比較的小容量の気
体冷却装置で鋼帯温度を錫の凝固点以下まで低下させる
ことができる．しかし、高速処理を行なおうとした場合
には、高価な電磁誘導加熱処理装置を大容量化する必要
が生じるため、経済的に不利である。

さらに第５図には、前述した第３図および第４図を組み
合わせ、直接通電人・出側通電ロール２．３の間に、電
磁誘導加熱装置４を配置した例を示す。　この装置にお
いても、気体冷却を適用しようとした場合には、第３図
の場合と同様に銅帯からの発熱のある位置で気体冷却を
行なわなくてはならないという問題がある。

く発明が解決しようとする課題〉そこで本発明は、前記従来技術からの問題点に鑑みなさ
れたもので、大きな錫結晶サイズを有し、クエンチステ
ィンのない良好な外観の錫めっき鋼帯を高速処理で、し
かも低コスト、少ない設備スペースで製造することがで
きる方法およびその方法に適した装置を提供することを
目的とする。

く課題を解決するための手段〉上記問題点を鋭意検討の結果、本発明に至った。

すなわち、本発明は、電気錫めっき鋼帯を、錫の融点以
上の温度まで加熱して錫を溶融させた後に冷却凝固させ
る溶融光輝化処理方法において、前記電気錫めっき鋼帯
を錫の融点未満の温度まで直接通電法によって加熱し、
引き続いて錫の融点以上の適宜の温度まで電磁誘導法に
よって加熱し、さらに引き続いて錫の凝固点以下の温度
まで気体冷却することを特徴とする電気錫めっき鋼帯の
溶融光輝化処理方法を提供する。

また、本発明は、電気錫めっき鋼帯を連続的に加熱溶融
・再凝固させる溶融光輝化処理装置であって、ｍ＊の進
行方向に沿って、直接通電加熱用入側通電ロール、直接
通電加熱用出側通電ロール、電磁誘導加熱装置、気体冷
却装置を順次配置したことを特徴とする電気錫め−５ｆ
ｊ！銅帯の溶融光輝化処理装置を提供する．以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の方法は、電気錫めっきされた銅帯を錫の融点未
満の温度まで直接通電法によって加熱し、引き続いて錫
の融点以上の適宜の温度まで電磁誘導法によって加熱し
、さらに引き続いて錫の凝固点以下の温度まで気体冷却
する。

この方法を実際に行なうための装置の一例を第１図に示
す。

本発明の装置の主な構成は、直接通電用入側通電ロール
２、直接通電用出側通電ロール３、電磁誘導装置４、お
よび気体冷却装置５からなる。

錫めっきが施された鋼帯１は、第ｌ図の左方から連続し
て給送され、そして直接通電用入側通電ロール２を経て
直接通電用出側通電ロール３へと搬送される。　銅帯１
はこの入側通電ロール２の始点Ａと出側通電ロール３の
終点Ｂとの間で抵抗発熱し、鋼帯１の内部から錫の融点
未満まで昇温される．次に電磁誘導装置４に送られ、今度は銅帯の錫めっき表
面から電磁波で加熱され、錫めっきは溶融する。　この
電磁誘導装置４の入口Ｃと出口Ｄとの間での加熱は、も
っとも高温まで行なわれる。

この後、気体冷却装置５で銅帯表面に冷却ガスが吹付け
られ、錫の融点以下の温度まで冷却され、表面の錫層が
再凝固される．　その後、水冷タンク６内の冷却水に浸
漬される。　そして、水冷タンク６内のシンクロール７
に巻回されて、室温付近の巻取温度にまで冷却された後
、図示しない巻取装置に巻取られる。

本発明の方法の特徴の１つとしては、第２図に本発明の
装置を用いた際のヒートパターンからもわかるように、
錫の溶解過程を２回に分け、加熱過程の前半を直接通電
法、後半を電磁誘導加熱で行なうことである。

すなわち、従来の直接通電、電磁誘導組み合わせ方式は
、前述した第５図に示すように直接通電用の入側通電ロ
ール２と出側通電ロール３の中間に電ｌｉｉ１誘導加熱
装置４および気体冷却装置５があるため、電磁誘導加熱
装置４のストリップ進行方向出側の位置でも直接通電に
ょる鋼帯からの発熱があり、そのため、この位置で気体
冷却装置５により錫を凝固させることは非常に困難であ
った．しかし、本発明の方法を用いると、第２図に示すように
直接通電電流による発熱は、入側通電ロール２の始点Ａ
から起こり、出側通電ロール３の終点Ｂで一旦終了し、
さらに電磁誘導装置４の入口Ｃから出口Ｄまで再び加熱
される。

その後、気体冷却装置５の入口Ｅおよび出口Ｆの温度差
で示されるようにゆっくり冷却ざれ、さらに水冷タンク
６に浸漬、水冷され浸漬前人口Ｇ以後で銅帯は急冷され
る。

本発明において、直接通電加熱時の到達福度は、錫の融
点未満の温度（２３２℃）未満とするのがよい。　錫の
融点以上の温度まで加熱してしまうと、錫が溶融した状
態で出側通電ロールに接触することとなるため、ロール
に錫が付着してしまい好ましくない。

また、電磁誘導加熱の到達温度は、製品として要求され
るＳｎ−Ｆｅ合金量に応じ、錫の融点以上の適宜の温度
として行なえばよい。

気体冷却装置では、水冷タンクに入る前に錫の凝固点以
下の温度まで冷却し、完全に錫の凝固を完了させること
によるクエンチスティンの無い、結晶サイズの大きい錫
めっき層を得ることができる。

なお、冷却用のガスとしては、空気、窒素など、何を使
ってもかまわない。

気体冷却後、さらに水冷タンクを用いて、鋼帯を室温程
度まで冷却すればよい。

なお、上述したこれらの設備は、本発明の特徴を示す最
小限の設備のみを示したものであり、これらの装置の中
間もしくは前後位置に、保温用ダクト、もれ電流防止の
ためのチョークコイル、錫凝固後の鋼板温度をさらに下
げるための水冷タンク等を設けてもよい。

く実施例〉以下に実施例をあげ、さらに具体的に説明する。

（実施例）巾８００ｍｍ，厚さ０．２５ｍｍの低炭素鋼帯を脱脂、
酸洗した後、Ｓｎ２“（２価錫イオン）２０ｇ／４２、
Ｃｊ２−　　（塩素イオン）３０ｇ／ｆｌ，Ｆ−　　（
フッ素イオン）　３　０　ｇ／Ｉ．を主成分とするハロ
ゲン浴によって、鋼帯の表面２．８ｇ／ｍ’　　裏面８
．４ｇ／ｍ２の錫めっきを行なった。　次＆：第１図に
示す溶融光輝化処理装置を用い、出側通電ロール位置Ｂ
では１９０℃、電磁誘導加熱装置出側位置Ｄでは２８０
℃、気体冷却装置出側位置Ｆでは１８０℃となるように
条件設定してラインスピード４００ｍｐｍで錫めっき鋼
帯を搬送し、ざらにＮａ２Ｃｒ２０ｙ　（重クロム酸ソ
ーダ）３０ｇ／ｕを含有する洛中で、化学処理を行なっ
た。

これによって、合金錫量０．７ｇ／ｍ２の錫めっきｌ１
ｆＡを得た。

（比較例）前記実施例と同様の脱脂、酸洗、および錫めっき処理を
施した鋼板を用い、第３図陣示す従来の直接通電加熱方
式の装置を用いて、水冷タンク侵入時のａ４帯の温度が
２８０ｔとなるよう加熱し、ラインスピード４００ｍｐ
ｍで溶融光輝化処理を施した。　　この時ラインスピー
ドで４００ｍｐｍという高速処理で錫結晶サイズを少し
でも大きくするために、水冷タンク内の水温を８０℃と
し、前記実施例に用いた水冷タンクの水温７０℃よりも
高温とした。　さらに前記実施例同様の化学処理を行な
った。

これによって、全錫景表面２．８ｇ／ｍ２裏面８．４ｇ
／ｍ”　　合金錫量０．７ｇ／ｍ２の錫めっき鋼帯Ｂを
得た。

本発明例Ａおよび比較例Ｂの錫結晶粒度（ＴＣＳ）およ
び外銭を評価し、第１表に示す。　比較例Ｂでは、水冷
タンク内の水温を高めに設定したため、８．４ｇ／ｍ’
面の錫結晶サイズＴＣＳは＃９．５となったが、それで
も本発明例よりも小さく、また２．８ｇ／ｍ’面にはク
エンチステインが発生してしまった。

これに対し、本発明の実施例では、十分な錫結晶サイズ
と良好な外観が共に得られた。

なお、耐食性試験、塗料密着性試験等、第１表に示した
以外の品質試験も行なったが、これ以外の試験では、実
施例、比較例ともに優れた品質評価が得られた。

第　　　　１　　　　表注）ＴＣＳは、ＡＳＴＭ法によるナンバー表示である。

　数字が小さいほど結晶粒サイズが大きく良好であるこ
とを示す。

く発明の効果〉本発明の方法および装置によれば、比較的安価な設備費
で大きな錫結晶サイズとクエンチステインのない良好な
外観の錫めっき鋼帯を高速処理で製造することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の溶融光輝化処理装置を示す模式図で
ある．第２図は、本発明の溶融光輝化処理装置社よって処理し
た時のヒートパターンを示す図である。第３図、第４図および第５図は、従来の錫めっき鋼板の
溶融光輝化処理装置の例を示す模式図である．４・・・電磁誘導装置、５・・・気体冷却装置、６・・・水冷タンク、７・・・シンクロール、Ａ・・・直接通電用入側通電ロールの始点、Ｂ・・・直
接通電用出側通電ロールの終点、Ｃ・・・電磁誘導装置
入口、Ｄ・・・電磁誘導装置出口、Ｅ・・・気体冷却装置の入口、Ｆ−・・気体冷却装置の出口、Ｇ・・・水冷タンク入口符号の説明１・・・銅帯、２・・・直接通電用入側通電ロール、３・・・直接通電用出側通電ロール、ＦＩＧ．２７ＦＩＧ，３４岡オ反ライン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気錫めっき鋼帯を、錫の融点以上の温度まで加
熱して錫を溶融させた後に冷却凝固させる溶融光輝化処
理方法において、前記電気錫めっき鋼帯を錫の融点未満
の温度まで直接通電法によって加熱し、引き続いて錫の
融点以上の適宜の温度まで電磁誘導法によって加熱し、
さらに引き続いて錫の凝固点以下の温度まで気体冷却す
ることを特徴とする電気錫めっき鋼帯の溶融光輝化処理
方法。
（２）電気錫めっき鋼帯を連続的に加熱溶融・再凝固さ
せる溶融光輝化処理装置であって、鋼帯の進行方向に沿
って、直接通電加熱用入側通電ロール、直接通電加熱用
出側通電ロール、電磁誘導加熱装置、気体冷却装置を順
次配置したことを特徴とする電気錫めっき鋼帯の溶融光
輝化処理装置。