JPH03146649A - 合金化亜鉛めっき鋼帯の製造方法 - Google Patents

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、塗膜密着性、溶接性等を
向上させるために、亜鉛めりき層をＦｅ−Ｚｎ合金化さ
せる合金化溶融亜鉛めっぎ鋼帯が公知である。

合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法の１例を第１図を
参照して説明すると、まずｍｆｌを焼鈍炉（図示せず）
を通過させることにより所定の温度に加熱する。

焼鈍炉において所定の温度に加熱・冷却された鋼帯ｌは
、次いで、約４６０℃の亜鉛浴２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ｆ１は、亜鉛浴２から略鉛直方
向に引きあげられて、ワイピングノズル３によって亜鉛
付着量の制御が行なわれ、その後方（第１図でみて上方
）に設けられた合金化炉４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フき鋼帯の塗
装性等を向上させるために、鋼帯１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、ｍ−ｌ”ｌが亜鉛浴２に浸
漬した瞬間より開始され、合金化炉４において再加熱す
ることにより完了する。

ここで、この合金化の進行の程度、すなわち合金化度は
、目視により鋼帯の焼は具合いを判定して評価したり、
めっき面の反射光強度等を測定して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４内に合金化度の測定装置（図
示せず）を配置して、鋼帯の合金化度を測定し、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４における再加熱温度の調整等を行なっている。

例えば、特開昭５７−１８５９６６号公報には、合金化
炉中を走行する鋼板めっき面の輻射エネルギーを測定す
ることにより、合金化炉内の亜鉛めっぎ鋼板の合金化位
置を制御する方法が開示されている。

また、例えば特開昭５８−１６０６１号公報には、合金
化炉内を走行する鋼板めっき面の反射光強度を測定する
ことにより、合金化炉４内における亜鉛めっき鋼板の合
金化位置を制御する方法が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、合金化亜鉛めっき鋼帯の製造においては、合
金化の進行・にともないめっき表面の放射率が約０．１
〜０．７の範囲で大きく変化することが知られている。

　この放射率の変化は、めっき層表面が溶融亜鉛状態（
η相、融点４１９℃）から合金化してζ相（融点５３０
℃）、δ相（融点的６４０℃）になって固化する温度（
以下、遷移温度という）に対応している。

このため、前記特開昭５７−１８５９６６号において放
射温度計等によって合金化炉中で鋼板の温度を測定する
場合、この温度計位置では合金化が進行中であるため、
測定位置や通板速度によって放射率が大きく変化し、真
の鋼板温度が測定できないという問題点があった。

また、特開昭５８−１６０６１号の方法は、複数の反射
光強度測定ユニットあるいは１個または２個の移動測定
可能なユニットを合金化炉内に設置しなければならない
という煩雑な方法であった。

本発明は上記従来技術の問題点を解消し、簡易な手段で
最適な合金化度が得られる合金化亜鉛めフき鋼帯の製造
方法を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 亜鉛めっき鋼帯の合金化時におけるめっき面の放射率の
変化を実験室で調査したところ、第２図に示すように加
熱昇温速度を大ぎくすると放射率の遷移温度が高温側に
移動することが確かめられた。

また、２℃／秒以上の昇温速度で加熱した場合、めっき
が溶融する４２０℃から５５０℃付近まではその放射率
が０．１付近で一定であること、および昇温速度がさら
に大きくなるほど、さらに高温まで放射率が一定である
ことがわかった。　また、昇温速度が２℃／秒未満の場
合は前記放射率の遷移温度が５００℃以下となるので操
作業上好ましくない。

本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである
。

すなわち、上記目的を達成するために未発明の第１の態
様によれば、亜鉛めっきされた鋼帯を、加熱帯と保持帯
とを有する合金化炉で合金化処理する合金化亜鉛めっき
鋼帯の製造方法において、 前記加熱帯における前記鋼帯の加熱昇温速度を２℃／秒
以上とすることを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼帯の製
造方法が提供される。

また、本発明の第２の態様によれば、前記製造方法にお
いて、前記加熱帯出口に放射温度計を設けて前記鋼帯温
度を測定することにより、前記加熱帯の加熱条件を制御
することを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼帯の製造方法
が提供される。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明は、第１図に示すように加熱帯５と保持帯６とを
有する合金化炉４に通用される。

すなわち、焼鈍炉（図示せず）で所定の温度に加熱・冷
却され、次いで亜鉛浴２で溶融亜鉛が付着され、ワイピ
ングノズル３を通過した鋼帯１は、合金化炉４において
所定の合金化処理条件にて処理され合金化亜鉛めフき鋼
帯となる。

前記加熱帯５は、直火加熱または誘導加熱、さらにはこ
れらの組合わせなどで構成されている。　本発明の第１
の態様は、この加熱帯５における鋼帯１の加熱昇温速度
を２℃／秒以上とする。　この昇温速度が２℃／秒未満
では前記放射率の遷移温度が５００℃以下となり合金化
してζ相（融点５３０℃）になる温度に達しない。

昇温速度の上限は特に設けない。　これは、鋼帯の厚さ
、幅、通板速度、加熱手段等によフて規制されるもので
易り、実用上は１００℃／秒程度である。

前記加熱帯５で昇温速度を２℃／秒以上の所定の値にす
るには、加熱帯５が直火加熱の場合は炉温またはガス流
量、誘導加熱の場合は投入電力を通板速度に対応して調
整すればよい。

前記保持ｆ６は、前記加熱帯５に続いて設けられ、前記
加熱帯で所定温度に加熱された鋼帯１を所定の温度（５
００〜７００℃）に所定時間保持して合金化亜鉛めフき
鋼帯とするものである。

前記合金化炉４による亜鉛めっき層の合金化度は、合金
化処理条件、すなわち加熱温度とその温度での保持時間
によって左右されるが、これらの条件はめっき層中のＡ
　ｔｚ　？Ｉ４度および鋼帯中のＰなどの成分により変
化する。

第３図は加熱温度と保持時間の関係の１例を模式的に示
したものであるが、保持帯の設備長は通常一定なので、
通板速度が変化した場合はそのままでは保持時間も変化
するため、第３図に例示する適正範囲に入るよう加熱温
度を変更する必要がある。　この適正範囲は合金元素の
種類と割合に応じて予め求めておく。　また、保持帯の
設備長が可変で通板速度が変化しても保持時間を一定に
制御できるような合金化炉の場合には、めっき層中のＡ
ｎ濃度および鋼種等の変化に対応して加熱温度を変更す
れば良いことになる。

このようにして、前記加熱ｆ５を通過した鋼帯１を保持
帯６で所定時間保持し、最適な合金化度に処理された合
金化亜鉛めっき鋼帯を製造することができる。

つぎに、本発明の第２の態様について説明するが、前記
加熱体５出口に放射温度計７を設けるほかは上記第１の
態様と同様であるので重複する説明は省略する。

めっき直後の鋼帯１を、加熱帯５にて２℃／秒以上の昇
温速度で加熱し、加熱体５出口に設けた放射温度計７に
より鋼帯′１の温度を測定し、この温度が予め設定した
目標温度となるように加熱帯５の出力（直火加熱ならば
炉温またはガス流量、誘導加熱ならば投入電力）を調整
し、続いて第３図に示すような適正範囲に入るように保
持’ｌｆ６で鋼板温度を所定時間保持することにより最
適合金化度に制御された亜鉛めフき鋼帯が製造できる。

すなわち、加熱帯５に招ける昇温速度を２℃／秒以上と
することにより放射率の遷８温度が高温側となり、めっ
きが溶融する４２０℃から５５０℃付近までは放射率が
０．１付近で一定であるため、加熱−ＩＦ５出口での鋼
帯１の真の温度が測定できるからである。

この時、放射温度計７で測定する際に、放射温度計７の
放射率を設定しなければならない。

この放射率は、放射温度計７の検出波長等により異なる
ので、実設備において接触式温度計等で測定した鋼板温
度により較正すれば精度の良い放射率が設定できる 加熱温度と保持時間との関係については前述したとおり
である。

また、このような加熱温度と保持時間との関係からプロ
セスコンピューターによって最適加熱温度を計算して目
標値として与え、合金化度を制御することも可能である
。

〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） 第１図に示すような合金化炉を用いて、亜鉛めっき鋼−
ｆ（鋼種：低炭素鋼、厚さ：０，５〜１．２ｍｍ、幅８
００〜１３００ｍｍ）を昇温速度を５〜ｂ 出口で板温を測定波長２μｍの放射温度計と、接触式温
度計とで測定したところ、放射温度計の設定放射率ε＝
０．１２で板温４４０〜５８０℃の範囲が±５℃の精度
で測定できた。

保持帯５の長さが２５ｍあり、通板速度８０　ｍ　／　
ｍ　ｉ　ｎでは保持時間は１８．８秒、１００　ｍ　／
　ｍ　ｉ　ｎでは１５秒となる。

そこで、第３図に模式的に示した条件を適用し、１００
ｍ／ｍｉｎで通板している時は、加熱温度を４９０℃に
設定し、加熱条件をフィードバック制御し、最適合金化
度の製品が得られた。

また、通板速度が８０ｍ／ｍｉｎに変化した時は、加熱
温度を４７０℃に変更し、最適合金化度の製品が得られ
た。

実用的には、オンラインに設置された合金化度針により
最適合金化となる加熱温度を決定し、その温度となるよ
うにフィードバック制御することも可能である。

〈発明の効果〉 本発明は以上説明したように構成されているので、加熱
帯において２℃／秒以上の急速加熱を行うという簡易な
手段で最適な合金化度を有する合金化亜鉛めっきｗＩ帯
を製造することができる。

また、加熱帯において２℃／秒以上の急速加熱を行うと
ともに、加熱帯出口に放射温度計を設けることにより真
温度の測定が可能となった。

また、加熱温度と保持時間が明確にできることから、通
板速度に対応する保持時間に応じて加熱温度を変化させ
放射温度計出力のフィードバック制御を行い加熱量をコ
ントロールすることにより、安定して最適合金化の製品
を得ることが可能となった。

さらに、これらの操業上のパラメータをプロセスコンピ
ューターに演算させ、全自動で合金化処理を行うことが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための合金化炉の１例を示
す配置図である。 第２図は、めっき表面の放射率とｖＡ帯湯温度の関係を
示すグラフである。 第３図は、保持時間と加熱温度との関係を模式的に示す
グラフである。 符号の説明 １・・・鋼帯、 ２・・・亜鉛浴、 ３・・・ワイピングノズル、 ４・・・合金化炉、 ５・・・加熱帯、 ６・・・保持帯、 ７・・・放射温度計 ＦＩＧ、２ ｉ目早温度じＣ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）亜鉛めっきされた鋼帯を、加熱帯と保持帯とを有
   する合金化炉で合金化処理する合金化亜鉛めっき鋼帯の
   製造方法において、 前記加熱帯における前記鋼帯の加熱昇温速度を２℃／秒
   以上とすることを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼帯の製
   造方法。
2. （２）請求項１記載の合金化亜鉛めっき鋼帯の製造方法
   において、前記加熱帯出口に放射温度計を設けて前記鋼
   帯温度を測定することにより、前記加熱帯の加熱条件を
   制御することを特徴とする合金化亜鉛めっき鋼帯の製造
   方法。