JPH0379748A - 合金化処理炉 - 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、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造に用いる合
金化処理炉に関する。さらに、詳しくは、本発明は合金
化速度の異なる種々の鋼板の連続的な合金化溶融亜鉛め
っき処理において、溶融亜鉛めっき時に、めっき浴中の
有効ＡＱ１度、めっき浴温度、めっき浴中への銅帯の侵
入板温、ライン速度、合金化炉の加熱帯Ｃガス炉の炉温
などを変更することなく、効率良く合金゛化溶融亜鉛め
っき処理を行うことが可能な、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造に用いる合金化処理炉に関する。

（従来の技術） 連続式合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以下ｒＧＡ鋼板」と
略する。）の製造ライン中における合金化処理炉は、第
２図の略式説明図に示す如く、亜鉛めっき槽１の上方に
設けられている。鋼’１ｔＦ２は亜鉛めっき槽１を出て
垂直方向に案内され、ガスワイピング装置３で所定のめ
っき付着量に調整後、加熱ｔ４、保持帯５および冷却帯
６からなる合金化処理炉内を垂直移動しながら加熱され
て合金化処理が行われる。

ところで、このようにして製造されるＧＡｌｉ板は塗装
性、溶接性が一般の溶融亜鉛めっき鋼板より優れている
ため、今日、自動車用、家電用など床机な用途に用いら
れている。

しかし、このＧＡ綱板は、プレス加工などの成形加工時
にパウダリングと呼ばれるめっき層の粉末状の剥離もし
くは部分脱離を生じ易い。かかる欠点を解決するために
は、Ｆｅ−Ｚｎの相互拡散を抑制し合金層被膜中のＦｅ
の含有量を低目に管理することが重要である。

したがって、組成の違いに起因して合金化速度の異なる
種々の鋼板をそれぞれのｍ板の端部で接合して連続的に
製造する場合において、耐パウダリング性に優れたＧＡ
鋼板を得るには、それぞれの鋼板毎に合金化処理炉の加
熱帯の炉温を最適な温度に設定・変更して合金化処理す
る必要がある。

しかし、合金化処理炉内のバーナーからの燃焼熱が調仮
に伝わるまでの伝熱機構は、主として■バーナー火炎か
らの直接伝熱、 ■バーナー火炎で加熱された炉壁からの幅射による間接
伝熱、 ■加熱された炉内ガスによる間接伝熱、等であるため、
合金化処理炉の時定数は大きく、炉温の上昇の応答速度
は極めて低い。すなわち、耐パウダリング性に優れたＧ
Ａ鋼板を連続的に、つまり一定のライン速度で得るには
、前述の如くに、各材質毎の合金化速度の差を合金化炉
の加熱帯の炉温を変更することにより調整する必要があ
るが（最大でも２５秒間で新たな設定値に到達すること
が製造コストの観点からは必要である。）、それぞれの
鋼板の加熱帯における最適炉温の差が大きい場合には、
加熱帯炉温の設定・変更が不十分となって、得られるＧ
Ａ鋼板の一部に、合金化処理不安定部（未処理、処理ム
ラ等の合金化不足部や過処理部）が発生することとなる
。

（発明が解決しようとする課題〉 かかる問題を解決する方法として、−船釣にＰやＳｔを
含む鋼はＦｅ　−Ｚｎ合金化速度が遅いため、これらの
鋼を用いて合金化処理溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場
合に通板速度を低下させ熱処理時間を十分に確保する方
法、さらには一定のライン速度で溶融亜鉛めっきを一旦
行った後、低温で長時間のライン外熱処理をさらに行う
方法などが採用ないし提案されている。しかし、これら
の解決策は生産性の低下を甘受するものであり、望まし
い方法とは考えられない。

さらに、特公昭６４−１１１１１号公報では５組成の異
なる２種以上の合金化速度の異なるＧＡＩｉ板を連続的
に製造する際に、溶融亜鉛浴中の＾Ｑ濃度をｏ、１２〜
０．１４重量％の範囲とし、めっきすべき鋼板の鋼中Ｓ
ｉ１．、Ｐ量および前記ＡＱｍ度に応じ、少なくとも鋼
板のめっき面近傍の亜鉛浴温を、４４０〜５００℃の範
囲であって、かつ別途求めた数式から計算により得られ
た範囲として操業することにより、＆ｌＩ戒の異なる２
種以上のＧＡ鋼板を連続的にかつ効率的に製造すること
ができると提案している。

しかし、鋼板表面におけるめっき浴温を変化せしめるに
は、めっき浴中に加熱器と冷却器とを設ける必要があり
、浴中に設置したこれらの機器の交換時の作業性、メン
テナンス性、さらには応答速度の大きさ等に問題があり
、現実には実施することが困難である。

かくして、本発明の目的は、これら従来法の課題を解決
することができ、各種ＧＡ鋼板の製造に用いる合金化処
理炉を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記課題を解決するために種々検討を重ね
た。

まず、合金化速度の異なる複数のＧＡｆｌＡ板を連続的
に製造する際に、合金化速度の高い成分基の鋼板と合金
化速度の低い成分基の鋼板との双方について、耐パウダ
リング性に優れたＧＡ鋼板を得るための合金化処理炉の
加熱帯の最適炉温条件は大きく異なる。

しかし、従来から用いられている合金化処理炉の加熱帯
の炉温の応答速度は低いため、単に従来の合金化処理炉
の炉温設定値を切換えると、前述したように、新たな設
定値に到達するまでにはかなりの時間を要し、この間に
鋼板に発生する耐パウダリング性の不安定部、すなわち
合金化処理不安定部は相当の量となり、品質管理上の大
きな問題である。この合金化処理不安定部は、従来は鋼
板の進行方向で２５０ｍ以上にも達し、生産性を著しく
損なっていた。

そこで、本発明者はさらに検討を重ねた結果、第１図に
示すように加熱体４にある特定した加熱能力比率を有す
る誘導加熱装置８を設けるとともに、この誘導加熱装置
８の出力を、それぞれの綱板の接合部の通過に応じて最
適となるように変更することにより、上記の課題を解決
することが可能であることを知見して、本発明を完成し
た。

ここに、本発明の要旨とするところは、加熱帯、保持帯
および冷却帯を鋼板の進行方向にこの順に有する溶融亜
鉛めっき鋼板の合金化処理炉であって、その加熱帯に誘
導加熱装置と燃焼加熱装置とを有するとともに、前記誘
導加熱装置の加熱能力比率は２０〜５０％であることを
特徴とする合金化処理炉である。

本発明において、「誘導加熱装置の加熱能力比率」とは
、加熱帯の全加熱能力に対する誘導加熱装置の加熱能力
の占める割合を意味し、下式により表わされる。

加熱帯の全加熱能力 さらに、前記の加熱能力は、Ｃガス炉のみの加熱により
耐パウダリング性に優れたＧ＾鋼板が得られた時のトー
タルＣガス量に対し、誘導加熱装置併用の場合の必要と
なるＣガス量の割合から求めればよい。

（作用） 以下、本発明をその作用効果とともに詳述する。

本発明は、略述すれば、合金化速度ら異なる複数の鋼板
を連続的に加熱して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
る際に用いる合金化処理炉であって、その加熱帯の一部
にある特定した加熱能力比率の誘導加熱装置を有するこ
とを特徴とする合金化処理炉である。そして、この誘導
加熱装置の出力をそれぞれの鋼板の合金化速度に応じて
変更することにより鋼板の温度上昇の応答速度は著しく
高まり、ＧＡ鋼板の端部、すなわち接合部に生ずる合金
化処理不安定部を著しく低減することができるのである
。

この本発明にかかる合金化処理炉を第１図を参照しなが
ら詳細に説明する。第１図は、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造の際に用いる、本発明にかかる合金化処理炉の
一例を模式的に示す略式説明図であり、鋼板２０は、第
１図中の接合部７において合金化速度の異なる他の鋼板
２１に接合されており、この鋼板２１は鋼板２０に引き
続き連続的に合金化溶融亜鉛めっきを施される。この鋼
板２０および鋼板２１は、溶融亜鉛めっき槽１を出て、
垂直方向に案内されてガスワイピング装置３で所定のめ
っき付着量に調整後、加熱帯４、保持帯５および冷却帯
６からなる合金化処理炉内を垂直移動しながら、加熱さ
れて合金化処理が行われる。

ところで、本発明においては、加熱帯４は２以上に区画
されており（第１図に示す例では３区画）、その１部に
は、誘導加熱装置ｔ８が設けられている。

他の区画には通常の燃焼加熱装置が設けられた、たとえ
ばＣガス炉であってよい。

なお、本発明において、「誘導加熱装置」とはへ交流の
電磁誘導によって被加熱体である溶融亜鉛めっき鋼板中
に生ずる渦電流を利用して加熱する装置をいう。

次に、本発明において、「誘導加熱装置」の加熱能力比
率を２０％以上５０％以下と制限する理由を説明する。

誘導加熱装置の加熱能力比率が２０％未満では、所望の
加熱応答性（誘導加熱装置作動時から２５秒間以内）が
得られないからであり、また５０％超では応答性向上の
効果が飽和するとともに、加熱に要するエネルギーコス
トが増大して経済性を損なうからである。

この誘導加熱装置８は、たとえば第１図に示す状態の場
合には、鋼板２０の合金化速度に応して炉温を調整し、
鋼板２０の加熱を行っている。

そして、前述の合金化速度の異なる鋼板２０および２１
の接合部７またはその近傍が、例えばこの誘導加熱装置
８内に進入してきた時に、誘導加熱装置８の設定値を変
更して鋼板２１の合金化速度に応じるように加熱能力の
変更を行う。この際に、本発明においては、誘導加熱装
Ｗ８を用いるために鋼板の加熱温度の変更を素早く行う
ことができるのである。なお、誘導加熱装置の出力変更
のタイミングは、 ■接合部７が誘導加熱装置８の、鋼板の進行方向の中心
に到達した時、 ■接合部７が誘導加熱装置８内のある定位置（事前に決
定しておく）に達した時、あるいは■接合部７が、誘導
加熱装置８外であって誘導加熱袋Ｎ８からある一定の距
離能れた定点に達した時 に行うことが例示される。これらのタイミングは、いず
れも生産性、コスト、メンテナンス性等を勘案して適宜
設定すればよい。

なお、第１図に示す本実施例では、誘導加熱装置８は、
加熱帯４の入側に設けられているが、特にこの態様にの
み限定されるものではなく、所望の加熱応答性が得られ
る位置に設置されていればよい、したがって、誘導加熱
装置８の設置位置は、例えば加熱帯４の出側または中間
であってもよいことはいうまでもない。

ただし、以上の本発明において、誘導加熱装置８は、加
熱帯４の入側に設けることが誘導加熱による合金化処理
の大きな問題であるタテスジ防止の観点からはさらに好
適である。

このようにして得た鋼板は保持帯５、冷却帯６を通過し
て取り出されるのである。この保持帯５、冷却帯６は従
来の装置におけるものと全く同じであってよく、何ら制
限を要さない。

このようにして、本発明により、合金化処理不安定部を
大幅に低減して、合金化溶融亜鉛めっき処理を行うこと
ができる。

さらに、本発明を実施例を用いて詳述するが、これは本
発明の例示であり、これにより本発明が限定的に解釈さ
れるものではない。

実施例１ 第１表に、合金化速度の高いＴｉ含有鋼板と、合金化速
度の低いＰ含有鋼板とをそれぞれの端部で接合して、溶
融亜鉛めっき後に連続的に合金化処理炉を通過させた際
の、合金化処理炉の炉温比較と応答速度の結果を示した
。

第 表 なお、第り表において、「上段、下段」とは、それぞれ
測定部を示し、「下段」とは加熱帯の入側を、また「上
段ｊとは加熱帯の出側を意味する。

第１表から明らかなように、厚さ０．Ｉ３ｖ、幅１８５
１■の合金化速度の高い材料と厚さ０．８６＋ｕ＋、幅
１６７５間の合金化速度の低い材料とにおいて、同量の
めっき被１１！ＩでＦｅの含有量が同しであって、しか
も耐パウダリング性に優れたＧＡ鋼板を製造するには、
ライン速度７９ｍ／ｍｊｎの条件下では、合金化処理炉
の加熱１ゾーン（下段）で８０℃、２ゾーン（上段）で
１４５°Ｃの炉温差が必要である。この炉温差を得るに
は、従来の方法では、第１表に示すようにＣガス量を変
更することにより行うが、この変更開始より変更終了ま
で３〜３．５分を要していた。従って、２５（１ｍ以上
の合金化処理不安定部が発生していた。

ところが、本発明にかかる合金化処理炉（誘導加熱装置
の加熱能力比率：５０％、誘導加熱装置の設置位置；加
熱帯上部）においては、第１表に示すようにＣガス燃焼
による燃焼加熱装置と誘導加熱装置との併用を行うこと
により、これら合金化速度の異なる材料の連続的な製造
が、すなわち合金化速度の低い材料の温度を誘導加熱装
置により瞬時に（本実施では２秒で）所望の温度に変更
できたため、合金化処理不安定部を著しく低減し、約２
．６ｍに低減することができた。

なお、本実施例においては、Ｔｉ含有鋼板とＰ含有鋼板
との接合部が誘導加熱装置入口に到達した時に誘導加熱
装置を作動させた。

実施例２ 厚さ０．８６＋１１１、幅１６７５＋ｕ＋のストリップ
に７９ｍ／ｍｊｎのライン速度で溶融亜鉛めっき処理を
行い、引き続き誘導加熱装置の加熱能力比率を０〜１０
０％の範囲で変更させて、合金化処理を行った。なお、
本実施例においては、誘導加熱装置は加熱帯の出側に設
置した。また、本発明にかかる合金化処理炉の入口部に
おけるストリップの表面温度は３００℃であり、出口部
におけるストリップの表面温度の目標値は５７０℃とし
た。

この際の加熱能力比率と応答速度またはエネルギーコス
トとの関係を調査した。なお、応答速度は誘導加熱装置
を作動させた時から、鋼板の表面温度が目標値である５
７０°Ｃに到達した時までに要した時間（秒）で、また
エネルギーコストは必要なＣガスと電力費用とにより算
出した。

結果を第３図に示す。第３図から明らかなように、本発
明の範囲（２０〜５０％）は、低エネルギーコストで所
望の加熱応答性を得ることができることがわかる。

これに対して、２０％未満であると応答速度が２５秒超
となり、また５０％超であると応答速度が飽和してこれ
以上向上しなくなるととともに、エネルギーコストが増
大することがわかり、加熱能力比率は、本発明の範囲で
ある２０〜５０％が好適であることがわかる。

実施例３ 厚さ０．８　＋ｎ＋、幅１８幅間８５關の端部に、合金
化速度の異なる厚さ０．８間、幅１６７５ｍｍの銅帯を
接続して、７９ｍ／ｓｉｎのライン速度で溶融亜鉛めっ
き処理および合金化処理を行った。

この接合部が合金化処理炉内に侵入した時（調帯の表面
温度：３００°Ｃ）に ■従来の合金化処理炉の場合は、Ｃガス燃焼加熱装置の
加熱能力を、 ■本発明にかかる合金化処理炉（誘導加熱装置の加熱能
力比率：２０％）の場合は、誘導加熱装置の電流値を それぞれ変更して、その表面温度が目標値である５７０
°Ｃになるまでに要する時間を測定した。

その結果、従来の合金化処理炉を用いた■の場合には、
約３．５分間を要し、約２７９ｍの合金化不良部を生じ
てしまった。

これに対し、本発明にかかる合金化処理炉を用いた■の
場合は、２５秒間で済み、合金化不良部を３２ｍに低減
することができた。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明により、合金化速度の異な
る種々のｆｉｌｖｉの連続的な合金化溶融亜鉛めっき処
理において、溶融亜鉛めっき時に、めっき浴中の有効Ａ
Ｑｆｉ度、めっき浴温度、めっき浴中への鋼帯の侵入板
温、ライン速度、合金化炉の加熱帯Ｃガス炉の炉温など
を変更することなく、効率良く合金化溶融亜鉛めっき処
理を行うことが可能な連続式合金化溶融亜鉛めっき鋼板
を製造することが可能になった。

また、本発明においては、誘導加熱装置の加熱能力比率
を２０〜５０％と限定しているため、低エネルギーコス
トで所望の加熱応答性を得ることができる。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて著し
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法の実施のために用いる装
置の一例を模式的に示す略式説明図；第２図は、従来の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法の実施のために用い
る装置の一例を模式的に示す略式説明図；および 第３図は、本発明の実施例の結果を示すグラフである。 ｌ：亜鉛めっき層　　　　２，２０．２１　：ｌｉｉ板
３　： ガスワイピング装置 ４　： 加熱帯 ５　： 保持帯 ６　： 冷却帯 ７　： 接合部 ８　： 誘導加熱装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　加熱帯、保持帯および冷却帯を鋼板の進行方向にこの
   順に有する溶融亜鉛めっき鋼板の合金化処理炉であって
   、前記加熱帯に誘導加熱装置と燃焼加熱装置とを有する
   とともに、前記誘導加熱装置の加熱能力比率は２０〜５
   ０％であることを特徴とする合金化処理炉。