JPH0424429B2 - - Google Patents

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JPH0424429B2
JPH0424429B2 JP23542185A JP23542185A JPH0424429B2 JP H0424429 B2 JPH0424429 B2 JP H0424429B2 JP 23542185 A JP23542185 A JP 23542185A JP 23542185 A JP23542185 A JP 23542185A JP H0424429 B2 JPH0424429 B2 JP H0424429B2
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JP
Japan
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plating
steel strip
temperature
vapor
vacuum
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JP23542185A
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English (en)
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JPS6296669A (ja
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Nobuhiko Sakai
Toshiharu Kitsutaka
Norio Tsukiji
Takehiko Ito
Shozo Umeda
Heizaburo Furukawa
Mitsuo Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〈技術分野〉 本発明は、合金化蒸着亜鉛めつき層を有する鋼
板の製造方法に関する。 〈従来技術とその問題点〉 合金化亜鉛めつき鋼板は、通常の亜鉛めつき鋼
板に比べて、 (イ) スポツト溶接における連続作業性がよい。 (ロ) 電着塗装における塗装密着性が良好であり、
したがつて、電着塗装後の耐食性が良好であ
る。 という利点から広く一般に利用されている。 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法は、 a) 溶融亜鉛めつきされた亜鉛が凝固しないう
ちに加熱処理して合金化する方法。 b) 電気亜鉛めつき鋼板を再加熱して合金化す
る方法。 に大別される。電気めつき法により亜鉛一鉄合金
めつきを施す方法も多数提案されているが、これ
は電気めつき法自身の問題であるから、本発明に
関しては考慮外に置く。 上記a)の方法は溶融亜鉛めつきによる方法で
あるので、片面あたり30g/m2以下の均一な薄め
つきを得ることが困難であり、また、片面めつき
を得ることが極めて困難である。 また上記b)の方法では、電気めつきされたコ
イルを密閉または開放型のバツチ式焼鈍炉によつ
て250〜350℃の低温で長時間加熱して合金化する
方法が主流であるが、この方法には、 ) バツチ式焼鈍炉を使用するので工程が複雑
で長時間を要する。 ) 品質のばらつきが大きく作業管理が面倒で
ある。 などの問題を有していた。これらの問題を解決す
る方策として電気亜鉛めつきした後に直ちに再加
熱する方法があるが、この方法では、一旦50〜60
℃に冷却された鋼帯を連続的に300〜430℃に再加
熱保持するための設備が巨大なものになり、エネ
ルギー消費も大きい。 またb)の方法は素材として電気亜鉛めつき鋼
板を使用するため、付着量40g/m2を越えるもの
は非常にコスト高になる。 これらの問題を解決するために、真空蒸着亜鉛
めつき鋼板を素材として使用し、真空蒸着亜鉛め
つきされた鋼帯が真空蒸着装置系外に導出された
直後に連続して再加熱し、合金化処理する方法が
開発された(特願昭60−36454(特開昭61−
195966))。しかしながら、この方法においても、
再加熱炉を設置する必要があり、設備の巨大化は
免れない。 〈問題解決の手段〉 本発明はこれらの問題点に着目してなされたも
ので、蒸着亜鉛めつき時の亜鉛蒸気の凝縮潜熱の
開放による鋼板温度の上昇を利用して合金化し、
真空蒸着亜鉛めつき直前の鋼帯の温度の一定の範
囲に限定することによつて、後加熱炉を設置する
ことなく、合金化蒸着亜鉛めつき鋼板を連続的に
効率よく製造できることを発見した。 〈発明の構成〉 本発明は、ライン内で自動的かつ連続的に合金
化蒸着亜鉛めつき鋼板を製造する方法であつて、
蒸着亜鉛めつきする直前の鋼帯温度T℃が、下記
式(7) −80l/v+0.7w1−0.41(w1+w2)/t+403 ≦T≦420−0.41(w1+w2)/t (7) ただし式中、 T:めつき直前の鋼帯温度(℃) v:ラインスピード(m/min) l:蒸着めつき直後より真空蒸着ラインの最終出
口までの距離(m) t:鋼帯の板厚(mm) w1:おもて面めつき付着量(g/m2) w2:うら面めつき付着量(g/m2) で表わされる範囲であることを特徴とする方法が
提供される。 以下本発明は両面めつきについて具体的に記載
されるが、片面めつきについても適用できること
は自明である。 〈発明の具体的開示〉 次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 連続式真空蒸着めつき装置にはいくつかの様式
が提案されているが、第1図に例示するものはガ
ス還元前処理炉2、還元ガスあるいは空気が真空
蒸着めつき室5,5′に流入するのを防止するた
めの賦圧室3,3′、一連の段階的に減圧または
復圧する個別に真空排気手段を備えた多数の隔室
に納められた多数のシールロールからなる第1お
よび第2のシールロール室4,4′、鋼帯の片方
の面に真空蒸着めつきするための第1真空蒸着め
つき室5、鋼帯の他方の面に真空蒸着めつきする
ための、第1真空蒸着めつき室に連通する第2真
空蒸着めつき室5′から構成されている。真空蒸
着めつき室の内部には亜鉛浴6,6′およびデフ
レクターロール7,7′が配設されている。 シールロール室は真空蒸着室の真空を保つたま
ま鋼帯を導入、導出するためのもので、例えば、
特開昭59−192574号に詳細に記載されているが、
それぞれ一対のロールを納めた単位胞が真空排気
され、全体が段階的に減圧され真空蒸着室を所定
の真空に保持する。 各部分の長さは設定される操業条件によつて適
宜設定され、装置自身は本明細書の記載に従つて
従来技術を知る当業者が必要に応じて設計製作で
きることであるから、詳細は省略する。 冷間圧延されたままの鋼帯1は前処理炉2に連
続的に導入され、焼鈍と同時にガス還元による前
処理を施される。鋼種により差はあるが、鋼帯が
焼鈍されるためには、600〜900℃の温度範囲で20
〜180秒間の保持が必要である。密着性のよい蒸
着亜鉛めつき鋼板を得るには、ガス還元による前
処理において、炉内をH2 3%以上(残部N2)、
露点−15℃以上の雰囲気にすればよい。前処理炉
2の後半部分で鋼帯は冷却され、200℃以上の任
意の温度で前処理炉から導出される。特開昭57−
152465号に開示されるように、蒸着開始前の鋼帯
の温度は蒸着被膜の靭性、延性が良好であるため
には200℃以上であることが好ましいことが知ら
れている。鋼帯はさらに賦圧室3、第1シールロ
ール室4を経て第1真空蒸着室5に導入される。
亜鉛浴6には図示されない供給源から適当な手段
(電気抵抗加熱手段、電子ビーム加熱手段、等)
によつて加熱され亜鉛蒸気が連続的に供給され
て、まず鋼帯の第1の面が蒸着めつきされ、つい
で鋼帯はデフレクターロール7,7′によつて反
転され、第2真空蒸着室5′内で前記と同様にそ
の第2の面が蒸着めつきされる。その後、鋼帯は
第2シールロール室4′、第2賦圧室6′を経て真
空蒸着系外に出る。 なお、蒸着入り口部の温度は蒸着直前の温度が
決定すれば設備構成によつて定まる温度であるか
ら特に規定する必要はない。また処理室内の温度
と分布は内部が真空のため、ほとんど板温度に影
響を与えない。真空度は蒸着めつきを実施するに
さいし重要な要因であるが、通常蒸着めつきは
10-4torr以下程度で実施されるが、亜鉛の場合は
10-2torr程度でめつき可能であり、通常のめつき
が実施できる範囲であればよく、とくに規定しな
い。蒸着直前鋼帯温度制御方法は、例えば前処理
炉で窒素などのガスを用いて冷却する、または所
定の温度でめつきできるように前処理炉での加熱
を調整するなどの方法で鋼帯温度の制御を行う。
第1面、第2面の付着量制御方法は、シヤツター
などを蒸発槽に取り付けるなどの方法(特公平3
−51789号公報)で任意に制御する。 鋼帯が真空蒸着めつきされるとき、亜鉛蒸気の
凝固潜熱の解放により、その温度は上昇するが、
その温度上昇は次式()より求められる。 ΔT=q・w/p.t・c (1) ただし、 ΔT:鋼帯の温度上昇(℃) q:めつき金属の凝縮熱(kcal/g) w1:おもて面めつき付着量(g/m2) w2:うら面めつき付着量(g/m2) p:鋼帯の密度(g/m2) t:鋼帯の板厚(mm) c:鋼帯の比熱(kcal/Kg・℃) 鋼帯に亜鉛を蒸着めつきする場合には、 q:0.415kcal/g p:7.85g/cm3 c:0.13kcal/Kg・℃ であり、(1)式は次の(2)式に書き替えられる。 ΔT=0.41(w1+w2)/t (2) この鋼帯が第2シールロール室4′を通過する
間は真空中であるため、放熱は少なく、実質的に
は板温は保持される。蒸着めつき直後より、第2
シール室4′の最終ロール41′までの長さをl
(m)とすると、板温保持時間Sはラインスピー
ドv(m/min)の関数として、 S(sec)=60・l/v (3) で表される。 一方、亜鉛蒸着めつき鋼板を合金化するための
加熱条件は亜鉛めつきの付着量によつて異なる。 第1図に示す連続真空蒸着亜鉛めつき鋼板の製
造装置を用いて実験を重ねたところ、第2図に示
すような合金化可能範囲が判明した。 第2図において、直線aは付着量によつて変る
直線であり、蒸着めつき後の板温T′(℃)と板温
保持時間S(sec)と付着量の関数で T′=−4/3S+403+0.7w1 (4) で表わされる。なお第2図中の直線aは、この場
合、付着量10g/m2を例として示してある。 直線bは蒸着後の板温T′の上限値であり、 T′=420 (5) で表わされる。420℃に限定される理由は、それ
以上の温度では鋼帯表面の亜鉛が溶解し、真空ロ
ール室のロールに付着する可能性があるためであ
る。これは付着量に対して不変の値である。 直線cは板温保持時間の下限を示すものである
が、これは実施の都合上定められる下限であり、
これ以上に限定されるものではない。 直線dは板温保持時間の上限を示すもので、設
備上、操業上の経済性などを考慮して25秒以下が
好ましく、それを1例として示したが、これに限
定されるものではない。 蒸着後の板温T′は基板温度(蒸着前鋼帯温度)
Tおよび(2)式より T′=T+0.41(w1+w2)/t (6) で表わされる。 第2図に示される範囲を(3),(4),(5)および(6)式
を用いて表わすと、 −80l/v+0.7w1−0.41(w1+w2)/t+403 ≦T≦420−0.41(w1+w2)/t (7) で表される。したがつて、めつき前鋼帯温度を(7)
式で表される範囲内に制御することにより、ライ
ン内で自動的かつ連続的に合金化蒸着亜鉛めつき
鋼板を製造することができる。 〈実施態様〉 次に本発明の実施例により例示する。 第1図に示す連続真空蒸着めつき装置を用いて
本発明の方法により、(7)式の範囲に蒸着前の基板
温度を制御して真空蒸着亜鉛めつきを施し、自動
的、連続的に合金化蒸着亜鉛めつき鋼板を製造し
た。 実施例 1 板厚0.6mmの低炭素冷間圧延鋼板を用いた式(7)
による計算例及び実施例を第1−1表、表1−2
表に示す。
【表】
【表】
【表】 ※…めつき層溶融
製造条件は次の通りであつた。 鋼帯寸法:0.6mm厚、300mm幅 通板速度:12〜60m/min 保持長さ:5m 蒸着室圧力:0.01torr このようにして製造された合金化蒸着亜鉛めつ
き鋼板は均一で美麗な肌を有し、加工性も良好で
あつた。 実施例 2 板厚1mmの低炭素冷間圧延鋼板を用いた(7)式の
計算例及び実施例を第2−1表、第2−2表に示
す。 製造条件は次の通りであつた。 鋼帯寸法:1.0mm厚、300mm幅 通板速度:12〜60m/min 保持長さ:5m 蒸着室圧力:0.01torr このようにして製造された合金化蒸着亜鉛めつ
き鋼板は均一で美麗な肌を有し、加工性も良好で
あつた。
【表】
【表】
【表】 ※…めつき層溶融
【図面の簡単な説明】
添付第1図は本発明方法を実施するための装置
の1例の概念を示す図式的断面図である。第2図
は本発明方法の実施可能条件を示す蒸着後鋼帯温
度と鋼帯温度保持時間の関係のグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ライン内で自動的かつ連続的に合金化蒸着亜
    鉛めつき鋼板を製造する方法であつて、蒸着亜鉛
    めつきする直前の鋼帯温度T℃が、下記式(7)で表
    わされる範囲であることを特徴とする方法。 −80l/v+0.7w1−0.41(w1+w2)/t+403≦T
    ≦420−0.41(w1+w2)/t (7) 式中、 T:めつき直前の鋼帯温度(℃) v:ラインスピード(m/min) l:蒸着めつき直後より真空蒸着ラインの最終出
    口までの距離(m) t:鋼帯の板厚(mm) w1:おもて面めつき付着量(g/m2) w2:うら面めつき付着量(g/m2
JP23542185A 1985-10-23 1985-10-23 合金化蒸着亜鉛めっき鋼板の製造方法 Granted JPS6296669A (ja)

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