JPH04304347A - めっき表面性状およびめっき密着性に優れたZn系溶融めっき熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

めっき表面性状およびめっき密着性に優れたZn系溶融めっき熱延鋼板の製造方法

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JPH04304347A
JPH04304347A JP8920891A JP8920891A JPH04304347A JP H04304347 A JPH04304347 A JP H04304347A JP 8920891 A JP8920891 A JP 8920891A JP 8920891 A JP8920891 A JP 8920891A JP H04304347 A JPH04304347 A JP H04304347A
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Seirou Hiwatari
日渡 惺朗
Toshiyuki Higuchi
敏之 樋口
Koichiro Tanaka
幸一郎 田中
Masami Ogura
小倉 正美
Jiro Yamazaki
山崎 二郎
Hideo Kato
秀夫 加藤
Kazuaki Ezaka
江坂 一彬
Junji Haji
純治 土師
Osamu Kono
治 河野
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(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】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は熱延鋼板にZn系溶融め
っきを施した鋼板の製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】一般にZn系溶融めっき熱延鋼板は熱間
圧延終了後、コイル状に巻取られ、100℃未満に長時
間かけて自然冷却された後、酸洗ラインにおいて80℃
程度でデスケーリングされ、さらにその後、溶融めっき
ラインで処理される。なお、Zn系溶融めっき冷延鋼板
の場合は酸洗と溶融めっきの間に冷間圧延が行われる。 また、溶融めっきラインとしては、酸化性雰囲気ガス中
で700〜800℃程度に加熱し、酸洗工程およびその
後の搬送時に鋼板表面に付着したスマット等と呼ばれる
異物(Fe酸化物、Fe+珪酸塩等)、油脂等の表面汚
物を燃焼除去させ、さらに水素雰囲気ガス中で還元する
ことにより、めっき密着性に必要な表面清浄性を確保し
、その後非酸化性もしくは還元性雰囲気中でめっき浴温
近傍まで冷却して溶融めっきするいわゆるゼンジマー法
、あるいは水素雰囲気ガス中で700〜800℃程度に
加熱し、酸洗工程およびその後の搬送時に鋼板表面に付
着したスマット等と呼ばれる異物(Fe酸化物、Fe+
珪酸塩等)、油脂等の表面汚物を除去し、めっき密着性
に必要な表面清浄性を確保し、その後非酸化性もしくは
還元性雰囲気中でめっき浴温近傍まで冷却して溶融めっ
きするいわゆる無酸化炉法が採用されている。 【0003】Zn系溶融めっき熱延鋼板の場合、冷間圧
延をめっき前に行わないため、材質調整を目的とした7
00〜800℃程度の再結晶焼鈍を行う必要はないが、
酸洗工程およびその後の搬送時に鋼板表面に付着したス
マット等と呼ばれる異物(Fe酸化物、Fe+珪酸塩等
)、油脂等の表面汚物を燃焼、還元により除去し、めっ
き密着性に必要な表面清浄性を確保するため、700〜
800℃程度への加熱が避けられないのである。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかるにめっき密着性
に必要な表面清浄性を確保するために、100℃未満の
低温から700〜800℃程度の高温まで加熱すること
は膨大なエネルギー・長大な加熱炉を必要とするため、
操業コスト負担が大きい。さらに、その後、両者の中間
的温度であるめっき浴温(500℃程度)近傍まで冷却
することは熱エネルギーの多大な損失である。さらに高
温の水素雰囲気中では鋼板に水素が吸蔵され、めっき後
、この水素が鋼板とめっきの界面に放出され、めっき表
面にふくれ状の欠陥を誘起するという欠点がある。また
、高温に加熱されると変態組織の焼き戻し、析出物の再
固溶、粒成長等が短時間で起こり、鋼板材質の劣化、変
動をきたすという欠点がある。以上の問題を解決する方
法として、例えばめっき前処理としてNiまたはNi系
合金を被覆する方法(特開昭61−44168号公報)
が開示されているが、加熱温度の低減は可能なものの、
前処理温度が150℃以下であるため、一旦コイルを冷
却する必要があり、巻取り後の所要日数を短縮できない
ばかりか、コイルの保有熱を利用することが出来ず、依
然としてエネルギー損失はまぬがれず、さらに前処理工
程数増のため、操業コストが増大する。また、めっき表
面のふくれ状欠陥(外観の劣化のみならず、耐剥離性、
耐食性の劣化につながる)を避けるため、加熱温度を6
00〜720℃に低減する方法(特開昭52−9554
3号公報)が開示されているが、酸による洗浄のため、
鋼板温度は一旦100℃未満に低下するため、巻取り後
の所要日数を短縮できないばかりか、コイルの保有熱を
利用することはできず、600〜720℃の加熱温度で
は依然として膨大なエネルギー・長大な加熱炉を必要と
するため、操業コスト低減効果は小さく、さらに変態組
織の焼き戻し、析出物の再固溶、粒成長等は依然として
起こるため、鋼板材質の劣化、変動を回避することはで
きない。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明はコイルの保有熱
を利用し、連続的にドライデスケーリング、温度調整、
溶融めっきを行い、かつ、少なくともドライデスケーリ
ング完了以降は非酸化性もしくは還元性に雰囲気調整す
ることにより、鋼板の温度調整に要する熱エネルギー・
設備を極小化し、巻取り以降の所要時間を短縮し、操業
コストを低減するとともに、良好なめっき密着性を維持
しつつ、めっき表面のふくれ状欠陥、腰折れ、鋼板材質
の劣化、変動を回避することを可能とする製造方法であ
る。 【0006】 【作用】以下、本発明について詳細に説明する。 【0007】(1)鋼板化学成分 本発明において、鋼板化学成分は特に限定されるもので
はなく、必要とされる加工特性・用途に応じて適宜選択
が可能であるが、例えば、C、Si、Mn、Alを基本
成分とする低炭素系軟鋼、さらに上記基本成分にNb、
Ti、Cr、Pを添加した高張力鋼の適用が可能である
。 【0008】(2)圧延素材 本発明において、圧延素材は特に限定されるものではな
いが、例えば通常の連続鋳造スラブ、薄肉の連続鋳造ス
ラブが適用できる。また、いわゆるダイレクト・ローリ
ング(DR)法の適用も可能である。 【0009】(3)熱間圧延条件 本発明において、限定されるべき熱間圧延条件は巻取り
温度の下限である。巻取り温度の上限およびその他条件
(例えば、加熱温度、熱間圧延圧下率、ホットランテー
ブルでの冷却条件)は必要とされる加工特性・用途に応
じて適宜選択が可能である。 【0010】以下に巻取り温度の下限の限定理由につい
て述べる。巻取り温度が350℃未満では、巻戻し時に
腰折れと称される歪模様が発生し、めっき後の外観品位
を害するとともに、コイルの保有熱の有効利用ができな
くなり、エネルギー損失を生ずるため、めっき前の40
0〜600℃への温度調整に要する設備が長大となり、
設備コストの低減効果を享受できない。さらに350℃
未満で巻き取った場合にはめっき前の400〜600℃
への温度調整により、変態組織の焼き戻し等に起因する
鋼板材質の劣化、変動を生じうるため、350℃以上と
する。なお、後工程のデスケーリング効率を高めるため
、スケール厚を薄くする工程条件を採用することも可能
である。例えば、Ar、N2 等の不活性雰囲気中での
圧延、スケール生成抑制作用を有する溶媒を含む冷却水
での圧延スタンド間、ホットランテーブル上での冷却、
巻取ったコイルのN2 シール雰囲気BOX内での冷却
などの採用が可能である。 【0011】(4)デスケーリング条件デスケーリング
は酸液を使用しないドライデスケーリングに限定される
。これにより酸洗工程に起因する鋼板表面に付着したス
マット等と呼ばれる異物(Fe酸化物、Fe+珪酸塩等
)の発生が避けられるため、異物を加熱燃焼除去させる
ことなく、めっき密着性に必要な表面清浄性を確保する
ことが可能となる。具体的なドライデスケーリングの方
法としては真空アーク(10−1〜10−6Torr)
、プラズマ、反応(還元)、磁性研磨(数+ミクロン〜
数百ミクロンの磁性粉を使用)、ショットブラスト、サ
ンドブラスト、グリッドブラスト、ワイヤーブラシ、グ
ラインダーなどを単独ないしは組合わせて利用すること
ができる。 【0012】なお、ドライデスケーリングにより得られ
ためっき密着性に必要な表面清浄性を維持するため、少
なくともドライデスケーリング完了後はアルゴン、窒素
等の不活性ガス雰囲気、不活性ガスと水素の混合雰囲気
、水素雰囲気等の非酸化性もしくは還元性雰囲気に維持
する必要がある。非酸化性もしくは還元性雰囲気中でド
ライデスケーリングを実施してもよいことはいうまでも
ない。 【0013】特にSi等を多量に含有する難めっき材に
対しては還元性雰囲気を採用することが望ましい。 【0014】また、ドライデスケーリングは350℃以
上で実施しなければならない。以下にその限定理由を述
べる。 【0015】ドライデスケーリング温度が350℃未満
では通板時の曲げ曲げ戻し等に伴う鋼板の変形により腰
折れと称される歪模様が発生し、外観品位を害する。ま
た、腰折れに伴うスケールの噛み込みによりデスケーリ
ング性が劣化する。さらに、コイルの保有熱の有効利用
ができなくなり、エネルギー損失を生ずるため、400
〜600℃へのめっき前の板温調整に要する設備が長大
となり、設備コストの低減効果を享受できない。 【0016】(5)ドライデスケーリング後の工程条件
ドライデスケーリングにより得られためっき密着性に必
要な表面清浄性を維持するため、ドライデスケーリング
後、連続的に非酸化性もしくは還元性雰囲気中で400
〜600℃めっき前板温調整を行い、溶融めっきを行う
。特にSi等を多量に含有する難めっき材に対しては還
元性雰囲気を採用することが望ましい。以下にめっき前
板温の限定理由を述べる。400℃未満ではいわゆる「
ぬれ性」が確保できず、不めっきないしはめっき密着性
の劣化を生ずる。さらに350℃未満では通板時の曲げ
曲げ戻し等に伴う鋼板の変形により腰折れと称される歪
模様が発生し、外観品位を害する恐れもででくる。一方
、600℃を越えると、変態組織の焼き戻し、析出物の
再固溶、粒成長等に起因する鋼板材質の劣化、変動が生
ずるとともに、還元雰囲気中の水素が鋼板中へ吸蔵され
やすくなり、めっき表面のふくれ状欠陥を生じやすくな
る。さらにZnとFeの合金化反応が過度に進行し、Γ
相等の脆いめっき層が出現し、めっき密着性を劣化させ
る。また、温度調整に要するエネルギーコスト・設備コ
ストの観点からも600℃を越えると損失が多大となる
。また、本製造法によれば熱間圧延工程にて材質が造り
込まれているため、材質調整のための再結晶焼鈍の必要
がないことはいうまでもない。 【0017】さらにめっき完了後、必要とされる特性・
用途に応じてスキンパス、クロメート処理、ボンデ処理
、塗装などの種々の後処理を適宜選択することが可能で
ある。 【0018】 【実施例】表1に示す化学成分を有する鋼片を連続鋳造
により製造し、表2に示す熱延条件でコイルを製造し、
以下に示す条件でドライデスケーリング、溶融めっきを
行った。 【0019】 【表1】 【0020】 【表2】 【0021】(1)実施例その1 表1および表2に示した条件で製造されたコイルを用い
て真空アークによるドライデスケーリング、溶融めっき
を行い、めっき密着性をDUPONT衝撃試験機で、め
っき表面のふくれ状欠陥および腰折れを目視で、材質劣
化を引張試験で評価した。なお、評価はめっき後、30
日経過してから実施した。結果を表3に示す。鋼記号A
〜Eの種々の成分系に対し、優れためっき密着性を示し
、ふくれ状欠陥・腰折れ・材質劣化もみとめられず、良
好なめっき製品が得られた。 【0022】さらに裸耐食性、塗装耐食性を塩水噴霧試
験で、化成処理性を化成皮膜付着量で、塗装密着性をエ
リクセン試験で評価したが、いずれの特性も良好であっ
た。 【0023】 【表3】 めっき浴温:470℃、めっき前板温:480℃めっき
浴成分:Zn−0.2%Al 雰囲気:80%N2 −20%H2  めっき付着量:190g/m2  ドライデスケーリング温度:350℃ 【0024】(2)実施例その2 表1および表2に示した条件で製造されたコイルを用い
て磁性研磨と還元の併用によるドライデスケーリング、
溶融めっきを行い、めっき密着性をDUPONT衝撃試
験機で、めっき表面のふくれ状欠陥および腰折れを目視
で、材質劣化を引張試験で評価した。なお、評価はめっ
き後、30日経過してから実施した。結果を表4に示す
。No.3はドライデスケーリング温度が低すぎるため
、コイル巻戻し時に腰折れが発生した。No.4はめっ
き前板温が高すぎるため、ふくれ状欠陥が発生し、材質
劣化を生じた。さらにZnとFeの合金化が過度に進行
したため、めっき密着性も劣化を生じた。No.6はめ
っき前板温が低すぎるため、めっき密着性が劣化し、不
めっき部を生じた。No.7は巻取り温度が低すぎ、適
切なデスケーリング温度が確保できず、腰折れが発生し
、材質劣化を生じた。No.1とNo.2とNo.5は
本発明の条件を満たしており、優れためっき密着性を示
し、ふくれ状欠陥・腰折れ・材質劣化もみとめられず、
良好なめっき製品が得られた。(凡例は表3に同じ) 【0025】 【表4】 めっき浴温:470℃、めっき浴成分:Zn−0.10
%Al 雰囲気:20%N2 −80%H2 、めっき付着量:
90g/m2  【0026】(3)実施例その3 表1および表2に示した条件で製造されたコイルを用い
て真空アークによるドライデスケーリング、溶融めっき
を行い、めっき密着性をDUPONT衝撃試験機で、め
っき表面のふくれ状欠陥および腰折れを目視で、材質劣
化を引張試験で評価した。なお、評価はめっき後、30
日経過してから実施した。結果を表5に示す。各種浴成
分に対し、優れためっき密着性を示し、ふくれ状欠陥・
腰折れ・材質劣化もみとめられず、良好なめっき製品が
得られた。(凡例は表3に同じ) 【0027】 【表5】 鋼記号:B デスケーリング温度:600℃ 雰囲気:100%N2  めっき付着量:150g/m2  【0028】(4)実施例その4 図1に本発明の製造設備の例を示す。 【0029】 【発明の効果】本発明により、Zn系溶融めっき熱延鋼
板製造に要する熱エネルギー・設備を極小化し、巻取り
以降の所要日数を短縮し、操業コストを低減しつつ、良
好なめっき密着性の維持とめっき表面のふくれ状欠陥・
腰折れ、鋼板材質の劣化、変動の回避が可能となり、産
業上、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造設備の例を示した図である。
【図2】本発明の製造方法の熱履歴の例を従来法と比較
した模式図である。
【符号の説明】
1  熱間圧延 2  ホットランテーブル 3  コイル 4  保温台車 5  ドライデスケーリング 6  めっき前板温調整 7  Zn系溶融めっき

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  鋼片を熱間圧延し、冷却後、コイル状
    に350℃以上で巻取った後、350℃以上でのドライ
    デスケーリング、400〜600℃へのめっき前板温調
    整、鋼板へのZn系溶融めっきを連続的に行い、かつ、
    少なくともドライデスケーリング完了以降は非酸化性も
    しくは還元性に雰囲気調整することを特徴とするめっき
    表面性状およびめっき密着性に優れたZn系溶融めっき
    熱延鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06295644A (ja) * 1993-04-08 1994-10-21 Nippon Steel Corp 真空アーク処理方法及び前処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06295644A (ja) * 1993-04-08 1994-10-21 Nippon Steel Corp 真空アーク処理方法及び前処理方法

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