JPH0499852A - 溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - 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、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を連続的に製造する方法に関するものであって、
殊に、溶融亜鉛（溶融亜鉛合金を含む。以下同じ）で薄
鋼板表面を安定にめっきするための操業性に優れた製造
方法であり、めっき浴周辺の改善に関する。

［従来の技術］ 溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れ、また比較的安価で
あることから建材及び家電の分野では広く用いられてい
る。また合金化溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れると
ともに、加工度の大きいプレス加工にも耐えられること
から、自動車用鋼板としての需要が近年急速に拡大して
いる。

溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一
般的な製造方法は次のようなものである。すなわち冷間
圧延後の薄鋼板を前処理工程で表面を清浄化してから、
無酸化性あるいは還元性の雰囲気中で焼鈍することによ
って表面酸化膜を除去し、次いで鋼板を酸化させること
なく冷却して、はぼ亜鉛浴の温度まで板温を下げてから
亜鉛洛中に侵入させる。亜鉛洛中で鋼板面に付着した過
剰の溶融亜鉛をガスワイパーで除去して亜鉛目付量を調
整し、そのまま冷却したものが溶融亜鉛めっき鋼板であ
り、溶融亜鉛目付量を調整してから、さらに亜鉛めっき
層の合金化のための加熱処理を施したものが合金化溶融
亜鉛めっき鋼板である。

ところで連続焼鈍炉と亜鉛浴とは第２図に示すようなス
ナウト３によって連通され、無酸化性あるいは還元性の
雰囲気中で焼鈍することによって鋼板５の表面の酸化膜
を除去した後、鋼板５を再酸化させることなく冷却して
、はぼ亜鉛浴４の温度まで板温を下げてから亜鉛浴４中
に侵入させるように工夫されている。多くの場合、スナ
ウト３内における亜鉛浴表面近傍は無酸化性ないし弱酸
化性雰囲気であるが、亜鉛浴の表面から発生した亜鉛蒸
気は、金属状態あるいは酸化された状態でスナウトの内
壁面に堆積し、この堆積物が落下して亜鉛浴の表面上に
浮上したり、あるいはガイドロール等に付着して鋼板表
面に疵をつけ、亜鉛めっき鋼板に表面欠陥を与え商品価
値を著しく損なう原因となる。

このような問題点を解消するために、特開昭６２−１０
３３５１号公報ではスナウト内に不活性ガスを吹き込ん
でドロスを除去する技術が提案されている。また特開昭
６２−１８５８６３号公報では亜鉛洛中に不活性ガスを
バブリングさせ、亜鉛洛中の浮遊ドロスを凝集浮上させ
る技術が提案されている。しかしながら、これらの技術
では新生面が断続的に現れることになるので、亜鉛の蒸
発はかえって促進されることになるから、根本的な解決
策とはなりえない。

また特開昭６１−４１７５４号公報では、亜鉛浴面近傍
のスナウト内雰囲気を亜鉛に対して酸化性にして亜鉛浴
面に酸化亜鉛の膜を形成させ、この膜を保護層にするこ
とによって、その後の亜鉛蒸発を抑制する技術を提案し
ている。静止状態の亜鉛浴では表層の酸化膜が安定に存
在することから、この技術は亜鉛蒸発を効果的に抑制す
ることができる。しかしながら、実操業における操業の
切替え時は勿論、鋼板が連続的に通板される操業中であ
っても、鋼板の振動等のために亜鉛浴面は撹拌されて新
生面が出現するので、亜鉛の蒸発を効果的に抑制するこ
とは極めて困難であった。

［発明が解決しようとする課題］ 溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
製造に際して、スナウト内の亜鉛浴に関する従来技術の
問題点を検討した結果、本発明では亜鉛浴表面からの蒸
発を抑制するために、新規な方法を開発した。本出願は
この製造方法を提案するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、薄鋼板を還元性雰囲気の焼鈍炉で連続的に焼
鈍し鋼板表面を清浄化した後、鋼板表面を酸化すること
なくほぼ亜鉛浴の温度まで冷却してから溶融亜鉛中に浸
漬し、鋼板表面に溶融亜鉛を付着させて溶融亜鉛めっき
鋼板を製造するに際し、焼鈍炉の冷却帯と亜鉛浴とをつ
なぐスナウト内の亜鉛浴面にセラミックス片を浮遊させ
、溶融亜鉛の蒸発を防止することを特徴とする。

この場合に、その比重が亜鉛の比重の０．９倍以下であ
り、また溶融亜鉛に侵食されないセラミックス片をスナ
ウト内の亜鉛浴面に浮遊させ、溶融亜鉛の蒸発を防止す
る。

さらに、より具体的には、比重が亜鉛の比重の０．９倍
以下でかつ、溶融亜鉛に対する耐溶損性の優れたセラミ
ックス片として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム
、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及びムライ
トから選ばれた酸化物系セラミックス片をスナウト内の
亜鉛浴面に浮遊させ、溶融亜鉛の蒸発を防止することが
好適である。

また、同様な特性を有するセラミックス片として、窒化
珪素、窒化硼素、窒化アルミニウム、及び炭化珪素から
選ばれた窒化物系又は炭化物系セラミックス片をスナウ
ト内の亜鉛浴面に浮遊させ、溶融亜鉛の蒸発を防止する
ことも好適である。

さらに、亜鉛蒸発をより効果的に抑制する手段として、
スナウト内における亜鉛浴面近傍の雰囲気を溶融亜鉛は
酸化されるが、鋼板は酸化されない酸素ポテンシャルを
有する雰囲気にすると同時に、比重が亜鉛の比重の０９
倍以下で溶融亜鉛に対する耐溶損性の優れたセラミック
ス片をスナウト内の亜鉛浴面に浮遊させ、溶融亜鉛の蒸
発を防止することが好適である。

［作用］ 本発明の具体的構成及び作用について次に説明する。

本発明ではスナウト−亜鉛浴の構成として第２図に示す
ような従来技術と同じ構成を用いる。すなわち焼鈍炉１
の冷却帯２に連通するスナウｌ−３の先端は溶融亜鉛浴
４中に埋没しており、スナウト３内は密閉構造になって
いる。焼鈍炉１で連続的に焼鈍された鋼板５はスナウト
３を経由して溶融亜鉛浴４中に侵入し、ジンクロール６
で進行方向をほぼ鉛直方向に転換してから亜鉛浴４を出
、次いでガスワイパ７によって鋼板面に過剰に付着した
溶融亜鉛を払拭し、亜鉛目付量を調節するのが本発明に
おける溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の基本である。

本発明の特徴は、このような溶融亜鉛めっき鋼板又は合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、第１図に
示すように、スナウト３内の亜鉛浴４の表面をセラミッ
クス片８で被覆することによって、亜鉛浴表面からの亜
鉛の蒸発を抑制することである。

亜鉛浴面を酸化アルミニウム片（セラミックス片８）で
被覆し、亜鉛蒸発挙動に及ぼす被覆の影響を実験室的に
検討したところ、第３図に示す結果が得られた。すなわ
ち直径３ｍｍの酸化アルミニウム小球で亜鉛浴面を被覆
した場合、亜鉛蒸発量は１層被覆で約１／２になり２層
被覆でけ］／４になった。酸化アルミニウムの比重は約
３．５であり、亜鉛の比重は約６．９であるから、酸化
アルミニウム小球は溶融亜鉛表面」二にほとんど浮き上
がってしまう。したがって小球による実質的な被覆面積
は見掛むづより小さくなり、小球が一列に並んで浴面を
完全に覆ったとしても小球と溶融亜鉛との接触面積は半
分以下である。これが、酸化アルミニウム小球を用いた
場合に亜鉛蒸発の減少量が予想より大きくない理由と考
えられる。セラミックス片と溶融亜鉛浴が直接的に接触
する有効被覆面積を増加させるために、大小の平板状酸
化アルミニウムで亜鉛浴表面を被覆した場合には、亜鉛
蒸発量は約１／１０になった。すなわち亜鉛浴面への有
効被覆率の高いセラミックス被覆を行えば、亜鉛蒸発を
効果的に抑制することができる。

本発明で用いるセラミックスの素材としては、比重が亜
鉛の比重の０．９倍以下で、また溶融亜鉛に侵食されな
いセラミックス材料が好ましい。セラミックスの比重が
溶融亜鉛のそれとほぼ同じか、あるいは溶融亜鉛よりも
大きい場合には、セラミックス片か亜鉛浴面上に確実に
浮上せず、亜鉛浴内に沈降して、ジンクロール６と鋼板
５の間に挟まれることがあり、鋼板面に重大な欠陥を生
じる原因になるので好ましくない。

本発明の目的に適うセラミックス片として具体的には酸
化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化亜
鉛、酸化マグネシウム、及びムライト等の酸化物系セラ
ミックス片や、窒化珪素、窒化硼素、窒化アルミニウム
、及び炭化珪素等の窒化物系又は炭化物系セラミックス
片等を使用することができる。これらのセラミックス材
料の多くは高温材料・耐熱材料として開発されているの
で、５００℃前後の溶融亜鉛に対する耐熱衝撃性等の熱
的性質に関する特性は問題がない。また溶融亜鉛への耐
食性に関しても実験室的に検討し、問題な（使用できる
ことを確認した。

前述したように、溶融亜鉛浴からの亜鉛蒸発はほぼ有効
被覆率に比例して減少するが、セラミックス片の浮遊だ
けでは有効被覆率を１００％にすることはできない。そ
こで本発明では比重が亜鉛の比重の０１９倍以下で溶融
亜鉛に侵食されないセラミックス片をスナウト内の亜鉛
浴面に浮遊させながら、同時にスナウト内における亜鉛
浴面近傍の雰囲気を、溶融亜鉛は酸化されるが鋼板は酸
化されない酸素ポテンシャルにすることによって、溶融
亜鉛の蒸発をより効果的に防止する手段を提案する。こ
の場合、亜鉛浴表面上に浮遊したセラミックス片の間隙
に形成された酸化亜鉛の被覆が亜鉛の蒸発を抑制する。

しかもセラミックス片が浮遊しているために、鋼板の通
板によって亜鉛浴面が揺動した場合でも、酸化亜鉛膜の
破壊される割合は極めて小さいことが確認された。した
がって本発明において、亜鉛浴面へのセラミックス片の
浮遊とスナウト内における雰囲気調整の併用によって蒸
発を極小にすることができる。

［実施例］ 次に実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例１ 第１図に示すようなスナウトにおいて、亜鉛浴の表面に
は直径５０ｍｍと２０ｍｍの平板状ムライトを混合して
、１層以上にわたって浮遊させた。スナウト内の雰囲気
は約５％Ｈ２及び残余Ｎ２であり、露点は一１０℃前後
であった。この状態において、溶融亜鉛めっき鋼板及び
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造を連続的に行い、溶融
面鉛の浴温は４６０〜４９０℃に保持した。平板状ムラ
イトが破損することはなく、またスナウト内の掃除は一
月に一回で十分であった。

実施例２ 亜鉛浴表面に浮遊させるセラミックスを窒化珪素とする
ほかは、実施例１と同様に操業したところ、セラミック
ス片が破損することはなく、またスナウト内の掃除は一
月に一回で十分であった。

実施例３ スナウト内の雰囲気は約５％Ｈ２及び残余Ｎ２であり、
露点を約１０℃前後とするほかは実施例１と同様に操業
した。この状態において、溶融亜鉛めっき鋼板及び合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造を連続的に行い、溶融亜鉛
の浴温は４６０〜４９０℃に保持したがスナウト内の掃
除は一月に一回で全く問題がなかった。

比較例 第１図に示すようなスナウトにおいて、亜鉛浴の表面に
はセラミックス片を浮遊させることなく、またスナウト
内の雰囲気は約５％Ｈ２及び残余Ｎ２であり、露点は一
３０℃前後としたところ、亜鉛浴表面はほぼ清浄に維持
された。この状態において、溶融亜鉛めっき鋼板及び合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造を連続的に行い、溶融亜
鉛の浴温は４６０〜４９０℃に保持したが、亜鉛微粉末
の堆積によるスナウト内の汚染が激しく、週間に一回の
掃除でも不十分なほどであった。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板又は合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法によれば、表面欠陥
の原因となりやすく、また安定な操業を阻害するスナウ
ト内での亜鉛蒸発を抑制することができるので、産業上
の意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式的な縦断面図、第２
図は従来の亜鉛めっき系統を示す側面図、第３図は実施
例の効果を示すグラフである。 １・・・焼鈍炉　　　　　２・・・冷却帯３・・・スナ
ウト　　　　４・・・亜鉛浴５・・・鋼板 ６・・・ジンクロール ７・・・ガスワイパ ８・・・セラミックス片 ９・・・サポートロール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　薄鋼板を還元性雰囲気の焼鈍炉で連続的に焼鈍して
   鋼板表面を清浄化した後、鋼板表面を酸化することなく
   ほぼ亜鉛浴の温度まで冷却してから溶融亜鉛中に浸漬し
   、鋼板表面に溶融亜鉛を付着させて溶融亜鉛めっき鋼板
   を製造するに際し、焼鈍炉の冷却帯と亜鉛浴とをつなぐ
   スナウト内の亜鉛浴面にセラミックス片を浮遊させ、溶
   融亜鉛の蒸発を防止することを特徴とする溶融亜、鉛め
   っき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 ２　セラミックス片が溶融亜鉛の比重の０．９倍以下の
   比重を有し、溶融亜鉛に対する耐溶損性に優れたセラミ
   ックス片である請求項１記載の溶融亜鉛めっき鋼板又は
   合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 ３　セラミックス片が酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
   ウム、酸化珪素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及びム
   ライトから選ばれた酸化物系セラミックス片である請求
   項２記載の溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっ
   き鋼板の製造方法。 ４　セラミックス片が窒化珪素、窒化硼素、窒化アルミ
   ニウム、及び炭化珪素から選ばれた窒化物系又は炭化物
   系セラミックス片である請求項２記載の溶融亜鉛めっき
   鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 ５　スナウト内における亜鉛浴面近傍の雰囲気を溶融亜
   鉛は酸化されるが鋼板は酸化されない酸素ポテンシャル
   の雰囲気として、同時にセラミックス片をスナウト内の
   亜鉛浴面に浮遊させ、溶融亜鉛の蒸発を防止することを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の溶融亜鉛めっ
   き鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。