JPH05163596A

JPH05163596A - 錫めっき鋼板のリフロー処理方法

Info

Publication number: JPH05163596A
Application number: JP35163191A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ogawa; 正浩小川; Kazuo Shimazaki; 一穂島崎
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-06-29

Abstract

(57)【要約】【目的】クエンチステインの発生を防止することがで
きる錫めっき鋼板のリフロー処理方法を提供する。【構成】移動する鋼ストリップの表面に冷却水を噴射
するための３つのノズル1aおよび裏面に冷却水を噴射す
るための３つのノズル1bを、前記鋼ストリップの幅方向
に不動に設け、３つのノズル1a、1bの各々毎に噴射する
冷却水の流量を制御可能とし、前記鋼ストリップの幅方
向温度分布に応じて、３つのノズル1a、1bの各々から噴
射される冷却水の流量を個別に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、錫めっき鋼板のめっ
き表面を平滑にするためのリフロー処理方法に関し、詳
しくは、リフロー処理された錫めっき鋼板の外観欠陥の
１つであるクエンチステインの発生を防止できるリフロ
ー処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食缶およびその他の容器に用いられる錫
めっき鋼板は、その多くが連続電気めっき装置によって
製造される。この錫めっき鋼板の製造工程においては、
鋼ストリップに錫めっきが施された後、いわゆるリフロ
ー処理によってめっき表面が平滑化される。このリフロ
ー処理においては、錫めっき層は、一旦錫の融点より僅
かに高い温度に加熱されて溶融状態となり、短時間で冷
却され固相に戻る。錫めっき鋼板（錫めっきされた鋼ス
トリップ）の加熱は、連続的に急加熱する必要があり、
鋼ストリップに高周波を誘導する誘導加熱方式、鋼スト
リップを抵抗体として直接電流を流す抵抗加熱方式等が
一般に使用されている。誘導加熱方式は、商用交流をは
じめ、交流が多く使用されるが、表層のめっき層に電流
を流し易くして熱効率を高めるため、周波数の高い交流
を用いることも行われている。

【０００３】加熱された鋼ストリップの冷却方法は、ク
エンチタンクと称する水槽に鋼ストリップを突入させて
強制的に冷却する方法（ウオータークエンチ）が用いら
れている。しかしながら、水槽に鋼ストリップを突入さ
せるウオータークエンチにおいては、冷却時にクエンチ
ステインと称する外観欠陥が発生する問題がある。クエ
ンチステインは、恰も汚水が付着して乾いた後のような
汚れ模様であり、製缶後の美しい外観を得るために極め
て高い美麗さが求められる錫めっき鋼板においては、非
常に嫌われるものである。クエンチステインの発生原因
は、水冷時に発生する蒸気を鋼ストリップが巻込み、冷
却むらを生ずることにあると考えられている。

【０００４】このようなことから、従来、鋼ストリップ
を均一に加熱することに意が用いられ、クエンチタンク
にノズルを設け、鋼ストリップの錫めっき面に向けて冷
却水を噴射する方法（以下、「ウオータークエンチ」と
いう）が行われてきた。さらに、特開昭54-36976号公報
においては、鋼ストリップの幅方向に渡って均一に吹き
つける工夫もなされてきた。また、経験的には、めっき
表面温度と冷却水温度とが関係することも知られてお
り、例えば、特開昭54-137440 号公報には、めっき表面
の温度を測定してクエンチタンク内の水温を制御する方
法が提案されている。

【０００５】また、最近では、鋼ストリップの幅方向中
央部と縁部とで、めっき表面温度に差異のあることに着
目し、鋼ストリップの幅方向にノズルを設け、且つ、ノ
ズルを板幅方向に多分割し、チャンバーを設け、各チャ
ンバー毎に噴射する冷却水の量を設定することで、鋼ス
トリップの幅方向の冷却能力を均一化することも行われ
ている（特願平２−108081号）。

【０００６】図３は従来の錫めっき鋼板のリフロー処理
方法に使用される冷却水噴射ノズルの１例を示す系統図
である。図３において、1aは鋼ストリップの表面側のノ
ズル、1bは鋼ストリップの裏面側のノズル、５は流調
弁、２はノズルに冷却水を供給するためのポンプであ
る。ノズル1a、1bは、鋼ストリップ（図示せず）の幅方
向に不動に設けられており、且つ、ノズル1a、1bは、各
々３つのスプレーヘッダーによって構成されている。ノ
ズル1a、1bの各スプレーヘッダーからは、上下方向に移
動する鋼板（図示せず）の表面および裏面に、水平に冷
却水が噴射される。そして、ノズル1a、1bの３つのスプ
レーヘッダーから噴射される冷却水の流量は同一であ
る。これにより、鋼ストリップの幅方向に渡って均一な
流量の冷却水が吹きつけられるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】鋼ストリップに交流を
流す抵抗加熱方式によりリフロー処理を行う場合におい
ては、鋼ストリップ内を流れる電流の相互インダクタン
スの影響で、鋼ストリップの幅方向中央部よりも縁部の
方に加熱電流は多く流れる。このため、鋼ストリップの
幅方向に温度分布が生じ、縁部の温度が中央部よりも高
くなる。このとき中央部の温度に対する冷却の適正条件
帯と縁部の冷却の適正条件帯とが重なる条件帯が存在す
ればクエンチステインは発生しない。しかしながら、こ
の両温度に対する冷却の適正条件帯が存在しなかったり
あるいは狭い場合には、図３に示すような装置を用い
て、冷却水噴射ノズルの冷却水の流量を鋼ストリップの
幅方向に渡って均一にしても、クエンチステインの発生
を防止することはできない。また、冷却水の温度を制御
しても、やはり、クエンチステインの発生を防止するこ
とはできない。

【０００８】このようなクエンチステイン発生の問題に
対して、生産技術の改良はなされてきているが、根本的
な解決とはなっておらず、また、めっき付着厚の極薄化
および製造ラインの高速化等、製造条件の変遷もあり、
クエンチステイン発生の問題は未だ解決されていない。

【０００９】従って、この発明の目的は、錫めっき鋼板
のめっき表面を平滑にするためのリフロー処理におい
て、外観欠陥の１つであるクエンチステインが発生する
ことのないリフロー処理方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、錫めっきが
施された鋼ストリップを加熱し、次いで、加熱した前記
鋼ストリップを冷却することからなる錫めっき鋼板のリ
フロー処理方法において、移動する前記鋼ストリップの
表面に冷却水を噴射するための少なくとも３つ以上のノ
ズルおよび裏面に冷却水を噴射するための少なくとも３
つ以上のノズルを、前記鋼ストリップの幅方向に不動に
設け、前記ノズルの各々毎に噴射する冷却水の流量を制
御可能とし、前記鋼ストリップの幅方向温度分布に応じ
て、前記ノズルの各々から噴射される冷却水の流量を個
別に制御することに特徴を有するものである。

【００１１】

【作用】鋼ストリップに交流を流す抵抗加熱方式によっ
て加熱し、次いで、冷却するリフロー処理において、鋼
ストリップ内を流れる電流の相互インダクタンスの影響
で、鋼ストリップの中央部よりも縁部の方に加熱電流は
多く流れ、鋼ストリップの幅方向に温度分布が生じ、縁
部の温度が中央部よりも高くなり、このような状況で鋼
ストリップの幅方向に均一に冷却を行うと、クエンチス
テインが発生する問題があることは既に述べた。この問
題に対して、冷却水を噴射するノズルを鋼ストリップの
幅方向に少なくとも３つ以上設け、各ノズル毎に個別に
冷却水の流量を常時管理し、一定流量を保持するように
制御するとともに、板厚、板幅、移動速度等の条件が変
わるコイル仕様替えのときに、溶接点通過のタイミング
を検知し、適切な流量設定値に自動で設定替えする制御
を行うことにより、クエンチステインの発生を防止す
る。

【００１２】次に、この発明を図面を参照しながら説明
する。図１はこの発明の錫めっき鋼板のリフロー処理方
法に使用される冷却水噴射ノズルの１実施態様を示す系
統図、図２はノズルを構成するスプレーヘッダーを示す
斜視図である。図１、図２において、1aは上下に移動す
る錫めっきされた鋼ストリップ３の表面側のノズル、1b
は鋼ストリップの裏面側のノズルである。ノズル1a、1b
は、鋼ストリップ３の幅方向に不動に設けられており、
且つ、ノズル1a、1bを構成するスプレーヘッダー4a、4
b、4cは、鋼ストリップの幅方向に３つづつ設けられて
いる。５はスプレーヘッダー4a、4b、4cの各々に取り付
けられている流調弁、２はノズル1a、1bに冷却水を供給
するためのポンプである。ポンプ２は、図２中にＰ₁、
Ｐ₂、Ｐ₃で示すように、各スプレーヘッダー4a、4b、
4cにそれぞれ接続されている。そして、各スプレーヘッ
ダー4a、4b、4cからは、冷却水が、移動中の鋼ストリッ
プ３の表面および裏面に水平に噴射するようになってい
る。流調弁５は、コントローラー６に接続されており、
コントローラー６からの指示により、流調弁５の開閉が
制御される。

【００１３】鋼ストリップの板厚、板幅、ライン速度の
各情報をコントローラー６に入力し、コントローラー６
から流調弁５に出力して、各スプレーヘッダー4a、4b、
4cから噴射する冷却水の流量を各スプレーヘッダー4a、
4b、4c毎に制御する。また、コイルの仕様替えのとき
に、溶接点通過のタイミングをみて、仕様替えした鋼ス
トリップの板厚、板幅、ライン速度の各情報をコントロ
ーラー６に入力し、適切な流量設定値に、常時、自動的
に制御する。

【００１４】

【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。図
１、図２に示す装置を使用してリフロー処理を行った。
鋼ストリップのライン走行速度を毎分90〜305 ｍとし、
板厚0.20〜0.60mm、板幅710 〜910mm の錫めっきされた
鋼ストリップを、交流抵抗加熱方式により、鋼ストリッ
プの幅方向中央部の温度が250 ℃付近になるように加熱
し、直後にウオータークエンチを行った。クエンチタン
ク（図示せず）内の水温は80℃であった。クエンチタン
クの水面直下に３つのスプレーヘッダー4a、4b、4cで構
成されたノズル１を用い、冷却水は、クエンチタンク内
の水をポンプで循環させて使用した。そして、図２に示
すように、ノズル１を構成する３つのスプレーヘッダー
4a、4b、4c毎にその流量を各々制御した。

【００１５】上記のウオータークエンチにおいて、各ス
プレーヘッダー4a、4b、4cの流量比および流量絶対値を
変えて、リフロー処理された錫めっき鋼板のクエンチス
テインの発生状況を観察した。その観察結果を表１に示
す。表１において、流量比とは、鋼ストリップの幅方向
中央部のスプレーヘッダー4bの流量に対する縁部のスプ
レーヘッダー4a、4cの流量の比である。また、両縁部の
スプレーヘッダー4a、4cについての条件は同じとした。

【００１６】

【表１】

【００１７】リフロー処理においては、「鋼ストリップ
の板厚の厚いものは薄いものに比べ温度が高く、板幅の
広いものは狭いものに比べ温度が高く、また、ライン速
度の速いものは遅いものに比べ温度が高い。」等の経験
則から得られたデータを基にして、鋼ストリップの板
厚、板幅、ライン速度に応じて、スプレーヘッダー4a、
4b、4cの冷却水の流量を制御した。

【００１８】表１から、各スプレーヘッダー4a、4b、4c
の流量比および流量絶対値を制御して冷却を行うことに
より、冷却能力のコントロールを鋼ストリップの温度分
布に応じて行ったこの発明の実施例１〜８は、何れの試
験条件においても、クエンチステインは発生しなかっ
た。

【００１９】これに対して、冷却能力のコントロールを
鋼ストリップの温度分布に適応させずに行い、実施例８
とは逆に中央部の流量を下げた比較例１は、クエンチス
テインの発生の程度が顕著であった。中央部の流量をや
や下げた比較例２は、クエンチステインが僅か発生し
た。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、錫めっきされた鋼ストリップを交流による抵抗加熱
方式によって加熱し、次いで、冷却するリフロー処理方
法において、錫めっきされた鋼ストリップの板厚、板
幅、ライン速度変化等の仕様替えを考慮して、その温度
変化に適した冷却能力を適用しているので、煩雑なバル
ブ調整をせずに、クエンチステインを防止できるリフロ
ー処理方法が提供でき、かくして、工業上有用な効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の錫めっき鋼板のリフロー処理方法に
使用される冷却水噴射ノズルの１実施態様を示す系統図

【図２】スプレーヘッダーを示す斜視図

【図３】従来の錫めっき鋼板のリフロー処理方法に使用
される冷却水噴射ノズルの１例を示す系統図。

【符号の説明】

１ノズル 1a 表面側のノズル 1b 裏面側のノズル２ポンプ３鋼ストリップ４、4a、4b、4c スプレーヘッダー５流調弁６コントローラー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】錫めっきが施された鋼ストリップを加熱
し、次いで、加熱した前記鋼ストリップを冷却すること
からなる錫めっき鋼板のリフロー処理方法において、移
動する前記鋼ストリップの表面に冷却水を噴射するため
の少なくとも３つ以上のノズルおよび裏面に冷却水を噴
射するための少なくとも３つ以上のノズルを、前記鋼ス
トリップの幅方向に不動に設け、前記ノズルの各々毎に
噴射する冷却水の流量を制御可能とし、前記鋼ストリッ
プの幅方向温度分布に応じて、前記ノズルの各々から噴
射される冷却水の流量を個別に制御することを特徴とす
る錫めっき鋼板のリフロー処理方法。