JPH0718465A

JPH0718465A - 金属帯板の連続加熱方法および表面特性の優れた金属帯板の連続製造方法

Info

Publication number: JPH0718465A
Application number: JP5162447A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Adachi; 達一成安; Hitoshi Aizawa; 澤均相; Kazuaki Kyono; 野一章京; Tetsuya Kiyasu; 安哲也喜; Masamitsu Kobashi; 橋正満小
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】金属帯板の加熱または表面特性の改質を迅速か
つ均一に行なうことができ、金属帯板を高速で走行させ
大量に処理することができる方法の提供。【構成】連続的に通板される金属帯板の幅方向に、磁界
により熱プラズマを高速で走査し、金属帯板に熱プラズ
マによる処理を施すことを特徴とする金属帯板の連続加
熱または表面特性の優れた金属帯板の連続製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属帯板の連続加熱方法
および表面特性の優れた金属帯板の連続製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属帯板の表面特性を改質するた
めに、各種の処理が行なわれている。例えば、表面の酸
化物層を除去し、めっき、塗布等の表面処理特性を改善
するために、湿式または乾式の還元処理が表面に施され
る。また、表面の硬度、化成処理性、機械的性質、磁性
等の特性を改善するために、浸炭、窒化、ほう化等の処
理が施される。また、めっき後の加熱処理によるめっき
組織の制御、塗装後の加熱処理による塗膜焼付硬化等の
処理が行なわれている。例えば、溶融亜鉛めっき鋼板
は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を例にとると、加熱帯、
均熱帯、および冷却帯から構成される連続焼鈍処理工程
と、溶融亜鉛ポット、ワイピング装置および合金化炉か
ら構成される溶融亜鉛めっき工程とから構成される連続
処理装置によって製造されている。この装置において、
前段の工程から搬送されてきた鋼板は、加熱帯および均
熱帯において７００〜９００℃に昇温され、冷却帯にて
約４５０〜５５０℃に冷却され、溶融亜鉛ポットに浸漬
されて亜鉛めっきが施された後、ワイピング装置によっ
て所定の亜鉛めっき量に調整され、合金化炉において加
熱処理により合金化亜鉛めっき鋼板となる。また、非合
金の溶融亜鉛めっきの場合には、合金化炉における加熱
処理は行なわれない。

【０００３】ところで、このような溶融亜鉛めっき処理
を、Ｓｉ、Ｍｎ等を含む高張力鋼板に施した場合、含有
されるＳｉ、Ｍｎ等の元素は、焼鈍処理によって選択酸
化され、これらの元素の酸化物からなる酸化物層が形成
されてしまう。このように鋼板表面が金属鉄ではなく、
この酸化物層に被覆されている部分は、次の溶融亜鉛め
っき工程における亜鉛めっきの密着性に劣り、甚だしい
場合には、不めっきが発生することとなる。特に、より
強度の高い高張力鋼板とするために、Ｓｉ、Ｍｎ等の元
素の含有量が多い鋼板の場合には、不めっきの発生によ
り、高張力鋼板を素材とする溶融亜鉛めっき鋼板を製造
することができないという事態に至る場合があった。ま
た、一般の軟鋼板においても、高張力鋼板ほど顕著では
ないが、表面酸化物層の形成による溶融亜鉛めっき性の
悪化という問題を潜在的に抱えている。

【０００４】そこで、溶融亜鉛めっきをする前の前処理
として、前記酸化物層を除去するために、温度３００〜
７００℃の範囲で減圧下、鋼板に低温プラズマによる還
元処理を施す方法が提案されている（特開平２−２１３
４６０号公報）。しかし、この方法において、板温度の低い鋼板には、直接適用することができな
い。低温プラズマ処理は、処理に多くの時間を要し、鋼
板の連続処理等のような、大量処理を行なうプロセスに
適用するのが困難である。という問題がある。

【０００５】ところで、プラズマ処理には、大別して低
温プラズマ処理と熱プラズマ処理とがある。低温プラズ
マ処理は、直流グロー放電、高周波放電、またはマイク
ロ放電により発生し、圧力が数十Ｔｏｒｒ以下、電子温
度が数万度と高温である、気体原子・イオンの温度は数
百度の低温であるプラズマによる処理である。また、熱
プラズマ処理は、アーク放電あるいは高周波放電によっ
て発生する、圧力が約１００Ｔｏｒｒ以上、電子密度が
１０¹⁶〜１０¹⁸ｃｍ^-3程度の高温高密度である、電子温
度と気体原子・イオンの温度とがほぼ等しく局所平衡状
態にあるプラズマによる処理である。この熱プラズマ処
理は、プラズマ溶射、切断、溶接等の各種の金属加工、
あるいは溶解、還元等の金属精錬などに応用されている
公知の技術である。この熱プラズマを溶融亜鉛めっき前
の鋼板の前処理に利用すれば、短時間で迅速に処理を行
なうことができると期待される。

【０００６】この熱プラズマ処理に使用される装置とし
て、従来、大気圧下における加熱処理用に使用されるプ
ラズマトーチが知られている。このプラズマトーチは、
図７に示すように、陰極４１と、該陰極４１を囲むよう
に同心円状に形成された陽極４２とを有するものであ
る。陽極４２の先端部には、陰極４１の軸線の延長方向
に開口された熱プラズマ放出口４３を有し、また、陽極
４２の先端部４４の内部には、熱プラズマ放出口４３を
囲むように冷却水流通路４５が配設されている。陰極４
１と陽極４２とは、電源４６に接続されている。このプ
ラズマトーチにおいて、電源４６から供給される電力に
より、陰極４１と陽極４２の間隙４７にアークを発生さ
せるとともに、該間隙４７にアルゴンガス、窒素ガス等
の作動ガスと、目的に応じて選択された水素ガス、メタ
ンガス等の処理ガスを矢印Ｂで示すように供給して、処
理ガスをプラズマ化させ、高温の熱プラズマのジェット
４９として熱プラズマ放出口４３から鋼板５０に噴出さ
せるものである。一般に、このプラズマトーチによる熱
プラズマのジェット４９は、熱的ピンチ効果によって収
束された円柱状に近い形状、例えば、直径１０〜２０ｍ
ｍ程度の円錐状に鋼板５０に噴射される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のプ
ラズマトーチによる熱プラズマは、内部の温度分布が大
きいため、このプラズマトーチを、鋼板の幅方向に複数
個直列に配列して、鋼板の熱プラズマ処理を行なう場
合、鋼板の幅方向の温度分布が大きくなり、熱歪みの発
生の原因となる。さらに、処理された鋼板の表面全体に
わたって均一な表面特性を得ることが困難であった。ま
た、これらの処理を商業的に成り立たせるためには、金
属帯板を加熱したり、あるいは各種の表面特性を改質す
る処理を大量にかつ迅速に行なうことが望まれている。

【０００８】そこで、本発明の目的は、金属帯板の加熱
または表面特性の改質を迅速かつ均一に行なうことがで
き、金属帯板を高速で走行させ大量に処理することがで
きる方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために、金属帯板として鋼板を例にとり、そ
の表面特性を改質する例として、熱プラズマによる鋼板
表面の還元処理について検討を行なった。まず、プラズ
マの作動ガスとしてアルゴンガスを用い、還元ガスとし
て水素ガスを用いて、鋼板の表面に熱プラズマによって
還元処理を施こす実験を行なった。その実験における鋼
板の最表面温度および平均温度を逐時測定した結果を図
１に示し、また、熱プラズマ処理時間と鋼板表面の還元
量との関係を図２に示す。この図１に示す結果から、鋼
板の最表面温度は、鋼板全体の平均温度に比べて、短時
間に昇温させることが可能であり、また、図１と図２に
より、鋼板の平均温度が上昇していないときでも、鋼板
の最表面温度が上昇すれば、鋼板表面の還元が迅速に進
行することがわかる。したがって、鋼板表面の還元は、
鋼板とプラズマとの反応によるところが大きく、鋼板の
最表面温度の上昇が重要であり、鋼板の平均温度は２次
的なものであることがわかる。ところで、プラズマ照射
条件を調整すれば、鋼板の最表面温度と平均温度との差
を小さくすることができる。以上の結果から、短時間の
処理で迅速に金属帯板の表面特性を改質するためには、
熱プラズマを利用することが有利であり、しかも金属帯
板の最表面温度を局所的に昇温させるためには、加熱媒
体から金属帯板への熱流速を非常に大きくすることがで
きる熱プラズマが有用であることがわかった。

【００１０】一方、前記従来のプラズマトーチによる熱
プラズマは、前記のとおり、金属帯板上に大きな温度分
布が発生し、均一な表面特性を有する金属帯板を得るこ
とが困難である。

【００１１】そこで、本発明者らは、熱プラズマを磁界
によって走査し、熱プラズマをスリット状のジェットと
して放出するリニア型プラズマ装置によって、金属帯板
の幅方向に熱プラズマを高速で走査して熱プラズマ処理
を施すことにすれば、処理される金属帯板上の温度分布
を均一とすることができ、均一な表面特性を有する金属
帯板を高速で得ることができることに着目し、本発明に
到達した。

【００１２】すなわち、本発明は、連続的に通板される
金属帯板の幅方向に、磁界により熱プラズマを高速で走
査し、金属帯板に熱プラズマによる加熱処理を施すこと
を特徴とする金属帯板の連続加熱方法を提供するもので
ある。

【００１３】また、本発明は、連続的に通板される金属
帯板の幅方向に、金属表面を改質する元素を含む熱プラ
ズマを磁界により高速で走査し、金属帯板の表面に熱プ
ラズマによる改質処理を施すことを特徴とする表面特性
の優れた金属帯板の連続製造方法をも提供するものであ
る。

【００１４】以下、本発明の金属帯板の連続加熱方法
（以下、「本発明の第１の方法」という）および表面特
性の優れた金属帯板の連続製造方法（以下、「本発明の
第２の方法」という）について、詳細に説明する。

【００１５】本発明を適用して加熱処理または表面特性
の改質処理が施される金属帯板は、特に制限されず、冷
延鋼板、熱延鋼板、電磁鋼板、ステンレス鋼板等の鋼
板、あるいは銅、アルミニウム、チタン等のいずれの帯
板であってもよい。

【００１６】また、本発明において、金属帯板の表面特
性とは、表面の熱歪、めっき組織の密着性、塗膜密着
性、りん酸塩処理性、表面の硬度、平滑性、表面組織の
粒度、電磁気的性質等の各種の表面特性をいう。

【００１７】本発明の第１の方法および第２の方法にお
いて、金属帯板の熱プラズマによる処理は、通板される
金属帯板の幅方向に磁界によって熱プラズマを高速で走
査することにより行なわれる。この熱プラズマ処理は、
磁界により熱プラズマを金属帯板の幅方向に高速で走査
できる装置であれば、いずれの装置を用いて行なっても
よい。本発明の第１の方法においては、金属帯板の加熱
処理のために、アルゴンガス、窒素ガス、水素ガスを作
動ガスとし、望ましくは、雰囲気ガスと同一作動ガス
（例えば、連続焼鈍炉では窒素−水素ガス）を利用し、
プラズマの走査速度の早い方が良好であり、１００ｍ／
秒好ましくは５００ｍ／秒の走査速度の熱プラズマが金
属帯板に照射される。また、本発明の第２の方法におい
ては、金属帯板の表面特性を改質するために、金属表面
を改質する元素を含む熱プラズマが金属帯板に照射され
る。照射される熱プラズマは、帯板の地金組織・組成、
地金表面に生成している、あるいは生成させるべき化合
物組成などにしたがって、適宜、処理ガスを選択し、こ
の処理ガスを熱プラズマとし、金属帯板に照射、衝突さ
せ、金属帯板の表面の改質を行なうことができる。用い
られる処理ガスは、改善の対象とする表面特性、雰囲気
ガス組成等に応じて適宜選択される。例えば、浸炭によ
る表面の硬度、化成処理性改善等の表面改質を行なう場
合には、ＣＨ₄、Ｃ₃Ｈ₈（プロパン）等の炭化水素、
またはＣＯ、ＣＯ₂等が使用される。また、窒化処理に
よる表面硬化等の表面改質の場合には、Ｎ₂ガスあるい
はＮ₂ガスに１〜３％のＨ₂を混合したガス等が使用さ
れる。さらに、鋼板表面の酸化物の還元を行う場合に
は、Ｎ₂ガスと１〜３０％Ｈ₂ガスとの混合ガスやＡｒ
ガスと１〜３０％Ｈ₂ガスの混合ガス等が使用される。

【００１８】本発明の第１の方法および第２の方法にお
いて、この熱プラズマ処理を行なうための装置として、
例えば、図３に示すリニア型熱プラズマ処理装置を挙げ
ることができる。この図３に示すリニア型熱プラズマ処
理装置１は、通板される金属帯板２の表裏面のそれぞれ
に熱プラズマを照射・走査する一対以上のリニア型熱プ
ラズマ照射装置３ａおよび３ｂと、リニア型熱プラズマ
処理装置１内を外部からシールするために、鋼板２の入
口および出口に配設されたシール装置４ａおよび４ｂを
有するものである。また、熱プラズマ処理によって生じ
る排ガスを排出するための排気孔５を有するものであ
る。特に、シール装置４ａおよび４ｂは、プラズマガス
（例えば、Ａｒ、Ｈ₂）の組成と、前後の処理工程、処
理装置等における雰囲気ガスの組成とが異なる場合、ま
たは金属帯板２と高温の熱プラズマ排ガスが前後の処理
工程または処理装置等における温度に外乱を及ぼすおそ
れがある場合には、必須である。熱プラズマは大気圧ま
たは大気圧に近い圧力で発生可能であるので、大がかり
な差圧シール設備が不要となる。多少の圧力差が必要な
場合や雰囲気組成を変える場合、高温のプラズマ排ガス
を回収する場合やエネルギー回収または排ガスが前後の
雰囲気に外乱を及ぼす場合に、シール装置４ａおよび４
ｂが有効である。シールする圧力差が小さいので、現在
の連続処理装置において常圧下で雰囲気制御するために
使用されている程度の簡単なシール装置で十分である。

【００１９】このリニア型熱プラズマ処理装置１に用い
られるリニア型熱プラズマ照射装置３ａおよび３ｂとし
て、アーク放電または高周波放電による熱プラズマ発生
装置が挙げられる。特に、アーク放電リニア型熱プラズ
マ照射装置の具体例として、図４に示す装置が挙げられ
る。この図４に示すアーク放電リニア型熱プラズマ照射
装置は、相互に対向して断面コの字状に配置される一対
の陽極６ａ，６ｂと、該一対の陽極６ａ，６ｂの間に挟
まれるように、陽極６ａと６ｂが形成する空間に突設さ
れる陰極７とを有するものである。また、陽極６ａ，６
ｂと陰極７には、直流電源８が接続されている。陽極６
ａの先端部９、および陽極６ｂの先端部１０には、それ
ぞれ冷却水が流通する冷却孔１１が配設され、先端部９
と１０の間に直線状の熱プラズマ放出スリット１２が形
成され、陽極６ｂの端部には、作動ガスおよび処理ガス
を導入するためのガス供給孔１３が配設されている。さ
らに、陽極６ａと６ｂの両側面を挟んで、一対の磁界発
生装置１４ａと１４ｂが対向して配設される。磁界発生
装置１４ａと１４ｂは、交流電源１５に接続されてい
る。

【００２０】このアーク放電リニア型熱プラズマ照射装
置において、直流電源８に接続された陰極７と陽極６
ａ，６ｂとの間の間隙１６にアーク放電を形成するとと
もに、ガス供給孔１３から、作動ガスおよび処理ガスを
所定の割合で導入し、該放電アークによって熱プラズマ
が発生し、交流電源１５に接続された磁界発生装置１４
ａおよび１４ｂによって、間隙１６内に形成された熱プ
ラズマに交番磁界を作用させることにより、熱プラズマ
放出スリット１２から電極の長手方向Ｂに沿って直線状
に熱プラズマジェット１７が形成される。このとき、電
極の長手方向Ｂに沿って均一に走査させることができ
る。熱プラズマの走査速度は、熱プラズマ処理を均一に
行なうことができる点で、好ましくは１００ｍ／秒、さ
らに好ましくは５００ｍ／秒である。

【００２１】このように、電極の長手方向に沿って直線
状に噴出する熱プラズマジェット１７を、電極の長手方
向に対して垂直の方向Ｃに沿って金属帯板を通板させれ
ば、金属帯板の幅方向に均一な熱プラズマジェットを走
査することができ、金属帯板の熱プラズマ処理を均一か
つ効率的に行なうことができる。

【００２２】本発明の方法において、使用される作動ガ
スは、特に制限されず、適宜選択される。通常、作動ガ
スとして、アルゴンガス、窒素ガス、水素ガス等が一般
的に用いられる。また、作動ガスおよび処理ガスの流
量、ならびに流量割合等も、目的に応じて適宜決定され
る。また、作動ガスおよび処理ガスの流量、ならびに流
量割合等も、目的に応じて適宜決定される。例えば、作
動ガスとして窒素ガス５００ｍ³／ｈｒ、処理ガスとし
て水素ガス５〜２１０ｍ³／ｈｒとし、水素ガス濃度約
１〜３０％となる流量比で使用することができる。

【００２３】また、本発明の方法において、リニア型熱
プラズマ処理装置１の排気孔５から熱プラズマ排ガスを
回収し、これを他の工程または装置における熱源として
利用し、さらにその排ガスを予熱源として利用すると、
経済的に有利である。

【００２４】次に、連続焼鈍後、本発明の第２の方法に
よって冷延鋼板に熱プラズマ処理による還元処理を行な
った後、合金化溶融亜鉛めっきを行なうプロセスについ
て、図５に基づいて説明する。図５に示すプロセスは、
加熱帯２１、均熱帯２２、および冷却帯２３から構成さ
れる連続焼鈍プロセス２４と、熱プラズマ処理帯２５
と、溶融亜鉛ポット２６、ワイピング装置２７および合
金化炉２８から構成される合金化溶融亜鉛めっきプロセ
ス２９とで基本的に構成される。このプロセスにおい
て、金属帯板３０は、加熱帯２１および均熱帯２２にお
いて７００〜９００℃に昇温し、冷却帯２４で３００℃
以下に冷却後、熱プラズマ処理帯２５において熱プラズ
マ処理が施され、次に、溶融亜鉛めっきポット２６に浸
漬されて溶融亜鉛めっきされ、ワイピング装置２７によ
って亜鉛めっき付着量を調整され、合金化炉２８におい
て合金化処理されて合金化溶融亜鉛めっき鋼板２９が得
られる。

【００２５】このプロセスにおいて、前記加熱帯２１、
均熱帯２２、および冷却帯２３における鋼板は、例え
ば、金属帯板の加熱、均熱は、燃焼ガスを直接、金属帯
板に接触させるバーナ式、またはラジアントチューブ方
式等の方法によって処理される。また、溶融亜鉛ポット
２６、ワイピング装置２７および合金化炉２８で基本的
に構成される合金化溶融亜鉛めっきプロセス２９におけ
る処理は、ワイピングはガスワイピングが一般的であ
り、合金化炉における金属帯板の加熱は直火バーナー方
式、誘導加熱方式、あるいはそれらの組合せなどによっ
て行なわれる。

【００２６】このプロセスにおいて、熱プラズマ処理帯
２５における金属帯板の熱プラズマ処理は、前記リニア
型熱プラズマ処理装置を用いて、通板される金属帯板の
幅方向に磁界によって熱プラズマを高速で走査すること
により行なわれる。

【００２７】また、本発明の第２の方法によって冷延鋼
板に熱プラズマ処理による浸炭処理を行なうプロセスに
ついて、図６に基づいて説明する。図６に示すプロセス
は、加熱帯２１と、熱プラズマ処理帯２５と、均熱帯２
２と、冷却帯２３とから基本的に構成される。このプロ
セスにおいて、金属帯板３０は、加熱帯２１において３
００〜６００℃に加熱昇温された後、浸炭および加熱帯
を構成する熱プラズマ処理帯２５において処理ガスとし
て炭化水素などの炭素含有ガスを用いた熱プラズマ処理
による浸炭処理および加熱処理が施され、次に、均熱帯
２２において７００〜１０００℃で均熱処理され、冷却
帯２３で１００℃以下に冷却されて、浸炭焼入れ処理さ
れた冷延鋼板が得られる。

【００２８】このプロセスにおいて、前記連続浸炭焼入
れプロセスの加熱帯２１、均熱帯２２、および冷却帯２
３における冷延鋼板の加熱、均熱および冷却、ならびに
熱プラズマ処理帯２５における熱プラズマ処理は、処理
温度および処理時間ならびに熱プラズマ処理の処理ガス
を除き、図５に示す連続焼鈍プロセス２４の加熱帯２
１、均熱帯２２、および冷却帯２３における加熱、均熱
および冷却、ならびに熱プラズマ処理帯２５における熱
プラズマ処理と同様な方法で行うことができる。なお、
このプロセスでは、従来の加熱帯に比べ、熱プラズマ処
理帯２５でも急速加熱されるため、設備長を短くするこ
とができる。また、このプロセスにおいて、熱プラズマ
のみで加熱する場合は、プラズマ装置（電極）を複数配
列してもよい。

【００２９】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明する。

【００３０】（実施例１）厚さ１．０ｍｍ、幅１２００
ｍｍの金属帯板を、図５に示す連続プロセスにしたがっ
て、通板速度１２０ｍ／ｍｉｎにて、加熱帯において８
００℃に加熱した後、均熱帯で８００℃×１０秒間均熱
処理を施し、さらに冷却帯で２５０℃まで冷却して焼鈍
処理を施した。このとき、加熱帯から冷却帯までの雰囲
気を、５％Ｈ₂−Ｎ₂とした。

【００３１】次に、図４に示すとおり、下記照射条件に
調整された一対のリニア型熱プラズマ照射装置を配置し
た熱プラズマ処理帯に、鋼板を通板し、鋼板の表裏両面
のそれぞれに、鋼板の平均温度が５００℃、かつ最表面
温度が約６００℃になるように、熱プラズマを照射して
熱プラズマ処理を施した。電圧：３０Ｖ，電流：５００００Ａ，出力：１５００ｋ
Ｗ磁束密度：５０００Ｇａｕｓｓ作動ガス（Ｎ₂）流量：５００ｍ³／ｈｒ還元ガス（Ｈ₂）流量：１５ｍ³／ｈｒ電極と鋼板間の距離：１５ｍｍ次に、溶融亜鉛めっきポットに浸漬した後、ガスワイピ
ングにより鋼板の亜鉛付着量を４５ｇ／ｍ²に調製し、
さらに５５０℃で合金化処理して合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を製造した。

【００３２】（比較例１）上記と同様に、加熱帯、均熱
帯および冷却帯を通板し、冷却帯における冷却温度を５
００℃とし、熱プラズマ処理を施さない以外は、実施例
１と同様にして合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。

【００３３】次に、実施例１で得られた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板と、比較例１で得られた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板とを調査し、それぞれ全処理鋼板の枚数に対する
亜鉛めっきされていない部分を有する鋼板（不めっき鋼
板）の枚数の割合（不めっき発生率）を調べたところ、
表１に示すとおり、実施例においては、不めっきの発生
がないことが分かった。

【００３４】

【００３５】（実施例２）厚さ０．７ｍｍ、幅１２００
ｍｍの金属帯板を、図６に示す連続プロセスにしたがっ
て、通板速度１５０ｍ／ｍｉｎにて、加熱帯において３
０℃から４００℃に加熱した後、熱プラズマ処理帯にお
いて熱プラズマ処理によって浸炭するとともに８００℃
に加熱し、均熱帯で８００℃×１０秒間均熱処理を施
し、さらに冷却帯で６０℃まで冷却して、浸炭焼入れ処
理を施した。このとき、熱プラズマ処理帯以外の加熱
帯、均熱帯および冷却帯の雰囲気を、５％Ｈ₂を含むＮ
₂とした。

【００３６】なお、熱プラズマ処理は、図４に示すとお
り、下記照射条件に調整された一対のリニア型熱プラズ
マ照射装置を配置した熱プラズマ処理帯に、鋼板を通板
し、鋼板の表裏両面のそれぞれに、鋼板の平均温度が５
００℃、かつ最表面温度が約６００℃になるように、熱
プラズマを照射して行った。電圧：３０Ｖ，電流：５００００Ａ，出力：１５００ｋ
Ｗ×２基磁束密度：５０００Ｇａｕｓｓ作動ガス（Ｎ₂）流量：４００ｍ³／ｈｒ／基処理ガス（ＣＨ₄）流量：２０ｍ³／ｈｒ／基電極と鋼板間の距離：１５ｍｍこうして、得られた鋼板は、低ＡＩ（Aging Index ）
（４０ＭＰａ）で高ＢＨ（８０ＭＰａ）性の鋼板であっ
た。この結果から、このプロセスによれば、短時間で加
熱、浸炭処理が可能であることがわかる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の方法によれば、高効率かつ短時
間で金属帯板の加熱および表面特性の改質処理を行なう
ことができる。そのため、金属帯板を高速で通板させて
大量に処理し、表面特性に優れる金属帯板を連続的に製
造することができる。

【００３８】また、リニア型熱プラズマ処理によって、
金属帯板の温度および表面温度を均一にすることがで
き、さらに、従来のプラズマトーチによる熱プラズマ処
理では、金属帯板の幅方向に多数のプラズマトーチを配
列する必要があるのに対して、少ない個数のプラズマ発
生装置で、所期の処理を行なうことができ、しかも電気
回路系の簡素化が可能となるため、装置のメンテナンス
が容易となる利点がある。そのため、本発明の方法にお
いては、従来と比較して以下の利点が得られる。温度分布が均一であり、熱歪みの発生がない。金属帯板の全面を均一に表面改質処理できる。プラズマトーチの数を著しく削減できる。常圧の炉が使用でき、大がかりな差圧シール設備が不
要。高速で表面特性の熱プラズマ処理を行なうことができ
る。金属帯板の表面改質を短時間かつ高い応答性で行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱プラズマによる還元処理における鋼板の最
表面温度と平均温度の関係を示す図。

【図２】熱プラズマによる還元処理における処理時間
と鋼板の還元量の関係を示す図。

【図３】リニア型熱プラズマ処理装置の基本的構成を
説明する図。

【図４】本発明の方法で用いられるアーク放電リニア
型熱プラズマ照射装置の具体例を説明する図。

【図５】本発明の方法におけるプロセスの一例を示す
図。

【図６】本発明の方法におけるプロセスの別の例を示
す図。

【図７】従来のプラズマトーチによる熱プラズマ処理
方法を説明する図。

【符号の説明】

１リニア型熱プラズマ処理装置２金属帯板３ａ，３ｂリニア型熱プラズマ照射装置４ａ，４ｂシール装置５排気孔６ａ，６ｂ陽極７陰極８直流電源９陽極６ａの先端部１０陽極６ｂの先端部１１冷却孔１２熱プラズマ放出スリット１３ガス供給孔１４ａ，１４ｂ磁界発生装置１５交流電源１６間隙１７熱プラズマジェット２１加熱帯２２均熱帯２３冷却帯２４連続焼鈍プロセス２５熱プラズマ処理帯２６溶融亜鉛ポット２７ワイピング装置２８合金化炉２９合金化溶融亜鉛めっきプロセス３０金属帯板４１陰極４２陽極４３熱プラズマ放出口４４陽極４２の先端部４５冷却水流通路４６電源４７間隙４９熱プラズマのジェット５０鋼板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２１Ｄ 9/52 １０１ (72)発明者京野一章岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者喜安哲也岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者小橋正満岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に通板される金属帯板の幅方向に、
磁界により熱プラズマを高速で走査し、金属帯板に熱プ
ラズマによる加熱処理を施すことを特徴とする金属帯板
の連続加熱方法。
【請求項２】連続的に通板される金属帯板の幅方向に、
金属表面を改質する元素を含む熱プラズマを磁界により
高速で走査し、金属帯板の表面に熱プラズマによる改質
処理を施すことを特徴とする表面特性の優れた金属帯板
の連続製造方法。