JPH07197230A - スプレーめっきによる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融亜鉛スプレー方法により、良好な外観を
有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供する
こと。 【構成】 前処理されて連続的に送給されてくる帯状鋼
板の表面に非酸化性雰囲気中で溶融亜鉛の微粒子を吹き
付けることによりスプレーめっきするに際し、吹き付け
る溶融亜鉛として、主成分がＺｎで、Ａｌ濃度が０．０
８％以下であり、残部が不可避的不純物からなる溶融亜
鉛を用い、めっきする時の帯状鋼板の温度が前記亜鉛の
融点よりも低い状態で溶融亜鉛スプレーめっきを施し、
ついで溶融亜鉛が凝固した後、帯状鋼板の温度Ｔを亜鉛
の融点以上にし、且つ、加熱時間ｔ≧５秒として、下記
式に示す帯状鋼板の温度Ｔと加熱時間ｔの条件範囲に
て、帯状鋼板を再加熱する。 ６００−０．５×ｔ≧Ｔ（℃）≧４５０−０．５×ｔ

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯状鋼板の溶融亜鉛ス
プレーめっき方法、特に高品質の帯状鋼板を得ることが
できるめっき方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛の如き溶融金属をスプレーによ
り微粒化し、これを連続的に送られてくる帯状鋼板の表
面に付着させてめっきするスプレーめっき方法は、従来
から、特開昭５３−９９０４７号公報、特開平１−２０
１４５６号公報で知られている。いずれも溶融亜鉛中の
Ａｌ濃度の重要性について全く言及しておらず、最適な
Ａｌ濃度は指定されていない。従って、溶融亜鉛中の含
有Ａｌ濃度は、現状の溶融亜鉛めっき法で通常設定され
ている０．ｌ〜０．２ｗｔ％の高濃度でも問題ないとさ
れている。また、いずれもめっき時の帯状鋼板の温度が
４５０℃以上であることの必要性が述べられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶融亜
鉛中のＡｌ濃度が高濃度であると、溶融亜鉛の流動性が
著しく悪化し、均一なめっきが困難となる。この時、め
っき時の帯状鋼板の温度が高いと、溶融亜鉛と帯状鋼板
が徒に反応合金化し、所々で溶融亜鉛と帯状鋼板の濡れ
性が変化する。溶融亜鉛の流動性が悪い上に帯状鋼板上
の濡れ性が変化するため、前述の溶融亜鉛スプレーめっ
き方法では、帯状鋼板上で不規則な溶融亜鉛の流動が起
こり、均一なめっき外観を得ることが困難となる。例え
ば、溶融亜鉛と帯状鋼板の濡れ性が悪化した部分では、
溶融亜鉛が十分拡がらず、滴状に凝集したまま斑点模様
となって残ってしまう。従って、従来の溶融亜鉛スプレ
ーめっき方法では、スプレーめっき後、引き続いて合金
化熱処理を行なっても、斑点模様がそのまま残留し、め
っき面全体が均一な外観を有する合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を得ることは極めて困難である。

【０００４】このように、従来の溶融亜鉛スプレーめっ
き方法では、Ａｌ濃度が高く、また、めっき時の帯状鋼
板の温度が高いため、良好な外観を有する合金化溶融亜
鉛めっき鋼板を製造することはできない。本発明は、溶
融亜鉛スプレーめっき方法により、良好な外観を有する
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、前処理されて連続的に
送給されてくる帯状鋼板の表面に非酸化性雰囲気中で溶
融亜鉛の微粒子を吹き付けることによりスプレーめっき
するに際し、吹き付ける溶融亜鉛として、主成分がＺｎ
で、Ａｌ濃度が０．０８ｗｔ％以下、残部が不可避的不
純物からなる溶融亜鉛を用い、めっきする時の帯状鋼板
の温度が前記亜鉛の融点よりも低い状態で溶融亜鉛スプ
レーめっきを施し、ついで溶融亜鉛が凝固した後、帯状
鋼板の温度Ｔを亜鉛の融点以上、且つ、加熱時間ｔ≧５
秒として、下記式に示す帯状鋼板の温度Ｔと加熱時間ｔ
の条件範囲にて、帯状鋼板を再加熱することを特徴とす
るスプレーめっきによる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製
造方法にある。

【０００６】 ６００−０．５×ｔ≧Ｔ（℃）≧４５０−０．５×ｔ

【０００７】

【作用】本発明者らは、まず、めっき時の帯状鋼板の温
度を亜鉛の融点以下にすれば、スプレーめっきされた溶
融亜鉛は帯状鋼板上で凝固して、帯状鋼板上での流動化
や帯状鋼板との合金化反応が抑制されるため、めっき外
観にむらのない、帯状鋼板面全体に均一外観を有するめ
っき帯状鋼板を得ることができることを確認した。めっ
き時の帯状鋼板の温度は亜鉛の融点より低くすれば良い
が、２０℃程度低くすることが望ましい。しかしなが
ら、このままでは、めっき層に空孔が存在し、表面も凹
凸状となって、合金化反応もほとんど起こっていない。
そこで、本発明者らは、更に、このめっき帯状鋼板に適
切な再加熱処理を施すことで、凝固亜鉛が均一に再融解
及び合金化し、空孔のない平滑な表面を有する合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を得ることができることを確認した。
即ち、適切な再加熱時の帯状鋼板温度及び再加熱時間に
設定して再加熱処理すると、良好な合金化めっき外観及
びめっき密着性の両性質を兼備えた合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板を製造することができるのである。本発明者ら
は、再加熱条件について鋭意検討を進め、より優れた合
金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られる条件として、以下に
述ベる製造条件の範囲とすることを突き止めた。

【０００８】まず、再加熱時の帯状鋼板の温度は亜鉛の
融点以上にする。この温度以下でも亜鉛はなんとか合金
化するが、適正な合金化溶融亜鉛めっき鋼板にするため
には、再加熱時間が長時間必要で、このままでは在炉時
間が極端に長くなることになり、製造プロセスを考える
上で実際的ではない。また、再加熱時間は少なくとも５
秒以上であることが必要である。これ以上短い時間にし
て、帯状鋼板の温度を高くとっても、融解むらが所々に
生じて、めっき外観を著しく損なってしまう。本発明者
らは、以上の条件に加えて、再加熱条件は、次式で示さ
れる帯状鋼板の温度と加熱時間の関係範囲に収めること
を見い出した。

【０００９】６００−０．５×ｔ≧Ｔ（℃）≧４５０−
０．５×ｔ（但し、帯状鋼板の温度Ｔ≧亜鉛の融点、加
熱時間ｔ≧５秒） 上式左辺の温度以上では、過合金となり、めっき密着性
が著しく損なわれる。一方、上式右辺の温度以下では、
凝固亜鉛の再融解が不十分となり、未融解亜鉛が残留し
て、適正な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができ
ない。従って、再加熱条件は上式で示される帯状鋼板の
温度と加熱時間の関係範囲である。なお、亜鉛の片面当
たりの目付量は、ｌ３０ｇ／ｍ² 以下に抑えることが望
ましい。それ以上では、めっきの密着性が極端に劣化し
てめっきが粉状に剥離するパウダリング現象が顕著に現
われる。

【００１０】図２に、本発明による最適再加熱条件範囲
をハッチングで表した。但し、溶融亜鉛中のＡｌは、
０．０ｌｗｔ％とした。図２中の○プロットは本方法で
製造した良好な外観を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板
のサンプル値である。図２の比較条件１の×プロット
は、過合金によりめっき密着性が不良のサンプルを示し
ており、比較条件２の×プロットは、再融解または合金
化不足のサンプルを示しており、いずれも合金化溶融亜
鉛めっき鋼板としては不合格である。

【００１１】さらに、発明者らは、再加熱条件に対する
溶融亜鉛中のＡｌの影響を調査した。表２に、本発明の
場合と溶融亜鉛中のＡｌ濃度を高くした場合（比較方
法）で、再加熱条件の影響を比較した結果を示す。溶融
亜鉛中のＡｌ濃度が高いと、融解不良により、めっき外
観を著しく損なう範囲が存在する。溶融亜鉛中のＡｌ濃
度を抑えることで、より広い再加熱条件で良好な外観を
有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られることが分か
る。

【００１２】図３に溶融亜鉛中のＡｌ濃度がめっき外観
に与える影響を調査した結果を示す。めっき外観は、溶
融亜鉛のＡｌ濃度が０．０８ｗｔ％以下であれば問題な
いが、Ａｌ濃度が低くなる程良好になっていることが分
かる。溶融亜鉛中のＡｌ濃度はできるだけ低く抑え、
０．０ｌｗｔ％以下にすることが望ましい。溶融亜鉛中
のＡｌ濃度は、０ｗｔ％にすることが最も望ましい。

【００１３】このように本発明によれば、溶融亜鉛スプ
レーめっき方法により、良好な外観を有する合金化溶融
亜鉛めっき鋼板を得ることができる。

【００１４】

【実施例】図１に本発明を実施する製造プロセスの例を
示す。本実施例においては、表１左欄に示した製造条件
に従って、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。表１
中の製造条件による具体的な製造方法を下記に示す。

【００１５】帯状鋼板材料として、厚さ０．７５ｍｍ×
幅５００ｍｍ、低炭素Ａｌキルド鋼の冷延鋼板をめっき
原板に使用した。帯状鋼板１は、予め酸洗処理又は水素
還元加熱処理により十分な脱脂等の前処理を行い、表面
の清浄化を図る。次に、非酸化性雰囲気下で誘導加熱装
置５により、亜鉛の融点以下の適当な帯状鋼板の温度ま
で加熱し、そのまま、めっき室３に送られる。スプレー
めっき時の帯状鋼板の温度を亜鉛の融点以下に抑えるた
めに、めっき室３に送られる前の適当な位置に放射温度
計７を設置して、帯状鋼板の温度を測定し、出力制御装
置８により、誘導加熱装置５の出力を調整して、帯状鋼
板の温度を制御する。帯状鋼板１はデフレクターロール
２を介して、めっき室３に送られる。めっき室３におい
て、溶融亜鉛の吹き付けノズル４で、帯状鋼板の両面に
溶融亜鉛を吹き付けて、スプレーめっきする。めっきの
目付量は、ノズルへの溶融亜鉛の供給圧力や帯状鋼板の
ライン速度で調整される。溶融亜鉛温度は４６０℃であ
る。スプレーめっきされた帯状鋼板を引き続いて、非酸
化雰囲気に調整された再加熱炉６に導入する。この再加
熱炉６で帯状鋼板の温度を約１５秒で再加熱時の帯状鋼
板温度まで昇温し、この温度を保持したまま、所定の時
間、加熱処理する。再加熱方法はラジアントチューブバ
ーナーによる輻射加熱である。再加熱条件は、再加熱炉
６内に設置した放射温度計により温度計測し、バーナー
の出力調整と帯状鋼板のライン速度により、調整され
る。その後、ジェットクーラーで常温まで冷却する。

【００１６】図１の製造プロセスに従って、本発明の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造法によって製造された製
品と従来の溶融亜鉛スプレーめっき方法で製造された比
較材のめっき品質を調査した結果を表１右欄に示す。

【００１７】

【表１】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、溶融亜鉛スプレーめっ
き方法によって、良好な外観を有する合金化溶融亜鉛め
っき鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法を実施するプロセスの一例
を示す図である。

【図２】 本発明の最適加熱条件範囲を示す図である。

【図３】 溶融亜鉛中のＡｌ濃度のめっき外観に与える
影響を示す図である。

【符号の説明】

１ 帯状鋼板 ２ デフレクターロー
ル ３ めっき室 ４ 吹き付けノズル ５ 誘導加熱装置 ６ 再加熱炉 ７ 放射温度計、 ８ 出力制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前処理されて連続的に送給されてくる帯
   状鋼板の表面に非酸化性雰囲気中で溶融亜鉛の微粒子を
   吹き付けることによりスプレーめっきするに際し、吹き
   付ける溶融亜鉛として、主成分がＺｎで、Ａｌ濃度が
   ０．０８ｗｔ％以下、残部が不可避的不純物からなる溶
   融亜鉛を用い、めっきする時の帯状鋼板の温度が前記亜
   鉛の融点よりも低い状態で溶融亜鉛スプレーめっきを施
   し、ついで溶融亜鉛が凝固した後、帯状鋼板の温度Ｔを
   亜鉛の融点以上、且つ、加熱時間ｔ≧５秒として、下記
   式に示す帯状鋼板の温度Ｔと加熱時間ｔの条件範囲に
   て、帯状鋼板を再加熱することを特徴とするスプレーめ
   っきによる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 ６００−０．５×ｔ≧Ｔ（℃）≧４５０−０．５×ｔ