JPH0913156A - ブリスターのない溶融Znめっき熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

ブリスターのない溶融Znめっき熱延鋼板の製造方法

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JPH0913156A
JPH0913156A JP18333995A JP18333995A JPH0913156A JP H0913156 A JPH0913156 A JP H0913156A JP 18333995 A JP18333995 A JP 18333995A JP 18333995 A JP18333995 A JP 18333995A JP H0913156 A JPH0913156 A JP H0913156A
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厚志 小松
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敦司 安藤
Toshiharu Kikko
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブリスターのない溶融Znめっき熱延鋼板を
安定して得る。 【構成】 水素−窒素雰囲気の還元帯から冷却帯を経て
溶融めっき浴に熱延鋼帯を導入する際、冷却帯の一部又
は全部を不活性ガス帯とし、還元帯の水素濃度をH(体
積%),還元帯の鋼帯温度をT(℃),不活性ガス帯に
おける鋼帯の滞在時間をt(秒)とするとき、式(1)
〜(3)を満足する条件下に還元帯及び不活性ガス帯を
維持する。不活性ガス帯では、幅方向及び進行方向に均
一な流量分布で不活性ガスを吹き付けることができるノ
ズルを使用して、鋼帯表面に不活性ガスを吹き付け冷却
することが好ましい。 H2 ≦(400−T/3)×t・・・・(1)450≦
T≦700・・・・(2)5≦H≦100・・・・
(3) 【効果】 塗装時の加熱乾燥によっても水素に起因する
ブリスターの発生がなく、良好な塗装面をもつ塗装鋼板
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続溶融めっきにより
ブリスターのない溶融Znめっき熱延鋼板を製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶融Znめっき熱延鋼板は、めっき原板
としての熱延鋼板を酸洗・脱スケールした後、シーラス
法,ゼンジマー法等に従って水素含有雰囲気で還元加熱
し、溶融Zn浴中に浸漬することによって製造してい
る。しかし、熱延鋼板をめっき原板とすることから、溶
融めっき後数分から数日経過したとき、ブリスターと称
されるフクレがめっき層に発生する。ブリスターは、還
元加熱時に鋼中に固溶した水素がめっき後に溶融めっき
層と鋼下地との界面に拡散し、その界面で水素分子とな
ってめっき層をガス圧により押し上げる現象である。ブ
リスターは、めっき鋼板の表面外観を損なうだけでな
く、耐食性の劣化や塗装溶融Znめっき鋼板にした場合
に塗膜を損傷し、著しい品質低下を招く。この点、ブリ
スターの発生がない冷延鋼板の溶融めっきと異なり、め
っき原板として使用される熱延鋼板特有の工程が必要と
なる。
【0003】ブリスターを抑制するため、従来から種々
の方法が提案されている。たとえば、特開昭54−13
0443号公報では、鋼帯を還元加熱した後、8〜20
体積%の水素を含む水素ー窒素雰囲気中で鋼帯温度45
0〜550℃に保持している。この方法では、鋼帯に吸
蔵されている水素は、めっきに悪影響を与えない程度ま
で雰囲気中に拡散する。また、特開昭56−16325
0号公報では、N及びBの複合添加によりブリスターの
発生を抑制している。B及びNの複合添加がブリスター
抑制に作用する機構は、複合添加によって鋼中に生成し
たBNが水素をトラップし、室温では拡散しにくい状態
に水素を変質させることによるものと考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
54−130443号公報の方法では、鋼帯は、めっき
浴に浸漬される直前まで8〜20体積%の水素含有雰囲
気に曝される。そのため、少なくとも8〜20体積%の
水素含有雰囲気とその温度で平衡する濃度の水素が下地
鋼中に残留することが避けられない。その結果、この方
法では、ブリスターの発生を減少させることができて
も、ブリスターを完全に防止することができない。他
方、B,Nの複合添加によりブリスターを抑制する特開
昭56−163250号公報の方法では、BNにトラッ
プされた水素は熱的に不安定な状態となって鋼中に存在
する。そのため、めっきされた鋼板が室温以上の温度に
加熱されると、水素がBNから離脱し、ブリスターが発
生し易くなる欠点をもつ。しかも、B及びNを添加した
鋼は、熱延時に鋼板表面に疵が入り易いため、疵取り等
の手入れが必要になり、結果としてコスト高になる。本
発明は、このような問題を解消すべく案出されたもので
あり、還元帯域から溶融めっき浴までの間の一部に雰囲
気条件を調整した不活性ガス帯を設けることにより、加
熱されてもブリスターの発生がない溶融Znめっき熱延
鋼板を安定的に製造することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の溶融Znめっき
熱延鋼板製造方法は、その目的を達成するため、水素−
窒素雰囲気の還元帯から冷却帯を経て溶融めっき浴に熱
延鋼帯を導入する際、冷却帯の一部又は全部を不活性ガ
ス帯とし、還元帯の水素濃度をH(体積%),還元帯の
鋼帯温度をT(℃),不活性ガス帯における鋼帯の滞在
時間をt(秒)とするとき、式(1)〜(3)を満足す
る条件下に還元帯及び不活性ガス帯を維持することを特
徴とする。 H2 ≦(400−T/3)×t ・・・・(1) 450≦T≦700 ・・・・(2) 5≦H≦100 ・・・・(3) 不活性ガス帯では、幅方向及び進行方向に均一な流量分
布で不活性ガスを吹き付けることができるノズルを使用
して、鋼帯表面に不活性ガスを吹き付け冷却することが
好ましい。不活性ガスとしては、窒素,ヘリウム,アル
ゴン等が掲げられる。コスト面を考慮すると、窒素吸蔵
による弊害のない鋼種に対しては、窒素を不活性ガスと
して使用することが好ましい。
【0006】
【作用】還元加熱により活性化した鋼帯を溶融めっき浴
に導入する溶融めっきラインでは、溶融めっき浴の上流
側に還元加熱炉が配置される。鋼帯は、水素−窒素雰囲
気に炉内が維持された還元加熱炉で加熱されることによ
り、鋼帯表面にある酸化皮膜が分解される。この溶融め
っきラインにおいて、本発明者等は、鋼帯を水素−窒素
雰囲気中で還元加熱した後、不活性ガス雰囲気中で保持
・冷却し、そのまま溶融めっき浴に導入するとき、ブリ
スターの発生が抑制されることを知見した。このブリス
ターの抑制は、還元加熱時に鋼中に侵入した水素が不活
性ガスを使用した冷却時に鋼外に放出される現象によ
る。本発明者等の多岐にわたる調査・研究の結果、鋼中
への水素の侵入や鋼外への水素の放出は、還元時の水素
濃度,還元時の鋼帯温度,不活性ガス雰囲気中での冷却
時間(換言すれば、不活性ガス帯における鋼材の滞在時
間)に大きく左右されることが判った。
【0007】このような知見に基づき、本発明は、ブリ
スターの発生を抑制した高品質の溶融Znめっき熱延鋼
板を得るため、還元帯の水素濃度,鋼帯温度及び不活性
ガス帯における鋼帯滞在時間等を適正化したものであ
る。なお、本発明における不活性ガス帯は、還元加熱炉
の出側と溶融めっき浴の入側との間にある冷却帯の一部
又は全部に設けられる。この不活性ガス帯は、還元帯か
ら混入した水素により弱還元性を呈することもあるが、
水素濃度を5体積%以下に規制しておくとき、水素に起
因したブリスターの発生が抑制される。本発明者等は、
種々の実験結果として、ブリスターの発生を防止できる
還元帯の水素濃度H(体積%),鋼帯温度T(℃)及び
不活性ガス帯における鋼帯滞在時間t(秒)等のパラメ
ータの適正条件を検討し、式(1)〜(3)の条件を満
足することがブリスターの発生防止に有効であることを
解明した。
【0008】式(1)は、ブリスター発生有無の境界条
件を実験結果から求め、近似的に数式化したものであ
る。式(2)は、還元帯の鋼帯温度T(℃)を450〜
700℃に特定する条件である。鋼帯温度Tが450℃
未満では、めっき浴と鋼帯との濡れ性が悪く、不めっき
が発生し易くなる。逆に700℃を超える還元加熱は、
熱延鋼板では不必要であり、徒に熱エネルギーを消費す
る。式(3)は、十分な還元反応を得るために、還元帯
の水素濃度Hを5体積%以上に規定する条件である。5
体積%を下回る水素濃度Hでは、雰囲気の還元能が不足
し、還元不良に起因した不めっきが発生し易くなる。
【0009】不活性ガス帯における鋼帯の滞在時間t
は、冷却帯の長さ及び通板速度によって定まる。シーラ
スタイプ,ゼンジマタイプ,NOFタイプ,USスチー
ルタイプ等の何れの方式に従った溶融めっきラインにお
いても、冷却帯で60秒以上の滞在時間tを得るために
は通板速度を遅くすることが必要とされ、経済的に不利
となることは明らかである。以上の式(1)〜(3)を
満足する条件下で還元帯及び不活性ガス帯を操業すると
き、ブリスターのない溶融Znめっき熱延鋼板が安定的
に製造される。図1は、たとえば還元帯における鋼帯温
度T(℃)が600℃の場合について、還元帯の水素濃
度H及び不活性ガス帯での滞在時間tの適正範囲を図示
したものである。式(1)で規定される曲線a及び式
(3)で規定される直線b,cで囲まれた領域Sがこの
場合の適正条件となる。
【0010】また、ブリスターの原因となる吸蔵水素又
は吸着水素の影響を無くすため、不活性ガスを鋼板表面
に吹き付けることも有効な手段である。不活性ガスの吹
付けには、鋼帯の幅方向及び進行方向に関して均一な流
量で不活性ガスを吹付けることが可能なノズルが使用さ
れる。このようなノズルとしては、具体的には板幅及び
板の進行方向に複数の円形ノズルを配列したノズル集合
体や、板幅方向に広がったスリットノズルを進行方向に
複数配列したスリットノズルの集合体等が使用される。
鋼板表面に直接吹き付けられた不活性ガスは、鋼板表面
の吸着水素を減少させ、鋼中水素の鋼外への放散を促進
させる。また、冷却ガスの吹付けによって鋼帯が冷却さ
れることも、水素の放散を促進させる原因となる。この
ようにして、本発明によるとき、ブリスターの発生がな
い溶融Znめっき熱延鋼板が連続的に安定して製造され
る。また、鋼中から水素を積極的に除去しているので、
特開昭56−163250号公報の方法と異なり、溶融
Znめっき熱延鋼板を室温以上の温度雰囲気で使用して
もブリスターが生成する虞れがない。具体的には、約2
00℃で塗膜を焼き付け加熱した場合でも、ブリスター
の発生が全くない溶融Znめっき熱延鋼板が得られる。
【0011】
【実施例】
実施例1:表1に示す組成をもつ鋼種A及びBの熱延鋼
板を、シーラスタイプの溶融Znめっきラインで溶融め
っきした。還元帯における鋼帯温度は、板厚3.0mm
の鋼種Aでは540℃,板厚1.5mmの鋼種Bでは6
90℃の一定値に設定した。不活性ガス帯には、温度5
0℃の窒素ガスを流量2Nm3 /分で鋼帯表面に流入さ
せた。不活性ガスの流入により480℃まで降温した鋼
帯を、温度460℃に保持された溶融Znめっき浴に導
入した。なお、通板速度は、0.6m/秒に設定した。
溶融めっき後、めっき鋼帯の一部をサンプリングし、大
気中250℃で3時間加熱し、更に室温で4週間放置し
た後、目視観察でブリスターの有無を判定した。鋼種A
の判定結果を図2に、鋼種Bの判定結果を図3にそれぞ
れ示す。なお、図及び3においては、ブリスターが観察
されなかったサンプルを○,ブリスターが発生したサン
プルを×,ブリスターの有無に拘らず不めっきが発生し
たサンプルを△として表示した。図2及び図3から明ら
かなように、鋼種A及びBの何れでも、還元帯の水素濃
度H及び不活性ガス帯における滞在時間tが適正領域S
2 又はS3 にあるとき、ブリスターが全く発生せず、且
つ不めっきのない良好な溶融Znめっき熱延鋼板が得ら
れることが確認された。
【0012】実施例2:表1に示す組成をもつ鋼種A及
びCの熱延鋼板を、NOFタイプの溶融Znめっきライ
ンで溶融めっきした。還元帯における鋼帯温度は、板厚
3.0mmの鋼種Aでは600℃,板厚6.0mmの鋼
種Cでは480℃の一定値に設定した。不活性ガス帯で
は、温度70℃の窒素ガスを流量5Nm3 /分で鋼帯表
面に吹き付けた。不活性ガスの吹付けにより450℃ま
で降温した鋼帯を、温度450℃に保持された溶融Zn
めっき浴に導入した。なお、通板速度は、0.4m/秒
に設定した。
【0013】
【表1】
【0014】溶融めっき鋼帯の一部をサンプリングし、
実施例1と同様な条件下でブリスターの有無を判定し
た。鋼種Aの判定結果を図4に、鋼種Cの判定結果を図
5にそれぞれ示す。図4及び図5から明らかなように、
鋼種A及びCの何れでも、還元帯の水素濃度H及び不活
性ガス帯における滞在時間tが適正領域S4 又はS5
あるとき、ブリスターが全く発生せず、且つ不めっきの
ない良好な溶融Znめっき熱延鋼板が得られることが確
認された。
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、還元帯の水素濃度,還元帯での鋼帯温度及び不活性
ガス帯における鋼帯の滞在時間を制御することにより、
鋼中の水素を雰囲気に放散させ、水素吸着のない鋼帯を
溶融めっき浴に送り込んでいる。溶融めっきされた鋼帯
は、めっき層と下地鋼との界面に水素が濃縮されてガス
化することがないので、塗装工程等で高温に加熱された
ときにあっても水素に起因したブリスターの発生が抑制
される。このようにして本発明によるとき、ブリスター
がない良好な溶融Znめっき熱延鋼板が製造される。特
に塗装用鋼板として使用されるものにあっては、塗膜の
焼付け乾燥時にブリスターが抑制されるため、塗膜密着
性及び塗膜下耐食性に優れ、外観の良好な塗装鋼板が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 還元帯の鋼帯温度が600℃の場合の還元帯
の水素濃度及び不活性ガス帯における鋼材滞在時間がブ
リスターの発生に与える影響を示したグラフ
【図2】 還元帯の鋼帯温度が540℃の場合の還元帯
の水素濃度及び不活性ガス帯における鋼材滞在時間がブ
リスターの発生に与える影響を示したグラフ
【図3】 還元帯の鋼帯温度が690℃の場合の還元帯
の水素濃度及び不活性ガス帯における鋼材滞在時間がブ
リスターの発生に与える影響を示したグラフ
【図4】 還元帯の鋼帯温度が600℃の場合の還元帯
の水素濃度及び不活性ガス帯における鋼材滞在時間がブ
リスターの発生に与える影響を示したグラフ
【図5】 還元帯の鋼帯温度が480℃の場合の還元帯
の水素濃度及び不活性ガス帯における鋼材滞在時間がブ
リスターの発生に与える影響を示したグラフ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【実施例】 実施例1:表1に示す組成をもつ鋼種A及びBの熱延鋼
板を、シーラスタイプの溶融Znめっきラインで溶融め
っきした。還元帯における鋼帯温度は、板厚3.0mm
の鋼種Aでは540℃,板厚1.5mmの鋼種Bでは6
90℃の一定値に設定した。不活性ガス帯には、温度5
0℃の窒素ガスを流量2Nm/分で鋼帯表面に流入さ
せた。不活性ガスの流入により480℃まで降温した鋼
帯を、温度460℃に保持された溶融Znめっき浴に導
入した。なお、通板速度は、0.6m/秒に設定した。
溶融めっき後、めっき鋼帯の一部をサンプリングし、大
気中250℃で3時間加熱し、更に室温で4週間放置し
た後、目視観察でブリスターの有無を判定した。鋼種A
の判定結果を図2に、鋼種Bの判定結果を図3にそれぞ
れ示す。なお、図2及び図3においては、ブリスターが
観察されなかったサンプルを○,ブリスターが発生した
サンプルを×,ブリスターの有無に拘らず不めっきが発
生したサンプルを△として表示した。図2及び図3から
明らかなように、鋼種A及びBの何れでも、還元帯の水
素濃度H及び不活性ガス帯における滞在時間tが適正領
域S又はSにあるとき、ブリスターが全く発生せ
ず、且つ不めっきのない良好な溶融Znめっき熱延鋼板
が得られることが確認された。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素−窒素雰囲気の還元帯から冷却帯を
    経て溶融めっき浴に熱延鋼帯を導入する際、冷却帯の一
    部又は全部を不活性ガス帯とし、還元帯の水素濃度をH
    (体積%),還元帯の鋼帯温度をT(℃),不活性ガス
    帯における鋼帯の滞在時間をt(秒)とするとき、式
    (1)〜(3)を満足する条件下に還元帯及び不活性ガ
    ス帯を維持することを特徴とするブリスターのない溶融
    Znめっき熱延鋼板の製造方法。 H2 ≦(400−T/3)×t ・・・・(1) 450≦T≦700 ・・・・(2) 5≦H≦100 ・・・・(3)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の不活性ガス帯において、
    ノズルを介して幅方向及び進行方向に均一な流量分布で
    不活性ガスを鋼帯表面に吹き付ける溶融Znめっき熱延
    鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015029404A1 (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 Jfeスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法

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JPWO2015029404A1 (ja) * 2013-08-26 2017-03-02 Jfeスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法
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