JPH09209105A

JPH09209105A - 生産品種切り替えが容易な連続溶融亜鉛めっき設備及び方法

Info

Publication number: JPH09209105A
Application number: JP1851896A
Authority: JP
Inventors: Takashi Baba; 尚馬場; Yasuhide Morimoto; 康秀森本; Masato Kageyama; 正人影山; Masanori Hoshino; 正則星野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、溶融亜鉛めっきラインで、溶融亜
鉛めっき鋼板と合金化溶融亜鉛めっき鋼板を造り分ける
際の切り替え時間を大幅に短縮することを目的とする。【解決手段】製造品種を合金化溶融亜鉛めっきから溶
融亜鉛めっきに切り替える際に、溶融亜鉛めっきライン
の前処理炉内を走行する鋼帯の表面に、金属アルミニウ
ムを所定量付着させる。これによって、溶融亜鉛めっき
浴の条件変更が不要となり、生産品種の切り替えが容易
に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車，家電，建
材等に使用される防錆用亜鉛めっき鋼板を製造する際の
連続溶融亜鉛めっき設備及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法として
は、現在はゼンジマー方式が主流である。この方法で
は、鋼板の表面を必要に応じて酸化炉または無酸化炉で
酸化させ、次に高温下での水素気流によって還元・活性
化処理した後、鋼板を溶融した亜鉛浴中に浸漬し、数１
０〜百数１０ｍ／毎分の速度で通過させ、鋼板を溶融亜
鉛浴より引き上げたのちにガス流等によりめっき付着量
を調整することにより溶融亜鉛めっき鋼板が製造され
る。この際、鉄−亜鉛の合金層が厚く生成してめっき層
の密着性を劣化させる事がないように、溶融亜鉛浴中
に、０．１５〜０．２重量％のアルミニウムを添加する
のが通常である。添加されたアルミニウムは亜鉛浴中で
亜鉛よりも優先的に鋼板と反応し、鉄−アルミニウムま
たは鉄−亜鉛−アルミニウムの合金層（以下鉄−アルミ
ニウム合金層と略す）を生成する事により、鉄−亜鉛の
合金化反応を抑制し、これによって密着性の良好な溶融
亜鉛めっき鋼板を製造することができる。

【０００３】また、自動車用防錆鋼板等に用いられる合
金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっきされた鋼板
を合金化炉で加熱することにより亜鉛を鋼板と反応さ
せ、鉄−亜鉛合金で鋼板を被覆したものである。この場
合には、合金化反応が進みやすいように、溶融亜鉛浴中
のアルミニウム濃度は通常０．１０重量％程度に設定さ
れる。このように、溶融亜鉛めっき鋼板と合金化溶融亜
鉛めっき鋼板を製造する際には、溶融亜鉛浴中のアルミ
ニウム濃度をそれぞれ０．２％と０．１％に変更する必
要がある。アルミニウム濃度を高くする場合には、純ア
ルミニウムまたは高濃度のアルミニウムを含む亜鉛塊を
浴中に投入し溶解することにより、比較的容易に目的を
達成することができる。

【０００４】しかし、アルミニウム濃度を低下させるた
めには溶融亜鉛浴を所定量汲みだし、純亜鉛を添加する
必要がある。溶融亜鉛浴の温度が通常４５０℃程度であ
り、また溶融亜鉛ポットの容量が１００トン以上にもな
ることを考えると、この作業は大変な労力、費用、時間
を伴うものであることはいうまでもない。このため、こ
の２種類の溶融亜鉛めっき鋼板を１つの溶融亜鉛めっき
ライン（以下ライン）で造り分ける場合には、溶融亜鉛
のポットを２つ準備し、いったんラインを停止させたう
えでポットを移動させて交換するか、あるいはパスライ
ンを変更して別のポットに鋼板を浸漬する方法がとられ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な方法により製造品種を切り替えた場合でも、品種の切
り替えにはまだ数時間が必要とされる。また２つのポッ
トを亜鉛を溶解した状態で準備しておくことは無駄が大
きいことはいうまでもない。本発明は、従来のようにラ
イン停止を行うことなく、溶融亜鉛めっき鋼板と合金化
溶融亜鉛めっき鋼板を短時間で切り替えて造り分ける設
備及びその方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）前処理
炉、溶融亜鉛めっき浴、合金化炉からなる連続溶融亜鉛
めっき設備において、合金化溶融亜鉛めっき鋼板から溶
融亜鉛めっき鋼板に製造を切り替えるために、前処理炉
内に鋼板の両面にドライプロセスによってアルミニウム
を付着させる手段を設けた事を特徴とする生産品種切り
替え容易な連続溶融亜鉛めっき設備、（２）溶融亜鉛め
っき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造可能とす
る連続溶融亜鉛めっき方法において、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板から溶融亜鉛めっき鋼板へ切り替え生産する方
法として、鋼板の表面活性化処理を行った後に、鋼板に
ドライプロセスによりアルミニウムを付着させ、ついで
溶融亜鉛めっきすることを特徴とする生産品種切り替え
容易な連続溶融亜鉛めっき方法である。なお、本発明に
おける前処理炉とは、鋼帯を加熱−保定−冷却したあと
溶融めっきするためのスナウト部までを含めて呼ぶもの
とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】現在は、溶融亜鉛浴中に添加した
アルミニウム濃度を調整することにより、鋼板と溶融亜
鉛浴の反応を制御していることは、前述の通りである。
本発明は、めっき浴中のアルミニウム濃度によらず、鋼
板をめっき浴に浸漬する前の段階で、鉄−アルミニウム
合金層を生成させる事により、熱漬時、あるいはその後
の合金化過程での鉄−亜鉛の合金化反応を抑制するもの
である。ここで、鋼板に付着させるアルミニウムの量を
制御することにより、合金化反応を抑制する鉄−アルミ
ニウム合金層の生成量を自由に変化させることができ
る。

【０００８】本発明では合金化溶融亜鉛めっき鋼板と溶
融亜鉛めっき鋼板を造り分ける場合、めっき前の鋼板に
必要量のアルミニウムを付着させて、鉄−アルミニウム
合金をあらかじめ生成することにより、その後に０．１
％アルミニウム−亜鉛浴を用いての溶融亜鉛めっき鋼板
の製造が可能となる。本方法により合金化亜鉛めっき鋼
板と溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合の、亜鉛浴中ア
ルミニウム濃度は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
る場合の低濃度、通常０．１％前後に設定しておく。

【０００９】そして、合金化溶融亜鉛めっき鋼板から溶
融亜鉛めっき鋼板に製造品種を切り替える際には、鋼帯
の前処理炉内に設置したアルミニウム付着装置を用い
て、鋼帯の表裏にアルミニウムを付着させる。付着量と
しては、鋼帯の鋼種類、通板速度、めっき浴への浸漬
長、めっき浴の実際のアルミニウム濃度等の条件によっ
て異なるが、最小で０．２ｇ／ｍ² 以上が必要であり、
最大では２ｇ／ｍ² あれば十分である。この付着量を制
御することにより、鋼帯と溶融亜鉛の反応を制御するこ
とができる。

【００１０】鋼帯にアルミニウム被覆を行う方法には、
非水溶媒めっき、ＣＶＤ等種々の方法があり、原理的に
は方法は問わない。しかし、高温の加熱炉内で行うとい
う点から、蒸着、ＣＶＤといった、ドライプロセスに限
定される。一般に、大量生産を指向する鉄鋼業において
は、これらのドライプロセスは成膜速度が小さいことが
問題になることが多い。しかし、本方法で必要なアルミ
ニウムの付着量は、上述のように微量であるため、蒸着
法のように成膜速度が小さい方法でも十分に適用可能で
ある。本方法で合金化反応を制御することにより、従来
数時間以上を要していた、浴中のアルミニウム濃度制御
が不要になり、設備の稼働率向上が可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の連続溶融亜鉛めっき設備の一
実施例につき、図１を参照しながら説明する。図１は、
連続溶融亜鉛めっき設備の一部を示した図であり、前処
理炉２の、焼鈍終了後のガスジェット冷却部３の後部
に、鋼板へのアルミニウムの蒸着装置を設置し、その後
に溶融亜鉛めっき浴１１、続いて合金化炉１２を設置し
ている。めっき浴中のアルミニウム濃度は、０．１重量
％に設定されている。アルミニウムの蒸着のためには、
アルミニウム蒸気発生室８から、アルミニウム蒸気がア
ルミニウム蒸着室４へ送られ、アルミニウム蒸気供給口
６から鋼帯１へ付着するようになっている。ここで、ア
ルミニウム蒸着室４は、高い真空度（例えば、０．０１
Ｐａ）を必要とするため、多段式の減圧室５の中に設置
してある。

【００１２】ガスジェット冷却部３で冷却された鋼帯１
は、所定温度で蒸着室４に入り、アルミニウム蒸気供給
口６よりアルミニウムを付着させられる。アルミニウム
付着量は、減圧室５出側に設置されたアルミニウム付着
量計７によりモニターされ、あらかじめ設定されたアル
ミニウム付着量にフィードバック制御される。付着した
アルミニウムは、鋼帯の温度が高いため、溶融亜鉛めっ
き浴１１に浸漬されるまでの短時間で鉄−アルミニウム
合金となり、溶融亜鉛めっき浴中のアルミニウム濃度が
０．１重量％と小さい場合においても、鉄−亜鉛の合金
化反応を抑制することができる。従って、前述のめっき
前アルミニウム蒸着法によって、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板と溶融亜鉛めっき鋼板の生産品種切り替えが容易に
できる。

【００１３】本技術を適用する場合の注意事項として
は、蒸着室４にアルミニウムが付着しないようにする等
の金属の蒸着についての一般的な事項に加え、蒸着後の
炉内雰囲気が重要である。雰囲気の酸素ボテンシャルが
高い場合、アルミニウムが酸化して鋼板表面にアルミナ
の皮膜を生成する。これを皆無とすることは事実上不可
能であるが、酸化皮膜が厚い場合には、溶融めっきの濡
れ性を低下させ、不めっきの原因となる。また、鋼板の
温度によっては、不活性ガスとして溶融亜鉛めっきライ
ンで一般に用いられる窒素と反応して窒化アルミニウム
を生成し、アルミナ同様にめっき性を疎外する可能性も
ある。従って、室内の酸素ポテンシャルを低くするよう
に、注意が必要である。次に、減圧室４を設置すること
により、前処理炉２内の圧力が低下しないようにするこ
とが重要である。炉内２、特にスナウト部１０の圧力が
低下した場合、スナウト部の溶融亜鉛浴面が上昇し、ま
た亜鉛の蒸気が多量に発生することとなる。

【００１４】表１は本発明により溶融亜鉛と鋼帯の反応
を制御し、低アルミニウム濃度浴で密着性良好な溶融亜
鉛めっき鋼板を製造した例である。条件としては、鋼帯
へのアルミニウムの付着量を表１に示すように変化さ
せ、０．１％アルミニウム−亜鉛浴を用い、通常のＡｌ
キルド鋼に溶融亜鉛めっきを行った。めっき密着性は、
ボールインパクト試験により調査した。なお、従来の方
法で製造を行った場合の従来例（Ｎｏ．７）を表１にあ
わせて示した。

【００１５】

【表１】

【００１６】評価結果を表１に示すように、本発明を適
用することで溶融亜鉛と鋼帯の反応を制御することが可
能であり、０．１％アルミニウム−亜鉛浴においても密
着性良好な溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができ
る。なお、本実施例においては、めっき前のアルミニウ
ム付着量が０．１ｇ／ｍ² では、従来例と同じ密着性が
得られなかった。このように、本発明によって良好なめ
っき密着性を得るには、鋼帯の種類、めっき条件等に応
じて適宜アルミニウムの付着量を調整する必要がある。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明により、溶融亜
鉛めっきラインで、溶融亜鉛めっき鋼板と合金化溶融亜
鉛めっき鋼板製造の切り替えに要する時間を大幅に短縮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、生産品種切り替えが容易な連続溶融
亜鉛めっき設備の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ストリップ２前処理炉３ガスジェット冷却部４蒸着室５減圧室６アルミニウム蒸気供給口７アルミニウム付着量計８アルミニウム蒸気発生室９真空ポンプ 1 0 スナウト部 1 1 溶融亜鉛めっき浴 1 2 合金化炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星野正則千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前処理炉、溶融亜鉛めっき浴、合金化炉
からなる連続溶融亜鉛めっき設備において、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板から溶融亜鉛めっき鋼板に製造を切り替
えるために、前処理炉内に鋼板の両面にドライプロセス
によってアルミニウムを付着させる手段を設けた事を特
徴とする生産品種切り替えが容易な連続溶融亜鉛めっき
設備。
【請求項２】溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を製造可能とする連続溶融亜鉛めっき方法に
おいて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板から溶融亜鉛めっき
鋼板へ切り替え生産する方法として、鋼板の表面活性化
処理を行った後に、鋼板にドライプロセスによりアルミ
ニウムを付着させ、ついで溶融亜鉛めっきすることを特
徴とする生産品種切り替えが容易な連続溶融亜鉛めっき
方法。