JPH09256131A

JPH09256131A - 連続溶融亜鉛めっき鋼帯のスパングル調整方法

Info

Publication number: JPH09256131A
Application number: JP6101896A
Authority: JP
Inventors: Naotoshi Aoyama; 直俊青山; Kazuo Akaoka; 和夫赤岡; Teruhisa Hishiki; 輝久菱木
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】スパングルの大きさを従来より容易、かつ任意
に調整でき均一な表面模様を得る連続溶融亜鉛めっき鋼
帯のスパングル調整方法を提供することを目的とする。【解決手段】溶融亜鉛めっき浴から引上げられた鋼帯の
溶融状態にある被覆めっき層中に、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、
Ｋ、Ｃｄ及びＳｂのいずれかの金属を単独又は複数組合
せて溶射し、該鋼帯表面に形成するスパングルの大きさ
を調整して溶融亜鉛めっき鋼帯を製造するに際し、上記
溶射した金属を溶解、拡散させた後の被覆めっき層に、
ランダムに配列された針を接触し、その接触点より該被
覆めっき層を優先的に冷却を始めさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融亜鉛めっき鋼
帯の製造方法に関し、詳しくは、連続溶融亜鉛めっきラ
インで亜鉛めっきされた鋼帯表面に現れる所謂スパング
ル模様の大きさを、容易に且つ任意に変化させるスパン
グル調整技術に係わる。

【０００２】

【従来の技術】薄鋼帯に溶融亜鉛めっきを施しためっき
被膜表層（以下、めっき表層）には、スパングルと呼ば
れる針状の亜鉛結晶模様が現れる。このスパングルの大
きさは、めっき亜鉛浴（以下、めっき浴）中の成分によ
って変化することが知られており、特にＰｂ、Ｓｎ、Ｂ
ｉ、Ｋ、Ｃｄ、Ｓｂ等の金属元素が該スパングルの大き
さに多大な影響を及ぼす。その影響程度を図４に示す
が、図４より前記元素の含有量の低下と共に、スパング
ルは小さくなることが明らかである。なお、該スパング
ルの大きさは、通常その平均直径で表わすのが一般的で
あり、亜鉛結晶が微細化し殆ど模様が目立たない場合を
ミニマム・スパングル、粒径の大きい場合をレギュラー
・スパングルという。

【０００３】ところで、このスパングルが大きいと、鋼
帯のめっき表層に均一なスパングル分布を形成させるこ
とが難しく、該鋼帯の外観が悪くなるという問題があ
る。そこで、該スパングルの大きさをできるだけ小さく
したり、あるいは適当な大きさに調整して、均一模様と
することが望ましい。従来、該スパングルの大きさを小
さくしためっき表層を得る方法の１つとして、めっき浴
中の前記各元素の含有量を低下させることが実施されて
いる。

【０００４】しかしながら、このめっき浴中の各元素、
例えばＰｂ含有量を変更する方法では、目的とするスパ
ングルの大きさに応じて、その都度Ｐｂ含有量を調整し
なければならないが、その調整が極めて難しいことであ
った。すなわち、連続溶融亜鉛めっきラインでは、めっ
き浴の容量が通常数百トンを収容できる程あるので、Ｐ
ｂ含有量を高いレベルから低いレベルへ変更したり、ま
た、その逆の変更を行うためには、Ｐｂ含有量の異なる
亜鉛地金を大量に使用したり、めっき浴全体を入れ換え
る必要があった。そのため、Ｐｂ含有量の変更には長時
間を要し、実操業では、生産性を損なうばかりでなく、
コスト高になるという問題があった。

【０００５】そこで、特開昭５９−１１８８６９号公報
は、帯状のＰｂ地金を鋼帯の溶融状態にある被覆めっき
層に接触させることで連続的に一定量のＰｂを供給し、
溶解、拡散させ、被覆めっき層中のＰｂ含有量、即ち、
スパングルの大きさレベルを瞬時に変更調整する「連続
溶融亜鉛めっきのスパングル調整方法」を開示した。し
かしながら、この特開昭５９−１１８８６９号公報記載
の方法では、鋼帯表層の溶融亜鉛の温度が低く、且つそ
のめっき層厚みも約１０μｍと薄いので、短時間にＰｂ
地金を溶解させることが困難であった。また、帯状Ｐｂ
地金を接触させているため、ライン速度を上げられない
といった問題や、ワイピング以前に該帯状Ｐｂ地金で鋼
帯に付着した溶融亜鉛被覆をかき落としてしまうので、
ワイピング後の亜鉛めっき目付量のばらつきが大きくな
るといった問題があった。さらに、溶融亜鉛と鋼板との
界面で合金層生成が促進される方向にあり、めっき層の
密着不良が発生するといった問題もあった。なお、上記
Ｐｂ地金の接触に代え、金属Ｐｂ粉を被覆めっき層表面
に溶射法で吹付けることも行われつつあるが、その効果
はまだ明確でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、スパングルの大きさを従来より容易、且つ任意
に調整でき、均一な表面模様を得る連続溶融亜鉛めっき
鋼帯のスパングル調整方法を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究し、金属粉の溶射吹付けの方が、従
来の地金接触法よりも技術的に優れていることを確認す
ると共に、それら金属粉が溶解、拡散後の溶融状態にあ
る被覆めっき層の冷却において結晶生成の核を積極的に
増加させることに着眼し、本発明を完成させた。

【０００８】すなわち、本発明は、溶融亜鉛めっき浴か
ら引上げられた鋼帯の溶融状態にある被覆めっき層中
に、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｋ、Ｃｄ及びＳｂのいずれかの
金属を単独又は複数組合せて溶射し、該鋼帯表面に形成
するスパングルの大きさを調整して溶融亜鉛めっき鋼帯
を製造するに際し、上記溶射した金属を溶解、拡散させ
た後の被覆めっき層に、ランダムに配列された針を接触
し、その接触点より該被覆めっき層を優先的に冷却を始
めることを特徴とする連続溶融亜鉛めっき鋼帯のスパン
グル調整方法である。また、本発明は、上記針が鋼帯表
面に沿い移動するベルト上に立設されたものであること
を特徴とする連続溶融亜鉛めっき鋼帯のスパングル調整
方法でもある。

【０００９】本発明によれば、被覆めっき層の冷却に際
し、結晶の核が多数形成されるようになり、また、該結
晶核の数を針のサイズや配置で変更するようにしたの
で、スパングルの大きさを任意に調整できるようにな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、図１において、本発明にか
かる連続溶融亜鉛めっき鋼帯のスパングル調整方法を実
施する工程の具体例を説明する。被めっき鋼帯（以下、
鋼帯）１は、めっき浴面の酸化を抑制するスナウト３内
をターンダウン・ロール２に案内されて、めっき浴４内
へ連続供給され、表面にめっき金属を付着する。該めっ
き浴４内には、シンク・ロール５が設置されており、め
っきされた該鋼帯１は、このシンク・ロール５によって
走行方向を上向きにされて該めっき浴４から上方へ引き
上げられ、その上方に設置されたデフレクタ・ロール６
により後続の工程に連続的に送られる。前記めっき浴４
内を通過する間にめっきされた鋼帯１は、当該めっき浴
４の上方で、且つ前記デフレクタ・ロール６より下方の
位置に設置された気体絞り装置（通称、ワイピング装置
という）７により、表面に付着しためっき金属量が調整
される。

【００１１】本発明では、この気体絞り装置７の直上位
置で、未だ溶融状態にある被覆めっき層に、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、Ｂｉ、Ｋ、Ｃｄ及びＳｂのいずれかの金属を単独又
は組み合わせて吹付ける溶射手段８が設けられている。
ここで溶射された上記金属粉が、該めっき層中に溶解、
拡散し、スパングルの大きさを調整することは前記の通
りである。このスパングル調整用の溶射手段８の構造を
図２に示す。図２から明らかなように、ホッパ１１より
前記金属粉１０が定量切り出し装置１２を介して切り出
され、粉体搬送ガス１５で溶射手段本体１３に供給され
た後、溶融状態にある被覆めっき層に連続的に溶解した
前記金属粉が溶射されるのである。また、溶射手段８の
上下には、被覆めっき層に捕獲されなかった金属粉１０
（溶射粉）を回収するための集塵フード１４が配置さ
れ、飛散した溶融金属粉がめっき浴４を汚染したり、他
の設備に付着したりするのを防いでいる。定量切り出し
装置１２としては、ディスク・フィーダが用いられ、そ
の回転数を調整したり、流動層を経由して金属粉を含む
搬送ガスの流量を流量調整弁により調整することによ
り、金属粉の吹込み量を制御する。また、該金属粉１０
は、溶射手段８内で溶解された後に被覆めっき層に溶射
されるので、金属粉１０の溶解のためにライン速度の上
限を規制することはない。また、ワイピング後の溶解状
態にある被覆めっき層を冷却するのみであるため、ワイ
ピング後の亜鉛目付量のばらつきを生じさせるといった
問題も解消できる。

【００１２】ところで、本発明の重要ポイントは、上記
金属粉１０の溶射に加えて、図３に示す冷却ベルト９で
被覆めっき層を冷却することである。つまり、該冷却ベ
ルト９は、冷却流体配管１６、駆動ロール１７、従動ロ
ール１８、ベルト１９、冷却針２０からなっており、冷
却用流体により冷却された駆動ロールを通してベルト１
９の表面が冷却され、該ベルト１９を介して立設してあ
る冷却針２０を冷却する。そして、この冷却針２０を被
覆めっき層に接触させることで、該めっき層の表面に結
晶生成の核を発生させると共に、めっき層の凝固速度を
調整したり、あるいはめっき層と鋼帯との界面で合金層
生成を抑制するのである。この場合、冷却針のサイズや
配置を変更すると、結晶生成の核数が調整できるので、
所謂ミニマムスパングルから任意の大きいのレギュラー
スパングルの均一模様を有する各種めっき被膜層を、め
っき浴４の成分調整することなく、瞬時に調整できるよ
うになり、且つ、めっきの密着性のよい溶融亜鉛めっき
鋼帯が製造できるようになる。

【００１３】

【実施例】本発明に係るスパングル調整方法の実施例を
従来方法の実施と比較して以下に示す。図１に示す連続
溶融亜鉛めっき装置を用い、平均粒子径が４０μｍ以下
の金属Ｐｂ粉を被覆鋼帯１の被覆めっき層に溶射し、さ
らに冷却針２０での冷却を行って鋼帯への連続溶融亜鉛
めっきが行われた。その際、鋼帯としては、板厚０．５
及び１．０ｍｍ、板幅９１４ｍｍの２種類の鋼帯をライ
ン速度１５０ｍ／ｍｉｎで通板した。めっき浴中のＰｂ
含有量は０．０１％以下であり、金属Ｐｂ粉は電解粉を
用い純度１００％と言われるものを使用した。また、該
金属Ｐｂ粉の溶射量は０．１２９ｇ／ｍｉｎであり、ま
た、めっき浴４の浴温は４６０℃であった。さらに、冷
却ベルト９は、幅１０００ｍｍ、長さ１５００ｍｍで１
平方メートル当たり２０００本の銅製冷却針２０を立設
したものを用い、冷却流体には温度３０℃の水を２Ｎｍ
² ／ｍｉｎで流した。

【００１４】その結果、本発明に係るスパングル調整方
法を実施した場合と、これを使用しなかった場合のスパ
ングル発生形態の相違、並びにめっき被膜中のＰｂ含有
量の相違は、表１に示す通りであった。

【００１５】

【表１】

【００１６】また、本発明のように冷却ベルトを使用し
た場合、めっきの密着性の不良は皆無であったのに対
し、使用しない従来法の場合、各所にめっき密着不良が
見られ、その不良率の相違は表２に示す通りであった。

【００１７】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、溶融
亜鉛浴中の成分調整をすることなく、スパングルの大き
さを調整できるようになり、かつ、めっき密着性の良い
鋼板が製造できるようになった。また、冷却針の配置を
変えることにより、スパングルの配列を変えることがで
きるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する連続溶融亜鉛めっき工程を示
す縦断面図である。

【図２】本発明に係るスパングル調整方法を実施するた
め金属粉の溶射手段を例示した側面図である。

【図３】本発明に係る被覆めっき層の冷却速度及び冷却
状態を調整するため手段を例示した側面図である。

【図４】溶融亜鉛浴中のＰｂ含有量に対するめっき表面
のスパングルの大きさを例示するグラフである。

【符号の説明】

１鋼帯２デフレクタ・ロール３スナウト４溶融亜鉛浴（めっき浴）５シンク・ロール６デフレクタ・ロール７気体絞り装置（ワイピング装置）８溶射手段９冷却ベルト１０金属粉１１ホッパ１２定量切出し装置１３溶射機本体（バーナ・ノズル）１４集塵フード１５粉体搬送用ガス１６冷却流体配管１７駆動ロール１８従動ロール１９ベルト２０冷却針

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融亜鉛めっき浴から引上げられた鋼帯
の溶融状態にある被覆めっき層中に、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂ
ｉ、Ｋ、Ｃｄ及びＳｂのいずれかの金属を単独又は複数
組合せて溶射し、該鋼帯表面に形成するスパングルの大
きさを調整して溶融亜鉛めっき鋼帯を製造するに際し、上記溶射した金属を溶解、拡散させた後の被覆めっき層
に、ランダムに配列された針を接触し、その接触点より
該被覆めっき層を優先的に冷却を始めることを特徴とす
る連続溶融亜鉛めっき鋼帯のスパングル調整方法。
【請求項２】上記針が鋼帯表面に沿い移動するベルト
上に立設されたものであることを特徴とする請求項１記
載の連続溶融亜鉛めっき鋼帯のスパングル調整方法。