JPS63238253A - 溶融亜鉛メツキ合金化処理鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は溶融亜鉛メッキ合金化処理鋼板（以下説明の
便宜上「合金化処理鋼板」と略称する）の製造方法に係
り、より詳しくは鋼板の表面に機械的新生面を付与する
ことにより合金化を促進し、ラインスピードのアップを
可能とした合金化処理鋼板の製造方法に関する。

従来技術とその問題点 合金化処理鋼板は通常の溶融亜鉛メッキ鋼板の製造ライ
ンにおいて、メッキ後熱処理を施し鋼板素地から鉄を亜
鉛メッキ層に拡散させることにより得られるものである
。この合金化処理鋼板の製造においては、通常の溶融亜
鉛めっき鋼板（非合金化処理材）の製造時に皮膜の加工
密着性を確保するために添加されたＮが合金化を阻止す
るバリヤ一層（Ｆａ　　’Ｉｎ　　Ｍ合金層）を形成し
、合金化が抑制されるという問題がある。

したがって、合金化処理鋼板と合金化処理を施さない通
常の溶融亜鉛メッキ鋼板の両方の製造にラインを兼用す
る場合は、Ｎの濃度を通常の溶融亜鉛メッキ鋼板製造時
には加工密着性を確保するために高い濃度とし、合金化
処理鋼板製造時には可及的に低くすることが望まれる。

しかるに、亜鉛融液中のＮ濃度の切換は、工程計画の作
成、Ｎ−Ｚｎ母材合金の投入補給等の繁雑な問題があり
、好ましくない。

そのため、従来は亜鉛融液中のＮ濃度を、皮膜の加工密
着性を良好に維持できしかも合金化処理における合金化
速度も比較的高いところに保たれる妥協点、すなわち０
．１％程度に設定し、これを変更せずに通常の溶融亜鉛
メッキ鋼板と合金化処理鋼板の両方を製造していた。

つまり従来は、通常の溶融亜鉛メッキ鋼板の皮膜の加工
密着性確保のために、合金化速度をある程度犠牲にする
形をとっていたのである。また、その合金化速度は連続
操業上十分と言い得るものではなかった。

一方、最近になって、亜鉛メッキの母材にこれまで使用
されてきたリムド鋼に替えてキルト鋼を用いることが多
くなってきた。リムド鋼に比べ安価に提供し得るという
のがその理由であるが、このギルド鋼は一般のリムド鋼
より溶融亜鉛メッキ皮膜の密着性が劣る難点がおり、そ
のため母材にキルト鋼を採用するに当っては、亜鉛融液
中のＭａ度もリムド鋼母材の場合よりさらに高くしなけ
ればならず、具体的には０．１４％以上にすることが必
要になってくる。しかるに、合金化処理する場合には、
実操業上前記ＡＩ濃度は少なくともその上限を０．１１
％に抑えなければならない。

このため、キルド鋼の母材への適用の際には、前記した
リムド鋼母材のときのように亜鉛融液中のＮ濃度を一定
に維持しておくという、必ずしもしも有利とはいえない
手法さえとることができず、さらに問題の多いＡＩ濃度
の切換を余儀なくされる。

しかも、Ｎ濃度切換の際円滑な濃度調整、移行が的確に
行なわれないと、合金化処理鋼板の、いわゆる生ヤケや
亜鉛鉄板の皮膜密着不良といった、製品品質上損失とな
る欠陥の発生をきたす。

上記のごとく、従来技術では、キルト鋼母材の場合はも
とより、リムド鋼母材においても、亜鉛融液中のＭが合
金化速度を遅延させることに基づく問題があった。かか
る問題の解決策としては、例えばＮをほとんど含まない
亜鉛融液で加工密着性の良好なメッキ皮膜を得る方法、
あるいは逆に高層浴を用いる条件下での合金化速度を速
める方法等が考えられるが、そのような技術は未だ確立
されていないのが現状である。

この発明は従来の前記問題を有利に解決する方法を提案
せんとするものである。

問題点を解決するための手段 この発明はＮ濃度が０．１４％以上の高Ｎ浴を用いた場
合においても、低層濃度の場合と同等以上の極めて高い
合金化速度を確保できる合金化処理鋼板の製造方法を提
案するものであり、その要旨は、軟化焼鈍後の鋼板表面
に亜鉛浴浸入以前の段階で機械加工にて新生面を付与す
ることによって合金化を促進する方法であり、かつ、そ
の新生面を付与する条件として、研摩量０．１〜３０　
ｇ４の研摩を施すことにより、合金化をより一層促進さ
せることを可能とした合金化処理鋼板の製造方法にある
。

なお、インライン焼鈍方式に採用する場合は、雰囲気温
度３５０〜４５０℃の温度域で上記研摩を施して新生面
を付与する。

ここで、鋼板表面に新生面を付与することにより合金化
速度が促進される理由としては、新生面の付与により、
鋼板上へのＮ富化層の形成が抑制される結果、合金化処
理におけるいわゆるＦｓ　−Ｚｎ相互拡散の潜伏時間が
排除され、はとんど低Ｎ濃度の場合と同レベルの所要時
間で合金化が達成されるものと推察される。

この場合の合金化速度は、亜鉛融液のＮ濃度には実質的
に依存しておらず、したがってこのＮ濃度による合金化
所要時間の変動はほとんどみられないのである。

また、機械的新生面の付与は、新生面に酸化皮膜が形成
されないようメッキ浴浸入以前の段階で行なうのが好ま
しい。なお、焼鈍前の機械加工では、焼鈍工程を通じて
その効果が大部９失われてしまうため、焼鈍後メッキ浴
浸入以前の段階で機械加工を施すことになる。具体的に
は冷却帯、あるいは予熱乾燥帯を通過したスナウト内で
行なうのが好ましい。

機械的新生面を付与する手段としては、特に限定するも
のではないが、ワイヤブラシロールや砥粒ベルト等によ
る研摩が好適である。その際、新生血を付与する条件と
して、研摩量を０．１〜３０Ｑ’ｒｒ？に限定したのは
、以下に示す理由による。

すなわち、研摩量が０．ＩＣＪ４未満では十分な合金化
促進効果が得られず、他方３０ｏ４を超えるとメッキし
ただけで数Ａｍ以上の合金層を形成しメッキ厚制御に支
障を与えるとともに、亜鉛浴中に大量のＦｅ　　Ｚｎド
ロスを生じるためである。

また、インライン焼鈍方式に採用する場合に、雰囲気温
度を３５０〜４５０’Ｃの温度域で上記研摩を施すこと
としたのは、雰囲気温度が３５０℃未満では鋼板温度が
低下しメッキの濡れ性の低下を招く他、メッキ浴温の保
持に別途エネルギーを必要とする不利益があり、他方４
５０℃を超える温度では研摩加工によって付与した鋼板
表面の合金化促進効果が鋼板表面の歪消失とともに減衰
するためである。

発明の図面に基づく開示 第１図はこの発明方法を実施するための好適な溶融亜鉛
メツキラインの工程図で、鋼板をメツキライン内で焼鈍
するゼンジミア法（無酸化炉法）の場合を示す。なお、
フラックス法およびこれに準するメツキライン外焼鈍を
前提とするメッキ法もしくはライン内で焼鈍工程を経な
いメッキ法の場合は、工程の最初の部分に研摩ロールを
設けることで容易に応用できる。

すなわち、ゼンジミア法の場合は、鋼板（１）はペイオ
フリール（２）から供給され、酸化炉（または無酸化炉
）（３）を経て再結晶還元脩（４）に入り、ついで低温
保持帯（スナウト）（５）を通ってメッキ浴（６）中に
入り、その後合金化処理炉（刀を通過するが、このよう
なメッキ工程の場合は、低温保持帯（５）に殿械加工室
（８−１）を設け、例えばワイヤブラシロール（９）に
て鋼板（１）を研摩する。この機械加工室（８）内は例
えば還元ガスを供給することによって雰囲気温度を３５
０〜４５０℃に保ち、ワイヤブラシロール（９）で研摩
量０．１〜３０　ｇ４の研摩を施して新生面を付与する
。その際、所定の研摩量を得るためにブラシロールは複
数設置する場合がある。

なお、機械加工は鋼板の全幅に限らず、一部（エツジ部
）のみでもよい。一部のみでもよい理由は、エツジオー
バーコートにより亜鉛が過剰付着するためである。この
場合は、鋼板エツジ部のみを研摩し合金化を促進させる
ことになる。

実　　施　　例 機械加工室を備えた実機相当のゼンジミアタイプのテス
トラインにおいて、５ＰＣＣＪＩＳ−Ｇ３１４１に基づ
く鋼板（板厚０．８＋ｎｍＸ幅３００ｍｍ　）の表面に
前記機械加工室にて２．３ｍｍφｍｍ縁製ワイヤブラシ
ロールにて圧下２ｎｎ＋＋、　　３パス（３段方式）に
て機械的新生面を付与し、この鋼板を浴中有効Ｍ濃度０
．１６ｖｔ％のメッキ浴中に３秒間浸漬後、ロール絞り
でｓｓ　ｇ４の回着は量とする溶融亜鉛メッキを行ない
、引続いて、熱処理炉で５００℃に保持する合金化処理
を実施した。

本実施例における合金化処理時間と皮膜中Ｆｅ量の関係
（機械加工室雰囲気温度４００℃一定、研摩量０．５±
０．　Ｉ　Ｑ４　＞を新生面を付与しない場合と比較し
て第２図（ａ）に、機械加工室雰囲気温度と合金化処理
時間の関係（研摩ｌｉ０．５±ｏ、ｉｇ瑠）を同図（ｂ
）に、研摩量と合金化処理時間の関係（雰囲気温度４５
０℃一定）を同図（Ｃ）にそれぞれ示す。

第２図（ａ）より、鋼板の表面に機械的新生面を付与し
ない場合は合金化が浴中細により抑制されているのに対
し、予め機械的新生面を付与する本発明例では浴中Ｎが
高いにもかかわらず合金化が促進されることがわかる。

また、第２図（ｂ）より、機械加工室の雰囲気温度が３
５０〜４５０℃の範囲で最も合金化が進み、ざらに図（
Ｃ）より、研摩量は０．１〜３０　ｇ、Ｑの範囲が最も
有効でおることがわかる。

発明の詳細 な説明したごとく、この発明によれば、合金化を阻止す
るバリヤ一層の形成を抑制できるので、高濃度でＮを含
有するメッキ浴を用いた場合においても、亜鉛皮膜の合
金化速度を飛躍的に向上させることができる。したがっ
て、通常の溶融亜鉛メッキ鋼板と合金化処理鋼板の両方
の製造にラインを兼用するに当り、従来余儀なくされて
いたメッキ浴のＭ２Ｒ度の切換が不要となり、ライン速
度の大幅アップが可能となることにより、合金化処理鋼
板の生産性を向上できるという大なる効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法を実施するための好適な溶融亜鉛
メツキラインを示す概略図、第２図（ａ）はこの発明の
実施例における合金化処理時間と皮膜中Ｆｉｌどの関係
を示す図、同図（ｂ）は同じく合金化処理時間と機械加
工室雰囲気温度との関係を示す図、同図（Ｃ）は同じく
合金化処理時間と研摩量との関係を示す図でおる。 １・・・鋼板、　　　　　５・・・低温保持帯、６・・
・メッキ浴、　　　７・・・合金化処理炉、８−１．　
８−２・・・機械加工室、 ９・・・ワイヤブラシロール。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融亜鉛メッキ合金化処理鋼板の製造方法におい
   て、軟化焼鈍後の鋼板表面に亜鉛浴浸入以前の段階で研
   摩量０．１〜３０ｇ／ｍ＾２の研摩を施して新生面を付
   与することを特徴とする溶融亜鉛メッキ合金化処理鋼板
   の製造方法。
2. （２）インライン焼鈍後、雰囲気温度３５０〜４５０℃
   の温度域で新生面を付与することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の溶融亜鉛メッキ合金化処理鋼板の製
   造方法。