JPS63297544A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPS63297544A
JPS63297544A JP13611387A JP13611387A JPS63297544A JP S63297544 A JPS63297544 A JP S63297544A JP 13611387 A JP13611387 A JP 13611387A JP 13611387 A JP13611387 A JP 13611387A JP S63297544 A JPS63297544 A JP S63297544A
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JP
Japan
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alloying
bath
steel sheet
hot
furnace
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JP13611387A
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Fumio Mogami
最上 二三男
Hidekazu Kono
英一 河野
Katsuyuki Takezaki
竹崎 勝之
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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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〕 本発明は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する
〔従来の技術〕
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、素地鋼板の還元焼鈍、還
元焼鈍された素地鋼板への溶融亜鉛めっき、およびその
溶融亜鉛めっき層の合金化(素地鋼板からめっき層への
Fe拡散によるめっき層のZn−Fe合金化)処理の各
工程を経て製造される。第3図はその製造ラインの例を
示している。
(10)は還元焼鈍炉、(20)は溶融亜鉛めっき浴、
(30)は直火型加熱帯(31)と保持帯(32)とを
備えた合金化処理炉(ガルバニール炉)である。還元焼
鈍炉(10)内を通過することにより焼鈍された鋼板(
S)は、ついで、めっき浴(20)内に通板され、所定
の付着量の亜鉛めっき層が形成されたのち、合金化処理
炉(30)に導入される。合金化処理炉(30)の直火
型加熱帯(31)には、めっき鋼板の両面に指向する多
数のバーナ(B)が一定の配列パターンを以て縦横に列
設されており、他方保持帯(32)は雰囲気ガスの給排
送により所定の温度に維持されている。めっき鋼板は直
火型加熱帯(31)においてバーナ(B)から板面に吹
付けられるフレームにより加熱され、ついで保持帯(3
2)を通過し、この間に、素地鋼板から亜鉛めっき層内
へのFeの拡散によりめっき層は所定の合金化度に合金
化される。
なお、合金化度は、めっき層中のFe濃度により表され
、例えばFe4度が10〜12重量%となるように合金
化される。
前記溶融亜鉛めっき浴には少量のアルミニウムが添加さ
れる。これは、浴中のFe拡散不足(以下、rF、AI
!J)と素地鋼板のFeとの反応により素地鋼板表面に
Fe−A1合金層を形成させて素地鋼板と亜鉛めっき層
との密着性を高めるためである。但し、そのFe−A4
2合金層は、亜鉛めっき層の合金化処理における素地鋼
板から亜鉛めっき層へのFeの拡散を妨げるので、Fe
−A1合金層が過剰に生成すると、亜鉛めっき層の合金
化不足の原因となる。すなわち、浴中のF、A ffは
、亜鉛めっき層と素地鋼板との界面にFe−A&合金層
を形成して、その後の亜鉛めっき層の合金化速度を律速
する。従って、Fe−A1合金層の過剰生成とそれに因
る合金化不足(Feの拡散不足)を防ぐためには、めっ
き浴中のF 、 A 1 濃度を、非合金化亜鉛めっき
鋼板を製造する場合に比し、低目に調節維持することが
必要である。このため、ライン操業においては、適時浴
中のアルミニウム量を分析し、F、Allが過剰になら
ないように浴の管理が行われている。その浴の管理は、
TotalAl量(以下、rT、A / J )の分析
値を以て行われるのが一般である。亜鉛めっき層と素地
鋼板との界面のFe−Aj!合金の生成量を、従ってそ
の後の亜鉛めっき層の合金化速度を律速するのは前記の
ようにF、Alf14度であるから、T、AN(F、A
j!+アルミ化合物)濃度よりもF、Al濃度を分析す
べきではあるが、F、Al濃度の分析(湿式分析)には
長時間を要するので、迅速な乾式分析が可能なT、Al
f1度を代用しているのである。これは、T、Af濃度
とF、AIt濃度とが一定の対応関係にあるとの見込み
に依拠している。
他方、合金化処理炉において亜鉛めっき層の合金化を板
面全体に亘って均一に、しかもその合金化を過不足なく
 (所定の合金化度が得られるよう−)行わせるために
は、鋼板全体を所定の温度に、かつその温度分布にムラ
が生じないように加熱することが必要である。温度分布
にムラがあると板面に部分的な合金化のムラ(焼ムラ)
が生じ、また温度分布が均一であっても、加熱温度が所
定温度からはずれると、板面全体の合金化不足(めっき
層へのFe拡散不足)または合金化過剰(めっき層への
Feの過剰拡散)の原因となる。このため、合金化処理
炉においては、常時その雰囲気温度を検出して、雰囲気
温度を、亜鉛めっきの層厚(付着量)や目標とする合金
化度に応じた設定温度に保持すべくその炉操業に細心の
注意が払われている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように溶融亜鉛めっき浴や合金化処理炉の管理に
細心の注意が払われているに拘らず、めっき層に合金化
度の過不足や合金化ムラ(焼ムラ)等の合金化異常が発
生することがある。その合金化異常は、鋼板の全面にわ
たって合金化が不足しているもの、鋼板の端部または中
央部に線状に発生しているもの、または一定のピッチで
もしくはランダムな分布で斑点状に発生しているもの等
、その発生形態は多様である。
亜鉛めっき層の合金化処理は、該鋼板を塗装原板として
その表面にカラー塗装を行う場合の塗膜密着性の改善等
を目的として行われるのであるが、そのめっき層の合金
化度にムラ(焼ムラ)があると、その焼ムラが塗装後の
塗膜面に現れて塗装鋼板の外観・表面品質悪化の原因と
なる。また合金化が進み過ぎた場合はめっき層にパウダ
リングが生じる原因となり、逆に合金化度が不足してい
る場合は、塗膜密着性が低下する原因ともなる。
本発明は上記に鑑み、合金化異常を防止するための合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供しようとするも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、溶融亜鉛めっき層の合金化異常について
詳細な研究を重ねた結果、めっき浴のアルミニウム量、
および合金化処理炉での鋼板加熱につき、次の知見を得
た。
まず、溶融亜鉛めっき浴については、分析により得られ
るT、A/濃度と、浴中のF 、 A l ?H度との
間に一定の対応関係は存在せず、特に浴中のFeiが増
大するにつれ、T 、 A l t’lfm度とF、A
 I濃度との差が大きくなり、従ってT、Affi濃度
の分析値が適正な値であっても、合金化速度を律速する
F 、 A ll ?’fjn度が異常になり、その結
果として合金化異常(合金化不足または過剰)が発生す
ること、および合金化速度を律速するF 、 A j!
 ?1度は、浴中のT、AlとFe ya度CFetM
度はT、、lと同様に迅速な乾式分析が可能である)に
より管理できることが判明した。なお、浴中のFe分は
、浴中に通板される素地鋼板表面からのFeの溶出、お
よび鋼板表面に付着して浴中にもち込まれる粒または粉
状の鉄分に由来するものであり、その浴中への溶解量は
通板速度やめっきの付着量等によって変化する。
また、合金化処理炉においては、これまで雰囲気温度の
測定値に基づいて操炉されてきたけれども、雰囲気温度
と鋼板温度(板温)との間に相関関係は認められず、む
しろ燃料流量と板温との間、換言すれば鋼板加熱のため
の入熱量と板温との間に良い対応が認められ、従って合
金化処理炉の管理は、雰囲気温度モードより燃料流量モ
ードの方が合理的であることを見出した。
本発明は上記諸知見に基づいて完成されたものであり、 その第1の発明は、溶融亜鉛めっき浴におけるT、A1
濃度を0.08〜0.2%、および(T、A f −F
e)濃度を0.08〜0.2%にそれぞれ調節すること
を特徴とし、 第2の発明は、溶融亜鉛めっき浴について上記の浴組成
管理を行うと共に、合金化処理炉においては、鋼板の亜
鉛めっき付着量に応じて、燃料流量を調節することを特
徴としている。なお、元素濃度を示す%はすべて重量%
である。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明の第1の方法によれば、溶融亜鉛めっき浴は、そ
の浴中のT、、6/2濃度が0.08〜0.2%に、ま
た(T、A 1− F e)濃度が0.08〜0.2%
に8周節保持される。第1図は、合金化処理におけるF
e−Zn合金化速度を律速するめつき浴中のF 、 A
 l ?IA度と、(T、Aj!−Fe)?W度との関
係を示している。T、Al量は0.08〜0.2%の範
囲である。F、A1濃度と、(T、Att−′Fe)?
a度との間には、明瞭な相関関係が成立することがわか
る(Y 〜0.681 X +0.04、相関係数r 
〜0.834、n;30)。
溶融亜鉛めっき浴中のF 、 A l c1度が高いと
、前記のように素地鋼板と亜鉛めっき層との界面のFe
−A1合金層が過多となって合金化の不足を招く原因と
なり、逆にF、Al濃度が低いと、Fe−Al!ll層
が不足してめっき層の密着性が損なわれるだけでなく、
めっき層の合金化処理における合金化の進み過ぎを生じ
る原因となる。その合金化の過不足を回避すべく、合金
化処理炉の熱的条件を操作すると、却って焼ムラ等の不
都合を招くことにもなる。これらの事情を勘案して、め
っき浴中のF 、 A It fQ度は、約0.08〜
0.2%に調節される。第1図の相関図(T、A 7!
: 0.08〜0.2%)によれば、(T、Aj!−F
e)濃度を0.08〜0.2%に調節することにより、
F、Aj27fi度を0.08〜0.2%の範囲に保持
できることが判る。よって本発明は、めっき浴中のT、
A1濃度を0.08〜0.2%とし、(T、A I  
F e ) ?a度を0.08〜0.2%に保持するこ
ととした。なお、浴中のT。
Al濃度および(’T、Aff−Fe)濃度の調節は、
めっき浴へのアルミニウムの添加、新たなめっき浴の補
給、およびめっき浴からのドロス(Zn、AI!、Fe
の化合物およびそれらの酸化物)の排出等の操業により
行うことができる。
本発明の第2の方法においては、合金化処理炉を、従来
の雰囲気温度モードに代え、燃料流量モードを以て管理
することとする。前記のように、雰囲気温度と板温との
間には相関関係がなく、燃料流量と板温との間によい対
応が認められるからである。このことは、板温は、その
昇温のための入熱量と良い対応を示す、と言い換えるこ
とができる。第2図は、横軸に鋼板の亜鉛めっき付着量
、縦軸に燃料流量をとって、合金化処理結果の良否を示
したものである。素地鋼板はリムド鋼冷延板(板厚:0
.4〜1.6fl、板幅:600〜1300鶴)、炉内
通板速度は70〜150m/分である。また、めっき層
の目標合金化度(めっき層中のFe濃度)は10〜12
%、合金化処理炉での鋼板加熱温度(設定値)は480
〜520℃である。図中、直線(イ)はY=1/3  
X+130. (ロ)はY=1/3  X+120、(
ハ)はY=1/3  X+110であり、rOJ印は焼
ムラがなく所定の合金化度に合金化されたことを、また
「×」印は合金化の過不足・焼ムラが発生したことを表
している。
この図に示すたように、鋼板の亜鉛めっき付着量(めっ
き層の目標合金化度が同じであれば合金化量と同義とな
る)と、そのめっき層を焼ムラのないように所定の合金
化度に合金化するのに必要な燃料流量との間には明瞭な
相関関係があり燃料流量を加減することにより、所定の
合金化処理を ・首尾よく達成できることが判る。
よって、本発明は、合金化処理炉の管理を燃料流量モー
ドを以て行い、めっき付着量に対応して燃料流量を調節
することとしたのである。
〔実施例〕
叉旌貫上 第3図の連続めっきラインにおいて合金化溶融亜鉛めっ
き網板を製造した。溶融亜鉛めっき浴の管理は、浴中の
T、A/f1度、および(T、A A −Fe)濃度の
分析値に基づいて行った。但し、合金化処理炉での処理
条件は従来どおり雰囲気温度モードによる管理とした。
(I)綱板 (1)  リムド鋼冷延板(板幅: 600〜1220
m、板厚:0.4〜1.6鶴) (2)  ライン速度ニア0〜150m/分(If)溶
融亜鉛めっき (1)浴温度:455〜485℃ (2)浴中T、Al?j1度: 0.13〜0.15%
(3)浴中(T、Aj!−Fe)ta度:0.10〜0
.13%(4)付着量:30〜90g/m”(片面)r
m)合金化処理 (1)  目標合金化度=10〜12%(2)燃料ニブ
タン−エアプレミックスガス直火型加熱帯および保持帯
の雰囲気温度を常時測定し、その測定値に基づき、加熱
帯雰囲気温度(設定温度:600〜800℃)を調節す
る。
(V)合金化処理結果 得られた合金化亜鉛めっき鋼板(30001−ン)につ
いて、めっき層表面の合金化異常の有無を検査し、合金
化度の過不足の度合い、その面積、および分布密度等に
基づいて、所定の基準値から外れた場合を不合格として
その部分を切捨てた。第1表にその検査結果を示す。表
中の「発生率」は製品検査重量に対する合金化異常部の
切捨量の比率(重量%)である。同表には比較例として
、溶融亜鉛めっき浴を、T 、A llfQ度分析値に
基づいて、T 、 A l :a度カ0.08〜0.2
%トナルヨウニ調節シ、他の条件は実施例と同一に設定
した従来法により製造し合金化亜鉛めっき鋼板(300
0トン)について、上記と同一の判定基準により合金化
異常検査を行った結果を併せて示す。
11開1 第3図の連続めっきラインにおいて、溶融亜鉛めっき浴
のT、Af濃度および(T、Aff−Fe)濃度による
浴管理、および合金化処理炉の燃料流量モードによる管
理を行って合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
CI)鋼板 (1)  リムド鋼冷延板(板幅:600〜1220■
1、板厚:0.4〜1.61■) (2)  ライン速度ニア0〜150m/分〔■〕溶融
亜鉛めっき (1)  浴温度:445〜485℃ (2)浴中T、Aβ濃度:0.13〜0.15%(3)
浴中(T、Aj!−Fe3ff、度:0.10〜0.1
3%(3)付着N : 30〜50 g / m”(片
面)(III)合金化処理 (1)  目標合金化度:10〜12%(2)燃料:ブ
タンーエアプレミノクスガス(3)燃料流量:第2図に
示す「めっき付着量−燃料流量」の関係に基づいて燃料
流量を調節した。
(TV)合金化処理結果 得られた合金化亜鉛めっき鋼板(3000)ン)につき
実施例1と同じ判定基準により行った合金化異常検査結
果を第1表に示す。
第   1   表 第1表に示したとおり、溶融亜鉛めっき浴を、T、Al
f74度とFe4度とに基づいて管理することにより、
合金化異常発生は略半減し、また溶融亜鉛めっき浴の管
理と併せて、合金化処理炉の燃料流量モードによる管理
を実施することにより合金化異常発生率は約1/3以下
に低減している。
〔発明の効果〕
本発明方法によれば、合金化亜鉛めっき鋼板の焼ムラ等
の合金化異常発生率が低減し、そのめっき品質の向上と
、製品歩留の向上によるコスト低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は溶融亜鉛めっき浴の(T、Al−Fe)濃度と
F 、 A l ’773度の関係を示すグラフ、第2
図は合金化処理炉における燃料流量とめっき付着量の関
係を示すグラフ、第3図は合金化亜鉛めっき鋼板の製造
ラインを模式的に示す図である。 10:還元焼鈍炉、20:溶融亜鉛めっき浴、30:合
金化処理炉、31:直火型加熱帯、32:保持帯、S:
銅板、R:ハースロール、B:バーナ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)素地鋼板を還元焼鈍炉に通板させて焼鈍処理した
    のち、溶融亜鉛めっき浴内に通板させて所定の付着量の
    亜鉛めっき層を形成し、ついで合金化処理炉内に導入し
    て亜鉛めっき層を合金化処理する工程からなる合金化溶
    融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、 前記溶融亜鉛めっき浴のTotalAl濃度を0.08
    〜0.2重量%、および〔TotalAl−Fe〕濃度
    を0.08〜0.2重量%に調節することを特徴とする
    合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  2. (2)素地鋼板を還元焼鈍炉に通板させて焼鈍処理した
    のち、溶融亜鉛めっき浴内に通板させて所定の付着量の
    亜鉛めっき層を形成し、ついで合金化処理炉内に導入し
    て亜鉛めっき層に合金化処理する工程からなる合金化溶
    融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、 前記溶融亜鉛めっき浴のTotalAl濃度を0.08
    〜0.2重量%、および〔TotalAl−Fe)濃度
    を0.08〜0.2重量%に調節し、 前記合金化処理炉においては、鋼板の亜鉛めっき付着量
    に応じて燃料流量を制御することを特徴とする合金化溶
    融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
JP13611387A 1987-05-29 1987-05-29 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Pending JPS63297544A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04272163A (ja) * 1991-02-27 1992-09-28 Nippon Steel Corp 溶融亜鉛めっき鋼板の合金化制御方法
JPH05331612A (ja) * 1992-06-01 1993-12-14 Kobe Steel Ltd 深絞り性とめっき密着性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP4667603B2 (ja) * 1998-11-23 2011-04-13 アルセロールミタル インベスティガシオン イ デサローロ,エス.エル. スチールストリップのコーティング方法

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JPS6055589A (ja) * 1983-09-05 1985-03-30 Fujitsu Ltd 記憶装置の制御方式

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