JPWO2020027017A1 - Manufacturing method of hot-dip galvanized steel sheet and manufacturing method of alloyed hot-dip galvanized steel sheet - Google Patents

Manufacturing method of hot-dip galvanized steel sheet and manufacturing method of alloyed hot-dip galvanized steel sheet Download PDF

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Abstract

溶融亜鉛めっき処理中にボトムドロスが生成しても、ドロス欠陥の発生を抑制できる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供する。本開示の製造方法は、式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整して、溶融亜鉛めっき浴中に粗大ボトムドロスを生成する粗大ボトムドロス生成工程と、粗大ボトムドロスを含む溶融亜鉛めっき浴の前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tを式(2)を満たすように調整して溶融亜鉛めっき処理を実施し、鋼板に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき処理工程とを備える。466.15×CAl+385.14≦T≦577.24×CAl+382.49 (1)390.91×CAl+414.20≦T≦485.00 (2)ここで、式(1)及び式(2)中の「CAl」には、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl(質量%)が代入される。Provided is a method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet, which can suppress the occurrence of dross defects even if bottom dross is generated during the hot-dip galvanizing process. The manufacturing method of the present disclosure includes a coarse bottom dross generation step of adjusting the free Al concentration CAl and the bath temperature T in the hot dip galvanizing bath so as to satisfy the formula (1) to generate a coarse bottom dross in the hot dip galvanizing bath. The hot-dip galvanizing treatment is carried out by adjusting the free Al concentration CAl and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath containing the coarse bottom dross so as to satisfy the formula (2) to form a hot-dip galvanizing layer on the steel sheet. It is equipped with a zinc plating treatment step. 466.15 × CAl + 385.14 ≦ T ≦ 577.24 × CAl + 382.49 (1) 390.91 × CAl + 414.20 ≦ T ≦ 485.00 (2) Here, in the formulas (1) and (2). The free Al concentration CAl (mass%) in the hot-dip galvanizing bath is substituted for "CAL".

Description

本開示は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet and a method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet.

溶融亜鉛めっき鋼板(以下、GIともいう)、及び、合金化溶融亜鉛めっき鋼板(以下、GAともいう)は、次の製造方法により製造される。はじめに、溶融亜鉛めっき処理の対象となる鋼板(母材鋼板)を準備する。母材鋼板は、熱延鋼板であってもよいし、冷延鋼板であってもよい。準備された母材鋼板(上述の熱延鋼板又は冷延鋼板)を溶融亜鉛めっき浴に浸漬して、溶融亜鉛めっき処理を実施し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合はさらに、溶融亜鉛めっき鋼板を合金化炉内で熱処理することにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。 The hot-dip galvanized steel sheet (hereinafter, also referred to as GI) and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet (hereinafter, also referred to as GA) are manufactured by the following manufacturing methods. First, a steel sheet (base steel sheet) to be hot-dip galvanized is prepared. The base steel plate may be a hot-rolled steel plate or a cold-rolled steel plate. The prepared base steel sheet (the above-mentioned hot-rolled steel sheet or cold-rolled steel sheet) is immersed in a hot-dip galvanized bath, and a hot-dip galvanized treatment is carried out to produce a hot-dip galvanized steel sheet. When the alloyed hot-dip galvanized steel sheet is manufactured, the alloyed hot-dip galvanized steel sheet is further manufactured by heat-treating the hot-dip galvanized steel sheet in an alloying furnace.

溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程で実施される溶融亜鉛めっき処理の詳細は次のとおりである。溶融亜鉛めっき処理に用いられる溶融亜鉛めっき設備は、溶融亜鉛めっき浴が収納された溶融亜鉛ポットと、溶融亜鉛めっき浴中に配置されたシンクロールと、ガスワイピング装置とを備える。 The details of the hot-dip galvanizing treatment carried out in the manufacturing process of the hot-dip galvanized steel sheet and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet are as follows. The hot-dip galvanizing equipment used for the hot-dip galvanizing treatment includes a hot-dip galvan pot containing a hot-dip galvanizing bath, a sink roll arranged in the hot-dip galvanizing bath, and a gas wiping device.

溶融亜鉛めっき処理では、たとえば、焼鈍処理された鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸漬させる。そして、溶融亜鉛めっき浴中に配置されたシンクロールにより、鋼板の進行方向を上方に転換させ、鋼板を溶融亜鉛めっき浴から引き上げる。引き上げられて上方に進む鋼板に対して、ガスワイピング装置からワイピングガスを鋼板表面に吹き付ける。ワイピングガスは、余剰の溶融亜鉛を掻き取り、鋼板表面のめっき付着量を調整する。以上の方法により、溶融亜鉛めっき処理を実施する。なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合にはさらに、めっき付着量が調整された鋼板を合金化炉に装入して合金化処理を実施する。 In the hot-dip galvanizing treatment, for example, an annealed steel sheet is immersed in a hot-dip galvanizing bath. Then, the sink roll arranged in the hot-dip galvanizing bath changes the traveling direction of the steel sheet upward, and pulls the steel sheet out of the hot-dip galvanizing bath. Wiping gas is sprayed from the gas wiping device onto the surface of the steel sheet that is pulled up and advances upward. The wiping gas scrapes off excess molten zinc and adjusts the amount of plating adhered to the surface of the steel sheet. The hot-dip galvanizing treatment is carried out by the above method. In the case of producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, a steel sheet having an adjusted plating adhesion amount is further charged into an alloying furnace to carry out an alloying treatment.

ところで、上述の溶融亜鉛めっき処理では、溶融亜鉛めっき浴中に浸漬した鋼板から、溶融亜鉛めっき浴中にFeが溶出する。鋼板から溶融亜鉛めっき浴中に溶出したFeが、溶融亜鉛めっき浴中に存在するAlやZnと反応すると、ドロスと呼ばれる金属間化合物が形成される。ドロスにはトップドロスとボトムドロスとが存在する。トップドロスは、溶融亜鉛めっき浴よりも比重が軽い金属間化合物であり、溶融亜鉛めっき浴の液面に浮上するドロスである。ボトムドロスは、溶融亜鉛めっき浴よりも比重が重い金属間化合物であり、溶融亜鉛ポットの底に堆積するドロスである。 By the way, in the hot-dip galvanizing treatment described above, Fe is eluted from the steel sheet immersed in the hot-dip galvanizing bath into the hot-dip galvanizing bath. When Fe eluted from the steel sheet in the hot-dip galvanizing bath reacts with Al and Zn existing in the hot-dip galvanizing bath, an intermetallic compound called dross is formed. There are top dross and bottom dross in dross. The top dross is an intermetallic compound having a lighter specific gravity than the hot-dip galvanizing bath, and is a dross that floats on the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath. The bottom dross is an intermetallic compound having a heavier specific gravity than the hot-dip galvanizing bath, and is a dross deposited on the bottom of the hot-dip galvanized pot.

溶融亜鉛めっき処理中において、溶融亜鉛めっき浴中の鋼板の進行により随伴流が発生する。随伴流とは、鋼板の進行に伴い、溶融亜鉛めっき浴中に流れが発生することを意味する。上述のとおり、トップドロスは溶融亜鉛めっき浴の液面に浮上するため、随伴流の影響をあまり受けない。これに対して、ボトムドロスは溶融亜鉛ポットの底に堆積している。そのため、随伴流により、堆積している溶融亜鉛ポットの底から巻き上げられる場合がある。この場合、ボトムドロスは、溶融亜鉛めっき浴中に浮遊する。このような浮遊したボトムドロスが溶融亜鉛めっき処理中の鋼板の表面に付着する場合がある。 During the hot-dip galvanizing process, an accompanying flow is generated due to the progress of the steel sheet in the hot-dip galvanizing bath. The accompanying flow means that a flow is generated in the hot-dip galvanizing bath as the steel sheet progresses. As described above, since the top dross floats on the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath, it is not so affected by the accompanying flow. On the other hand, the bottom dross is deposited on the bottom of the hot-dip zinc pot. Therefore, the accompanying flow may wind up from the bottom of the accumulated hot-dip zinc pot. In this case, the bottom dross floats in the hot dip galvanizing bath. Such floating bottom dross may adhere to the surface of the steel sheet during the hot-dip galvanizing process.

鋼板表面に付着したボトムドロスは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板又は溶融亜鉛めっき鋼板の表面において、点状の欠陥となる場合がある。このようなボトムドロス起因の表面欠陥を、本明細書では、「ドロス欠陥」という。ドロス欠陥は合金化溶融亜鉛めっき鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の外観性を低下したり、耐食性を低下したりする。そのため、ドロス欠陥の発生を抑制できる方が好ましい。 The bottom dross adhering to the surface of the steel sheet may cause punctate defects on the surface of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet or the hot-dip galvanized steel sheet. Such surface defects caused by bottom dross are referred to as "dross defects" in the present specification. Dross defects deteriorate the appearance of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet and the hot-dip galvanized steel sheet, and reduce the corrosion resistance. Therefore, it is preferable that the occurrence of dross defects can be suppressed.

ドロス欠陥の発生を抑制する技術が、特開平11−350096号公報(特許文献1)、及び、特開平11−350097号公報(特許文献2)に提案されている。 Techniques for suppressing the occurrence of dross defects have been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-35096 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-35097 (Patent Document 2).

特許文献1では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、溶融亜鉛浴温度をT(℃)とし、Cz=−0.015×T+0.76で定義される境界Al濃度をCz(wt%)とする。この場合、溶融亜鉛浴温度Tを435〜500℃の範囲内にするとともに、浴中Al濃度をCz±0.01wt%の範囲内に保持する。特許文献1では、δ1相とζ相との境界で溶融亜鉛めっき処理を実施する。特許文献2では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、浴中Al濃度を0.15±0.01wt%の範囲内に保持する。特許文献2では、トップドロスとδ1相との境界で溶融亜鉛めっき処理を実施する。In Patent Document 1, in the method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the hot-dip galvanized bath temperature is T (° C.), and the boundary Al concentration defined by Cz = −0.015 × T + 0.76 is Cz (wt%). And. In this case, the hot-dip zinc bath temperature T is kept in the range of 435 to 500 ° C., and the Al concentration in the bath is kept in the range of Cz ± 0.01 wt%. In Patent Document 1, hot-dip galvanizing is performed at the boundary between the δ 1 phase and the ζ phase. In Patent Document 2, in the method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the Al concentration in the bath is kept within the range of 0.15 ± 0.01 wt%. In Patent Document 2, hot-dip galvanizing is performed at the boundary between the top dross and the δ 1 phase.

特開平11−350096号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-35096 特開平11−350097号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-350097

Practical Applications of Phase Diagrams in Continuous Galvanizing,Nai−Yong Tang,Journal of Phase Equilibria and Diffusion Vol. 27 No.5,2006Plastic Applications of Phase Diagrams in Constant Galvanizing, Nai-Yong Tang, Journal of Phase Equation and Difference Vol. 27 No. 5,2006

特許文献1及び2に記載のように、溶融亜鉛めっき浴中のAl濃度を高めると、ドロスの多くはボトムドロスではなく、トップドロスになることが知られている。トップドロスは溶融亜鉛めっき浴の液面に浮上する。そのため、トップドロスを溶融亜鉛めっき浴から除去することは、ボトムドロスを溶融亜鉛めっき浴から除去する場合よりも容易である。そこで、従来の溶融亜鉛めっき処理では、溶融亜鉛めっき浴中のAl含有量を高めて、溶融亜鉛めっき浴中のドロスをトップドロスとして溶融亜鉛めっき浴の液面に浮上させて除去し、ドロス欠陥の発生を抑制する方法を採用している場合がある。このように、ドロスとしてトップドロスを生成する操業を、本明細書では、トップドロス操業という。 As described in Patent Documents 1 and 2, it is known that when the Al concentration in the hot-dip galvanizing bath is increased, most of the dross becomes top dross instead of bottom dross. The top dross floats on the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath. Therefore, removing the top dross from the hot-dip galvanizing bath is easier than removing the bottom dross from the hot-dip galvanizing bath. Therefore, in the conventional hot-dip galvanizing treatment, the Al content in the hot-dip galvanizing bath is increased, and the dross in the hot-dip galvanizing bath is floated and removed on the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath as the top dross, resulting in dross defects. In some cases, a method of suppressing the occurrence of In this specification, the operation of generating the top dross as the dross is referred to as the top dross operation.

トップドロス操業では、ドロス欠陥を抑制することができる。しかしながら、溶融亜鉛めっき浴中のAl濃度を高めると、合金化処理において溶融亜鉛めっき層が合金化しにくくなる。そのため、合金化を促進するためには特に、溶融亜鉛めっき液中のAl濃度を抑える方が好ましい。トップドロス操業を実施する場合、溶融亜鉛めっき浴中のAl濃度はどうしても高くなる。 In top dross operation, dross defects can be suppressed. However, if the Al concentration in the hot-dip galvanizing bath is increased, the hot-dip galvanizing layer becomes difficult to alloy in the alloying treatment. Therefore, in order to promote alloying, it is particularly preferable to suppress the Al concentration in the hot-dip galvanizing solution. When the top dross operation is carried out, the Al concentration in the hot-dip galvanizing bath is inevitably high.

溶融亜鉛めっき浴中のAl濃度を抑え、ドロスとしてボトムドロスが生成する操業を、本明細書では、ボトムドロス操業という。ボトムドロス操業の場合、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度を抑制するため、合金化を促進させることができる。しかしながら、ボトムドロス操業の場合、ボトムドロスの生成によるドロス欠陥を抑制できる方法が求められる。 An operation in which the Al concentration in the hot-dip galvanizing bath is suppressed and bottom dross is generated as dross is referred to as a bottom dross operation in this specification. In the case of bottom dross operation, alloying can be promoted because the free Al concentration in the hot-dip galvanizing bath is suppressed. However, in the case of bottom dross operation, a method capable of suppressing dross defects due to the generation of bottom dross is required.

本発明の目的は、溶融亜鉛めっき処理中にボトムドロスが生成しても、ドロス欠陥の発生を抑制できる溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a hot-dip galvanized steel sheet and a method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, which can suppress the occurrence of dross defects even if bottom dross is generated during the hot-dip galvanizing process.

本開示による溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl(質量%)及び浴温T(℃)を調整して、前記溶融亜鉛めっき浴中に粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを生成する粗大ボトムドロス生成工程と、
前記粗大ボトムドロス生成工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tを式(2)を満たすように調整し、前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tが式(2)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴を用いて溶融亜鉛めっき処理を実施して、鋼板に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき処理工程とを備える。
466.15×CAl+385.14≦T≦577.24×CAl+382.49 (1)
390.91×CAl+414.20≦T≦485.00 (2)
The method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet according to the present disclosure is as follows.
The free Al concentration C Al (mass%) and the bath temperature T (° C.) in the hot-dip galvanizing bath are adjusted so as to satisfy the formula (1), and the coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more is adjusted in the hot-dip galvanizing bath. Coarse bottom dross generation process and
The free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the coarse bottom dross generation step are adjusted so as to satisfy the formula (2), and the free Al concentration C Al and the bath temperature T are expressed by the formula ( The hot-dip galvanizing treatment step of forming a hot-dip galvanizing layer on a steel sheet by performing a hot-dip galvanizing treatment using the hot-dip galvanizing bath satisfying 2) is provided.
466.15 × C Al +385.14 ≦ T ≦ 577.24 × C Al +382.49 (1)
390.91 × C Al +414.20 ≦ T ≦ 485.00 (2)

本開示による合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
上述の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、
前記溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施する合金化処理工程とを備える。
The method for manufacturing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet according to the present disclosure is as follows.
A process of manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet by carrying out the above-mentioned method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet,
The hot-dip galvanized steel sheet is provided with an alloying treatment step of performing an alloying treatment.

本開示の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜鉛めっき処理中にボトムドロスが生成しても、ドロス欠陥の発生を抑制できる。 The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet and the method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present disclosure can suppress the occurrence of dross defects even if bottom dross is generated during the hot-dip galvanizing process.

図1は、溶融亜鉛めっき浴のドロス生成相を浴温T(℃)とフリーAl濃度CAlについて整理した準安定状態図である。FIG. 1 is a metastable state diagram in which the dross-forming phase of the hot-dip galvanizing bath is arranged for the bath temperature T (° C.) and the free Al concentration C Al. 図2は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備の全体構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the overall configuration of the hot-dip galvanized steel sheet and the hot-dip galvanized steel sheet used for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet. 図3は、図2中の溶融亜鉛めっき設備の側面図である。FIG. 3 is a side view of the hot-dip galvanizing facility in FIG. 図4は、図3と異なる構成の溶融亜鉛めっき設備の側面図である。FIG. 4 is a side view of a hot-dip galvanizing facility having a configuration different from that of FIG. 図5は、図3及び図4と異なる構成の溶融亜鉛めっき設備の側面図である。FIG. 5 is a side view of a hot-dip galvanizing facility having a configuration different from that of FIGS. 3 and 4. 図6は、図2と異なる構成の溶融亜鉛めっきライン設備の全体構成を示す機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram showing the overall configuration of the hot-dip galvanizing line equipment having a configuration different from that of FIG. 図7は、ボトムドロスの粒径の測定方法を説明するための模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method for measuring the particle size of the bottom dross. 図8は、実施例1及び2における、建浴10日後の溶融亜鉛めっき浴に生成したボトムドロスの形態を示す顕微鏡写真である。FIG. 8 is a photomicrograph showing the morphology of the bottom dross formed in the hot-dip galvanized bath 10 days after the construction bath in Examples 1 and 2. 図9は、実施例5の各製造条件でのドロスの粒径と個数の関係について示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the particle size and the number of dross under each production condition of Example 5.

[ドロス欠陥の発生要因について]
本発明者らはまず、ボトムドロス操業を実施する場合、ドロス欠陥の要因となるドロスについて検討を行った。ドロス欠陥は溶融亜鉛めっき処理中に生成するドロスが発生要因となっている。従来の研究では、溶融亜鉛めっき処理において発生するドロスとして、次の種類が存在すると報告されている。
(A)トップドロス
(B)δ1相ドロス
(C)Γ1相ドロス
(D)ζ相ドロス
[Causes of dross defects]
The present inventors first examined the dross that causes dross defects when the bottom dross operation is carried out. Dross defects are caused by dross generated during hot-dip galvanizing. In previous studies, it has been reported that there are the following types of dross generated in hot-dip galvanizing treatment.
(A) Top dross (B) δ 1- phase dross (C) Γ 1- phase dross (D) ζ-phase dross

トップドロスは、上述のとおり、溶融亜鉛めっき浴よりも比重が軽い。そのため、トップドロスは、溶融亜鉛めっき浴の液面に浮上しやすい。トップドロスの化学組成は、質量%で、45%のAlと、38%のFeと、17%のZnとからなる。トップドロスは溶融亜鉛めっき浴の液面上に浮上するため、溶融亜鉛めっき浴から除去しやすい。そのため、トップドロス操業をする場合、トップドロスを除去することにより、ドロス欠陥を有効に抑制できる。 As mentioned above, the top dross has a lighter specific density than the hot-dip galvanizing bath. Therefore, the top dross easily floats on the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath. The chemical composition of top dross is 45% Al, 38% Fe and 17% Zn in mass%. Since the top dross floats on the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath, it can be easily removed from the hot-dip galvanizing bath. Therefore, when the top dross is operated, the dross defect can be effectively suppressed by removing the top dross.

一方、δ1相ドロス、Γ1相ドロス、及び、ζ相ドロスは、ボトムドロスと呼ばれる。ボトムドロスは、溶融亜鉛めっき浴よりも比重が重い。そのため、ボトムドロスは、溶融亜鉛めっき浴が貯留されている溶融亜鉛ポットの底に堆積しやすい。ボトムドロス操業を実施する場合、これらのボトムドロスがドロス欠陥の要因となると、従前の研究では考えられてきた。On the other hand, δ 1- phase dross, Γ 1- phase dross, and ζ-phase dross are called bottom dross. The bottom dross has a heavier specific gravity than the hot-dip galvanized bath. Therefore, the bottom dross tends to be deposited on the bottom of the hot-dip galvanized pot in which the hot-dip galvanizing bath is stored. Previous studies have suggested that these bottom dross contribute to dross defects when performing bottom dross operations.

ここで、δ1相ドロスの結晶構造は六方晶である。δ1相ドロスの化学組成は、質量%で、1%以下のAlと、9%以上のFeと、90%以上のZnとからなる。Γ1相ドロスの結晶構造は面心立方晶である。Γ1相ドロスの化学組成は、質量%で、20%のFeと、80%程度のZnとからなる。ζ相ドロスの結晶構造は単斜晶である。ζ相の化学組成は、質量%で、1%以下のAlと、6%程度のFeと、94%程度のZnとからなる。Here, the crystal structure of the δ 1- phase dross is hexagonal. The chemical composition of the δ 1- phase dross is 1% or less of Al, 9% or more of Fe, and 90% or more of Zn in mass%. The crystal structure of the gamma 1-phase dross is face-centered cubic crystal. The chemical composition of the gamma 1 phase dross, in mass%, and 20% Fe, consisting of about 80% Zn. The crystal structure of the ζ-phase dross is monoclinic. The chemical composition of the ζ phase is 1% or less of Al, about 6% Fe, and about 94% Zn in mass%.

従前の研究では、ボトムドロスのうち、ドロス欠陥の主たる要因をδ1相ドロスとする報告例が多数存在していた。上述の特許文献1及び2においても、δ1相ドロスをドロス欠陥の要因の一つと考えていると思われる。そこで、本発明者らも当初、δ1相ドロスがドロス欠陥の主たる要因であると考え、調査及び研究を行った。しかしながら、溶融亜鉛めっき処理においてδ1相ドロスの発生を抑制した場合であっても、合金化溶融亜鉛めっき鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の表面には、依然としてドロス欠陥が発生する場合があった。In previous studies, there were many reports of bottom dross in which the main cause of dross defects was δ 1 phase dross. In the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, it seems that the δ 1- phase dross is considered to be one of the causes of the dross defect. Therefore, the present inventors also initially considered that δ 1- phase dross was the main cause of dross defects, and conducted investigations and studies. However, even when the occurrence of δ 1- phase dross was suppressed in the hot-dip galvanizing treatment, dross defects may still occur on the surfaces of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet and the hot-dip galvanized steel sheet.

そこで、本発明者らは、ドロス欠陥の発生要因はδ1相ドロスではなく、他のドロスではないかと考えた。そこで、本発明者らは、ドロス欠陥が発生している合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いてボトムドロス操業を実施し、ドロス欠陥部分の組成及び結晶構造について、改めて分析を行った。本発明者らはさらに、ボトムドロス操業において溶融亜鉛めっき浴中で発生するドロスの種類についても、改めて分析を行った。その結果、本発明者らは、ドロス欠陥について、従来の研究結果とは異なる次の知見を得た。Therefore, the present inventors considered that the cause of the dross defect was not the δ 1- phase dross but another dross. Therefore, the present inventors carried out a bottom dross operation using an alloyed hot-dip galvanized steel sheet in which dross defects were generated, and analyzed the composition and crystal structure of the dross defects portion again. The present inventors further analyzed the types of dross generated in the hot-dip galvanizing bath in the bottom dross operation. As a result, the present inventors have obtained the following findings regarding the dross defect, which are different from the results of conventional studies.

はじめに、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面のドロス欠陥部分の化学組成をEPMA(Electron Probe Micro Analyzer:電子線マイクロアナライザー)を用いて分析した。さらに、ドロス欠陥部分の結晶構造をTEM(Transmission Electron Microscope:透過型電子顕微鏡)を用いて解析した。その結果、ドロス欠陥部分の化学組成は、質量%で、2%のAlと、8%のFeと、90%のZnとからなり、結晶構造は面心立方晶であった。 First, the chemical composition of the dross defect portion on the surface of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet was analyzed using EPMA (Electron Probe Micro Analyzer). Furthermore, the crystal structure of the dross defect portion was analyzed using a TEM (Transmission Electron Microscope: transmission electron microscope). As a result, the chemical composition of the dross defect portion was 2% Al, 8% Fe, and 90% Zn in mass%, and the crystal structure was face-centered cubic.

従来のドロス欠陥の主要因と考えられていたδ1相ドロスの化学組成(質量%で1%以下のAl、9%以上のFe、及び、90%以上のZn)は、上述のドロス欠陥部分の化学組成と類似する。しかしながら、δ1相ドロスの結晶構造は六方晶であり、ドロス欠陥部分で特定された面心立方晶ではない。そのため、本発明者らは、従来ドロス欠陥の主要因と考えられていたδ1相ドロスは、実際には、ドロス欠陥の主要因ではないと考えた。 The chemical composition of δ 1- phase dross (Al of 1% or less by mass, Fe of 9% or more, and Zn of 90% or more), which was considered to be the main cause of conventional dross defects, is the above-mentioned dross defect portion. Similar to the chemical composition of. However, the crystal structure of the δ 1- phase dross is hexagonal, not the face-centered cubic identified in the dross defect portion. Therefore, the present inventors considered that the δ 1- phase dross, which was conventionally considered to be the main cause of the dross defect, is not actually the main cause of the dross defect.

そこで、本発明者らは、ドロス欠陥の原因となるドロスの特定を行った。上述のボトムドロス(B)〜(D)のドロスのうち、Γ1相ドロスについては、結晶構造がドロス欠陥部分と同じ面心立方晶であるものの、化学組成(質量%で20%のFe、及び、80%のZn)がドロス欠陥部分の化学組成と大きく異なる。ζ相ドロスについては、化学組成(質量%で1%以下のAl、6%程度のFe、及び、94%程度のZn)がドロス欠陥部分の化学組成と異なり、さらに、結晶構造(単斜晶)もドロス欠陥部分の結晶構造(面心立方晶)と異なる。Therefore, the present inventors have identified the dross that causes the dross defect. Of dross above bottom dross (B) ~ (D), for the gamma 1-phase dross, although the crystal structures are the same face-centered cubic dross defect, with the chemical composition (mass% 20% Fe, and , 80% Zn) is significantly different from the chemical composition of the dross defect portion. Regarding the ζ-phase dross, the chemical composition (Al of 1% or less in mass%, Fe of about 6%, and Zn of about 94%) is different from the chemical composition of the dross defect portion, and further, the crystal structure (monoclinic crystal). ) Is also different from the crystal structure (face-centered cubic crystal) of the dross defect part.

以上の検討結果に基づいて、本発明者らは、ドロス欠陥は、上述の(B)〜(D)のドロスに起因したものではないと考えた。そして、本発明者らは、ドロス欠陥は、上記(B)〜(D)以外の他の種類のボトムドロスに起因しているのではないかと考えた。 Based on the above examination results, the present inventors considered that the dross defect was not caused by the dross of (B) to (D) described above. Then, the present inventors considered that the dross defect may be caused by other types of bottom dross other than the above (B) to (D).

そこで、本発明者らは、溶融亜鉛めっき浴中のボトムドロスの分析をさらに行った。ボトムドロスの分析には、上述のEPMA及びTEMを用いた。その結果、本発明者らは、溶融亜鉛めっき浴中に生成するボトムドロスとして、Γ2相ドロスが存在することを突き止めた。Therefore, the present inventors further analyzed the bottom dross in the hot-dip galvanizing bath. The above-mentioned EPMA and TEM were used for the analysis of bottom dross. As a result, the present inventors have found that Γ 2- phase dross exists as the bottom dross generated in the hot-dip galvanizing bath.

Γ2相ドロスの化学組成は、質量%で、2%のAlと、8%のFeと、90%のZnとからなり、上述の解析されたドロス欠陥部分の化学組成と一致する。さらに、Γ2相ドロスの結晶構造は面心立方晶であり、ドロス欠陥部分の結晶構造と一致する。そこで、本発明者らは、Γ2相ドロスがドロス欠陥の主要因ではないかと考えた。そして、Γ2相ドロスの比重は溶融亜鉛めっき浴の比重よりも大きいため、Γ2相ドロスは、溶融亜鉛ポットの底に堆積し得るボトムドロスに該当した。The chemical composition of the gamma 2 phase dross, in mass%, and 2% of Al, 8% Fe, consists of 90% of Zn, consistent with the chemical composition of the analyzed dross defect portion above. Further, the crystal structure of the gamma 2 phase dross is face-centered cubic, consistent with the crystal structure of the dross defect. Accordingly, the present inventors have, gamma 2 phase dross thought that it is the main factor of dross defects. Since the specific gravity of the gamma 2 phase dross is greater than the specific gravity of the molten zinc plating bath, gamma 2 phase dross was true dross which may deposit on the bottom of the molten zinc pot.

本発明者らは、Γ2相ドロスと、他の(B)〜(D)のドロスとに関して、さらに調査を進めた。その結果、ドロス欠陥は、硬質のドロスが起因しており、軟質のドロスはドロス欠陥を形成しにくいことが判明した。本発明者らの更なる検討の結果、上記(B)〜(D)のドロス、及び、Γ2相ドロスのうち、Γ2相ドロスが最も硬質のドロスであることが判明した。The present inventors have found that the gamma 2 phase dross, regarding the dross other (B) ~ (D), further investigating. As a result, it was found that the dross defect is caused by the hard dross, and the soft dross is difficult to form the dross defect. Results of further studies by the present inventors, the dross of the (B) ~ (D), and, among the gamma 2 phase dross, it was found gamma 2 phase dross is dross hardest.

以上の検討結果に基づいて、本発明者らは、溶融亜鉛めっき処理が施される合金化溶融亜鉛めっき鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の表面に発生するドロス欠陥の主要因は、δ1相ドロスではなく、Γ2相ドロスであると考えた。さらに、本発明者らは、ボトムドロスに分類されるドロスは、Γ2相ドロス、δ1相ドロス、ζ相ドロス、及び、Γ1相ドロスのいずれかであるものの、溶融亜鉛めっき浴において、Γ1相ドロスはほとんど存在していないとの知見を得た。Based on the above examination results, the present inventors have found that the main cause of dross defects generated on the surfaces of alloyed hot-dip galvanized steel sheets and hot-dip galvanized steel sheets to be hot-dip galvanized is δ 1- phase dross. Instead, I thought it was a Γ 2-phase dross. Furthermore, the present inventors consider that the dross classified as bottom dross is one of Γ 2- phase dross, δ 1- phase dross, ζ-phase dross, and Γ 1- phase dross, but in the hot-dip galvanizing bath, Γ. It was found that one- phase dross is almost nonexistent.

そこで、本発明者らは、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度を抑えて、ボトムドロス操業を実施する場合におけるドロス欠陥について、さらに検討を行った。溶融亜鉛めっき浴への鋼板の通板により発生する随伴流が、溶融亜鉛ポットの底に堆積しているボトムドロスの一部を巻き上げる。そして、巻き上げられたボトムドロスが鋼板に付着する。この場合、ドロス欠陥が発生し得る。 Therefore, the present inventors further investigated the dross defect when the bottom dross operation was carried out while suppressing the free Al concentration in the hot-dip galvanizing bath. The accompanying flow generated by passing the steel plate through the hot-dip galvanizing bath winds up a part of the bottom dross accumulated at the bottom of the hot-dip galvanized pot. Then, the rolled-up bottom dross adheres to the steel sheet. In this case, dross defects can occur.

ここで、本発明者らは、ボトムドロスのサイズに注目して、検討を進めた。その結果、本発明者らは以下の知見を得た。粒径が100μm未満のボトムドロスを微細ボトムドロスと定義する。微細ボトムドロスは、随伴流により溶融亜鉛ポットの底から溶融亜鉛めっき浴中に巻き上げられる可能性がある。しかしながら、仮に、微細ボトムドロスが巻き上げられて鋼板に付着しても、ボトムドロスのサイズが小さいため、ドロス欠陥となりにくい。一方、粒径が300μmを超えるボトムドロスを粗大ボトムドロスと定義する。粗大ボトムドロスの質量は重い。そのため、粗大ボトムドロスは、随伴流により巻き上げられにくく、鋼板に付着しにくい。以上の調査の結果、本発明者らは、ドロス欠陥の要因となるボトムドロスは、粒径が100〜300μmのボトムドロス(以下、中型ボトムドロスという)であることを知見した。 Here, the present inventors focused on the size of the bottom dross and proceeded with the study. As a result, the present inventors obtained the following findings. Bottom dross with a particle size of less than 100 μm is defined as fine bottom dross. The fine bottom dross can be rolled up from the bottom of the hot-dip galvanized pot into the hot-dip galvanizing bath by accompaniment. However, even if the fine bottom dross is wound up and adheres to the steel sheet, the size of the bottom dross is small, so that dross defects are unlikely to occur. On the other hand, a bottom dross having a particle size of more than 300 μm is defined as a coarse bottom dross. The mass of the oversized bottom dross is heavy. Therefore, the coarse bottom dross is less likely to be wound up by the accompanying flow and is less likely to adhere to the steel sheet. As a result of the above investigation, the present inventors have found that the bottom dross that causes dross defects is a bottom dross having a particle size of 100 to 300 μm (hereinafter referred to as medium-sized bottom dross).

そこで、本発明者らは、ボトムドロス操業を実施した場合であっても、溶融亜鉛めっき処理を実施している期間中(以下、稼働期間中ともいう)において、中型ボトムドロスの生成を抑制できれば、ドロス欠陥を有効に抑制できると考えた。 Therefore, the present inventors, even when the bottom dross operation is carried out, if the generation of medium-sized bottom dross can be suppressed during the period during which the hot-dip galvanizing treatment is carried out (hereinafter, also referred to as the operating period), the dross We thought that defects could be effectively suppressed.

本発明者らはまず、中型ボトムドロスの生成を抑制するために、各ボトムドロスの成長速度に注目した。上記(B)〜(D)のボトムドロス、及び、Γ2相ドロスのうち、Γ2相ドロスが最も速く、δ1相ドロスが最も遅い。したがって、Γ2相ドロスはδ1相ドロスよりも速く成長し、δ1相ドロスよりもはるかに早い段階でΓ2相ドロスの粒径は100μmを超える。これに対して、δ1相ドロスの成長速度はΓ2相ドロスよりも顕著に遅い。そのため、δ1相ドロスが核生成しても、δ1相ドロスは、Γ2相ほど早期に成長しにくい。したがって、溶融亜鉛めっき処理工程を実施している期間(稼働期間)では、Γ2相ドロスの生成領域よりも、δ1相の生成領域で溶融亜鉛めっき処理を実施するのが好ましいと考えられる。First, the present inventors focused on the growth rate of each bottom dross in order to suppress the formation of medium-sized bottom dross. Of the bottom dross and Γ 2- phase dross of (B) to (D) above , the Γ 2- phase dross is the fastest and the δ 1- phase dross is the slowest. Thus, gamma 2 phase dross grows faster than [delta] 1 phase dross, the particle size of the gamma 2 phase dross at a much earlier stage than [delta] 1 phase dross exceeds 100 [mu] m. In contrast, the growth rate of δ 1- phase dross is significantly slower than that of Γ 2-phase dross. Therefore, even if δ 1 phase dross is nucleated, δ 1 phase dross is less likely to grow as early as Γ 2 phase. Therefore, during the period (operating period) during which the hot-dip galvanizing treatment step is carried out, it is considered preferable to carry out the hot-dip galvanizing treatment in the δ 1- phase forming region rather than the Γ 2-phase dross forming region.

そこで、本発明者らは、溶融亜鉛めっき浴の浴温T(℃)と、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl(質量%)と、生成するドロスの状態について、さらに調査及び検討を行った。その結果、本発明者らは、図1に示す溶融亜鉛めっき浴中のドロスの準安定状態図を作成した。以下、図1について説明する。Therefore, the present inventors further investigated and examined the bath temperature T (° C.) of the hot-dip galvanizing bath, the free Al concentration C Al (mass%) of the hot-dip galvanizing bath, and the state of the generated dross. rice field. As a result, the present inventors created a metastable phase diagram of dross in the hot-dip galvanized bath shown in FIG. Hereinafter, FIG. 1 will be described.

図1の縦軸は溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl(質量%)を示す。ここで、本明細書において「溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl」とは、溶融亜鉛めっき浴中に溶融しているフリーAl濃度(質量%)を意味する。つまり、本明細書において、「溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl」とは、ドロス(トップドロス及びボトムドロス)に含まれているAl含有量を除く、溶融亜鉛めっき浴に溶融している(つまり、液相中の)フリーAl濃度(質量%)を意味する。図1の横軸は、溶融亜鉛めっき浴中の浴温T(℃)を示す。The vertical axis of FIG. 1 shows the free Al concentration C Al (mass%) in the hot-dip galvanizing bath. Here, in the present specification, the "free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath" means the free Al concentration (mass%) melted in the hot-dip galvanizing bath. That is, in the present specification, the "free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath" is melted in the hot-dip galvanizing bath excluding the Al content contained in the dross (top dross and bottom dross). It means the free Al concentration (in other words, in the liquid phase) (% by mass). The horizontal axis of FIG. 1 indicates the bath temperature T (° C.) in the hot-dip galvanizing bath.

図1を参照して、図1に示すフリーAl濃度CAl範囲及び浴温T(℃)において、溶融亜鉛めっき浴では、トップドロスが生成する領域1A(以下、トップドロス生成領域1Aという)と、Γ2相ドロスが生成する領域2(以下、Γ2相生成領域2という)と、δ1相ドロスが生成する領域3(以下、δ1相生成領域3という)とが存在する。With reference to FIG. 1, in the free Al concentration C Al range and the bath temperature T (° C.) shown in FIG. , There is a region 2 where the Γ 2- phase dross is generated (hereinafter referred to as the Γ 2- phase generation region 2) and a region 3 where the δ 1- phase dross is generated (hereinafter referred to as the δ 1- phase generation region 3).

トップドロス生成領域1AとΓ2相生成領域2とは、変態線F12で区画されている。トップドロス生成領域1Aとδ1相生成領域3とは、変態線F13で区画されている。Γ2相生成領域2とδ1相生成領域3とは、変態線F23で区画されている。The top dross generation region 1A and gamma 2 phase generation region 2, are defined by the transformation line F 12. The top dross generation region 1A and [delta] 1-phase generation region 3 are partitioned by the transformation line F 13. The Γ 2- phase generation region 2 and the δ 1- phase generation region 3 are separated by the transformation line F 23 .

たとえば、浴温Tが440℃であり、フリーAl濃度CAlが0.135%である溶融亜鉛めっき浴では、Γ2相ドロスが生成する。この溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAlを0.135%に維持したまま、浴温Tを440℃から470℃に上げた場合を想定する。この場合、溶融亜鉛めっき浴の状態が、Γ2相生成領域2から変態線F23を超えて、δ1相生成領域3に移る。そのため、溶融亜鉛めっき浴中のΓ2相ドロスが相変態してδ1相ドロスになる。また、浴温Tが440℃であり、フリーAl濃度CAlが0.135%である溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAlを0.140%に高めた場合を想定する。この場合、溶融亜鉛めっき浴の状態が、Γ2相生成領域2から変態線F12を超えて、トップドロス生成領域1Aに移る。そのため、溶融亜鉛めっき浴中のΓ2相ドロスが相変態してトップドロスになる。For example, in a hot-dip galvanizing bath in which the bath temperature T is 440 ° C. and the free Al concentration C Al is 0.135%, Γ 2- phase dross is generated. It is assumed that the bath temperature T is raised from 440 ° C. to 470 ° C. while maintaining the free Al concentration C Al of this hot-dip galvanizing bath at 0.135%. In this case, the state of the hot-dip galvanizing bath shifts from the Γ 2 phase generation region 2 to the δ 1 phase generation region 3 beyond the transformation line F 23. Therefore, the Γ 2- phase dross in the hot-dip galvanizing bath undergoes a phase transformation to become a δ 1- phase dross. Further, it is assumed that the free Al concentration C Al of the hot-dip galvanizing bath in which the bath temperature T is 440 ° C. and the free Al concentration C Al is 0.135% is increased to 0.140%. In this case, the state of the galvanizing bath, beyond the transformation line F 12 from gamma 2 phase generation region 2, moves to the top dross generation region 1A. Therefore, the Γ 2- phase dross in the hot-dip galvanizing bath undergoes phase transformation to become the top dross.

本発明者らはさらに、図1に示す準安定状態図のΓ2相生成領域2には、Γ2核生成領域21とΓ2粒成長領域22とを区画する境界線F2122が存在することを知見した。本発明者らはさらに、図1に示す準安定状態図のδ1相生成領域3には、δ1核生成領域31とδ1粒成長領域32とを区画する境界線F3132が存在することを知見した。以下、この点について説明する。Furthermore, the present inventors further have a boundary line F 2122 that separates the Γ 2 nucleation region 21 and the Γ 2 grain growth region 22 in the Γ 2 phase generation region 2 of the metastable state diagram shown in FIG. Was found. Furthermore, the present inventors further have a boundary line F 3132 that separates the δ 1 nucleation region 31 and the δ 1 grain growth region 32 in the δ 1 phase generation region 3 of the metastable state diagram shown in FIG. Was found. This point will be described below.

Γ2相生成領域2において、Γ2核生成領域21は、Γ2粒成長領域22よりも境界線F2122の低温側に位置する。Γ2核生成領域21では、Γ2粒成長領域22と比較して、溶融亜鉛めっき浴中でΓ2相ドロスの核生成が促進される。つまり、微細なΓ2相ドロスの生成が促進される。一方、Γ2粒成長領域22では、Γ2核生成領域21と比較して、溶融亜鉛めっき浴中に既に存在するΓ2相の成長(粒成長)が促進される。In gamma 2 phase generation region 2, gamma 2 nucleation region 21, than the gamma 2 grain growth region 22 located on the cold side of the boundary line F 2122. In the Γ 2 nucleation region 21, nucleation of Γ 2- phase dross is promoted in the hot dip galvanizing bath as compared with the Γ 2 grain growth region 22. That is, the formation of fine Γ 2- phase dross is promoted. On the other hand, the gamma 2 grain growth region 22, as compared to the gamma 2 nucleation region 21, the growth of the gamma 2 phase already present in the molten zinc plating bath (grain growth) is promoted.

同様に、δ1相生成領域3において、δ1核生成領域31は、δ1粒成長領域32よりも境界線F3132の高温側に位置する。δ1核生成領域31では、δ1粒成長領域32と比較して、溶融亜鉛めっき浴中にδ1相ドロスの核生成が促進される。つまり、微細なδ1相ドロスの生成が促進される。一方、δ1粒成長領域32では、δ1核生成領域31と比較して、溶融亜鉛めっき浴中に既に存在するδ1相の成長(粒成長)が促進される。Similarly, in the δ 1 phase generation region 3, the δ 1 nucleation region 31 is located on the high temperature side of the boundary line F 3132 with respect to the δ 1 grain growth region 32. In the δ 1 nucleation region 31, nucleation of δ 1 phase dross is promoted in the hot dip galvanizing bath as compared with the δ 1 grain growth region 32. That is, the formation of fine δ 1- phase dross is promoted. On the other hand, in the δ 1 grain growth region 32, the growth (grain growth) of the δ 1 phase already existing in the hot-dip galvanizing bath is promoted as compared with the δ 1 nucleation region 31.

準安定状態図における変態線F23は、次の式(A)で定義できる。
23=577.24×CAl+382.49 (A)
さらに、境界線F2122は、次の式(B)で定義できる。
2122=466.15×CAl+385.14 (B)
さらに、境界線F3132は、次の式(C)で定義できる。
3132=390.91×CAl+414.20 (C)
ここで、式(A)〜式(C)中の「CAl」には、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl(質量%)が代入される。
The transformation line F 23 in the metastable phase diagram can be defined by the following equation (A).
F 23 = 577.24 x C Al +382.49 (A)
Further, the boundary line F 2122 can be defined by the following equation (B).
F 2122 = 466.15 x C Al +385.14 (B)
Further, the boundary line F 3132 can be defined by the following equation (C).
F 3132 = 390.91 x C Al +414.20 (C)
Here, the free Al concentration C Al (mass%) in the hot-dip galvanizing bath is substituted for "C Al " in the formulas (A) to (C).

本発明者らは、図1の準安定状態図に基づいて、ドロス欠陥を抑制可能な溶融亜鉛めっき処理方法について検討を行った。上述のとおり、ドロス欠陥は粒径が100〜300μm未満の中型ボトムドロスが起因する。溶融亜鉛めっき処理を実施している期間中(稼働期間中)において、中型ボトムドロスの生成を抑制するためには、溶融亜鉛めっき浴の状態が図1中のδ1核生成領域31となるように、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整すればよい。δ1核生成領域31では、δ1相ドロスの核生成が促進されるものの、δ1相ドロスの成長は抑えられる。さらに、上述のとおり、ボトムドロスのうち、δ1相ドロスは最も成長速度が遅い。したがって、稼働期間中の溶融亜鉛めっき浴をδ1核生成領域31とすれば、ボトムドロス(ここではδ1相ドロス)が中型ボトムドロスに成長するのを抑制できる。Based on the metastable phase diagram of FIG. 1, the present inventors have studied a hot-dip galvanizing treatment method capable of suppressing dross defects. As mentioned above, the dross defect is caused by a medium-sized bottom dross having a particle size of less than 100 to 300 μm. In order to suppress the formation of medium-sized bottom dross during the hot-dip galvanizing treatment (during the operating period), the hot-dip galvanizing bath should be in the δ 1 nucleation region 31 in FIG. , The free Al concentration C Al and the bath temperature T in the hot-dip galvanizing bath may be adjusted. In the δ 1 nucleation region 31, nucleation of δ 1 phase dross is promoted, but growth of δ 1 phase dross is suppressed. Furthermore, as described above, among the bottom dross, the δ 1 phase dross has the slowest growth rate. Therefore, if the hot-dip galvanizing bath during the operating period is set to the δ 1 nucleation region 31, the bottom dross (here, the δ 1 phase dross) can be suppressed from growing into a medium-sized bottom dross.

しかしながら、稼働期間中の溶融亜鉛めっき浴をδ1核生成領域31で維持したとしても、溶融亜鉛めっき処理の実施期間(稼働期間)が長期間となれば、微細なδ1相ドロスもある程度成長する。したがって、単に、稼働期間中の溶融亜鉛めっき浴をδ1核生成領域31とするだけでは、稼働期間が長期間となれば、中型ボトムドロスが生成する可能性がある。However, even if the hot-dip galvanizing bath is maintained in the δ 1 nucleation region 31 during the operating period, if the hot-dip galvanizing treatment is carried out for a long period of time (operating period), fine δ 1- phase dross also grows to some extent. do. Therefore, if the hot-dip galvanizing bath during the operating period is simply set to the δ 1 nucleation region 31, medium-sized bottom dross may be generated if the operating period is long.

溶融亜鉛めっき浴中に中型ボトムドロスが増えてきたときに、溶融亜鉛ポットからボトムドロスを除去する作業(以下、ボトムドロス除去工程という)を実施すれば、ドロス欠陥の発生を抑制できる。しかしながら、ボトムドロス除去工程を実施する場合、溶融亜鉛めっき処理を停止し、連続溶融亜鉛めっきライン設備を停止しなければならない。このような溶融亜鉛めっき処理を停止している状態を、本明細書では、「停機」という。上述のボトムドロス除去工程を採用する場合、ボトムドロス除去工程の頻度が高くなれば、生産効率が低下する。 When the medium-sized bottom dross increases in the hot-dip galvanizing bath, the occurrence of dross defects can be suppressed by performing the work of removing the bottom dross from the hot-dip zinc pot (hereinafter referred to as the bottom dross removing step). However, when the bottom dross removal step is carried out, the hot dip galvanizing process must be stopped and the continuous hot dip galvanizing line equipment must be stopped. The state in which such hot-dip galvanizing treatment is stopped is referred to as "stop" in the present specification. When the above-mentioned bottom dross removing step is adopted, the higher the frequency of the bottom dross removing step, the lower the production efficiency.

そこで、本発明者らは、ボトムドロス操業で溶融亜鉛めっき処理を実施する場合において、ボトムドロス除去工程の頻度を抑えつつ、ドロス欠陥を十分に抑止できる方法をさらに検討した。その結果、本発明者らは、溶融亜鉛めっき浴に、予め、粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを敢えて含ませた後、δ1核生成領域31で溶融亜鉛めっき処理を実施することにより、長期間にわたって中型ボトムドロスの生成を抑制できることを見出した。以下、この点について説明する。Therefore, the present inventors have further investigated a method capable of sufficiently suppressing dross defects while suppressing the frequency of the bottom dross removing step when performing the hot-dip galvanizing treatment in the bottom dross operation. As a result, the present inventors intentionally impregnate the hot-dip galvanizing bath with a coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more, and then carry out the hot-dip galvanizing treatment in the δ 1 nucleation region 31. It was found that the formation of medium-sized bottom dross can be suppressed over a period of time. This point will be described below.

ボトムドロスがある程度のサイズになると、オストワルド成長により成長する。オストワルド成長とは、母相中(本明細書では液相のZn)に粒径が異なる同種の金属粒子が存在する場合、粒径の小さい金属粒子が収縮又は消滅し、粒径の大きな金属粒子がさらに粗大に成長する現象をいう。 When the bottom dross reaches a certain size, it grows due to Ostwald growth. Ostwald ripening means that when metal particles of the same type having different particle sizes are present in the matrix phase (Zn in the liquid phase in the present specification), the metal particles having a small particle size shrink or disappear, and the metal particles having a large particle size shrink or disappear. Is a phenomenon in which the particles grow even more coarsely.

本実施形態では、溶融亜鉛めっき処理を実施する前の溶融亜鉛めっき浴に、予め、粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを含ませる。そして、粗大ボトムドロスを含む溶融亜鉛めっき浴を用いて、δ1核生成領域31で溶融亜鉛めっき処理を実施する。この場合、溶融亜鉛めっき処理の実施期間中において、δ1相ドロスが核生成するものの、核生成したδ1相ドロスが収縮又は消滅し、粗大ボトムドロス(この場合は粗大δ1相ドロス)に吸収される。つまり、粗大ボトムドロスを予め含んだ溶融亜鉛めっき浴を用いた場合、微細なδ1相ドロスはオストワルド成長により、粗大ボトムドロス(粗大δ1相ドロス)に吸収される。粗大ボトムドロスがさらに成長しても、粗大ボトムドロスの質量は大きいため、随伴流により巻き上がりにくい。この方法の場合、溶融亜鉛めっき処理の実施期間が長くても、微細なδ1相ドロスの生成も抑制できる。そのため、中型ボトムドロスの生成がさらに抑制される。その結果、稼働期間が長期間にわたっても、ドロス欠陥が発生するのを抑制できる。In the present embodiment, the hot-dip galvanizing bath before the hot-dip galvanizing treatment is previously impregnated with a coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more. Then, a hot-dip galvanizing treatment is carried out in the δ 1 nucleation region 31 using a hot-dip galvanizing bath containing a coarse bottom dross. In this case, during the hot-dip galvanizing treatment, nucleated δ 1- phase dross occurs, but the nucleated δ 1- phase dross shrinks or disappears and is absorbed by the coarse bottom dross (in this case, coarse δ 1- phase dross). Will be done. That is, when a hot-dip galvanizing bath containing a coarse bottom dross is used, the fine δ 1- phase dross is absorbed by the coarse bottom dross (coarse δ 1- phase dross) by Ostwald ripening. Even if the coarse bottom dross grows further, the mass of the coarse bottom dross is large, so that it is difficult to wind up due to the accompanying flow. In the case of this method, even if the hot-dip galvanizing treatment is carried out for a long period of time , the formation of fine δ 1- phase dross can be suppressed. Therefore, the generation of medium-sized bottom dross is further suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of dross defects even if the operating period is long.

要するに、本実施形態では、予め粗大なボトムドロスを溶融亜鉛めっき浴に含んだ後、δ1核生成領域31で溶融亜鉛めっき処理を実施する。この場合、オストワルド成長により粗大ボトムドロスがさらに成長することにより、微細ボトムドロス(微細δ1相ドロス)の成長だけでなく生成も抑制できる。その結果、ドロス欠陥の要因となる中型ボトムドロスの生成を有効に抑制できる。In short, in the present embodiment, after the coarse bottom dross is previously contained in the hot-dip galvanizing bath, the hot-dip galvanizing treatment is carried out in the δ 1 nucleation region 31. In this case, the coarse bottom dross further grows due to the Ostwald growth, so that not only the growth of the fine bottom dross (fine δ 1- phase dross) but also the formation can be suppressed. As a result, the generation of medium-sized bottom dross, which causes dross defects, can be effectively suppressed.

以上のとおり、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、従来は除去すべき対象と考えられていた粗大ボトムドロスを敢えて溶融亜鉛めっき浴に含んだ状態で溶融亜鉛めっき処理を実施するという、従来とは全く異なる技術思想に基づいて完成したものである。具体的には、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、次のとおりである。 As described above, in the method for producing a hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment, the hot-dip galvanizing treatment is carried out in a state where the coarse bottom dross, which was conventionally considered to be a target to be removed, is intentionally included in the hot-dip galvanizing bath. It was completed based on a completely different technical idea. Specifically, the method for producing the hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment is as follows.

[1]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整して、前記溶融亜鉛めっき浴中に粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを生成する粗大ボトムドロス生成工程と、
前記粗大ボトムドロス生成工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tを式(2)を満たすように調整し、前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tが式(2)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴を用いて溶融亜鉛めっき処理を実施して、鋼板に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき処理工程とを備える。
466.15×CAl+385.14≦T≦577.24×CAl+382.49 (1)
390.91×CAl+414.20≦T≦485.00 (2)
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet of [1] is as follows.
A coarse bottom dross generation step of adjusting the free Al concentration C Al and the bath temperature T in the hot dip galvanizing bath so as to satisfy the formula (1) to generate a coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more in the hot dip galvanizing bath. When,
The free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the coarse bottom dross generation step are adjusted so as to satisfy the formula (2), and the free Al concentration C Al and the bath temperature T are expressed by the formula ( The hot-dip galvanizing treatment step of forming a hot-dip galvanizing layer on a steel sheet by performing a hot-dip galvanizing treatment using the hot-dip galvanizing bath satisfying 2) is provided.
466.15 × C Al +385.14 ≦ T ≦ 577.24 × C Al +382.49 (1)
390.91 × C Al +414.20 ≦ T ≦ 485.00 (2)

[2]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[1]に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記溶融亜鉛めっき処理工程の実施を停止している停機時において、前記溶融亜鉛めっき処理工程後の前記溶融亜鉛めっき浴に対して前記粗大ボトムドロス生成工程を実施する。
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet in [2] is as follows.
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to [1].
When the operation of the hot-dip galvanizing treatment step is stopped, the coarse bottom dross generation step is carried out on the hot-dip galvanizing bath after the hot-dip galvanizing treatment step.

[3]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[1]又は[2]に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記溶融亜鉛めっき処理工程では、前記粗大ボトムドロス生成工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温Tを上昇して、式(2)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴とする。
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet in [3] is as follows.
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to [1] or [2].
In the hot-dip galvanizing treatment step, the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the coarse bottom dross generation step is raised to obtain the hot-dip galvanizing bath satisfying the formula (2).

[4]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[3]に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であってさらに、
前記粗大ボトムドロス生成工程と、前記溶融亜鉛めっき処理工程とを交互に繰返し実施し、
前記溶融亜鉛めっき処理工程後、前記粗大ボトムドロス生成工程を実施する場合、前記粗大ボトムドロス工程では、前記溶融亜鉛めっき処理工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温Tを降下して、式(1)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴とする。
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet in [4] is as follows.
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to [3].
The coarse bottom dross generation step and the hot-dip galvanizing treatment step are alternately repeated.
When the coarse bottom dross generation step is carried out after the hot-dip galvanizing treatment step, in the coarse bottom dross step, the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the hot-dip galvanizing treatment step is lowered to obtain the formula (1). ) Satisfying the above-mentioned hot-dip galvanizing bath.

[5]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[1]〜[4]のいずれか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記粗大ボトムドロス生成工程及び前記溶融亜鉛めっき処理工程における前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーAl濃度CAlを0.125質量%以上とする。
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet in [5] is as follows.
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to any one of [1] to [4].
The free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath in the coarse bottom dross generation step and the hot-dip galvanizing treatment step is 0.125% by mass or more.

[6]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[5]に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記粗大ボトムドロス生成工程及び前記溶融亜鉛めっき処理工程における前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーAl濃度CAlを0.138質量%以下とする。
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet in [6] is as follows.
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to [5].
The free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath in the coarse bottom dross generation step and the hot-dip galvanizing treatment step is set to 0.138% by mass or less.

[7]の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[1]〜[6]のいずれか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であってさらに、
前記粗大ボトムドロス生成工程を実施する前に、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記粗大ボトムドロスの少なくとも一部を除去するボトムドロス除去工程を備える。
The method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet in [7] is as follows.
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to any one of [1] to [6].
Before carrying out the coarse bottom dross generation step, a bottom dross removing step of removing at least a part of the coarse bottom dross in the hot-dip galvanizing bath is provided.

[8]の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
[1]〜[7]のいずれか1項に記載の前記溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して、前記溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、
前記溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施する合金化処理工程とを備える。
The method for manufacturing the alloyed hot-dip galvanized steel sheet in [8] is as follows.
A step of manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet by carrying out the method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet according to any one of [1] to [7].
The hot-dip galvanized steel sheet is provided with an alloying treatment step of performing an alloying treatment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[溶融亜鉛めっきライン設備の構成]
図2は、溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図2を参照して、溶融亜鉛めっきライン設備1は、焼鈍炉20と、溶融亜鉛めっき設備10と、調質圧延機(スキンパスミル)35とを備える。
[Structure of hot-dip galvanizing line equipment]
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the overall configuration of the hot-dip galvanized line equipment used for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet. With reference to FIG. 2, the hot-dip galvanizing line equipment 1 includes an annealing furnace 20, a hot-dip galvanizing equipment 10, and a tempering rolling mill (skin pass mill) 35.

焼鈍炉20は、図示しない1又は複数の加熱帯と、加熱帯の下流に配置された1又は複数の冷却帯とを含む。焼鈍炉20では、鋼板が焼鈍炉20の加熱帯に供給され、鋼板に対して焼鈍が実施される。焼鈍された鋼板は冷却帯で冷却され、溶融亜鉛めっき設備10に搬送される。溶融亜鉛めっき設備10は、焼鈍炉20の下流に配置されている。溶融亜鉛めっき設備10では、鋼板に対して溶融亜鉛めっき処理が実施され、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、又は、溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。調質圧延機35は、溶融亜鉛めっき設備10の下流に配置される。調質圧延機35では、溶融亜鉛めっき設備10において製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板、又は、溶融亜鉛めっき鋼板に対して、必要に応じて軽圧下して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板又は溶融亜鉛めっき鋼板の表面を調整する。 The annealing furnace 20 includes one or more heating zones (not shown) and one or more cooling zones arranged downstream of the heating zones. In the annealing furnace 20, the steel sheet is supplied to the heating zone of the annealing furnace 20, and the steel sheet is annealed. The annealed steel sheet is cooled in the cooling zone and transported to the hot dip galvanizing facility 10. The hot-dip galvanizing facility 10 is located downstream of the annealing furnace 20. In the hot-dip galvanizing facility 10, a hot-dip galvanizing treatment is performed on the steel sheet to produce an alloyed hot-dip galvanized steel sheet or a hot-dip galvanized steel sheet. The tempering rolling mill 35 is arranged downstream of the hot dip galvanizing facility 10. In the tempering rolling mill 35, the alloyed hot-dip galvanized steel sheet or the hot-dip galvanized steel sheet manufactured in the hot-dip galvanized facility 10 is lightly reduced as necessary, and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet or the hot-dip galvanized steel sheet is melted. Adjust the surface of the galvanized steel sheet.

[溶融亜鉛めっき設備10について]
図3は、図1中の溶融亜鉛めっき設備10の側面図である。図3を参照して、溶融亜鉛めっき設備10は、たとえば、溶融亜鉛ポット101と、シンクロール107と、サポートロール113と、ガスワイピング装置109と、合金化炉111とを備える。
[About hot-dip galvanizing equipment 10]
FIG. 3 is a side view of the hot-dip galvanizing facility 10 in FIG. With reference to FIG. 3, the hot-dip galvanizing facility 10 includes, for example, a hot-dip zinc pot 101, a sink roll 107, a support roll 113, a gas wiping device 109, and an alloying furnace 111.

溶融亜鉛めっき設備10の前段に設けられている焼鈍炉20は、内部が還元性雰囲気に維持されている。焼鈍炉20では、連続搬送される鋼板Sを加熱する。焼鈍炉20での鋼板Sの加熱により、鋼板Sの表面が活性化され、鋼板Sの機械的性質が調整される。焼鈍炉20の出側に相当する焼鈍炉20の下流端部は、ターンダウンロール30が配置された空間を有する。焼鈍炉20の下流端部は、スナウト105の上流端部に接続されている。スナウト105の下流端部は、溶融亜鉛めっき浴103中に浸漬されている。スナウト105の内部は大気雰囲気から遮断されており、還元性雰囲気に維持されている。 The inside of the annealing furnace 20 provided in front of the hot-dip galvanizing facility 10 is maintained in a reducing atmosphere. In the annealing furnace 20, the steel sheet S that is continuously conveyed is heated. Heating of the steel sheet S in the annealing furnace 20 activates the surface of the steel sheet S and adjusts the mechanical properties of the steel sheet S. The downstream end of the annealing furnace 20, which corresponds to the exit side of the annealing furnace 20, has a space in which the turndown roll 30 is arranged. The downstream end of the annealing furnace 20 is connected to the upstream end of the snout 105. The downstream end of the snout 105 is immersed in the hot dip galvanizing bath 103. The inside of the snout 105 is shielded from the atmospheric atmosphere and is maintained in a reducing atmosphere.

ターンダウンロール30により搬送方向が下向きに変えられた鋼板Sは、スナウト105を通過して、溶融亜鉛ポット101に貯留されている溶融亜鉛めっき浴103へと連続的に浸漬される。溶融亜鉛ポット101の内部には、シンクロール107が配置されている。シンクロール107は、鋼板Sの幅方向と平行な回転軸を有している。シンクロール107の軸方向の幅は、鋼板Sの幅よりも大きい。シンクロール107は、鋼板Sと接触して鋼板Sの進行方向を溶融亜鉛めっき設備10の上方に転換させる。 The steel sheet S whose transport direction has been changed downward by the turndown roll 30 passes through the snout 105 and is continuously immersed in the hot-dip galvanizing bath 103 stored in the hot-dip zinc pot 101. A sink roll 107 is arranged inside the hot-dip zinc pot 101. The sink roll 107 has a rotation axis parallel to the width direction of the steel plate S. The axial width of the sink roll 107 is larger than the width of the steel plate S. The sink roll 107 comes into contact with the steel plate S and changes the traveling direction of the steel plate S to the upper side of the hot dip galvanizing equipment 10.

サポートロール113は周知の部材である。サポートロール113は、溶融亜鉛めっき浴103中であって、シンクロール107よりも上方に配置されている。サポートロール113は、一対のロールを備えている。サポートロール113の一対のロールは、鋼板Sの幅方向と平行な回転軸を有している。サポートロール113は、シンクロール107により進行方向を上方に転換された鋼板Sを挟んで、上方に搬送される鋼板Sを支持する。 The support roll 113 is a well-known member. The support roll 113 is arranged in the hot dip galvanizing bath 103 and above the sink roll 107. The support roll 113 includes a pair of rolls. The pair of rolls of the support roll 113 has a rotation axis parallel to the width direction of the steel plate S. The support roll 113 supports the steel plate S to be conveyed upward with the steel plate S whose traveling direction is changed upward by the sink roll 107.

ガスワイピング装置109は、シンクロール107及びサポートロール113よりも上方であって、かつ、溶融亜鉛めっき浴103の液面よりも上方に配置されている。ガスワイピング装置109は、一対のガス噴射装置を備える。一対のガス噴射装置は、互いに対抗するガス噴射ノズルを有する。溶融亜鉛めっき処理時において、鋼板Sはガスワイピング装置109の一対のガス噴射ノズルの間を通過する。このとき、一対のガス噴射ノズルは、鋼板Sの表面と対向する。ガスワイピング装置109は、溶融亜鉛めっき浴103から引き上げられた鋼板Sの両表面に対してガスを吹き付ける。これにより、ガスワイピング装置109は、鋼板Sの両表面に付着した溶融亜鉛めっきの一部を掻き落とし、鋼板Sの表面の溶融亜鉛めっきの付着量を調整する。 The gas wiping device 109 is arranged above the sink roll 107 and the support roll 113 and above the liquid level of the hot-dip galvanizing bath 103. The gas wiping device 109 includes a pair of gas injection devices. The pair of gas injection devices has gas injection nozzles that oppose each other. During the hot-dip galvanizing process, the steel plate S passes between the pair of gas injection nozzles of the gas wiping device 109. At this time, the pair of gas injection nozzles face the surface of the steel plate S. The gas wiping device 109 blows gas onto both surfaces of the steel sheet S pulled up from the hot-dip galvanizing bath 103. As a result, the gas wiping device 109 scrapes off a part of the hot-dip galvanizing adhering to both surfaces of the steel sheet S, and adjusts the amount of hot-dip galvanizing adhering to the surface of the steel sheet S.

合金化炉111は、ガスワイピング装置109の上方に配置されている。合金化炉111は、ガスワイピング装置109を通過して上方に搬送された鋼板Sを内部に通して、鋼板Sに対して合金化処理を実施する。合金化炉111は、鋼板Sの入側から出側に向かって順に、加熱帯、保熱帯、冷却帯を含む。加熱帯は鋼板Sの温度(板温)が略均一になるように加熱する。保熱帯は、鋼板Sの板温を保持する。このとき、鋼板Sの表面に形成された溶融亜鉛めっき層が合金化されて合金化溶融亜鉛めっき層になる。冷却帯は、合金化溶融亜鉛めっき層が形成された鋼板Sを冷却する。以上のとおり、合金化炉111は、加熱帯、保熱帯、冷却帯を用いて、合金化処理を実施する。なお、合金化炉111は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合に、上述の合金化処理を実施する。一方、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、合金化炉111は合金化処理を実施しない。この場合、鋼板Sは、作動していない合金化炉111内を通過する。ここで、作動していないとは、たとえば、合金化炉111がオンラインに配置されたまま、電源が停止した状態(起動していない状態)であることを意味する。合金化炉111を通過した鋼板Sは、トップロール40により次工程に搬送される。 The alloying furnace 111 is arranged above the gas wiping device 109. The alloying furnace 111 passes the steel plate S conveyed upward through the gas wiping device 109 through the inside, and performs the alloying treatment on the steel plate S. The alloying furnace 111 includes a heating zone, a tropical zone, and a cooling zone in this order from the entry side to the exit side of the steel sheet S. The heating band is heated so that the temperature (plate temperature) of the steel plate S becomes substantially uniform. The tropical zone maintains the plate temperature of the steel plate S. At this time, the hot-dip galvanized layer formed on the surface of the steel sheet S is alloyed to become an alloyed hot-dip galvanized layer. The cooling zone cools the steel sheet S on which the alloyed hot-dip galvanized layer is formed. As described above, the alloying furnace 111 carries out the alloying treatment using the heating zone, the tropical zone, and the cooling zone. The alloying furnace 111 carries out the above-mentioned alloying treatment when producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet. On the other hand, when producing a hot-dip galvanized steel sheet, the alloying furnace 111 does not carry out the alloying treatment. In this case, the steel plate S passes through the non-operating alloying furnace 111. Here, "not operating" means, for example, a state in which the power supply is stopped (a state in which the alloying furnace 111 is not started) while the alloying furnace 111 is placed online. The steel plate S that has passed through the alloying furnace 111 is conveyed to the next process by the top roll 40.

溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、図4に示すとおり、合金化炉111がオフラインに移動してもよい。この場合、鋼板Sは、合金化炉111を通過することなく、トップロール40により次工程に搬送される。 When producing a hot-dip galvanized steel sheet, the alloying furnace 111 may be moved offline as shown in FIG. In this case, the steel plate S is conveyed to the next process by the top roll 40 without passing through the alloying furnace 111.

なお、溶融亜鉛めっき設備10が溶融亜鉛めっき鋼板専用の設備である場合、溶融亜鉛めっき設備10は、図5に示すとおり、合金化炉111を備えていなくてもよい。 When the hot-dip galvanizing facility 10 is a facility dedicated to hot-dip galvanized steel sheets, the hot-dip galvanizing facility 10 does not have to include the alloying furnace 111 as shown in FIG.

[溶融亜鉛めっきライン設備の他の構成例について]
溶融亜鉛めっきライン設備1は、図2の構成に限定されない。たとえば、溶融亜鉛めっき処理前の鋼板にNiプレめっき処理を実施して、鋼板上にNi層を形成する場合、図6に示すとおり、焼鈍炉20と溶融亜鉛めっき設備10との間に、Niプレめっき設備45が配置されていてもよい。Niプレめっき設備45は、Niめっき浴を貯留するNiめっきセルを備える。Niプレめっき処理は、電気めっき法により実施される。なお、図2及び図6の溶融亜鉛めっきライン設備1は、焼鈍炉20及び調質圧延機35を備える。しかしながら、溶融亜鉛めっきライン設備1は、焼鈍炉20を備えなくてもよい。また、溶融亜鉛めっきライン設備1は、調質圧延機35を備えなくてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備1は、少なくとも、溶融亜鉛めっき設備10を備えていればよい。焼鈍炉20及び調質圧延機35は、必要に応じて配置されればよい。また、溶融亜鉛めっきライン設備1は、溶融亜鉛めっき設備10よりも上流に、鋼板を酸洗するための酸洗設備を備えていてもよいし、焼鈍炉20及び酸洗設備以外の他の設備を備えていてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備1はさらに、溶融亜鉛めっき設備10よりも下流に、調質圧延機35以外の他の設備を備えていてもよい。
[About other configuration examples of hot-dip galvanizing line equipment]
The hot-dip galvanizing line equipment 1 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, when a Ni pre-plating process is performed on a steel sheet before hot-dip galvanizing to form a Ni layer on the steel sheet, Ni is placed between the annealing furnace 20 and the hot-dip galvanizing facility 10 as shown in FIG. The pre-plating equipment 45 may be arranged. The Ni pre-plating equipment 45 includes a Ni plating cell for storing a Ni plating bath. The Ni pre-plating process is carried out by an electroplating method. The hot-dip galvanizing line equipment 1 of FIGS. 2 and 6 includes an annealing furnace 20 and a tempering rolling mill 35. However, the hot dip galvanizing line equipment 1 does not have to include the annealing furnace 20. Further, the hot-dip galvanizing line equipment 1 does not have to be equipped with a tempering rolling mill 35. The hot-dip galvanizing line equipment 1 may be provided with at least the hot-dip galvanizing equipment 10. The annealing furnace 20 and the tempering rolling mill 35 may be arranged as needed. Further, the hot-dip galvanizing line equipment 1 may be provided with a pickling equipment for pickling the steel sheet upstream of the hot-dip galvanizing equipment 10, and equipment other than the annealing furnace 20 and the pickling equipment. May be provided. The hot-dip galvanizing line equipment 1 may be further provided with equipment other than the tempering rolling mill 35 downstream of the hot-dip galvanizing equipment 10.

[本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について]
[利用する溶融亜鉛めっきライン設備について]
本実施形態の溶融亜鉛めっき処理方法では、溶融亜鉛めっきライン設備1を用いる。溶融亜鉛めっきライン設備1はたとえば、図2や図6に示す構成を有する。本実施形態の溶融亜鉛めっきの処理方法に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備1は、上述のとおり、図2や図6に示す設備であってもよいし、図2や図6に示す設備にさらに他の構成が追加されたものであってもよい。また、上述のとおり、溶融亜鉛めっきライン設備1は、焼鈍炉20を備えなくてもよい。また、溶融亜鉛めっきライン設備1は、調質圧延機35を備えなくてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備1は、少なくとも、溶融亜鉛めっき設備10を備えていればよい。図2や図6と異なる構成の周知の溶融亜鉛めっきライン設備1を用いてもよい。
[About the manufacturing method of the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment]
[About hot-dip galvanizing line equipment to be used]
In the hot-dip galvanizing treatment method of the present embodiment, the hot-dip galvanizing line equipment 1 is used. The hot-dip galvanizing line equipment 1 has, for example, the configurations shown in FIGS. 2 and 6. As described above, the hot-dip galvanizing line equipment 1 used in the hot-dip galvanizing treatment method of the present embodiment may be the equipment shown in FIGS. 2 and 6, and is further added to the equipment shown in FIGS. 2 and 6. Other configurations may be added. Further, as described above, the hot dip galvanizing line equipment 1 does not have to be provided with the annealing furnace 20. Further, the hot-dip galvanizing line equipment 1 does not have to be equipped with a tempering rolling mill 35. The hot-dip galvanizing line equipment 1 may be provided with at least the hot-dip galvanizing equipment 10. A well-known hot-dip galvanizing line facility 1 having a configuration different from that of FIGS. 2 and 6 may be used.

[溶融亜鉛めっき処理の対象となる鋼板について]
本実施形態の溶融亜鉛めっき処理方法に用いられる鋼板(母材鋼板)の鋼種及びサイズ(板厚、板幅等)は、特に限定されない。鋼板は、製造する合金化溶融亜鉛めっき鋼板、又は、溶融亜鉛めっき鋼板に求められる各機械的性質(たとえば、引張強度、加工性等)に応じて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板又は溶融亜鉛めっき鋼板に適用される公知の鋼板を利用すればよい。自動車外板に用いられる鋼板を溶融亜鉛めっき処理対象の鋼板として利用してもよい。本実施形態の溶融亜鉛めっき処理の対象となる鋼板(母材鋼板)は、熱延鋼板であってもよいし、冷延鋼板であってもよい。
[About steel sheets subject to hot-dip galvanizing]
The steel type and size (plate thickness, plate width, etc.) of the steel plate (base steel plate) used in the hot-dip galvanizing treatment method of the present embodiment are not particularly limited. The steel sheet is an alloyed hot-dip galvanized steel sheet or a hot-dip galvanized steel sheet according to each mechanical property (for example, tensile strength, workability, etc.) required for the alloyed hot-dip galvanized steel sheet or the hot-dip galvanized steel sheet to be manufactured. A known steel plate applied to the above may be used. The steel sheet used for the outer panel of an automobile may be used as the steel sheet to be hot-dip galvanized. The steel sheet (base steel sheet) to be subjected to the hot-dip galvanizing treatment of the present embodiment may be a hot-rolled steel sheet or a cold-rolled steel sheet.

[溶融亜鉛めっき浴について]
溶融亜鉛めっき浴の主成分はZnである。溶融亜鉛めっき浴はさらに、Znの他に、Alを含有する。つまり、本実施形態の溶融亜鉛めっき処理方法に利用する溶融亜鉛めっき浴は、特定濃度のAlを含有し、残部がZn及び不純物からなるめっき液である。不純物はたとえばFeである。溶融亜鉛めっき浴が特定濃度のAlを含有していれば、浴中におけるFeとZnとの過剰な反応を抑えることができる。その結果、溶融亜鉛めっき浴に浸漬している鋼板とZnとの不均一な合金反応の進行を抑制できる。
[About hot-dip galvanizing bath]
The main component of the hot-dip galvanizing bath is Zn. The hot-dip galvanizing bath further contains Al in addition to Zn. That is, the hot-dip galvanizing bath used in the hot-dip galvanizing treatment method of the present embodiment is a plating solution containing Al having a specific concentration and the balance being Zn and impurities. The impurity is, for example, Fe. If the hot-dip galvanizing bath contains a specific concentration of Al, an excessive reaction between Fe and Zn in the bath can be suppressed. As a result, the progress of the non-uniform alloy reaction between the steel sheet immersed in the hot-dip galvanizing bath and Zn can be suppressed.

図1に示すとおり、フリーAl濃度CAlの好ましい下限は0.125%である。フリーAl濃度CAlが0.125質量%以上であれば、合金化処理において、溶融亜鉛めっき層の合金化の過度な進行を抑制できる。そのため、過度な合金化による合金化溶融亜鉛めっき層の脆化を抑制できる。その結果、合金化溶融亜鉛めっき層の鋼板に対する密着性が高まる。フリーAl濃度CAlのさらに好ましい下限は0.127%であり、さらに好ましくは0.129%であり、さらに好ましくは0.130%である。As shown in FIG. 1, the preferable lower limit of the free Al concentration C Al is 0.125%. When the free Al concentration C Al is 0.125% by mass or more, excessive progress of alloying of the hot-dip galvanized layer can be suppressed in the alloying treatment. Therefore, embrittlement of the alloyed hot-dip galvanized layer due to excessive alloying can be suppressed. As a result, the adhesion of the alloyed hot-dip galvanized layer to the steel sheet is improved. The lower limit of the free Al concentration C Al is more preferably 0.127%, further preferably 0.129%, still more preferably 0.130%.

フリーAl濃度CAlの好ましい上限は0.138質量%以下である。この場合、合金化がさらに有効に実施され、合金化溶融亜鉛めっき層が十分に形成される。フリーAl濃度CAlのさらに好ましい上限は0.137%であり、さらに好ましくは0.136%であり、さらに好ましくは0.135%である。The preferable upper limit of the free Al concentration C Al is 0.138% by mass or less. In this case, the alloying is carried out more effectively, and the alloyed hot-dip galvanized layer is sufficiently formed. A more preferable upper limit of the free Al concentration C Al is 0.137%, more preferably 0.136%, still more preferably 0.135%.

溶融亜鉛めっき浴103中のフリーFe濃度は特に限定されない。フリーFe濃度はたとえば、質量%で、0.020〜0.060%である。溶融亜鉛めっき浴103中のFeは、鋼板Sから溶出されたものであってもよいし、別の理由により、溶融亜鉛めっき浴103に含有されたものであってもよい。溶融亜鉛めっき浴103は、Fe以外の他の不純物を含有してもよい。ここでいう不純物とは、原料その他の要因により混入する成分であって、本実施形態に係る製造方法に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The free Fe concentration in the hot-dip galvanizing bath 103 is not particularly limited. The free Fe concentration is, for example, 0.020 to 0.060% by mass. The Fe in the hot-dip galvanizing bath 103 may be eluted from the steel plate S, or may be contained in the hot-dip galvanizing bath 103 for another reason. The hot-dip galvanizing bath 103 may contain impurities other than Fe. The term “impurities” as used herein means components that are mixed due to raw materials or other factors and are allowed as long as they do not adversely affect the production method according to the present embodiment.

[溶融亜鉛めっき浴103中のフリーAl濃度及びフリーFe濃度の測定方法]
溶融亜鉛めっき浴103中のフリーAl濃度及びフリーFe濃度の決定方法は特に限定されない。たとえば、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法により得られたAl濃度及びFe濃度に基づいて、フリーAl濃度CAl(質量%)及びフリーFe濃度(質量%)を求める。
[Measuring method of free Al concentration and free Fe concentration in hot dip galvanizing bath 103]
The method for determining the free Al concentration and the free Fe concentration in the hot-dip galvanizing bath 103 is not particularly limited. For example, the free Al concentration C Al (mass%) and the free Fe concentration (mass%) are determined based on the Al concentration and Fe concentration obtained by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analysis.

具体的には、溶融亜鉛めっき浴103からサンプルを採取する。サンプルを急冷して固化する。固化したサンプルを用いてICP発光分光分析法により、Al濃度及びFe濃度を得る。ICP発光分光分析法により得られたAl濃度は、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度だけでなく、ドロス中のAl濃度も含む。つまり、ICP発光分光分析法により得られたAl濃度は、いわゆるトータルAl濃度である。同様に、上述のICP発光分光分析法により得られたFe濃度は、溶融亜鉛めっき浴中のフリーFe濃度だけでなく、ドロス中のFe濃度も含む。つまり、ICP発光分光分析法により得られたFe濃度は、いわゆるトータルFe濃度である。そこで、得られたトータルAl濃度及びトータルFe濃度と、周知のZn−Fe−Al三元系状態図とを用いて、フリーAl濃度CAl及びフリーFe濃度を決定する。Specifically, a sample is taken from the hot-dip galvanizing bath 103. Quench the sample to solidify. Al concentration and Fe concentration are obtained by ICP emission spectroscopic analysis using the solidified sample. The Al concentration obtained by ICP emission spectroscopic analysis includes not only the free Al concentration in the hot-dip galvanizing bath but also the Al concentration in the dross. That is, the Al concentration obtained by ICP emission spectroscopic analysis is the so-called total Al concentration. Similarly, the Fe concentration obtained by the above-mentioned ICP emission spectroscopic analysis includes not only the free Fe concentration in the hot-dip galvanizing bath but also the Fe concentration in the dross. That is, the Fe concentration obtained by ICP emission spectroscopic analysis is the so-called total Fe concentration. Therefore, the free Al concentration C Al and the free Fe concentration are determined by using the obtained total Al concentration and total Fe concentration and a well-known Zn-Fe-Al ternary phase diagram.

フリーAl濃度CAl及びフリーFe濃度の決定方法は次のとおりである。サンプルを採取したときの浴温TでのZn−Fe−Al三元系状態図を準備する。上述のとおり、Zn−Fe−Al三元系状態図は周知であり、非特許文献1中の図2及び図3にも開示されている。なお、非特許文献1は、溶融亜鉛めっき浴の研究者及び開発者の間では著名な論文である。Zn−Fe−Al三元系状態図に、ICP発光分光分析法により得られたトータルAl濃度及びトータルFe濃度から特定される点をプロットする。そして、プロットされた点から、Zn−Fe−Al三元系状態図中の液相線にタイライン(共役線)を引く。液相線とタイラインとの交点でのAl濃度をフリーAl濃度CAlと定義し、液相線とタイラインとの交点でのFe濃度をフリーFe濃度と定義する。The method for determining the free Al concentration C Al and the free Fe concentration is as follows. Prepare a Zn-Fe-Al ternary phase diagram at the bath temperature T when the sample is taken. As described above, the Zn-Fe-Al ternary phase diagram is well known and is also disclosed in FIGS. 2 and 3 in Non-Patent Document 1. Non-Patent Document 1 is a well-known paper among researchers and developers of hot-dip galvanizing baths. On the Zn-Fe-Al ternary phase diagram, the points specified from the total Al concentration and the total Fe concentration obtained by the ICP emission spectroscopy are plotted. Then, a tie line (conjugate line) is drawn on the liquid phase line in the Zn-Fe-Al ternary system state diagram from the plotted points. The Al concentration at the intersection of the liquidus line and the tie line is defined as the free Al concentration C Al, and the Fe concentration at the intersection of the liquid phase line and the tie line is defined as the free Fe concentration.

以上の方法により、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び溶融亜鉛めっき浴中のフリーFe濃度を求めることができる。なお、溶融亜鉛めっき浴の化学組成のうち、フリーAl濃度CAl及びフリーFe濃度以外の残部は、Znとみなすことができる。By the above method, the free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath and the free Fe concentration in the hot-dip galvanizing bath can be obtained. Of the chemical composition of the hot-dip galvanizing bath, the balance other than the free Al concentration C Al and the free Fe concentration can be regarded as Zn.

[本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について]
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、粗大ボトムドロス生成工程(S1)と、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)とを含む。以下、各工程について説明する。
[About the manufacturing method of the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment]
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to the present embodiment includes a coarse bottom dross generation step (S1) and a hot-dip galvanized steel sheet treatment step (S2). Hereinafter, each step will be described.

[粗大ボトムドロス生成工程(S1)]
粗大ボトムドロス生成工程(S1)は、溶融亜鉛めっき処理を実施していない期間で実施する。つまり、粗大ボトムドロス生成工程(S1)はたとえば、溶融亜鉛めっき設備に鋼板が通板しておらず、溶融亜鉛めっきライン設備が停止している期間(停機期間)に実施する。
[Coarse bottom dross generation step (S1)]
The coarse bottom dross generation step (S1) is carried out during a period in which the hot-dip galvanizing treatment is not carried out. That is, the coarse bottom dross generation step (S1) is carried out, for example, during a period (stop period) in which the hot-dip galvanizing line equipment is stopped without the steel plate passing through the hot-dip galvanizing equipment.

粗大ボトムドロス生成工程(S1)では、式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整して、溶融亜鉛めっき浴中に粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを生成する。
466.15×CAl+385.14≦T≦577.24×CAl+382.49 (1)
ここで、式(1)中の「CAl」には、溶融亜鉛めっき浴103中のフリーAl濃度CAl(質量%)が代入される。
In the coarse bottom dross generation step (S1), the free Al concentration C Al and the bath temperature T in the hot-dip galvanizing bath are adjusted so as to satisfy the formula (1), and the coarse size in the hot-dip galvanizing bath is 300 μm or more. Generate bottom dross.
466.15 × C Al +385.14 ≦ T ≦ 577.24 × C Al +382.49 (1)
Here, the free Al concentration C Al (mass%) in the hot-dip galvanizing bath 103 is substituted for "C Al " in the formula (1).

式(1)中の「466.15×CAl+385.14」は、上述の式(B)に相当する。つまり、466.15×CAl+385.14は、図1中境界線F2122に相当する。式(1)中の「577.24×CAl+382.49」は、式(A)に相当する。つまり、577.24×CAl+382.49は、図1中の変態線F23に相当する。したがって、式(1)は、図1中のΓ2粒成長領域22を意味する。 “466.15 × C Al +385.14” in the formula (1) corresponds to the above formula (B). That is, 466.15 × C Al +385.14 corresponds to the boundary line F 2122 in FIG. "577.24 x C Al +382.49" in the formula (1) corresponds to the formula (A). That is, 577.24 × C Al +382.49 corresponds to the transformation line F 23 in FIG. Thus, equation (1) refers to gamma 2 grain growth region 22 in FIG.

粗大ボトムドロス生成工程(S1)では、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整して、溶融亜鉛めっき浴103の状態をΓ2粒成長領域22に保持する。このとき、溶融亜鉛めっき浴103中に生成するボトムドロスはΓ2相ドロスである。Γ2相ドロスは、上述のとおり、ボトムドロスの中で最も成長速度が速い。さらに、Γ2粒成長領域22は、Γ2核生成領域21と比較して、Γ2相ドロスの成長を促進する。そのため、粗大ボトムドロス生成工程(S1)では、粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを比較的短い期間で生成できる。In the coarse bottom dross generation step (S1), the free Al concentration C Al and the bath temperature T in the hot dip galvanizing bath are adjusted to maintain the state of the hot dip galvanizing bath 103 in the Γ 2 grain growth region 22. At this time, the bottom dross generated in the hot-dip galvanizing bath 103 is Γ 2- phase dross. As mentioned above, the Γ 2- phase dross has the fastest growth rate among the bottom dross. Furthermore, gamma 2 grain growth region 22, as compared to the gamma 2 nucleation region 21, to promote the growth of gamma 2 phase dross. Therefore, in the coarse bottom dross generation step (S1), coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more can be generated in a relatively short period of time.

粗大ボトムドロス成長工程において、式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴103を維持する期間は特に限定されない。粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスが生成できればよい。なお、ボトムドロスが存在しない新規に建浴された溶融亜鉛めっき浴103を式(1)を満たす条件で少なくとも30日維持すれば、粒径が300μm以上のΓ2相ドロスが生成することを確認できた。したがって、粗大ボトムドロス成長工程において、式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴103を少なくとも30日維持するのが好ましい。さらに好ましくは、粗大ボトムドロス成長工程において、式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴103を少なくとも60日維持し、さらに好ましくは、少なくとも90日維持する。In the coarse bottom dross growth step, the period for maintaining the hot-dip galvanizing bath 103 so as to satisfy the formula (1) is not particularly limited. It suffices if a coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more can be generated. It can be confirmed that if the newly constructed hot-dip galvanized bath 103 having no bottom dross is maintained for at least 30 days under the condition satisfying the formula (1), Γ 2- phase dross having a particle size of 300 μm or more is generated. rice field. Therefore, in the coarse bottom dross growth step, it is preferable to maintain the hot dip galvanizing bath 103 for at least 30 days so as to satisfy the formula (1). More preferably, in the coarse bottom dross growth step, the hot dip galvanizing bath 103 is maintained for at least 60 days, more preferably at least 90 days so as to satisfy the formula (1).

なお、本明細書において、ボトムドロスの粒径は、次のとおり定義する。図7を参照して、各ボトムドロス100において、ボトムドロス100と母相200との界面(つまりドロスの外周)150の任意の2点を結ぶ線分LSのうち、最大の線分LSを「粒径」と定義する。粒径は観察視野の写真画像に対して画像処理を用いて求めることができる。なお、本明細書において、最長径が20μm未満のドロスについては、ドロス欠陥への影響がほぼないため、対象外とする。 In this specification, the particle size of bottom dross is defined as follows. With reference to FIG. 7, in each bottom dross 100, the largest line segment LS among the line segment LS connecting any two points of the interface (that is, the outer circumference of the dross) 150 between the bottom dross 100 and the matrix 200 is “particle size”. Is defined. The particle size can be determined by using image processing on the photographic image in the observation field. In this specification, dross having a maximum diameter of less than 20 μm is excluded because it has almost no effect on dross defects.

[溶融亜鉛めっき処理工程(S2)]
溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、粗大ボトムドロス生成工程(S1)後の溶融亜鉛めっき浴103を用いて、鋼板に対して溶融亜鉛めっき処理を実施する。具体的には、粗大ボトムドロスを含んだ溶融亜鉛めっき浴103に鋼板を通板する。このとき、鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層が形成される。
[Hot-dip galvanizing process (S2)]
In the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the hot-dip galvanizing treatment is performed on the steel sheet by using the hot-dip galvanizing bath 103 after the coarse bottom dross generation step (S1). Specifically, the steel plate is passed through the hot-dip galvanizing bath 103 containing the coarse bottom dross. At this time, a hot-dip galvanized layer is formed on the surface of the steel sheet.

溶融亜鉛めっき処理工程(S2)において、溶融亜鉛処理を実施している期間中(つまり、稼働期間中)、式(2)を満たすように溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整する。
390.91×CAl+414.20≦T≦485.00 (2)
ここで、式(2)中の「CAl」には、溶融亜鉛めっき浴103中のフリーAl濃度CAl(質量%)が代入される。
In the hot-dip galvanizing treatment step (S2), during the period during which the hot-dip galvanizing treatment is performed (that is, during the operating period), the free Al concentration C Al and the bath temperature in the hot-dip galvanizing bath so as to satisfy the formula (2). Adjust T.
390.91 × C Al +414.20 ≦ T ≦ 485.00 (2)
Here, the free Al concentration C Al (mass%) in the hot-dip galvanizing bath 103 is substituted for "C Al " in the formula (2).

式(2)中の「390.91×CAl+414.20」は、上述の式(C)に相当する。つまり、390.91×CAl+414.20は、図1中境界線F3132に相当する。 “390.91 × C Al +414.20” in the formula (2) corresponds to the above formula (C). That is, 390.91 × C Al +414.20 corresponds to the boundary line F 3132 in FIG.

要するに、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、粗大ボトムドロス生成工程(S1)後の溶融亜鉛めっき浴103の浴温Tを上昇して、溶融亜鉛めっき浴103の状態をΓ2粒成長領域22からδ1相核生成領域31に移行させる。そして、溶融亜鉛めっき浴103の状態をδ1相核生成領域31で保持する。このとき、溶融亜鉛めっき浴103中の粗大ボトムドロスが、Γ2相からδ1相に相変態する。相変態時において、粗大ボトムドロスの一部又は全部が溶解することはない。つまり、粗大ボトムドロス成長工程(S1)から溶融亜鉛めっき処理工程(S2)に移行したとき、溶融亜鉛ポット101の底に堆積している粗大ボトムドロスは、粒径及び形状を大きく変化することなく、Γ2相からδ1相に相変態する。In short, in the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath 103 after the coarse bottom dross generation step (S1) is raised, and the state of the hot-dip galvanizing bath 103 is changed from the Γ 2 grain growth region 22. δ Move to the 1- phase nucleation region 31. Then, the state of the hot-dip galvanizing bath 103 is maintained in the δ 1- phase nucleation region 31. At this time, coarse dross in the molten zinc plating bath 103, a phase transformation to [delta] 1-phase from gamma 2 phase. At the time of phase transformation, part or all of the coarse bottom dross is not dissolved. That is, when the process shifts from the coarse bottom dross growth step (S1) to the hot-dip galvanizing process (S2), the coarse bottom dross deposited on the bottom of the hot-dip galvanized pot 101 does not significantly change in particle size and shape. Phase transformation from 2 phase to δ 1 phase.

上述のとおり、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、溶融亜鉛めっき浴103の浴温Tを上昇して、溶融亜鉛めっき浴103の状態をΓ2粒成長領域22からδ1核生成領域31に移行させる。そして、溶融亜鉛めっき浴103の状態をδ1核生成領域31に保持する。このとき、溶融亜鉛ポット101の底には、Γ2相からδ1相に変態した粗大ボトムドロスが存在する。つまり、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、粗大ボトムドロスを含んだ溶融亜鉛めっき浴103を用いて、溶融亜鉛めっき処理を実施する。As described above, in the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath 103 is raised to change the state of the hot-dip galvanizing bath 103 from the Γ 2 grain growth region 22 to the δ 1 nucleation region 31. Migrate. Then, the state of the hot-dip galvanizing bath 103 is maintained in the δ 1 nucleation region 31. In this case, the bottom of the molten zinc pot 101, coarse dross which was transformed into [delta] 1-phase from gamma 2 phase is present. That is, in the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the hot-dip galvanizing treatment is carried out using the hot-dip galvanizing bath 103 including the coarse bottom dross.

溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、溶融亜鉛めっき処理を実施している期間中(つまり、稼働期間中)、溶融亜鉛めっき浴103の状態はδ1核生成領域31である。そのため、溶融亜鉛めっき処理工程中では、溶融亜鉛めっき浴103中に微細δ1相ドロスが生成する。しかしながら、溶融亜鉛ポット101の底には粗大ボトムドロスが存在する。そのため、オストワルド成長により、微細δ1相ドロスが収縮又は消滅して、粗大ボトムドロスが成長する。つまり、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、粗大ボトムドロスのオストワルド成長を利用して、微細ボトムドロス(微細δ1相ドロス)の生成及び成長を抑制する。この場合、微細δ1相ドロスがさらに小さくなり、粗大ボトムドロスがさらに大きくなる。その結果、粒径が100〜300μmの中型ボトムドロス(δ1相ドロス)の生成を抑制することができる。なお、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)の実施期間では、粗大ボトムドロスがさらに成長する。しかしながら、粗大ボトムドロスの質量は大きいため、随伴流に伴って溶融亜鉛めっき浴103中を巻き上がりにくい。そのため、粗大ボトムドロスが鋼板に付着する可能性は極めて低い。In the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the state of the hot-dip galvanizing bath 103 is the δ 1 nucleation region 31 during the period during which the hot-dip galvanizing treatment is being carried out (that is, during the operating period). Therefore, in the hot-dip galvanizing process, fine δ 1- phase dross is generated in the hot-dip galvanizing bath 103. However, there is a coarse bottom dross at the bottom of the hot-dip zinc pot 101. Therefore, due to Ostwald ripening, the fine δ 1- phase dross contracts or disappears, and a coarse bottom dross grows. That is, in the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the formation and growth of fine bottom dross (fine δ 1-phase dross) is suppressed by utilizing the Ostwald growth of coarse bottom dross. In this case, the fine δ 1- phase dross becomes smaller and the coarse bottom dross becomes larger. As a result, the formation of medium-sized bottom dross (δ 1- phase dross) having a particle size of 100 to 300 μm can be suppressed. In the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the coarse bottom dross further grows. However, since the mass of the coarse bottom dross is large, it is difficult to wind up in the hot-dip galvanizing bath 103 with the accompanying flow. Therefore, the possibility that the coarse bottom dross adheres to the steel sheet is extremely low.

このように、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、溶融亜鉛めっき処理中において、微細ボトムドロス(δ1相ドロス)が生成しても、粗大ボトムドロスのオストワルド成長を利用することにより、微細ボトムドロスが中型ボトムドロスに成長するのを有効に抑制する。そのため、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板にドロス欠陥が形成されるのを抑制することができる。As described above, in the hot-dip galvanizing process (S2), even if fine bottom dross (δ 1- phase dross) is generated during the hot-dip galvanizing process, the fine bottom dross is medium-sized by utilizing the Ostwald growth of the coarse bottom dross. Effectively suppresses the growth of bottom dross. Therefore, it is possible to suppress the formation of dross defects in the hot-dip galvanized steel sheet or the alloyed hot-dip galvanized steel sheet.

上述の溶融亜鉛めっき処理工程(S2)では、溶融亜鉛めっき処理を長期間実施しても、中型ボトムドロスの生成を有効に抑制できる。そのため、ボトムドロス除去工程を実施しなくてもよく、ボトムドロス除去工程を実施する場合であっても、実施する頻度を抑制することができる。つまり、溶融亜鉛めっき設備10を停止する頻度(停機頻度)を抑制することができる。そのため、生産効率も高めることができる。 In the hot-dip galvanizing treatment step (S2) described above, even if the hot-dip galvanizing treatment is carried out for a long period of time, the formation of medium-sized bottom dross can be effectively suppressed. Therefore, it is not necessary to carry out the bottom dross removing step, and even when the bottom dross removing step is carried out, the frequency of carrying out the bottom dross removing step can be suppressed. That is, the frequency of stopping the hot-dip galvanizing equipment 10 (stop frequency) can be suppressed. Therefore, the production efficiency can be improved.

[粗大ボトムドロス生成工程(S1)の実施時期]
本実施形態では、新規の溶融亜鉛めっき浴103を建浴したとき、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施する前に、粗大ボトムドロス生成工程(S1)を実施する。
[Implementation time of coarse bottom dross generation step (S1)]
In the present embodiment, when a new hot-dip galvanizing bath 103 is built, a coarse bottom dross generation step (S1) is carried out before the hot-dip galvanizing treatment step (S2) is carried out.

一方、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を長期間実施した場合、溶融亜鉛ポット101の底に堆積する粗大ボトムドロスが過剰に成長し、粗大ボトムドロスの堆積量が過剰に多くなる。この場合、溶融亜鉛ポット101を溶融亜鉛めっき設備10から取り出して、ボトムドロス除去工程を実施してもよい。ボトムドロス除去工程では、溶融亜鉛めっき浴103中の粗大ボトムドロスの少なくとも一部又は全部を除去する。ボトムドロスの除去方法は、周知の方法で実施すればよい。ボトムドロス除去工程ではたとえば、クレーンに吊り下げたバケットを溶融亜鉛ポット101内に浸漬して、バケットでボトムドロスを掬う。その後、バケットを溶融亜鉛ポット101から引き上げて、バケットに掬われたボトムドロスを溶融亜鉛ポット101の外部に取り出す。また、溶融亜鉛ポット101内にAlを投入して、ボトムドロスをトップドロス化することにより、ボトムドロスを除去してもよい。 On the other hand, when the hot-dip galvanizing treatment step (S2) is carried out for a long period of time, the coarse bottom dross deposited on the bottom of the hot-dip zinc pot 101 grows excessively, and the amount of the coarse bottom dross deposited becomes excessively large. In this case, the hot-dip zinc pot 101 may be taken out from the hot-dip galvanizing facility 10 and a bottom dross removing step may be performed. In the bottom dross removing step, at least a part or all of the coarse bottom dross in the hot dip galvanizing bath 103 is removed. The bottom dross removal method may be carried out by a well-known method. In the bottom dross removing step, for example, a bucket suspended from a crane is immersed in a hot-dip zinc pot 101, and the bottom dross is scooped with the bucket. After that, the bucket is pulled up from the hot-dip zinc pot 101, and the bottom dross scooped by the bucket is taken out of the hot-dip zinc pot 101. Further, the bottom dross may be removed by putting Al into the hot-dip zinc pot 101 to convert the bottom dross into a top dross.

溶融亜鉛ポット101の底に堆積しているボトムドロスを除去した溶融亜鉛めっき浴103に対して、粗大ボトムドロス生成工程(S1)を実施する。これにより、浴調整された溶融亜鉛めっき浴103中に、再度、粗大ボトムドロスを生成する。そして、粗大ボトムドロスを含む、浴調整された溶融亜鉛めっき浴103を、溶融亜鉛めっき設備10に再度設置する。その後、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施する。要するに、粗大ボトムドロス生成工程(S1)と溶融亜鉛めっき処理工程(S2)とは、繰返し複数回実施してもよい。 A coarse bottom dross generation step (S1) is carried out on the hot dip galvanizing bath 103 from which the bottom dross accumulated on the bottom of the molten zinc pot 101 has been removed. As a result, coarse bottom dross is generated again in the bath-adjusted hot-dip galvanizing bath 103. Then, the bath-adjusted hot-dip galvanizing bath 103 including the coarse bottom dross is re-installed in the hot-dip galvanizing facility 10. Then, the hot-dip galvanizing treatment step (S2) is carried out. In short, the coarse bottom dross generation step (S1) and the hot-dip galvanizing treatment step (S2) may be repeated a plurality of times.

[溶融亜鉛めっき浴103のフリーAl濃度CAl及び浴温Tの調整方法]
上述の粗大ボトムドロス生成工程(S1)及び溶融亜鉛めっき処理工程(S2)での溶融亜鉛めっき浴103のフリーAl濃度CAl及び浴温Tの調整は、周知の方法で実施すればよい。
[Method of adjusting free Al concentration C Al and bath temperature T of hot dip galvanizing bath 103]
The free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath 103 in the above-mentioned coarse bottom dross generation step (S1) and hot-dip galvanizing treatment step (S2) may be adjusted by a well-known method.

たとえば、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlを、溶融亜鉛めっき浴にAlを添加することにより調整する。Alの添加はたとえば、Alインゴットを溶融亜鉛めっき浴に浸漬することにより行われる。Alの添加は、Alインゴットの溶融亜鉛めっき浴への浸漬以外の他の方法により行ってもよい。Alインゴットを溶融亜鉛めっき浴に浸漬することによりAlを溶融亜鉛めっき浴に添加する場合、溶融亜鉛めっき浴の温度が急速に変化するのを抑制できる浸漬速度で、Alインゴットを溶融亜鉛めっき浴に浸漬する。溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlの調整方法は上記の方法に限定されない。溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlの調整方法は周知の方法でよい。For example, the free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath is adjusted by adding Al to the hot-dip galvanizing bath. Al is added, for example, by immersing the Al ingot in a hot dip galvanizing bath. Al may be added by a method other than dipping the Al ingot in a hot-dip galvanizing bath. When Al is added to the hot-dip galvanizing bath by immersing the Al ingot in the hot-dip galvanizing bath, the Al ingot is placed in the hot-dip galvanizing bath at an immersion rate that can suppress a rapid change in the temperature of the hot-dip galvanizing bath. Immerse. The method for adjusting the free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath is not limited to the above method. A well-known method may be used for adjusting the free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath.

また、溶融亜鉛めっき浴103の浴温Tは、溶融亜鉛ポット101に設置された加熱装置を用いて調整する。加熱装置はたとえば、高周波誘導加熱装置である。 Further, the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath 103 is adjusted by using a heating device installed in the hot-dip zinc pot 101. The heating device is, for example, a high frequency induction heating device.

粗大ボロムドロス生成工程(S1)から溶融亜鉛めっき処理工程(S2)に移行する場合に、溶融亜鉛めっき浴103の浴温を変化させるだけで、式(1)を満たす溶融亜鉛めっき浴103から、式(2)を満たす溶融亜鉛めっき浴103に容易に移行することができる。具体的には、図1を参照して、粗大ボロムドロス生成工程(S1)では、溶融亜鉛めっき浴103の状態(フリーAl濃度CAl及び浴温T)は、Γ2粒成長領域22の範囲内となっている。ここで、粗大ボトムドロス生成領域(S1)から溶融亜鉛めっき処理工程(S2)に移行するとき、浴温Tを上昇させれば、溶融亜鉛めっき浴103の状態をΓ2粒成長領域からδ1核生成領域に容易に移行することができる。つまり、浴温Tを変更するだけで、式(1)を満たす溶融亜鉛めっき浴103から式(2)を満たす溶融亜鉛めっき浴103に容易に変更することができる。When shifting from the coarse boromudros generation step (S1) to the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the hot-dip galvanizing bath 103 satisfying the formula (1) simply by changing the bath temperature of the hot-dip galvanizing bath 103. It is possible to easily shift to the hot-dip galvanizing bath 103 that satisfies (2). Specifically, referring to FIG. 1, in the coarse boromudros generation step (S1), the state of the hot-dip galvanizing bath 103 (free Al concentration C Al and bath temperature T) is within the range of the Γ 2 grain growth region 22. It has become. Here, when the transition from the coarse bottom dross generation region (S1) to the hot-dip galvanizing treatment step (S2), if the bath temperature T is raised, the state of the hot-dip galvanizing bath 103 is changed from the Γ 2 grain growth region to the δ 1 nuclei. It can be easily moved to the generation area. That is, the hot-dip galvanizing bath 103 satisfying the formula (1) can be easily changed to the hot-dip galvanizing bath 103 satisfying the formula (2) simply by changing the bath temperature T.

なお、本実施形態では、粗大ボトムドロス生成工程(S1)と溶融亜鉛めっき処理工程(S2)とを交互に繰返し実施してもよい。溶融亜鉛めっき処理工程(S2)後に粗大ボトムドロス生成工程(S1)を実施する場合、粗大ボトムドロス工程(S1)では、溶融亜鉛めっき処理工程(S1)後の溶融亜鉛めっき浴103の浴温Tを降下すれば、式(2)を満たす溶融亜鉛めっき浴103から式(1)を満たす溶融亜鉛めっき浴103とすることができる。 In this embodiment, the coarse bottom dross generation step (S1) and the hot-dip galvanizing treatment step (S2) may be alternately and repeatedly performed. When the coarse bottom dross generation step (S1) is carried out after the hot-dip galvanizing treatment step (S2), the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath 103 after the hot-dip galvanizing treatment step (S1) is lowered in the coarse bottom dross step (S1). Then, the hot-dip galvanizing bath 103 satisfying the formula (2) can be changed to the hot-dip galvanizing bath 103 satisfying the formula (1).

要するに、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、浴温Tを変更するだけで、溶融亜鉛めっき浴103を式(1)を満たす状態、又は、式(2)を満たす状態に容易に切り替えることができる。そのため、本実施形態では、浴温Tを上昇又は下降させることにより、粗大ボトムドロス生成工程(S1)と溶融亜鉛めっき処理工程(S2)との切り替えを極めて容易に行うことができる。 In short, in the method for producing a hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment, the hot-dip galvanized bath 103 can be easily brought into a state of satisfying the formula (1) or a state of satisfying the formula (2) simply by changing the bath temperature T. You can switch. Therefore, in the present embodiment, by raising or lowering the bath temperature T, it is possible to switch between the coarse bottom dross generation step (S1) and the hot-dip galvanizing treatment step (S2) extremely easily.

以上のとおり、本実施形態では、粗大ボトムドロス生成工程(S1)及び溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施して、鋼板の表面上に溶融亜鉛めっき層を形成し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。 As described above, in the present embodiment, the coarse bottom dross generation step (S1) and the hot-dip galvanizing treatment step (S2) are carried out to form a hot-dip galvanized layer on the surface of the steel sheet to manufacture a hot-dip galvanized steel sheet. ..

本実施形態では、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)において、ドロス欠陥の要因となる中型ボトムドロスが生成しにくい。その結果、溶融亜鉛めっき鋼板にドロス欠陥が生成するのを抑制できる。さらに、溶融亜鉛めっき設備10を停止する頻度(停機頻度)を抑制することができ、長期間にわたって、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施できる。 In the present embodiment, in the hot-dip galvanizing treatment step (S2), medium-sized bottom dross, which causes dross defects, is unlikely to be generated. As a result, it is possible to suppress the formation of dross defects in the hot-dip galvanized steel sheet. Further, the frequency of stopping the hot-dip galvanizing equipment 10 (stop frequency) can be suppressed, and the hot-dip galvanizing treatment step (S2) can be carried out for a long period of time.

さらに、停機時において、溶融亜鉛めっき浴103を浴調整した後、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施する前に、粗大ボトムドロス生成工程(S1)を実施する。これにより、停機後に再び溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施する場合、予め粗大ボトムドロスを含んだ溶融亜鉛めっき浴103を、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)に利用することができる。 Further, when the machine is stopped, after adjusting the hot-dip galvanizing bath 103, a coarse bottom dross generation step (S1) is carried out before the hot-dip galvanizing treatment step (S2) is carried out. As a result, when the hot-dip galvanizing process (S2) is performed again after the machine is stopped, the hot-dip galvanizing bath 103 containing the coarse bottom dross in advance can be used in the hot-dip galvanizing process (S2).

[合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法]
上述の本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に適用可能である。
[Manufacturing method of alloyed hot-dip galvanized steel sheet]
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment described above can be applied to the method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet.

本実施形態による合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、合金化処理工程とを備える。溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程では、上述の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施する。合金化処理工程では、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程により製造された溶融亜鉛めっき鋼板に対して、図3に示す合金化炉111を用いて合金化処理を実施する。合金化処理方法は、周知の方法を適用すれば足りる。以上の製造工程により、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造できる。 The method for manufacturing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet according to the present embodiment includes a step of manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet and an alloying treatment step. In the step of manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet, the above-mentioned method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet is carried out. In the alloying treatment step, the hot-dip galvanized steel sheet manufactured in the step of manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet is alloyed using the alloying furnace 111 shown in FIG. As the alloying treatment method, it is sufficient to apply a well-known method. An alloyed hot-dip galvanized steel sheet can be manufactured by the above manufacturing process.

以上、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について、詳細に説明した。本実施形態では、予め粗大ボトムドロスを含んだ溶融亜鉛めっき浴103を用いて、δ1核生成領域31において、溶融亜鉛めっき処理工程(S2)を実施する。そのため、溶融亜鉛めっき処理を実施している期間中(つまり、稼働期間中)、溶融亜鉛めっき浴103中の粗大ボトムドロスのオストワルド成長を利用して、微細ボトムドロスの生成及び成長を有効に抑制できる。その結果、溶融亜鉛めっき処理工程を実施している期間において、ドロス欠陥の要因となる中型ボトムドロスの生成を抑制でき、溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板のドロス欠陥を抑制できる。The method for producing the hot-dip galvanized steel sheet and the method for producing the alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment have been described in detail above. In the present embodiment, the hot-dip galvanizing treatment step (S2) is carried out in the δ 1 nucleation region 31 by using the hot-dip galvanizing bath 103 containing the coarse bottom dross in advance. Therefore, during the period during which the hot-dip galvanizing treatment is performed (that is, during the operating period), the osteowald growth of the coarse bottom dross in the hot-dip galvanizing bath 103 can be effectively suppressed to effectively suppress the formation and growth of the fine bottom dross. As a result, the generation of medium-sized bottom dross, which causes dross defects, can be suppressed during the period during which the hot-dip galvanizing treatment step is being carried out, and the dross defects of the hot-dip galvanized steel sheet and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet can be suppressed.

さらに、通常、ボトムドロス操業の場合、溶融亜鉛ポット101の底に堆積するボトムドロスの堆積量が増えると、堆積した中型ボトムドロスが随伴流により巻き上げられ、ドロス欠陥が発生しやすくなる。しかしながら、本実施形態の場合、溶融亜鉛ポット101の底には、粗大ボトムドロスが堆積している。粗大ボトムドロスは粒径が300μm以上であり、その質量により、随伴流により巻き上がりにくい。そのため、粗大ボトムドロスはドロス欠陥の要因になりにくい。そのため、溶融亜鉛ポット101内のボトムドロスの除去工程の実施頻度を下げることができる。その結果、溶融亜鉛めっき設備10の停止頻度(停機頻度)を低減でき、生産性が向上する。 Further, usually, in the case of the bottom dross operation, when the amount of the bottom dross deposited on the bottom of the hot-dip zinc pot 101 increases, the accumulated medium-sized bottom dross is wound up by the accompanying flow, and dross defects are likely to occur. However, in the case of the present embodiment, a coarse bottom dross is deposited on the bottom of the hot-dip zinc pot 101. The coarse bottom dross has a particle size of 300 μm or more, and due to its mass, it is difficult to wind up due to accompanying flow. Therefore, the coarse bottom dross is unlikely to be a cause of dross defects. Therefore, the frequency of performing the step of removing the bottom dross in the hot-dip zinc pot 101 can be reduced. As a result, the stop frequency (stop frequency) of the hot-dip galvanizing equipment 10 can be reduced, and the productivity is improved.

本発明例及び比較例を示しながら、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法のあくまでも一例である。したがって、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は以下の実施例に限定されるものではない。 The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment will be specifically described with reference to an example of the present invention and a comparative example. The examples shown below are merely examples of the method for producing a hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment. Therefore, the method for producing a hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment is not limited to the following examples.

[実施例1]
[粗大ボトムドロス生成工程を考慮した試験]
実機を模したラボでの溶融亜鉛めっき浴を準備した。溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlを0.135%で維持し、浴温Tを455℃で維持しながら、10日間(240時間)保持した。つまり、溶融亜鉛めっき浴をΓ2粒成長領域22で10日間保持した。なお、このときの溶融亜鉛めっき浴中のフリーFe濃度は0.026%であった。10日間保持した後、溶融亜鉛めっき浴中のボトムドロスの形態(相及び粒径)を次の方法で調査した。
[Example 1]
[Test considering the coarse bottom dross generation process]
We prepared a hot-dip galvanizing bath in a laboratory that imitated an actual machine. The free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath was maintained at 0.135%, and the bath temperature T was maintained at 455 ° C. for 10 days (240 hours). That is, the hot-dip galvanized bath was held in the Γ 2 grain growth region 22 for 10 days. The free Fe concentration in the hot-dip galvanizing bath at this time was 0.026%. After holding for 10 days, the morphology (phase and particle size) of the bottom dross in the hot-dip galvanized bath was investigated by the following method.

溶融亜鉛めっき浴の深さ中央位置であり、かつ、幅中央位置であり、かつ、長さ中央位置の領域から、300gの試料を採取した。採取した試料を急冷して固化した。固化した試料から、計測サンプルを採取した。急冷した面から0.5mm分、計測サンプルを研磨した。計測サンプルの表面のうち、研磨した表面を、観察面とした。観察面のうち任意の5視野を、200倍の光学顕微鏡で観察した。各視野の面積は250μm×250μmであった。各視野において、母相(Zn)とドロスとは、コントラストにより容易に区別できた。そこで、各視野でのドロスを測定した。 A 300 g sample was collected from the region of the hot-dip galvanizing bath at the center of the depth, the center of the width, and the center of the length. The collected sample was rapidly cooled and solidified. A measurement sample was taken from the solidified sample. The measurement sample was polished by 0.5 mm from the rapidly cooled surface. Of the surfaces of the measurement sample, the polished surface was used as the observation surface. Arbitrary 5 fields of view on the observation surface were observed with a 200x optical microscope. The area of each visual field was 250 μm × 250 μm. In each field of view, the parent phase (Zn) and the dross could be easily distinguished by the contrast. Therefore, the dross in each field of view was measured.

各視野のドロスの相を次の方法で特定した。各ドロスの化学組成を、EPMAを用いて分析した。さらに、各ドロスの結晶構造をTEMを用いて解析した。その結果、5つの視野のいずれのドロスの化学組成も、質量%で、2%のAlと、8%のFeと、90%のZnとからなり、結晶構造は面心立方晶であった。したがって、溶融亜鉛めっき浴中のドロスを、Γ2相ドロスと特定した。そこで、各視野のΓ2相ドロスの粒径を、上述の方法で特定した。その結果、5つの視野の中の全てのΓ2相ドロスの平均粒径は100μm以上であった。図8(A)の写真画像は、実施例1の走査型電子顕微鏡で得られた画像の一例である。図中の「Γ2」と記載されている粒子は、Γ2相ドロスである。なお、画像中の明度が高いほど、Al濃度が高いことを意味する(図8右のAl(%)を参照)。The dross phase of each visual field was identified by the following method. The chemical composition of each dross was analyzed using EPMA. Furthermore, the crystal structure of each dross was analyzed using TEM. As a result, the chemical composition of the dross in each of the five fields of view was composed of 2% Al, 8% Fe, and 90% Zn in mass%, and the crystal structure was face-centered cubic. Therefore, the dross in the hot-dip galvanizing bath was identified as the Γ 2-phase dross. Therefore, the particle size of the gamma 2 phase dross each field, identified in the manner described above. As a result, the average particle size of all the gamma 2 phase dross in five fields of view were 100μm or more. The photographic image of FIG. 8A is an example of an image obtained by the scanning electron microscope of Example 1. Particles described as "Γ2" in the figure, a gamma 2 phase dross. The higher the brightness in the image, the higher the Al concentration (see Al (%) on the right of FIG. 8).

以上の試験により、建浴した溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlを0.135%で維持し、浴温Tを455℃で維持しながら、10日間保持した場合、溶融亜鉛めっき浴中には粒径が100μm以上のΓ2相ドロスが形成されていた。なお、建浴した溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlを0.135%で維持し、浴温Tを455℃で維持しながら、90日間保持した結果、5つの視野でのΓ2相ドロスの粒径がいずれも300μm以上となった。According to the above test, when the free Al concentration C Al in the hot-dip galvanized bath was maintained at 0.135% and the bath temperature T was maintained at 455 ° C. for 10 days, the hot-dip galvanized bath was used. A Γ 2- phase dross having a particle size of 100 μm or more was formed in. Incidentally, to maintain a free Al concentration C Al of galvanizing bath was vatting with 0.135%, while maintaining the bath temperature T at 455 ° C., a result of holding for 90 days, at five field gamma 2 phase The particle size of the dross was 300 μm or more.

[実施例2]
[溶融亜鉛めっき処理工程を想定した試験]
次に、実施例1と同様に、ラボでの溶融亜鉛めっき浴を準備した。溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAlを0.135%で維持し、浴温Tを470℃で維持しながら、10日間(240時間)保持した。つまり、溶融亜鉛めっき浴をδ1核生成領域31で10日間保持した。10日間保持した後、溶融亜鉛めっき浴中のボトムドロスの形態(相及び粒径)を次の方法で調査した。実施例1と同じ方法により、溶融亜鉛めっき浴中のボトムドロスの形態(相及び粒径)を調べた。図8(B)の写真画像は、実施例2の走査型電子顕微鏡で得られた画像の一例である。図中の矢印で示す「δ1」は、δ1相ドロスである。
[Example 2]
[Test assuming hot-dip galvanizing process]
Next, a hot-dip galvanizing bath in the laboratory was prepared in the same manner as in Example 1. The free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath was maintained at 0.135%, and the bath temperature T was maintained at 470 ° C. for 10 days (240 hours). That is, the hot-dip galvanized bath was held in the δ 1 nucleation region 31 for 10 days. After holding for 10 days, the morphology (phase and particle size) of the bottom dross in the hot-dip galvanized bath was investigated by the following method. The morphology (phase and particle size) of the bottom dross in the hot-dip galvanizing bath was examined by the same method as in Example 1. The photographic image of FIG. 8B is an example of an image obtained by the scanning electron microscope of Example 2. Indicated by an arrow in FIG. "Δ1" is a [delta] 1 phase dross.

図8にも示すとおり、5つの視野のいずれのドロスの化学組成も、質量%で、1%以下のAlと、9%以上のFeと、90%以上のZnとからなり、結晶構造は面心立方晶であった。したがって、実施例2の溶融亜鉛めっき浴中のドロスを、δ1相ドロスと認定した。δ1相ドロスの粒径を上述の方法で測定した。その結果、5つの視野の中の全てのδ1相ドロスの粒径は100μmよりもはるかに小さかった。なお、5つの視野全てにおいて、粒径が100μm以上のΓ2相ドロスは確認されなかった。As shown in FIG. 8, the chemical composition of the dross in each of the five fields of view is composed of 1% or less of Al, 9% or more of Fe, and 90% or more of Zn in mass%, and the crystal structure is a plane. It was a face-centered cubic crystal. Therefore, the dross in the hot-dip galvanizing bath of Example 2 was recognized as δ 1-phase dross. The particle size of the δ 1- phase dross was measured by the method described above. As a result, the five particle sizes of all the [delta] 1 phase dross in the field of view is much lower than 100 [mu] m. No Γ 2- phase dross with a particle size of 100 μm or more was confirmed in all five fields of view.

以上の実施例1及び実施例2の試験結果は、図1の準安定状態図から予想されるドロス相とよい一致を示した。したがって、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl(質量%)と浴温T(℃)とを適切に調整することにより、ボトムドロスの粒径を調整できることがわかった。The above test results of Example 1 and Example 2 showed good agreement with the dross phase expected from the metastable phase diagram of FIG. Therefore, it was found that the particle size of the bottom dross can be adjusted by appropriately adjusting the free Al concentration C Al (mass%) of the hot-dip galvanizing bath and the bath temperature T (° C.).

[実施例3]
上記実施例1及び実施例2を踏まえた上で、実機の連続溶融亜鉛めっき設備を用いて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を次の方法で製造した。
[Example 3]
Based on the above-mentioned Examples 1 and 2, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet was manufactured by the following method using the continuous hot-dip galvanized equipment of the actual machine.

各試験番号において、停機期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl(質量%)、及び、浴温T(℃)を表1の「停機時」欄の「Al濃度CAl」欄及び「浴温T」欄に示すとおりに保持した。保持期間は30日とした。In each test number, during the stoppage period, the free Al concentration C Al (mass%) of the hot-dip galvanizing bath and the bath temperature T (° C.) are shown in the "Al concentration C Al " column of the "Stop" column in Table 1. And kept as shown in the "bath temperature T" column. The retention period was 30 days.

停機期間が経過した後、溶融亜鉛めっき処理工程を実施した。溶融亜鉛めっき処理工程の期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl(質量%)、及び、浴温T(℃)を表1の「稼働時」欄に示すとおりに保持した。保持期間は5日とした。保持期間中の鋼板の通板量は各試験条件で同じとした。なお、溶融亜鉛めっき処理後の鋼板に対して、周知の合金化処理を実施した。各試験番号で用いた鋼板の種類は同じとした。また、合金化処理の条件は、各試験番号で同じとした。以上の工程により、各試験番号の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。After the shutdown period had elapsed, a hot-dip galvanizing process was carried out. During the hot-dip galvanizing process, the free Al concentration C Al (mass%) of the hot-dip galvanizing bath and the bath temperature T (° C.) were maintained as shown in the “Operating” column of Table 1. The retention period was 5 days. The amount of steel sheet passed through during the holding period was the same under each test condition. A well-known alloying treatment was carried out on the steel sheet after the hot-dip galvanizing treatment. The type of steel sheet used in each test number was the same. The conditions for alloying treatment were the same for each test number. Through the above steps, alloyed hot-dip galvanized steel sheets of each test number were manufactured.

なお、各試験番号のフリーAl濃度CAlを上述の方法で経時的に測定し、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAlを調整した。The free Al concentration C Al of each test number was measured over time by the above method to adjust the free Al concentration C Al of the hot-dip galvanizing bath.

保持期間の最終2時間の間に溶融亜鉛めっき処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面を目視で観察して、次の評価指標により、ドロス欠陥を評価した。 The surface of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet subjected to the hot-dip galvanized treatment during the final 2 hours of the holding period was visually observed, and the dross defect was evaluated by the following evaluation index.

具体的には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金化溶融亜鉛めっき層の表面のうち、任意の幅中央位置からサンプルを採取した。採取したサンプルの合金化溶融亜鉛めっき層の表面のうち、1m×1mの矩形領域を1視野とし、任意の10視野を測定対象とした。各視野において、目視により、粒径が100μm以上のドロスを観察した。粒径が100μm以上のドロスが合金化溶融亜鉛めっき層に付着していた場合、ドロス欠陥と認定した。10視野で特定された、ドロス欠陥の総個数をカウントした。ドロス欠陥の総個数と、10視野の総面積(10m2)とに基づいて、ドロス欠陥の単位面積当たりの個数(個/10m2)を求めた。なお、目視において、粒径が100μm以上か否かが判別困難なドロスについては、100倍の光学顕微鏡を用いて判別した。Specifically, a sample was taken from the center position of an arbitrary width on the surface of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet. Of the surface of the alloyed hot-dip galvanized layer of the sample, a rectangular region of 1 m × 1 m was defined as one visual field, and any 10 visual fields were set as measurement targets. In each visual field, dross having a particle size of 100 μm or more was visually observed. When dross having a particle size of 100 μm or more adhered to the alloyed hot-dip galvanized layer, it was recognized as a dross defect. The total number of dross defects identified in 10 fields of view was counted. Based on the total number of dross defects and the total area of 10 fields of view (10 m 2 ), the number of dross defects per unit area (pieces / 10 m 2 ) was determined. The dross, which is difficult to visually determine whether or not the particle size is 100 μm or more, was determined using a 100x optical microscope.

ドロス欠陥評価の基準は、次のとおりとした。
評価A:ドロス欠陥の単位面積当たりの個数が0個〜1個/10m2であった。
評価B:ドロス欠陥の単位面積当たりの個数が1〜10個/10m2であった。
評価C:ドロス欠陥の単位面積当たりの個数が11個/10m2以上であった。
The criteria for dross defect evaluation were as follows.
Evaluation A: The number of dross defects per unit area was 0 to 1/10 m 2 .
Evaluation B: The number of dross defects per unit area was 1 to 10/10 m 2 .
Evaluation C: The number of dross defects per unit area was 11 pieces / 10 m 2 or more.

[評価結果]
評価結果を表1に示す。

Figure 2020027017
[Evaluation results]
The evaluation results are shown in Table 1.
Figure 2020027017

なお、表1中の「F2122」欄には、対応する試験番号のF2122値を示す。「F23」欄には、対応する試験番号のF23値を示す。「F3132」欄には、対応する試験番号のF3132値を示す。表1中の「停機時」欄中の「領域」欄には、停機期間での各試験番号の溶融亜鉛めっき浴の状態を示す。たとえば、試験番号1の場合、停機期間での溶融亜鉛めっき浴の状態が、Γ2粒成長領域であることを示す。同様に、表1中の「稼働時」欄中の「領域」欄には、稼働期間での各試験番号の溶融亜鉛めっき浴の状態を示す。たとえば、試験番号1の場合、稼働期間での溶融亜鉛めっき浴の状態が、δ1粒成長領域であることを示す。In the "F 2122 " column in Table 1, the F 2122 value of the corresponding test number is shown. The "F 23 " column indicates the F 23 value of the corresponding test number. The "F 3132 " column shows the F 3132 value of the corresponding test number. In the "Region" column in the "Stopped" column in Table 1, the state of the hot-dip galvanized bath of each test number during the stopped period is shown. For example, in the case of test number 1, it indicates that the state of the hot-dip galvanizing bath during the stoppage period is the Γ 2 grain growth region. Similarly, in the "Region" column in the "Operating" column in Table 1, the state of the hot-dip galvanizing bath of each test number during the operating period is shown. For example, in the case of test number 1, it indicates that the state of the hot-dip galvanizing bath during the operating period is the δ 1 grain growth region.

表1を参照して試験番号3〜6、13〜16、24〜26、33〜35では、停機期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たした。つまり、溶融亜鉛めっき浴の状態がΓ2粒成長領域であった。さらに、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たした。つまり、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1核生成領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥は観察されず、ドロス欠陥が有効に抑制できた(評価A)。In test numbers 3 to 6, 13 to 16, 24 to 26, and 33 to 35 with reference to Table 1, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath have the formula (1) during the stoppage period. Satisfied. In other words, the state of the hot-dip galvanizing bath was the Γ 2 grain growth region. Further, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath satisfied the formula (2). That is, the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 nucleation region. Therefore, no dross defects were observed in the produced alloyed hot-dip galvanized steel sheet, and the dross defects could be effectively suppressed (evaluation A).

一方、試験番号1及び2では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさなかった。具体的には、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1核生成領域ではなく、δ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。On the other hand, in Test Nos. 1 and 2, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2) during the operation period. Specifically, during the operation period, the state of the galvanizing bath instead of [delta] 1 nucleation region, was [delta] 1 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号7では、停機期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。さらに、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In Test No. 7, during the shutdown period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (1), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Further, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号10では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がΓ2粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In Test No. 10, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the Γ 2 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号11では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がΓ2粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In Test No. 11, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the Γ 2 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号12では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In Test No. 12, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号17では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In Test No. 17, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号18及び19では、停機期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1核生成領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、少ないものの、ドロス欠陥が確認された(評価B)。In test numbers 18 and 19, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (1) during the shutdown period, and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 nucleation region. .. Therefore, dross defects were confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet, although the number was small (evaluation B).

試験番号20〜22では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がΓ2粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In test numbers 20 to 22, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2) during the operation period, and the state of the hot-dip galvanizing bath was the Γ 2 grain growth region. .. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号23では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、少ないものの、ドロス欠陥が確認された(評価B)。In Test No. 23, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Therefore, dross defects were confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet, although the number was small (evaluation B).

試験番号27では、停機期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。さらに、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In Test No. 27, during the shutdown period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (1), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Further, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号28では、停機期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1核生成領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、少ないものの、ドロス欠陥が確認された(評価B)。In Test No. 28, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (1) during the shutdown period, and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 nucleation region. Therefore, dross defects were confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet, although the number was small (evaluation B).

試験番号30及び31では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がΓ2粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価C)。In test numbers 30 and 31, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2) during the operation period, and the state of the hot-dip galvanizing bath was the Γ 2 grain growth region. .. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation C).

試験番号32では、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たさず、溶融亜鉛めっき浴の状態がδ1粒成長領域であった。そのため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認された(評価B)。In Test No. 32, during the operating period, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath did not satisfy the formula (2), and the state of the hot-dip galvanizing bath was the δ 1 grain growth region. Therefore, a dross defect was confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation B).

なお、試験番号8、9及び29では、停機期間中及び稼働期間中ともに、浴温が一定であり、かつ、470℃以上であった。これらの試験番号では、停機期間中の溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たさなかったものの、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、ドロス欠陥が確認されなかった(評価A)。一方で、上述のとおり、試験番号18、19及び28では、浴温が470℃以上で一定であり、停機期間中の溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たさなかったため、製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、少ないものの、ドロス欠陥が確認された(評価B)。したがって、より安定してドロス欠陥を抑制するためには、停機期間中の溶融亜鉛めっき浴のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(1)を満たし、かつ、稼働期間中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tが式(2)を満たすことが有効であると考えられた。In test numbers 8, 9 and 29, the bath temperature was constant and was 470 ° C. or higher during both the stoppage period and the operation period. In these test numbers, although the free Al concentration C Al and bath temperature T of the hot-dip galvanized bath during the shutdown period did not satisfy the formula (1), dross defects were confirmed in the manufactured alloyed hot-dip galvanized steel sheet. Not done (evaluation A). On the other hand, as described above, in test numbers 18, 19 and 28, the bath temperature is constant at 470 ° C. or higher, and the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanized bath during the shutdown period are given by the formula (1). However, dross defects were confirmed in the produced alloyed hot-dip galvanized steel sheet (evaluation B). Therefore, in order to suppress dross defects more stably, the free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath during the shutdown period satisfy the formula (1), and the free Al concentration during the operating period is satisfied. It was considered effective that C Al and bath temperature T satisfy the formula (2).

[実施例4]
実施例3の試験番号4(停機期間中がΓ2粒成長領域、稼働期間中がδ1核生成領域)、試験番号11(停機期間中及び稼働期間中ともにΓ2粒成長領域)、及び、試験番号18(停機期間中及び稼働期間中ともにδ1核生成領域)の溶融亜鉛めっき浴中のドロスのサイズ及び個数を、次の方法で調査した。
[Example 4]
Test No. 4 of Example 3 (Γ 2 grain growth region during the stoppage period, δ 1 nucleation region during the operation period ), Test No. 11 (Γ 2 grain growth region during both the stoppage period and the operation period), and The size and number of dross in the hot-dip galvanizing bath of test number 18 (δ 1 nucleation region during both the stoppage period and the operation period) were investigated by the following method.

試験番号4、試験番号11、試験番号18の稼働期間修了後の各溶融亜鉛めっき浴の長さ中央位置、かつ、幅中央位置であって、溶融亜鉛めっき浴の液面から300mm深さ位置の領域から、サンプル(液相)を採取した。なお、溶融亜鉛めっき浴の液面から300mm深さ位置は、溶融亜鉛めっき浴の深さをD(mm)と仮定したとき、液面から深さ方向にD/10付近の位置に相当した。 The center position of the length and the center of the width of each hot-dip galvanizing bath after the operation period of test number 4, test number 11, and test number 18 is completed, and the position is 300 mm deep from the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath. A sample (liquid phase) was taken from the region. The position at a depth of 300 mm from the liquid surface of the hot-dip galvanizing bath corresponds to a position near D / 10 in the depth direction from the liquid surface, assuming that the depth of the hot-dip galvanizing bath is D (mm).

採取したサンプルを銅製の鋳型を用いて急冷し、矩形状に固化した。固化したサンプルの表面の一つを観察面と定義した。観察面を鏡面研磨した。鏡面研磨した観察面のうち、任意の20mm×20mmの範囲を視野面と特定した。レーザー顕微鏡を用いて、視野面に含まれるボトムドロスの粒径及び個数を測定した。具体的には、20mm×20mmの視野面を2mm×2mmの微細領域に100分割した。各微細領域を光学顕微鏡で観察して、写真画像(光学像)を生成した。微細領域の写真画像において、母相(Zn)とボトムドロスとはコントラストが異なる。そこで、微細領域の写真画像に対して適切な閾値で2値化処理を実施して、図7に示すように、母相200とボトムドロス100との界面150を明確にした。微細領域中のボトムドロス100を特定して、特定された各ボトムドロス100の最大長さLSを画像処理により求めた。求めた最大長さを、対応するボトムドロス100の粒径(μm)と定義した。全ての微細領域中のボトムドロスを特定し、かつ、特定されたボトムドロスの粒径を求めた。そして、全ての微細領域中のボトムドロスを、所定の粒径範囲ごとに階級分けした。そして、各階級ごとのボトムドロスの個数を求めた。階級ごとのボトムドロスの個数をヒストグラム化した。 The collected sample was rapidly cooled using a copper mold and solidified into a rectangular shape. One of the surfaces of the solidified sample was defined as the observation surface. The observation surface was mirror-polished. Of the mirror-polished observation surfaces, an arbitrary 20 mm × 20 mm range was specified as the visual field surface. Using a laser microscope, the particle size and number of bottom dross contained in the visual field surface were measured. Specifically, a 20 mm × 20 mm visual field surface was divided into 100 2 mm × 2 mm fine regions. Each minute region was observed with an optical microscope to generate a photographic image (optical image). In the photographic image of a fine region, the contrast between the matrix (Zn) and the bottom dross is different. Therefore, the photographic image of the fine region was binarized at an appropriate threshold value to clarify the interface 150 between the matrix 200 and the bottom dross 100 as shown in FIG. 7. The bottom dross 100 in the fine region was specified, and the maximum length LS of each of the specified bottom dross 100 was determined by image processing. The determined maximum length was defined as the particle size (μm) of the corresponding bottom dross 100. The bottom dross in all the fine regions was specified, and the particle size of the specified bottom dross was determined. Then, the bottom dross in all the fine regions was classified according to a predetermined particle size range. Then, the number of bottom dross for each class was calculated. The number of bottom dross for each class was made into a histogram.

なお、上述のサンプル採取位置は、溶融亜鉛ポット101の底に堆積する粗大ボトムドロスよりも十分に上方に位置していた。そのため、採取したサンプルには、溶融亜鉛ポット101の底に堆積する粗大ボトムドロスは含まれなかった。 The above-mentioned sampling position was sufficiently above the coarse bottom dross deposited on the bottom of the hot-dip zinc pot 101. Therefore, the collected sample did not contain the coarse bottom dross deposited on the bottom of the hot-dip zinc pot 101.

測定された粒径とボトムドロスの個数に基づいて、図9に示すヒストグラムを作成した。 The histogram shown in FIG. 9 was created based on the measured particle size and the number of bottom dross.

[評価結果]
図9を参照して、本発明例である試験番号4(停機期間中がΓ2粒成長領域、稼働期間中がδ1核生成領域)では、他の試験番号11及び18と比較して、視野面中のボトムドロスの総数が最も少なかった。試験番号4では、次のメカニズムが作用したと考えられる。停機期間中において粗大ボトムドロス生成工程を実施することにより、粗大ボトムドロスが生成した。そして、粗大ボトムドロスを含んだ溶融亜鉛めっき浴を用いて、稼働期間中において、溶融亜鉛めっき処理を行った結果、オストワルド成長により、微細なδ1相ドロスの生成及び成長が抑えられた。そのため、粒径が100〜300μm未満のボトムドロスの個数が最も少なく、ボトムドロスの総数も最も少なかった。その結果、ドロス欠陥が確認されなかったと考えられる。
[Evaluation results]
With reference to FIG. 9, in test number 4 (a Γ 2 grain growth region during the shutdown period and a δ 1 nucleation region during the operating period), which is an example of the present invention, compared with other test numbers 11 and 18, The total number of bottom dross in the field of view was the smallest. In test number 4, it is considered that the following mechanism worked. Coarse bottom dross was generated by carrying out the coarse bottom dross generation step during the stoppage period. Then, as a result of performing the hot-dip galvanizing treatment during the operation period using the hot-dip galvanizing bath containing the coarse bottom dross, the formation and growth of fine δ1 phase dross were suppressed by the Ostwald ripening. Therefore, the number of bottom dross having a particle size of less than 100 to 300 μm was the smallest, and the total number of bottom dross was also the smallest. As a result, it is probable that no dross defect was confirmed.

一方、試験番号11(停機期間中及び稼働期間中ともにΓ2粒成長領域)では、試験番号4及び試験番号18と比較して、粒径が100〜300μm未満のボトムドロスが最も多かった。粒径が100〜300μm未満のボトムドロスが多かったため、試験番号11では、ドロス欠陥が多かったと予想できた。On the other hand, in Test No. 11 ( Gamma 2 grain growth region during both the stoppage period and the operation period), the bottom dross having a particle size of less than 100 to 300 μm was the largest as compared with Test No. 4 and Test No. 18. Since there were many bottom dross having a particle size of less than 100 to 300 μm, it was expected that there were many dross defects in Test No. 11.

試験番号18(停機期間中及び稼働期間中ともにδ1核生成領域)では、試験番号4と比較して、粒径が100〜300μm未満のボトムドロスが多かった。特に、粒径が100〜150μm未満のボトムドロスの個数が多かった。そのため、試験番号4と比較して、ドロス欠陥が多かったと予想できた。試験番号18では、粗大ボトムドロスが存在しなかったため、稼働期間中において、粗大ボトムドロスのオストワルド成長による微細δ1相ドロスの生成及び成長を十分に抑制できず、その結果、粒径が100〜150μm未満のボトムドロスの個数が多くなったと考えられる。 In test number 18 (δ 1 nucleation region during both the stoppage period and the operation period), the bottom dross having a particle size of less than 100 to 300 μm was larger than that of test number 4. In particular, the number of bottom dross having a particle size of less than 100 to 150 μm was large. Therefore, it could be expected that there were more dross defects as compared with Test No. 4. In test number 18, since there was no coarse bottom dross, the formation and growth of fine δ 1- phase dross due to Ostwald growth of the coarse bottom dross could not be sufficiently suppressed during the operation period, and as a result, the particle size was less than 100 to 150 μm. It is considered that the number of bottom dross in the above has increased.

[実施例5]
上述の試験結果に基づいて、連続溶融亜鉛めっき設備の停機期間中では粗大ボトムドロス生成工程を30〜40日間実施し、その後、粗大ボトムドロスを含む溶融亜鉛めっき浴を用いて、溶融亜鉛めっき処理工程を30〜40日間実施する工程を1年にわたって繰返した。このとき、粗大ボトムドロス生成工程での溶融亜鉛めっき浴は式(1)を満たし、かつ、溶融亜鉛めっき処理工程での溶融亜鉛めっき浴は式(2)を満たすように、浴温Tを上昇又は降下して調整した。その結果、30〜40日の停機期間と30〜40日の稼働期間とを1年にわたって繰返し、停機期間及び稼働期間ともに、フリーAl濃度CAlを0.130%で一定とし、浴温を455℃で一定として操業した場合と比較して、ボトムドロスの除去工程の実施頻度が1/3まで低減できた。
[Example 5]
Based on the above test results, the coarse bottom dross generation step is carried out for 30 to 40 days during the shutdown period of the continuous hot dip galvanizing facility, and then the hot dip galvanizing treatment step is carried out using a hot dip galvanizing bath containing the coarse bottom dross. The process of performing for 30-40 days was repeated over a year. At this time, the bath temperature T is raised or so that the hot-dip galvanizing bath in the coarse bottom dross generation step satisfies the formula (1) and the hot-dip galvanizing bath in the hot-dip galvanizing treatment step satisfies the formula (2). I descended and adjusted. As a result, the stop period of 30 to 40 days and the operation period of 30 to 40 days were repeated for one year, and the free Al concentration CAl was kept constant at 0.130% and the bath temperature was 455 ° C. for both the stop period and the operation period. The frequency of performing the bottom dross removal step could be reduced to 1/3 as compared with the case where the operation was carried out at a constant level.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the embodiments described above are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented within a range that does not deviate from the gist thereof.

10 溶融亜鉛めっき設備
101 溶融亜鉛ポット
103 溶融亜鉛めっき浴
10 Hot-dip galvanizing equipment 101 Hot-dip galvanized pot 103 Hot-dip galvanizing bath

Claims (8)

溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
式(1)を満たすように溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl及び浴温Tを調整して、前記溶融亜鉛めっき浴中に粒径が300μm以上の粗大ボトムドロスを生成する粗大ボトムドロス生成工程と、
前記粗大ボトムドロス生成工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tを式(2)を満たすように調整し、前記フリーAl濃度CAl及び前記浴温Tが式(2)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴を用いて溶融亜鉛めっき処理を実施して、鋼板に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき処理工程とを備える、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
466.15×CAl+385.14≦T≦577.24×CAl+382.49 (1)
390.91×CAl+414.20≦T≦485.00 (2)
ここで、式(1)及び式(2)中の「CAl」には、溶融亜鉛めっき浴中のフリーAl濃度CAl(質量%)が代入される。
A method for manufacturing hot-dip galvanized steel sheets.
A coarse bottom dross generation step of adjusting the free Al concentration C Al and the bath temperature T in the hot-dip galvanizing bath so as to satisfy the formula (1) to generate a coarse bottom dross having a particle size of 300 μm or more in the hot-dip galvanizing bath. When,
The free Al concentration C Al and the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the coarse bottom dross generation step are adjusted so as to satisfy the formula (2), and the free Al concentration C Al and the bath temperature T are expressed by the formula ( The hot-dip galvanizing treatment step of forming a hot-dip galvanizing layer on a steel sheet by performing a hot-dip galvanizing treatment using the hot-dip galvanizing bath satisfying 2) is provided.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
466.15 × C Al +385.14 ≦ T ≦ 577.24 × C Al +382.49 (1)
390.91 × C Al +414.20 ≦ T ≦ 485.00 (2)
Here, the free Al concentration C Al (mass%) in the hot-dip galvanizing bath is substituted for "C Al " in the formulas (1) and (2).
請求項1に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記溶融亜鉛めっき処理工程の実施を停止している停機時において、前記溶融亜鉛めっき処理工程後の前記溶融亜鉛めっき浴に対して前記粗大ボトムドロス生成工程を実施する、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to claim 1.
When the stop is stopped, the coarse bottom dross generation step is carried out on the hot dip galvanizing bath after the hot dip galvanizing step.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
請求項1又は請求項2に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記溶融亜鉛めっき処理工程では、前記粗大ボトムドロス生成工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温Tを上昇して、式(2)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴とする、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to claim 1 or 2.
In the hot-dip galvanizing treatment step, the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the coarse bottom dross generation step is raised to obtain the hot-dip galvanizing bath satisfying the formula (2).
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
請求項3に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であってさらに、
前記粗大ボトムドロス生成工程と、前記溶融亜鉛めっき処理工程とを交互に繰返し実施し、
前記溶融亜鉛めっき処理工程後、前記粗大ボトムドロス生成工程を実施する場合、前記粗大ボトムドロス工程では、前記溶融亜鉛めっき処理工程後の前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温Tを降下して、式(1)を満たす前記溶融亜鉛めっき浴とする、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to claim 3, further
The coarse bottom dross generation step and the hot-dip galvanizing treatment step are alternately repeated.
When the coarse bottom dross generation step is carried out after the hot-dip galvanizing treatment step, in the coarse bottom dross step, the bath temperature T of the hot-dip galvanizing bath after the hot-dip galvanizing treatment step is lowered to obtain the formula (1). ) Is satisfied with the hot-dip galvanizing bath.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記粗大ボトムドロス生成工程及び前記溶融亜鉛めっき処理工程における前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーAl濃度CAlを0.125質量%以上とする、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 4.
The free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath in the coarse bottom dross generation step and the hot-dip galvanizing treatment step is set to 0.125% by mass or more.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
請求項5に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記粗大ボトムドロス生成工程及び前記溶融亜鉛めっき処理工程における前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーAl濃度CAlを0.138質量%以下とする、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to claim 5.
The free Al concentration C Al in the hot-dip galvanizing bath in the coarse bottom dross generation step and the hot-dip galvanizing treatment step is set to 0.138% by mass or less.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であってさらに、
前記粗大ボトムドロス生成工程を実施する前に、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記粗大ボトムドロスの少なくとも一部を除去するボトムドロス除去工程を備える、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-dip galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 6.
A bottom dross removing step of removing at least a part of the coarse bottom dross in the hot-dip galvanizing bath is provided before the coarse bottom dross generation step is carried out.
A method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet.
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の前記溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して、前記溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、
前記溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施する合金化処理工程とを備える、
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
A step of manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet by carrying out the method for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 7.
The hot-dip galvanized steel sheet is provided with an alloying treatment step for performing an alloying treatment.
A method for manufacturing alloyed hot-dip galvanized steel sheets.
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