JPH0121240B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は鋼板の連続めつき設備に係り、特に鋼
板の熱処理、鋼板表面の清浄化処理、活性化処理
を効率的に行い、また、選択的に電気めつき又は
溶融金属めつきを行うに好適な鋼板の連続めつき
設備に関する。 〔発明の背景〕 本発明による鋼板の連続めつきは亜鉛めつきに
限るものではないが、以下連続電気亜鉛めつきを
例にとつて従来技術を説明する。 従来、一般に鋼板の連続電気亜鉛めつきは、ア
ルカリ水溶液による脱脂、塩酸あるいは硫酸水溶
液による鋼板表示の活性化、硫酸亜鉛浴等でのめ
つきによる一連の湿式プロセスによつている。 電気めつき鋼板の性能には、めつき処理条件が
関与することは言うまでもないが、鋼板の脱脂清
浄、表面活性化などの前処理が大きく影響する。
前処理不良は特にめつき皮膜の均一性や密着性の
低下原因となり、これらはめつき本来の目的であ
る装飾性や耐食性を著しく損う。従つて完全な前
処理が必要である。 特開昭58−87295号に記載されているように、
従来、めつき前処理すなわち鋼板の脱脂清浄、表
面活性化処理は湿式法であつた。すなわち鋼板の
脱脂清浄化はアルカリ水溶液への浸漬あるいはそ
の吹付けにより行ない、これのみでは完全な脱脂
が難しいため、次いでアルカリ水溶液中で鋼板に
正または負の電圧を印加して電解脱脂をする。し
かる後に鋼板を水洗し、塩酸あるいは硫酸等の酸
水溶液に浸漬して表面の酸化物等を除去して活性
化し、水洗後、電気めつきをする。 しかし、この方法では水溶液中の湿式脱脂のた
め、処理速度が小さいと同時に、一旦アルカリ水
溶液中に溶出した油脂分が連続通板中に再び鋼板
に付着して再汚染する恐れがあるため十分な水洗
が必要となり、このため設備長さが大となり好し
くない。さらに電解脱脂ではアルカリ水溶液中に
鉄が溶出するため、これの除去処理が付随する。
これらの問題は水溶液中における湿式脱脂清浄処
理では必然的に生ずる。 また、電気めつきには通常冷延鋼板が用いられ
るが、この場合、上記従来の方法では鋼板の熱処
理は別ラインで行なう必要があり、これを同一ラ
インで連続処理できるようになつていないので生
産性等の面で効果的ではなかつた。また従来の連
続電気めつき設備は鋼板の溶融めつきにも兼用で
きるような構成上の配慮がされていなかつた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、鋼板の清浄及び活性化処理を
効率的に行ない且つ鋼板の熱処理と電気めつきの
一貫処理を行うことができ、また溶融金属めつき
にも選択的に兼用できる連続めつき設備を提供す
ることにある。 〔発明の概要〕 本発明の鋼帯の連続めつき設備は、鋼帯の入口
側から予熱炉、無酸化性雰囲気中で高温分解によ
る脱脂清浄処理を施す無酸化炉、還元性雰囲気中
で焼鈍熱処理を施す還元焼鈍炉、還元性雰囲気に
保つた冷却室、溶融金属めつき槽、冷却装置、鋼
帯に酸水溶液の液膜を塗布してその表面のスケー
ルを溶解する表面調整処理装置、水洗タンク、ド
ライヤー、スキンパスミル及びテンシヨンレベラ
からなる形状修正装置、酸洗タンクからなる表面
活性化装置、水洗タンク及び電気めつきタンクを
順次配置してなり、前記表面調整処理装置および
酸洗タンクはその中の酸水溶液を排出可能であ
り、前記電気めつきタンクはその中のめつき液を
排出可能であり、前記溶融金属めつき槽はその中
の溶融金属浴の注入・排出が自在であり、前記表
面調整処理装置及び酸洗タンクに酸水溶液を入
れ、前記電気めつきタンクにめつき液を入れ、且
つ前記溶融金属めつき槽から溶融金属浴を排出し
た状態において鋼帯を通板することによつて鋼帯
に連続電気めつきを施し、また、前記表面調整処
理装置および酸洗タンクから酸水溶液を排出し、
前記電気めつきタンクからめつき液を排出し、且
つ前記溶融金属めつき槽に溶融金属浴を注入した
状態において鋼帯を通板することによつて鋼帯に
連続溶融金属めつきを施す様に構成したことを特
徴とするものである。 〔発明の実施例〕 本発明においては、〔発明の背景〕で述べた従
来の湿式脱脂に伴う問題を解決し且つ同一ライン
で所要の熱処理を施すために、無酸化炉において
脱脂清浄処理を気相中で行なう。気相中での脱脂
清浄処理は、鋼板を高温に加熱し、付着している
油脂分を焼却することによつて簡便且つ大なる処
理速度で行うことができる。ここで鋼板表面は加
熱により酸化されてスケールが生成し、これはめ
つき膜の密着性を著しく阻害するので、続いて還
元焼鈍炉において水素と窒素ガスからなる還元雰
囲気の炉中で高温に保持してスケールを還元して
除去し、鋼板表面を活性な鉄面とする。この還元
雰囲気の炉内温度を変えることにより、鋼板に任
意の焼鈍熱処理を連続的に施すことができる。 上記気相脱脂処理および熱処理により鋼板は加
熱され、伸びによる板幅方向の反りなどの形状変
化が生じ、めつき処理に不都合を来たすので、テ
ンシヨンレベラ等により形状を修正し平担化す
る。しかし、高温で還元処理をした鋼板を形状修
正装置に供給する際に、高温の鋼板は大気中で酸
化されて表面にスケールが生成する。このスケー
ルは1μm以下の薄いものであるが、形状修正装置
のスキンパスミル及びテンシヨンレベラによる軽
圧延時に破壊され、破壊された微細スケールが鋼
板に押し込まれて表面損傷や特性劣化の原因とな
る。この問題は還元処理と形状修正処理の間に鋼
板のスケールを除去して形状修正に適した表面状
態にする表面調整処理工程を入れることにより解
決できる。スケール除去による表面調整処理は、
酸水溶液による化学的な溶解法で達せられる。 この表面調整処理のための化学的溶解法に用い
る酸水溶液としては塩酸、硫酸、リン酸等の無機
酸及びクエン酸、シユウ酸、酒石酸等の有機酸の
１種あるいは２種以上の混合が好都合であり、適
当濃度の水溶液として用いるのが良い。また、酸
水溶液には鋼板素地鉄の損失防止のためインヒビ
ターを添加するのが実用的である。添加インヒビ
ターは無機化合物よりも有機化合物が望しく、ア
ミン化合物、硫黄化合物、トリアゾール化合物な
どが実用的である。 この化学的溶解法による表面調整処理を行なう
には酸水溶液を満たした酸洗槽を設けて鋼板を連
続的に浸漬するのが最も簡便且つ実用的ではある
が、しかし、これは酸水溶液使用量が多く、装置
スペースも大となるので、本発明では酸洗槽への
浸漬以外の下記の手段によつて表面調整処理を行
なうのである。すなわち、前記の還元処理工程後
の鋼板温度は通常約450℃程度であり、大気中で
自然冷却及び強制風冷により30秒程度で約150℃
以下まで冷却される。しかるに鋼板の酸化は約
250℃以下の温度では極端に遅く、したがつてス
ケールの厚さはおおよそ450〜250℃に冷却される
までの間にほとんど決まり、鋼板の厚さにもよる
が、おおよそ1000〜3000Åと比較的薄い。このこ
とから本発明では、スケールの除去のために、鋼
板の酸洗槽への浸漬以外の効果的な手段として鋼
板表面へ酸水溶液の液膜を形成し、これによりス
ケールを溶解する手段を採用する。液膜の形成手
段としては第２図に例示するごとき、ロールコー
テイングは有効な手段である。すなわち第２図に
示すようにピツクアツプロール３により酸水溶液
２を持ち上げ、これに圧接するアプリケータロー
ル４上に酸水溶液の薄膜を形成し、アプリケータ
ロール４から鋼板１の表面に酸水溶液を転写し、
1000〜3000Å厚さのスケールを溶解する。ロール
は酸水溶液に浸食されないようにゴム巻きロール
が望しい。ゴム巻きロールを用いればロール表面
が柔軟であるため、鋼板の表面形状に追従でき
る。または、第３図に例示する如く、酸水溶液を
浸み込ませた軟いワイパー６により鋼板１の表面
に連続的に酸水溶液を塗布し、これにより薄いス
ケール層を溶解除去することもできる。ワイパー
材質は鋼板表面を傷つけず、しかも酸水溶液の保
持量が多いように多孔質でしかも弾力性の高いも
のが好しく、ガラス繊維あるいはスポンジなどが
使用できる。このようにロールコーターあるいは
ワイパーによる酸水溶液の液膜形成を利用すれば
装置をコンパクトに出来、しかも処理速度を大き
くできる利点がある。また酸水溶液の液膜形成
は、上記以外にも、酸水溶液の噴霧等によつても
達成することができる。なお、第２図および第３
図に示した表面調整処理装置は、その中の酸水溶
液を外部に拝除できるようになつている。 スケール溶解後の鋼板は水洗して残留酸水溶液
を除去し、乾燥後に次の形状修正装置へ送り、前
記した脱脂清浄処理および熱処理による鋼板の板
幅方向の反りなどの形状変化を修正する。形状修
正には、スキンパスミル及びテンシヨンレベラー
等による軽圧延や引張り伸びの付与により行なう
一般的な方法が用いられる。 形状修正後の鋼板は、電気めつきに適した表面
活性を付与するため、連続電気めつきの常套手段
である酸洗タンクで酸洗を行ない、水洗後に電気
めつき槽中で必要なめつき厚さに処理される。な
お、この酸洗タンク中の酸水溶液および電気めつ
き槽中のめつき液は排出可能である。 上述の一連の工程により、鋼板の脱脂清浄、熱
処理、スケール除去による表面調整、及び熱処理
時に生じた板反り等の形状変化の修正が同一ライ
ン内で効率的に一貫処理されるので、生産性良く
電気亜鉛めつき鋼板が製造される。 なお、本発明においては、脱脂清浄処理後の還
元焼鈍熱処理工程と表面調整処理工程との間には
溶融亜鉛めつき槽が設けられ、鋼帯はこの槽内を
通るようにする。この溶融亜鉛めつき槽はその中
に溶融亜鉛浴を注入したり又は空にしたりするこ
とができるようになつている。前述の電気メツキ
を行なう場合には、この溶融亜鉛槽は空にしてお
くのである。また、この槽内に溶融亜鉛浴を注入
し、且つ前記の表面調整処理装置中の酸水溶液お
よび酸洗タンク中の酸水溶液並びに電気めつき槽
中のめつき液を排出して本発明設備を運転すれ
ば、電気亜鉛めつき鋼帯の代わりに溶融亜鉛めつ
き鋼帯を製造し得る。 このように、本発明設備を用いれば、極めて容
易に同一めつきライン内で電気亜鉛めつき鋼板と
溶融亜鉛めつき鋼板を必要に応じて選択的に製造
し得るプロセスとすることができる。 なお、上記説明は鋼帯の亜鉛めつきを対象に述
べたが、本発明は必らずしも亜鉛めつき鋼板の製
造に限定されるものではなく、錫めつき等、一般
的なめつきに適用できるものである。 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 実施例 １ 第１図には本発明に基づき鋼帯の連続電気亜鉛
めつきを行う設備の１例を示す。 第１図において、鋼帯１は、ペイオフリール、
カツテイングシヤー、ウエルダーなどの主な装置
から構成されている入側設備７により連続的に供
給され、次いで周囲大気から遮断され、雰囲気を
弱酸化性に調節された予熱炉８中に入る。予熱炉
８中で鋼帯１は約450℃程度まで加熱され、次い
で雰囲気を弱酸化性〜中性に保持した無酸化炉９
中で約700℃程度まで加熱され、鋼帯１の表面に
付着している冷間圧延油などが焼却され脱脂され
る。次に、鋼帯１は雰囲気をN₂、H₂の混合ガス
からなる還元性に保持した還元焼鈍炉１０の中で
750〜800℃に加熱され、予熱炉８ないし無酸化炉
９中で生成したスケールを還元して清浄な鉄面を
得る。同時に鋼帯１は還元焼鈍炉１０で必要な熱
処理を施される。次いで還元焼鈍炉１０と同一の
雰囲気に保持された冷却室１１の中で鋼帯１は約
450℃まで冷却され、溶融亜鉛を入れていない空
の溶融亜鉛めつき槽１２を素通りして大気中に引
き出され、強制風冷装置１３により150℃以下に
冷却される。次いで、第２図に示した表面調整処
理装置１４に鋼帯１を導入し、前記約450〜150℃
に冷却される過程で生成したスケールを、5wt％
硫酸に1wt％ヘキサメチレンテトラミンを添加し
た酸水溶液を鋼帯１の両面に塗布することにより
溶解し、次いで水洗タンク１５で残留する酸水溶
液を洗浄除去して、次工程の形状修正時の軽圧延
に適するように表面調整される。次いで鋼帯１
は、ドライヤー１６で乾燥され、次いでスキンパ
スミル１７、テンシヨンレベラー１８からなる形
状修正装置により、脱脂清浄および熱処理時に生
じた板反りを修正し、平担化する。次いで鋼帯１
は酸洗タンク１９内で10wt％の硫酸水溶液で表
面を活性化し、水洗タンク２０で表面に残留する
酸水溶液を洗浄除去した後、電気亜鉛めつきタン
ク２１内で硫酸亜鉛浴により電気亜鉛めつきを施
される。 第１表に本実施例で得られた電気亜鉛めつき鋼
板と、比較例として第１図の工程のうち表面調整
工程を含まない場合に得られた電気亜鉛めつき鋼
板の特性を示す。

【表】 実施例 ２ 実施例１と同じ処理工程で、表面調整処理装置
１４として第３図に示したものを用いて、電気亜
鉛めつき鋼板を製造した。表面調整処理装置１４
では鋼帯１の表面に10wt％塩酸に1wt％ヘキサメ
チレンテトラミンを添加した酸水溶液を塗布して
スケールを除去した。実施例１の場合と同様に、
得られた電気亜鉛めつき鋼板の特性は極めて満足
すべきものであつた。 実施例 ３ 第１図に示した練続亜鉛めつき設備において、
溶融亜鉛めつき槽１２に450℃の溶融亜鉛浴を満
たし、表面調整処理装置１４内の酸水溶液及び酸
洗タンク１９内の酸水溶液を取り除き、さらに電
気亜鉛めつきタンク２１内の硫酸亜鉛めつき液を
抜いて空にし、実施例１と同様に鋼帯１を連続通
板することにより美麗な溶融亜鉛めつき鋼板を得
た。 〔発明の効果〕 本発明の連続めつき設備においては、無酸化炉
にて無酸化性雰囲気中で油脂類を高温分解させる
ので、鋼板表面の酸化を促進させることなく、脱
脂処理ができる。さらに次の工程である還元焼鈍
炉では、還元性雰囲気中で焼鈍熱処理するため、
冷延鋼帯表面の初期に生成した極めて薄い酸化層
のみを還元すればよいので、炉の温度を必要以上
に高くすることなく鋼種に応じた焼鈍温度とする
ことができ、したがつて鋼帯の必要以上の軟化を
防ぐことができる。さらに、電気めつき前の表面
活性化を行なう酸洗では、スケールが既に除去さ
れているため、極めて短時間の酸洗処理で十分で
あるので、酸洗工程の処理時間を一般の電気めつ
き設備におけるよりも遥かに短時間で行なえるた
め、電気めつき設備の高速化ができる。また同一
ライン内で鋼帯の脱脂清浄処理および熱処理と、
めつき処理とを行なうことができるので、生産性
が向上する。 しかも、本発明においては、還元焼鈍炉での熱
処理後、電気めつき処理前に、該熱処理に因る鋼
帯の形状変化を修正するに適した表面調整処理を
行なうので、表面欠陥のない美麗な電気めつき鋼
板が得られる。しかも、本発明の設備配置によれ
ば、この表面調整処理は比較的薄いスケールを溶
解除去すればよいので、酸洗槽への浸漬などの如
き大型の装置でなくて、酸水溶液の膜を鋼帯に塗
布してその表面のスケールを溶解するというコン
パクトな表面調整処理装置で足りる利点がある。 さらに本発明の鋼帯連続めつき設備によれば、
表面調整処理装置の前に、溶融金属浴の注入・排
出の自在な溶融めつき槽を配置したことによつ
て、電気めつきと溶融金属めつきを同一ラインで
使い分けることが出来、薄めつきの需要には電気
めつきを、厚めつきの需要には溶融金属めつきと
いう具合に、随時、目的に応じためつき鋼板の製
造が経済的に出来る利点がある。しかも、電気め
つきは、めつき液（水溶液）をめつき槽に入れ替
えるだけで、極めて簡単に種々のめつき鋼板を得
ることができ、多目的めつき鋼板が得られるとい
う特徴があり、一方、溶融金属めつきは、或る限
られた種類の金属しかできないが、大量生産に極
めて有利であり、少品種多量生産に適するという
特徴があるところ、本発明の連続めつき設備はこ
の両者の特徴を同一ラインで使い分けることがで
き、工業上極めて大きい効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のめつき工程を示す
図、第２図、第３図は本発明に用いる表面調整処
理装置の一実施例を示す図である。 １……鋼帯、２……酸水溶液、３……ピツクア
ツプロール、４……アプリケータロール、６……
ワイパー、７……入側設備、８……予熱炉、９…
…無酸化炉、１０……還元焼鈍炉、１１……冷却
室、１２……溶融めつき槽、１３……強制風冷装
置、１４……表面調整処理装置、１５……水洗タ
ンク、１６……ドライヤー、１７……スキンパス
ミル、１８……テンシヨンレベラー、１９……酸
洗タンク、２０……水洗タンク、２１……電気亜
鉛めつきタンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼帯の入口側から予熱炉、無酸化性雰囲気中
   で高温分解による脱脂清浄処理を施す無酸化炉、
   還元性雰囲気中で焼鈍熱処理を施す還元焼鈍炉、
   還元性雰囲気に保つた冷却室、溶融金属めつき
   槽、冷却装置、鋼帯に酸水溶液の液膜を塗布して
   その表面のスケールを溶解する表面調整処理装
   置、水洗タンク、ドライヤー、スキンパスミル及
   びテンシヨンレベラからなる形状修正装置、酸洗
   タンクからなる表面活性化装置、水洗タンク及び
   電気めつきタンクを順次配置してなり、前記表面
   調整処理装置および酸洗タンクはその中の酸水溶
   液を排出可能であり、前記電気めつきタンクはそ
   の中のめつき液を排出可能であり、前記溶融金属
   めつき槽はその中の溶融金属浴の注入・排出が自
   在であり、前記表面調整処理装置及び酸洗タンク
   に酸水溶液を入れ、前記電気めつきタンクにめつ
   き液を入れ、且つ前記溶融金属めつき槽から溶融
   金属浴を排出した状態において鋼帯を通板するこ
   とによつて鋼帯に連続電気めつきを施し、また、
   前記表面調整処理装置および酸洗タンクから酸水
   溶液を排出し、前記電気めつきタンクからめつき
   液を排出し、且つ前記溶融金属めつき槽に溶融金
   属浴を注入した状態において鋼帯を通板すること
   によつて鋼帯に連続溶融金属めつきを施す様に構
   成したことを特徴とする鋼帯の連続めつき設備。