JPH02267252A - 表面美麗な連続式溶融メッキ鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続式溶融メッキ（例えば、Ｚｎメッキ、Ｚ
ｎ−ＡＱメッキ、ＡＱメッキ等）により、超美麗表面の
メッキ鋼板を得ることができる連続式溶融メッキ鋼板の
製造方法に関する。

（従来の技術） 溶融メッキ鋼板、例えば溶融亜鉛メッキ鋼板の製造にお
いて、表面美麗なメッキ鋼板を得るために、付着量制御
ＴＢを窒素ガス等の非酸化性ガス（０□濃度を２％以下
とした弱酸化性ガスを含む）を用いたガスワイピングに
より行い、メッキ浴上部のガスワイピングノズル近傍を
チャンバで囲うことにより密閉して非酸化性雰囲気中（
Ｏｔ　？ＷＡ度を５％以下とした弱酸化性雰囲気を含む
）でメッキを行う、いわゆる雰囲気メッキ（Ｏｚ濃度を
低減化した雰囲気下でのメッキ）の技術は、特公昭５５
−４８１０２号公報、同５７−５３４２９号公報等に提
案されている。

この雰囲気メッキは、従来の空気ワイピングあるいは窒
素ガスを用いても非密閉空間でワイピングした場合に認
められるメッキ皮膜の表面酸化を防止することを目的と
し、それにより表面のサザ波模様防止および表面光沢向
上といった効果が得られる。しかし、この技術だけでは
、真に超美麗表面を得るには不十分であり、メッキ表面
の疵発生を完全に解消することができなかった。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 本発明の目的は、雰囲気メッキを採用して、表面疵のな
い真に超美麗なメッキ表面を有するメッキ鋼板を製造す
ることのできる、連続式溶融メッキ鋼板の製造方法を提
供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、従来の雰囲気メッキで疵が発生する原因
を検討した結果、溶融亜鉛メッキの場合、単に雰囲気メ
ッキだけでは次のような原因による疵の発生を防止でき
ないことを見出した。

溶融亜鉛メッキ鋼板のうち、特に美麗表面が求められる
のは、家電製品等に採材として利用されるミニマムスパ
ングル品（Ｇｌゼロ品〉である、建材、カラー母材等と
して用いられるレギュラースパングル品（Ｇｌノーマル
品）ならびに自動車用等に主に用いられるガルバニール
品（Ｇ＾品）は、いずれも塗装されるため、表面の美麗
さはＧ１品はど問題とはならない。

ＧＴゼロ品の製造においては、スパングルの形成を抑制
するために、浴中Ｐｂを下げる傾向にある。

すなわち、従来の溶融亜鉛メッキには、スパングル（車
積様）の発生を目的としてＰｂが０．１〜０．２重量％
程度の量で添加された浴を使用していた。

その場合、Ｇｌゼロ品は、メッキ層が凝固する前に薬液
（リン酸アンモニウム水溶液等）あるいは水を空気と共
に噴霧して、スパングルを微細化するミニマイズド化処
理を行って製造していたが、このような後処理を行わず
にＧｌゼロ品を作りやすくするために、Ｇｌゼロ品の製
造においては浴中Ｐｂを０．０４％以下に低減させた浴
を使用することが多くなっている。しかし、特に雰囲気
メッキにおいて、浴中Ｐｂ濃度を下げると、メッキ浴の
流動性が低下するため、ワイピング後に縦スジ状の模様
（ミミズ疵）が発生しやすくなる。すなわち、雰囲気メ
ッキの場合、表面美麗化のため浴の低Ｐｂ化が行われて
きたが、これが上記ミミズ疵発生の大きな原因の一つで
ある。

メッキ表面に疵を発生させる別の原因は、浴中のロール
のガタッキに起因する。メッキ浴ロールのガタッキ振動
により、横方向に折り目（チャーターマーク）が発生す
ると共に、浴を通過する鋼帯が振動して、目付量がライ
ン方向（長手方向）に不均一となり、表面ムラの原因と
なる。

ガタッキ振動の主なる原因はドライブ機構におけるスピ
ンドル入角θが大きいためであり、第１図に示すスナッ
プロール５Ａ、５Ｂのうちスナップロール５Ａの影響が
大きい。

本発明者らは、上記原因による疵の発生に対する防止策
、すなわち、メッキ浴ロールのガタッキを防止するため
浴中ロールを全て非駆動ロールとし、溶融亜鉛メッキの
場合には、メッキ浴の流動性を高めるために０．０８〜
０．２重量％のＰｂを添加した高Ｐｂ浴を使用すること
により、雰囲気メッキによって表面疵のない真に超美麗
な連続式溶融メッキ鋼板を製造することができることを
知見し、本発明を完成させた。

ここに、本発明の要旨は、鋼板の連続式溶融メッキにお
いて、メッキ浴中ロールのうち少なくともシンクロール
の次に接するストリップ幅反り矯正のため押込み量を可
変としたスナップロールを非駆動とし、非酸化性ガスを
ノズルから吹付けるガスワイピング方式で目付量を制増
し、このノズル周辺からメッキ浴面までを密閉すること
により非酸化雰囲気メッキを行うことを特徴とする、表
面美麗な連続式溶融メッキ鋼板の製造方法にある。

好適態様にあっては、ロールの回転負荷を軽減して非駆
動ロールの回転を滑らかにするために、メッキ浴中のス
ナップロールの少なくとも一方にセラミック軸受を使用
してもよく、また、非駆動ロールにグループ加工を行っ
てもよい。

本発明にあって、特に連続式溶融亜鉛メッキの場合には
、メッキ浴中Ｐｂを０゜０８〜０．２０重量％の範囲内
とし、かつメッキ直後にミニマイズドスパングル処理を
施す。

（作用） 以下、本発明を添付図面を参照しながら説明する。なお
、便宜上、以下では溶融亜鉛メッキを対象として説明す
るが、本発明の方法は溶融亜鉛メッキに限定されるもの
ではなく、目付量（メッキ付着量）をガスワイピング方
式により制御するＺｎ−ＡＱなどの亜鉛合金メッキある
いはＡＱメッキなどの他の溶融金属メッキにも同様に適
用できる。ただし、メッキ浴組成およびミニマイズドス
パングル処理に関する説明は、溶融亜鉛メッキのみに適
用されるものであることは言うまでもない。

第１図は、本発明の方法の実施に使用することができる
雰囲気メッキを行うための連続式溶融亜鉛メッキ装置の
略式説明図である。適当な表面清浄化および活性化処理
を施された鋼帯１は、スナウト２を経て溶融亜鉛メッキ
浴３に浸漬され、メッキが施される。ｔ！４帯１はシン
クロール４で上向きに方向を転じ、一対のスナップロー
ル５Ａ、５Ｂを経てメッキ浴を出る。かかるスナップロ
ールの配置は特に制限されず、例えば押込量可変の１つ
のスナップロールの上方にさらに一対のスナップロール
を設けてもよい、メッキ浴を出てから鋼帯は、ガスワイ
ピンクリズル６，６゛の間を通り、窒素ガス、アルゴン
ガスなどの適当な非酸化性ガスの吹付により付着した余
分な溶融亜鉛を絞り取る。ガスワイピングによる目付量
の制御は、ノズルと銅帯との距離および／または吹付ガ
ス圧力を調整することにより行われる。ガスワイピング
の周辺からメッキ浴面までの空間は、適当な密閉部材（
図示例にあっては、上部チャンバー７および一部をジャ
バラで構成した下部チャンバー８）により包囲すること
で密閉する。それにより、この密閉空間内にはノズル６
．６′より供給される非酸化性ガス雰囲気が保持され、
非酸化雰囲気メッキが行われる。

符号９は、亜鉛メーＩキの場合に行われるミニマイズド
スパングル処理装置である。

本発明の方法によれば、メッキ表面を超美麗にするため
、メッキ浴中ロール、すなわち、第１図に示した例では
、シンクロール４およびスナップロール５＾を非駆動（
アイドル）ロールとする。これにより、浴中ロールのガ
タッキに起因する銅帯の振動が防止されるため、メッキ
表面の横方向のチャーターマークや長手方向の目付不均
一といった表面欠陥がなくなり、美麗な表面が得られる
。

このように、浴中ロールをアイドル化する場合、調帯の
ロールへの巻付は角によるロールの起動トルクとロール
の軸受部の回転負荷によるロールの回転不良および回転
停止とが問題となる。ただし、浴中ロールのうち、シン
クロール４は、鋼帯の巻付は角（第１図のθ）が大きく
、非駆動ロールとしても問題は起こらない。

しかしながら、スナップロール５Ａ　、　５Ｂは、シン
クロールと異なり、調帯の巻付は角が小さいので、上記
の問題を排除するために、次に説明するように少なくと
も一方のロールをセラミック軸受を用いたものとするこ
とが好ましい。

また、それらの非駆動ロールにはグループ加工を施し、
回転不良の防止を確実にしてもよい。

すなわち、スナップロールはシンクロールで起こる鋼帯
の塑性変形により発生する鋼帯の幅反りを矯正する目的
で配置され、この目的を達成するには、必要に応じて鋼
帯を適当に押込むことができるようなロール配置および
ロール径のバランスが必要である。また、雰囲気メッキ
の場合には、密閉空間として非酸化雰囲気を保持するた
めに、上部チャンバ７の銅帯通過用の開口部（図示せず
）をシールする必要があり、そのためスナップロールを
通過した後の銅帯のパスラインは一定に固定されなけれ
ばならない。

第２図（ａｌおよび（ｂ）に、スナップロール５Ａ　（
裏スナップロールともいう）を幅反り矯正のための押込
み機構を備えたロールとし、スナップロール５Ｂ（表ス
ナップロールともいう）を固定ロールとした場合につい
て説明する。

第２図ｆａｌは、シンクロール４のオフセットが鋼帯の
パスラインに対してプラス（＋）の場合、同図山）はこ
のオフセットがパスラインに対してマイナス（−）、す
なわちパスラインより引っ込んでいる場合である。いず
れの場合も、スナップロール５Ａの押込みを行ってもス
ナツプロール５Ｂ通過後のパスラインは変化せず、従っ
て、雰囲気メッキに適合したスナップロールの配置であ
る。第２図＋ａ＋に示した例の場合、スナップロール５
Ａはドライブ機構のスピンドル入角が大きいため、アイ
ドル化する必要があり、スナップロール５Ｂはドライブ
でもスピンドル入角が小さいため、必ずしもアイドルと
する必要はないが、好ましくは非駆動である。

アイドル化に伴う回転停止（以下、これらを総称して回
転不良という）は、銅帯の板厚が小さいと起こりやすい
。つまり、スナップロール５Ａの押込み量が小さい上、
張力も小さくなること、および連続炉加熱能力にも余裕
があるためストリップを高速で通板することから回転不
良が起こりやすい。

このような回転不良を起こしやすいスナップロールに対
して、ロール回転負荷を軽減するセラミック軸受を使用
すると回転トラブルを防止することができ、雰囲気メッ
キによる円滑な連続式溶融メッキを容易に行うことがで
きるようになる。

さらに、高速ラインにおいては、非駆動化したスナップ
ロールにグループ加工をすることが必要である。このと
きのグループ形状は特に制限はなく、高速通板時にも非
駆動ロールと鋼帯との接触が確保されればよい、ロール
軸方向に（頃斜した複数の平行グループが例示される。

ただし、シンクロールも含めて全ての浴中ロールにセラ
ミック軸受を通用するこ七がより好ましい。

セラミック軸受の適用は、スナップロールについては、
ころ軸受方式が振動防止の目的から最も好マシク、シン
クロールについては振動への影９が小さく、荷重条件も
大きく厳しいことから、すべり軸受方式の方が実用的で
ある。

従って、特に好ましい態様では、非駆動ロールについて
は、全てセラミック軸受を用い、そのうちスナップロー
ルはころ軸受、シンクロールはすべり軸受とする。

本発明の方法により、浴中ロールの全てもしくはスナッ
プロールの浴面下深い方を非駆動ロールとすると、雰囲
気メッキがより容易かつ確実になるという効果がある。

すなわち、雰囲気メッキでは、非酸化雰囲気に保持する
密閉空間の気密性が重視されるが、最もシールが難しい
のが浴中ロール、特にスナップロールの駆動スピンドル
部である。非駆動ロールを利用することにより駆動スピ
ンドル部のシール機構が不要となり、装置が簡素化され
ると共に、雰囲気内の酸素濃度の低減がより容易となり
、雰囲気メッキの表面美麗化の効果がより確実となる。

また、スナップロールのうち１本がドライブ方式であっ
ても、それが押込み調整不用な５Ｂロールであれば、ロ
ール位置が変化しないことからスピンドル部のシールも
やり易い。

上記のように浴中ロールの全てもしくはスナップロール
５Ａを非駆動ロールとすることにより、ロールのガタッ
キに起因するメッキ表面の疵は効果的に防止される。し
かし、高品質のミニマイズドスパングル品（Ｇｌゼロ品
）を製造するために低Ｐｂ浴で熔融亜鉛メッキを行う場
合には、次に説明するように別の原因による班の発生を
防止することができない。

低Ｐｂ浴による溶融亜鉛メッキは、高級Ｇｌゼロ品の製
造に有効である。上述したように、従来のＧｌゼロ品は
、メッキ後にミニマイズドスパングル処理を行って、ス
パングルを微細化させることにより製造してきたが、浴
中Ｐｂを０．０４重量％以下に低減させると、この後処
理が不要となり、しかも表面外観が幅方向、長手方向に
均一な美麗なメッキ鋼板が得られる。そのため、Ｇｌゼ
ロ品の製造に対しては、メッキ浴を低Ｐｂ化することが
主流となっている。

しかしながら、浴中Ｐｂはメッキ液の流動性を高める効
果があるので、低Ｐｂ化はメッキ液の粘性を過度に増大
させ、ワイピングノズルの欠陥やノズル周りのガスの乱
れがメッキ層に作用して生ずる疵がそのまま残り、縦ス
ジ状のいわゆるミミズ疵の発生を引き起こす、このミミ
ズ班は、低Ｐｂ浴を採用する限り避けられない、そのた
め、本発明の方法によるＧ！ゼロ品の製造にあっては、
メッキ液の流動性を高めてミミズ疵の発生を防止するた
めに高Ｐｂ浴を使用し、ミニマイズドスパングル処理を
併用するのである。

ミミズ班のない美麗な熔融亜鉛メッキ皮膜を形成させる
のに必要なＰｂの添加量を調べるために、種々のＰｂ１
度のメッキ浴による雰囲気メッキを連続式溶融亜鉛メッ
キの実操業ラインで行った。メッキ浴はＰｂの他にＡＱ
：０．１６重量％を含有し、操業は浴１４６０℃、ライ
ンスピード１２０ｍ／ｓｉｎ、付着量１３０ｇ／■２の
条件で行い、ワイピングには窒素ガスを用いた。浴中ロ
ールは、第２図に示す配列で５Ａ、５Ｂスナツプロール
を駆動タイプとした。メッキ表面のミミズ疵発生状況を
、目視により◎（ミミズ底金くなし）、○（ミミズ疵発
生すれど、スキンパスによる調質圧延により消去できる
）、Δ（ミミズ疵発生、スキンパス後目視で見えるが塗
装後は見えないレベル）および×（ミミズ疵発生、スキ
ンパス調質圧延後、塗装後も見える）の４段階で評価し
、０以上を合格とした。結果を第３図に示す。

第３図かられかるように、浴中Ｐｂが０．０８重量％以
上であると、ミミズ疵の発生が防止される。特に浴中Ｐ
ｂが０．１２％以上ではミミズ疵が完全に防止される。

一方、浴中ＰＭ７１度を上げた場合、Ｇｌゼロ品とする
にはミニマイズドスパングル処理が必要となる。

、Ｌ記のメソ°キ条件において、リン酸アンモニウム水
溶液の噴霧によるミニマイズドスパングル処理を併用し
て熔融亜鉛メッキを行った場合の表面外観を、この処理
を行わなかった場合と対比させて調べた。メッキ表面外
観を、スパングルの微細化・消去の程度に応じて◎（均
一に微細化し、スパングルが解消）＝×（全く微細化せ
ず）の４段階評価で目視判定した結果を第４図に示す。

第４図より、ミニマイズドスパングル処理によりスパン
グルを消去させるには、浴中Ｐｂが０．２０重重量以下
であればよいことがわかる。

以上の結果より、浴中ｐｔ４度が０．０８〜０．２０重
量％であれば、ミニマイズドスパングル処理によりスパ
ングルが消去し、しかもミミズ疵のない、表面が真に美
麗な溶融亜鉛メッキ鋼板が得られるのである。このため
、本発明の好適態様にあっては、Ｇｆゼロ品を製造する
ために浴中ＰｂＯ，０８〜０．２ｐ重量％の高Ｐｂ浴を
あえて使用し、その後にミニマイズドスパングル処理を
行う、この場合の好ましい浴中Ｐｂ濃度は０．０８〜０
．１２重量％である。

ミニマイズドスパングル処理は、常法に準じて、例えば
リン酸アンモニウムなどの薬液、水などを、メッキ層が
未凝固の間に銅帯に対して噴霧することにより行う。

次に実施例により本発明の優れた効果を実証する。

（実施例） 第１図に示す実操業ラインの非酸化雰囲気メッキ装置を
用いて、厚さ０．８鶴の冷延鋼帯に対して連続式溶融亜
鉛メッキを行った。シンクロール４は直径６５０鶴であ
り、第２図Ｆａｔに示すようにパスラインに対して（＋
）　の方向に２０ｍのオフセント量となる位置に配置し
た。一対のスナップロール５Ａ、５Ｂは、直径２５０ｎ
の裏スナップロール５Ａを押込み機構つき（最大押込み
１８０ｎ）とし、直径３００　ｎの表スナップロール５
Ｂは固定ロールとした。これらの浴中ロールのうち裏ス
ナップロール５Ａを非駆動ロールとし、表スナップロー
ルはドライブとした。ロールの軸受部は、シンクロール
４はセラミック製のすべり軸受、■スナップロール５Ａ
はセラミック製のころ軸受とした。また、裏スナップロ
ールはロール周面上全体に傾斜平行グループを形成する
グループ加工を施した。

メッキ操業条件は次の通りであった。

浴組成　八Ｑ　Ｏ，１６重量％、Ｐｂ　Ｏ，１０重世％
浴！　　　４６０℃ ラインスピード１２０　ｍ／ｌｌ１ｎ スナツプロール５Ａの押込みは、浴外よりアームをジヤ
ツキで押し出すことにより行った。付着量は窒素ガスワ
イピングにより１３０ｇ／　ｒｒｒに制御した。

メッキされた銅帯は、上部チャンバー７のすぐ上に設け
たミニマイズドスパングル処理装置９において、１％の
リン酸アンモニウムを含有する薬液（２ｋｇ／ｃ＋＋”
）をＮ２ガス（４ｋｇ／ｃｓ”）　と共に噴霧すること
によりミニマイズド化処理した。

上記の条件において、浴中ロールはすべて円滑に回転し
、支障なく連続式溶融亜鉛メッキを行うことができ、得
られたメッキ鋼帯は、スパングルが均一に微細化し、ミ
ミズ疵やチャーターマークがなく、従来の雰囲気メッキ
で得られたものより一層優れた超美麗な表面外観を有し
ていた。

（発明の効果） 本発明の方法によれば、雰囲気メッキにおいて少なくと
も浴中ロールのシンクロールに近いスナップロールを非
駆動ロールとすることにより、そのガタッキに起因する
メッキのチャーターマークなどの疵もしくはメッキネ均
一性を解消することが可能となる。その場合、セラミッ
ク軸受およびグループ加工ロールを使用すると回転負荷
が小さくなり、巻付は角の小さいスナップロールについ
ても容易に非駆動ロール化することができる。また、こ
の非駆動ロール化により、ロール押込みによりスピンド
ル位置が変化し、シールの困難な駆動スピンドルのシー
ルが不要となり、雰囲気メッキで特に重要な気密性の確
保がより容易となり、雰囲気メッキの効果が高まる。さ
らに、ミニマイズドスパングル溶融亜鉛メッキ鋼板の製
造に対しては、Ｐｂを０．０８〜０．２０重量％添加し
た浴を使用してメッキ液の流動性を確保し、メッキ後に
ミニマイズドスパングル処理を行うことで、ミミズ疵の
発生も防止され、上記の効果とあいまって、表面疵の全
くない真に超美麗な表面を持ったミニマイズドスパング
ル溶融亜鉛メッキ鋼板を得ることができる。

本発明の方法は、このように、従来の溶融メッキ装置に
おいて浴中ロールを非駆動ロール化するという簡易な変
更により実施することができるが、従来の雰囲気メッキ
ではどうしても避けられなかった各種の疵の発生をほぼ
完全に防止することができ、超美麗なメッキ鋼板が得ら
れる点で、その実際上の効果は非常に顕著なものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法の実施に使用できる連続式溶融
メッキ装置の略式図、 第２図ｆ８＋および（ｂｌは、浴中ロールの配置を示す
説明図、 第３図は、連続式溶融亜鉛メッキにおいて浴中Ｐ　ｂ　
？１４度によるミミズ疵発生状況の変化を示すグラフ、
および 第４図は、ミニマイズドスパングル処理した溶融亜鉛メ
ッキ鋼板および未処理のメッキ鋼板のメッキ外観に対す
る浴中Ｐｂｆ１度の影響を示すグラフである。 １！ｉｆ帯　　　　　　３　メッキ浴 ４　シンクロール　　５Ａ、５Ｂ　　スナップロール６
．６°ガスワイピングノズル ７　上部チャンバー　８　下部チャンバー９　ミニマイ
ズドスパングル処理装置 ′４．！凹

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の連続式溶融メッキにおいて、メッキ浴中ロ
   ールのうち少なくともシンクロールの次に接するストリ
   ップ幅反り矯正のため押込み量を可変としたスナップロ
   ールを非駆動とし、非酸化性ガスをノズルから吹付ける
   ガスワイピング方式で目付量を制御し、このノズル周辺
   からメッキ浴面までを密閉することにより非酸化雰囲気
   メッキを行うことを特徴とする、表面美麗な連続式溶融
   メッキ鋼板の製造方法。
2. （２）前記メッキが溶融亜鉛メッキであり、メッキ浴中
   Ｐｂを０．０８〜０．２０重量％の範囲内とし、かつメ
   ッキ直後にミニマイズドスパングル処理を施すことをさ
   らに特徴とする、請求項１記載の連続式溶融亜鉛メッキ
   鋼板の製造方法。
3. （３）メッキ浴中全ての非駆動ロールにグループ加工を
   施した、請求項１または２記載の連続式溶融メッキ鋼板
   の製造方法。
4. （４）メッキ浴中のスナップロールの少なくとも一方が
   セラミック軸受を使用したロールである、請求項１ない
   し３のいずれかに記載の連続式溶融メッキ鋼板の製造方
   法。