JPH03100154A - 合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法 - 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、合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法に関す
る。　詳しくは、合金化処理温度の変化等に応じて亜鉛
浴に浸漬する鋼帯の温度を調整することにより、常に一
定の合金化度の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を得られる合
金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 溶融亜鉛めっき鋼帯の塗装性、塗ｌｌＫ密着性、溶接性
等を向上させるために、再度加熱処理を施し、亜鉛めっ
き層をＦｅ−Ｚｎ合金化させる合金化溶融亜鉛めっき鋼
帯が公知である。

このような合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法の一例
を第１図を参照して説明すると、まず鋼帯Ａを焼鈍炉１
２を通過させることにより所定の温度に加熱する。　こ
の焼鈍炉１２は、加熱帯１８とその後方（以下、後方と
は鋼帯Ａ移動方向の下流側とする）に配置される冷却帯
２０とから構成され、鋼帯Ａはまず加熱帯１８において
約８００℃に加熱された後、冷却帯２０において約４７
０℃まで冷却される。

焼鈍炉１２において所定の温度に加熱・冷却された鋼帯
Ａは、次いで、約４６０℃の亜鉛浴１４に浸漬され、そ
の表面に溶融亜鉛が付着される。

溶融亜鉛を付着された鋼帯Ａは、亜鉛浴１４から略鉛直
方向に引きあげられて、絞りノズル２２によって亜鉛付
着量の制御が行なわれ、その後方（上方）に設けられた
合金化炉１６において約５００℃に再加熱されて合金化
処理を施され、次工程に送られる。

この合金化処理とは、前述のように亜鉛めっき鋼帯の塗
装性等を向上させるために、鋼帯Ａの鉄を亜鉛めっき層
中に拡散させることにより、Ｆｅ−Ｚｎ合金層を形成せ
しめるものである。　なお、このような合金化は、鋼帯
Ａが亜鉛浴１４に浸漬された瞬間より開始され、合金化
炉１６において再加熱することにより完了する。

ここで、この合金化における合金の進行の程度、すなわ
ち合金化度は亜鉛めっき層中に含まれる鉄の濃度で定量
的に評価することができる。　そのため、通常の合金化
溶融亜鉛めっき装置においては、例えば合金化炉１６の
出口に合金化度の測定装置（合金化度計２４）を配置し
て、合金化処理が終了した鋼帯の合金化度を測定して、
その測定値を用いて製品の合否判定を行なったり、ある
いは合金化炉１６における再加熱温度の調整等を行なっ
ている。

例えば、特開昭６２−１２３９３５号公報には、Ｘ線回
折を適用する合金化度計を用いて亜鉛めっき層の合金化
度を測定し、その結果を合金化炉１６における再加熱温
度および／または鋼帯Ａの在炉時間にフィードバックす
る方法が開示されている。　すなわち、この方法は、亜
鉛めっき層の合金化度を測定することにより、被処理鋼
帯の板厚や板巾が変化しても、合金化炉１６における再
加熱温度が一定になるように合金化炉１６における燃焼
量を調整したり、あるいは溶融亜鉛の付着量が変化した
場合に、再加熱温度を調整することにより、常に一定の
合金化度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ること
を可能としたものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、前述の特開昭６２−１２３９３５号公報等に
開示される方法のように、合金化炉１６での加熱温度を
調整することにより亜鉛めっき層の合金化度を所定の目
標値にする方法においては、種々の問題点がある。

つまり、合金化炉１６は一般的に熱容量の大きい耐火断
熱レンガの壁で構成されており、鋼ｆ、Ａの加熱はこの
壁からの輻射伝熱が主体となっている。　従って、合金
化炉１６における再加熱温度を調節するためには、熱容
量の大きい壁の温度を変化させる必要があるため、温度
の調節に非常に時間がかかつてしまう。

そのため、その間（温度調整中）に合金化炉１６を通過
した鋼帯Ａは合金化不足や合金化過剰等の製品品質不良
が生じてしまい、良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を得
ることができない。

また、合金化炉１６における再加熱条件を大きく変化さ
せる際には、前述の不都合を回避するために通板材と称
するダミー鋼帯を通過させる必要があるので、生産性が
大きく阻害される。

鋼’ＩＪＡの在炉時間を調整することにより合金化度を
所定の目標値にする方法もあるが、この方法では当然鋼
帯９動のラインスピードを変化させざるを得す、やはり
生産性を阻害したり、また、鋼帯Ａへの溶融亜鉛の付着
量の制御を阻害する要因となフてしまうため、デメリッ
トが大きい。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決すること
にあり、鋼帯の板厚や板巾が変化したり、鋼帯への溶融
亜鉛の付着量が変化した際においても、合金化不足や合
金化過剰といった品質不良が発生することがなく、良好
な合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を得ることができ、しかも
生産性を阻害することもない合金化溶融亜鉛めっき鋼帯
の製造方法を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討を重
ね、亜鉛浴に浸漬する際の鋼帯の温度を変化させること
により、合金化炉における亜鉛めっき層の合金化度が変
化することを見出し、従って、亜鉛浴に浸漬する鋼帯の
温度を制御することにより、亜鉛めっき層の合金化度を
制御できることを見出すことにより本発明を完成させた
。

すなわち、本発明の第１の態様は、焼鈍炉において所定
の温度に加熱後に所定の温度まで冷却した鋼帯を、亜鉛
浴に浸漬しく次いで亜鉛付着量を制御した後、合金化処
理を行なう合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法におい
て、前記合金化処理後の亜鉛めっきの合金化度を測定し
、その測定結果に応じて、亜鉛めっきの合金化度が所定
の目標値に成るように、前記亜鉛浴に浸漬する前記鋼帯
の温度を調整することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっ
き鋼帯の製造方法を提供する。

また、本発明の第２の態様は、焼鈍炉において所定の温
度に加熱後に所定の温度まで冷却した鋼帯を、亜鉛浴に
浸漬し、次いで亜鉛付着量を制御した後、合金化処理を
行なう合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法において、 前記合金化処理における処理温度と前記亜鉛浴に浸漬す
るｍ帯の温度との関係を、亜鉛めっきの合金化度が所定
の目標値になるように予め設定しておき、前記合金化処
理における処理温度の変化に応じて前記亜鉛浴に浸漬す
る鋼帯の温度を、前記関係に基づいて調整することを特
徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法を提供す
る。

く作用〉 以下、本発明に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方
法について詳細に説明する。

第１図に、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方
法を実施する合金化溶融亜鉛めっき装置の一例の概念図
が示される。

第１図に示される合金化溶融亜鉛めっき装置１０（以下
、めっき装置１０とする）は、基本的に焼鈍炉１２と、
亜鉛浴１４および合金化炉１６とから構成されるもので
ある。

焼鈍炉１２は、加熱帯１８と冷却帯２０とから構成され
る。　鋼帯Ａは、まず加熱帯１８において焼きなましも
兼ねて約８００℃に加熱され、次いで冷却帯２０におい
てガスジェット冷却方式で約４７０℃に冷却される。

次いで、鋼帯Ａはそのまま約４６０℃の亜鉛浴１４に浸
漬され、溶融亜鉛が付着される。

亜鉛浴１４において溶融亜鉛が付着された鋼帯Ａは、略
鉛直方向に引きあげられつつ気体絞り用ノズル２２によ
って溶融亜鉛の付着量が制御され、その上方（下流）に
配置された合金化炉１６に送られる。

鋼帯Ａは合金化炉１６において約５００ｔに再加熱され
て、亜鉛めっき層の合金化処理が行なわれ、次工程へ搬
送される。

なお、図示例のめっき装置１０においては合金化炉１６
の上方には合金化度計２４が配置され、合金化処理後の
亜鉛めっき層の合金化度が測定される。

ここで、本発明の第１の態様においては、第１図中−点
鎖線に示されるように合金化度計２４の合金化度の測定
結果に応じて、また、第２の態様においては、第１図ウ
ニ点鎖線に示されるように合金化炉１６における処理（
再加熱）温度の変化に応じて、冷却帯２０における鋼帯
Ａの冷却温度を調整して、亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａ
の温度を調整するものである。

第２図に、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方
法において、その技術的思想の基本となる、亜鉛浴１４
へ浸漬する鋼帯Ａの温度をパラメータとした合金化炉１
６における処理温度（再加熱温度）と亜鉛めっき層の合
金化度との関係を概念的に示す。

なお、第２図においては、横軸は合金化炉１６における
再加熱温度を、縦軸は亜鉛めっき層の合金化度を示すも
のであり、また、バラ−メータとして曲線Ａは亜鉛浴１
４に浸漬する鋼帯の温度が高い場合、曲線Ｂは亜鉛浴１
４に浸漬する鋼帯の温度が低い場合の再加熱温度と合金
化度の関係を示すものである。

第２図より明らかなように、合金化炉１６における鋼帯
Ａの在炉時間が同じである場合、再加熱温度が高くなる
と合金化度が増加する。

また、図中にパラメータとして示したように、亜鉛浴１
４に浸漬する鋼帯Ａの温度が高くなると、やはり合金化
度が増加する。　つまり、亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａ
の温度を調整することにより、亜鉛めっき層の合金化度
を調整することが可能である。

鋼帯Ａの通板速度が一定であった場合に、例えばＩＩＩ
ＦＡの板厚が薄いものから厚いものに変化する等によっ
て、合金化炉１６における再加熱温度がＴ１からＴ２に
低下してしまった場合には、合金化炉１６における鋼帯
Ａの温度が曲線Ｂで示される温度であった際には、合金
化度もＦ、からＦ２に低下してしまう。

ここで、従来の方法では、このような合金化炉における
鋼帯の温度変化が生じた際には、合金化炉の温度を調整
することにより、例えば前述のように温度が低下した場
合には合金化炉への燃料投入量を増加する等の方法によ
り、再びＴ、まで再加熱温度を上昇させていた。　しか
し、この方法では所定の温度まで再加熱温度を上昇（降
下）させるのに時間がかかり、その間に合金化不足（合
金化過剰）が生じてしまうのは前述のとおりである。

これに対し、本発明の合金化溶融亜鉛めっき方法におい
ては、亜鉛浴１４に浸漬する前の鋼帯Ａの温度を調整す
ることにより、つまり、合金化炉１６における鋼帯Ａの
再加熱温度がＴ。

からＴ２に低下した場合には、亜鉛浴１４に浸漬する鋼
帯Ａの温度を曲線Ｂで示される温度から、曲線Ａで示さ
れる温度まで上昇することにより、合金化度をＦ２から
Ｆ、に上昇させ、所定の合金化度の溶融亜鉛めっき鋼帯
を得るものである。

従って、合金化が過剰である場合には、冷却帯２０にお
ける鋼帯Ａの冷却温度を低くして亜鉛浴１４に浸漬する
鋼板Ａの温度を下げることにより、また、合金化が不足
である場合には、同様にして亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯
Ａの温度を上昇することにより、合金化度の過不足を生
じることなく、常に所定の合金化度を有する合金化溶融
亜鉛めっき鋼帯を製造することができる。

本発明の第１の態様の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造
方法においては、合金化度計２４の測定結果に応じて、
また第２の態様においては合金化炉１６における再加熱
温度と亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａの温度との関係を亜
鉛めっきの合金化度が所定の目標値になるように予め設
定しておき、合金化炉１６における再加熱温度の変化に
応じて、冷却帯２０における冷却温度を調整して亜鉛浴
１４に浸漬する鋼帯Ａの温度を調整することにより、良
好な応答性で、合金化度の過不足を生じることなく、所
定の合金化度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を製造
することができる。

ところで、合金化溶融亜鉛めっきにおいては、鋼帯を亜
鉛浴に浸漬する前の鋼帯の温度調整は、通常、焼なまし
もかねて高温まで加熱した後に所定の温度まで冷却を行
なうものであり、図示例の装置においては、鋼帯Ａは前
述のように焼鈍炉１２において、まず加熱帯１８で約８
００℃に加熱され、次いで冷却帯２０で約４７０℃に冷
却される。

このような冷却は通常ガスジェット冷却方式等の方法に
よって行なわれるので、応答が非常に速い。　従って、
瞬時に亜鉛浴１４に浸漬する鋼帯Ａの温度を変化させる
ことが可能であり、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯
の製造方法は、従来の方法のように合金化炉における再
加熱温度を上昇（降下）させる間の合金化不足（合金化
過剰）を生じることがなく、非常に効率よく合金化溶融
亜鉛めっき鋼帯を製造することが可能である。

なお、本発明の製造方法において、冷却帯２０における
鋼帯Ａ冷却温度調整方法としては、例えば図示例のガス
ジェット方式の場合、冷却用ガスの吹き付は量を調整す
る方法、冷却用ガスのガス温度を調整する方法等、公知
の方法がいずれも通用可能である。

以上の説明においては、本発明の第２の態様では合金化
炉１６の再加熱温度を直接測定して、この結果に応じて
冷却帯２０における鋼帯Ａの冷却温度を調整するもので
あったが、本発明の第２の態様はこれに限定されるもの
ではなく、合金化度計２４による合金化度の測定結果よ
り合金化炉１６の温度を読み取って、冷却帯２０におけ
る鋼帯Ａの冷却温度を調整し、亜鉛浴１４へ浸漬する鋼
帯Ａの温度を調整するものであってもよい。

また、本発明の第２の態様を実施する装置においては、
合金化度計２４は必ずしも配置される必要はない、　　
しかしながら、めっき装置全体の管理や、得られた合金
化溶融亜鉛めっき鋼帯の品質管理等の点で、合金化度計
２４が配置されるのが好ましいのは当然のことである。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を上げ、本発明をより詳細
に説明する。

第１図に示されるめっき装置１０を用いて、本発明の合
金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法によって、合金化溶
融亜鉛めっき鋼帯を製造した。

鋼帯Ａは、板厚９．８１１１１．板巾１５００ｍｍのも
のを用い、これをラインスピード９０ｍｐｍで走行させ
た。

この鋼帯Ａを焼鈍炉１２の加熱帯１８で８００℃に加熱
し、次いで、冷却帯２０において４７０℃迄冷却した後
、浴温４６０℃の亜鉛浴１４に浸漬した。

亜鉛浴１４に浸漬した鋼帯Ａは、略鉛直方向に引き上げ
ることにより亜鉛浴１４から排出し、次いで気体絞り用
ノズル２２によって亜鉛付看量を４５　ｇ／ｍ’に調整
したのち、合金化炉１６で５００℃に再加熱して合金化
を行なった。　なお、合金化炉１６における加熱時間は
１２秒であった。

合金化炉１６の上方に配置されるＸ線回折を適用した合
金化度計２４によって鋼帯Ａの合金化度を測定したとこ
ろ、めっき層中のＦｅ濃度が１０％の所定の合金化度を
有する合金化溶融亜鉛めっき鋼帯が得られた。

ここで、鋼帯Ａの板厚が１．２ｍ−に変化して、合金化
炉１６における再加熱温度が４８５℃に低下したので、
冷却帯２０における冷却温度を調整して、亜鉛浴１４に
浸漬する鋼帯Ａの温度を４９５℃に上昇させた所、合金
化度の低下は起こらず、同様の所定の合金化度を有する
合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を得ることができた。

なお、上記の亜鉛浴１４へ浸漬する鋼帯Ａの温度の調節
は合金化度計２４による合金化度の測定結果を、合金化
度−鋼帯温度変換手段を介して冷却帯２０の温度調節計
（図示せず）にフィードバックすることにより行なった
。

一方、従来法のように、合金化炉１６における再加熱温
度の低下に伴ない、合金化炉１６に供給する燃料投入量
を増加（約１．６倍）した場合には、合金化炉１６にお
ける再加熱温度が４８５℃から５００℃に復帰するのに
約１０分間の時間を要してしまい、この間に合金化炉１
６を通過した鋼帯は（９００ｍ）は、前述の所定の合金
化度にならない、合金化不足の合金化溶融亜鉛めっき鋼
帯となってしまった。

以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明の合金化溶融亜鉛め
っき鋼帯の製造方法によれば、鋼帯の板厚や板巾が変化
したり、鋼帯への溶融亜鉛の付着量が変化して、合金化
処理の再加熱温度が変化した場合等においても、亜鉛浴
に浸漬する鋼帯の温度を調整することにより、合金化度
を調整するので、合金化不足や合金化過剰といった品質
不良が発生することがなく、良好な合金化溶融亜鉛めっ
き鋼帯を得ることができる。

しかも、この鋼帯温度の調整は、従来の方法のように合
金化の再加熱温度を変化させる場合と異なり、瞬時に行
なうことが可能であるので、ロスも非常に少なくするこ
とが可能であり、非常に高効率である。

さらに、鋼帯の走行速度を変更させる必要がないので生
産性を阻害することもなく、また、通板材と呼ばれるダ
ミー鋼帯を使用する必要もないので、生産性も向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方
法を実施する合金化溶融亜鉛めっき装置の一例の概念図
である。 第２図は、亜鉛浴に浸漬する鋼帯の温度をパラメータと
した合金化炉における処理温度と亜鉛めっき層の合金化
度との関係を示す概念図である。 ２ム ＦＩＧ、１ 符号の説明 １０・・・合金化溶融亜鉛めっき装置、１２・・・焼鈍
炉、 １４・・・亜鉛浴、 １６・・・合金化炉、 １８・・・加熱帯、 ２０・・・冷却帯、 ２２・・・気体絞り用ノズル、 ２４・・・合金化度計、 Ａ・・・鋼帯

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　焼鈍炉において所定の温度に加熱後に所定の温
   度まで冷却した鋼帯を、亜鉛浴に浸漬し、次いで亜鉛付
   着量を制御した後、合金化処理を行なう合金化溶融亜鉛
   めっき鋼帯の製造方法において、 前記合金化処理後の亜鉛めっきの合金化度を測定し、そ
   の測定結果に応じて、亜鉛めっきの合金化度が所定の目
   標値に成るように、前記亜鉛浴に浸漬する前記鋼帯の温
   度を調整することを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼
   帯の製造方法。
2. （２）　焼鈍炉において所定の温度に加熱後に所定の温
   度まで冷却した鋼帯を、亜鉛浴に浸漬し、次いで亜鉛付
   着量を制御した後、合金化処理を行なう合金化溶融亜鉛
   めっき鋼帯の製造方法において、 前記合金化処理における処理温度と前記亜鉛浴に浸漬す
   る鋼帯の温度との関係を、亜鉛めっきの合金化度が所定
   の目標値になるように予め設定しておき、前記合金化処
   理における処理温度の変化に応じて前記亜鉛浴に浸漬す
   る鋼帯の温度を、前記関係に基づいて調整することを特
   徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法。