JPH03104850A - 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】 く産業上の利用分野〉 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鋼帯
の亜鉛浴への浸漬長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。

く従来の技術〉 溶融亜鉛めっきｉｉの塗装性、塗膜密着性、溶接性等を
向上させるために、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ｍｆＡ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ＩＦＡ移勤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、ｍｆＡはまず加熱ｆ１８におい
て約８００℃に加熱された後、冷却帯２０において約４
７０℃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ｍｉ
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。

溶融亜鉛が付着された鋼帯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ｆＡ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ｔＡ
が亜鉛浴１４に浸漬した瞬間より開始され、合金化炉１
６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６２−１　２３９３５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
鋼帯の厚さや巾が変化して合金化炉ｌ６の温度が変化し
た場合等においても、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も
合金化処理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。

く発明が解決しようとする課題〉 ところが、前述の特開昭６２−１　２３９３５号公報等
に開示される方怯のように、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
目的値にする方沃においては、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な耐火断
熱レンガの壁で構成されており、鋼帯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
の大きな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ってしまう。

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。

鋼帯Ａ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ｍ−ｉ
移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ってしまうため、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、鋼帯の亜鉛浴への浸漬時間が変化することにより合
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、亜鉛浴における鋼帯の浸漬時間、つ
まり鋼帯の搬送速度が一定である場合には浸漬長を調整
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、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への
浸漬時間との関係を、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、前記関係に応じて
前記鋼板の通板速度より前記亜鉛浴における前記鋼板の
浸漬長を決定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
標値になるように、前記鋼板の通板速度より前記亜鉛浴
に浸漬する前記鋼帯の浸漬長を決定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１１１０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とから構威され
る．　鋼帯Ａは、まず加熱ｆｌ８によって焼きなましも
兼ねて約８００℃に加熱され、次いで冷却帯２０によっ
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４６０ｔの亜鉛浴１４に浸
漬され、溶融亜鉛が付着する。

ここで、亜鉛浴１４は、シンクロール２６の位置を調整
（昇降）することにより、亜鉛浴１４における鋼帯Ａの
溶融亜鉛への浸漬長（以下、浸漬長とする）を変更可能
に構成される。

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５００℃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。

さらに、図示例のめつき装置１０では、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、予め設定され
た合金化炉１６における再加熱温度と亜鉛浴１４への浸
漬時間との関係に応じて、また、第２の態様においては
合金化度計２４による測定結果に応じて、目的の合金化
度が得られるように、鋼板Ａの通板速度より亜鉛浴１４
への浸漬長を設定、調整する。

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、鋼帯Ａの亜
鉛浴１４の溶融亜鉛への浸漬時間をパラメータとした合
金化炉１６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、パラーメータとして曲線Ａは亜鉛浴１
４への鋼帯Ａの浸漬時間が長い場合、また、曲線Ｂは亜
鉛浴１４への！”！ＩＦＡの浸漬時間の短い場合の再加
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″
Ｐ！ｒＡの在炉時間が同じである場合、合金化炉１６に
おける再加熱温度が高くなると合金化度が増加する。

また、図中に曲線ＡおよびＢでパラメータとして示した
ように、鋼帯Ａの亜鉛浴１４への浸漬時間が長くなると
、やはり合金化度が増加する。　つまり、亜鉛浴１４へ
の鋼１ＦＡの浸漬時間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、例えば鋼帯Ａ
の厚さ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ＴＩからＴ２に低下
してしまった場合には、合金化炉ｌ６において鋼帯Ａが
曲線Ｂで示される時間浸漬される際には、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１６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１６への燃料投入量を増加する等の
方怯により、再びＴ，まで再加熱温度を上昇していた。

　　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への鋼帯Ａの浸漬時間、具体的には鋼
帯Ａの通板速度は一定であるので、漫潰長を調整するこ
とによりｍ帯Ａの合金化度を調整するものである。

つまり、合金化炉１６におけるｍ％ＦＡの再加熱温度が
Ｔ１からＴ２低下した場合には、亜鉛浴１４への鋼帯八
の浸漬時間を曲線Ｂで示される時間から曲線Ａで示され
る時間まで長くして調整することにより、合金化度をＦ
２からＦ１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、Ｓ’ｌＪ　’Ｍ
ＦＡの亜鉛浴１４への漫潰時間、すなわち浸漬長を短く
することにより、また、合金化が不足である場合には同
様にして亜鉛浴１４への浸漬長を長くすることにより、
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、合金化炉１６における再加熱温度と亜
鉛浴１４への鋼帯Ａの浸漬時間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、ま
た、第２の態様においては合金化度計２４の測定結果に
応じて、亜鉛浴１４における鋼帯Ａの浸漬時間、すなわ
ち浸漬長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。

第３図に、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の亜鉛浴１４
の概念図が示される。

本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法は、前述
のとおり、鋼帯Ａの通板速度に応じて亜鉛浴ｌ４におけ
る鋼帯Ａの浸漬長を調整することにより目標の合金化度
の合金化溶融亜鉛めっき鋼帯を得るものである． 第３図に示される亜鉛浴１４においては、シンクロール
２６は昇降用シリンダ２８によって上方から支持される
。　このシンクロール２６が昇降用シリンダ２８によっ
て上下動されることにより鋼帯．Ａの浸漬長を調整、つ
まりシンクロールを降下させることにより浸漬長を長く
、また、上昇させることにより浸漬長を短くして、亜鉛
浴１４における鋼帯Ａの浸漬時間を調整するものである
。

第４図に、本発明に適用される鋼ｆＡの漫潰長を変更可
能な亜鉛浴の別の例が示される。

第４図に示される亜鉛浴３０はサブ亜鉛浴３２を有する
ものであり、両者は逆転可能なポンプ３４を有する移送
用配管３６で接続されている。

図示例の装置においては、！−１ｆＡの浸漬長を長くす
る際にはボンブ３４によってサブ亜鉛浴３２より亜鉛浴
３０に溶融亜鉛を移送して液面を高くすることにより、
逆に、浸漬長を短くする際には、ボンブ３４を先とは逆
転して、亜鉛浴３０からサブ亜鉛浴３２に溶融亜鉛を移
送して液面を低くすること社より、鋼ｆＡの亜鉛浴３０
への浸漬時間を調整するものである。

以上の説明においては、本発明の第１の態様では合金化
セ”１６の温度を測定して、この結果に応じて亜鉛浴１
４＆：おける鋼帯Ａの浸漬長を調整するものであったが
、本発明の第１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の再加熱温度を読み取って、亜鉛浴１４における
鋼−ｆＡの浸漬長を調整するものであってもよい。

また、本発明の第１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２
４が配置ざ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０．８ｍｍ，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ｆ２０において４７０℃迄冷却した後
、浴温４６０℃の亜鉛浴１４に浸漬した．　ここで、亜
鉛浴１４における鋼帯Ａの溶融亜鉛への浸漬長は４．５
ｍ、浸漬時間は３秒であった。

亜鉛浴１４＆：浸漬した鋼ｆＡは、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によって亜鉛付着量を４　５　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線回折手法によって
合金化度を測定する合金化度計２４によって鋼％ＦＡの
合金化度を測定したところ、めっき層中のＦｅ濃度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０．８ｍｍから１．２ｍｍ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、シンクロール２６を０．５ｍ程度下げ亜
鉛浴１４における鋼帯Ａの浸漬長を４．５ｍから５．７
ｍに調整して、浸漬時間を３秒から３．８秒に増加した
ところ、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。　　また、昇降用シリンダ２８によってシンクロ
ール２６を下げるだけの操作であるので、応答性もよく
ロスは殆どなかった。

なお、上記の亜鉛浴１４での鋼帯Ａの浸漬長の調整は、
合金化度計２４による合金化度の測定結果を、合金化度
一鋼帯温度変換手段を介して昇降用シリンダ２８にフィ
ードバックすることによって行った。

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ｍ帯（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、亜鉛浴にお
ける鋼帯の浸漬時間、つまり鋼帯の通板速度が一定の条
件下で鋼帯の溶融亜鉛への浸漬長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、この亜ｉｉ９浴における鋼帯の浸漬長の調整に
よる合金化度の調整は、従来の方法のように合金化の再
加熱温度を上昇させる場合と異なり、例えば亜鉛浴内に
配置されるシンクロールの位置の調整や、亜鉛浴の液面
の高さの調整等の容易かつ迅速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、通板材と呼ばれるダミー鋼帯を使用する必要も
なく、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、鋼帯の亜鉛浴（溶融亜鉛）への浸漬時間をパ
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。 第３図は、第１図に示される合金化溶融亜鉛めっき装置
の亜鉛浴の概念図である。 第４図は、本発明に適用可能な亜鉛浴の別の例の概念図
である。 符号の説明 １０・・・合金化溶融亜鉛めっき装置、１２・・・焼鈍
炉、 １４．３０・・・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、 ２６・・・シンクロール、 ２８・・・昇降用シリンダ、 ３２・・・サブ亜鉛浴、 ３４・・・ボンブ、 ３６・・・移送用配管、 Ａ・・・鋼帯 ＦＩＧ，２ 合ろｆ珀二丈Ｐ１；お１ナる円カ口費た温度ＦＩＧ，１ ＦＩＧ，３ ２０ ２６ ＦＩＧ，４

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、 前記合金化処理における処理温度と前記亜鉛浴への浸漬
   時間との関係を、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、前記関係に応じて前記
   鋼板の通板速度より前記亜鉛浴における前記鋼板の浸漬
   長を決定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
   標値になるように、前記鋼板の通板速度より前記亜鉛浴
   に浸漬する前記鋼帯の浸漬長を決定する合金化溶融亜鉛
   めっき鋼帯の製造方法。