JPH0424428B2 - - Google Patents
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- JPH0424428B2 JPH0424428B2 JP23542085A JP23542085A JPH0424428B2 JP H0424428 B2 JPH0424428 B2 JP H0424428B2 JP 23542085 A JP23542085 A JP 23542085A JP 23542085 A JP23542085 A JP 23542085A JP H0424428 B2 JPH0424428 B2 JP H0424428B2
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
〈技術分野〉
本発明は、差厚蒸着亜鉛めつき鋼板であつて、
薄めつき側は表層まで合金化し、厚めつき側は表
層までは合金化しない蒸着亜鉛層を有するものの
製造方法に関する。 〈従来技術とその問題点〉 片面合金化差厚蒸着亜鉛めつき鋼板の製造方法
としては、差厚めつきした鋼板をバツチ方式で処
理するか、ライン内焼純炉を設置し、後加熱によ
つて片面を合金化する(特願昭60−47436号(特
開昭61−207570)かのいずれかであつた。 バツチ式処理は工程が複雑であり、しかも温度
分布が不均一になるため、合金化のむらが生じや
すいという欠点がある。 一方ライン内合金化処理は、後加熱用の合金化
処理炉の設置が必要であり、設備が非常に大きく
なるという問題点を有している。 〈問題解決の手段〉 本発明はこれらの問題点に着目してなされたも
ので、蒸着亜鉛めつき時の亜鉛蒸気の凝縮潜熱の
開放による鋼板温度の上昇を利用し、さらにめつ
き付着量の違いによる表層までの合金化進行の時
間の差を利用して真空蒸着亜鉛めつき直前の鋼帯
の温度を一定の範囲に限定することによつて、後
加熱炉を設置することなく、薄めつき側は表層ま
で合金化し、厚めつき側は表層までは合金化しな
い蒸着亜鉛層を有する片面合金化差厚蒸着亜鉛め
つき鋼板を連続的に効率よく製造できることを発
見した。 〈発明の構成〉 本発明によれば、ライン内で自動的かつ連続的
に片面合金化差厚蒸着亜鉛めつき鋼板を製造する
方法であつて、蒸着亜鉛めつきする直前の鋼帯温
度T℃が、下記式(8)および(9)で表わされる範囲で
あることを特徴とする方法が提供される。 −80l/v+403+0.7w1−0.41(w1+w2)/t ≦T≦ −80l/v+403+0.7w2−0.41(w1+w2)/t(8) および T≦420−0.41(w1+w2)/t (9) ただし式中、 T:めつき直前の鋼帯温度(℃) v:ラインスピード(m/min) l:蒸着めつき直後より出口側最終シールロール
までの距離(m) t:鋼帯の板厚(mm) w1:第1(合金化)面の付着量(g/m2) w2:第2(非合金化)面の付着量(g/m2) そしてw1≦w2。 〈発明の具体的開示〉 次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 連続式真空蒸着めつき装置にはいくつかの様式
が提案されているが、第1図に例示するものはガ
ス還元前処理炉2、還元性ガスあるいは空気が真
空蒸着めつき室5,5′に流入するのを防止する
ための賦圧室3,3′、一連の段階的に減圧また
は復圧する個別に真空排気手段を備えた多数の隔
室に納められた多数のシールロールからなる第1
および第2のシールロール室4,4′、鋼帯の片
方の面に真空蒸着めつきするための第1真空蒸着
めつき室5、鋼帯の他方の面に真空蒸着めつきす
るための、第1真空蒸着めつき室に連通する第2
真空蒸着めつき装置5′から構成されている。真
空蒸着めつき室の内部には亜鉛浴6,6′および
デフレクターロール7,7′が配設されている。 シールロール室は真空蒸着室の真空を保つたま
ま鋼帯を導入、導出するためのもので、例えば、
特願昭59−192574に詳細に記載されているが、そ
れぞれ一対のロールを納めた単位胞が真空排気さ
れ、全体が段階的に減圧され真空蒸着室を所定の
真空に保持する。 各部分の長さは設定される操業条件によつて適
宜設定され、装置自身は本明細書の記載に従つて
従来技術を知る当業者が必要に応じて設計製作で
きることであるから、詳細は省略する。 冷間圧延されたままの鋼帯1は前処理炉2に連
続的に導入され、焼鈍と同時にガス還元による前
処理を施される。鋼種により差はあるが、鋼帯が
焼鈍されるためには、600〜900℃の温度範囲で20
〜180秒間の保持が必要である。密着性のよい蒸
着亜鉛めつき鋼板を得るには、ガス還元による前
処理において、炉内をH2 3%以上(残部N2)、
露点−15℃以下の雰囲気にすればよい。前処理炉
2の後半部分で鋼帯は冷却され、200℃以上の任
意の温度で前処理炉から導出される。特開昭57−
152465号に開示されるように、蒸着開始前の鋼帯
の温度は蒸着被膜の靭性、延性が良好であるため
には200℃以上であることが好ましいことが知ら
れている。鋼帯はさらに賦圧室3、第1シールロ
ール室4を経て第1真空蒸着室5に導入される。
亜鉛浴6には図示されない供給源から適当な手段
(電気抵抗加熱手段、電子ビーム加熱手段、等)
によつて加熱され亜鉛蒸気が連続的に供給され
て、まず鋼帯の第1の面が蒸着めつきされ、つい
で鋼帯はデフレクターロール7,7′によつて反
転され、第2真空蒸着室5′内で前記と同様にそ
の第2の面が蒸着めつきされる。その後、鋼帯は
第2シールロール室4′、第2賦圧室6′を経て真
空蒸着系外に出る。 なお、蒸着入り口部の温度は蒸着直前の温度が
決定すれば設備構成によつて自動的に決まる温度
であるから特に規定する必要はない。また処理室
内の温度とその分布は内部が真空のため、ほとん
ど板温度に影響を与えない。真空度は蒸着めつき
を実施するにさいし重要な要因であるが、通常蒸
着めつきは10-4torr以下程度で実施されており、
亜鉛の場合は10-2torr程度でめつき可能であり、
通常のめつきが実施できる範囲であればよく、と
くに規定しない。蒸着直前鋼帯温度制御方法は、
例えば前処理炉で窒素などのガスを用いて冷却す
る。または所定の温度でめつきできるように前処
理炉での加熱を調整するなどの方法で鋼帯温度の
制御を行う。第1面、第2面の付着量制御方法
は、シヤツターなどを蒸発槽に取り付けるなどの
方法(特公平3−51789号公報)で任意に制御す
る。 鋼帯が真空蒸着めつきされるとき、亜鉛蒸気の
凝固潜熱の解放により、その温度は上昇するが、
その温度上昇は次式()より求められる。 ΔT=q・(w1+w2)/p.t・c (1) ただし、 ΔT:鋼帯の温度上昇 q:めつき金属の凝縮熱(kcal/g) w1:第1(合金化)面の付着量(g/m2) w2:第2(非合金化)面の付着量(g/m2) p:鋼帯の密度(g/m2) t:鋼帯の板厚(mm) c:鋼帯の比熱(kcal/Kg・℃) 鋼帯に亜鉛を蒸着めつきする場合には、 q:0.415(kcal/g) p:7.85g/cm3 c:0.13kcal/Kg・℃ であり、(1)式は次の(2)式に書き替えられる。 ΔT=0.41(w1+w2)/t (2) この鋼帯が第2シールロール室4′を通過する
間は真空中であるため、放熱は少なく、実質的に
は板温は保持される。蒸着めつき直後より、第2
シールロール室4′の最終ロール41′まで長さを
l(m)とすると、板温保持時間Sはラインスピ
ードv(m/min)の関数として、 S(sec)=60・l/v (3) で表される。 一方、亜鉛蒸着めつき鋼板を合金化するための
加熱条件は亜鉛めつきの付着量によつて異なる。 第1図に示す連続真空蒸着亜鉛めつき鋼板の製
造装置を用いて実験を重ねたところ、第2図に示
すような片面合金化、多面非合金化の可能範囲が
判明した。 第2図において、直線aは付着量によつて変る
直線であり、合金化させる側の合金化条件の下限
である。直線aは蒸着めつき後の板温T′(℃)と
板温保持時間S(sec)の関数で T′=−4/3S+403+0.7w1 (4) で表わされる。なお第2図中の直線aは、この場
合、付着量10g/m2を例として示してある。第2
図中の直線a′は合金化させない側の上限条件で付
着量によつて変る直線であり、蒸着めつき後の板
温T′と板温保持時間S(sec)および合金化させ
ない側の付着量w2との関数で、 T′=−4/3S+403+0.7w2 (5) で表わされる。 直線bは蒸着後の板温T′の上限値であり、 T′=420℃ (6) で表わされる。420℃に限定される理由は、それ
以上の温度では鋼帯表面の亜鉛が溶解し、真空ロ
ール室のロールに付着する可能性があるためであ
る。これは付着量に対して不変の値である。 直線cは板温保持時間の下限を示すものである
が、これは実施の都合上定められる下限であり、
これ以上に限定されるものではない。 直線dは板温保持時間の上限を示すもので、設
備上、操業上の経済性などを考慮して25秒以下が
好ましく、それを1例として示したが、これに限
定されるものではない。 蒸着後の板温T′は基板温度(蒸着前鋼帯温度)
Tおよび(2)式より T′=T+0.41(w1+w2)/t (7) で表わされる。 第2図の範囲を(3),(4),(5),(6)および(7)式を用
いて表わすと、 −80l/v+403+0.7w1−0.41(w1+w2)/t ≦T≦ −80l/v+403+0.7w2−0.41(w1+w2)/t(8) および T≦420−0.41(w1+w2)/t (9) で表される。したがつて、めつき前鋼帯温度を
(8),(9)式で表される範囲内に制御することによ
り、ライン内で自動的かつ連続的に片面合金化差
厚蒸着亜鉛めつき鋼板を製造することができる。 〈実施態様〉 次に本発明の実施例により例示する。 第1図に示す連続真空蒸着めつき装置を用いて
本発明の方法により、(8)式、(9)式の範囲に蒸着前
の基板温度を制御して真空蒸着亜鉛めつきを施
し、自動的、連続的に片面合金化差厚蒸着亜鉛め
つき鋼板を製造した。 実施例 1 板厚0.6mmの低炭素冷間圧延鋼板を用いて実施
する場合の(8),(9)式による計算例および実施例を
第1−1表、第1−2表に示す。 製造条件は次の通りであつた。 鋼帯寸法:0.6mm厚、300mm幅 通板速度:12〜60m/min 蒸着室圧力:0.01torr このようにして製造された片面合金化差厚蒸着
亜鉛めつき鋼板は均一で美麗な肌を有し、加工性
も良好であつた。 実施例 2 板厚1mmの低炭素冷間圧延鋼板を用いた計算例
及び実施例を第2−1表、第2−2表に示す。 製造条件は次の通りであつた。 鋼帯寸法:1.0mm厚、300mm幅 通板速度:12〜60m/min 蒸着室圧力:0.01torr このようにして製造された片面合金化差厚蒸着
薄めつき側は表層まで合金化し、厚めつき側は表
層までは合金化しない蒸着亜鉛層を有するものの
製造方法に関する。 〈従来技術とその問題点〉 片面合金化差厚蒸着亜鉛めつき鋼板の製造方法
としては、差厚めつきした鋼板をバツチ方式で処
理するか、ライン内焼純炉を設置し、後加熱によ
つて片面を合金化する(特願昭60−47436号(特
開昭61−207570)かのいずれかであつた。 バツチ式処理は工程が複雑であり、しかも温度
分布が不均一になるため、合金化のむらが生じや
すいという欠点がある。 一方ライン内合金化処理は、後加熱用の合金化
処理炉の設置が必要であり、設備が非常に大きく
なるという問題点を有している。 〈問題解決の手段〉 本発明はこれらの問題点に着目してなされたも
ので、蒸着亜鉛めつき時の亜鉛蒸気の凝縮潜熱の
開放による鋼板温度の上昇を利用し、さらにめつ
き付着量の違いによる表層までの合金化進行の時
間の差を利用して真空蒸着亜鉛めつき直前の鋼帯
の温度を一定の範囲に限定することによつて、後
加熱炉を設置することなく、薄めつき側は表層ま
で合金化し、厚めつき側は表層までは合金化しな
い蒸着亜鉛層を有する片面合金化差厚蒸着亜鉛め
つき鋼板を連続的に効率よく製造できることを発
見した。 〈発明の構成〉 本発明によれば、ライン内で自動的かつ連続的
に片面合金化差厚蒸着亜鉛めつき鋼板を製造する
方法であつて、蒸着亜鉛めつきする直前の鋼帯温
度T℃が、下記式(8)および(9)で表わされる範囲で
あることを特徴とする方法が提供される。 −80l/v+403+0.7w1−0.41(w1+w2)/t ≦T≦ −80l/v+403+0.7w2−0.41(w1+w2)/t(8) および T≦420−0.41(w1+w2)/t (9) ただし式中、 T:めつき直前の鋼帯温度(℃) v:ラインスピード(m/min) l:蒸着めつき直後より出口側最終シールロール
までの距離(m) t:鋼帯の板厚(mm) w1:第1(合金化)面の付着量(g/m2) w2:第2(非合金化)面の付着量(g/m2) そしてw1≦w2。 〈発明の具体的開示〉 次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 連続式真空蒸着めつき装置にはいくつかの様式
が提案されているが、第1図に例示するものはガ
ス還元前処理炉2、還元性ガスあるいは空気が真
空蒸着めつき室5,5′に流入するのを防止する
ための賦圧室3,3′、一連の段階的に減圧また
は復圧する個別に真空排気手段を備えた多数の隔
室に納められた多数のシールロールからなる第1
および第2のシールロール室4,4′、鋼帯の片
方の面に真空蒸着めつきするための第1真空蒸着
めつき室5、鋼帯の他方の面に真空蒸着めつきす
るための、第1真空蒸着めつき室に連通する第2
真空蒸着めつき装置5′から構成されている。真
空蒸着めつき室の内部には亜鉛浴6,6′および
デフレクターロール7,7′が配設されている。 シールロール室は真空蒸着室の真空を保つたま
ま鋼帯を導入、導出するためのもので、例えば、
特願昭59−192574に詳細に記載されているが、そ
れぞれ一対のロールを納めた単位胞が真空排気さ
れ、全体が段階的に減圧され真空蒸着室を所定の
真空に保持する。 各部分の長さは設定される操業条件によつて適
宜設定され、装置自身は本明細書の記載に従つて
従来技術を知る当業者が必要に応じて設計製作で
きることであるから、詳細は省略する。 冷間圧延されたままの鋼帯1は前処理炉2に連
続的に導入され、焼鈍と同時にガス還元による前
処理を施される。鋼種により差はあるが、鋼帯が
焼鈍されるためには、600〜900℃の温度範囲で20
〜180秒間の保持が必要である。密着性のよい蒸
着亜鉛めつき鋼板を得るには、ガス還元による前
処理において、炉内をH2 3%以上(残部N2)、
露点−15℃以下の雰囲気にすればよい。前処理炉
2の後半部分で鋼帯は冷却され、200℃以上の任
意の温度で前処理炉から導出される。特開昭57−
152465号に開示されるように、蒸着開始前の鋼帯
の温度は蒸着被膜の靭性、延性が良好であるため
には200℃以上であることが好ましいことが知ら
れている。鋼帯はさらに賦圧室3、第1シールロ
ール室4を経て第1真空蒸着室5に導入される。
亜鉛浴6には図示されない供給源から適当な手段
(電気抵抗加熱手段、電子ビーム加熱手段、等)
によつて加熱され亜鉛蒸気が連続的に供給され
て、まず鋼帯の第1の面が蒸着めつきされ、つい
で鋼帯はデフレクターロール7,7′によつて反
転され、第2真空蒸着室5′内で前記と同様にそ
の第2の面が蒸着めつきされる。その後、鋼帯は
第2シールロール室4′、第2賦圧室6′を経て真
空蒸着系外に出る。 なお、蒸着入り口部の温度は蒸着直前の温度が
決定すれば設備構成によつて自動的に決まる温度
であるから特に規定する必要はない。また処理室
内の温度とその分布は内部が真空のため、ほとん
ど板温度に影響を与えない。真空度は蒸着めつき
を実施するにさいし重要な要因であるが、通常蒸
着めつきは10-4torr以下程度で実施されており、
亜鉛の場合は10-2torr程度でめつき可能であり、
通常のめつきが実施できる範囲であればよく、と
くに規定しない。蒸着直前鋼帯温度制御方法は、
例えば前処理炉で窒素などのガスを用いて冷却す
る。または所定の温度でめつきできるように前処
理炉での加熱を調整するなどの方法で鋼帯温度の
制御を行う。第1面、第2面の付着量制御方法
は、シヤツターなどを蒸発槽に取り付けるなどの
方法(特公平3−51789号公報)で任意に制御す
る。 鋼帯が真空蒸着めつきされるとき、亜鉛蒸気の
凝固潜熱の解放により、その温度は上昇するが、
その温度上昇は次式()より求められる。 ΔT=q・(w1+w2)/p.t・c (1) ただし、 ΔT:鋼帯の温度上昇 q:めつき金属の凝縮熱(kcal/g) w1:第1(合金化)面の付着量(g/m2) w2:第2(非合金化)面の付着量(g/m2) p:鋼帯の密度(g/m2) t:鋼帯の板厚(mm) c:鋼帯の比熱(kcal/Kg・℃) 鋼帯に亜鉛を蒸着めつきする場合には、 q:0.415(kcal/g) p:7.85g/cm3 c:0.13kcal/Kg・℃ であり、(1)式は次の(2)式に書き替えられる。 ΔT=0.41(w1+w2)/t (2) この鋼帯が第2シールロール室4′を通過する
間は真空中であるため、放熱は少なく、実質的に
は板温は保持される。蒸着めつき直後より、第2
シールロール室4′の最終ロール41′まで長さを
l(m)とすると、板温保持時間Sはラインスピ
ードv(m/min)の関数として、 S(sec)=60・l/v (3) で表される。 一方、亜鉛蒸着めつき鋼板を合金化するための
加熱条件は亜鉛めつきの付着量によつて異なる。 第1図に示す連続真空蒸着亜鉛めつき鋼板の製
造装置を用いて実験を重ねたところ、第2図に示
すような片面合金化、多面非合金化の可能範囲が
判明した。 第2図において、直線aは付着量によつて変る
直線であり、合金化させる側の合金化条件の下限
である。直線aは蒸着めつき後の板温T′(℃)と
板温保持時間S(sec)の関数で T′=−4/3S+403+0.7w1 (4) で表わされる。なお第2図中の直線aは、この場
合、付着量10g/m2を例として示してある。第2
図中の直線a′は合金化させない側の上限条件で付
着量によつて変る直線であり、蒸着めつき後の板
温T′と板温保持時間S(sec)および合金化させ
ない側の付着量w2との関数で、 T′=−4/3S+403+0.7w2 (5) で表わされる。 直線bは蒸着後の板温T′の上限値であり、 T′=420℃ (6) で表わされる。420℃に限定される理由は、それ
以上の温度では鋼帯表面の亜鉛が溶解し、真空ロ
ール室のロールに付着する可能性があるためであ
る。これは付着量に対して不変の値である。 直線cは板温保持時間の下限を示すものである
が、これは実施の都合上定められる下限であり、
これ以上に限定されるものではない。 直線dは板温保持時間の上限を示すもので、設
備上、操業上の経済性などを考慮して25秒以下が
好ましく、それを1例として示したが、これに限
定されるものではない。 蒸着後の板温T′は基板温度(蒸着前鋼帯温度)
Tおよび(2)式より T′=T+0.41(w1+w2)/t (7) で表わされる。 第2図の範囲を(3),(4),(5),(6)および(7)式を用
いて表わすと、 −80l/v+403+0.7w1−0.41(w1+w2)/t ≦T≦ −80l/v+403+0.7w2−0.41(w1+w2)/t(8) および T≦420−0.41(w1+w2)/t (9) で表される。したがつて、めつき前鋼帯温度を
(8),(9)式で表される範囲内に制御することによ
り、ライン内で自動的かつ連続的に片面合金化差
厚蒸着亜鉛めつき鋼板を製造することができる。 〈実施態様〉 次に本発明の実施例により例示する。 第1図に示す連続真空蒸着めつき装置を用いて
本発明の方法により、(8)式、(9)式の範囲に蒸着前
の基板温度を制御して真空蒸着亜鉛めつきを施
し、自動的、連続的に片面合金化差厚蒸着亜鉛め
つき鋼板を製造した。 実施例 1 板厚0.6mmの低炭素冷間圧延鋼板を用いて実施
する場合の(8),(9)式による計算例および実施例を
第1−1表、第1−2表に示す。 製造条件は次の通りであつた。 鋼帯寸法:0.6mm厚、300mm幅 通板速度:12〜60m/min 蒸着室圧力:0.01torr このようにして製造された片面合金化差厚蒸着
亜鉛めつき鋼板は均一で美麗な肌を有し、加工性
も良好であつた。 実施例 2 板厚1mmの低炭素冷間圧延鋼板を用いた計算例
及び実施例を第2−1表、第2−2表に示す。 製造条件は次の通りであつた。 鋼帯寸法:1.0mm厚、300mm幅 通板速度:12〜60m/min 蒸着室圧力:0.01torr このようにして製造された片面合金化差厚蒸着
【表】
【表】
【表】
※…めつき層溶融
【表】
【表】
【表】
※…めつき層溶融
亜鉛めつき鋼板は均一で美麗な肌を有し、加工性
も良好であつた。
亜鉛めつき鋼板は均一で美麗な肌を有し、加工性
も良好であつた。
添付第1図は本願方法を実施するための装置の
1例の概念を示す図式的断面図である。第2図は
本発明方法の実施可能の領域を示すめつき後の鋼
帯温度と鋼帯温度保持時間の関係のグラフであ
る。
1例の概念を示す図式的断面図である。第2図は
本発明方法の実施可能の領域を示すめつき後の鋼
帯温度と鋼帯温度保持時間の関係のグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ライン内で自動的かつ連続的に片面合金化差
厚蒸着亜鉛めつき鋼板を製造する方法であつて、
蒸着亜鉛めつきする直前の鋼帯温度T℃が、下記
式(8)および(9)で表わされる範囲であることを特徴
とする方法。 −80l/v+403+0.7w1−0.41(w1+w2)/t ≦T≦ −80l/v+403+0.7w2−0.41(w1+w2)/t(8) および T≦420−0.41(w1+w2)/t (9) 式中、 T:めつき直前の鋼帯温度(℃) v:ラインスピード(m/min) l:蒸着めつき直後より出口側最終シールロール
までの距離(m) t:鋼帯の板厚(mm) w1:第1(合金化)面の付着量(g/m2) w2:第2(非合金化)面の付着量(g/m2) ただし、w1≦w2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23542085A JPS6296668A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 片面合金化差厚蒸着亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23542085A JPS6296668A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 片面合金化差厚蒸着亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296668A JPS6296668A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0424428B2 true JPH0424428B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=16985836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23542085A Granted JPS6296668A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 片面合金化差厚蒸着亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296668A (ja) |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP23542085A patent/JPS6296668A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296668A (ja) | 1987-05-06 |
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