JPH09324208A

JPH09324208A - 溶融金属めっき鋼帯の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH09324208A
Application number: JP14313796A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Sekine; 輝幸関根; Toshihiro Kikuchi; 利裕菊地
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼帯として鉄酸化物層（黒皮）の付いたまま
の熱間圧延鋼帯を用い、鋼中へのH₂の吸蔵、発生H₂O に
よる鋼板の機械的性質の劣化、焼鈍炉の損傷などを防止
し、めっき密着性の良好な溶融金属めっき鋼板を、経済
性に優れた方法で製造可能とする溶融金属めっき鋼帯の
製造方法および製造装置の提供。【解決手段】鋼帯表面に鉄酸化物層を有する熱間圧延
鋼帯を、還元性雰囲気の加熱炉中で加熱した後、連続し
て溶融金属めっき浴に浸漬し、鋼帯表面に金属被覆層を
形成する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、加熱
炉内に、気流の膜を鋼帯板幅方向に形成し、気流膜によ
り、鋼帯搬送方向において加熱炉内雰囲気を分割し、さ
らには、分割した雰囲気のガス組成を別個に制御する溶
融金属めっき鋼帯の製造方法および製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築資材、冷暖
房、給湯機器、自動車用鋼板などに用いられる優れた耐
食性を有する溶融金属めっき鋼帯の製造方法および製造
装置に関するもので、特に、めっき密着性に優れた溶融
金属めっき熱間圧延鋼板を経済性に優れた方法で提供す
る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶融金属めっき鋼帯は、鋼片を熱
間圧延後、鋼帯表面を覆う鉄酸化物層（以下黒皮とも記
す）を酸洗設備で除去した後に、または、さらに冷間圧
延を行った後に、連続式溶融金属めっき装置（ＣＧＬ）
を用いて溶融金属めっきを行うことにより製造されてい
る。

【０００３】これは、黒皮が、溶融金属めっきを阻害
し、まためっき剥離点となり、めっき密着性を劣化させ
るためであり、酸洗などによる黒皮の除去が必要であっ
た。こうした、黒皮の付いた熱間圧延鋼帯の溶融金属め
っきに関して、鋼帯表面の黒皮を加熱炉中で還元し溶融
金属めっきを行う方法が開示されている（特開平6-1459
37号公報、特開平6-279967号公報）。

【０００４】しかしながら、加熱炉において、高H₂濃度
の雰囲気中で、黒皮を還元、除去する方法では、高H₂濃
度での焼鈍による鋼中へのH₂の吸蔵や発生H₂O による鋼
板の機械的性質の劣化、めっき密着性の低下、炉内ロー
ルの腐食に例示される焼鈍炉の損傷などの問題点があっ
た。また、黒皮の付いた熱延鋼帯の溶融金属めっきに引
き続き、さらに厳しいめっき品質が要求される冷延鋼帯
など黒皮のない鋼帯を、同一装置を用いて溶融金属めっ
きする場合、焼鈍炉内の雰囲気条件をその都度変更する
必要があり、生産性の低下を招くといった問題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点を解決し、特に、鋼帯として黒皮の付い
たままの熱間圧延鋼帯を用い、鋼中へのH₂の吸蔵、発生
H₂O による鋼板の機械的性質の劣化、めっき密着性の低
下、焼鈍炉の損傷などを防止し、めっき密着性の良好な
溶融金属めっき鋼板を、経済性に優れた方法で製造可能
とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法および製造装置の
提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、鋼帯表面
に鉄酸化物層を有する熱間圧延鋼帯を、還元性雰囲気の
加熱炉中で加熱した後、連続して溶融金属めっき浴に浸
漬し、鋼帯表面に金属被覆層を形成する溶融金属めっき
鋼帯の製造方法において、前記加熱炉内に、気流の膜
（以下気流膜とも記す）を鋼帯板幅方向に形成し、該気
流膜により、鋼帯搬送方向において前記加熱炉内雰囲気
を分割し、さらには、該分割した雰囲気のガス組成を別
個に制御することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製
造方法である。

【０００７】前記第１の発明においては、前記気流膜
が、鋼帯板幅方向の一方向ガス流で形成されるか、また
は、鋼帯の表裏面側各々において、鋼帯板面に対して垂
直に吹き付けられるガス流で形成されることが好まし
い。また、前記第１の発明においては、前記気流膜によ
り、鋼帯搬送方向において前記加熱炉内の鋼帯昇温域お
よび鋼帯均熱域両者の炉内雰囲気を分割することが好ま
しい。

【０００８】また、前記第１の発明においては、前記気
流膜を形成するガス流の加熱炉内流入時の流速が、５m/
sec 以上であることが好ましい。さらに、前記第１の発
明においては、前記気流膜の膜面が鋼帯搬送方向に対し
て直交するように気流膜を形成することが好ましい。第
２の発明は、鋼帯を還元性雰囲気中で加熱するための加
熱炉２と、溶融金属めっき浴槽５と、前記加熱炉と前記
溶融金属めっき浴槽を接続するスナウト４を有する溶融
金属めっき鋼帯の製造装置において、前記加熱炉２内の
鋼帯板幅方向に、一方向ガス流14による気流の膜を形成
し、該気流膜により鋼帯搬送方向において炉内雰囲気を
分割する気流膜形成装置３と、該分割した雰囲気のガス
組成を別個に制御する制御装置30を有することを特徴と
する溶融金属めっき鋼帯の製造装置である。

【０００９】第３の発明は、鋼帯を還元性雰囲気中で加
熱するための加熱炉２と、溶融金属めっき浴槽５と、前
記加熱炉と前記溶融金属めっき浴槽を接続するスナウト
４を有する溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、前
記加熱炉２内の鋼帯の表裏面側各々において、鋼帯板面
に対して垂直方向かつ少なくとも鋼帯の全板幅方向にわ
たり吹き付けられるガス流22a, 22b, 22c, 22dで形成さ
れる気流の膜により、鋼帯搬送方向において炉内雰囲気
を分割する気流膜形成装置20と、該分割した雰囲気のガ
ス組成を別個に制御する制御装置30を有することを特徴
とする溶融金属めっき鋼帯の製造装置である。

【００１０】前記第３の発明においては、前記気流膜形
成部の気流中に整流板21a, 21bを配置し、該整流板21a,
21bの板面で形成される仮想平面が搬送鋼帯板面に垂直
で、かつ、鋼帯の搬送方向と直交するように配置される
ことが好ましい。また、前記第３の発明においては、前
記気流膜形成装置３または20が、鋼帯昇温域Ａと鋼帯均
熱域Ｂの境界に設けられることが好ましい。

【００１１】さらに、前記第１の発明、第２の発明、第
３の発明においては、加熱炉２内の前記分割した各雰囲
気のガスが、いずれも水素および窒素を含有する還元性
ガスであることが好ましい。本発明が適用可能な溶融め
っき金属としては、好ましくは、Zn、Al、Pb、Sn、Mg、
Sbまたはこれらの合金で例示される各種の溶融めっき金
属が挙げられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明者らは、焼鈍炉内における、鋼帯表面に付
着している黒皮の還元状況について鋭意検討を行い、以
下の知見を得た。：焼鈍炉の鋼帯の昇温域において、黒皮の還元が進
み、これに伴って、H₂Oが発生する。

【００１３】：この結果、特に炉内雰囲気が高H₂濃度
の時、素地鋼にH₂の吸蔵が生じる。：鋼帯の均熱域においても、雰囲気が還元性であれ
ば、鋼帯表面に残留した鉄の酸化物は還元され、均熱域
が高H₂濃度であれば、素地鋼へのH₂の吸蔵が生じるが、
低H₂濃度であれば、吸蔵されたH₂の放出が生じる。：黒皮が完全に還元されていなくても、素地鋼に達す
る還元部分が存在すれば、溶融金属めっきのめっき密着
性は確保される。

【００１４】従って、焼鈍炉の加熱域において、めっき
密着性を確保する上で充分な黒皮の還元が行われ、均熱
域で吸蔵H₂の放出が生じれば、黒皮付の鋼帯を用いた場
合においても、めっき密着性が良好で、しかもH₂による
材質の劣化のない溶融金属めっき鋼帯の製造が可能であ
ると考えた。このためには、還元性雰囲気とした焼鈍炉
（以下加熱炉と記す）炉内の雰囲気、好ましくは、鋼帯
の昇温域の雰囲気と均熱域の雰囲気を分離することが重
要な課題であり、本発明では、加熱炉内の鋼帯昇温域と
鋼帯均熱域の雰囲気を分離することを具体的目的とし
た。

【００１５】第１の発明は、加熱炉内に、気流の膜を鋼
帯板幅方向に形成し、該気流膜により、鋼帯搬送方向に
おいて前記加熱炉内雰囲気を分割し、さらには、該分割
した雰囲気のガス組成を別個に制御する溶融金属めっき
鋼帯の製造方法である。この場合、より好適な態様とし
て、下記の方法を用いることができる。：前記気流膜を、鋼帯板幅方向の一方向ガス流で形成
するか、または、鋼帯の表裏面側各々において、鋼帯板
面に対して垂直にガスを吹き付けることにより形成す
る。

【００１６】：前記気流膜により、鋼帯搬送方向にお
いて前記加熱炉内の鋼帯の温度を昇温する鋼帯昇温域お
よび鋼帯の温度を一定に保持する鋼帯均熱域両者の炉内
雰囲気を分割する。：前記気流膜を形成するガス流の加熱炉内流入時の流
速を、５m/sec 以上、より好ましくは10〜30m/sec とす
る。

【００１７】流速が５m/sec 未満の場合、炉内雰囲気の
分割が不充分となり、30m/sec 超えの場合、気流膜を形
成するガスの混入により、昇温域および均熱域の雰囲気
を各々の好適条件に維持することが困難となる。：前記気流膜の膜面が鋼帯搬送方向に対して直交する
ように気流膜を形成する。

【００１８】なお、前記した制御対象とする雰囲気のガ
ス組成とは、水素など還元性ガスの濃度および／または
ガスの露点を示す。第２の発明は、加熱炉内の鋼帯板幅
方向に、一方向ガス流による気流の膜を形成し、該気流
膜により鋼帯搬送方向において炉内雰囲気を分割する気
流膜形成装置と、該分割した雰囲気のガス組成を別個に
制御する制御装置を有する溶融金属めっき鋼帯の製造装
置である。

【００１９】第３の発明は、加熱炉内の鋼帯の表裏面側
各々において、鋼帯板面に対して垂直方向かつ少なくと
も鋼帯の全板幅方向にわたり吹き付けられるガス流で形
成される気流の膜により、鋼帯搬送方向において炉内雰
囲気を分割する気流膜形成装置と、該分割した雰囲気の
ガス組成を別個に制御する制御装置を有する溶融金属め
っき鋼帯の製造装置である。

【００２０】この場合、より好適な態様として、下記の
方法を用いることができる。：前記気流膜形成部の気流中に整流板を配置し、該整
流板の板面で形成される仮想平面が、搬送鋼帯板面に垂
直で、かつ、鋼帯の搬送方向と直交するように配置す
る。：前記気流膜形成装置を、鋼帯昇温域と鋼帯均熱域の
境界に設ける。

【００２１】さらに、前記第１の発明、第２の発明、第
３の発明においては、加熱炉内の前記分割した各雰囲気
のガスが、いずれも水素および窒素を含有する還元性ガ
スであることが好ましく、この場合の前記各雰囲気のガ
スとしては、いずれも水素濃度４〜20vol ％、残部が実
質的に窒素であるガスが好ましい。なお、前記した制御
対象とする雰囲気のガス組成とは、水素など還元性ガス
の濃度および／またはガスの露点を示す。

【００２２】以下、第１の発明、第２の発明、第３の発
明について、より詳細に述べる。〔Ａ〕第１の発明の好適態様（請求項２）、第２の発明
〔鋼帯板幅方向の一方向ガス流で形成される気流膜によ
る、鋼帯搬送方向における加熱炉内雰囲気の分割。〕：
図１に、第１の発明の好適態様および第２の発明に係わ
る溶融金属めっき鋼帯の製造装置の一例を、側面図(a)
および図１(a) のＣ部斜視図(b) で示す。

【００２３】また、図１(a) のＣ部における気流の流れ
方向を、図１(c) に模式的に斜視図で示す。図１におい
て、１は鋼帯、２は加熱炉、３はガス吹込み装置3aおよ
びガス吸引装置3bから構成される気流膜形成装置、４は
スナウト、５は溶融金属めっき浴槽、６は溶融金属、７
はガスワイピングノズル、８はシンクロール、９はター
ンダウンロール室、10はロール、11は鋼帯の搬送方向、
12、13はガス流（気流）、14は一方向ガス流、Ａは鋼帯
昇温域（以下昇温域と記す）、Ｂは鋼帯均熱域（以下均
熱域と記す）、Ｓは加熱炉２の気流膜形成部における炉
内断面を示す。

【００２４】なお、ガス吹込み装置3aとしては、好まし
くは、加熱炉２の側壁2aに設けられ、鋼帯１板面と平行
でかつ鋼帯１の搬送方向11と直交する一方向ガス流14
が、前記炉内断面Ｓのいずれの箇所においても形成され
るスリット状（幅広）のガス吹込みノズルが例示される
が、その方式、構造は制限されない。また、ガス吸引装
置3bとしては、前記スリット状（幅広）のガス吹込みノ
ズルと同様なガス吸引ノズルが例示されるが、その方
式、構造は制限されない。

【００２５】従来の連続式溶融金属めっき装置（ＣＧ
Ｌ）は、鋼帯に脱脂、酸洗などを行う前処理装置（図示
略）と鋼帯に加熱、焼鈍を行う加熱炉２およびこれに連
続した溶融金属めっき浴槽５から構成されている。図１
に例示される本発明の装置においては、鋼帯搬送方向11
において炉内雰囲気を分割するために、図示されるよう
に、加熱炉２の好ましくは昇温域Ａと均熱域Ｂの境界に
気流膜形成装置３を付設し、鋼帯板幅方向の片側から炉
内へガスを吹き込み、他の片側でガスの吸引を行うこと
により、鋼帯板幅方向の一方向ガス流14による気流膜を
形成する。

【００２６】この場合、図１(c) の模式図で示すよう
に、鋼帯板幅方向に流れる膜状の一方向ガス流14によっ
て、昇温域Ａと均熱域Ｂの炉内雰囲気を分離し、搬送鋼
帯によってガス流が加熱炉内に拡散することが防止可能
となる。上記した一方向ガス流14のガスとしては、鋼に
対して還元性であることが必要であり、均熱域Ｂの雰囲
気ガスを利用する方法や、還元性ガスの補給による方法
を用いることができる。

【００２７】一方、昇温域Ａの雰囲気ガスは、高H₂濃
度、高H₂O 濃度であり、これを気流膜形成用のガスとし
て用いた場合、均熱域Ｂの雰囲気中のH₂濃度、H₂O 濃度
を上昇させる可能性があるので好ましくない。上記した
気流膜の具体的形成方法としては、例えば、図１(a) に
おいて気流膜形成装置３より下流の均熱域Ｂ内のガスを
一部抜出し、該ガスを、図１(b) に示す気流膜形成装置
３のガス吹込み装置3aから吹き込み、ガス吸引装置3bか
ら抜出し、気流膜形成装置３より下流の均熱域Ｂ内に吹
き込むことにより再循環する方式（後記図３）が例示さ
れる。

【００２８】上記した循環方式においては、上記循環経
路に耐熱性の排風機、および必要に応じて排風機保護用
にガスの冷却器を付設し、気流膜形成用のガスの循環を
行うことができる。本発明においては、図１(c) に示す
ように、好ましくは、鋼帯の搬送方向11に対して実質的
に直交する気流膜を、鋼帯板幅方向に形成する。

【００２９】〔Ｂ〕第１の発明の好適態様（請求項
３）、第３の発明〔鋼帯の表裏面側各々において、鋼帯
表面に対して垂直に吹き付けられるガス流で形成される
気流膜による、鋼帯搬送方向における加熱炉内雰囲気の
分割。〕：図２に、第１の発明の他の好適態様および第
３の発明に係わる溶融金属めっき鋼帯の製造装置の一例
を、側面図(a) および図２(a) のＤ部斜視図(b) で示
す。

【００３０】また、図２(a) Ｄ部における気流の流れ方
向を、図２(c) に模式的に側面図で示す。図２におい
て、20はガス吹込み装置20a 、20b 、20c 、20d から構
成される気流膜形成装置、21a 、21b はそれぞれ加熱炉
２の天板2b、底板2cに取付けられた整流板、22a 、22b
、22c 、22d はガス流（気流）を示し、他の符号は図
１と同一の内容を示す。

【００３１】図２に例示される本発明の装置において
は、鋼帯の搬送方向11において炉内雰囲気を分割するた
めに、図示されるように、加熱炉２の好ましくは昇温域
Ａと均熱域Ｂの境界に気流膜形成装置20を付設し、鋼帯
の表裏面側各々において、鋼帯板面に対して垂直方向か
つ少なくとも鋼帯の全板幅方向にわたりガスを吹き付け
気流膜を形成する。

【００３２】すなわち、図２(c) の模式図で示すよう
に、鋼帯１板面に対して垂直に吹き込まれるガス流22a
〜22d によって、鋼帯の搬送方向11において、炉内雰囲
気、好ましくは昇温域Ａと均熱域Ｂの炉内雰囲気を分離
するもので、鋼帯表裏面側各々の鋼帯板面に対して垂直
方向から、少なくとも鋼帯全板幅方向において、ガスを
鋼帯板面に対して吹き込み、好ましくは昇温域Ａと均熱
域Ｂの雰囲気を分離するものである。

【００３３】上記したガス流22a 〜22d のガスとして
は、前記と同様に、鋼に対して還元性であることが必要
であり、均熱域Ｂの雰囲気ガスを利用する方法や、還元
性ガスの補給による方法を用いることができる。一方、
昇温域Ａの雰囲気ガスは、高H₂濃度、高H₂O 濃度であ
り、これを気流膜形成用のガスとして用いた場合、均熱
域Ｂの雰囲気中のH₂濃度、H₂O 濃度を上昇させるため好
ましくない。

【００３４】上記した気流膜の具体的形成方法として
は、例えば、図２(a) において、気流膜形成装置20より
下流の均熱域Ｂ内のガスを一部抜出し、図２(b) に示す
ガス吹込み装置20a 〜20d から吹き込む方式（後記図
４）が例示される。ガス吹込み装置20a 〜20d の構造と
しては、前記したガス吹込み装置3aと同様に、炉内への
ガス吹き込み口がスリット状（幅広）のものが好ましく
例示されるが、その方式、構造は制限されない。

【００３５】上記した気流膜形成方法においては、上記
気流膜形成用のガスの配管系統に耐熱性の排風機および
必要に応じて排風機保護用にガスの冷却器を付設し、ガ
スの送給を行うことができる。なお、本発明において
は、昇温域Ａ内のガスと均熱域Ｂ内のガスの混合を防止
するために、図２(c) に示すように、ガス流22a 〜22d
で形成される気流膜の気流中に整流板21a 、21b を配置
することが好ましい。

【００３６】この場合の整流板としては、該整流板の板
面で形成される仮想平面が、鋼帯１板面に垂直で、か
つ、鋼帯の搬送方向11と直交し、該整流板の板面が吹き
込みガスの流入部のガス流れ方向と平行になるように、
鋼帯１板幅方向に付設することが、より好ましい。この
場合は、気流膜形成部における加熱炉内のガスの混合が
防止可能となるため、気流膜形成装置20より上流の昇温
域Ａ内のガスおよび下流の均熱域Ｂ内のガスを、それぞ
れ、ガス吹込み装置20a 、20b および20c 、20d から吹
き込むことにより、昇温域Ａ内のガスおよび均熱域Ｂ内
のガス各々を独立して循環させることができる。

【００３７】次に、第１の発明、第２の発明、第３の発
明における、加熱炉内の雰囲気制御について述べる。本
発明においては、前記した気流膜形成装置３、20によ
り、加熱炉２内に形成した気流膜により、好ましくは、
昇温域Ａ内の雰囲気と均熱域Ｂ内の雰囲気とを分割し、
加熱炉２内の昇温域Ａにおいては、雰囲気中の水素など
還元性ガスの濃度を高くし、加熱炉２内の均熱域Ｂにお
いては、雰囲気中の水素など還元性ガスの濃度を昇温域
Ａの還元性ガスの濃度より低くなるように制御する。

【００３８】〔Ａ〕第１の発明の好適態様、第２の発明
における、加熱炉内の雰囲気制御：図３に、この場合の
雰囲気制御の回路図の一例を示す。図３は、図１の溶融
金属めっき鋼帯の製造装置の加熱炉炉内雰囲気制御の回
路図であり、30は制御装置、31a 、31b 、32a 、32b は
加熱炉２内に挿入されたガスサンプリング管、33a 、33
b はガス分析装置、34a 、34b はガスの露点測定装置、
35a は回転数制御方式の排風機、36、37はガス流量調節
弁を示し、他の符号は図１と同一の内容を示す。

【００３９】図３の制御方法では、排風機35a により、
均熱域Ｂの下流から一部抜き出した炉内ガスをガス吹込
み装置3aから吹き込み、ガス吸引装置3bから抜出し、均
熱域Ｂの下流の炉内に循環する構成となっている。ま
た、ガスサンプリング管31a 、31b 、32a 、32b によ
り、昇温域Ａおよび均熱域Ｂのガスを採取し、これらの
ガスをガス分析装置33a 、33b 、露点測定装置34a 、34
b に供給し、前記両領域各々のガス中H₂濃度などのガス
組成、ガスの露点を測定する。

【００４０】得られた各測定データは、制御装置30へ入
力され、その結果に基づき昇温域Ａおよび均熱域Ｂのガ
ス中H₂濃度の差が最大となるように、排風機35a の回転
数制御により循環ガス量を制御する。また、前記各測定
データに基づき、昇温域Ａおよび均熱域Ｂのガス中H₂濃
度、ガスの露点が予め定めた両領域各々の好適範囲とな
るように、制御装置30からの出力信号によりガス流量調
節弁36、37の開度を調節し、水素、窒素混合ガスなど、
還元性ガスおよび低露点還元性ガスを、各々昇温域Ａお
よび均熱域Ｂに間歇的または連続的に供給する。

【００４１】〔Ｂ〕第１の発明の好適態様、第３の発明
における、加熱炉内の雰囲気制御：図４に、この場合の
雰囲気制御の回路図の一例を示す。図４は、図２の溶融
金属めっき鋼帯の製造装置の加熱炉炉内雰囲気制御の回
路図であり、35b 、35c 、35d 、35e は回転数制御方式
の排風機を示し、他の符号は図２、図３と同一の内容を
示す。

【００４２】図４の制御方法では、排風機35b 、35c 、
35d 、35e により、均熱域Ｂの下流から一部抜き出した
炉内ガスをガス吹込み装置20a 〜20d から加熱炉内へ吹
き込む構成となっている。また、加熱炉２の天板2bおよ
び底板2c（図示略）に取付けられたガス吹込み装置20a
、20c および20b 、20d （図示略）から吹き込むガス
量を、排風機35b 〜35e の回転数制御により、昇温域Ａ
および均熱域Ｂのガス中H₂濃度の差が最大となるように
制御する。

【００４３】昇温域Ａおよび均熱域Ｂのガス中H₂濃度、
ガスの露点の制御方法は、前記した図３の方法と同様で
ある。以上述べたように、本発明によれば、加熱炉内雰
囲気、好ましくは昇温域、均熱域の雰囲気を分離し、昇
温域において、雰囲気ガスを均熱域より高H₂濃度とし、
鋼帯の還元を行う。

【００４４】この場合、黒皮が完全に還元されていなく
ても、素地鋼に達する還元部分があれば、溶融金属めっ
きのめっき密着性は確保されるため、黒皮を完全に還元
する必要はない。昇温域における水素による還元に伴っ
て、素地鋼へのH₂の吸蔵、H₂O の発生が生じるが、均熱
域において、雰囲気を低H₂濃度、低H₂O 濃度となるよう
に制御することにより、鋼に吸蔵されたH₂を放出させ、
H₂による鋼板の機械的性質の劣化およびめっき密着性の
低下を防止し、またH₂O によるめっき密着性の低下およ
び加熱炉の損傷を防止することが可能となった。

【００４５】すなわち、本発明によれば、均熱域より高
H₂濃度の昇温域においてめっき密着性を満たすために充
分な黒皮の還元を行い、その後、昇温域より低H₂濃度、
低H₂O 濃度の雰囲気に制御した均熱域を通板することに
より、黒皮付の熱間圧延鋼帯を用いた場合においても、
めっき密着性が良好で、機械的性質の劣化がない溶融金
属めっき鋼帯を、加熱炉の損傷を防止し、経済的に製造
することが可能となった。

【００４６】さらに、本発明によれば、加熱炉内雰囲気
を分割し、分割した雰囲気のガス組成を別個に制御可能
としたため、さらに厳しいめっき品質が要求される冷間
圧延鋼板の通板にも迅速に対応可能となり、生産性の向
上が達成される。

【００４７】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
する。（実施例１）図１に示す連続式溶融金属めっき装置にお
いて、Zn−0.20％Alを主成分とする溶融亜鉛めっき浴を
用い、５μm の厚みの鉄酸化物層（黒皮）が付着した板
幅960 mmの熱間圧延鋼帯をライン速度90m/min で通板し
溶融亜鉛めっき鋼帯を製造した。

【００４８】本実施例においては、図３に示す制御方法
により、鋼帯の搬送方向11に対して気流膜形成装置３下
流側の加熱炉内均熱域Ｂの低H₂濃度、低H₂O 濃度のガス
を、気流膜形成装置３のガス吹込み装置3aから吹き込
み、ガス吸引装置3bから吸引、循環することにより気流
膜を形成した（本発明例１）。なお、気流膜を形成する
ガス流の加熱炉内流入時の流速は、20m/sec とした。

【００４９】また、比較として、ガス吹込み装置3aから
のガスの吹き込みを停止し、気流膜を形成しない場合に
ついて実験を行った（比較例１、比較例２）。表１に、
加熱炉２の昇温域Ａ、均熱域Ｂ各々の炉内水素濃度、ガ
スの露点、ガス温度、および、得られた溶融亜鉛めっき
鋼板のめっき密着性の測定結果を示す。

【００５０】なお、めっき密着性は下記試験方法に基づ
き評価した。〔めっき密着性：〕1/2 インチ直径の半球凸面の撃芯
を、めっき鋼板の供試面の裏側に当て、供試面に半球凹
形の受け皿を当て、２kgの重りを70cmの高さから落下さ
せ、撃芯を叩き、衝撃により突出した凸面（供試面）に
粘着テープを貼り、引き剥がし、テープ面を観察し、め
っき剥離量を目視により４段階で評価した。

【００５１】（評価基準） ◎ ：剥離なし、めっき表面に亀裂なし ○ ：剥離なし、めっき表面に亀裂あり △ ：若干の剥離あり × ：全面剥離（実施例２）図２に示す連続式溶融金属めっき装置にお
いて、Zn−0.20％Alを主成分とする溶融亜鉛めっき浴を
用い、４μm の厚みの鉄酸化物層（黒皮）が付着した板
幅870 mmの熱間圧延鋼帯をライン速度90m/min で通板し
溶融亜鉛めっき鋼帯を製造した。

【００５２】本実施例においては、図４に示す制御方法
により、鋼帯の搬送方向11に対して気流膜形成装置20下
流側の加熱炉内均熱域Ｂの低H₂濃度、低H₂O 濃度のガス
を、気流膜形成装置20のガス吹込み装置20a 〜20d から
吹き込むことにより、気流膜を形成した（本発明例
２）。なお、気流膜を形成するガス流の加熱炉内流入時
の流速は、10m/sec とした。

【００５３】また、比較として、ガス吹込み装置20a 〜
20d からのガスの吹き込みを停止し、気流膜を形成しな
い場合について実験を行った（比較例３、比較例４）。
表１に、加熱炉２の昇温域Ａ、均熱域Ｂ各々の炉内水素
濃度、ガスの露点、ガス温度、および、得られた溶融亜
鉛めっき鋼板のめっき密着性の測定結果を、実施例１の
結果と併せて示す。

【００５４】なお、めっき密着性は実施例１に示した試
験方法に基づき評価した。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、熱間圧延鋼帯の溶融金
属めっきにおいて、溶融金属めっきの前工程である加熱
炉内の鋼帯搬送方向の雰囲気を分割し、各々の炉内雰囲
気を独立に制御することが可能となった。この結果、鋼
帯として鉄酸化物層（黒皮）の付いたままの熱間圧延鋼
帯を用い、鋼板の機械的性質の劣化および加熱炉の損傷
などを防止し、めっき密着性の良好な溶融金属めっき鋼
板を経済性に優れた方法で製造可能となり、本発明の工
業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる溶融金属めっき鋼帯の製造装置
の一例を示す側面図(a) 、部分斜視図(b) 、気流の流れ
方向を模式的に示す斜視図(c) である。

【図２】本発明に係わる溶融金属めっき鋼帯の製造装置
の一例を示す側面図(a) 、部分斜視図(b) 、気流の流れ
方向を模式的に示す側面図(c) である。

【図３】本発明に係わる加熱炉雰囲気制御の一例を示す
回路図である。

【図４】本発明に係わる加熱炉雰囲気制御の一例を示す
回路図である。

【符号の説明】

１鋼帯２加熱炉３、20 気流膜形成装置 3a、20a 、20b 、20c 、20d ガス吹込み装置 3b ガス吸引装置４スナウト５溶融金属めっき浴槽６溶融金属７ガスワイピングノズル８シンクロール９ターンダウンロール室 10 ロール 11 鋼帯の搬送方向 12、13、22a 、22b 、22c 、22d ガス流（気流） 14 一方向ガス流 21a 、21b 整流板 30 制御装置 31a 、31b 、32a 、32b ガスサンプリング管 33a 、33b ガス分析装置 34a 、34b 露点測定装置 35a 、35b 、35c 、35d 、35e 排風機Ａ鋼帯昇温域Ｂ鋼帯均熱域Ｓ気流膜形成部における炉内断面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼帯表面に鉄酸化物層を有する熱間圧延
鋼帯を、還元性雰囲気の加熱炉中で加熱した後、連続し
て溶融金属めっき浴に浸漬し、鋼帯表面に金属被覆層を
形成する溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、前記
加熱炉内に、気流の膜を鋼帯板幅方向に形成し、該気流
膜により、鋼帯搬送方向において前記加熱炉内雰囲気を
分割し、さらには、該分割した雰囲気のガス組成を別個
に制御することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造
方法。
【請求項２】前記気流膜が、鋼帯板幅方向の一方向ガ
ス流で形成される請求項１記載の溶融金属めっき鋼帯の
製造方法。
【請求項３】前記気流膜が、鋼帯の表裏面側各々にお
いて、鋼帯板面に対して垂直に吹き付けられるガス流で
形成される請求項１記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方
法。
【請求項４】前記気流膜により、鋼帯搬送方向におい
て前記加熱炉内の鋼帯昇温域および鋼帯均熱域両者の炉
内雰囲気を分割する請求項１〜３いずれかに記載の溶融
金属めっき鋼帯の製造方法。
【請求項５】鋼帯を還元性雰囲気中で加熱するための
加熱炉(2) と、溶融金属めっき浴槽(5) と、前記加熱炉
と前記溶融金属めっき浴槽を接続するスナウト(4) を有
する溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、前記加熱
炉(2) 内の鋼帯板幅方向に、一方向ガス流(14)による気
流の膜を形成し、該気流膜により鋼帯搬送方向において
炉内雰囲気を分割する気流膜形成装置(3) と、該分割し
た雰囲気のガス組成を別個に制御する制御装置(30)を有
することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
【請求項６】鋼帯を還元性雰囲気中で加熱するための
加熱炉(2) と、溶融金属めっき浴槽(5) と、前記加熱炉
と前記溶融金属めっき浴槽を接続するスナウト(4) を有
する溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、前記加熱
炉(2) 内の鋼帯の表裏面側各々において、鋼帯板面に対
して垂直方向かつ少なくとも鋼帯の全板幅方向にわたり
吹き付けられるガス流(22a, 22b, 22c, 22d)で形成され
る気流の膜により、鋼帯搬送方向において炉内雰囲気を
分割する気流膜形成装置(20)と、該分割した雰囲気のガ
ス組成を別個に制御する制御装置(30)を有することを特
徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
【請求項７】前記気流膜形成部の気流中に整流板(21
a, 21b)を配置し、該整流板(21a, 21b)の板面で形成さ
れる仮想平面が、搬送鋼帯板面に垂直で、かつ、鋼帯の
搬送方向と直交する請求項６記載の溶融金属めっき鋼帯
の製造装置。
【請求項８】前記気流膜形成装置(3) または(20)が、
鋼帯昇温域(A) と鋼帯均熱域(B) の境界に設けられてな
る請求項５〜７いずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の
製造装置。