WO2007086533A1

WO2007086533A1 - 溶融亜鉛めっき鋼板の洗浄方法および洗浄装置

Info

Publication number: WO2007086533A1
Application number: PCT/JP2007/051321
Authority: WO
Inventors: Satoshi Yoneda; Takahiro Sugano
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2008-07-26
Also published as: CA2634403C; US8940100B2; US20130284219A1; US20090283110A1; TW200734484A; JP4830513B2; EP1959032B1; KR100989265B1; JP2007197768A; EP1959032A1; CN101374974A; TWI349045B; CA2634403A1; KR20080075189A; EP1959032A4

Abstract

溶融亜鉛めっき鋼板の洗浄方法は、表面酸化処理を施した帯状の溶融亜鉛めっき鋼板を連続的に搬送しながら、前記溶融亜鉛めっき鋼板に洗浄液を１秒以上接触させ、次いで純水を接触させる。この方法により、表面酸化処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板の表面に付着した酸性溶液を効率良くかつ十分に洗い流すことができる。なお、この方法を実施するための溶融亜鉛めっき鋼板の洗浄装置も提供する。

Description

溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法および洗浄装置技術分野

本発明は、帯状の鋼板に溶融亜鉛めつきを施した後、合金化処理およぴ調質圧延を行ない、さらに酸性溶液を用いて表面酸化処理を施した鋼板（以下、溶 fi亜鉛めつき鋼板という）を洗浄する方法および装置に関するものである。背景技術

帯状の鋼板に溶融亜鉛めつきを施すにあたって、酸洗してスケールを除去した後、圧延装置にて所定の厚みに圧延された鋼板は、焼鈍炉にて焼鈍され、さらにめつき槽に搬送される。図 3は、一般的な溶融亜鈴めつきラインのめっき槽以降の工程を模式的に示す配置図である。なお、図 3中の矢印 aは鋼板の進行方向を示す。

鋼板 laに溶融亜鉛めつきを施すにあたって、図 3に示すように、鋼板 laをめつき槽 2に浸漬する。めっき槽 2 (以下、亜鉛浴という）内には溶融状態の亜鈴が貯留されており、鋼板 laが亜鈴浴中を進行することによって、鋼板 laの両表面に亜鉛が付着する。

次に、鋼板 laはめつき槽 2から合金化炉 3に供給されて、合金化処理を施される。この合金化処理は、鋼板 laの鋼素地と鋼板 laに付着した亜鉛との合金化反応を促進して密着性に優れた亜鉛めつき層を得るための熱処理である。

合金化炉 3から排出された鋼板 laは、中間ルーパー 4にて張力を調整しつつ冷却され、さらに調質圧延機 5に供給されて、調質圧延（いわゆるスキンパス）を施される。この調質圧延は、圧下率 0. 6〜 3 °/。程度の軽い圧下を付加して鋼板 laの表面近傍のみを変形させることによって、鋼板 laの表面性状（たとえば表面粗度等）を調整するための圧延である。なお、圧下率は下記の（1 ) 式で算出される値である。

圧下率 (%) = 100 ( t , - t ₂ ) / t _x · · · (1) t , ：圧下を付加する前の厚み（ran)

t ₂ ：圧下を付加した後の厚み（mm)

次いで、鋼板 laは調質圧延機 5から表面酸化装置 6に供給されて、表面酸化処理を施される。この表面酸化処理は、鋼板 laの両表面に酸性溶液を接触させて、めっき層の表面に酸化膜を形成するための処理である。以下では、表面酸化処理を施した鋼板を溶融亜鉛めっき鋼板 lbと記す。

このようにして、めっき層を酸化膜で被覆することによって、溶融亜鉛めつき鋼板 lbを様々な製品の形状に加工 (たとえばプレス成形等) する際の摺動性が向上する。ただし、表面酸化装置 6から排出された溶融亜鉛めつき鋼板 lbには酸性溶液が付着しているので、リンス槽 7にて溶融亜鉛めつき鋼板 lbの両表面を洗浄して酸性溶液を洗い流し、さらに乾燥機 8で乾燥する。

洗浄された溶融亜鉛めつき鋼板 lbは、出側ルーパー 9にて張力を調整しつつ、塗油機 10で防鑌油を塗布して卷き取り機 11でコィルに卷き取る。

以上に説明した従来の溶融亜鉛めつきラインの中で、表面酸化装置 6からリンス槽 7に至る部分を拡大して図 4に示す。なお、図 4中の矢印 aは溶融亜鉛めつき鋼板の進行方向を示す。 '

表面酸化装置 6は、鋼板 laの溶融亜鉛めつきの表面に酸性溶液を接触させるものであり、たとえば図 4に示すように、酸性溶液 13を吹き付ける酸性溶液ノズル 12が配設される。

表面酸化装置 6内で酸性溶液を吹き付けられた溶融亜鉛めつき鋼板 lbは、リンス槽 7に送給される。 iのとき、めっき層の表面に十分な厚みを有する酸化膜を形成する所要時間を確保するために、表面酸化装置 6からリンス槽 7に至る距離を所定の長さに設定する。たとえば表面酸化装置 6からリンス槽 7に至る間の所要時間を制御することによって、酸化膜の厚みを ΙΟ η πι (ナノメーター）以上とすることが可能となる。特開 2002-256448号公報およぴ特開 2003-306781号公報には、厚み 10 n m以上の酸化膜でめっき層を被覆することによって、溶融亜鉛めっき鋼板 lbの摺動性が向上し、様々な製品の形状に加工（たとえばプレス成形等）する際に、めっき層の損傷や剥離を防止できることが開示されている。リンス槽 7には洗浄用水 14を吹き付けるノズルが配設されており、洗浄用水 14 を溶融亜鉛めつき鋼板 lbに吹き付けることによって、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに付着した酸性溶液が除去される。しかしながら単に洗浄用水 14中を吹き付けるだけでは、溶融亜鉛めつき鋼板 lb に付着した酸性溶液を全て洗い流すのは困難である。そのため、洗浄用水 14に薬剤を添加する等の検討がなされているが、薬剤の成分や添加量に改善の余地が残されている。

溶融亜鈴めつき鋼板 lbの表面に酸性溶液が残留すると、めっき層が酸によって腐食されて外観を損なうばかりでなく、めっき層の損傷や剥離が生じ、製品の歩留りが低下する。

本努明は上記のような問題を解消し、表面酸化処理を施した溶融亜鉛めつき鋼板の表面に付着した酸性溶液を効率良くかつ十分に洗い流すことが可能な洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明は、表面酸化処理を施した帯状の溶融亜鉛めつき鋼板を違続的に搬送しながら、前記溶融亜鉛めつき鋼板に洗浄液を 1秒以上接触させ、次いで純水を接触させる溶融亜鉛めっき鋼板の洗浄方法である。

本発明の洗浄方法においては、前記洗浄液の接触と前記純水の接触とを単一の洗净槽内で行なうのが好ましい。さらに、その洗浄槽内において洗浄液と純水とが混合した希釈洗浄液を循環槽に貯留し、前記循環槽内の希釈洗浄液を前記溶融亜鉛めつき鋼板にさらに接触きせて循環利用するのが好ましい。ま^、前記希釈洗浄液の接触を、前記洗浄液の接触が始まる位置よ.り後でかつ前記純水の接触が始まる位置より前で行なうのがより好ましい。

上記のいずれの洗浄方法においても、前記洗浄液が Pを含有するのが好ましく、なかでも前記洗浄液の P濃度が 4 ~70質量 ppmであるのがより好ましい。

また本発明は、連続的に搬送される表面酸化処理された帯状の溶融亜鉛めつき鋼板の両表面に洗浄液を吹き付ける洗浄液ノズル、前記洗浄液を吹き付けられた前記溶融亜鉛めつき鋼板が 1秒以上進行した位置に前記溶融亜鈴めつき鋼板の両表面に純水を吹き付ける純水ノズルを有する溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄装置である。

本発明の装置においては、前記洗浄液ノズルの吹き付け位置と前記純水ノズルの吹き付け位置の間に、前記溶融亜鉛めっき鋼板の進行方向を反転させる反転ローラ一を有することが好ましい。

また、上記の両装置においては、前記洗浄液ノズルと前記純水ノズルとを単一の洗浄槽内に配設してあるものが好ましい。

さらに、上記のいずれの装置においても、前記洗浄槽にて洗浄液と純水とが混合した希釈洗浄液を貯留する循環槽と、前記循環槽内の希釈洗浄液を前記溶融亜鉛めつき鋼板の両表面に吹き付ける希釈洗浄液ノズルとをさらに有することが好ましい。また、これらの装置では、前記希釈洗浄液ノズルを、前記洗浄液吹き付け位置と前記純水吹き付け位置との中間に配設してあるものが好ましい。 ' さらに、本発明は、表面酸化処理を施した帯状の溶融亜鉛めつき鋼板を違続的に搬送しながら洗浄を行なう洗浄方法において、洗浄液を前記溶融亜鉛めつき鋼板に

1秒以上接触させ、次いで純水を前記溶融亜鉛めつき鋼板に接触させて、前記溶融亜鉛めつき鋼板を洗浄することを特徴とする溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の洗浄装置の例を模式的に示す断面図である。

図 2は、本発明の洗浄装置の他の例を模式的に示す断面図である。

図 3は、溶融亜鉛めつき設備の例を模式的に示す配置図である。

図 4は、従来の表面酸化装置 6から洗浄槽 7に至る部分を模式的に示す配置図でめる。発明を実施するための最良の形態

図 1は、本発明の装置の例を模式的に示す断面図である。本発明では、洗浄液を吹き付ける槽と純水を吹き付ける槽とを、それぞれ個別に設けて溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄を行なうことも可能であるが、ここでは図 1に示すように洗浄液の吹き付けと純水の吹き付けとを単一の槽（以下、洗浄槽という）で行なう例について説明する。なお、図 1中の矢印 aは溶融亜鉛めつき鋼板 lbの進行方向を示す。

帯状の鋼板 laに溶融亜鈴めつきを施した後、合金化処理および調質圧延を行ない、さらに酸性溶液を用いて表面酸化処理を施した溶融亜鉛めつき鋼板 lbは、洗浄槽 15に送給される。洗浄槽.15には、洗浄液ノズル 16と、洗浄液を吹き付けられた溶融亜鉛めつき鋼板が 1秒以上進行した位置に純水ノズル 17が配設される。洗浄液ノズル 16は、洗浄作用を有する洗浄液 18を溶融亜鉛めつき鋼板 lbの両表面に吹き付けるものであり、純水ノズル 17は、純水を溶融亜鉛めつき鋼板 lbの両表面に吹き付けるものである。なお本発明では、純水として蒸留水，イオン交換水，工業用上水等の Pを含まない水を使用する。

さらに洗浄槽 15には、溶融亜鈴めつき鋼板 lbの進行方向を反転させる反転ローラー 20が配設されるのが好ましい。反転ローラー 20は、洗浄槽 15の上部から下方へ搬送される溶融亜鉛めつき鋼板 lbに洗浄液 18を吹き付けた後で、その進行方向を反転（洗浄槽 15の下部から上方へ）させることによって、最も下端の位置（以下、反転最下端という）で洗浄液 18を溶融亜鉛めつき鋼板 lbから滴下させることができる。したがって、洗浄液 18の吹き付けから滴下までの間、溶融亜鈴めつき鋼板 lbは洗浄液 18に接触している。

本発明では対向する洗浄液ノズル 16の中心軸（以下、洗浄液吹き付け位置という）を一致させて配設し、溶融亜鉛めつき鋼板 lbが洗浄液吹き付け位置から反転最下端に到達するまでの所要時間が 1秒以上となる位置に反転ローラー 20を配設し、洗浄液 18が溶融亜鉛めつき鋼板 lbに接触している時間を 1秒以上とするのが好ましい。この時間が 1秒以上であれば、洗浄液 18による洗浄効果が十分に得られる。

ただし、溶融亜鉛めつき鋼板 lbが洗浄液吹き付け位置から反転最下端に到達するまでの所要時間（つまり洗浄液 18との接触時間）を 10秒以下とするのが好ましレ、。前記所要時間が過剰に長くなると、長大な洗浄槽 15が必要になり、かつ溶融亜鉛めつき鋼板 lbの表面で洗浄液 18が乾燥し、洗浄液成分が析出し、溶融亜鉛めつき鋼板 lbの^が損なわれる。溶融亜鉛めつき鋼板 lbが洗浄液 18と接触する時間を 1秒以上、好ましくは 1. ⁵ 〜 8秒の範囲内とすることによって、洗浄液 18の濃度を低く抑えるとともに、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに付着した酸性溶液を洗い流すことが可能となる。

' 洗浄液 18は洗浄作用を有するものであれば良く、特に限定するものではない。ただし、？容融亜鉛めつき鋼板 lb に付着した酸性溶液を中和し、洗い流すためには、アルカリ性の成分を含むことが好ましく、とりわけ Pを含有するものが良レ、。 Pを含有する洗浄液 18を使用する場合は、洗浄液 18の P濃度は 4〜70質量 ppmの範囲内が好ましい。 P濃度が 4質量 ppm以上であれば、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに付着した酸性溶液を十分に洗い流すことができる。一方、 P濃度が 70質量 ppm以下である方が、後述するような純水 19の吹き付けを行なっても洗浄液成分が残留し難く、溶融亜鈴めつき鋼板 lbの外観を損なうことがない。

このようにして溶融亜鉛めつき鋼板 lbに洗浄液 18を接触させて、さらに反転最下端でその洗浄液 18を溶融亜鉛めつき鋼板 lbから滴下させた後、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに純水 19を接触させて、残留する洗浄液 18を除去する。

本努明では対向する純水ノズル 17の中心軸（以下、純水吹き付け位置という）を一致させて配設するが、溶融亜鉛めつき鋼板 lbが反転最下端から純水吹き付け位置に到達するまでの所要時間は特に規定しない。ただし、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに残留する洗浄液 18が乾燥する前に純水 18を吹き付けることを考慮して、純水吹き付け位置を設定することが好ましい。

洗浄槽 15內で溶融亜鉛めつき鋼板 lbに吹き付けられた洗浄液 18と純水 19は、洗浄槽 15の底部に落下'し、常時排出されて、別個に設置される槽（以下、循環槽という）に送給される。つまり、洗浄液 18と純水 19は洗净槽 15内に滞留せず、循環槽にて洗浄液 18が純水 19によって希釈された混合液（以下、希釈洗浄液という）となって貯留される。この希釈洗浄液に廃水処理を施し有害物質を除去して排水すれば、環境を汚染する惧れはない。

さらに発明者らは、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに付着した酸性溶液を洗い流すにあたって、この希釈洗浄液を再利用して洗浄効果を向上できるという知見を得た。そ 1321 の洗浄装置の例を模式的に図 2に示す。なお、図 2中の矢印 aは溶融亜鉛めつき鋼板の進行方向を示す。

図 2に例示すように、循環槽 21に貯留された希釈洗浄液 22をポンプ 24などによって循環させ、洗浄液の接触が開始される位置と純水の接触が開始される位置の中間で溶融亜鉛めつき鋼板 lbの両表面にさらに吹き付けて、洗浄効果を高めることができる。つまり洗浄液 18に含まれる洗浄液成分に加えて、希釈洗浄液 22に含まれる低濃度の洗浄液成分を活用して、溶融亜鉛めつき鋼板 lbに付着した酸性溶液を洗い流すことができる。その際、希釈洗浄液 22を吹き付ける希釈洗浄液ノズル 23は、互いに対向する位置に中心軸（以下、希釈洗浄液吹き付け位置という）を一致させて配設する。 .

希釈洗浄液吹き付け位置は、洗浄液吹き付け位置と純水吹き付け位置との間にあるのが好ましいが、とりわけ反転最下端と純水吹き付け位置との間に設けることが好ましい。その理由は、洗浄液 18をー且滴下させた後で希釈洗浄液 22を吹き付けることによって、洗浄液成分の洗浄作用が効果的に発揮されるからである。実施例

図 3に示す溶融亜鉛めつきラインのリンス槽 7に代えて図 1に示す洗浄槽 15を設置して、溶融亜鉛めつき鋼板 lb を製造した。洗浄槽 15内の反転ローラー 20は、溶融亜鉛めっき鋼板 lbが洗浄液吹き付け位置から反転最下端に到達するまでの所要時間が 2. 5秒となる位置に配設した。洗浄液 18は Pを含有し、その P濃度は 14 質量 ppm，嘖射圧は 0. 15MPa, 流量は 5 m³/hrとした。純水 Γ9は工業用上水を使用し、溶融亜鉛めつき鋼板 lbが反転最下端から純水吹き付け位置に到達するまでの所要時間が 2. 5秒となる位置で吹き付け、その噴射圧は 0. 15MPa, 流量は 10m³ /hrとした。これを発明例 1とする。

また、図 3に示す溶融亜鉛めつきラインのリンス槽 7に代えて図 2に示す洗浄槽

15を設置して、溶融亜鉛めつき鋼板 lbを製造した。洗浄槽 15内の反転ローラー

20, 洗浄液ノズル 16，純水ノズル 17の位置および洗浄液や純水の吹き付け条件は、発明例 1と同じであるから説明を省略する。なお希釈洗浄液 22は、溶融亜^^めつき鋼板 lbが反転最下端から希釈洗浄液吹き付け位置に到達するまでの所要時間が

2. 1秒となる位置で吹き付け、その噴射圧は 0· 20MPa, 流量は 20ni³/hrとした。これを発明例 2とする。 - 一方、 '従来は、図 3に示す溶融亜鉛めつきラインのリンス槽 7をそのまま使用して、溶融亜鉛めつき鋼板 lbを製造していた。リンス槽 7では、洗浄用水 14として工業用上水を使用し、その嘖射圧は 0. lOMPa, 流量は lOmVhrとした。これを従来例とする。 ' .

発明例 1， 2と従来例について、それぞれ溶融亜鉛めつき鋼板 lbの洗浄状態を調査した。洗浄状態を表わす指標として下記の（2 ) 式で算出される水濡れ率を用いた。水濡れ率（％) が高いほど、洗浄が十分に行なわれたことを示す。

水濡れ率（％) = 水濡れ表面積（mm2) /サンプル表面積（脑2) · · · ( 2 ) なお水濡れ率（％) は、洗浄を施した試料に防鲭油（日本パーカライジング (株）製ノックスラスト 5⁵0KH) を l⁹00mg/m²塗布した後、脱脂液（日本パー力ライジング（株）製 FC- E2011) に 2分間浸漬し、さらに純水で洗浄し目視で評価した水濡れ部分の面積率を水濡れ率とする。

その結果、発明例 1の水濡れ率は 80%, 発明例 2の水濡れ率は 85%であったのに対して、従来例の水濡れ率は 70%であった。産業上の利用可能性 '

本発明によれば、表面酸化処理を施した溶融亜鉛めつき鋼板の表面に付着した酸性溶液を効率良くかつ +分に洗い流すことができる。よって産業に寄与できる。

Claims

請求の範囲

1 . 表面酸化処理を施した帯状の溶融亜鉛めつき鋼板を違続的に搬送しながら、前記溶融亜鉛めつき鋼板に洗浄液を 1秒以上接触させ、次いで純水を接触させる溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法。 '

2 . 前記洗浄液の接触と前記純水の接触とを単一の洗浄槽内で行なう請求項 1に記载の溶融亜鈴めつき鋼板の洗浄方法。

3 . 前記洗浄槽内にて洗浄液と純水とが混合した希釈洗浄液を循環槽に貯留し、前記循環槽内の希釈洗浄液を前記溶融亜鉛めつき鋼板にさらに接触させて循環利用する請求項 2に記載の溶融亜鈴めつき鋼板の洗浄方法。 '

4 . 前記希釈洗浄液の接触を、前記洗浄液の接触が始まる位置より後でかつ前記純水の接触が始まる位置より前で行なう請求項 3に記载の溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法。

5 . 前記洗浄液が Pを含有する請求項 1、 2、 3または 4に記载の溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法。

6 . 前記洗浄液の P濃度が 4 -70質量 p_Pmである請求項 5に記载の溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法。

7 . 連続的に搬送される表面酸化処理された帯状の溶融亜鉛めつき鋼板の両表面に洗浄液を吹き付ける洗浄液ノズル、前記洗浄液を吹き付けられた前記溶融亜鉛めつき鋼板が 1秒以上進行した位置に前記溶融亜鉛めつき鋼板の両表面に純水を吹き付ける純水ノズルを有十る溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄装置。 '

8 . 前記洗浄液ノズルの吹き付け位置と前記純水ノズルの吹き付け位置の間に、前記溶融亜鈴めつき鋼板の進行方向を反転させる反転ローラーを有する請求項 7に記載の溶融亜鈴めつき鋼板の洗浄装置。

9 . 前記洗浄液ノズルと前記純水ノズルとを単一の洗浄槽内に配設した請求項 7 に記載の溶融亜鉛めつき鋼板の洗净装置。

1 0 . 前記洗浄槽にて洗浄液と純水とが混合した希釈洗浄液を貯留する循環槽と、前記循環槽内の希釈洗浄液を前記溶融亜鉛めつき鋼板の両表面に吹き付ける希釈洗浄液ノズルとをさらに有する請求項 9に記载の溶融亜めっき鋼板の洗浄装置。

1 1 . 前記希釈洗浄液ノズルを、前記洗浄液吹き付け位置と前記純水吹き付け位置との中間に配設した請求項 1 0に記載の溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄装置。

1 2 . 表面酸化処理を施した帯状の溶融亜鉛めつき鋼板を連続的に搬送しながら洗浄を行なう洗浄方法において、洗浄液を前記溶融亜鉛めつき鋼板に 1秒以上接触させ、次いで純水を前記溶融亜鈴めつき鋼板に接触させて、前記溶融亜鉛めつき鋼板を洗浄することを特徴とする溶融亜鉛めつき鋼板の洗浄方法。