CN110612359B - 热浸镀锌钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热浸镀锌钢板的制造方法,其即使在对Si含量为0.2质量%以上的钢板实施热浸镀锌的情况下,镀覆密合性也高,能够得到良好的镀覆外观,且也不会使拉伸强度劣化。本公开中,在退火炉的内部,按照加热带、均热带和冷却带的顺序搬运钢板,对钢板进行退火,其后,对从冷却带排出的钢板实施热浸镀锌。向均热带供给还原性或非氧化性的加湿气体以及还原性或非氧化性的干燥气体。此时,在均热带内气体的排出部设置CO气体浓度计来测定CO气体浓度,由测定的CO浓度算出上述钢板的脱碳层厚度,以算出的脱碳层厚度成为预先设定的厚度以下的方式控制上述加湿气体的流量和露点中的至少一者。

Description

热浸镀锌钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及使用连续热浸镀锌装置的热浸镀锌钢板的制造方法,所述连续热浸镀锌装置具有依次并置有加热带、均热带和冷却带的退火炉以及位于所述冷却带的下游的热浸镀锌设备。
背景技术
近年来,在汽车、家电、建材等领域中,有助于构造物的轻型化等的高张力钢板(高强度钢板)的需求正在提高。可知作为高强度钢板,能够制造例如通过在钢中含有Si而扩孔性良好的钢板,通过含有Si、Al而容易形成残余γ且延展性良好的钢板。
但是,在以大量含有(特别是0.2质量%以上)Si的高张力钢板作为母材而制造合金化热浸镀锌钢板时,存在以下的问题。合金化热浸镀锌钢板通过在还原气氛或非氧化性气氛中以600~900℃左右的温度对母材钢板进行加热退火后,对该钢板进行热浸镀锌处理,进一步对镀锌进行加热合金化而制造。
在此,钢中的Si为易氧化性元素,即使在通常使用的还原气氛或非氧化性气氛中也被选择性氧化,在钢板的表面富集,形成氧化物。该氧化物使镀覆处理时的与熔融锌的润湿性,产生漏镀。因此,随着钢中Si浓度的增加,润湿性急剧降低,经常产生漏镀。另外,即使在没有达到漏镀的情况下,也存在镀覆密合性差的问题。进而,如果钢中的Si被选择性氧化并在钢板的表面富集,则也存在在热浸镀锌后的合金化过程中产生明显的合金化延迟,明显妨碍生产率的问题。
针对这样的问题,例如,在专利文献1中记载了如下方法:使用直焰式加热炉(DFF),使钢板的表面暂时氧化后,在还原气氛下对钢板进行退火,由此使Si发生内部氧化,抑制Si在钢板表面富集,提高热浸镀锌的润湿性和密合性。记载了对于加热后的还原退火以常规方法(露点-30~-40℃)即可。
在专利文献2中记载了如下技术:在使用依次具有加热带前段、加热带后段、保热带和冷却带的退火炉以及热浸镀浴的连续退火热浸镀方法中,使钢板温度至少为300℃以上的区域的钢板的加热或保热为间接加热,使各带的炉内气氛为氢1~10体积%、剩余部分由氮气和不可避免的杂质构成的气氛,在上述加热带前段使加热中的钢板到达温度为550℃~750℃且使露点小于-25℃,使接着其的上述加热带后段和上述保热带的露点为-30℃~0℃,使上述冷却带的露点小于-25℃,在该条件下进行退火,由此使Si发生内部氧化,抑制Si在钢板表面富集。另外,还记载了对氮与氢气的混合气体进行加湿并导入到加热带后段和/或保热带。
在专利文献3中记载了如下方法:在连续退火炉中,在出于将炉内的气氛气体流动保持在恒定状态,使炉内露点稳定化的目的而控制由气氛隔壁划分的连续退火炉中的炉内气氛流动时,在气氛条件不同的带域间设置来自相邻接的带域的气体流入的带排气口的缓冲带,在位于该缓冲带的上游的带域设有排气口的连续退火炉中,检测位于上述缓冲带的上游侧的带域的CO浓度,以成为目标CO浓度的方式控制上述带域和/或缓冲带的排气口的开度。
在专利文献4中记载了如下技术:通过将含有0.8~3.5质量%的Si的坯料钢板在含有选自烃气体和一氧化碳气体中的至少1种的还原性气氛中进行退火,从而使原料钢板的表层的脱碳层的厚度为0.5μm以下,由此防止Si的表面氧化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-202959号公报
专利文献2:国际公开第2007/043273号公报
专利文献3:日本特开平8-60254号公报
专利文献4:日本特开2016-117921号公报
发明内容
但是,在专利文献1所记载的方法中,虽然还原后的镀覆密合性良好,但Si的内部氧化量容易不足,因钢中的Si的影响使合金化温度成为与通常相比高30~50℃的高温,其结果,存在钢板的拉伸强度降低的问题。如果为了确保充分的内部氧化量而增加氧化量,则在退火炉内的辊会附着氧化皮,在钢板上产生压痕、所谓印痕(pick up)缺陷。因此,不能采用仅增加氧化量的方法。
在专利文献2所记载的方法中,由于使加热带前段、加热带后段、保热带的加热·保温为间接加热,因此不易发生如专利文献1的直焰加热那样的钢板表面的氧化,与专利文献1相比,Si的内部氧化也不充分,合金化温度变高的问题更明显。进而,除因外部空气温度变动、钢板的种类而带入炉内的水分量发生变化以外,混合气体露点也容易因外部空气温度变动而发生变动,难以稳定地控制在最佳露点范围。如此,由于露点变动大,为上述露点范围、温度范围,也会产生漏镀等表面缺陷,难以制造稳定的产品。
专利文献3中记载的方法由于为电磁钢板用的卧式加热炉,因此,无法应用于热浸镀锌钢板用的立式退火炉。原本在专利文献3中意向是将CO浓度控制为恒定,而对于连续热浸镀锌钢板,将通板的钢板的尺寸、含碳量适时变更。另外,通板速度也根据板厚·板宽而变更。因此,基于脱碳的CO气体产生量也大幅变化。因此,将CO气体浓度保持恒定没有意义。在热浸镀锌钢板的情况下,如果镀覆前钢板的表层的脱碳过度进行,则形成软质的铁素体层,因此,拉伸强度降低。在形成Si的内部氧化而降低合金化温度方面,使均热带露点上升至0℃左右是有效的,但存在如下问题:即使为相同的露点,如果过度地形成脱碳层,则也得不到期望的机械特性。
在专利文献4所记载的方法中,虽然在由烃气体和一氧化碳气体构成的退火气氛中防止脱碳,但存在如下问题:即使是在操作上不可避免地混入的微量水分(~200ppm左右)也会导致产生脱碳而无法实现,并且没有示出脱碳量的具体的监视方法,因此,无法反映于实际操作。
因此,本发明鉴于上述课题,其目的在于提供一种热浸镀锌钢板的制造方法,其即使在对Si含量为0.2质量%以上的钢板实施热浸镀锌的情况下,镀覆密合性也高,能够得到良好的镀覆外观,且也不会使拉伸强度劣化。
为了解决上述课题,本发明人等进行了深入研究,结果意识到在通板Si含量为0.2质量%以上的钢板时,通过向均热带内除干燥气体以外还供给加湿气体并提高露点,能够促进Si的内部氧化,镀覆密合性高,能够得到良好的镀覆外观,但仅这样时并不充分,通过总是监视均热带内的钢板表层部的脱碳的程度,并基于其结果控制向均热带的加湿气体的流量和露点中的至少一者(即向均热带的水分供给量),使脱碳不会过度进行,由此能够更可靠地抑制拉伸强度的降低。而且,发现通过在均热带内的气体的排出部设置CO气体浓度计来测定CO气体浓度,从而能够随时监视脱碳的程度。
基于上述观点完成的本发明的主旨构成如下。
[1]一种热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,是使用连续热浸镀锌装置的热浸镀锌钢板的制造方法,所述连续热浸镀锌装置具有依次并置有加热带、均热带和冷却带的退火炉以及位于所述冷却带的下游的热浸镀锌设备,
所述热浸镀锌钢板的制造方法具有以下工序:
在所述退火炉的内部,按照所述加热带、所述均热带和所述冷却带的顺序搬运钢板,对所述钢板进行退火的工序,以及
使用所述热浸镀锌设备,对从所述冷却带排出的钢板实施热浸镀锌的工序;
向所述均热带供给还原性或非氧化性的加湿气体以及还原性或非氧化性的干燥气体,
在所述均热带内气体的排出部设置CO气体浓度计来测定CO气体浓度,
由测定的CO浓度算出所述钢板的脱碳层厚度,
以算出的脱碳层厚度成为预先设定的厚度以下的方式控制所述加湿气体的流量和露点中的至少一者。
[2]根据上述[1]所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,基于以下的式(1)算出所述脱碳层的厚度。
D=9.53×10-7×V·Gco/(LS·W·C)···(1)
D:脱碳层的厚度[μm]
V:流入均热带的气体量[Nm3/hr]
Gco:CO气体浓度[ppm]
LS:通板速度[m/s]
W:钢板的板宽[m]
C:钢板的碳量[质量%]
[3]根据上述[1]或[2]所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,使所述脱碳层的厚度为20μm以下。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,所述连续热浸镀锌装置具有位于所述热浸镀锌设备的下游的合金化设备,
所述热浸镀锌钢板的制造方法进一步具有使用所述合金化设备对施加于所述钢板的镀锌进行加热合金化的工序。
根据本发明的热浸镀锌钢板的制造方法,即使在对Si含量为0.2质量%以上的钢板实施热浸镀锌的情况下,镀覆密合性也高,能够得到良好的镀覆外观,且也不会使拉伸强度劣化。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中使用的连续热浸镀锌装置100的构成的示意图。
图2是表示向图1中的均热带12的加湿气体和干燥气体的供给***的示意图。
具体实施方式
首先,参照图1对本发明的一个实施方式的热浸镀锌钢板的制造方法中使用的连续热浸镀锌装置100的构成进行说明。连续热浸镀锌装置100具有依次并置有加热带10、均热带12和冷却带14、16的立式退火炉20,位于冷却带16的钢板通板方向下游的作为热浸镀锌设备的热浸镀锌浴22,以及位于该热浸镀锌浴22的钢板通板方向下游的合金化设备23。本实施方式中冷却带包括第1冷却带14(骤冷带)和第2冷却带16(缓冷带)。与第2冷却带16连结的炉鼻18的前端浸渍于热浸镀锌浴22,将退火炉20与热浸镀锌浴22连接。
将钢板P从加热带10的下部的钢板导入口导入加热带10内。在各带10、12、14、16中,在上部和下部配置有1个以上的炉底辊。以炉底辊为起点将钢板P折回180度时,钢板P在退火炉20的规定带的内部沿上下方向被多次搬运,形成多个道次。在图1中,示出了在加热带10中为2道次、在均热带12中未10道次、在第1冷却带14中为2道次、在第2冷却带16中为2道次的例子,但道次数量并不限定于此,可以根据处理条件适当设定。另外,在一部分炉底辊中,不使钢板P折回而以直角进行方向转换,使钢板P向下个带移动。如此,能够将钢板在退火炉20的内部按照加热带10、均热带12和冷却带14、16的顺序搬运而对钢板P进行退火。
各带10、12、14、16均为立式炉,其高度没有特别限定,可以为20~40m左右。另外,各带的长度(图1中的左右方向)只要根据各带内的道次数量而适当决定即可,例如,如果为2道次的加热带10,则可以为0.8~2m左右,如果为10道次的均热带12,则可以为10~20m左右,如果为2道次的第1冷却带14和第2冷却带16,则可以分别为0.8~2m左右。
在退火炉20中,相邻的带介由将各自的带的上部彼此或下部彼此连接的连通部而连通。在本实施方式中,加热带10与均热带12介由将各自的带的下部彼此连接的炉喉(缩颈部)而连通。均热带12与第1冷却带14介由将各自的带的下部彼此连接的炉喉而连通。第1冷却带14与第2冷却带16介由将各自的带的下部彼此连接的炉喉而连通。各炉喉的高度只要适当设定即可,但从提高各带的气氛的独立性的观点考虑,优选各炉喉的高度尽可能低。退火炉20内的气体从炉的下游向上游流动,从加热带10的下部的钢板导入口排出。
(加热带)
在本实施方式中,加热带10可以使用辐射管(RT)或电加热器对钢板P进行间接加热。加热带10的内部的平均温度优选为700~900℃。来自均热带12的气体流入加热带10,并且另行供给还原性气体或非氧化性气体。作为还原性气体,通常使用H2-N2混合气体,例如可举出具有H2:1~20体积%、剩余部分由N2和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点:-60℃左右)。另外,作为非氧化性气体,可举出具有由N2和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点:-60℃左右)。向加热带10的气体供给没有特别限定,但优选以均等地投入加热带内的方式从高度方向2处以上、长度方向1处以上的投入口进行供给。向加热带供给的气体的流量利用设置于配管的气体流量计(未图示)进行测定,没有特别限定,可以为10~100(Nm3/hr)左右。
(均热带)
在本实施方式中,均热带12使用辐射管(未图示)作为加热装置,能够对钢板P进行间接加热。均热带12的内部的平均温度优选为700~1000℃。
向均热带12供给还原性气体或非氧化性气体。作为还原性气体,通常使用H2-N2混合气体,例如可举出具有H2:1~20体积%、剩余部分由N2和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点:-60℃左右)。另外,作为非氧化性气体,可举出具有由N2和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点:-60℃左右)。
在本实施方式中,向均热带12供给的还原性气体或非氧化性气体为加湿气体和干燥气体这二种形态。在此,“干燥气体”是指露点为-60℃~-50℃左右的上述还原性气体或非氧化性气体,是未被加湿装置加湿的气体。另一方面,“加湿气体”是利用加湿装置将露点加湿至0~30℃的气体。
在此,在制造具有含有0.2质量%以上的Si的成分组成的高张力钢板时,为了使均热带内的露点上升,除干燥气体以外还向均热带12供给加湿气体。与此相对,在制造Si含量小于0.2质量%的钢板(例如拉伸强度270MPa左右的普通钢板)时,为了避免钢板表面的氧化,仅向均热带12供给干燥气体,不供给加湿气体。
图2是表示向均热带12的加湿气体和干燥气体的供给***的示意图。加湿气体由加湿气体供给口42A、42B、42C,加湿气体供给口44A、44B、44C,以及加湿气体供给口46A、46B、46C这三个***供给。在图2中,上述还原性气体或非氧化性气体(干燥气体)利用气体分配装置24将一部分送至加湿装置26,将剩余部分以干燥气体的状态通过干燥气体用配管32并介由干燥气体供给口48A、48B、48C、48D向均热带12内供给。符号33为干燥气体用流量计。
干燥气体供给口的位置和数量没有特别限定,只要考虑各种条件适当决定即可。但是,干燥气体供给口优选沿均热带的长度方向在相同的高度位置配置多个,且优选在均热带的长度方向均等地配置。
由加湿装置26加湿的气体通过加湿气体用配管34,由加湿气体分配装置30分配到上述三个***,经由各个加湿气体用配管36,介由加湿气体供给口42A~C、加湿气体供给口44A~C和加湿气体供给口46A~C向均热带12内供给。
加湿气体供给口的位置和数量没有特别限定,只要考虑各种条件适当决定即可。但是,优选在沿均热带12的上下方向一分为二、沿进出方向一分为二的共计4个区域分别设置1处以上。由此,能够对均热带12整体均匀地进行露点控制。符号38为加湿气体用流量计,符号40为加湿气体用露点计。加湿气体的露点有时因加湿气体用配管34、36内的轻微结露等而发生变化,因此,露点计40优选设置于加湿气体供给口42、44、46之前。
在加湿装置26内存在具有氟系或聚酰亚胺系中空纤维膜或平膜等的加湿模块,使干燥气体在膜的内侧流动,使利用循环恒温水槽28调整为规定温度的纯水在膜的外侧循环。氟系或聚酰亚胺系中空纤维膜或平膜是具有与水分子的亲和力的离子交换膜的一种。如果在中空纤维膜的内侧与外侧产生水分浓度差,则产生欲使该浓度差均等的力,水分以该力作为驱动力透过膜向低水分浓度的一方移动。干燥气体温度随着季节、1天的气温变化而发生变化,但在该加湿装置中,充分地取得了介由水蒸气透过膜的气体与水的接触面积,从而也能够进行热交换,因此,无论干燥气体温度比循环水温高还是低,干燥气体均成为加湿至与设定水温相同的露点的气体,能够进行高精度的露点控制。加湿气体的露点能够在5~50℃的范围内任意地控制。如果加湿气体的露点比配管温度高,则导致在配管内结露,结露而成的水有可能直接浸入炉内,因此,加湿气体用配管被加热·保热至加湿气体露点以上且外部空气温度以上。
在此,在本实施方式中,重要的是考虑由向均热带内供给的加湿气体的水分引起的钢板的脱碳程度考虑来控制加湿气体的流量和露点中的至少一者。如果对均热带进行加湿而使均热带露点为-20℃以上,则在钢板表层通过水分与Si的反应而促进Si的内部氧化,并且水分与钢板表层的碳反应而发生脱碳现象。即,是如下反应:
H2O+C→H2+CO
根据该关系式,相对于1摩尔的碳(C),产生1摩尔的CO气体。
而且,如果钢板的表层的脱碳过度地进行,则形成软质的铁素体层,因此拉伸强度下降。因此,在本实施方式中,参照图2,在均热带内气体的排出部设置CO气体浓度计60来测定CO气体浓度,由测定的CO浓度算出钢板的脱碳层厚度,以算出的脱碳层厚度成为预先设定的厚度以下的方式控制加湿气体的流量和露点中的至少一者(即向均热带的水分供给量)。如此,通过在操作中总是监视CO浓度,能够把握脱碳的程度,通过随时控制加湿气体的流量和露点中的至少一者,能够充分地抑制钢板的拉伸强度的降低。
进而,对产生的CO气体浓度与脱碳层的关联性进行了深入研究,结果本发明人等发现下述(1)成立。因此,优选基于以下的式(1)算出上述脱碳层的厚度。
D=9.53×10-7×V·Gco/(LS·W·C)···(1)
D:脱碳层的厚度[μm]
V:流入均热带的气体量[Nm3/hr]
Gco:CO气体浓度[ppm]
LS:通板速度[m/s]
W:钢板的板宽[m]
C:钢板的碳量[质量%]
应予说明,如上所述,退火炉20内的气体从炉的下游向上游流动,从加热带10的下部的钢板导入口排出。因此,在本实施方式中,流入均热带12的气体量是投入均热带12的加湿气体和干燥气体的流量以及投入冷却带14、16的气体的流量的总和。
而且,从更充分地抑制拉伸强度降低的观点考虑,优选以脱碳层的厚度D成为20μm以下的方式控制加湿气体的流量和露点中的至少一者。
例如,在将通板速度LS、钢板的板宽W和钢板的碳量C中的至少一个变更的情况下,只要将变更后的值代入式(1),接着监视CO气体浓度Gco,以D成为规定值以下的方式控制加湿气体的流量和露点中的至少一者即可。
应予说明,CO浓度由于在均热带12内具有分布,因此,优选在均热带内的气体集合的气体流出口进行测定。一般而言,加热带10与均热带12连接时,均热带12的气体流出到加热带10而用作加热带用的气体。因此,如图2所示,CO浓度计60优选设置于加热带与均热带的连接部。
向均热带12内供给的加湿气体的流量只要如上进行控制就没有特别限定,大致维持在100~400(Nm3/hr)的范围内。另外,向均热带12内供给的干燥气体的流量没有特别限定,在通板具有含有0.2质量%以上的Si的成分组成的高张力钢板时,大致维持在10~300(Nm3/hr)的范围内。
(冷却带)
在本实施方式中,在冷却带14、16中钢板P被冷却。钢板P在第1冷却带14中被冷却至480~530℃左右,在第2冷却带16中被冷却至470~500℃左右。
虽然也向冷却带14、16供给上述还原性气体或非氧化性气体,但在此仅供给干燥气体。向冷却带14、16的干燥气体的供给没有特别限定,优选以均等地投入冷却带内的方式从高度方向2处以上、长边方向2处以上的投入口进行供给。向冷却带14、16供给的干燥气体的合计气体流量利用设置于配管的气体流量计(未图示)进行测定,没有特别限定,可以为200~1000(Nm3/hr)左右。
(热浸镀锌浴)
可以使用热浸镀锌浴22对从第2冷却带16排出的钢板P实施热浸镀锌。热浸镀锌只要依据常规方法进行即可。
(合金化设备)
可以使用合金化设备23对施加于钢板P的镀锌进行加热合金化。合金化处理只要依据常规方法进行即可。根据本实施方式,由于合金化温度不会成为高温,因此,能够抑制所制造的合金化热浸镀锌钢板的拉伸强度的降低。但是,在本发明中,合金化设备23、使用其进行的合金化处理并非必需。这是因为得到良好的镀覆外观和高拉伸强度这样的效果在不进行合金化处理的情况下也能够得到。
(钢板的成分组成)
作为退火和热浸镀锌处理的对象的钢板P没有特别限定,但在含有0.2质量%以上的Si的成分组成的钢板、即高张力钢的情况下,能够有利地得到本发明的效果。以下,对钢板的优选的成分组成进行说明。在以下的说明中,由%表示的单位全部为质量%。
C通过形成作为钢组织的残余奥氏体层、马氏体相等而容易提高加工性,因此,优选为0.025%以上,但在本发明中,没有特别规定下限。另一方面,如果超过0.3%,则焊接性劣化,因此,C量优选为0.3%以下。
Si是对强化钢而得到良好的材质有效的元素,在高张力钢板中添加0.2%以上。Si小于0.2%时,为了得到高强度而需要高价的合金元素。另一方面,如果超过2.5%,则会抑制氧化处理中的氧化皮膜形成。另外,合金化温度也会高温化,难以得到期望的机械特性。因此,Si量优选为2.5%以下。
Mn是对钢的高强度化有效的元素。为了确保590MPa以上的拉伸强度,优选含有0.5%以上。另一方面,如果超过3.0%,则有时难以确保焊接性、镀覆密合性、强度延展性平衡。因此,Mn量优选为0.5~3.0%。拉伸强度为270~440MPa时,以1.5%以下适当添加。
P是对钢的高强度化有效的元素,但由于使锌与钢的合金化反应延迟,因此,在添加0.2%以上的Si的钢的情况下,优选为0.03%以下,此外,根据强度适当添加。应予说明,从精炼成本的观点考虑,P含量优选为0.001%以上。
S虽然对钢强度的影响少,但影响热轧·冷轧时的氧化皮膜形成,因此,优选为0.005%以下。应予说明,从精炼成本的观点考虑,S含量优选为0.0002%以上。
应予说明,除上述的元素以外,也可以任意地添加例如Cr、Mo、Ti、Nb、V、B等元素中的1种或2种以上,其以外的剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
实施例
(实验条件)
使用图1和图2所示的连续热浸镀锌装置,将表1所示的成分组成(剩余部分为Fe和不可避免的杂质)的钢板在表2所示的各种退火条件下退火,其后实施热浸镀锌和合金化处理。
加热带是容积为200m3的RT炉。加热带的内部的平均温度为700~800℃。在加热带中,作为干燥气体,使用具有15体积%的H2且剩余部分由N2和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点:-50℃)。向加热带的干燥气体的流量为100Nm3/hr。
均热带是容积为700m3的RT炉。均热带的内部的平均温度设定为表2所示的温度。作为干燥气体,使用具有10体积%的H2且剩余部分由N2和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点:-50℃)。将该干燥气体的一部分利用具有中空纤维膜式加湿部的加湿装置进行加湿,制备加湿气体。中空纤维膜式加湿部由10台膜模块构成,使最大100L/min的循环水流动。干燥气体供给口和加湿气体供给口配置于图2所示的位置。向均热带的干燥气体和加湿气体的供给流量示于表2。
表2中,在均热带的“露点”的栏示出了在图2的露点测定口50的位置测定的均热带内的露点。另外,“加湿气体露点”表示利用图2的加湿气体用露点计40测定的露点。
从各带的最下部以表2所示的流量向第1冷却带和第2冷却带供给上述干燥气体(露点:-50℃)。
镀覆浴温度为460℃,镀覆浴中Al浓度为0.130%,附着量通过气体擦拭而调节成每单面为50g/m2。另外,在实施了热浸镀锌后,以皮膜合金化度(Fe含有率)成为10~13%的方式利用感应加热式合金化炉进行合金化处理。此时的合金化温度示于表2。
在各水平的操作中,利用设置于图2所示的位置的CO浓度计随时监视均热带内的CO气体。然后,在检测表2所示的CO浓度时,对由位于均热带内的钢板得到的合金化热浸镀锌钢板的样品进行以下的镀覆外观评价和拉伸强度的测定。
应予说明,表2的No.1和No.5是没有供给加湿气体的比较例。另外,在表2的No.2~4(钢A)和No.6~8(钢B)中,将目标脱碳层厚度均设定为20μm以下。而且,将表2的CO浓度Gco、通板速度LS、钢板的板宽W、钢板的C量和流入均热带的气体量V(均热带的加湿气体流量和干燥气体流量以及冷却带的气体流量的总和)代入式(1)而计算的脱碳层的厚度示于表2的“计算脱碳层厚度D”。在表2的“脱碳层判定”的栏中,将计算的脱碳层厚度D成为目标脱碳层厚度以下的情况表示为“○”,将计算的脱碳层厚度D没有成为目标脱碳层厚度以下的情况表示为“×”。
(评价方法)
对于镀覆外观的评价,进行利用光学式的表面缺陷计的检查(检测
Figure BDA0002263968770000121
以上的漏镀缺陷、因轧痕所致的瑕疵)和基于目视的合金化不均判定,全部项目合格时设为○,存在轻度的合金化不均时设为△,即使有一个不合格也设为×。将结果示于表2。
另外,关于拉伸强度,将钢A为980MPa以上设为合格,将钢B为780MPa以上设为合格。将结果示于表2。
(评价结果)
在比较例的No.1和No.5中,由于没有供给加湿气体,因此,没有促进Si的内部氧化,镀覆外观受损。另外,合金化温度高,因此拉伸强度也不合格。在比较例No.2和No.6中,由于供给了加湿气体,因此,镀覆外观合格。但是,由于是计算的脱碳层厚度比目标脱碳层厚度厚的操作条件,因此,拉伸强度不合格。认为这是因为在表层形成了软质的铁素体。与此相对,在发明例的No.3、4和No.7、8中,由于供给了加湿气体,并且是所计算的脱碳层厚度比目标脱碳层厚度薄的操作条件,因此,镀覆外观和拉伸强度均合格。
由此,可以理解为通过在操作中监视CO浓度并以使由CO浓度测定值计算的脱碳层厚度为规定以下的方式控制加湿气体,能够稳定地制造优异的镀覆外观和高拉伸强度的热浸镀锌钢板。
[表1]
表1 (质量%)
钢记号 C Si Mn P S
A 0.15 1.4 1.9 0.01 0.001
B 0.10 1.5 2.7 0.01 0.001
[表2]
Figure BDA0002263968770000141
产业上的可利用性
根据本发明的热浸镀锌钢板的制造方法,即使在对Si含量为0.2质量%以上的钢板实施热浸镀锌的情况下,镀覆密合性也高,能够得到良好的镀覆外观,且也不会使拉伸强度劣化。
符号说明
100 连续热浸镀锌装置
10 加热带
12 均热带
14 第1冷却带(骤冷带)
16 第2冷却带(缓冷带)
18 炉鼻
20 退火炉
22 热浸镀锌浴
23 合金化设备
24 干燥气体分配装置
26 加湿装置
28 循环恒温水槽
30 加湿气体分配装置
32 干燥气体用配管
33 干燥气体用流量计
34、36 加湿气体用配管
38 加湿气体用流量计
40 加湿气体用露点计
42A、42B、42C 加湿气体供给口
44A、44B、44C 加湿气体供给口
46A、46B、46C 加湿气体供给口
48A、48B、48C、48D 干燥气体供给口
50 露点测定口
52A 上部炉底辊
52B 下部炉底辊
60 CO浓度计
P 钢板

Claims (5)

1.一种热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,是使用连续热浸镀锌装置的热浸镀锌钢板的制造方法,所述连续热浸镀锌装置具有依次并置有加热带、均热带和冷却带的退火炉以及位于所述冷却带的下游的热浸镀锌设备,
所述热浸镀锌钢板的制造方法具有以下工序:
在所述退火炉的内部,按照所述加热带、所述均热带和所述冷却带的顺序搬运钢板,对所述钢板进行退火的工序,以及
使用所述热浸镀锌设备,对从所述冷却带排出的钢板实施热浸镀锌的工序;
向所述均热带供给还原性或非氧化性的加湿气体以及还原性或非氧化性的干燥气体,
在所述均热带内气体的排出部设置CO气体浓度计来测定CO气体浓度,
由测定的CO气体浓度算出所述钢板的脱碳层厚度,
以算出的脱碳层厚度成为预先设定的厚度以下的方式控制所述加湿气体的流量和露点中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,基于以下的式(1)算出所述脱碳层的厚度,
D=9.53×10-7×V·Gco/(LS·W·C)···(1)
D:脱碳层的厚度,单位为μm,
V:流入均热带的气体量,单位为Nm3/hr,
Gco:CO气体浓度,单位为ppm,
LS:通板速度,单位为m/s,
W:钢板的板宽,单位为m,
C:钢板的碳量,单位为质量%。
3.根据权利要求1或2所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,使所述脱碳层的厚度为20μm以下。
4.根据权利要求1或2所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,所述连续热浸镀锌装置具有位于所述热浸镀锌设备的下游的合金化设备,
所述热浸镀锌钢板的制造方法进一步具有使用所述合金化设备对施加于所述钢板的镀锌进行加热合金化的工序。
5.根据权利要求3所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其中,所述连续热浸镀锌装置具有位于所述热浸镀锌设备的下游的合金化设备,
所述热浸镀锌钢板的制造方法进一步具有使用所述合金化设备对施加于所述钢板的镀锌进行加热合金化的工序。
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