CN117616146A - 热镀锌钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种热镀锌钢板的制造方法，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢板实施热镀锌的情况下，镀层密合性也高，能够得到良好的镀层外观。在使用具有加热带、均热带和冷却带依次并列设置而成的退火炉、与所述冷却带邻接的炉鼻以及热镀锌设备的连续热镀锌装置对含有0.2质量％以上的Si的钢板进行热镀锌时，向均热带的下游侧的区域投入包含满足下述式(1)的水分的氮气氢气混合气体，在炉鼻内设置遍及内壁整周的气体喷嘴，从所述气体喷嘴沿着内壁朝下投入氮气或氮气氢气混合气体，以使炉鼻内露点达到‑50～‑35℃的方式进行控制。158<M/X<178…(1)其中，M是与投入至均热带的所述加湿气体中所含的水分量相关的参数，X是与对钢板表面积的影响相关的参数。

Description

热镀锌钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及使用了连续热镀锌装置的热镀锌钢板的制造方法，所述连续热镀锌装置具有依次并列设置有加热带、均热带及冷却带的退火炉、与冷却带邻接的炉鼻及热镀锌设备。
背景技术
近年来，在汽车、家电、建材等领域中，能够用于结构物的轻量化等的高张力钢板(高抗拉强度钢材)的需求提高。作为高抗拉强度钢材，已知例如通过在钢中含有Si能够得到扩孔性良好的钢板、另外通过含有Si、Al、Mn而容易形成残留γ从而能够得到延展性良好的钢板。
但是，以大量(特别是0.2质量％以上)含有Si、Mn的高张力钢板作为母材制造热镀锌钢板时，钢中的Si、Mn为易氧化性元素，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。该氧化物使镀敷处理时的与熔融锌的润湿性降低，产生不上镀。因此，随着钢中Si、Mn浓度的增加，润湿性急剧降低，多发不上镀。另外，即使在未达到不上镀的情况下，也存在镀层密合性差的问题。此外，在制造合金化热镀锌钢板的情况下，如果钢中的Si、Mn被选择性氧化而在钢板的表面富集，则在热镀锌后的合金化过程中产生显著的合金化延迟，还存在显著阻碍生产率的问题。
对于这样的问题，专利文献1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、保温带和冷却带的退火炉和热镀浴的连续退火热镀方法中，将钢板温度至少为300℃以上的区域的钢板的加热或保温设为间接加热，将各带的炉内气氛设为氢气1～10体积％、余量由氮气和不可避免的杂质构成的气氛，在加热带前段将加热中的钢板到达温度设为550℃以上且750℃以下，并且将露点设为低于-25℃，接着将加热带后段和保温带的露点设为-30℃以上且0℃以下，将冷却带的露点设为低于-25℃，在这样的条件下进行退火，由此使Si内部氧化，抑制Si在钢板的表面富集。另外，还记载了在加热带后段和/或保温带中加湿并导入氮气和氢气的混合气体。
专利文献2中记载了如下技术：一边测定炉内气体的露点，一边根据其测定值改变炉内气体的供给和排出的位置，由此将还原炉内气体的露点控制在超过-30℃且0℃以下的范围内，抑制Si在钢板的表面富集。关于加热炉有如下记载：可以是DFF(直火加热炉)、NOF(无氧化炉)、辐射管型中的任一种，由于以辐射管型能够显著地表现出发明效果，因此优选。
专利文献3公开了如下方法：根据钢成分(Si、Al添加量)将炉鼻内气氛气体露点控制在规定范围(优选露点为-50℃以下)，由此使附着量均匀而得到良好的滑动特性。
在专利文献4中公开了如下方法：通过设置于炉外的精炼机(除湿装置)对遍及加热带～均热带的区域的气氛气体进行除湿，由此使气氛气体露点为-50℃以下，向炉鼻的区域投入加湿气体而使炉鼻内气氛气体露点为-35～-10℃，由此制造没有不上镀的良好外观的钢板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007-043273号
专利文献2：日本特开2009-209397号公报
专利文献3：日本特开2006-111893号公报
专利文献4：日本特开2013-095952号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是可知，在专利文献1所记载的方法中，仅控制从加热带到冷却带的各分区的代表露点，因此与产品尺寸、通板速度变化相应的投入水分量调整延迟，即使测定露点为适当范围，由于包含大量Si等添加元素的钢板的水分吸收量增加，因此钢板附近也存在与露点背离的期间，由于无法供给适当的水分量而发生不上镀。另外，根据炉鼻露点条件，即使加热和均热带的露点为稳定状态，也存在产生不上镀的问题。
在专利文献2所记载的方法中，若加热炉使用直火加热炉，则可能引起钢板表面的氧化，由于不向退火炉积极地供给加湿气体，因此难以将露点稳定地控制在控制范围中的高露点区域-20℃～0℃。另外可知，假设在露点上升的情况下，炉上部的露点容易变高，在利用炉下部的露点计测定为0℃时，有时在炉上部成为+10℃以上的高露点气氛，若这样长期操作，则会在上部炉底辊产生粘着(pickup)缺陷。
在专利文献3所记载的方法中，仅通过控制炉鼻露点而不上镀多发，并且使炉鼻内露点降低至-50℃以下而锌烟尘(灰)缺陷多发，无法制造美丽的外观的镀锌钢板。
可知在专利文献4的方法中，通过使炉鼻露点为-35～-10℃而在炉鼻内镀覆浴面形成Zn、Al氧化膜，因此不会产生灰缺陷，但即使使退火炉内露点为-50℃以下，在钢板表面稍微形成的Si、Mn、Al的表面氧化物也会在进入镀浴时引入Zn、Al氧化膜，由此产生不上镀缺陷。
因此，鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种热镀锌钢板的制造方法，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢板实施热镀锌、合金化热镀锌的情况下，镀层密合性也高，能够得到良好的镀层外观。
需要说明的是，本发明中，有时将热镀锌后不进行合金化处理的钢板和进行合金化处理的钢板这两者统称为热镀锌钢板。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述课题，对即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢板实施热镀锌或合金化热镀锌的情况下，镀层密合性也高、能够得到良好的镀层外观的热镀锌钢板的制造方法反复进行了深入研究。
首先，基于在均热带以使Si等添加元素内部氧化而不在钢板表面富集的方式进行控制是有用的考虑，作出了将认为决定被镀锌的钢板表面性状的均热带的下游侧的区域的气氛中的水分量控制为特定的条件是有效的推论。基于该推论，对水分量与镀层密合性、与镀层外观的关系进行了评价研究，结果发现，通过使表示对钢板表面积的影响的指数(X)与向均热带投入的加湿气体所含的水分量(M)的比率在特定的范围内，并且使炉鼻内的露点为特定范围，镀层密合性高且能够得到良好的镀层外观。
在此，均热带的下游侧的区域是指将均热带的炉内区域以水平方向的设备长度分类为钢板流入的上游侧和钢板流出的下游侧时的下游侧的区域。上游和下游不需要是完全相同的长度，下游是指均热带的炉内区域的水平方向的设备长度的60％～40％的长度的区域。
另外，本发明人发现，为了得到良好的镀层外观，需要压痕尽可能少且轻微，为了抑制压痕，需要优化炉鼻内的气氛气体的流动状态。为此，本发明人发现，设置遍及炉鼻内壁整周的气体喷嘴，从气体喷嘴沿着内壁朝下流入氮气或氮气氢气混合气体，将流入气体量的一定比率以上从炉鼻上部的排气口排气是有效的。
本发明是基于这样的见解而完成的，其主旨如下。
[1]一种热镀锌钢板的制造方法，其为使用连续热镀锌装置对含有0.2质量％以上的Si的钢板进行热镀锌的热镀锌钢板的制造方法，所述连续热镀锌装置具有加热带、均热带和冷却带依次并列设置而成的退火炉、与所述冷却带邻接的炉鼻以及热镀锌设备，所述热镀锌钢板的制造方法中，
在均热带的下游侧的区域投入包含满足下述式(1)的水分的氮气氢气混合的加湿气体，在炉鼻内设置遍及内壁整周的气体喷嘴，从所述气体喷嘴沿着内壁朝下投入氮气或者氮气氢气混合气体，在炉鼻上部设置至少两处排气口，将从所述气体喷嘴投入的气体排出，以使炉鼻内露点达到-50～-35℃的方式进行控制，
158＜M/X＜178…(1)
其中，M为投入至均热带的所述加湿气体中所含的水分量，X为与对钢板表面积的影响相关的参数。
[2]根据[1]所述的热镀锌钢板的制造方法，其中，所述M和X满足下述式(2)、(3)：
M＝0.08074×Vh×107.5Th/(Th+237.3)…(2)
X＝0.2×w×S+0.4935…(3)
M：投入至均热带的所述加湿气体中所含的水分量(g/分钟)，
X：与对钢板表面积的影响相关的参数，
Vh：投入至均热带的所述加湿气体的流量(Nm3/小时)，
Th：投入至均热带的所述加湿气体的露点(℃)，
w：钢板宽度(m)，
S：通板速度(m/s)。
[3]根据[1]或[2]所述的热镀锌钢板的制造方法，其中，从所述炉鼻上部的排气口排出从所述气体喷嘴投入的气体流量的70体积％以上。
发明效果
根据本发明的热镀锌钢板的制造方法，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢板实施热镀锌的情况下，也能够制造镀层密合性高且镀层外观良好的钢板。
附图说明
图1是表示均热带中的炉内气体的供给路径的一个实施方式的图。
图2是表示炉鼻结构和气体配管的一实施方式的图。
图3是表示具备退火炉和镀覆装置的连续热镀锌设备的一构成例的图。
图4是表示露点对水蒸气的摩尔分率的影响的图。
具体实施方式
首先，参照图3对本发明的一个实施方式的合金化热镀锌钢板的制造方法中使用的连续热镀锌装置的构成进行说明。连续热镀锌装置具有：依次并列设置有加热带10、均热带12和冷却带14、16的退火炉；以及与冷却带16邻接的作为热镀锌设备的热镀锌浴22。在本实施方式中，加热带10包括第一加热带10A(加热带前段)和第二加热带10B(加热带后段)(均未图示)。冷却带包括第一冷却带14(急冷带)和第二冷却带16(缓冷带)。与第二冷却带16连接的炉鼻18的前端浸渍于热镀锌浴22，利用炉鼻18将退火炉与热镀锌浴22连接。连续热镀锌装置还具有用于对锌镀层进行加热合金化的合金化设备23。
(加热带)
在本实施方式中，能够在加热带中使用辐射管或电加热器对钢板P进行间接加热。加热带内部的平均温度优选为500～800℃。在加热带中，在流入来自均热带的气体的同时，另外供给还原性气体或非氧化性气体。作为还原性气体，通常使用氮气氢气混合气体，例如可列举出具有氢气：1～20体积％、余量由氮气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，可列举出具有由氮气和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点：-60℃左右)。
(均热带)
在本实施方式中，在均热带12中，作为加热单元使用辐射管(RT)(未图示)，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700～900℃。
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，通常使用氮气与氢气的混合气体(以下，也记为氮气氢气混合气体)，例如可列举出具有氢气：1～20体积％、余量由氮气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，可列举出具有由氮气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及干燥气体这两种形态。在此，干燥气体是露点为约-60℃～约-50℃的上述还原性气体或非氧化性气体，未被加湿装置加湿。另一方面，加湿气体是指由加湿装置加湿至露点为0℃～30℃的气体。在制造含有Si等的高张力钢板时，为了使炉内露点上升而投入加湿气体，由此以使Si等添加元素内部氧化、Si等不在钢板表面富集的方式进行控制。
向均热带的下游侧的区域流入的加湿气体以满足下述式(1)的方式调整投入量。
158<M/X<178…(1)
其中，M是投入均热带的加湿气体中所含的水分量，X是与对钢板表面积的影响相关的参数。更具体而言，M、X是满足下述式(2)、(3)的数值。
M＝0.08074×Vh×107.5Th/(Th+237.3)…(2)
X＝0.2×w×S+0.4935…(3)
M：投入至均热带的加湿气体中所含的水分量(g/分钟)
X：与对钢板表面积的影响相关的参数
Vh：投入至均热带的加湿气体的流量(Nm3/小时)
Th：投入至均热带的加湿气体的露点(℃)
w：钢板宽度(m)
S：通板速度(m/s)
在此，均热带所含的水分量M(g/分钟)是基于导入的加湿气体的露点，通过加湿气体中的水蒸气的摩尔分率(-)算出的。具体而言，由导入均热带的加湿气体露点Th，通过Tetens公式，将加湿气体的露点转换为饱和水蒸气压，进而转换为水蒸气(H2O)的摩尔分率。该变换时的式子如下所示。另外，将该式图表化，将露点对水蒸气的摩尔分率的影响示于图4。
H2O摩尔分率(-)＝6.11×10(7.5×Th/(Th+237.3))/1013.5…(A)
进而，基于该摩尔分率和投入的加湿气体的流量Vh(Nm3/小时)，使用阿伏伽德罗定律计算水分量，其为此处所示的投入均热带的加湿气体中所含的水分量M。
M(g/分钟)＝H2O摩尔分率×Vh(Nm3/小时)/60(分钟/小时)×18(H2O的1mol的质量：g/mol)×1000(L/Nm3)/22.4(1mol的气体的体积：L/mol)…(B)
将式(A)代入式(B)进行计算时，如下所述，得到式(2)。
M(g/分钟)＝0.08074×Vh×107.5Th/(Th+237.3)…(2)
需要说明的是，投入上述加湿气体，钢板通板条件没有变化而稳定时，优选加热～均热带炉内露点控制在-15～0℃。
在此，上述加湿气体需要满足上述式(1)是为了供给相对于停留在退火炉中的钢板的表面积没有过量或不足的水分。
M/X为158以下时，相对于钢板表面的水分消耗，供给水分不足，因此Si表面富集抑制不充分，发生不上镀。
在M/X为178以上的情况下，相对于钢板表面的水分消耗的供给水分过多，因此由于剩余的水分而产生钢板基体铁的过氧化，其附着于炉底辊，从而产生被称为粘着的压痕缺陷。此外，M由根据加湿气体的流量和加湿气体的露点换算成水分量的式(2)决定。同样，X由根据过去的操作实绩回归求出停留在退火炉中的钢板的表面积的影响的式(3)决定。
图1是表示向均热带12供给混合气体的供给***的示意图。加湿气体由配设于均热带的下游侧的区域的上部加湿气体供给口36A、36B、36C、中部加湿气体供给口37A、37B、37C、下部加湿气体供给口38A、38B、38C、均热带出口侧加湿气体供给口39A、39B、39C的***供给。
在图1中，上述还原性气体或非氧化性气体(干燥气体)通过气体分配装置24，一部分向加湿装置26输送，剩余部分以干燥气体的状态向供给口42A、42B、42C、44A、44B、44C输送。加湿后的气体(加湿气体)通过气体分配装置30将气体分配到各***，经由加湿气体用配管34，从加湿气体供给口36A、36B、36C、37A、37B、37C、38A、38B、38C、39A、39B、39C供给到均热带12内。加湿装置也可以在前后段气体供给***中分别各设置一台。特别优选在钢板成为高温的均热带下游侧的区域在上下方向设置多个供给口。
投入到冷却带的干燥气体流入至均热带，是通向加热带侧的气体的流动，通过这样的投入方法，能够对加热带和均热带整体进行加湿。
均热带内的露点由设置于46A、46B、46C的露点计进行监视。46A是监视均热带下游侧的代表露点的位置，46B是监视均热带下部辊附近的露点的位置，46C是监视从冷却带14流入均热带的气体露点的位置。
如果使均热带整体露点上升至0℃附近，则在切换为不需要加湿的钢种时，特别是降低均热带前段的露点需要时间。需要说明的是，均热带的露点超过0℃时，引起被称为粘着的钢板氧化物附着于炉底辊的现象，成为产生压痕状缺陷的原因。
作为加湿装置，有利用鼓泡式、膜交换式、高温蒸气添加式等加湿方法对干燥气体进行加湿的装置，但从流量变化时的露点稳定性出发，优选膜交换式。在加湿装置26内存在具有氟系或聚酰亚胺系的中空纤维膜或平膜等的加湿组件，在膜的内侧流过干燥气体，在膜的外侧使通过循环恒温水槽28调整为规定温度的纯水循环。氟系或聚酰亚胺系的中空纤维膜或平膜是指具有与水分子的亲和力的离子交换膜的一种。若在中空纤维膜的内侧和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而透过膜向较低的水分浓度侧移动。干燥气体温度随着季节、一天的气温变化而变化。但是，在该加湿装置中，由于充分获得了隔着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，干燥气体都成为被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。若加湿气体的露点比配管周围的外部气温高，则在配管内结露，结露的水有可能直接浸入炉内，因此加湿气体用的配管被加热、保温至加湿气体露点以上。
(炉鼻)
设置遍及炉鼻内壁整周的气体喷嘴，从气体喷嘴沿着内壁朝下投入氮或氮气氢气混合气体，在炉鼻上部设置至少两处排气口，将从所述气体喷嘴投入的气体排出。通过排出从气体喷嘴投入的气体流量的70体积％以上，能够避免炉鼻内的灰堆积，能够进一步防止灰缺陷产生。
使遍及炉鼻内壁整周的气体喷嘴从气体喷嘴沿着内壁朝下流入氮气或氮气氢气混合气体是为了将炉鼻内浴面整个区域的锌蒸气(或锌的微粉末)高效地向炉鼻外搬运。另外，使氮气或氮气氢气混合气体从气体喷嘴沿着内壁朝下流入是为了防止炉鼻浴面的氧化。
在炉鼻上部设置至少两处排气口是为了使在炉鼻内浮游的锌蒸气(或锌的微粉末)高效地向炉鼻外排出。
排出从气体喷嘴投入的气体流量的70体积％以上是有效的原因在于，能够使在炉鼻内浮游的锌蒸气(或锌的微粉末)不在炉鼻内停留而高效地向炉鼻外排出。若排出的气体流量小于从气体喷嘴投入的气体流量的70体积％，则锌蒸气(或者锌的微粉末)附着、堆积于炉鼻内壁等，其落到钢板或浴面，有时附着于钢板而导致表面外观不良。
图2示出炉鼻18的结构和气流。在炉鼻内部配置有遍及炉鼻内壁整周的气体喷嘴60，从气体喷嘴60沿着炉鼻内壁朝下喷射氮气或氮气氢气混合气体。配置遍及炉鼻内壁整周的气体喷嘴60是指在炉鼻内部的与钢板垂直的面与炉鼻内壁交叉的位置的炉鼻内部的整周部分配置有气体喷嘴60的状态。利用设置于气体喷嘴60的上方65的位置的露点计测定气氛气体露点，将露点控制在-50～35℃的范围。变为-35℃以上时，在镀覆浴面形成Zn、Al氧化物，随着通板而被引入浴内，成为不上镀的原因。另一方面，如果露点低于-50℃，则锌烟尘的产生变得显著，难以通过来自气体喷嘴的气体流量进行控制，产生灰缺陷，使制品表面外观显著恶化。
通常，钢板温度比炉鼻内气氛气体温度高，因此在钢板P附近产生上升流。从气体喷嘴60喷射的气体载有在浴面产生的锌烟尘而沿着钢板向炉鼻上部流动。含有锌烟尘的炉鼻内气氛气体从设置于炉鼻上部的排气口61排出。此时，通过将来自排气口61的气体流量设为从气体喷嘴喷射的气体流量的70％以上，能够避免炉鼻内的灰堆积，能够进一步防止灰缺陷产生。
图3中示出了具备退火炉和镀覆装置的连续热镀锌设备的一个构成例。
实施例
使用图1～图3所示的连续热镀锌装置，在各种退火条件下对两种钢板进行退火，然后实施热镀锌和合金化处理。将钢板A～D的主要成分示于表1。表1所示的主要成分以外为任选的成分以及余量Fe和不可避免的杂质。
[表1]
(质量％)
余量:FFe和不可避免的杂质
本实施例以图1所示的加湿***制造。作为干燥气体，使用具有氢气为10体积％、余量由氮气和不可避免的杂质构成的组成的气体(露点：-50℃)。利用具有中空纤维膜式加湿部的加湿装置对该干燥气体的一部分进行加湿，制备加湿气体。中空纤维膜式加湿部由10台膜组件构成，使最大20L/分钟的循环水流动。循环恒温水槽是通用的，能够供给共计200L/分钟的纯水。加湿气体供给口配置于图2所示的位置。未加湿的干燥气体从炉下部的供给口供给。
在炉鼻内部设置遍及炉鼻内壁整周的气体喷嘴，从气体喷嘴沿着内壁朝下流入氮气或氮气氢气混合气体，在炉鼻上部设置至少两处排气口，排出炉鼻内气氛气体。排出从气体喷嘴投入的气体流量的64体积％～92体积％，评价镀层外观。
在制造合金化热镀锌钢板(GA)的例子中，镀浴温度为460℃，镀浴中Al浓度为0.130质量％，附着量通过气体擦拭调节为每单面50g/m2。另外，实施热镀锌后，以被膜合金化度(Fe含有率)成为10～13质量％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。镀浴温度为460℃，镀浴中Al浓度为0.130质量％，附着量通过气体擦拭调节为每单面50g/m2。另外，实施热镀锌后，以被膜合金化度(Fe含有率)成为10～13质量％的范围内的方式，利用感应加热式合金化炉中进行合金化处理。
在制造热镀锌钢板(GI)的例子中，镀浴温度为450℃，镀浴中Al浓度为0.200质量％，附着量通过气体擦拭调节为每单面60g/m2。
(评价方法)
镀覆外观的评价包括：利用光学式的表面缺陷计进行的检查(检测直径0.5mm以上的不上镀缺陷、由辊粘着导致的瑕疵)；和利用目视进行的合金化不均判定(GA的情况)或利用目视进行的外观图案判定(GI的情况下)。将所有项目均为良好的情况设为为◎，将利用表面缺陷计的检查合格且存在品质上不成为问题的轻度的合金化不均或外观不均的情况设为○，将存在表面品质等级降低的程度的合金化不均或外观不均的情况设为△，将使用表面缺陷计的结果为不合格的情况设为×。
将结果示于表2。
另外，测定在各种条件下制造的GI和GA的拉伸强度。将高张力钢的钢种A为780MPa以上、高张力钢的钢种B为1180MPa以上、高张力钢的钢种C为980MPa以上设为合格。将结果示于表2。
由表2可知，M/X在式(1)的范围内时，镀层外观良好，也满足所期望的拉伸强度。另一方面，M/X在式(1)的范围外时，镀层外观不良，一部分也不满足所期望的拉伸强度。No.15由于从炉鼻内的气体喷嘴流入的气体与向炉鼻外排出的气体的比例为小于70％的64％，因此尽管外观在允许范围内，但确认到轻度的灰附着。No.11的炉鼻内露点为-48.9℃，接近作为露点下限的-50℃，因此尽管外观在允许范围内，但确认到轻度的灰附着。
产业上的可利用性
根据本发明的热镀锌钢板的制造方法，即使在对含有0.2质量％以上的Si的钢板实施热镀锌的情况下，镀层密合性也高，能够得到良好的镀层外观，并且即使在热镀锌后进行合金化处理的情况下，也能够通过降低合金化温度来抑制拉伸强度的降低。另外，即使连续制造普通钢和高张力钢板，也能够避免粘着等操作故障。
符号说明
P 钢板
10 加热带
12 均热带
14 第一冷却带(急冷带)
16 第二冷却带(缓冷带)
18 炉鼻
22 热镀锌浴
23 合金化设备
24 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 加湿气体流量计
33 加湿气体用露点计
34 加湿气体用配管
36A、36B、36C 加湿气体供给口
37A、37B、37C 加湿气体供给口
38A、38B、38C 加湿气体供给口
39A、39B 加湿气体供给口
42A、42B、42C 干燥气体供给口
44A、44B、44C 干燥气体供给口
46A、46B、46C 均热带露点测定位置
60 炉鼻内供给气体喷嘴
61 炉鼻上部排气口
65 炉鼻露点测定部

Claims (3)

1.一种热镀锌钢板的制造方法，其为使用连续热镀锌装置对含有0.2质量％以上的Si的钢板进行热镀锌的热镀锌钢板的制造方法，所述连续热镀锌装置具有加热带、均热带和冷却带依次并列设置而成的退火炉、与所述冷却带邻接的炉鼻以及热镀锌设备，所述热镀锌钢板的制造方法中，
在均热带的下游侧的区域投入包含满足下述式(1)的水分的氮气氢气混合的加湿气体，在炉鼻内设置遍及内壁整周的气体喷嘴，从所述气体喷嘴沿着内壁朝下投入氮气或者氮气氢气混合气体，在炉鼻上部设置至少两处排气口，将从所述气体喷嘴投入的气体排出，以使炉鼻内露点达到-50～-35℃的方式进行控制，
158＜M/X＜178…(1)
其中，M为投入至均热带的所述加湿气体中所含的水分量，X为与对钢板表面积的影响相关的参数。
2.根据权利要求1所述的热镀锌钢板的制造方法，其中，所述M和X满足下述式(2)、(3)：
M＝0.08074×Vh×107.5Th/(Th+237.3)…(2)
X＝0.2×w×S+0.4935…(3)
M：投入至均热带的所述加湿气体中所含的水分量(g/分钟)，
X：与对钢板表面积的影响相关的参数，
Vh：投入至均热带的所述加湿气体的流量(Nm3/小时)，
Th：投入至均热带的所述加湿气体的露点(℃)，
w：钢板宽度(m)，
S：通板速度(m/s)。
3.根据权利要求1或2所述的热镀锌钢板的制造方法，其中，从所述炉鼻上部的排气口排出从所述气体喷嘴投入的气体流量的70体积％以上。
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JP4507813B2 (ja) 2004-10-12 2010-07-21 住友金属工業株式会社 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
RU2387734C2 (ru) 2005-10-14 2010-04-27 Ниппон Стил Корпорейшн Непрерывный способ отжига и нанесения покрытия методом горячего погружения и система для непрерывного отжига и нанесения покрытия методом горячего погружения кремнийсодержащего стального листа
JP5338087B2 (ja) 2008-03-03 2013-11-13 Ｊｆｅスチール株式会社 めっき性に優れる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および連続溶融亜鉛めっき設備
JP5834775B2 (ja) 2011-10-31 2015-12-24 Ｊｆｅスチール株式会社 連続溶融亜鉛めっき鋼板の製造設備及び製造方法
DE102014017273A1 (de) * 2014-11-18 2016-05-19 Salzgitter Flachstahl Gmbh Hochfester lufthärtender Mehrphasenstahl mit hervorragenden Verarbeitungseigenschaften und Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus diesem Stahl
WO2016170720A1 (ja) * 2015-04-21 2016-10-27 Ｊｆｅスチール株式会社 連続溶融金属めっき方法及び連続溶融金属めっき設備
JP6439654B2 (ja) * 2015-10-27 2018-12-19 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP6455544B2 (ja) * 2017-05-11 2019-01-23 Ｊｆｅスチール株式会社 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2019189894A (ja) * 2018-04-23 2019-10-31 Ｊｆｅスチール株式会社 連続溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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