JP2017522458A - 酸化物層付き溶融めっき製品、その製造方法およびその応用 - Google Patents
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Abstract
Description
製錬工程、鋳造工程、熱間圧延工程、還元焼鈍工程、溶融めっき工程を順次に含み、前記還元焼鈍工程が、熱間圧延工程で得られたミルスケール層付き熱間圧延板を酸洗せず、還元焼鈍炉へ直接に送り、焼鈍炉中の熱間圧延板を還元ガスの保護雰囲気と還元温度の下で、そのミルスケールの表層部分を金属鉄に還元して、還元によって得られた金属鉄が熱間圧延板鋼基体の最外層に存在され、還元鉄層を形成する工程であり、還元鉄層を有する熱間圧延板をさらに溶融亜鉛めっきして酸化物層付き溶融めっき製品を形成する。
前記還元温度が800℃、850℃或いは900℃、停留保温時間が180s、240s、或いは300sである。
還元焼鈍温度、保温時間および還元ガス濃度をコントロールすることによって、還元によって得られた還元鉄層の厚みを増加して、還元鉄層の厚みを0.5μm〜5μmにする。
前記還元鉄層の平均厚みが0.5〜5μmである。
本発明の第三によれば、前記溶融めっき製品は、建築用鋼、高速道路ガードレール用鋼、貯蔵用鋼に応用する。
製錬して、鋳造して、脱燐した素板を熱間圧延して、出炉温度が1100℃、最終圧延温度が850℃、巻き取る温度が550℃、圧延速度が20m/sで、熱間圧延板の最終厚みは2.2mmであり、ミルスケールの平均厚みは6μmであった。還元焼鈍炉へ入ると、還元温度が500℃、時間が300sであり、H2濃度が3%であり、460℃で亜鉛ポットへ入り、溶融亜鉛めっきを完成した。亜鉛液成分は0.2wt%Al−Znであった。得られた亜鉛めっき板の断面微細構造は、図2のようになっていた。図2から分かるように、鋼基板と亜鉛めっき層との間に、徹底的に還元されなかった酸化物層は存在されているが、伝統の溶融めっき製品の断面走査電子顕微鏡図に該酸化物層はない(図1を参照)。
製錬して、鋳造して、脱燐した素板を熱間圧延して、出炉温度が1150℃、最終圧延温度が870℃、巻き取る温度が580℃、圧延速度が15m/sで、熱間圧延板の最終厚みは2.0mmであり、ミルスケールの平均厚みは7μmであった。酸洗せず還元焼鈍炉へ直接に入ると、還元温度が800℃、時間が180sであり、H2濃度が20%であり、460℃で亜鉛ポットへ入り、溶融亜鉛めっきを完成した。亜鉛液成分は0.13wt%Al−Znであった。得られた亜鉛めっき板の断面微細構造は、図3のようになっていた。図3から分かるように、同様に、亜鉛めっき層と鋼基板との間に、連続された酸化物層は存在されている。
製錬して、鋳造して、脱燐した素板を熱間圧延して、出炉温度が1200℃、最終圧延温度が900℃、巻き取る温度が600℃、圧延速度が8m/sで、熱間圧延板の最終厚みは3.0mmであり、ミルスケールの平均厚みは8μmであった。酸洗せず還元焼鈍炉へ直接に入ると、還元温度が1000℃、時間が180sであり、H2濃度が50%であり、460℃で亜鉛ポットへ入り、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウムめっきを完成した。亜鉛液成分は1.6%Al−1.6%Mg−Znであった。得られた亜鉛めっき板の断面微細構造は、図4のようになっていた。図4に表現された位置の元素分析結果は下の表1に示す。スペクトル1は残留酸化物層を示す。スペクトル2は還元鉄層を示す。スペクトル3は還元鉄と亜鉛との反応で得られた合金層を示す。
製錬して、鋳造して、脱燐した素板を熱間圧延して、出炉温度が1250℃、最終圧延温度が900℃、巻き取る温度が600℃、圧延速度が10m/sで、熱間圧延板の最終厚みは3.0mmであり、ミルスケールの平均厚みは8μmであった。熱間圧延板についてミルスケール付き冷間圧延を行い、その変形量は5%であった。還元焼鈍炉へ入ると、還元温度が800℃、時間が60sであり、H2濃度が20%であり、460℃で亜鉛ポットへ入り、溶融亜鉛めっきを完成した。亜鉛液成分は0.2%Al−Znであった。得られた亜鉛めっき板の断面微細構造は、図5のようになっていた。
製錬して、鋳造して、脱燐した素板を熱間圧延して、出炉温度が1250℃、最終圧延温度が900℃、巻き取る温度が600℃、圧延速度が10m/sで、熱間圧延板の最終厚みは3.0mmであり、ミルスケールの平均厚みは8μmであった。熱間圧延板についてミルスケール付き冷間圧延を行い、その変形量は5%であった。還元焼鈍炉へ入ると、還元温度が800℃、時間が60sであり、H2濃度が20%であり、620℃で亜鉛ポットへ入り、溶融アルミニウム−亜鉛めっきを完成した。亜鉛液成分は55%Al−Znであった。
製錬して、鋳造して、脱燐した素板を熱間圧延して、出炉温度が1250℃、最終圧延温度が900℃、巻き取る温度が600℃、圧延速度が10m/sで、熱間圧延板の最終厚みは3.0mmであり、ミルスケールの平均厚みは8μmであった。熱間圧延板についてミルスケール付き冷間圧延を行い、その変形量は5%であった。還元焼鈍炉へ入ると、還元温度が800℃、時間が60sであり、H2濃度が20%であり、680℃で溶融アルミニウム−珪素めっきを完成した。めっき液成分は11%Si−Alであった。
Claims (17)
- 製錬工程、鋳造工程、熱間圧延工程、還元焼鈍工程、溶融めっき工程を順次に含む酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法において、
前記還元焼鈍工程は、熱間圧延工程で得られたミルスケール層付き熱間圧延板を酸洗せず、還元焼鈍炉へ直接に送り、焼鈍炉中の熱間圧延板を還元ガスの保護雰囲気と還元温度の下で、そのミルスケールの表面層部分を金属鉄に還元して、還元によって得られた金属鉄が熱間圧延板鋼基体の最外層に存在され、還元鉄層を形成する工程であり、
還元鉄層を有する熱間圧延板をさらに溶融亜鉛めっきして酸化物層付き溶融めっき製品を形成する酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。 - 熱間圧延工程と還元焼鈍工程との間に、冷間圧延工程をさらに含み、
冷間圧延工程で得られたミルスケール付き冷間圧延板を酸洗せず、還元焼鈍炉へ直接に送り、還元焼鈍することを特徴とする請求項1記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。 - 前記熱間圧延工程において、出炉温度が1100〜1250℃、最終圧延温度が800〜900℃、巻き取る温度が550〜650℃、圧延速度が8〜20m/sであり、
前記還元焼鈍工程において、還元温度が500〜1000℃、停留保温時間が30〜300s、還元ガスがH2或いはCOと不活性ガスとの混合物であることを特徴とする請求項1記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。 - 前記出炉温度が1150〜1200℃、最終圧延温度が840〜870℃、巻き取る温度が550〜570℃、圧延速度が14〜18m/sであることを特徴とする請求項3記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 前記出炉温度が1170℃或いは1200℃、最終圧延温度が850℃或いは860℃、巻き取る温度が550℃或いは560℃、圧延速度が17m/s或いは18m/sであることを特徴とする請求項3或いは4記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 前記還元温度が750〜950℃、停留保温時間が120〜300sであることを特徴とする請求項3記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 前記還元温度が800℃、850℃或いは900℃、停留保温時間が180s、240s、或いは300sであることを特徴とする請求項3或いは6記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 前記不活性ガスがN2、Ar、Heのいずれか1種であり、H2或いはCOの濃度が3%以上であることを特徴とする請求項3記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 前記H2或いはCOの濃度が20〜75%であることを特徴とする請求項8記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 還元焼鈍温度、保温時間および還元ガス濃度をコントロールすることによって、還元による還元鉄層の厚みを増加し、還元鉄層の厚みを0.5μm〜5μmにすることを特徴とする請求項7記載の酸化物層付き溶融めっき製品の製造方法。
- 内部から外部まで順次に鋼基体、還元鉄層、溶融めっき層である製品において、
鋼基体と還元鉄層との間にあり、鋼基板の腐食を遅滞する保護層をさらに備え、該保護層がミルスケールからなる酸化物層であり、前記還元鉄層がミルスケールの表面層部分を還元焼鈍して形成された金属鉄からなることを特徴とする酸化物層付き溶融めっき製品。 - 前記酸化物層中の酸化物がFeO、Fe3O4、Fe2O3中のいずれか1種、2種或いは多種であることを特徴とする請求項11記載の酸化物層付き溶融めっき製品。
- 前記酸化物層が連続或いは半連続であり、その平均厚みが0.1〜5μmであることを特徴とする請求項11記載の酸化物層付き溶融めっき製品。
- 前記還元鉄層の平均厚みが0.5〜5μmであることを特徴とする請求項11記載の酸化物層付き溶融めっき製品。
- 前記溶融めっき層の組成が純Zn、Zn−Al、Zn−Al−Mg−Si或いはAl−Siの合金であることを特徴とする請求項11記載の酸化物層付き溶融めっき製品。
- 前記溶融めっき層の平均厚みが5〜20μmであることを特徴とする請求項11記載の酸化物層付き溶融めっき製品。
- 建築用鋼、高速道路ガードレール用鋼、貯蔵用鋼に応用することを特徴とする請求項11〜16のいずれか1項に記載の酸化物層付き溶融めっき製品の応用。
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