JP3097232B2 - Method for producing Si-containing high-strength galvannealed steel sheet with excellent coating uniformity and powdering resistance - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、主として自動車や建
材用素材として用いられるＳｉ含有高強度合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法に係り、特に、めっき皮膜の均
一性に優れた鋼板を一般的な製造ラインで製造可能とす
る方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a Si-containing high-strength alloyed hot-dip galvanized steel sheet mainly used as a material for automobiles and building materials. The present invention relates to a method for enabling production on a simple production line.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、地球温暖化防止等の観点から自動
車の燃費向上が叫ばれ、車体軽量化と安全性確保の観点
から素材の高強度・薄物化が強く求められている。一
方、車体寿命延長の観点から、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板が車体用素材として使用され始めて久しい。したがっ
て、これら両特性を満足させるために高強度合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の開発が行われている。2. Description of the Related Art In recent years, improvement in fuel efficiency of automobiles has been called for from the viewpoint of prevention of global warming and the like, and high strength and thin materials are strongly demanded from the viewpoint of weight reduction of a vehicle body and ensuring safety. On the other hand, alloyed hot-dip galvanized steel sheets have long been used as body materials from the viewpoint of extending the life of the vehicle body. Therefore, development of a high-strength alloyed hot-dip galvanized steel sheet has been performed in order to satisfy both of these characteristics.

【０００３】一般的に、鋼板の強度上昇にはＳｉ，Ｐ等
の固溶強化型元素の添加、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ等の析出型元
素の添加、或いはそれら両者の複合添加等が行われてい
る。しかし、前者のみで強化する場合には各強化元素の
添加量を多くする必要があり、また、特にＳｉは連続溶
融亜鉛めっきライン（以下、ＣＧＬという）での焼鈍時
に鋼板表面で選択的に酸化し、皮膜特性を低下させる
（不めっき、合金化不良、耐パウダリング性不良等）と
いう難点がある。一方、後者は鋼中に多量の析出物が存
在することになるため、再結晶温度が上昇し、さらに強
度−延性バランスや穴拡げ性が劣る等の材質上の難点が
ある。[0003] Generally, to increase the strength of a steel sheet, addition of a solid solution strengthening element such as Si, P, addition of a precipitation element such as Nb, Ti, V, or a combination of both thereof is performed. I have. However, when strengthening is carried out only by the former, it is necessary to increase the addition amount of each strengthening element. In particular, Si is selectively oxidized on the steel sheet surface during annealing in a continuous galvanizing line (hereinafter referred to as CGL). However, there is a problem that the film properties are deteriorated (non-plating, poor alloying, poor powdering resistance, etc.). On the other hand, in the latter, since a large amount of precipitates are present in the steel, the recrystallization temperature rises, and further, there are difficulties in the material such as poor strength-ductility balance and poor hole expandability.

【０００４】また、このような強化機構とは別に、マル
テンサイト等の硬質第２相を軟質フェライト中に分散さ
せる複合組織化によって鋼を強化することも知られてい
る。この方法では、強度−延性バランスに優れ、その
上、降伏比が低下するため形状凍結性が改善される等、
プレス成形性が向上するという利点があるが、ＣＧＬ熱
サイクルにおいてオーステナイト相を安定化するため
に、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ等を多量に添加する必要があり、
上述した固溶強化型と同様の問題を生じる。[0004] Apart from such a strengthening mechanism, it is also known that the steel is strengthened by a composite structure in which a hard second phase such as martensite is dispersed in soft ferrite. In this method, strength-ductility balance is excellent, and furthermore, the shape freezing property is improved because the yield ratio is reduced,
Although there is an advantage that press formability is improved, it is necessary to add a large amount of Si, Mn, Cr, etc. in order to stabilize the austenite phase in the CGL thermal cycle.
The same problem as that of the solid solution strengthening type described above occurs.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように優れた強度
−延性バランスを有する高強度合金化溶融めっき鋼板を
製造するためには、強化元素としてＳｉ等を鋼中に添加
することが望ましいが、選択酸化による皮膜特性の劣化
等の観点から、これら元素の多量の添加は困難であっ
た。In order to produce a high-strength alloyed hot-dip coated steel sheet having such an excellent strength-ductility balance, it is desirable to add Si or the like as a strengthening element to the steel. It was difficult to add a large amount of these elements from the viewpoint of deterioration of film properties due to selective oxidation.

【０００６】上記のようなＳｉの選択酸化の問題を解決
するため、従来、以下のような提案がなされている 特開昭６０−２６２９５０号：Ｎｉプレめっきにより
Ｓｉ含有鋼の鋼板表面でのＳｉ濃化を抑制する技術 特開平２−１９４１５６号：Ｆｅ−Ｂプレめっきによ
りＳｉ含有鋼の鋼板表面でのＳｉ濃化を抑制する技術 特開平３−６１３５２号：Ｓｉ含有熱延鋼板をＣＧＬ
前に表面研削することにより外観均一性を向上させる技
術[0006] In order to solve the above-mentioned problem of selective oxidation of Si, the following proposals have been made in the past. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-262950: Si on steel sheet surface of steel containing Si by Ni pre-plating Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-194156: Technology for Preventing Si Concentration on the Surface of Steel Sheet of Si-Containing Steel by Fe-B Preplating Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-61352: CGL for Hot-rolled Steel Sheet Containing Si
Technology to improve appearance uniformity by surface grinding before

【０００７】しかし、これらのうちの方法は電気めっ
き設備が必要であり、また、Ｎｉめっき自体も高価であ
るという難点がある。また、の方法はの方法と比較
すれば安価であるものの、いずれにしても電気めっき設
備が必要となる。さらに、の方法は、合金化ムラは軽
減されるものの依然としてＣＧＬ焼鈍時の表面酸化とい
う問題があり、加えて、研削キズが残るため表面外観が
重視される用途には好ましくないという難点がある。However, among these methods, there is a problem that an electroplating facility is required, and the Ni plating itself is expensive. Although the method is inexpensive as compared with the method, an electroplating facility is required in any case. Further, the method (1) has a problem that although the alloying unevenness is reduced, there is still a problem of surface oxidation at the time of CGL annealing, and in addition, there is a disadvantage that grinding flaws remain, which is not preferable for applications where the surface appearance is important.

【０００８】本発明は以上のような従来の問題に鑑み、
優れた強度−延性バランスを有し、表面外観および耐パ
ウダリング性にも優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を既存のＣＧＬ設備で製造することを可能ならしめる
方法を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems,
The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a high-strength galvannealed steel sheet having excellent strength-ductility balance and excellent surface appearance and powdering resistance with existing CGL equipment. is there.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｓｉを含
有する鋼板をめっき原板として使用することを前提に、
そのめっき皮膜上の問題点について検討を行った結果、
Ｓｉ含有鋼板の合金化異常の形態および要因等を以下の
ように整理できることが判明した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention assumed that a steel sheet containing Si was used as a plating base sheet.
After examining the problems on the plating film,
It has been found that the form and factor of the alloying abnormality of the Si-containing steel sheet can be arranged as follows.

【００１０】（ィ）スケール性合金化ムラ：幅１ｃｍ程
度の合金化異常（ムラ）であり、塗装後にも痕跡を残す
ことがあり外観上好ましくない。この合金化異常は、熱
延スラブ加熱時にＦｅ・Ｓｉ系の低融点複合酸化物がス
ラブ表面に部分的に形成され、それらが熱間圧延、酸洗
後も残留し易いため、その部分で異常合金化反応が起こ
ることによるものであることが判った。 （ロ）選択酸化性合金化ムラ：数百μｍ程度の合金化異
常（ムラ）であり、局部的に皮膜の付着量が増加（異常
合金化）し、耐パウダリング性を劣化させる。この合金
化異常は、めっき直前の原板表面に選択酸化により形成
されたＳｉ系酸化物の粗密が存在することが原因である
ことが判明した。 （ハ）不めっき：溶融亜鉛と濡れ性が悪く、皮膜が欠落
した部分であり、スケール性或いは選択酸化性の原板表
面酸化物が特に厚く残留し、亜鉛と鉄とが全く反応しな
い（濡れない）場合に発生することが判明した。 （ニ）下地フェライト結晶粒界における局部的なＦｅ−
Ｚｎ反応の発生：Ｓｉ含有鋼板を熱間圧延時高温巻取し
た場合に発生することが判明した。これは熱延高温巻取
時のフェライト粒界選択酸化に起因するものと推定され
る。(A) Non-uniform scale alloying: An alloying abnormality (unevenness) having a width of about 1 cm, which may leave traces even after painting, which is not preferable in appearance. This alloying anomaly occurs because Fe / Si-based low melting point composite oxides are partially formed on the slab surface during heating of the hot-rolled slab, and they easily remain after hot rolling and pickling. It was found that this was due to the occurrence of an alloying reaction. (B) Non-uniformity in selective oxidation alloying: Abnormality in alloying (unevenness) of about several hundred μm, locally increasing the amount of coating applied (abnormal alloying), and deteriorating powdering resistance. It has been found that this alloying abnormality is caused by the presence or absence of Si-based oxide formed by selective oxidation on the surface of the original sheet immediately before plating. (C) Non-plating: poor wettability with molten zinc, part where film is missing, scale- or selectively oxidizable original plate surface oxide remains particularly thick, and zinc and iron do not react at all (do not wet) ) It turned out to happen if. (D) Local Fe—
Generation of Zn reaction: It has been found that the reaction occurs when a Si-containing steel sheet is hot-rolled during hot rolling. This is presumed to be caused by ferrite grain boundary selective oxidation during hot rolling at high temperature.

【００１１】本発明者らは、以上のようなめっき皮膜合
金化異常の諸形態およびその要因の解明に基づき、これ
らを解決するための手段を検討した結果、以下のような
知見を得た。 （ａ）熱間圧延条件の最適化によって、素材鋼板表面に
Ｓｉ系スケール（酸化物）の生成およびフェライト粒界
部における選択酸化が防止でき、表面の均質性に優れた
めっき原板を製造することができる。 （ｂ）Ｓｉを０．１０ｗｔ％以上含有する鋼板をＣＧＬ
内で焼鈍する場合、焼鈍時の選択酸化によるＳｉ系酸化
物の形成を防止することは工業的に困難であるが、めっ
きおよび合金化処理条件の最適化により、めっき直前の
原板表面に少量存在するＳｉ系酸化物の影響を取り除く
ことができる。 （ｃ）ＣＧＬでの合金化条件およびこれに続く冷却条件
を最適化することにより、皮膜の耐パウダリング性が改
善できる。The present inventors have studied the means for solving these problems based on the clarification of the various forms of the alloying abnormalities of the plating film and the causes thereof, and have obtained the following findings. (A) By optimizing the hot rolling conditions, it is possible to prevent the generation of Si-based scale (oxide) on the surface of the material steel sheet and the selective oxidation at the ferrite grain boundary, and to produce a plated original sheet having excellent surface uniformity. Can be. (B) A steel sheet containing 0.10 wt% or more of Si is CGL
Although it is industrially difficult to prevent the formation of Si-based oxides due to selective oxidation during annealing in the case of annealing in a furnace, a small amount of Si-based oxides are present on the surface of the original sheet immediately before plating by optimizing the plating and alloying treatment conditions. The influence of the Si-based oxides can be eliminated. (C) The powdering resistance of the coating can be improved by optimizing the alloying conditions in CGL and the subsequent cooling conditions.

【００１２】本発明はこのような知見に基づき、上述し
たようなＳｉ含有鋼の皮膜特性に関する諸問題を解決
し、優れた皮膜品質と強度−延性バランスを兼ね備えた
Ｓｉ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の開発に成功
したものであり、その特徴とするところは、Ｓｉを０．
１０〜０．６０ｗｔ％含有する鋼スラブを、 Ｔｓ（℃）≦１１９０−６７［％Ｓｉ］ 但し ［％Ｓｉ］：Ｓｉ含有量（ｗｔ％） を満足する熱延スラブ加熱温度Ｔｓ、熱延巻取温度６０
０℃以下の条件で熱間圧延し、該熱延鋼板を酸洗後、必
要に応じて冷間圧延した後、連続溶融亜鉛めっきライン
において、浴中Ａｌ量が０．１５ｗｔ％以下の亜鉛浴で
めっきを施した後、誘導加熱方式の合金化炉において炉
出側板温が４５０〜５５０℃となるよう合金化加熱処理
を行い、表層の溶融亜鉛層が消滅後３００℃以下の温度
まで１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却することにあ
る。The present invention solves the above-mentioned problems concerning the film properties of the Si-containing steel based on such knowledge, and provides a Si-containing high-strength alloyed molten zinc having both excellent film quality and strength-ductility balance. The successful development of a plated steel sheet is characterized by the fact that the content of Si is 0.1%.
A steel slab containing 10 to 0.60 wt%, Ts (° C.) ≦ 1190-67 [% Si] where [% Si]: hot rolling slab heating temperature Ts and hot rolling winding satisfying Si content (wt%) Temperature 60
After hot rolling under the condition of 0 ° C. or less, pickling the hot-rolled steel sheet and, if necessary, cold rolling, in a continuous galvanizing line, a zinc bath having an Al content of 0.15 wt% or less in the bath. After the plating, an alloying heat treatment is performed in an induction heating type alloying furnace so that the exit temperature of the furnace becomes 450 to 550 ° C., and after the surface molten zinc layer disappears, 10 ° C. to a temperature of 300 ° C. or less. / Sec or more.

【００１３】[0013]

【作用】本発明の製造法では、強度−延性バランス改善
という観点からＳｉを０．１０〜０．６０ｗｔ％含有す
る鋼板をめっき原板とすることを前提としている。Ｓｉ
が０．１０ｗｔ％未満では、目的とする強化および延性
改善効果が得られず、また、上述したような皮膜特性に
関する問題も生じない。一方、Ｓｉが０．６０ｗｔ％を
超えると、スケール性或いは選択酸化性の原板表面酸化
物が特に厚く残留するため、本発明で規定する製造条件
を適用しても、不めっきや各種合金化異常を防止できな
い。The production method of the present invention is based on the premise that a steel sheet containing 0.10 to 0.60 wt% of Si is used as a plating base sheet from the viewpoint of improving strength-ductility balance. Si
Is less than 0.10 wt%, the intended strengthening and ductility improvement effects cannot be obtained, and the above-mentioned problems regarding the film properties do not occur. On the other hand, if the Si content exceeds 0.60 wt%, the scale surface oxide or the selectively oxidizable original plate surface oxide remains particularly thick, so that even when the production conditions specified in the present invention are applied, non-plating or various alloying abnormalities occur. Cannot be prevented.

【００１４】本発明では、このようにＳｉを０．１０〜
０．６０ｗｔ％の範囲で含有する鋼スラブを、 Ｔｓ（℃）≦１１９０−６７［％Ｓｉ］ 但し、［％Ｓｉ］：Ｓｉ含有量 を満足する熱延スラブ加熱温度Ｔｓ、熱延巻取温度：６
００℃以下で熱間圧延する。In the present invention, as described above, the Si content is 0.10 to 0.10.
Ts (° C.) ≦ 1190-67 [% Si] where steel slab containing 0.60 wt% is contained, [% Si]: hot rolling slab heating temperature Ts and hot rolling winding temperature satisfying Si content. : 6
Hot rolling is performed at a temperature not higher than 00 ° C.

【００１５】図１は、Ｓｉ含有鋼の熱延スラブ加熱温度
とスケール性合金化ムラの発生傾向との関係を調べた結
果を示したものである。この試験では、表１に示すａ鋼
〜ｄ鋼のスラブを熱延スラブ加熱温度を種々変化させて
熱間圧延し、５５０〜５９５℃で巻き取った後、冷間圧
延した。この圧延工程では、ａ鋼およびｂ鋼については
３．２ｍｍまで熱間圧延した後、０．７ｍｍまで冷間圧
延し、またｃ鋼およびｄ鋼については３．６ｍｍまで熱
間圧延した後、１．８ｍｍまで冷間圧延した。これらの
鋼板をＣＧＬにおいて、浴中Ａｌ量：０．１１５ｗｔ％
のめっき浴中で溶融亜鉛めっきし、次いで誘導加熱方式
の合金化炉において炉出側板温が４８０〜５２２℃とな
るよう合金化加熱処理を行い、めっき皮膜表層の溶融亜
鉛層消滅後直ちに冷却速度：２７℃／ｓｅｃで冷却し
た。FIG. 1 shows the result of examining the relationship between the heating temperature of the hot-rolled slab of the Si-containing steel and the tendency of the non-uniformity of scale alloying. In this test, slabs of steels a to d shown in Table 1 were hot-rolled by changing the heating temperature of hot-rolled slabs variously, wound at 550 to 595 ° C., and then cold-rolled. In this rolling step, steel a and steel b were hot-rolled to 3.2 mm, then cold-rolled to 0.7 mm, and steels c and d were hot-rolled to 3.6 mm, and then It was cold rolled to 0.8 mm. These steel sheets were subjected to CGL in a bath with an Al content of 0.115 wt%.
Hot-dip galvanizing in a galvanizing bath, followed by an alloying heat treatment in an induction heating type alloying furnace so that the exit sheet temperature becomes 480 to 522 ° C., and the cooling rate immediately after the molten zinc layer disappears on the surface of the plating film. : Cooled at 27 ° C / sec.

【００１６】図１によれば、熱延スラブ加熱温度Ｔｓが
Ｔｓ（℃）≦１１９０−６７［％Ｓｉ］を満足する場合
にのみ、スケール性合金化ムラの発生が抑えられること
が判る。以上の理由から、本発明では熱延スラブ加熱温
度Ｔｓ（℃）を上記のように限定した。According to FIG. 1, it can be seen that the generation of non-uniformity in scale alloying is suppressed only when the hot-rolled slab heating temperature Ts satisfies Ts (° C.) ≦ 1190−67 [% Si]. For the above reasons, in the present invention, the hot rolling slab heating temperature Ts (° C.) is limited as described above.

【００１７】図２は熱延巻取温度と下地フェライト結晶
粒界における局部的なＦｅ−Ｚｎ反応の発生との関係を
調べた結果を示したものである。この試験では、表１に
示すａ鋼〜ｄ鋼のスラブを熱延スラブ加熱温度：１１４
０〜１１５６℃とし、熱延巻取温度を種々変化させて熱
間圧延し、次いでこれを冷間圧延した。この圧延工程で
は、ａ鋼およびｂ鋼については３．２ｍｍまで熱間圧延
した後、０．７ｍｍまで冷間圧延し、またｃ鋼およびｄ
鋼については３．６ｍｍに熱間圧延した後、１．８ｍｍ
まで冷間圧延した。このようにして得られた鋼板をＣＧ
Ｌに通板し、浴中Ａｌ量：０．１３ｗｔ％のめっき浴で
溶融亜鉛めっきした後、誘導加熱方式の合金化炉におい
て炉出側板温が５００〜５２５℃となるよう合金化加熱
処理を行い、めっき皮膜表層の溶融亜鉛層が消滅後直ち
に冷却速度：２５℃／ｓｅｃで冷却した。FIG. 2 shows the result of examining the relationship between the hot-rolling winding temperature and the occurrence of a local Fe-Zn reaction at the grain boundaries of the base ferrite. In this test, the slabs of steels a to d shown in Table 1 were heated at a hot rolling slab heating temperature of 114.
The temperature was set to 0 to 1156 ° C., hot rolling was performed with various changes in the hot rolling winding temperature, and then cold rolling was performed. In this rolling process, steel a and steel b are hot-rolled to 3.2 mm, then cold-rolled to 0.7 mm, and steel c and d
After hot rolling to 3.6 mm for steel, 1.8 mm
Until cold-rolled. The steel sheet obtained in this way is CG
L, and after hot-dip galvanizing in a plating bath with an Al content of 0.13 wt% in the bath, an alloying heat treatment was performed in an induction heating type alloying furnace so that the furnace exit side sheet temperature was 500 to 525 ° C. The cooling was performed at a cooling rate of 25 ° C./sec immediately after the molten zinc layer on the surface layer of the plating film disappeared.

【００１８】図２によれば、熱延巻取温度を６００℃以
下とすることにより局部的なＦｅ−Ｚｎ反応による合金
化異常が適切に防止されることが判る。以上の理由か
ら、本発明では熱延巻取温度を６００℃以下と規定し
た。According to FIG. 2, it can be understood that abnormalities in alloying due to local Fe-Zn reaction are properly prevented by setting the hot-rolling winding temperature to 600 ° C. or less. For the above reasons, in the present invention, the hot rolling winding temperature is specified to be 600 ° C. or less.

【００１９】上記の熱延後の鋼板は、酸洗後、必要に応
じて冷間圧延した後、ＣＧＬに通板される。このＣＧＬ
での焼鈍温度は、所定の材質を得るために必要な一般的
な焼鈍温度である７００℃以上Ａc₃変態点以下でよい。The hot-rolled steel sheet is pickled, cold-rolled if necessary, and then passed through CGL. This CGL
May be 700 ° C. or more, which is a general annealing temperature necessary for obtaining a predetermined material, and an Ac ₃ transformation point or less.

【００２０】鋼板は上記焼鈍後、溶融亜鉛めっき浴中で
めっきされるが、本発明ではこの亜鉛めっき浴中のＡｌ
量を０．１５ｗｔ％以下と規定する。この浴中Ａｌ量
は、後述する誘導加熱方式による合金化処理とともに、
Ｓｉを０．１０〜０．６０％含有させた鋼板に不めっき
や選択酸化性合金化異常を生じさせないための重要な要
件である。After the above-described annealing, the steel sheet is plated in a hot-dip galvanizing bath.
The amount is specified as 0.15 wt% or less. The amount of Al in the bath was determined along with an alloying process using an induction heating method described below.
This is an important requirement for preventing non-plating and selective oxidation alloying abnormalities from occurring in a steel sheet containing 0.10 to 0.60% of Si.

【００２１】図３は、浴中Ａｌ量と皮膜特性との関係を
調べた結果を示したものである。この試験では、表１の
ａ鋼およびｂ鋼を熱延スラブ加熱温度：１１５０℃、熱
延巻取温度：５８５℃で熱間圧延した後、浴中Ａｌ量を
種々変化させたＣＧＬ内に通板してめっきし、引き続き
誘導加熱方式の合金化炉において炉出側板温が５２０℃
となるよう合金化加熱処理をした後、冷却速度：２５℃
／ｓｅｃで冷却したものである。図３によれば、浴中Ａ
ｌ量が０．１５％を超えると不めっきや合金化ムラが発
生し易くなることが判る。以上のような理由から、本発
明では溶融亜鉛めっき浴中に含まれるＡｌ量を０．１５
％以下と限定する。FIG. 3 shows the result of examining the relationship between the amount of Al in the bath and the film properties. In this test, steels a and b shown in Table 1 were hot-rolled at a hot-rolled slab heating temperature of 1150 ° C. and a hot-rolling take-up temperature of 585 ° C., and then passed through CGL in which the amount of Al in the bath was varied. The plate temperature is 520 ° C on the exit side in the induction heating type alloying furnace.
After the alloying heat treatment, the cooling rate is 25 ° C.
/ Sec. According to FIG.
It is found that when the amount of l exceeds 0.15%, non-plating and alloying unevenness are apt to occur. For the reasons described above, in the present invention, the amount of Al contained in the hot-dip galvanizing bath is set to 0.15.
% Or less.

【００２２】溶融亜鉛めっきされた鋼板は引き続き合金
化処理されるが、この合金化処理を誘導加熱（高周波誘
導加熱）方式の合金化炉で行うことが本発明の特徴の１
つであり、このような加熱方式で合金化加熱処理を行う
ことにより、合金化異常を適切に防止することができ
る。The hot-dip galvanized steel sheet is continuously alloyed. One of the features of the present invention is that the alloying treatment is performed in an induction heating (high frequency induction heating) type alloying furnace.
By performing the alloying heat treatment using such a heating method, abnormal alloying can be appropriately prevented.

【００２３】上述したようにＳｉ：０．１０〜０．６０
％の鋼を所定の条件で熱間圧延することにより、スラブ
加熱工程を含めた熱間圧延工程で生ずる原板表面の不均
一性による合金化ムラは改善することができる。しかし
ながら、ＣＧＬの焼鈍時にも添加元素の量に応じて選択
酸化が起こるため、めっき浴浸入直前の鋼板表面にはＳ
ｉ・Ｍｎ系等の複合酸化物が島状に存在している。そし
て、このような酸化物も合金化異常や、著しい場合には
不めっき等を引き起こすことになる。合金化処理に誘導
加熱方式の加熱炉を使用した場合には、通常用いられる
ガス加熱方式と異なり鋼板表層が優先的に加熱されるた
め、鋼板表面の不均一性に拘らず強制的に表層の鉄と溶
融亜鉛との反応を起こすことができ、これによって合金
化異常が抑制されるものと考えられる。As described above, Si: 0.10 to 0.60
%, By hot rolling under predetermined conditions, it is possible to improve the non-uniform alloying due to the non-uniformity of the surface of the original sheet caused in the hot rolling step including the slab heating step. However, during the annealing of CGL, selective oxidation occurs in accordance with the amount of the added element.
An i.Mn-based composite oxide or the like exists in an island shape. Such an oxide also causes alloying abnormality or, in a remarkable case, non-plating. When a heating furnace of the induction heating method is used for the alloying treatment, unlike the normally used gas heating method, the surface layer of the steel sheet is preferentially heated, so the surface layer is forcibly forced regardless of the unevenness of the steel sheet surface. It is considered that a reaction between iron and molten zinc can be caused, whereby abnormal alloying is suppressed.

【００２４】このような誘導加熱方式による合金化処理
による利点を具体的に挙げると以下の通りである。ま
ず、第１に、合金化処理において誘導加熱方式を用いる
ことにより、めっき皮膜に接する鋼板表層が直接加熱さ
れるため、ガス加熱等の雰囲気加熱方式に較べ、鋼板と
めっき皮膜との界面におけるＦｅ−Ｚｎ反応が短時間
で、しかも鋼板上の位置に無関係に均一に起き、このた
め、鋼板上での部分的な過合金や合金相の残留がなく、
均一な皮膜特性が得られる。The advantages of the alloying process using the induction heating method are specifically described as follows. First, by using an induction heating method in the alloying treatment, the surface layer of the steel sheet in contact with the plating film is directly heated, so that the Fe at the interface between the steel sheet and the plating film is compared with an atmosphere heating method such as gas heating. -The Zn reaction occurs uniformly in a short time and independently of the position on the steel sheet, so that there is no partial over-alloy or alloy phase remaining on the steel sheet,
Uniform film properties can be obtained.

【００２５】第２に、誘導加熱は上記のように鋼板表層
を直接加熱するため、微視的にも均一な合金化反応が生
じる。すなわち、従来一般に行われているガス加熱によ
る合金化処理では、皮膜の外側から熱が加えられるため
加熱が不均一となり易く、このため合金化反応が微視的
に不均一に生じ易い。特に結晶粒界は反応性に富むた
め、所謂アウトバースト反応が生じ易く、このようにア
ウトバースト組織が発生すると、この部分からΓ相が成
長し始め、このΓ相の形成により耐パウダリング性が劣
化する。これに対し、誘導加熱では鋼板表層が直接加熱
されるため、上記のような合金化の局部なバラツキが少
なく、また、鋼板面の酸化物や浴中で生じた合金化抑制
物質（Ｆｅ₂Ａｌ₅）も容易に拡散するため、ミクロ的に
も均一な合金化皮膜が得られる。Secondly, since the induction heating directly heats the surface layer of the steel sheet as described above, a microscopically uniform alloying reaction occurs. That is, in the conventional alloying treatment by gas heating, heat is applied from the outside of the coating, so that the heating tends to be nonuniform, and therefore, the alloying reaction tends to be microscopically nonuniform. In particular, since the crystal grain boundaries are highly reactive, a so-called outburst reaction is likely to occur. When such an outburst structure is generated, a Γ phase starts to grow from this portion, and the formation of the Γ phase lowers the powdering resistance. to degrade. In contrast, induction heating directly heats the surface layer of the steel sheet, so that there are few local variations in the alloying as described above, and there is also an oxide on the steel sheet surface and an alloying inhibitor (Fe ₂ Al) generated in the bath. ₅ ) is also easily diffused, so that a microscopically uniform alloyed film can be obtained.

【００２６】第３に、誘導加熱はめっきを短時間で合金
化できることからΓ相の成長時間が短く、このため最終
的なΓ相の形成量が少なく、このことも耐パウダリング
性の向上に大きく寄与しているものと考えられる。Third, induction heating can shorten the growth time of the Γ phase because the plating can be alloyed in a short time, and thus the final amount of the Γ phase formed is small, which also improves the powdering resistance. It is considered to have contributed greatly.

【００２７】第４に、誘導加熱の利点として、鋼板幅方
向、長さ方向で均一な加熱が可能であるため、加熱炉出
側での厳密な板温管理が可能であり、また、ガス炉等の
雰囲気加熱方式とは異なり、加熱された雰囲気ガスの上
昇（ドラフト効果）がないため、過合金が起り難いこと
によるものと考えられる。Fourth, as an advantage of induction heating, uniform heating can be performed in the width and length directions of the steel sheet, so that strict control of the sheet temperature at the exit side of the heating furnace is possible. It is considered that this is due to the fact that there is no rise in the heated atmosphere gas (draft effect) unlike the atmosphere heating method such as above, so that over-alloy hardly occurs.

【００２８】以上のような合金化処理において、鋼板の
炉出側板温は４５０〜５５０℃の範囲に規定される。炉
出側板温が４５０℃未満では合金化に時間を要し、一
方、５５０℃を超えると耐パウダリング性が劣化する。
なお、本発明において誘導加熱炉出側の板温を管理する
理由は、その部分が合金化熱サイクルでの最高板温とな
るためである。また、合金相の成長速度はこの付近で最
大となるため、出側板温を管理することにより、その温
度での合金化反応を起こすことが可能となる。In the above alloying treatment, the temperature of the steel sheet on the furnace outlet side of the steel sheet is specified in the range of 450 to 550 ° C. If the temperature at the furnace outlet side is lower than 450 ° C., it takes time to alloy, while if it exceeds 550 ° C., the powdering resistance deteriorates.
In the present invention, the reason why the sheet temperature on the exit side of the induction heating furnace is controlled is that the temperature becomes the highest sheet temperature in the alloying heat cycle. In addition, since the growth rate of the alloy phase is maximized in this vicinity, it is possible to cause an alloying reaction at that temperature by controlling the outlet plate temperature.

【００２９】上記合金化処理において表層の溶融亜鉛層
が消滅後、３００℃以下の温度までを１０℃／ｓｅｃ以
上の冷却速度で冷却する。耐パウダリング性改善には、
特に合金化処理後の過合金化の防止が重要であり、この
ためには合金化加熱によって表層の溶融亜鉛層が消滅し
た後、合金化が進行しない温度領域（３００℃以下）ま
でを１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、過合金化
を防止する必要がある。After the molten zinc layer on the surface layer disappears in the above alloying treatment, cooling is performed at a cooling rate of 10 ° C./sec or more to a temperature of 300 ° C. or less. To improve powdering resistance,
In particular, it is important to prevent over-alloying after the alloying treatment. For this purpose, after the surface of the molten zinc layer has disappeared by the heating for the alloying, the temperature must be reduced to 10 ° C. until the temperature range (300 ° C. or less) where the alloying does not proceed. / Sec or more to prevent over-alloying.

【００３０】[0030]

【実施例】表２に示す成分組成の鋼を５０トン転炉で溶
製し、表３ないし表５に示す各製造条件により合金化溶
融亜鉛めっき鋼板を製造した。得られためっき鋼板の皮
膜品質特性を表６ないし表８に示す。EXAMPLES Steel having the composition shown in Table 2 was melted in a 50-ton converter, and alloyed hot-dip galvanized steel sheets were manufactured under the respective manufacturing conditions shown in Tables 3 to 5. Tables 6 to 8 show the coating quality characteristics of the obtained plated steel sheets.

【００３１】[0031]

【表１】 [Table 1]

【００３２】[0032]

【表２】 [Table 2]

【００３３】[0033]

【表３】 [Table 3]

【００３４】[0034]

【表４】 [Table 4]

【００３５】[0035]

【表５】 [Table 5]

【００３６】[0036]

【表６】 [Table 6]

【００３７】[0037]

【表７】 [Table 7]

【００３８】[0038]

【表８】 [Table 8]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】Ｓｉ含有鋼の熱延スラブ加熱温度が、合金化め
っき皮膜のスケール性合金化ムラの発生に及ぼす影響を
示すグラフFIG. 1 is a graph showing the effect of the heating temperature of a hot-rolled slab of a steel containing Si on the occurrence of scale-related alloying unevenness of an alloyed plating film.

【図２】Ｓｉ含有鋼の熱延巻取温度が、合金化めっき皮
膜の下地フェライト結晶粒界における局部的なＦｅ−Ｚ
ｎ反応の発生に及ぼす影響を示すグラフFIG. 2 shows that the hot-rolling winding temperature of the Si-containing steel is changed to the local Fe-Z at the ferrite grain boundary under the alloyed plating film.
Graph showing the effect on the occurrence of n reaction

【図３】Ｓｉ含有鋼板の溶融亜鉛めっきにおけるめっき
浴中Ａｌ量が合金化異常の発生に及ぼす影響を示すグラ
フFIG. 3 is a graph showing the effect of the amount of Al in a plating bath on occurrence of alloying abnormality in hot-dip galvanizing of a Si-containing steel sheet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷺山 勝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−168229（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290955（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−49561（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−10685（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−136056（ＪＰ，Ｕ) 呂戊辰「防蝕メッキと化学メッキ」 （昭和36年２月25日）日刊工業新聞社 Ｐ69 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40 C21D 8/02,9/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaru Sagiyama 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-4-168229 (JP, A) JP-A-2 −290955 (JP, A) JP-A-3-49561 (JP, A) JP-A-2-10685 (JP, A) JP-A-2-136056 (JP, U) Luboshin “Corrosion-proof plating and chemical plating” (February 25, 1961) Nikkan Kogyo Shimbun P69 (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) C23C 2/00-2/40 C21D 8/02, 9/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 Ｓｉを０．１０〜０．６０ｗｔ％含有す
る鋼スラブを、 Ｔｓ（℃）≦１１９０−６７［％Ｓｉ］ 但し ［％Ｓｉ］：Ｓｉ含有量（ｗｔ％） を満足する熱延スラブ加熱温度Ｔｓ、熱延巻取温度６０
０℃以下の条件で熱間圧延し、該熱延鋼板を酸洗後、必
要に応じて冷間圧延した後、連続溶融亜鉛めっきライン
において、浴中Ａｌ量が０．１５ｗｔ％以下の亜鉛浴で
めっきを施した後、誘導加熱方式の合金化炉において炉
出側板温が４５０〜５５０℃となるよう合金化加熱処理
を行い、表層の溶融亜鉛層が消滅後３００℃以下の温度
まで１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却することを特
徴とする皮膜の均一性および耐パウダリング性に優れた
Ｓｉ含有高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。1. A steel slab containing 0.10 to 0.60 wt% of Si, Ts (° C.) ≦ 1190−67 [% Si] where [% Si]: heat satisfying the Si content (wt%) Rolling slab heating temperature Ts, hot rolling winding temperature 60
After hot rolling under the condition of 0 ° C. or less, pickling the hot-rolled steel sheet and, if necessary, cold rolling, in a continuous galvanizing line, a zinc bath having an Al content of 0.15 wt% or less in the bath. After the plating, an alloying heat treatment is performed in an induction heating type alloying furnace so that the exit temperature of the furnace becomes 450 to 550 ° C., and after the surface molten zinc layer disappears, 10 ° C. to a temperature of 300 ° C. or less. A method for producing a Si-containing high-strength galvannealed steel sheet having excellent coating uniformity and powdering resistance, characterized by cooling at a cooling rate of not less than / sec.