JPH04254532A - 加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JPH04254532A
JPH04254532A JP3136091A JP3136091A JPH04254532A JP H04254532 A JPH04254532 A JP H04254532A JP 3136091 A JP3136091 A JP 3136091A JP 3136091 A JP3136091 A JP 3136091A JP H04254532 A JPH04254532 A JP H04254532A
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zone
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iron oxide
film thickness
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Yoshitaka Kimura
義孝 木村
Nobukatsu Komatsu
延勝 小松
Masaji Aiba
雅次 相場
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合金化溶融亜鉛メッキ
鋼板の製造方法に係り、特に合金化溶融亜鉛メッキ鋼板
として具備すべき加工性を効率的に得られるようにした
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車鋼板として用いられる冷延
鋼板には、車体の軽量化及び安全性の向上、並びに耐食
性の見地から、プレス加工性に優れることのほかに、高
強度であり、かつ耐食性が要求され、供給鋼材の表面処
理化が強く要求される状況にある。このなかで、最近で
は、特に、 防錆力向上を主目的とした表面処理方法と
しては、生産性の観点から容易に厚メッキ化が可能なゼ
ンジマ−式溶融亜鉛メッキ法がある。このゼンジマ−式
溶融亜鉛メッキ法の場合、弱酸化帯で生成されたFe酸
化膜が、それ以降の還元帯で還元された後、亜鉛浴に浸
漬され、その後、合金化炉に入り、再加熱され、Fe−
Zn相互拡散により合金化するが、加熱帯で生成される
Fe酸化膜が多ければ、多いほど、還元後の表面性状は
、多孔質(porous)状に成り、浴中での反応が促
進され、加工性を阻害する。それは、地鉄界面に生成す
る非常に脆いFe−Zn金属間化合物が過剰に成長する
ためである。
【0003】これを抑制するための従来の方法として、
焼鈍炉を完全に間接加熱方式が採用されている。この間
接加熱方式は、炉内が全領域にわたって、還元雰囲気で
あるので、酸化膜が全く生成されず、板厚の緻密な10
0Å程度の酸化膜が還元されるだけであるので、加工性
を阻害する地鉄界面に生成する非常に脆いFe−Zn金
属間化合物が過剰に成長せず、加工性の良好な合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板を製造することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式では、高Si、P鋼板の高温焼鈍を行なう場合、これ
らの鋼中元素が焼鈍過程中に表面に濃化し、酸化皮膜を
形成し、この酸化膜が局所的な不メッキ、メッキ密着性
不良、もしくは合金ムラを発生させる。 このため、こ
の間接加熱方式は、汎用的な溶融亜鉛メッキ設備として
は、 適していない。そこで、本発明は、高生産性のラ
インにあって、 従来とは異なる方法により、良好な加
工性を有する合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を得るためのも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決し
、その目的を達成するために、本発明の要旨とするとこ
ろは、(1)合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法とし
て、焼鈍炉の加熱帯での生成鉄酸化膜、および、還元帯
での鉄酸化膜還元能力をヒ−トサイクル・ラインスピ−
ド・還元帯水素濃度・酸化帯燃焼空気比を用いて計算し
、酸化膜厚(Å)≦200Åとなるように、焼鈍条件を
制御することを特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜
鉛めっき鋼板の製造方法。 (2)合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法として、焼
鈍炉の加熱帯での生成鉄酸化膜を実測し、酸化膜厚(Å
)≦200Åとなるように、焼鈍条件を制御することを
特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法にある。
【0006】
【作用】以下、本発明について詳細に説明する。本発明
において、焼鈍炉の加熱帯での生成鉄酸化膜量は、焼鈍
炉の空気比で制御し、ヒ−トサイクルを考慮し計算する
。すなわち酸化膜生成量=∫(酸化速度)dtで表すこ
とが出来る。 m<1の場合(mは空気比) 酸化速度=A1・exp(E1/RT)・m1m1=P
co2/Pcoを近似したもの、m≧1の場合 酸化速度=A2・exp(E2/RT)・m2m2=P
o2を近似したもの、 但し、A1、A2は反応定数〔Å/sec〕Eは活性化
エネルギ−〔cal/mol〕Rは1.987〔cal
/mol・K〕そして、例えば、m=0.90、酸化速
度=2800・exp〔−7.887/RT〕 このようにして、酸化速度から生成酸化膜厚を計算する
ことができる。また、還元能力とは、鉄酸化膜厚を還元
帯で還元する能力を言う。そして、この還元能力はヒ−
トサイクル(板温、ライン速度)により算出することが
出来る。すなわち、還元能力=∫(還元速度)dtで示
すことが出来る。そして、T≧570℃の場合、還元速
度=731・exp(−3200/RT)・H2分圧、
T<570℃の場合、還元速度=1.04×106・e
xp(−14700/RT)H2分圧の関係がある。こ
れらの関係から、還元速度を求め還元能力を算出するこ
とが出来るものである。これら計算に基づいて、酸化膜
厚(Å)≦200Åとなるように、焼鈍条件を制御する
か、或いは焼鈍炉の加熱帯での生成鉄酸化膜を実測して
、酸化膜厚(Å)≦200Åとする。
【0007】実測によって制御する場合については、そ
の構成を図1に示す。図1は本発明に係る設備概略図で
あって、冷間圧延後の鋼帯1を予熱炉2で予め加熱した
後、鋼板に対して垂直に火炎を噴射するバ−ナ−を用い
た加熱炉3で鋼帯1の表面生成酸化膜量を1000Åを
超えない範囲で制御しながら、加熱した後、次の還元帯
である均熱炉4及び焼鈍炉5に入る前に、加熱炉での、
表面生成酸化膜厚量を酸化膜厚計6を用いて実測し、こ
の実測値に基づいて、前記還元能力をヒ−トサイクル、
ラインスピ−ド、還元帯水素濃度を用いて計算し、最適
範囲になるように焼鈍炉5で還元をし、引続き徐冷帯7
および急冷帯8にて、800〜820℃の鋼帯温度を4
50〜500℃に急冷する。その後の鋼帯は、 ホット
ブライドル、スナウトを経て、還元雰囲気状態で亜鉛浴
10に浸漬され、ワイピング装置で付着量が調整され、
500〜520℃の温度に合金化加熱炉12で加熱され
合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。
【0008】図2は、本発明の制御システムを示す図で
あって、鋼帯1は、直火加熱炉3の燃焼廃ガスの廃熱を
利用した予熱炉2で予熱された後、直火加熱炉3で最高
約700℃まで鋼帯表面を加熱し、その場合に鋼板に対
して垂直に火炎を噴射するバ−ナ−11を千鳥状に配設
し、酸化膜量を最大1000Åを超えない範囲で急速加
熱する。その結果を酸化膜厚計6からの指令に基づき、
目標酸化膜比較演算機によって、酸化膜厚検出値と別に
設定した目標値とを比較し、その差信号によって、直火
加熱炉をフイ−ドバック制御する。一方、設定された酸
化膜厚目標値は、還元指令装置に指示され、還元帯であ
る焼鈍炉5に指令され、酸化膜厚を最大200Å以下に
保持するように制御する。この結果を還元帯出側酸化膜
厚計によって再確認し、もし仮に、目標酸化膜厚を超え
る場合には、還元指令装置を介して焼鈍炉における還元
能力をフイ−ドバック制御することによって、最適目標
の酸化膜厚の状態で徐冷、急冷して、亜鉛浴10に浸漬
され、合金化加熱炉12で加熱されて合金化する。
【0009】以上のように計算及び、実測に基づく生成
酸化膜制御を行うものであるが、その生成酸化膜厚を常
に200Å以下に制御する必要がある。この生成酸化膜
厚を200Å以下に抑える理由について、図3に示す。 図3はパウダリング性(加工性)と生成酸化膜厚との関
係を示した図である。また、パウダリング性については
、メッキ付着量35g/m2合金化溶融亜鉛メッキした
鋼板を60°V曲げしたときの剥離幅をmmで表したも
のである。このパウダリング性を2mm以下に抑えるた
めには、生成酸化膜厚を200Å以下に抑える必要があ
る。しかも、200Åを超えると急激にパウダリング性
が悪くなることがわかる。これからも、生成酸化膜厚を
200Å以下に抑える必要がある。
【0010】
【実施例】実施例1 C  0.0025、Si  0.02、Mn  0.
10、P  0.0010、N18ppm、S  0.
0008、AI  0.0026、Cr  0.001
2、Ca18ppm、残部Feから成る鋼成分を有する
高Si含有SULC系鋼を、予熱炉にて約350℃に加
熱し、その後、垂直に火炎を噴射する直火加熱炉にて約
730℃まで加熱する。この場合の空気比0.8、ライ
ンスピ−ド100mpmとし、還元帯水素濃度15%で
の焼鈍炉からの出側板温は850℃に加熱された。この
ときの加熱帯での生成酸化膜と還元帯での鉄酸化還元能
力から、生成酸化膜演算機にて計算した結果は150Å
であった。この酸化膜厚の状態で、500℃に急冷され
、460℃の溶融亜鉛めっき浴温に浸漬させ、エア−ワ
イピングでめっき量を35g/m2とした。その後51
0℃に合金化加熱をして合金化処理した。その結果、パ
ウダリング性(60°V曲げ剥離幅)は1.9であった
【0011】実施例2 C  0.0025、Si  0.02、Mn  0.
10、P  0.0010、N18ppm、S  0.
0010、AI  0.0020、Ti  0.050
、Nb0.010、残部Feから成る鋼成分を有する、
 Ti−Nb−SULC系鋼を、予熱炉にて約350℃
に加熱し、その後、垂直に火炎を噴射する直火加熱炉に
て約740℃まで加熱する。この加熱された鋼帯を酸化
膜厚計にて生成酸化膜を実測し、この実測値が目標酸化
膜比較演算機に送られ、その検出値と別に設定した目標
値170Åを比較し、その差信号によって、もし仮に2
00Åを超す酸化膜厚の場合には、直火加熱炉にフイ−
ドバック制御する。目標酸化膜厚であれば還元指令装置
に送られ、 焼鈍炉にて860℃に加熱される。この加
熱された鋼帯は均熱、焼鈍され、徐冷の後500℃に急
冷され、460℃の溶融亜鉛めっき浴温に浸漬され、エ
ア−ワイピングでめっき量を35g/m2に調節した後
、510℃に合金化加熱をして合金化処理した。その結
果、パウダリング性(60°V曲げ剥離幅)は1.8で
あった。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、従来と異
なり、高生産性のラインにあって、鉄酸化膜厚と還元能
力との関係から計算、ないし、酸化膜厚計を設けて実測
し、その結果を修正することによって、高Si,P含有
鋼であっても、合金化溶融亜鉛めっき条件をいたずらに
変更することなく、 普通鋼と同様の合金化特性が得ら
れ、加工性を阻害する地鉄界面に生成する非常に脆いF
e−Zn金属間化合物を過剰に成長させることなく、加
工性の極めて良好な溶融亜鉛めっき鋼板を実用上極めて
有利な高効率的、かつ高生産性を可能ならしめた製造方
法にある。
【0013】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る設備概略図である。
【図2】本発明の制御システムを示す図である。
【図3】パウダリング性と生成酸化膜厚との関係を示し
た図である。
【符号の説明】
1  鋼帯、2  予熱炉、3  直火加熱炉、4  
均熱炉、5  焼鈍炉、6  酸化膜厚計、7  徐冷
帯、8  急冷帯、9  還元帯出側酸化膜厚計、10
  亜鉛浴、11  バ−ナ−、12  合金化加熱炉

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    として、焼鈍炉の加熱帯での生成鉄酸化膜、および、還
    元帯での鉄酸化膜還元能力をヒ−トサイクル・ラインス
    ピ−ド・還元帯水素濃度・酸化帯燃焼空気比を用いて計
    算し、酸化膜厚(Å)≦200Åとなるように、焼鈍条
    件を制御することを特徴とする加工性の優れた合金化溶
    融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】  合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
    として、焼鈍炉の加熱帯での生成鉄酸化膜を実測し、酸
    化膜厚(Å)≦200Åとなるように、焼鈍条件を制御
    することを特徴とする加工性の優れた合金化溶融亜鉛め
    っき鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】  焼鈍炉の加熱帯の加熱を、鋼板に対し
    て垂直に火炎を噴射するバ−ナ−を用いて行うことを特
    徴とする請求項1、および2記載の加工性の優れた合金
    化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
JP3136091A 1991-02-01 1991-02-01 加工性の優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Pending JPH04254532A (ja)

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