JP2004269930A

JP2004269930A - Manufacturing method of hot-dip metal-plated steel sheet

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Publication number: JP2004269930A
Application number: JP2003059803A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Morikawa; 容任森川; Munehiro Ishioka; 宗浩石岡; Masaru Fukushima; 賢福島; Kazuki Aoba; 一樹青葉
Original assignee: JFE Steel Corp; NKK Steel Sheet and Strip Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; NKK Steel Sheet and Strip Corp
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】溶融金属めっき鋼板の製造工程において、めっき後の鋼板をガス冷却するに際し、鋼板の振動を抑制し、もしくはＣ反りを矯正し、またはこの両者を行って安定に鋼板を急速冷却することができる溶融金属めっき鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】溶融金属めっき浴中に鋼板を連続的に浸漬し、該鋼板を前記溶融金属めっき浴から引き上げ、鋼板表面のめっき付着量を調整した後、鋼板を冷却帯で冷却して溶融金属めっき鋼板を製造する方法において、前記冷却帯に、鋼板の長手方向にずれた位置で、鋼板の表側の面と裏側の面とに交互に対向する３個以上の気体噴射用のノズルを備えるガス冷却手段を設け、前記ノズルから鋼板に向けて噴射される気体の噴流により、鋼板の振動抑制および形状矯正のうちの少なくとも一方を行うとともに、同時に鋼板を急速冷却する。
【選択図】図５In a manufacturing process of a hot-dip metal-coated steel sheet, when gas-cooling a steel sheet after plating, vibration of the steel sheet is suppressed, or C warpage is corrected, or both are performed to rapidly cool the steel sheet stably. Provided is a method for producing a hot-dip metal-plated steel sheet that can be processed.
A steel sheet is continuously immersed in a molten metal plating bath, the steel sheet is pulled up from the molten metal plating bath, and the amount of plating applied to the surface of the steel sheet is adjusted. In the method for producing a plated steel sheet, the cooling zone is provided with three or more gas injection nozzles alternately opposed to a front surface and a back surface of the steel sheet at a position shifted in a longitudinal direction of the steel sheet. A cooling means is provided to perform at least one of vibration suppression and shape correction of the steel sheet by a jet of gas injected from the nozzle toward the steel sheet, and at the same time, rapidly cool the steel sheet.
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属めっき鋼板の製造方法に関するものであり、特に、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際し、めっき層表面に形成されるスパングルの調整を行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、めっき皮膜中にＡｌを約５５質量％、Ｓｉを約１．５質量％含んだ溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板に代表されるＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板は、耐食性、耐久性に優れており、近年、その使用量が増加している。また、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき表面が銀白色のスパングル模様を呈し、その外観が美しいことも特徴のひとつである。
【０００３】
このようなＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板において、より美麗な外観を得るためには、めっき表面に形成されるスパングルの大きさ、すなわちスパングルサイズを均一にすることが必要であることが知られている。
【０００４】
しかしながら、めっき表面のスパングルサイズは、めっきが施される母材鋼板の組織およびめっき浴成分中の微量元素の含有量に依存するだけでなく、めっき後の鋼板の冷却速度によっても左右される。このため、製造サイクル毎や鋼板コイル間、さらには同一コイル内においても長手方向や幅方向でスパングルサイズにばらつきが生じ、めっき表面外観の美麗さが失われ、商品としての価値が下がるという問題が生じる。
【０００５】
このような問題を解決するために、スパングルサイズを全体的に微細化することが一般的に行われている。スパングルサイズを微細化することは、スパングルサイズの均一化に繋がる。つまり、例えば、平均粒径が２〜３ｍｍのスパングルを平均粒径１ｍｍ程度まで小さくすることができれば、各スパングル間の大きさの変動幅が小さくなり、この結果、スパングルサイズの均一性が高まる。
【０００６】
スパングルサイズの微細化には、めっき後に鋼板を急冷することによりめっき皮膜の凝固時間を短くし、スパングルの成長を抑制する方法がとられている。例えば、特許文献１には、鋼板をめっき浴から引き上げた後に、めっき付着量を調整するワイピングノズルの上方に設置したミストノズルから、鋼板面に対してミストを吹き付けることによる冷却方法が開示されている。また、特許文献２には、鋼板をめっき浴から引き上げた後に、めっき付着量を調整するワイピングノズルの上方に設置した冷却装置からのエア吹付けにより鋼板を冷却し、スパングルサイズを調整する方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１００６５３号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平８−２６９６６４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１および２の従来方法には以下の問題点がある。
【００１０】
前者のミストによる鋼板の冷却は、冷却能力は高く、スパングルサイズの微細化には有利である。しかし、ミスト冷却では、溶融状態または半溶融状態にあるめっき皮膜にミストが衝突することにより、液滴状の表面欠陥が発生しやすくなる。
【００１１】
後者のエア吹付けによる鋼板の冷却では、一般に、３０℃／秒程度の冷却速度までしか得ることができず、スパングルサイズの微細化のためには冷却速度が不十分である。冷却能力をさらに高めるためには、冷却帯における空冷装置のノズルのヘッダ圧力を大きくすること、あるいはノズルを鋼板に近づけて鋼板への空気の衝突流速を高ること、あるいは風量を増大させることが必要となる。
【００１２】
しかし、鋼板に幅方向の反り（以下「Ｃ反り」という）がある場合には、鋼板にノズルを所望の位置まで近づけることができない。また、空気の衝突流速を高めることや、風量を増大させることをすると、鋼板の振動が激しくなり、空冷装置のノズルが鋼板に接触して鋼板を傷つけてしまうといった問題を生じる。さらに、ワイピング位置での鋼板の振動も大きくなるため、めっき付着量にむらが生じるといった問題も起こる。
【００１３】
このため、特許文献２に記載された方法では、鋼板の振動の抑制やＣ反りの矯正等への方策を講じない限り、鋼板の品質を損なうことなく、冷却帯の冷却能力を増大させて鋼板を安定的に急速冷却することができない。
【００１４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、溶融金属めっき鋼板の製造工程において、めっき後の鋼板をガス冷却するに際し、鋼板の振動を抑制し、もしくはＣ反りを矯正し、またはこの両者を行って安定的に鋼板を急速冷却することができる溶融金属めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造において、めっき後の鋼板を急速冷却することにより、めっき表面のスパングルサイズを微細化して均一化することができる溶融金属めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記の課題を解決するために、溶融金属めっき鋼板の製造において、めっき後の鋼板をガス冷却により急速冷却する方法について鋭意研究を重ねた。その結果、ガス冷却装置の気体噴射ノズルを鋼板の表裏面に鋼板の長手方向にずらして千鳥状に交互に対向配列し、これらの配列ノズルからガス噴流を鋼板に向けて吹き付けることにより、鋼板の制振およびＣ反り矯正のうちの少なくとも一方を行うことができ、結果として安定した急速冷却を実現できるという知見を得た。
【００１７】
本発明の方法の一例を図５に示す。気体噴射ノズル７は、鋼板１の表側の面に対向するノズル７ａと、鋼板１の裏側の面に対向するノズル７ｂとを有し、表側の気体噴射ノズル７ａと裏側の気体噴射ノズル７ｂとは、鋼板１の長手方向に交互にずれており、鋼板１を挟んで千鳥状に配置されている。
【００１８】
このように配置された気体噴射ノズル７から噴射された気体は、図５に模式的に示すように鋼板１を長手方向に湾曲させる。これにより、鋼板１内の残留応力の幅方向成分（Ｃ反り成分）が長手方向成分（Ｌ反り成分）に変換され、Ｃ反りが矯正され、その上、鋼板１は振動も抑制される。これは、鋼板１がＬ方向に湾曲されることにより剛性が付与されるためであると考えられる。このため、気体噴射ノズル７を鋼板１に接触させることなく鋼板１のほうへ近づけることができ、冷却能力を従来法よりも飛躍的に向上させることが可能になる。
【００１９】
さらに、鋼板１へのガス噴流による衝突圧を大きくすれば大きくするほど鋼板の振動の抑制とＣ反りの矯正への効果は大きくなるため、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力を増大させること、あるいは気体噴射ノズル７を鋼板１に近づけることが有利になる。このようなノズルの近接配置は結果的に、冷却能力を増大させることにつながる。
【００２０】
図５に示す原理に従えば、鋼板１に近接して千鳥配置した気体噴射ノズル７ａ，７ｂから気体を鋼板１の表裏面に吹き付けることにより、鋼板１は長手方向（Ｌ方向）に交互に湾曲し、鋼板の振動抑制とＣ反り矯正が行われるとともに、同時に安定して鋼板を急速冷却することが可能になる。また、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造に本発明の方法を用いれば、後述するようにめっき層表面のスパングルサイズを微細化して均一化することができる。
【００２１】
本発明は以上のような知見に基づいてなされたものである。
【００２２】
本発明の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、溶融金属めっき浴中に鋼板を連続的に浸漬し、該鋼板を前記溶融金属めっき浴から引き上げ、鋼板表面のめっき付着量を調整した後、鋼板を冷却帯で冷却して溶融金属めっき鋼板を製造する方法において、前記冷却帯に、鋼板の長手方向にずれた位置で、鋼板の表側の面と裏側の面とに交互に対向する３個以上の気体噴射用のノズルを備えるガス冷却手段を設け、前記ノズルから鋼板に向けて噴射される気体の噴流により、鋼板の振動抑制および形状矯正のうちの少なくとも一方を行うとともに、同時に鋼板を急速冷却することを特徴とする。
【００２３】
また、前記ガス冷却手段を前記冷却帯の最上流部に少なくとも１つ設けることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記ガス冷却手段の近傍に計測手段を設け、該計測手段により鋼板の変位を検知して鋼板の振動量および幅方向反り量のうちの少なくとも一方を計測し、得られた測定値が所定範囲内となるように前記ノズルからの気体の噴射圧力および前記ノズル先端と鋼板との相互間距離のうちの少なくとも一方を変更することが好ましい。
【００２５】
また、前記冷却帯における急速冷却の冷却速度を４０℃／秒以上とすることが好ましい。
【００２６】
また、前記冷却帯における急速冷却の冷却速度を４０℃／秒以上とすることにより、鋼板にＡｌを２０〜９５質量％含有する溶融亜鉛めっき皮膜を形成し、前記めっき皮膜の表面に形成されるスパングルを、スパングル粒径の標準偏差に対するスパングルの平均粒径の比が０．１５以下とすることができる。
【００２７】
スパングルの大きさは、めっき後からめっき皮膜が凝固するまでの間（凝固完了前）の冷却速度に影響される。つまり、冷却速度が大きいとスパングルの凝固核が多くなり、スパングルサイズが小さくなって結果的にスパングルサイズの均一化へと繋がる。
【００２８】
本発明者らが冷却速度を変更してスパングルサイズを検証した結果、冷却速度４０℃／秒未満では、スパングルサイズはある程度小さくなるものの、各スパングルサイズにばらつきが見られ、スパングルが顕著に微細化した均一化された外観は得られなかった。これに対し、冷却速度４０℃／秒以上では、明らかにスパングルが微細化して均一化し、その結果、美麗な外観を有するＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板が得られた。
【００２９】
さらに、前記溶融金属めっき浴は、Ａｌを２０〜９５質量％含む溶融亜鉛めっき浴であることが好ましい。Ａｌ含有量が２０質量％未満の場合は、本発明の方法を適用するまでもなく均一なスパングルが得られやすく、また、均一なスパングルが得られても美麗な光沢外観は得られ難いからである。一方、Ａｌ含有量が９５質量％を超えると、スパングルがＡｌめっき皮膜のスパングルに近似し、鋼板表面にスパングルが鮮明に現れなくなるからである。これに対してＡｌ含有量が２０〜９５質量％の場合には、一般的に得られるスパングルが不均一になりやすい。このため、本発明を適用することによりスパングルの微細化と均一化の大きな効果が得られるとともに、美麗な光沢外観を呈するめっき鋼板を得ることができる。特に、Ａｌ含有量が２０〜６０質量％の場合に、均一化したスパングルを得ることができ、さらに美麗な光沢外観を呈するめっき鋼板とすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明の実施に供する溶融金属めっき鋼板の製造装置の一例を図１を参照して説明する。溶融金属めっき鋼板の製造装置は、溶融金属めっき槽３、ワイピング装置４および冷却帯５を具備する。溶融金属めっき槽３には、鋼板１を連続的に浸漬させることにより鋼板１の表面に付着される溶融金属のめっき浴２が保持されている。ワイピング装置４は、めっき浴２から引き上げられた鋼板１の溶融金属めっきの付着量を調整するものであり、例えば、細いスリットからガス噴流を起こすことによりめっき付着量を所望の量とする。冷却帯５は、ワイピング装置４の下流側に設置され、めっき付着量が調整された鋼板１を冷却する手段を具備する。
【００３２】
冷却帯５は、図２に示すようにガス冷却装置としての空冷装置６を具備し、空冷装置６は、鋼板１の表側の面と裏側の面に対向し、それぞれ鋼板１を挟んで千鳥状に配置されている気体噴射ノズル７ａ，７ｂを有する。すなわち、一方の気体噴射ノズル７ａは鋼板１の表側の面に対向して配置され、他方の気体噴射ノズル７ｂは鋼板１の裏側の面に対向して配置されている。これらの気体噴射ノズル７ａ，７ｂは、鋼板１の長手方向（図２中、上下方向）にずれた位置で表裏交互に千鳥状に対向配置されている。気体噴射ノズル７ａ，７ｂをこのような千鳥配置とすることで、鋼板１の表側と裏側とで互いにずれた位置から鋼板１に向けて気体が噴射される。これによって図５に示すように、鋼板１は長手方向（Ｌ方向）に交互に湾曲し、鋼板１の振動が抑制されるとともに、Ｃ反り形状が矯正される。
【００３３】
表側ノズル７ａと裏側ノズル７ｂとの長手方向のずれは、約１／２ピッチとすることが好ましい。すなわち、２つの表側ノズル７ａ，７ａのエア吹付け部位の中間に裏側ノズル７ｂのエア吹付け部位がちょうど位置するように、気体噴射ノズル７ａ，７ｂを配置する。
【００３４】
また、気体噴射ノズル７ａ，７ｂは、鋼板１の表裏、両側の面で少なくとも合計３個設置する、すなわち、表側ノズル７ａと裏側ノズル７ｂとの合計数を３個以上とする。ただし、合計３個のノズルは鋼板１をＬ方向に湾曲させるために最低限必要な個数である。気体噴射ノズル７ａ，７ｂのヘッダ圧力（気体の噴射圧力）を一定とした場合、気体噴射ノズル７の設置個数が多いほど、鋼板１の振動抑制やＣ反り矯正を効果的に行うことができ、さらに冷却能力の向上にもつながる。このため、気体噴射ノズル７は鋼板１の表側の面と裏側の面とに、合計で５個以上設置することが望ましい。また、気体噴射ノズル７は、図２に示すように奇数個だけ設置しなければならないわけではなく、鋼板１の表側と裏側に、同数の気体噴射ノズル７ａ，７ｂをそれぞれ設置してもよい。
【００３５】
また、冷却帯５は空冷装置６を具備するだけでなく、これに加えて、図２に示すように他の冷却装置８を備えてもよい。他の冷却装置８の冷却方式は特に限定されるものではなく、従来のように鋼板の表側の面と裏側の面で同じ位置に対向するように配置された気体噴射ノズルを備えた空冷方式であってもよいし、ミスト等の他の冷却方式であってもよい。ただし、他の冷却装置８を設ける場合、冷却帯５の最上流側（図２中、下側）に空冷装置６を設け、他の冷却装置８はその下流側（図２中、上側）に設けることが望ましい。これは以下に示す理由による。
【００３６】
第１には、鋼板１の振動により生じるめっき付着量むらを抑制するためには、ワイピング装置４にできるだけ近い位置で鋼板１の振動抑制を行うことが望ましいためである。すなわち、まず空冷装置６でめっき皮膜を急速冷却させれば、その下流側で他の冷却装置８により鋼板１を振動させても、その影響がワイピング装置４の位置にまで至ることがなく、鋼板１の振動により生じるめっき付着量むらの発生を防ぐことができる。
【００３７】
第２には、後述するように本発明の製造方法をＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造に適用する場合、めっき皮膜のスパングルサイズを微細化するためには、めっき皮膜が完全に凝固する前に、できるだけ早く急速冷却を開始する必要があるためである。
【００３８】
したがって、冷却帯５の最上流側には、鋼板１の振動抑制や形状（Ｃ反り）矯正ができ、かつ急速冷却を行うことができる本発明の方法に従う空冷装置６を設けることが好ましい。
【００３９】
ここで、気体噴射ノズル７には、図３に示すように鋼板１の幅方向に長いスリット状の開口部９が少なくとも１個、望ましくは平行に２個設けられている。気体噴射ノズル７は、この開口部９から気体の噴流が起こり、鋼板１の幅方向全体を冷却するように構成されている。冷却に用いる気体（ガス）にはエア（空気）を用いることが一般的であるが、特にこれに限定されるものではなく、チッ素、アルゴン等の他のガスを用いてもよい。
【００４０】
次に、本発明の溶融金属めっき鋼板の製造方法を図１〜図３を参照して説明する。
【００４１】
焼鈍後の鋼板１を溶融金属めっき槽３中の溶融金属めっき浴２に連続的に浸漬する。溶融金属めっき浴２から鋼板１を引き上げた直後に、ワイピング装置４からのガス噴流により鋼板１のめっき付着量を所定量に調整し、引き続き冷却帯５へと搬送する。冷却帯５において鋼板１は、最上流側に設けられた空冷装置６の気体噴射ノズル７ａ，７ｂから噴射されるエアにより急速冷却される。気体噴射ノズル７ａ，７ｂは鋼板１の表裏に千鳥状に対向配置されているため、図５に示すように鋼板１はＬ方向に交互に湾曲し、鋼板１の振動が抑制され、あるいはＣ反りが矯正され、あるいはこの両方が行われるとともに付着めっきは急速冷却され、凝固される。
【００４２】
なお、鋼板１の溶融金属めっきは、空冷装置６により完全に凝固される必要はなく、この後、他の冷却装置８を設けて、これによりさらなる冷却を行って凝固させてもよい。
【００４３】
従来用いられている対向型のスリットノズル（鋼板の表裏面に同じ位置で対向するスリット状の開口部を有する気体噴射ノズル）では、例えば、ヘッダ圧力が１ｋＰａ、スリットノズル先端から鋼板までの距離が１００ｍｍとして使用するのが限界である。これを超えるヘッダ圧力やこれを下回る距離では、鋼板の振動が激しくなり、めっき付着量の不均一を生じやすく、また、気体噴射ノズルと鋼板とが接触して鋼板に疵を生じるといった鋼板品質への悪影響を生じるおそれがある。
【００４４】
一方、本発明の方法によれば、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力を大きくすること、あるいは気体噴射ノズル７の先端と鋼板１との相互間距離を縮めることによって、図５に示すように鋼板１はＬ方向に交互に湾曲し、鋼板１の振動が抑制されるため、めっき付着量のばらつきが低減され、鋼板表面に疵が発生しなくなり、安定した冷却を実現することができる。
【００４５】
このため、本発明の方法に従う空冷装置６を用いれば、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力を５ｋＰａ以上とすることが可能であり、また、気体噴射ノズル７の先端と鋼板１との相互間距離を１０ｍｍまで縮めることが可能となる。その結果、冷却能力も飛躍的に高まり、従来の空冷装置では達成できなかった４０℃／秒以上の冷却速度を得ることができる。
【００４６】
次に、本発明の製造方法をＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造に使用する場合について説明する。
【００４７】
前述したようにＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板は、スパングルサイズにばらつきが生じると、めっき表面外観の美麗さが失われるため、スパングルサイズを全体的に微細化して各スパングル間の大きさの変動幅を小さくし、スパングルサイズの均一性を高める必要がある。Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層に形成されるスパングルの大きさは、めっき後からめっき皮膜が凝固するまでの間（凝固完了前）の冷却速度に影響される。つまり、冷却速度が大きいとスパングルの凝固核が多くなり、スパングルサイズが小さくなって結果的にスパングルサイズの均一化へと繋がる。
【００４８】
本発明者らが冷却速度を変更してスパングルサイズを検証した結果、冷却速度４０℃／秒未満では、スパングルサイズはある程度小さくなるものの、各スパングルサイズにばらつきが見られ、スパングルが顕著に微細化した均一化された外観は得られなかった。これに対し、冷却速度４０℃／秒以上では、明らかにスパングルが微細化して均一化し、その結果、美麗な外観を有するＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板が得られた。この効果は、冷却速度が高ければ高い程顕著であった。本発明の方法に従えば、冷却速度４０℃／秒以上としてもめっき付着量のむらや鋼板１の品質悪化を生じさせないため、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき層のスパングルサイズを微細化して均一化することができ、美麗な外観を有するＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【００４９】
本発明の製造方法は、いかなる成分を有するＡｌ含有溶融亜鉛めっきにも適用することができる。特に、Ａｌを２０質量％以上含有する溶融亜鉛めっき鋼板の場合、Ａｌを微量（１０質量％以下）含有する溶融亜鉛めっき鋼板と比較して、スパングルサイズが非常に大きく、それゆえスパングルサイズが不均一となりやすく、外観に問題が生じやすい。このため、本発明の製造方法は、溶融亜鉛めっき浴２としてＡｌを２０〜９５質量％含む溶融亜鉛めっき浴を用い、めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５質量％含有する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板を製造する場合に用いることが特に好適である。
【００５０】
また、Ａｌを２０〜９５質量％含有する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板を製造する際には、本発明の製造方法を用いて４０℃／秒以上の冷却速度でめっき後の鋼板を冷却し、スパングル粒径の標準偏差／スパングルの平均粒径の値を０．１５以下とすることが好ましい。このようにスパングル粒径を微細化し、スパングルサイズを均一にすることにより特に美麗な外観を有するＡｌを２０〜９５質量％含有する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板を得ることができる。
【００５１】
なお、本発明の製造方法はＡｌを２０〜９５質量％含有する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板の製造だけに適用されるものではなく、スパングルがめっき層に形成され得るＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板であれば、いかなる成分を有する溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板の製造であっても適用することができ、上記したような効果を得ることができる。
【００５２】
さらに、本発明の製造方法はスパングルを形成しない溶融亜鉛めっき鋼板や、その他の溶融金属めっき鋼板の製造にも適用することができ、めっき成分に限定されることなく、鋼板の振動抑制および形状矯正のうちの少なくともいずれか一方の効果が得られ、鋼板を安定して急速冷却することが可能となるという点で顕著な効果が得られる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。
【００５４】
本実施形態に係る溶融金属めっき鋼板の製造装置において、以下に説明する構成以外は第１の実施形態と同様であるため、その詳細説明は省略する。なお、図４において上記第１の実施形態と実質的に同じ構成を有するものには図１〜図３と同じ符号を付した。
【００５５】
図４に示す冷却帯５Ａは、空冷装置６がヘッダ圧力制御装置９、ノズル−鋼板間隔調整装置１０、変位センサ１１および演算装置１２を備える他は、図２に示す冷却帯５と同様に構成されている。ヘッダ圧力制御装置９は、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力を制御することができる構造を有している。なお、気体噴射ノズル７は、図３に示した気体噴射ノズル７と同様に構成されている。
【００５６】
ノズル−鋼板間隔調整装置１０は、気体噴射ノズル７の先端と鋼板１との相互間距離（ノズル−鋼板間隔）を、鋼板１の振動量もしくはＣ反り量、またはこの両方が許容値の範囲内となるように調整するものである。ノズル−鋼板間隔調整装置１０は、空冷装置６自体を可動式とした場合には、空冷装置６を所定の位置まで移動させ、気体噴射ノズル７を可動式とした場合には、気体噴射ノズル７のみを鋼板１に向かって移動させる。また、ノズル−鋼板間隔調整装置１０は、上記機能を有するだけでなく、さらに後述するように鋼板１のパスラインの変位量に従って、鋼板１が表側ノズル７ａと裏側ノズル７ｂとの中間点付近に位置するようにノズル−鋼板間隔を制御する機能を有していてもよい。
【００５７】
変位センサ１１は、鋼板１の板厚方向の変位量を計測し、鋼板１の振動量やＣ反り量、あるいはパスラインの位置を認識するものである。図４では変位センサ１１は、空冷装置６の上流側（図４中、下方近傍）に設けられているが、空冷装置６の近傍であればどこに設置されてもよく、空冷装置６内や横、またはその下流側（図４中、上方近傍）に設置されていてもよい。また、複数箇所に変位センサ１１を設置してもよい。例えば、鋼板１のＣ反り量を測定する場合には、変位センサ１１を空冷装置６の上流側に、鋼板１の幅方向の中間点付近と端部にそれぞれ１箇所ずつ並べて設置し、鋼板１の板厚方向の振動を検知し、各変位センサ１１の測定値の差を算出するようにすればよい。また、鋼板の幅方向に複数個の変位センサ１１を所定間隔に一列に設置し、鋼板１の幅方向の中間点付近に位置する変位センサ１１により鋼板１の振動量を測定し、鋼板１の幅方向の端部に位置する変位センサ１１と中間点付近に位置する変位センサ１１とにより前述のように鋼板１のＣ反り量を測定するようにしてもよい。
【００５８】
なお、変位量を振動量またはＣ反り量に換算する必要がある場合には、これを後述する演算装置１２を用いて行うようにしてもよい。変位センサ１１の形式は、渦流式、レーザー式等の何れのタイプであってもよい。また、高温雰囲気による影響や劣化を避けるため、必要に応じて変位センサ１１を冷却するホルダー等を装着してもよい。
【００５９】
演算装置１２は、変位センサ１１で計測された鋼板１の変位量を信号として取り込み、振動量もしくはＣ反り量、またはこの両方を演算し、必要な冷却速度が得られるように、また、振動量およびＣ反り量のうちの少なくとも一方が所望範囲内にまで小さくなるように、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力もしくは気体噴射ノズル７の先端と鋼板１との相互間距離、またはこの両方の制御量を演算し、この結果をそれぞれヘッダ圧力制御装置９、ノズル−鋼板間隔調整装置１０に出力する。この結果に従って、ヘッダ圧力制御装置９によりヘッダ圧力が制御され、ノズル−鋼板間隔調整装置１０によりノズル−鋼板間隔が調整されて、所望の冷却速度となる。また、演算装置１０は、後述するように変位センサ１１で計測された鋼板１の変位量から鋼板１のパスラインを検知するようにしてもよい。
【００６０】
以下、第２の実施形態に係る溶融金属めっき鋼板の製造方法について説明する。
【００６１】
鋼板１は図１〜３を用いて説明したように冷却帯５Ａまで搬送される。冷却の初期段階では、所定のノズル−鋼板間隔となるように気体噴射ノズル７は配置され、ここから所定のヘッダ圧力でエアが噴出され鋼板１が冷却される。このときの鋼板１の変位量を変位センサ１１により計測する。続いて、ヘッダ圧力制御装置９からの信号により、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力が所定量だけ大きくされ、一方、ノズル−鋼板間隔調整装置１０からの信号により、気体噴射ノズル７の先端と鋼板１との相互間距離が所定量だけ小さくされる。なお、この信号は直接入力してもよいし、予めヘッダ圧力制御装置９とノズル−鋼板間隔調整装置１０とに組み込んでおいてもよいし、あるいは、初期段階での鋼板１の変位量に基づき演算装置１２から送られるようにしてもよい。
【００６２】
ヘッダ圧力の上昇やノズル−鋼板間隔の減少に伴い、鋼板１の変位量が変化する（非定常状態）。この変位量の変化は断続的に、または連続的に変位センサ１１により計測され、この結果は演算装置１２に伝達される。ここで、鋼板１の振動量およびＣ反り量のうちの少なくとも一方が予め定められている許容値の範囲内となるヘッダ圧力もしくはノズル−鋼板間隔、またはこの両方の制御量が演算される。この演算結果が出力信号としてヘッダ圧力制御装置９に伝達されることによりヘッダ圧力は大きくされ、またノズル−鋼板間隔調整装置１０に伝達されることにより気体噴射ノズル７と鋼板１とが接触しないようにノズル−鋼板間隔は小さくされる。これ以降、振動量およびＣ反り量のうちの少なくとも一方が許容値の範囲内である定常状態で鋼板１の加速冷却は連続して行われる。
【００６３】
前述したように、本発明の方法に従えば、鋼板１の振動を抑制し、Ｃ反りを矯正することができるとともに、冷却速度を高めることができるが、実際には鋼板１の振動やＣ反りを完全に解消することは困難である。しかし、変位センサ１１を設けて鋼板１の変位量を測定することにより、鋼板１の振動量やＣ反り量が許容範囲内となるように、気体噴射ノズル７が鋼板１に接触しない範囲でノズル−鋼板間隔を小さくし、気体噴射ノズル７のヘッダ圧力をなるべく大きくすることができる。これにより、気体噴射ノズル７が鋼板１に接触することをより確実に防止しながら、所望の冷却速度を得ることができる。
【００６４】
また、溶融金属めっき浴２内のロール表面にめっきが付着し、経時的にロール径が変化して鋼板１のパスラインが変動する場合がある。このような場合には、変位センサ１１により鋼板１の変位量を計測することによりパスラインの変動量を検知し、これに応じてパスラインが向き合う気体噴射ノズル７の中間点付近に位置するように空冷装置６自体もしくは気体噴射ノズル７、またはこの両方を移動し、ノズル−鋼板間隔を調整することが望ましい。
【００６５】
また、鋼板１の冷却速度は、板厚およびライン速度を一定とした場合には、ヘッダ圧力とノズル−鋼板間隔によって決まる。したがって、板厚とライン速度に応じたヘッダ圧力またはノズル−鋼板間隔と冷却速度との関係をあらかじめ求めておき、所望の冷却速度になるように演算装置１２によりヘッダ圧力制御装置９もしくはノズル−鋼板間隔調整装置１０、またはこの両方を作動させて、ヘッダ圧力およびノズル−鋼板間隔のうちの少なくともいずれか一方を変更してもよい。
【００６６】
なお、本実施形態は第１の実施形態と同様に、種々の成分を有する溶融金属めっき鋼板の製造に適用することができ、それぞれのめっき成分に応じて第１の実施形態で説明したような効果が得られる。
【００６７】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【００６８】
（実施例１〜５、比較例１〜５）
実施例として、図１〜図３に示した装置を具備する製造ラインを用いて、種々の板厚を有する鋼板にＡｌ含有溶融亜鉛めっきを施し、めっき鋼板を製造した。このとき、板厚０．２７〜１．０ｍｍ、板幅７００〜１２００ｍｍの範囲の鋼板を用い、５５質量％のＡｌが含まれた溶融亜鉛めっきを施した。用いた鋼板の板厚を表１に示す。製造ラインにおいて、空冷装置６は気体噴射ノズル７の先端と鋼板１との相互間距離（ノズル−鋼板間隔）が２０ｍｍとなるように設置し、ヘッダ圧力５ｋＰａとして気体噴射ノズル７からエアを噴射した。また、他の冷却装置８には、鋼板を挟んで表裏同じ位置に対向するように気体噴射ノズルを設けた従来の方法に従う空冷装置を用い、気体噴射ノズル先端と鋼板との相互間距離を１００ｍｍとなるように調整し、気体噴射ノズルからのヘッダ圧力を１ｋＰａとしてエアを噴射した。鋼板が製造ライン上を流れるライン速度（ｍｐｍ）を表１に併記する。
【００６９】
また、比較例として、空冷装置６からのエアの噴射を行わなかった以外は、実施例と同様の装置を用いてＡｌ含有溶融亜鉛めっきを施した。なお、表１中、実施例と比較例とで同じ番号をふったものには同じ板厚の鋼板を用いた。
【００７０】
このときの各鋼板の振動量（ｍｍ）およびＣ反り量（ｍｍ）を測定した。振動量は、変位センサ１１としての渦流式変位計を空冷装置６の気体噴射ノズルの上流側に設置し、鋼板の幅方向長さの中間点付近の変位量を計測し、これを振動量とした。Ｃ反り量は、この渦流式変位計を空冷装置６の気体噴射ノズルの上流側に、鋼板の幅方向に２箇所並べて設置し、一方の変位計で鋼板の幅方向長さの中間点付近の変位量を計測し、他方の変位計で鋼板の幅方向の端部の変位量を計測し、計測された各変位量の平均値の差を算出して求めた。
【００７１】
この結果を用いて、各鋼板の振動減衰比およびＣ反り量低減比を求めた。振動減衰比は、実施例または比較例の方法での振動量を、同じ板厚の鋼板を用いた比較例の方法での振動量で除することにより求めた。この結果を表１に併記し、実施例１〜５の振動減衰比を図６に表す。Ｃ反り量低減比は、実施例または比較例の方法でのＣ反り量を、同じ板厚の鋼板を用いた比較例の方法でのＣ反り量で除することにより求めた。この結果を表１に併記し、実施例１〜５のＣ反り量低減比を図７に表す。
【００７２】
【表１】

【００７３】
表１および図６、図７に示されるように、鋼板の板厚によってその程度は異なるものの、いずれの実施例方法も振動量、Ｃ反り量ともに、比較例方法に比べて低減することができた。特に、板厚０．５ｍｍ以下の鋼板を用いた実施例方法は、振動量およびＣ反り量の低減が顕著に現れていた。
【００７４】
さらに、各方法での鋼板の冷却速度（℃／秒）を次のように求めた。空冷装置６の気体噴射ノズル前（上流側）と他の冷却装置８の気体噴射ノズル後（下流側）の位置にそれぞれ温度計測器を設置して鋼板の温度を計測し、この測定値の差を求め、この値を２つの温度計測器の間の距離で割り、ライン速度を掛けることにより算出した。この結果を表１に併記する。なお、温度計測器の設置間隔は、約２ｍとした。
【００７５】
また、得られためっき鋼板のスパングル粒径（ｍｍ）を測定し、さらに、スパングル粒径の測定結果を用いてスパングル粒径の標準偏差を算出し、この値をスパングルの平均粒径で除することによりスパングル粒径の均一度を算出した。すなわち、スパングル粒径の均一度の値が小さいということは、スパングルの粒径がより均一であることを示す。
【００７６】
さらに、スパングルがスパングル粒径を直径とする円形状をなしていると仮定し、得られたスパングル粒径からこの円の面積を求めることによりスパングルサイズ（スパングルの面積）を求めた。この結果から、実施例または比較例のめっき鋼板のスパングルサイズを、同じ板厚の鋼板を用いた比較例のめっき鋼板のスパングルサイズで除することによりスパングルサイズ比を求めた。この結果を表１に併記する。
【００７７】
表１に示されるように、実施例１〜５および比較例１〜５の方法では、ヘッダ圧力およびノズル−鋼板間隔は一定としたが、鋼板の板厚およびライン速度がそれぞれ異なっていたため異なる冷却速度となった。しかし、実施例１〜５の方法では、比較例１〜５の方法に比べて極めて大きな冷却速度が得られた。このため、実施例１〜５のめっき鋼板のスパングルは、スパングルサイズ比が全て１未満の値となり、比較例１〜５のめっき鋼板のスパングルに比べて微細であった。実施例方法の中でも、冷却速度が大きい程小さいスパングルサイズ比が得られた。また、実施例１〜５のめっき鋼板のスパングル粒径の均一度は０．１５以下と小さくなり、均一なスパングルが得られた。さらに、実施例１〜５の方法では４０℃／秒以上と極めて大きな冷却速度で鋼板を冷却したにもかかわらず、得られためっき鋼板のめっき付着量にはむらがなく、表面には疵がなかった。このため、実施例１〜５のめっき鋼板は外観が美麗であった。
【００７８】
一方、比較例１〜５の方法では、５〜１５℃／秒と低い冷却速度しか得られず、結果としてスパングル粒径の均一度の値は大きくなり、均一でないスパングルが形成された。このため、得られた鋼板は外観が美麗とは言えなかった。
【００７９】
（実施例６〜１０、比較例６〜１０）
実施例として、図４に示した装置を具備する製造ラインを用い、板厚０．２７〜１．０ｍｍ、板幅７００〜１２００ｍｍの鋼板に５５質量％のＡｌが含まれた溶融亜鉛めっきを施し、Ａｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。用いた鋼板の板厚（ｍｍ）およびライン速度（ｍｐｍ）を表２に示す。
【００８０】
製造ラインにおいて、実施例１〜５と同様に変位センサ１１により鋼板の板厚方向の変位量を計測し、この計測値から演算装置により鋼板の振動量およびＣ反り量の値が許容値の範囲内となるようにノズル−鋼板間隔の調整量およびヘッダ圧力の制御量を決定した。この結果に基づき、ノズル−鋼板間隔調整装置により気体噴射ノズルを鋼板に近づけ、ヘッダ圧力制御装置により気体噴射ノズルのヘッダ圧力を高くしてエアを噴射した。これ以外は、実施例１〜５と同様の方法でめっき処理を施した。このときの定常状態でのノズル−鋼板間隔（ｍｍ）およびヘッダ圧力（ｋＰａ）を表２に併記する。
【００８１】
また、比較例として、比較例１〜５と同様の方法でＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００８２】
このときの冷却速度（℃／秒）、スパングル粒径の均一度およびスパングルサイズ比を実施例１〜５および比較例１〜５と同様に求めた。この結果を表２に併記する。なお、表２中、実施例と比較例とで同じ番号をふったものには同じ板厚の鋼板を用いた。
【００８３】
【表２】

【００８４】
実施例６〜１０の方法では、表２に示したようにノズル−鋼板間隔を１０〜１５ｍｍの範囲にまで縮め、気体噴射ノズルを鋼板に近接させて冷却処理を行うことができ、ヘッダ圧力も５．０ｋＰａまで高めることができた。このため、実施例６〜１０の方法では、比較例６〜１０の方法に比べて冷却速度を大きくすることができ、結果的にスパングルサイズ比が比較例に比べて小さく、スパングル粒径の均一度も０．１５以下と小さい、微細化されて均一化されたスパングルを有するめっき鋼板を得ることができた。また、得られためっき鋼板は、めっき付着量むらも疵も無く、優れた外観を有していた。
【００８５】
一方、比較例６〜１０の方法では、冷却速度を５〜１５℃／秒と低い範囲とすることしかできず、結果的に得られためっき鋼板は、スパングル粒径の均一度が０．１８以上と大きく、実施例方法で得られためっき鋼板よりもスパングルサイズが均一化されていなかった。このため、美麗な外観を有しているとは言えなかった。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、めっき後の鋼板をガス冷却するに際し、鋼板の振動を抑制し、もしくはＣ反りを矯正し、またはこの両者を行いながら急速冷却することが可能となり、めっき付着量むらがなく、疵もない溶融金属めっき鋼板を製造することができる。
【００８７】
また、本発明の製造方法をＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板の製造に用いれば、めっき後の鋼板を急速冷却することにより、めっき表面のスパングルサイズを微細化して均一化することが可能となり、美麗な外観を有するＡｌ含有溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供する溶融金属めっき鋼板の製造装置の一例を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る冷却帯の一例を示す説明図。
【図３】本発明の実施に供する気体噴射ノズルの一例を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る冷却帯の一例を示す説明図。
【図５】本発明の方法に従う気体噴射ノズルの配置の一例を示す概略図。
【図６】鋼板の振動減衰比を示すグラフ図。
【図７】鋼板のＣ反り量低減比を示すグラフ図。
【符号の説明】
１…鋼板、２…溶融金属めっき浴、３…溶融金属めっき槽、
４…ワイピング装置、５，５Ａ…冷却帯、６…空冷装置、
７ａ，７ｂ…気体噴射ノズル、８…他の冷却装置、９…ヘッダ圧力制御装置、
１０…ノズル−鋼板間隔調整装置、１１…変位センサ、１２…演算装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet, and more particularly to a method for adjusting spangles formed on a plating layer surface when manufacturing an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet.
[0002]
[Prior art]
For example, an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet represented by a hot-dip Zn-Al alloy-coated steel sheet containing about 55% by mass of Al and about 1.5% by mass of Si in a plating film has excellent corrosion resistance and durability. In recent years, its usage has been increasing. One of the features of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet is that the plating surface has a silver-white spangle pattern and its appearance is beautiful.
[0003]
In such an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, it is known that in order to obtain a more beautiful appearance, it is necessary to make the size of the spangle formed on the plating surface, that is, the spangle size uniform. .
[0004]
However, the spangle size of the plating surface depends not only on the structure of the base steel sheet to be plated and the content of trace elements in the components of the plating bath, but also on the cooling rate of the steel sheet after plating. For this reason, there is a problem that spangle size varies in the longitudinal direction and the width direction in each manufacturing cycle, between the steel sheet coils, and even within the same coil, the beautiful appearance of the plating surface is lost, and the value as a product is reduced. Occurs.
[0005]
In order to solve such a problem, it is generally performed to make the spangle size smaller as a whole. Refining the spangle size leads to uniform spangle size. That is, for example, if a spangle having an average particle diameter of 2 to 3 mm can be reduced to an average particle diameter of about 1 mm, the fluctuation width of the size between the spangles becomes small, and as a result, the spangle size uniformity increases.
[0006]
In order to reduce the spangle size, a method has been adopted in which the steel sheet is rapidly cooled after plating to shorten the solidification time of the plating film and suppress the growth of spangles. For example, Patent Literature 1 discloses a cooling method in which after a steel sheet is pulled up from a plating bath, a mist is sprayed on a steel sheet surface from a mist nozzle installed above a wiping nozzle for adjusting the amount of plating applied. I have. Further, Patent Document 2 discloses a method of adjusting a spangle size by pulling a steel sheet out of a plating bath and then cooling the steel sheet by blowing air from a cooling device installed above a wiping nozzle for adjusting the amount of plating applied. It has been disclosed.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-100653
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-8-269664
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional methods of

Patent Documents

1 and 2 have the following problems.
[0010]
The cooling of the steel sheet by the former mist has a high cooling capacity, and is advantageous for miniaturization of spangle size. However, in the mist cooling, the mist collides with the plating film in a molten state or a semi-molten state, so that a droplet-shaped surface defect is easily generated.
[0011]
In the latter cooling of the steel sheet by air blowing, generally, only a cooling rate of about 30 ° C./sec can be obtained, and the cooling rate is insufficient for miniaturizing the spangle size. In order to further increase the cooling capacity, it is necessary to increase the header pressure of the nozzle of the air cooling device in the cooling zone, increase the collision velocity of the air to the steel sheet by bringing the nozzle closer to the steel sheet, or increase the air volume. Required.
[0012]
However, when the steel sheet has a warp in the width direction (hereinafter referred to as “C warp”), the nozzle cannot be brought close to the steel sheet to a desired position. In addition, if the collision flow velocity of air is increased or the air volume is increased, the vibration of the steel sheet becomes intense, causing a problem that the nozzle of the air cooling device contacts the steel sheet and damages the steel sheet. Further, since the vibration of the steel sheet at the wiping position also becomes large, there arises a problem that the amount of plating becomes uneven.
[0013]
For this reason, in the method described in Patent Document 2, the cooling capacity of the cooling zone is increased without impairing the quality of the steel sheet unless measures are taken to suppress vibration of the steel sheet and correct C warpage. Cannot be rapidly cooled stably.
[0014]
The present invention has been made in order to solve the above problems, in the manufacturing process of hot-dip metal-plated steel sheet, when gas cooling the steel sheet after plating, to suppress the vibration of the steel sheet, or to correct the C warpage, Alternatively, it is an object of the present invention to provide a method for producing a hot-dip metal-plated steel sheet which can stably rapidly cool a steel sheet by performing both of them.
[0015]
Further, in the production of an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, there is provided a method of manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet which can rapidly cool the steel sheet after plating to make the spangle size of the plating surface fine and uniform. Aim.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied a method of rapidly cooling a plated steel sheet by gas cooling in the production of a hot-dip coated steel sheet. As a result, the gas injection nozzles of the gas cooling device are alternately arranged in a staggered manner on the front and back surfaces of the steel sheet in the longitudinal direction of the steel sheet, and a gas jet is blown from these arrangement nozzles toward the steel sheet, thereby forming the steel sheet. It has been found that at least one of vibration suppression and C-warpage correction can be performed, and as a result, stable rapid cooling can be realized.
[0017]
One example of the method of the present invention is shown in FIG. The gas injection nozzle 7 has a nozzle 7a facing the front surface of the steel plate 1 and a nozzle 7b facing the back surface of the steel plate 1. The front gas injection nozzle 7a and the back gas injection nozzle 7b , Are alternately shifted in the longitudinal direction of the steel plate 1 and are arranged in a staggered manner with the steel plate 1 interposed therebetween.
[0018]
The gas injected from the gas injection nozzle 7 arranged in this manner causes the steel plate 1 to bend in the longitudinal direction as schematically shown in FIG. Thereby, the width direction component (C warpage component) of the residual stress in the steel sheet 1 is converted into the longitudinal direction component (L warpage component), the C warpage is corrected, and the vibration of the steel sheet 1 is suppressed. This is considered to be because the steel plate 1 is curved in the L direction to provide rigidity. For this reason, the gas injection nozzle 7 can be brought closer to the steel plate 1 without making contact with the steel plate 1, and the cooling capacity can be dramatically improved as compared with the conventional method.
[0019]
Furthermore, the effect of suppressing the vibration of the steel sheet and correcting the C warp increases as the collision pressure of the gas jet against the steel sheet 1 increases, so that the header pressure of the gas injection nozzle 7 is increased, or It is advantageous to bring the injection nozzle 7 closer to the steel plate 1. Such close proximity of the nozzles results in increased cooling capacity.
[0020]
According to the principle shown in FIG. 5, gas is sprayed onto the front and back surfaces of the steel plate 1 from the

gas injection nozzles

7a and 7b arranged in a staggered manner close to the steel plate 1, whereby the steel plate 1 is alternately bent in the longitudinal direction (L direction). However, while suppressing the vibration of the steel sheet and correcting the C warpage, the steel sheet can be rapidly cooled stably at the same time. In addition, if the method of the present invention is used for manufacturing an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, the spangle size on the surface of the plating layer can be made finer and uniform as described later.
[0021]
The present invention has been made based on the above findings.
[0022]
The method for producing a hot-dip metal-plated steel sheet of the present invention comprises continuously immersing a steel sheet in a hot-dip metal plating bath, pulling up the steel sheet from the hot-dip metal plating bath, adjusting the amount of plating applied to the steel sheet surface, and removing the steel sheet. In the method of manufacturing a hot-dip metal-plated steel sheet by cooling in a cooling zone, in the cooling zone, at a position shifted in the longitudinal direction of the steel sheet, three or more alternately facing a front surface and a back surface of the steel plate. A gas cooling means having a nozzle for gas injection is provided, and at least one of vibration suppression and shape correction of the steel sheet is performed by a jet of gas injected from the nozzle toward the steel sheet, and at the same time, the steel sheet is rapidly cooled. It is characterized by the following.
[0023]
Further, it is preferable that at least one gas cooling unit is provided at the most upstream part of the cooling zone.
[0024]
Further, a measuring means is provided in the vicinity of the gas cooling means, and the measuring means detects the displacement of the steel sheet and measures at least one of the vibration amount and the widthwise warpage amount of the steel sheet. It is preferable that at least one of the injection pressure of the gas from the nozzle and the distance between the tip of the nozzle and the steel plate be changed so as to fall within the range.
[0025]
Further, it is preferable that the cooling rate of the rapid cooling in the cooling zone is 40 ° C./sec or more.
[0026]
Further, by setting the cooling rate of the rapid cooling in the cooling zone to 40 ° C./sec or more, a hot-dip galvanized film containing 20 to 95% by mass of Al is formed on the steel sheet, and formed on the surface of the plated film. The ratio of the average particle size of the spangle to the standard deviation of the spangle particle size can be 0.15 or less.
[0027]
The size of the spangle is affected by the cooling rate from after plating until the plating film solidifies (before solidification is completed). In other words, if the cooling rate is high, the solidification nuclei of the spangle increase, and the spangle size decreases, resulting in uniform spangle size.
[0028]
The inventors of the present invention have verified the spangle size by changing the cooling rate. As a result, when the cooling rate is less than 40 ° C./sec, although the spangle size is reduced to some extent, the spangle size varies, and the spangle size is significantly reduced. A uniform appearance was not obtained. On the other hand, at a cooling rate of 40 ° C./sec or more, the spangles were clearly refined and made uniform, and as a result, an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having a beautiful appearance was obtained.
[0029]
Further, it is preferable that the hot-dip metal plating bath is a hot-dip galvanizing bath containing 20 to 95% by mass of Al. When the Al content is less than 20% by mass, uniform spangles are easily obtained without applying the method of the present invention, and even if a uniform spangle is obtained, a beautiful glossy appearance is hardly obtained. is there. On the other hand, if the Al content exceeds 95% by mass, the spangle becomes similar to the spangle of the Al plating film, and the spangle does not clearly appear on the surface of the steel sheet. On the other hand, when the Al content is 20 to 95% by mass, spangles generally obtained tend to be non-uniform. Therefore, by applying the present invention, a great effect of making the spangles fine and uniform can be obtained, and a plated steel sheet having a beautiful glossy appearance can be obtained. In particular, when the Al content is 20 to 60% by mass, a uniform spangle can be obtained and a plated steel sheet exhibiting a beautiful glossy appearance can be obtained.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
(1st Embodiment)
One example of an apparatus for manufacturing a hot-dip metal-plated steel sheet for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus for manufacturing a hot-dip metal-plated steel sheet includes a hot-dip metal plating bath 3, a wiping device 4, and a cooling zone 5. The hot-dip metal plating bath 3 holds a hot-dip metal plating bath 2 adhered to the surface of the steel sheet 1 by continuously immersing the steel sheet 1. The wiping device 4 adjusts the amount of molten metal plating applied to the steel sheet 1 pulled up from the plating bath 2 and, for example, causes a gas jet to flow from a narrow slit to make the amount of plating applied to a desired amount. The cooling zone 5 is provided on the downstream side of the wiping device 4 and includes means for cooling the steel sheet 1 having the adjusted coating weight.
[0032]
As shown in FIG. 2, the cooling zone 5 includes an air cooling device 6 as a gas cooling device. The air cooling device 6 faces the front surface and the back surface of the steel plate 1, and is staggered across the steel plate 1. Has

gas injection nozzles

7a and 7b arranged at the same time. That is, one gas injection nozzle 7a is arranged to face the front surface of the steel plate 1, and the other gas injection nozzle 7b is arranged to face the rear surface of the steel plate 1. These

gas injection nozzles

7a and 7b are alternately arranged in a staggered manner facing each other at positions displaced in the longitudinal direction of the steel plate 1 (vertical direction in FIG. 2). By arranging the

gas injection nozzles

7a and 7b in such a staggered manner, gas is injected toward the steel sheet 1 from positions shifted from each other on the front side and the back side of the steel sheet 1. Thereby, as shown in FIG. 5, the steel plate 1 is alternately curved in the longitudinal direction (L direction), the vibration of the steel plate 1 is suppressed, and the C-warped shape is corrected.
[0033]
It is preferable that the shift in the longitudinal direction between the front side nozzle 7a and the back side nozzle 7b be about 1/2 pitch. That is, the

gas injection nozzles

7a, 7b are arranged such that the air blowing portion of the back side nozzle 7b is located exactly between the air blowing portions of the two

front side nozzles

7a, 7a.
[0034]
Further, a total of at least three

gas injection nozzles

7a and 7b are provided on the front and back surfaces of the steel plate 1 and on both sides, that is, the total number of the front side nozzle 7a and the back side nozzle 7b is three or more. However, a total of three nozzles is the minimum number required to bend the steel plate 1 in the L direction. When the header pressure (gas injection pressure) of the

gas injection nozzles

7a and 7b is constant, the greater the number of the gas injection nozzles 7 installed, the more effectively the steel plate 1 can be suppressed from being vibrated and the C-warp can be corrected. Furthermore, it leads to improvement of the cooling capacity. For this reason, it is desirable to install a total of five or more gas injection nozzles 7 on the front surface and the back surface of the steel plate 1. The gas injection nozzles 7 do not have to be provided in an odd number as shown in FIG. 2, but the same number of

gas injection nozzles

7a and 7b may be provided on the front and back sides of the steel plate 1, respectively.
[0035]
In addition, the cooling zone 5 includes not only the air cooling device 6 but also another cooling device 8 as shown in FIG. The cooling method of the other cooling device 8 is not particularly limited, and is a conventional air cooling method including a gas injection nozzle arranged so as to face the same position on the front surface and the back surface of the steel sheet. Or other cooling methods such as mist. However, when another cooling device 8 is provided, the air cooling device 6 is provided on the most upstream side (lower side in FIG. 2) of the cooling zone 5, and the other cooling device 8 is provided on the downstream side (upper side in FIG. 2). It is desirable to provide. This is for the following reason.
[0036]
The first reason is that it is desirable to suppress the vibration of the steel sheet 1 at a position as close as possible to the wiping device 4 in order to suppress the unevenness in the amount of plating caused by the vibration of the steel sheet 1. That is, if the plating film is rapidly cooled by the air cooling device 6, even if the steel plate 1 is vibrated by another cooling device 8 on the downstream side, the influence does not reach the position of the wiping device 4, It is possible to prevent the occurrence of unevenness in the amount of plating caused by the vibration of 1.
[0037]
Secondly, as described later, when the production method of the present invention is applied to the production of an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, in order to reduce the spangle size of the plating film, the plating film must be solidified before being completely solidified. This is because it is necessary to start rapid cooling as soon as possible.
[0038]
Therefore, on the most upstream side of the cooling zone 5, it is preferable to provide the air cooling device 6 according to the method of the present invention capable of suppressing vibration and correcting the shape (C warpage) of the steel sheet 1 and performing rapid cooling.
[0039]
Here, the gas injection nozzle 7 is provided with at least one slit-like opening 9 long in the width direction of the steel plate 1, preferably two in parallel, as shown in FIG. 3. The gas injection nozzle 7 is configured so that a gas jet flows from the opening 9 and cools the entire steel plate 1 in the width direction. Air (air) is generally used as a gas (gas) used for cooling, but is not particularly limited to this, and another gas such as nitrogen or argon may be used.
[0040]
Next, a method for manufacturing a hot-dip metal-plated steel sheet according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
The annealed steel sheet 1 is continuously immersed in a hot metal plating bath 2 in a hot metal plating bath 3. Immediately after the steel sheet 1 is lifted from the molten metal plating bath 2, the amount of plating applied to the steel sheet 1 is adjusted to a predetermined amount by a gas jet from the wiping device 4, and the steel sheet 1 is subsequently transported to the cooling zone 5. In the cooling zone 5, the steel plate 1 is rapidly cooled by air injected from the

gas injection nozzles

7a and 7b of the air cooling device 6 provided on the most upstream side. Since the

gas injection nozzles

7a and 7b are arranged opposite to each other in a zigzag manner on the front and back of the steel plate 1, the steel plate 1 is alternately curved in the L direction as shown in FIG. Is corrected, or both are performed, and the deposited plating is rapidly cooled and solidified.
[0042]
The hot-dip metal plating of the steel sheet 1 does not need to be completely solidified by the air cooling device 6, and after that, another cooling device 8 may be provided and further cooled to solidify.
[0043]
In a conventional opposed-type slit nozzle (a gas injection nozzle having a slit-shaped opening opposed to the front and back surfaces of a steel plate at the same position), for example, the header pressure is 1 kPa, and the distance from the slit nozzle tip to the steel plate is reduced. The limit is to use it as 100 mm. If the header pressure exceeds this value or the distance is less than this, the steel plate vibrates violently, and the coating weight tends to be uneven, and the gas injection nozzle and the steel plate come into contact with each other, resulting in steel plate quality such as flaws. May cause adverse effects.
[0044]
On the other hand, according to the method of the present invention, by increasing the header pressure of the gas injection nozzle 7 or reducing the mutual distance between the tip of the gas injection nozzle 7 and the steel plate 1 as shown in FIG. Are alternately curved in the L direction, and the vibration of the steel sheet 1 is suppressed, so that the variation in the amount of plating applied is reduced, no flaws are generated on the steel sheet surface, and stable cooling can be realized.
[0045]
Therefore, if the air cooling device 6 according to the method of the present invention is used, the header pressure of the gas injection nozzle 7 can be set to 5 kPa or more, and the distance between the tip of the gas injection nozzle 7 and the steel plate 1 can be reduced. It can be reduced to 10 mm. As a result, the cooling capacity is dramatically increased, and a cooling rate of 40 ° C./sec or more, which cannot be achieved by the conventional air cooling device, can be obtained.
[0046]
Next, a case where the manufacturing method of the present invention is used for manufacturing an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet will be described.
[0047]
As described above, in the case of Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, if the spangle size varies, the beautiful appearance of the plating surface is lost, so the spangle size is entirely refined to reduce the variation width of the size between the spangles. It is necessary to reduce the size and improve the uniformity of spangle size. The size of the spangle formed in the plating layer of the Al-containing hot-dip galvanized steel sheet is affected by the cooling rate from after plating until the plating film solidifies (before solidification is completed). In other words, if the cooling rate is high, the solidification nuclei of the spangle increase, and the spangle size decreases, resulting in uniform spangle size.
[0048]
The present inventors examined the spangle size by changing the cooling rate. As a result, when the cooling rate was less than 40 ° C./sec, although the spangle size was reduced to some extent, the spangle sizes varied, and the spangle was remarkably miniaturized. A uniform appearance was not obtained. On the other hand, at a cooling rate of 40 ° C./sec or more, the spangles were clearly refined and uniformed, and as a result, an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having a beautiful appearance was obtained. This effect was more pronounced at higher cooling rates. According to the method of the present invention, even if the cooling rate is 40 ° C./second or more, the spangle size of the Al-containing hot-dip galvanized layer can be made finer and uniform so as not to cause unevenness in the coating amount and quality deterioration of the steel sheet 1. Thus, an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having a beautiful appearance can be manufactured.
[0049]
The production method of the present invention can be applied to Al-containing hot-dip galvanizing having any component. In particular, in the case of a hot-dip galvanized steel sheet containing 20% by mass or more of Al, the spangle size is very large as compared with a hot-dip galvanized steel plate containing a small amount (less than 10% by mass) of Al, and therefore, the spangle size is not large. It tends to be uniform, and problems tend to occur in the appearance. For this reason, the manufacturing method of the present invention uses a hot-dip galvanizing bath containing 20 to 95% by mass of Al as the hot-dip galvanizing bath 2 and hot-dip Zn—Al alloy plating containing 20 to 95% by mass of Al in the plating film. It is particularly suitable for use in producing steel sheets.
[0050]
When producing a hot-dip Zn-Al alloy-coated steel sheet containing 20 to 95% by mass of Al, the steel sheet after plating is cooled at a cooling rate of 40 ° C./second or more using the production method of the present invention, The value of (standard deviation of spangle particle size / average particle size of spangle) is preferably 0.15 or less. By thus reducing the spangle particle size and making the spangle size uniform, a hot-dip Zn-Al alloy-plated steel sheet containing 20 to 95% by mass of Al having a particularly beautiful appearance can be obtained.
[0051]
The production method of the present invention is not limited to the production of a hot-dip Zn-Al alloy-coated steel sheet containing 20 to 95% by mass of Al. If so, the present invention can be applied to the production of a hot-dip Zn—Al alloy-plated steel sheet having any component, and the above-described effects can be obtained.
[0052]
Furthermore, the production method of the present invention can be applied to the production of hot-dip galvanized steel sheets that do not form spangles and other hot-dip galvanized steel sheets, and is not limited to the plating components, and suppresses vibration and shape correction of the steel sheets. At least one of the above effects can be obtained, and a remarkable effect can be obtained in that the steel plate can be stably cooled rapidly.
[0053]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0054]
The apparatus for manufacturing a hot-dip metal-plated steel sheet according to the present embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration described below, and a detailed description thereof will be omitted. In FIG. 4, components having substantially the same configuration as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIGS.
[0055]
The cooling zone 5A shown in FIG. 4 has the same configuration as the cooling zone 5 shown in FIG. 2 except that the air cooling device 6 includes a header pressure control device 9, a nozzle-steel plate gap adjusting device 10, a displacement sensor 11, and a calculation device 12. Have been. The header pressure control device 9 has a structure capable of controlling the header pressure of the gas injection nozzle 7. The gas injection nozzle 7 has the same configuration as the gas injection nozzle 7 shown in FIG.
[0056]
The nozzle-steel plate gap adjusting device 10 adjusts the mutual distance (nozzle-steel plate gap) between the tip of the gas injection nozzle 7 and the steel plate 1, the amount of vibration of the steel plate 1 or the amount of C warpage, or both of them are within allowable ranges. It is adjusted so that When the air cooling device 6 itself is movable, the nozzle-steel plate spacing adjusting device 10 moves the air cooling device 6 to a predetermined position, and when the gas injection nozzle 7 is movable, the gas injection nozzle 7 Is moved toward the steel plate 1. The nozzle-steel plate spacing adjusting device 10 not only has the above function, but also moves the steel plate 1 near the middle point between the front nozzle 7a and the back nozzle 7b according to the displacement of the pass line of the steel plate 1 as described later. It may have a function of controlling the nozzle-steel plate interval so as to be located.
[0057]
The displacement sensor 11 measures the amount of displacement of the steel sheet 1 in the thickness direction, and recognizes the amount of vibration or C warpage of the steel sheet 1 or the position of the pass line. In FIG. 4, the displacement sensor 11 is provided on the upstream side of the air cooling device 6 (near the lower part in FIG. 4), but may be installed anywhere near the air cooling device 6. Alternatively, it may be installed downstream (in the vicinity of the upper side in FIG. 4). Further, the displacement sensors 11 may be installed at a plurality of locations. For example, when measuring the amount of C warpage of the steel sheet 1, the displacement sensor 11 is arranged on the upstream side of the air cooling device 6 so as to be arranged near the middle point in the width direction of the steel sheet 1 and at one end, respectively. May be detected and the difference between the measured values of the displacement sensors 11 may be calculated. In addition, a plurality of displacement sensors 11 are arranged in a row at a predetermined interval in the width direction of the steel sheet, and the vibration amount of the steel sheet 1 is measured by the displacement sensor 11 located near the middle point in the width direction of the steel sheet 1. As described above, the C warpage amount of the steel sheet 1 may be measured by the displacement sensor 11 located at the end in the width direction and the displacement sensor 11 located near the intermediate point.
[0058]
When it is necessary to convert the displacement amount into the vibration amount or the C-warp amount, this may be performed using the arithmetic unit 12 described later. The type of the displacement sensor 11 may be any type such as an eddy current type and a laser type. Further, a holder or the like for cooling the displacement sensor 11 may be mounted as needed in order to avoid the influence and deterioration due to the high temperature atmosphere.
[0059]
The arithmetic unit 12 captures the displacement amount of the steel plate 1 measured by the displacement sensor 11 as a signal, calculates the amount of vibration and / or the amount of C warpage, or both, so that the required cooling rate can be obtained. And the control amount of the header pressure of the gas injection nozzle 7, the distance between the tip of the gas injection nozzle 7 and the steel plate 1, or both of them, so that at least one of the C and C warpage amounts is reduced to a desired range. The calculation is performed, and the result is output to the header pressure control device 9 and the nozzle-steel plate gap adjusting device 10, respectively. In accordance with this result, the header pressure is controlled by the header pressure control device 9, and the nozzle-steel plate gap adjusting device 10 adjusts the nozzle-steel plate gap to achieve a desired cooling rate. Further, the arithmetic unit 10 may detect the pass line of the steel sheet 1 from the displacement amount of the steel sheet 1 measured by the displacement sensor 11 as described later.
[0060]
Hereinafter, a method for manufacturing a hot-dip metal-plated steel sheet according to the second embodiment will be described.
[0061]
The steel sheet 1 is transported to the cooling zone 5A as described with reference to FIGS. In the initial stage of cooling, the gas injection nozzles 7 are arranged at a predetermined nozzle-steel plate interval, from which air is blown out at a predetermined header pressure to cool the steel plate 1. The displacement amount of the steel plate 1 at this time is measured by the displacement sensor 11. Subsequently, the header pressure of the gas injection nozzle 7 is increased by a predetermined amount by a signal from the header pressure control device 9, while the tip of the gas injection nozzle 7 is Is reduced by a predetermined amount. This signal may be directly input, may be incorporated in the header pressure control device 9 and the nozzle-steel plate gap adjusting device 10 in advance, or may be based on the displacement amount of the steel plate 1 in the initial stage. It may be sent from the arithmetic unit 12.
[0062]
As the header pressure increases and the nozzle-steel plate gap decreases, the displacement of the steel plate 1 changes (unsteady state). This change in the displacement amount is measured intermittently or continuously by the displacement sensor 11, and the result is transmitted to the arithmetic unit 12. Here, the control value of the header pressure or the nozzle-steel plate interval or at least both of them, in which at least one of the vibration amount and the C warpage amount of the steel sheet 1 falls within a predetermined allowable range, is calculated. The calculation result is transmitted as an output signal to the header pressure control device 9 to increase the header pressure, and is transmitted to the nozzle-steel plate gap adjusting device 10 to prevent the gas injection nozzle 7 from coming into contact with the steel plate 1. In addition, the distance between the nozzle and the steel plate is reduced. Thereafter, the accelerated cooling of the steel sheet 1 is continuously performed in a steady state in which at least one of the vibration amount and the C warpage amount is within an allowable range.
[0063]
As described above, according to the method of the present invention, the vibration of the steel sheet 1 can be suppressed and the C-warpage can be corrected, and the cooling rate can be increased. Is difficult to completely eliminate. However, by providing the displacement sensor 11 and measuring the amount of displacement of the steel sheet 1, the gas injection nozzle 7 is set in a range where the gas injection nozzle 7 does not come into contact with the steel sheet 1 so that the amount of vibration and the amount of C warpage of the steel sheet 1 fall within the allowable ranges. -The gap between the steel plates can be reduced, and the header pressure of the gas injection nozzle 7 can be increased as much as possible. Thus, a desired cooling rate can be obtained while more reliably preventing the gas injection nozzle 7 from contacting the steel plate 1.
[0064]
Further, the plating may adhere to the roll surface in the molten metal plating bath 2, and the roll diameter may change with time, and the pass line of the steel sheet 1 may change. In such a case, the amount of displacement of the pass line is detected by measuring the amount of displacement of the steel plate 1 by the displacement sensor 11, and the pass line is accordingly positioned near the midpoint of the gas injection nozzle 7 facing the pass line. It is desirable to move the air cooling device 6 itself or the gas injection nozzle 7, or both, to adjust the nozzle-steel plate distance.
[0065]
The cooling rate of the steel sheet 1 is determined by the header pressure and the distance between the nozzle and the steel sheet when the sheet thickness and the line speed are constant. Therefore, the relationship between the header pressure or the nozzle-steel plate interval and the cooling speed according to the plate thickness and the line speed is determined in advance, and the header pressure control device 9 or the nozzle-steel plate is calculated by the arithmetic unit 12 so that the desired cooling speed is obtained. The spacing adjustment device 10, or both, may be operated to change at least one of header pressure and nozzle-steel plate spacing.
[0066]
Note that, like the first embodiment, the present embodiment can be applied to the production of a hot-dip metal-plated steel sheet having various components, as described in the first embodiment according to each plating component. The effect is obtained.
[0067]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0068]
(Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 5)
As Examples, Al-containing hot-dip galvanizing was performed on steel sheets having various thicknesses using a manufacturing line equipped with the apparatus shown in FIGS. 1 to 3 to produce plated steel sheets. At this time, hot-dip galvanizing containing 55% by mass of Al was performed using a steel plate having a thickness of 0.27 to 1.0 mm and a width of 700 to 1200 mm. Table 1 shows the thickness of the steel plate used. In the production line, the air cooling device 6 was installed such that the distance between the tip of the gas injection nozzle 7 and the steel plate 1 (nozzle-to-steel plate interval) was 20 mm, and air was injected from the gas injection nozzle 7 at a header pressure of 5 kPa. . As another cooling device 8, an air cooling device according to a conventional method in which a gas injection nozzle is provided so as to face the same position on the front and back with a steel plate interposed therebetween is used, and the distance between the tip of the gas injection nozzle and the steel plate is set to 100 mm. The pressure was adjusted so that the pressure was 1 kPa, and the air was injected from the gas injection nozzle. Table 1 also shows the line speed (mpm) at which the steel sheet flows on the production line.
[0069]
Further, as a comparative example, Al-containing hot-dip galvanizing was performed using the same apparatus as in the example except that air was not injected from the air cooling device 6. In Table 1, those having the same numbers in Examples and Comparative Examples were steel plates having the same thickness.
[0070]
At this time, the vibration amount (mm) and the C warpage amount (mm) of each steel plate were measured. For the amount of vibration, an eddy current displacement meter as the displacement sensor 11 is installed on the upstream side of the gas injection nozzle of the air cooling device 6, and the amount of displacement near the midpoint of the width of the steel plate in the width direction is measured. did. The amount of C warpage was determined by arranging the eddy current displacement meter at two locations in the width direction of the steel sheet on the upstream side of the gas injection nozzle of the air cooling device 6, and using one of the displacement meters near the midpoint of the length of the steel sheet in the width direction. The amount of displacement was measured, the other displacement meter was used to measure the amount of displacement at the end in the width direction of the steel sheet, and the difference between the average values of the measured amounts of displacement was calculated and obtained.
[0071]
Using these results, the vibration damping ratio and C warpage reduction ratio of each steel plate were determined. The vibration damping ratio was determined by dividing the amount of vibration in the method of the example or the comparative example by the amount of vibration in the method of the comparative example using steel plates having the same thickness. The results are also shown in Table 1, and the vibration damping ratios of Examples 1 to 5 are shown in FIG. The C-warping amount reduction ratio was determined by dividing the C-warping amount in the method of the example or the comparative example by the C-warping amount in the method of the comparative example using a steel plate having the same thickness. The results are also shown in Table 1, and FIG. 7 shows the C warpage amount reduction ratios of Examples 1 to 5.
[0072]
[Table 1]

[0073]
As shown in Table 1 and FIGS. 6 and 7, although the degree varies depending on the thickness of the steel sheet, the vibration amount and the C warpage amount can be reduced in each of the methods of the Examples as compared with the Comparative Example method. Was. In particular, in the example method using a steel plate having a plate thickness of 0.5 mm or less, the reduction in the amount of vibration and the amount of C warpage was remarkably exhibited.
[0074]
Further, the cooling rate (° C./sec) of the steel sheet in each method was determined as follows. Temperature measuring devices are installed at positions before the gas injection nozzle of the air cooling device 6 (upstream side) and after the gas injection nozzle of the other cooling device 8 (downstream side) to measure the temperature of the steel plate. Was calculated by dividing this value by the distance between the two thermometers and multiplying by the line speed. The results are shown in Table 1. In addition, the installation interval of the temperature measuring device was about 2 m.
[0075]
Further, the spangle particle size (mm) of the obtained plated steel sheet is measured, and the standard deviation of the spangle particle size is calculated using the measurement result of the spangle particle size, and this value is divided by the average spangle particle size. Thereby, the uniformity of the spangle particle size was calculated. That is, a smaller value of the uniformity of the spangle particle size indicates that the spangle particle size is more uniform.
[0076]
Further, it was assumed that the spangle had a circular shape having a diameter of the spangle particle diameter, and the area of the circle was determined from the obtained spangle particle diameter to determine the spangle size (area of the spangle). From these results, the spangle size ratio was determined by dividing the spangle size of the plated steel sheet of the example or the comparative example by the spangle size of the plated steel sheet of the comparative example using a steel sheet of the same thickness. The results are shown in Table 1.
[0077]
As shown in Table 1, in the methods of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the header pressure and the nozzle-to-steel plate interval were constant, but the cooling rates differed because the plate thickness and line speed of the steel plates were different from each other. Speed. However, in the methods of Examples 1 to 5, an extremely large cooling rate was obtained as compared with the methods of Comparative Examples 1 to 5. Therefore, the spangles of the plated steel sheets of Examples 1 to 5 all had a spangle size ratio of less than 1 and were finer than the spangles of the plated steel sheets of Comparative Examples 1 to 5. Among the methods of the examples, the higher the cooling rate, the smaller the spangle size ratio was obtained. Further, the uniformity of the spangle particle size of the plated steel sheets of Examples 1 to 5 was reduced to 0.15 or less, and uniform spangles were obtained. Furthermore, in the methods of Examples 1 to 5, even though the steel sheet was cooled at an extremely large cooling rate of 40 ° C./sec or more, there was no unevenness in the coating weight of the obtained plated steel sheet, and the surface had no flaws. Did not. For this reason, the plated steel sheets of Examples 1 to 5 were beautiful in appearance.
[0078]
On the other hand, in the methods of Comparative Examples 1 to 5, only a low cooling rate of 5 to 15 ° C./sec was obtained, and as a result, the value of the uniformity of the spangle particle size was increased, and non-uniform spangles were formed. For this reason, the appearance of the obtained steel sheet was not beautiful.
[0079]
(Examples 6 to 10, Comparative Examples 6 to 10)
As an example, using a production line equipped with the apparatus shown in FIG. 4, hot-dip galvanizing containing 55 mass% of Al was applied to a steel plate having a thickness of 0.27 to 1.0 mm and a width of 700 to 1200 mm. , And an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet was manufactured. Table 2 shows the thickness (mm) and line speed (mpm) of the steel plate used.
[0080]
In the production line, the displacement amount of the steel sheet in the thickness direction is measured by the displacement sensor 11 in the same manner as in the first to fifth embodiments. The adjustment amount of the nozzle-steel plate interval and the control amount of the header pressure were determined so as to be within. Based on this result, the gas injection nozzle was brought closer to the steel plate by the nozzle-steel plate gap adjusting device, and the header pressure of the gas injection nozzle was increased by the header pressure control device to inject air. Except for this, plating was performed in the same manner as in Examples 1 to 5. Table 2 also shows the nozzle-steel plate interval (mm) and header pressure (kPa) in the steady state at this time.
[0081]
As a comparative example, an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet was manufactured in the same manner as in Comparative Examples 1 to 5.
[0082]
At this time, the cooling rate (° C./second), the uniformity of spangle particle size, and the spangle size ratio were determined in the same manner as in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5. The results are also shown in Table 2. In Table 2, those having the same numbers in Examples and Comparative Examples used the same steel plates.
[0083]
[Table 2]

[0084]
In the methods of Examples 6 to 10, as shown in Table 2, the nozzle-steel plate interval can be reduced to a range of 10 to 15 mm, the gas injection nozzle can be brought close to the steel plate to perform cooling treatment, and the header pressure can also be increased. It could be increased to 5.0 kPa. Therefore, in the methods of Examples 6 to 10, the cooling rate can be increased as compared with the methods of Comparative Examples 6 to 10, and as a result, the spangle size ratio is smaller than that of the comparative example, and the spangle particle size is uniform. It was possible to obtain a plated steel sheet having a spangle that was fine and uniform, which was as small as 0.15 or less. Moreover, the obtained plated steel sheet had no unevenness in coating weight and no flaws, and had an excellent appearance.
[0085]
On the other hand, in the methods of Comparative Examples 6 to 10, the cooling rate can be set only in a low range of 5 to 15 ° C./sec, and the resulting plated steel sheet has a spangle particle size uniformity of 0.18. As described above, the spangle size was not uniform than the plated steel sheet obtained by the method of the example. For this reason, it could not be said that it had a beautiful appearance.
[0086]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, when gas-cooling a steel sheet after plating, it is possible to suppress the vibration of the steel sheet, correct the C warpage, or perform rapid cooling while performing both of them. In addition, it is possible to manufacture a hot-dip metal-plated steel sheet having no unevenness in the amount of plating adhesion and no flaws.
[0087]
In addition, if the production method of the present invention is used for producing an Al-containing hot-dip galvanized steel sheet, by rapidly cooling the steel sheet after plating, it becomes possible to make the spangle size of the plating surface fine and uniform, thereby providing a beautiful An Al-containing hot-dip galvanized steel sheet having an appearance can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing a hot-dip metal-plated steel sheet provided for carrying out the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a cooling zone according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a gas injection nozzle provided for carrying out the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a cooling zone according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of an arrangement of gas injection nozzles according to the method of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a vibration damping ratio of a steel plate.
FIG. 7 is a graph showing a C-warp amount reduction ratio of a steel sheet.
[Explanation of symbols]
1 ... steel plate, 2 ... hot-dip metal plating bath, 3 ... hot-dip metal plating bath,
4: Wiping device, 5, 5A: Cooling zone, 6: Air cooling device,
7a, 7b: gas injection nozzle, 8: other cooling device, 9: header pressure control device,
Reference numeral 10: nozzle-steel plate gap adjusting device; 11, displacement sensor; 12, arithmetic device.

Claims

Continuously immersing the steel sheet in the molten metal plating bath, pulling up the steel sheet from the molten metal plating bath, adjusting the amount of coating on the steel sheet surface, cooling the steel sheet in a cooling zone to produce a molten metal plated steel sheet In the method
In the cooling zone, at a position shifted in the longitudinal direction of the steel sheet, provided with gas cooling means having three or more nozzles for gas injection alternately facing the front surface and the back surface of the steel plate,
A method for producing a hot-dip metal-coated steel sheet, characterized in that at least one of vibration suppression and shape correction of the steel sheet is performed by a jet of gas injected from the nozzle toward the steel sheet, and the steel sheet is rapidly cooled at the same time.

The method according to claim 1, wherein at least one gas cooling unit is provided at a most upstream portion of the cooling zone.

Measuring means is provided near the gas cooling means, and the measuring means detects displacement of the steel sheet and measures at least one of the vibration amount and the widthwise warpage amount of the steel sheet, and the obtained measured value is within a predetermined range. The molten metal according to claim 1, wherein at least one of an injection pressure of gas from the nozzle and a distance between the tip of the nozzle and a steel plate is changed so as to satisfy the following. Manufacturing method of plated steel sheet.

The method for producing a hot-dip metal-coated steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a cooling rate of the rapid cooling in the cooling zone is 40 ° C / sec or more.

The method for producing a hot-dip metal-coated steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the hot-dip metal plating bath is a hot-dip galvanizing bath containing 20 to 95% by mass of Al.

By setting the cooling rate of the rapid cooling in the cooling zone to 40 ° C./sec or more, a hot-dip galvanized film containing 20 to 95% by mass of Al is formed on the steel sheet, and the spangle formed on the surface of the plated film is formed. The ratio of the average particle diameter of spangles to the standard deviation of spangle particle diameters is set to 0.15 or less, wherein the hot-dip galvanized steel sheet according to any one of claims 1 to 5, Production method.