JP5549323B2

JP5549323B2 - 溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP5549323B2
Application number: JP2010081018A
Authority: JP
Inventors: 隼渡辺; 克一鈴木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011214035A

Description

本発明は、連続焼鈍炉で焼鈍し、続けて亜鉛鍍金浴に浸漬して鍍金を施す溶融亜鉛鍍金の製造技術に関するものである。特に、焼付硬化性鋼板に適した技術である。

溶融亜鉛鍍金鋼板の製造は、例えば特許文献１に記載のように、連続焼鈍炉で焼鈍した後に鍍金槽内の鍍金浴に浸漬して鍍金処理を行う。このとき、一般には、鍍金浴中に配置したサポートロールによって、鍍金槽から立ち上がる鋼板の形状を矯正して付着量の均一化を図っている。
更に、形状矯正と表面性状確保のために調質圧延を実施する。

特開２００８−１９５０２号公報

鍍金浴から調質圧延迄の搬送ラインの途中における低温域（例えば５００℃未満の領域）で与えられる歪が降伏点を越えて鋼板表面にシワ状の欠陥が発生する場合がある。このシワ状の欠陥は、鋼板品質の格落ちの一因となる。ここで、上記シワ状の欠陥発生は、特に、焼付硬化性鋼板など、降伏点伸びのある材質や鋼板形状の取りにくいＭｎ鋼などの材料からなる鋼板で発生する可能性が大きい。

また、浴中のサポートロールによって、鍍金槽から立ち上がる鋼板の立上り形状を矯正して、鋼板幅方向の付着量差や表裏面の付着量差の調整をしている。しかし、サポートロールの押込み量は、ロールの回転不良等が発生しないような範囲に限定され、形状を矯正しきれない場合がある。この場合には、その分、鍍金付着量の均一化に悪影響が発生する。

本発明は、上記のような点に着目したもので、鍍金付着量の均一化を図りつつ、シワ状の欠陥発生を抑えることで、製造する溶融亜鉛鍍金鋼板の表面品質を向上可能な溶融亜鉛鍍金鋼板の製造設備及び製造方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、連続して搬送されてくる鋼板を、連続焼鈍炉で焼鈍し、続けて溶融亜鉛鍍金浴に浸漬して鍍金処理を行う溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法において、
上記連続焼鈍炉の冷却帯に、複数のロールを千鳥状に配置してなるレベラを設け、そのレベラによって連続して搬送されてくる鋼板に曲げ矯正を行い、
上記レベラの曲げ矯正によって０．６％以上の余歪が付与されるように上記ロールの押込み量を調整することで、上記溶融亜鉛鍍金浴に突入前の上記鋼板のばたつきを抑制することを特徴とするものである。

本発明によれば、鍍金付着前の鍍金浴突入温度以上の状態で曲げ矯正を行うことで、浴中のサポートロールでの形状矯正不足が解消されて、鍍金付着量の均一化に寄与する。また、鍍金浴に浸漬する前の冷却帯でレベラで矯正することで、連続焼鈍炉を連続して搬送されて鍍金浴に突入前の鋼板のばたつきが、上記レベラで抑制される。このように、鍍金浴に浸漬する鋼板のばたつきを抑制することで、鍍金がより安定して付着する。すなわち鍍金付着の精度が向上することにも繋がる。

また、鍍金付着前の焼鈍によって加熱されて鍍金後よりも温度が高い所定温度（例えば５００℃）以上となっている状態で曲げ矯正を施すことで、応力分布を変更する。これによって、鍍金付着後の鍍金浴から調質圧延の途中における低温域（例えば５００℃未満の領域）で与えられる歪によって降伏し難くなる。
以上の結果、製造された溶融亜鉛鍍金鋼板の表面品質をより向上させることが出来る。

本実施形態に係る溶融亜鉛鍍金鋼板の製造設備を含む、溶融亜鉛鍍金鋼板の製造ライン設備を示す概要図である。本発明に基づく実施形態に係るレベラの構成例を示す図である。余歪と鋼板品質との関係を示す図である。

次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る溶融亜鉛鍍金鋼板の製造設備を含む、溶融亜鉛鍍金鋼板の製造ライン設備を示す概要図である。

（設備構成）
本実施形態における溶融亜鉛鍍金鋼板の製造設備は、例えば図１に示すように、直火加熱炉１、連続焼鈍炉５、及び鍍金処理部２２、検査部１３、調質圧延部１４が、この順番に搬送ラインに沿って配置されて構成される。そして、圧延された鋼板２０は、連続してラインに沿って搬送されて、順次、焼鈍による鍍金のための予備処理をされた後に、鍍金処理が施される。

ここで、鍍金処理される鋼板２０は、特に鋼種について制約がない。鋼板２０としては、例えばＡｌキルド鋼、Ｔｉ、Ｎｂ等を添加した極低炭素鋼、Ｐ、Ｓｉ、Ｍｎ等を加えた高強度鋼が例示できる。本実施形態の溶融亜鉛鍍金鋼板の製造は、特に焼付硬化性鋼板など、降伏点伸びの材質や鋼板２０形状の取りにくいＭｎ鋼などの材料からなる鋼板２０に好適な設備である。

直火加熱炉１は、連続して搬送されてくる圧延後の鋼板２０に対し直火バーナーによって加熱する。直火加熱炉１は、焼鈍処理に先立って、直火で鋼板２０を加熱することで、鋼板２０表面に残存する圧延油その他の汚れを除去する。

連続焼鈍炉５は、加熱帯２、均熱帯３、及び冷却帯４からなる。加熱帯２は、複数の加熱ゾーンからなっており、各加熱ゾーンを個別に制御する。各加熱ゾーンには、複数のＲＴバーナー（ラジアントチューブを使用した加熱装置）が設置されて、その複数のＲＴバーナーによって連続して搬送されてくる鋼板２０を加熱する。なお、加熱帯２の雰囲気ガスは還元性である。均熱帯３にも、複数のＲＴバーナーが設置されて、その複数のＲＴバーナーによって連続して搬送されてくる鋼板２０を加熱する。冷却帯４は、連続して搬送されてくる鋼板２０を冷却して、鍍金処理部２２に送る。冷却帯４では、例えば５００℃など、予め設定した鍍金浴７侵入温度までに鋼板２０を冷却させる。

鍍金処理部２２は、鍍金液を収容した鍍金槽６を有する鍍金浸漬部、加熱部１０、保熱帯、冷却帯１２を備える。
鍍金浸漬部では、連続して搬送されてくる鋼板２０を鍍金槽６内の亜鉛鍍金浴７（鍍金液）に浸漬し、続いてシンクロール８で鋼板２０の方向を上方に転換する。また、鋼板２０は、浴中に配置したサポートロール９で立上りの形状を矯正した後に、浴外に搬送される。浴外に搬送された鋼板２０は、加熱部１０で加熱され、所定時間だけ保熱帯１１で保熱された後に、冷却帯１２で冷却される。

検査部１３は、鋼板２０表面の塗料の付着量などを検査する。
調質圧延部１４は、スキンパスミルによって表面処理を行う。
本実施形態では、更に、上記連続焼鈍炉５の冷却帯４に、レベラ２１を配置する。図２は、レベラ２１の例を示す図である。レベラ２１は、３本以上のロール２１ａ〜２１ｃを千鳥状に配置し、ロールの押込み量を調整することで、鋼板２０に余歪εを付与することで曲げ矯正を施すものである。ロール２１ａ〜２１ｃは、例えば２００〜３００ｍｍφの小径ロールを使用する。

そして、本実施形態では、曲げ矯正によって０．６％を越える余歪εが付与されるように、各ロールの押込み量を調整する。

ここで、一方の面側に位置するロール２１ａ、２１ｃ間の間隔を２Ｌとし、他方の面側のロール２１ｂの相対的な押込み量をδとした場合に、余歪εの量は、「δ／Ｌ²」に比例する。
ε ＝Ｋ１・（δ／Ｌ²）
但し、Ｋ１は、実験や鋼種によって決定される係数である。

すなわち、押込み量δを調整することで付与する余歪εの量は制御可能である。なお、押込み量δは、ロールが板に接触しているが板に変形が発生していない位置をゼロとした値である。

（動作及び本実施形態の効果など）
冷間圧延が終了した鋼板２０が連続して搬送される。搬送されてきた鋼板２０は、まず直火加熱炉１での加熱によって、鋼板２０の表面に付着する汚れ等の除去が実施され、続いて連続焼鈍炉５で焼鈍される。連続焼鈍炉５では、連続して搬送されてくる鋼板２０を、加熱帯２で加熱し均熱帯３で保熱した後に、冷却帯４で鍍金浴侵入温度まで冷却される。この冷却帯４で鋼板２０を冷却する途中で、つまり鍍金浴侵入温度よりも温度が高い状態で、当該鋼板２０を、レベラ２１によって曲げ矯正を行って余歪を付与しながら、連続して鍍金浴７に搬送する。

すなわち、鍍金付着前であって、且つ焼鈍によって加熱されて鍍金後よりも温度が高い所定温度（例えば５００℃）以上となっている状態で、上記レベラ２１による曲げ矯正によって鋼板２０に対して曲げ矯正を施す。この結果、鋼板２０の応力分布が鍍金処理前に変更される。これによって、鍍金付着後の鍍金浴７から調質圧延迄の搬送ラインの途中における低温域（例えば５００℃未満の領域）で与えられる歪によって鋼板２０は降伏し難くなる。

また、レベラ２１で矯正後の鋼板２０は、連続的に鍍金浴７に浸漬し、続いてシンクロール８で上方に方向転換し、更に、サポートロール９で立上りの形状矯正がなされた後に、浴から搬出される。
このとき、上述のように所定の温度（例えば５００℃）以上の温度状態でレベラ２１によって曲げ矯正を行うことで、浴中のサポートロール９での形状矯正不足が解消されて、鍍金付着量の均一化に寄与する。

さらに、鍍金浴７に浸漬する前の冷却帯１２でレベラ２１で矯正することで、連続焼鈍炉５を連続して搬送されてくる鋼板２０のばたつきが、鍍金浴に浸漬前に抑制される。すなわち、鍍金浴７に浸漬する鋼板２０は、振動が低減した状態で鍍金の付着が実施されることになる。この結果、鍍金付着がより安定した状態で実施される。すなわち鍍金付着の精度が向上することにも繋がる。

以上によって、製造された溶融亜鉛鍍金鋼板の表面品質を向上させることが可能となる。

（実施例）
ここで、上記設備を使用して、上記レベラ２１で付与する余歪εと、シワ状欠陥等による溶融亜鉛鍍金鋼板の等級との関係を求めてみた。図３がその結果である。

鋼板２０表面の外観による等級は、Ａ下が一番良く、Ｂ中、Ｂ下、Ｃ上、Ｃ中、Ｃ下になるほど等級が低くなる。等級は、検査部１３において、サンプルとの比較によって決定した。
なお、図３中、０％は、レベラ２１による余歪を付与しない場合（ε＝０．０）、つまり比較例である。

図３から分かるように、レベラ２１による矯正を実施すると、Ｂ下以上の等級の割合が上昇することが分かる。特に、０．６％以上の場合には、「Ｂ上」以上の等級の割合が多くなって、シワ状欠陥等による格落ちが格段に減少することが分かる。
すなわち、少なくとも鍍金浴への浸漬前にレベラ２１による矯正を行うと、レベラ２１による矯正が無い場合に比べて品質は向上する。

さらに図３に示すように、余歪が０．６〜１．１％の範囲、特に０．６〜０．８％の範囲に設定すると更に、鋼板の品質が向上することが分かる。

１直火加熱炉
２加熱帯
３均熱帯
４冷却帯
５連続焼鈍炉
２２鍍金処理部
６鍍金槽
７鍍金浴
８シンクロール
９サポートロール
２０鋼板
２１レベラ
２１ａ〜２１ｃロール
ε 余歪

Claims

連続して搬送されてくる鋼板を、連続焼鈍炉で焼鈍し、続けて溶融亜鉛鍍金浴に浸漬して鍍金処理を行う溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法において、
上記連続焼鈍炉の冷却帯に、複数のロールを千鳥状に配置してなるレベラを設け、そのレベラによって連続して搬送されてくる鋼板に曲げ矯正を行い、
上記レベラの曲げ矯正によって０．６％以上の余歪が付与されるように上記ロールの押込み量を調整することで、上記溶融亜鉛鍍金浴に突入前の上記鋼板のばたつきを抑制することを特徴とする溶融亜鉛鍍金鋼板の製造方法。