溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法
【課題】メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用して、メタルポンプを使用しなくてもドロスに起因する表面疵の発生を抑制でき、更にめっき層の厚さを低減して、めっき層の密着性を向上させることができる溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】洗浄して表面に固着しているＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にした後焼鈍した鋼板１を、スナウト４を介してめっき浴３中に浸漬してその表面にアルミニウムめっき層を形成する。その際、鋼板１の温度を６４０〜６８０℃、めっき浴３の温度を６５０℃超６８０℃以下にする。また、スナウト袴４の鋼板引上側外面のめっき浴面直上域をバーナー１７によって加熱し、鋼板引上側内面４ａの温度を幅方向全域に亘って６５０℃超６８０℃以下とすると共に、加熱炉側内面４ｂの温度は幅方向全体に亘って６５０℃未満でかつめっき浴３の温度よりも５℃以上低い温度にする。
【解決手段】洗浄して表面に固着しているＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にした後焼鈍した鋼板１を、スナウト４を介してめっき浴３中に浸漬してその表面にアルミニウムめっき層を形成する。その際、鋼板１の温度を６４０〜６８０℃、めっき浴３の温度を６５０℃超６８０℃以下にする。また、スナウト袴４の鋼板引上側外面のめっき浴面直上域をバーナー１７によって加熱し、鋼板引上側内面４ａの温度を幅方向全域に亘って６５０℃超６８０℃以下とすると共に、加熱炉側内面４ｂの温度は幅方向全体に亘って６５０℃未満でかつめっき浴３の温度よりも５℃以上低い温度にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板をアルミニウム又はアルミニウム合金融液中に浸漬し、その表面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるめっき層を形成する溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関し、特に、焼鈍工程から連続して溶融めっき工程を行う溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるめっき層を形成したアルミニウムめっき鋼板は、耐食性に優れ、更に高温下での耐酸化性にも優れていることから、防火壁材料、自動車用部品及び家庭用器具耐熱部品等に幅広く使用されている。このアルミニウムめっき鋼板は、一般に、Ｓｅｎｄｚｉｍｉｒ（ゼンジマー）式の連続溶融めっきラインで製造される。図７はゼンジマー式の連続溶融めっきラインの構成を示す図である。図７に示すように、ゼンジマー式の連続溶融めっきラインにおいては、先ず、冷間圧延された鋼板１０１を、酸化炉又は無酸化炉１０２で加熱し、表面に付着した圧延油等の汚れを燃焼又は気化させて除去する。次に、還元帯１０３及び冷却帯１０４により鋼板１０１を焼鈍すると共に、酸化炉又は無酸化炉１０２において表面に形成された酸化膜を還元除去する。その後、焼鈍後の鋼板１０１を、例えばスナウト１０５内を不活性ガス雰囲気とすることにより空気に触れないようにして、アルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるアルミニウムめっき浴１０６に浸漬し、その表面にアルミニウムめっき層を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、溶融アルミニウムめっきは、めっき浴１０６の温度が６００〜７００℃と高いため、溶融亜鉛めっきに比べてドロスが生成しやすい。溶融アルミニウムめっきにおけるドロスには、めっき浴１０６よりも比重が大きいボトムドロス（めっき浴１０６中に析出するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物）と、めっき浴１０６よりも比重が軽いトップドロス（主にＡｌ−Ｓｉ系酸化物）とがあり、ボトムドロスは主に欲の底に沈殿するが、トップドロスは浴内のメタルの流動によって浴中に浮遊し、めっき浴１０６の表面に溜まる。このため、この従来の連続溶融めっき方法には、スナウト１０５内のアルミニウムめっき浴１０６の表面にトップドロスが生成し、これが鋼板１０１の表面に付着して製品（溶融めっき鋼板）に疵等の表面欠陥が発生するという問題点がある。そこで、従来、スナウト１０５のめっき浴１０６に浸漬されている部分を加熱することにより、スナウト１０５内におけるトップドロス発生の抑制を図った連続溶融アルミニウムめっき方法が提案されている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００４】
例えば、特許文献２に記載の溶融アルミニウムめっき法では、めっき浴１０６の温度を６５０℃以下にすることにより高温で生成するトップドロス発生を抑制すると共に、スナウト１０５のめっき浴１０６に浸漬されている部分に電気エレメント及び高温ガス導管等の加熱源を設け、この加熱源によりスナウト１０５周囲のアルミニウムめっき浴１０６の温度をアルミニウムの融点＋７０℃前後に上昇させることにより、鋼板１０１浸漬時の通板性を確保している。また、特許文献３に記載のスナウト内鋼帯表面のドロス付着防止方法では、めっき浴１０６（浴温度：６５０℃又は６６０℃）の表面に浮遊するトップドロスをメタルポンプで強制的に吸引排出すると共に、スナウト１０５のめっき浴１０６の表面と接する部分にヒーターを設け、このヒーターでスナウト１０５をめっき浴１０６の設定温度よりも１０〜７０℃高い温度に加熱している。これにより、スナウト１０５内のめっき浴１０６の表面に凝固膜が生成すること及びドロスがスナウト１０５の壁面に固着することを防止している。
【０００５】
【特許文献１】昭６０−４３４７６号公報
【特許文献２】昭５７−１３１３５５号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、特許文献２及び３に記載の技術には、スナウトの下端部にヒーター等の加熱源を設けるため設備が大きくなり、実用的ではないという問題点がある。また、鋼板の反り形状によっては、スナウトを上下前後に動かす必要があるが、スナウトは元々重量物であり、特許文献２及び３に記載の技術のようにスナウト先端部が更に重くなる場合、スナウトの稼動設備を変更しなくてはならないという問題点もある。更に、一般に溶融めっき鋼板の製造ラインは、亜鉛めっき鋼板とアルミニウムめっき鋼板とで兼用していることが多いため、特許文献２及び３に記載されているようなアルミニウムめっき鋼板の製造にしか使用できない加熱装置は、亜鉛めっき鋼板を製造しているときは、使用せずに設置しておくこととなり、メンテナンスの点でも問題がある。更にまた、引用文献３に記載されているように、このような加熱装置に加えて、メタルポンプを併設すると、これらの装置がめっき浴内で占める割合が大きくなり、設備付加が更に大きくなる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、めっき浴の温度を６５０℃以下にして、温度の上昇に起因するドロスの発生を抑制しているが、この浴温度で発生が増加するドロス、即ち、めっき浴とＦｅとの反応に起因するＦｅ−Ａｌ金属間化合物の生成防止については、何ら考慮されていない。なお、このＦｅ−Ａｌ金属間化合物は、めっき浴よりも比重が重いため、ボトムドロスとなる。また、めっき浴温度を６５０℃以下にすると、スナウト内部のめっき浴表面だけでなく、スナウト外部のめっき浴面の凝固も発生するため、めっき操業に多大な注意が必要になるという問題点もある。
【０００８】
一方、特許文献３に記載の技術では、６５０℃以上の浴温で発生する浮遊ドロスを吸引除去すると共に、めっき浴と接する部分のスナウトを加熱しているが、このめっき浴面に浮遊するドロスは、通常めっき浴よりも比重が小さいトップドロスと呼ばれるものであり、浴温度が６５０℃以上のときに発生しやすいドロスである。このように、特許文献３に記載のドロス付着防止方法でも、ボトムドロスの防止方法については何ら検討がなされていない。また、めっき浴内に局所的な温度変動があると、メタルポンプ内にＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物が付着して、ポンプの目詰まりを招く虞があるため、メタルポンプの使用は避けることが望ましい。
【０００９】
更に、後述するように、スナウト下部にヒーターを設置してもドロスの発生を完全に抑制することはできず、ドロスの発生とスナウト壁面への付着が時折観察される。特に、ボトムドロスに起因する鋼板表面の押し込み疵は、トップドロスの巻き込み疵（ドロス付着疵）のようにコイル全長に亘って頻繁に発生するものではないが、大きさが単位粒子あたり１ｍｍ以上と大きく、かつ多数の粒子が一箇所に集中して存在するため、製品品質への影響が大きい。このため、ボトムドロスに起因する押し込み疵の発生率は、コイル割合で１０％以下とすることが求められている。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用し、かつメタルポンプを使用しなくても、ドロスに起因する表面疵の発生を抑制できると共に、めっき層の密着性を向上させることができる溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法は、焼鈍工程から連続して溶融めっき工程を行う溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法において、冷間圧延した鋼板を洗浄した後、加熱炉により焼鈍する工程と、焼鈍後の鋼板を、スナウトを介してアルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるめっき浴中に浸漬して、前記鋼板の表面にアルミニウムめっき層を形成する工程とを有し、前記めっき浴中に浸漬される鋼板の温度を６４０〜６８０℃、前記めっき浴の温度を６５０℃を超え６８０℃以下とし、更に、前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域を加熱して前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下とすると共に、前記スナウトの前記鋼板引上側内面と対向する加熱炉側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、幅方向全体に亘って６５０℃未満でかつ前記めっき浴の温度よりも５℃以上低い温度にすることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、めっき浴の温度及び鋼板の温度を従来よりも低く設定し、更に、スナウトの鋼板引上側内面におけるめっき浴の表面と接する部分の温度が、スナウトの加熱炉側内面におけるめっき浴の表面と接する部分よりも高くなるようにしているため、めっき浴の温度変動及び成分変動が抑制される。これにより、ボトムドロスの析出を抑制できる共に、スナウトの加熱炉側内面へのドロス付着を防止することができ、更にめっき層の厚さを低減することもできる。その結果、メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用して、メタルポンプを使用しなくてもドロスに起因する表面疵の発生を抑制でき、めっき層の密着性が優れ、表面疵が少ない溶融アルミニウムめっき鋼板を製造することができる。
【００１３】
この溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法では、前記鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、前記めっき浴の温度よりも低くしてもよい。
【００１４】
また、前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域をバーナーよって局所的に加熱することで、前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下としてもよい。
【００１５】
更に、前記洗浄により、前記鋼板の表面に固着残留するＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、めっき浴の温度及び鋼板の温度を従来よりも低くし、更に、スナウトの鋼板引上側内面におけるめっき浴の表面と接する部分の温度が、スナウトの加熱炉側内面におけるめっき浴の表面と接する部分よりも高くなるようにしているため、メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用し、かつメタルポンプを使用しなくても、ドロスに起因する表面疵の発生を抑制することができると共に、めっき層の密着性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。本発明者は、上記課題を解決するために鋭意実験研究を行い、以下に示す知見を得た。本発明者は、溶融アルミニウムめっきにおいて、めっき浴中に局所的に発生する浴温変動又は成分変動により生成し、めっき浴底部に堆積するボトムドロスは、溶融亜鉛めっきにおけるボトムドロスとは異なり、めっき浴を構成する溶融アルミニウムよりも比重が大きいため、巻き上がりは発生しにくいが、スナウト内面のめっき浴と接触している部分に付着しやすく、このスナウト内面に付着したボトムドロスが剥離し、めっき浴中のポットロールに噛み込まれることが、鋼板表面に押し込み疵を発生させる主な原因であることを見出した。また、本発明者は、めっき浴の局所的な成分変動には、めっき浴中に溶出するＦｅ量が大きく影響することを見出した。そして、本発明者の検討により、鋼板表面に固着しているＦｅ粉に起因してめっき浴内に持ち込まれるＦｅ量が多く、かつめっき浴に進入する鋼板の温度がめっき浴よりも高い場合に、特に、ボトムドロスの発生が多いことがわかった。
【００１８】
図１はボトムドロス発生のメカニズムを模式的に示す図である。図１に示すように、圧延工程において生じたＦｅ粉２が固着した鋼板１をめっき浴３に浸漬すると、このＦｅ粉２とめっき浴３中のアルミニウム金属間化合物成分とが反応し、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金（例えば、Ａｌ５ＦｅＳｉ等）を形成する。その際、鋼板１の温度がめっき浴３の温度よりも低いと、鋼板１がめっき浴３に進入する部分、即ち、スナウト４内のめっき浴３の温度が他の部分よりも低くなり、スナウト４の内面を析出サイトとしてＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物がボトムドロス７として析出する。そして、前述したようにボトムドロス７は剥がれやすく、剥がれたボトムドロス７が鋼板１の表面に付着すると、ロール５において噛み込みが生じ、ボトムドロス７が鋼板１に押し込まれるため、表面に押し込み疵８が発生する。なお、めっき浴３の表面には、酸化により、溶融アルミニウムよりも比重が軽いＡｌ−Ｓｉ酸化物、即ち、トップドロス（浮遊ドロス）６が生成する。この、トップドロス６は比重が軽く沈降しにくいため、押し込み疵８の原因とはなりにくいが、めっき浴３から引き上げる際に鋼板１に付着するため、付着ドロス疵の発生を招く。
【００１９】
次に、本発明者は、めっき浴の温度及びめっき浴に浸漬する鋼板の温度についても検討し、以下に示す知見を得た。即ち、めっき浴の温度及び鋼ストリップの温度が共に高いと、めっき浴中で鋼板からＦｅが溶出し、めっき浴中のＦｅ濃度が上昇してドロスが発生しやすくなる。また、このような条件では、めっき層と鋼板との間に形成される金属間化合物層が厚くなりやすいため、密着性が低下する。更に、めっき浴内に設置する機器の損傷が大きく、使用できる期間が短くなる。このため、溶融アルミニウムめっきにおいては、めっき浴の温度又は鋼ストリップの温度のいずれか一方を低く設定する必要がある。
【００２０】
しかしながら、めっき浴の温度を低くして、鋼板の温度を高く設定した場合、めっき浴内に設置する機器の損傷を防止できると共に、めっき層の厚さを低減してめっき層の密着性を向上させることはできるが、鋼板の温度が高いため、めっき浴浸漬時のＦｅ溶出量が多く、めっき浴中のＦｅ濃度が上昇してドロスが発生しやすい。そこで、従来の溶融めっき鋼板の製造方法においては、めっき浴の温度を高くし、鋼板の温度を低く設定している。その場合、鋼板に付着したＦｅ粉に起因するドロスの発生はある程度抑制することができるが、めっき浴と鋼板との温度差が大きく、鋼板が進入する際のめっき浴温度の低下が大きいため、めっき浴中のＦｅ濃度が過飽和となり、スナウト内のめっき浴でドロスが発生する。また、浴温度が高いため、めっき浴内に設置する機器の損傷も大きい。
【００２１】
これに対して、めっき浴の温度及びめっき浴に浸漬する鋼板の温度を低くすると、めっき浴と鋼板との温度差が小さくなり、鋼板を浸漬してもめっき浴の温度低下が少ないため、Ｆｅ量の過飽和に起因するボトムドロスの発生を抑制することができる。また、鋼板とめっき層との間に形成される金属間化合物層の厚さを低減することができるため、めっき層の密着性を良好にすることができ、更に、めっき浴内に設置する機器の損傷を防止することもできる。このため、溶融アルミニウムめっき鋼板を製造する際は、めっき浴の温度及び鋼ストリップの温度を共に低くすることが望ましい。しかしながら、この場合でも、ボトムドロスによる押し込み疵の生成を完全に防止することはできない。これは、めっき浴の温度が低いため、浴温度の変動によるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物の生成が敏感になるためである。この問題を解決するためには、めっき浴を６５０℃を超える温度にする必要がある。更に、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物の生成には、鋼板から溶け出すＦｅ分の量も敏感に影響するため、鋼板に固着したＦｅ粉の量を規制すると共に、Ｆｅの溶解を促進するメタルポンプを使用して鋼板の幅方向に沿った流動を故意に発生させることは行わないことが望ましい。
【００２２】
ただし、めっき浴の温度が６５０℃を超えると、トップドロスが生じやすいことが知られており、上述した方法だけでは、鋼板へのトップドロスの付着が避けられない。そこで、後述するように、本発明者は、故意に鋼板幅方向の流動を発生させることなく、かつ簡便な設備で、ボトムドロスに起因する押し込み疵と、浮遊ドロスに起因する付着ドロス疵とを同時に防止できる方法を見出した。即ち、本発明者は、スナウト内のめっき浴の流動状況について詳細に観察した結果、スナウトの鋼板引上側に浴の湧き出し部分が存在することを見出した。図２はめっき浴の流動状況を模式的に示す平面図である。図２に示すめっき浴３の湧き出し部分９は、スナウト４内における鋼板引上側に、鋼板１がめっき浴３中に進入する際に生じる引き込み流と、それに伴うスナウト４内の反転流とが生じた結果、出現したものである。
【００２３】
更に、めっき浴３の比重はその温度に関係するため、めっき浴３の温度よりもスナウト４の内面の温度の方が低いと、スナウト中央部からスナウト内面側に向かう流れが生じ、この流れは、めっき浴３とスナウト４との温度差が大きくなる程、強くなる。そこで、本発明者は、上述した湧き出し部分９と、スナウト中央部からスナウト内面側に向かう流れとを制御し、めっき浴３内に図２に示すような流れを形成することにより、メタルポンプを使用してめっき浴３内に強制的な流れを形成しなくても、鋼板１に浮遊ドロスが付着することを防止し、これに起因する付着ドロス疵の発生を防止できることを見出した。
【００２４】
更に、本発明者は、スナウト４の内面に付着するボトムドロスの生成を防止するためには、スナウト４の内面のめっき浴と接する部分のうち、めっき浴３の表面と接する三重点の分を加熱する必要があることを見出した。この部分の温度が６５０℃以下の場合、スナウト４における加熱していない部分の温度が低くなり、ボトムドロスが発生しやすくなる。また、加熱部の温度が６８０℃を超えると、めっき浴３の表面酸化が激しくなり、トップドロスが多量に発生するため、付着ドロス疵が発生しやすくなる。
【００２５】
ここで、上述したスナウト４内におけるめっき浴３の流動と、めっき浴３の温度との関連を考えると、スナウト４内の鋼板引上側においては、めっき浴３の湧き出し部分が存在しているため、浴温度をスナウト内面（鋼板引上側内面４ａ）の温度よりも高く保ちながら加熱することが好ましい。一方、スナウト４内における鋼板引上側の反対側（加熱炉側）は、湧き出し部分がないため、鋼板引上側と同程度の流動量を得るには、めっき浴とスナウト内面（加熱路側内面４ｂ）との温度差を、鋼板引上側におけるめっき浴とスナウト内面との温度差よりも大きくする必要がある。しかしながら、加熱炉側であれば、仮に、スナウト内面にボトムドロスが付着成長し、剥離したとしても、鋼板表面に落下することはなく、また、ボトムドロスは比重が大きいため、流動解析により、径が０．５ｍｍ以上であれば巻き上がらないことを確認している。このため、加熱炉側内面４ｂについては、その温度を６５０℃未満とし、積極的にめっき浴３とスナウト内面との温度差を大きくすることが有効である。即ち、本発明者は、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度は６５０℃を超え６８０℃以下の範囲内でめっき浴３の温度よりも低く保つと共に、加熱炉側内面４ｂ温度は６５０℃未満に保つことが最も好ましいことを見出した。従って、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、スナウトの鋼板引上側のみ加熱し、加熱炉側は加熱しない。
【００２６】
これに対して、スナウト内面の温度がめっき浴の温度よりも高い場合は、めっき浴に上述したような流れは起きにくい。図３はスナウト内面の温度がめっき浴の温度よりも高い場合のめっき浴の流れの状態を模式的に示す平面図である。スナウト４の内面の温度がめっき浴３の温度よりも高い場合は、図３に示すように、スナウト４内におけるめっき浴３の比重が、中央部よりも外側の方が、即ち、鋼板１側よりもスナウト４側の方が小さくなるため、鋼板１に向かう流れが起きやすくなる。これにより、めっき浴３の表面に浮遊しているトップドロスが、スナウト４内面側には集まらず、鋼板１側に集まりやすくなるため、好ましくない。
【００２７】
また、めっき浴３の温度が６５０℃を超えていても、例えば６５０℃を超え６６０℃以下と比較的低めである場合は、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度をめっき浴３の温度よりも高くしなければならないことがある。この場合でも、スナウト４の加熱炉側内面４ａの温度は、めっき浴３の温度よりも低くすることが望ましい。そして、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度を、めっき浴３の温度よりも高くかつ適正な温度範囲内（６５０℃を超え６８０℃以下）にすることにより、この鋼板引上側内面４ａに付着するボトムドロスの発生を防止することができる。ただし、めっき浴３の温度が低いため、めっき浴３に進入する鋼板１の温度をめっき浴３の温度よりも低くすると、スナウト４内の浴温度が低下してボトムドロスの生成が増加する。そこで、めっき浴３に進入する鋼板１の温度は、めっき浴３の温度と同等又は最大で１０℃程度高くすることが望ましい。そうした場合、スナウト４内におけるめっき浴３表面の鋼板引上側には、外側から内側に向かう流れ、即ち、スナウト４の内面側から鋼板１側に向かう流れが生じるが、この部分にはめっき浴湧き出し部分が存在しており、この浴湧き出し部分の流れにより鋼板１の幅方向に流れが広がるため、浮遊ドロスが鋼板１に近づくことを緩和できる。また、加熱炉側のめっき浴の表面の流れは、スナウト内面に向かうため、浮遊ドロスが鋼板に近づくことを抑制できる。
【００２８】
以上の知見をまとめると、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度は、加熱炉側内面４ｂの温度よりも常に高く保ち、更に加熱炉側内面４ｂの温度はめっき浴３の温度よりも常に低い方が好ましく、その温度差は５℃以上であることがより好ましい。これにより、めっき浴３の温度に関わらず、めっき浴３表面にスナウト４の加熱炉側内面４ｂに向かう流れが生じるため、鋼板１にトップドロスに起因する付着ドロス疵及びボトムドロスに起因する押し込み疵が発生することを防止できる。なお、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度も、上述した適性範囲内であれば、めっき浴３の温度よりも５℃以上低いことが好ましい。また、めっき浴３の温度が低い場合を除いて、鋼板１の温度をめっき浴３の温度と同等以下とすることにより、鋼板進入時のＦｅの溶出を抑制でき、これによりボトムドロスの発生を防止することができる。
【００２９】
次に、本発明者は、めっき浴に進入する前の鋼板に固着しているＦｅ粉について解析を進めた。その結果、本発明者は、鋼板に固着しているＦｅ粉がアルミニウム浴と反応して局所的な成分変動を起こし、ドロスが生成することを見出した。この鋼板に付着しているＦｅ粉は、鋼板を冷間圧延する際に鋼板の表面から離脱し、圧延の潤滑油と混ざりながら鋼板表面に付着したものと考えられる。そして、鋼板表面に付着したＦｅ粉の一部は、圧延中に圧延潤滑剤と一緒に圧延ロールの間を通過するため、鋼板表面に強固に付着していることがある。なお、従来の冷延鋼板用のゼンジマー式の連続溶融めっきラインにおいては、冷延後の鋼板を洗浄せずにそのまま酸化炉又は無酸化炉に投入し、その表面に付着した油分を燃焼除去しているが、その場合でも、Ｆｅ粉は燃焼除去されずに鋼板表面に残留する。
【００３０】
一般的な亜鉛めっき鋼板の製造ラインにおいては、７００℃程度の焼鈍温度から亜鉛めっき浴温度の４５０℃程度までガスジェット冷却するため、この間に鋼板の収縮が起こり、表面に付着したＦｅ粉が剥離しやすい。このため、亜鉛めっきの場合は、表面のＦｅ粉量が少ない状態で鋼板をめっき浴に浸漬しているため、このＦｅ粉がドロスに及ぼす影響についての検討はなされていなかった。一方、溶融アルミニウムめっき鋼板を製造する場合は、アルミニウムめっき浴の温度が高いため、めっき前の鋼板の温度も６６０℃程度と亜鉛めっきに比べて高く、冷却帯での鋼板の温度変化が小さい。その結果、鋼板の収縮率が小さくなり、表面に付着しているＦｅ粉が剥離しにくくなるため、亜鉛めっき鋼板を製造する場合に比べて、めっき浴中に持ち込まれるＦｅ粉の量が１０倍程度多くなることがわかった。
【００３１】
従来、縦型の焼鈍炉を設けた連続溶融めっきラインでは、洗浄装置が設けられており、鋼板表面に付着しているスマット、油及びＦｅ粉を洗浄して、ハースロールへのＦｅ粉のビルドアップ防止を図っている。しかしながら、溶融めっきする直前の鋼板表面に残留しているＦｅ粉は鋼板と結合力が強く、これらは連続溶融めっきライン投入前から既に鋼板に強く固着していたものと考えられる。このため、溶融アルミニウムめっき鋼板を製造する際には、焼鈍ラインに入る前のＦｅ粉の量を、従来に比べて厳しく管理する必要があり、特に、横型のゼンジマー式の連続めっきラインを使用する場合には、更に厳しい管理が必要となる。
【００３２】
上述の如く、本発明者は、めっき浴の温度及び鋼板の温度を低く設定すると共に、鋼板からめっき浴内に持ち込まれるＦｅ粉の量及びその溶解量を厳しく管理することにより、めっき浴に生じる局所的な成分変動を防止し、更に、スナウトの鋼板引上側内面におけるめっき浴面の三重点域を局所的に加熱すると共に、少なくとも加熱炉側内面の温度をめっき浴の温度よりも低く保つことにより、スナウト内のめっき浴にスナウト内面に向かう流れを起こすことにより、トップドロスによる付着ドロス疵及びボトムドロスによる押し込み疵を発生させることなく、めっき層の密着性が優れた溶融アルミニウムめっき鋼板を製造できることを見出し、本発明に至った。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態に係る溶融アルミニウム鋼板の製造方法について説明する。図４は本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法における溶融アルミニウムめっき工程を模式的に示す図であり、図５（ａ）及び（ｂ）は図４に示す溶融アルミニウムめっき工程のスナウト４及びめっき浴３を示す拡大図であり、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は正面図（鋼板引上側から見た図）である。図４に示すように、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、先ず、洗浄装置１１により、冷間圧延された鋼板１の表面に付着したＦｅ粉を除去する。このとき、鋼板１の表面に固着しているＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすることが望ましい。これにより、鋼板１によりめっき浴３内に持ち込まれるＦｅ粉の量を低減し、めっき浴３におけるＦｅ濃度の増加分を０．８％以下に抑制することができ、ボトムドロスの発生を抑制することができる。
【００３４】
洗浄装置１１において鋼板１を洗浄する方法としては、例えば、ＮａＯＨ等のアルカリ水溶液を使用して電解洗浄すると共に、ブラシロールを使用して油分と共にＦｅ粉を除去する方法等を適用することができる。また、鋼板表面に固着しているＦｅ粉量を更に低減する方法としては、例えば、冷延工程において、潤滑油を循環使用する際にその中に含まれるＦｅ粉量を監視し、フィルタリングを強化することにより、鋼板に付着するＦｅ粉量を減らす方法、洗浄装置１１で洗浄する際に、洗浄液を循環使用する際にその中に含まれるＦｅ粉量を監視し、フィルタリングを強化することにより、Ｆｅ粉の再付着を防止する方法、及びアルカリ水溶液で電解洗浄する際に、陽極電解のみを行い、Ｆｅ粉と鋼板の付着力を弱めて、鋼板表面に付着しているＦｅ粉を取り除く方法等が挙げられる。これらの方法によれば、加熱焼鈍炉投入前に、鋼板に固着しているＦｅ粉量を確実に１００ｍｇ／ｍ２以下にすることができる。
【００３５】
ここで、めっき浴３に浸漬される鋼板１の表面に固着しているＦｅ粉の量が１００ｍｇ／ｍ２を超えると、スナウト４の内面を適正な温度にしても、スナウト４内のめっき浴３の表面でボトムドロスとなる比重の重いＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物が生成することがある。その場合、生成したボトムドロスが沈降して鋼板１に付着する前に、横方向に洗い流す等の処置が必要となり、更に設備が複雑となる。これに対して、鋼板１の表面に固着しているＦｅ粉の量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすれば、このような処置は不要となる。
【００３６】
なお、鋼板１に固着しているＦｅ粉の量は、以下の方法で測定することができる。先ず、通常のめっきラインで使用されている洗浄設備により冷延鋼板を洗浄した後、通板を一旦停止させて鋼板表面における所定の面積（例えば１００ｃｍ２）の領域を、塩酸を含ませた脱脂綿でふき取り、この領域に付着しているＦｅ粉を脱脂綿に移し取る。そして、この脱脂綿を酸で溶解して、溶液中のＦｅ分を定量分析することにより、鋼板表面の単位面積（ｍ２）あたりに付着しているＦｅ粉量を算出する。このとき、塩酸を使用することで、アルカリ洗浄では除去できず、めっき浴３に浸漬させるまで鋼板に固着しているＦｅ粉の量を評価することが可能となる。
【００３７】
本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、上述した方法で測定し、算出したＦｅ粉量が１００ｍｇ／ｍ２を超えているときには、洗浄装置１１で使用しているＮａＯＨ水溶液のフィルターを強化して、ＮａＯＨ水溶液中のＦｅ粉量を減少させる等の対策を施すことが好ましい。また併せて、冷間圧延で使用している潤滑油中のＦｅ粉量についても、フィルターを強化してＦｅ粉量を減少させたり、電解洗浄に使用する陽極と陰極の比率を調整し、陽極電解の比率が増えるようにしたりすることがより好ましい。
【００３８】
次に、洗浄された鋼板１を無酸化炉１２において、例えば５００〜７００℃に加熱し、表面に付着した圧延油等の汚れを燃焼又は気化させて除去する。次に、還元帯１３及び冷却帯１４がこの順に設けられた加熱炉により、鋼板１を焼鈍すると共に、無酸化炉１２において表面に形成された酸化膜を還元除去する。その際の焼鈍条件としては、例えば、板温が７００〜８００℃程度、雰囲気の露点が−４０℃程度である。このとき、例えば、冷却帯１４及びスナウト４に夫々温度計１５，１６を設置して、鋼板１の表面温度を測定し、その結果に応じて、めっき浴３に浸漬される鋼板１の温度が６４０〜６８０℃の範囲内になるようにブロアーの出力を調節する。なお、めっき浴３に浸漬される鋼板１の温度が６４０℃未満の場合、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物の析出点近くまでめっき浴３の温度を低下させてしまうため、ボトムドロスが発生しやすくなる。また、めっき浴３に浸漬される鋼板１の温度が６８０℃を超えると、めっき層と鋼板との間に形成される金属間化合物層が厚くなるため、めっき層の密着性が低下する。
【００３９】
その後、鋼板１を、例えばスナウト４内を不活性ガス雰囲気とすることにより空気に触れないようにして、アルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるアルミニウムめっき浴３に浸漬し、その表面にアルミニウムめっき層を形成する。このとき、めっき浴３の温度（浴温）は６５０℃を超え６８０℃以下とする。めっき浴３の温度が６５０℃以下の場合、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物の晶出点に近づいてドロスが発生しやすくなるだけでなく、ロールにＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物が捲きやすくなる。また、めっき浴３の表面に凝固膜が生成しやすくなるため、めっき浴３から引き上げる際に鋼板１にこの凝固膜が接触し、表面に擦り疵が発生しやすくなる。一方、めっき浴３の温度が６８０℃を超えると、鋼板１の表面に形成された金属間化合物層が粗大化し、めっき層の密着性が低下する。なお、めっき浴３の浴温制御は、例えばポット１０の側壁にヒーターを設け、実測した浴温に応じてヒーターの出力を調節することにより行う。
【００４０】
更に、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、鋼板１及びめっき浴３の温度が上述した範囲内となるように調節すると共に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スナウト４の下端部に設けられたスナウト袴４ｃの鋼板１の引上側外面における浴面直上域を、バーナー１７により局所的に加熱する。図６は横軸にめっき浴（Ａｌ−１０％Ｓｉ）中のＦｅ濃度をとり、縦軸に浴温をとって、ボトムドロス析出と浴温との関係を示すグラフ図である。なお、図６においては、ボトムドロスが発生する領域にハッチングをかけて示している。図６に示すように、前述した洗浄工程により、めっき浴３中のＦｅ含有量の変動を抑制したとしても、浴温に変動があると、ボトムドロスが析出しやすくなる。
【００４１】
一方、従来の溶融アルミニウムめっき方法においては、スナウト袴４ｃの全面をヒーター等によって加熱していたが、スナウト４の内面のうち冷却帯１４（加熱炉）側の内面（加熱炉側内面４ｂ）は、その上方に鋼板１が配置されており、加熱炉で加熱された鋼板１からの輻射熱を受けるため、鋼板１が引き上げられる側の内面（鋼板引上側内面４ａ）よりも温度が高く、ボトムドロスが付着しにくい。また、仮にスナウト４の加熱炉側内面４ｂにボトムドロスが付着したとしても、この部分に付着したボトムドロスは剥がれても鋼板１には付着せず、ポット１０の底部に沈降するため、製造される溶融アルミニウムめっき鋼板に表面疵は発生しない。なお、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法において使用するスナウト４の形状は、通常のスナウトのように、鋼板引上側内面４ａと加熱炉側内面４ｂとが平行になっているものでもよいが、図５（ａ）に示すように、スナウト袴４ｃ部の加熱炉側内面４ｂが浴面に対して略垂直となっているものを使用することが好ましい。このようにスナウト袴４ｃの加熱炉側内面４ｂが浴面に対して略垂直となっていると、スナウト４内においてめっき浴３の表面の流速が増加し、加熱炉側内面４ｂにボトムドロスがより付着しにくくなる。
【００４２】
以上の理由から、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、付着したボトムドロスが剥がれたときに鋼板１の表面に付着する可能性があるスナウト４の鋼板引上側内面４ａを重点的に加熱する。具体的には、スナウト袴４ｃの鋼板引上側外面におけるめっき浴面直上域を、例えば能力が３０００００ｋｃａｌ／時間程度のバーナー１７により局所的に加熱する。この場合、めっき浴直上域とは、スナウト４の鋼板引上側外面においてめっき浴３と接している位置から上方に２００ｍｍ以下の領域をいう。また、加熱すべき位置は、スナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３と接している部分なので、この部分が所定の温度になるように、バーナー１７の位置及び角度を調節する。そして、スナウト４の鋼板引上側外面をバーナー１７よって局所的に加熱することによる熱供給、及びめっき浴３からスナウト４への熱伝達による熱供給によって、スナウト４の鋼板引上側内面におけるめっき浴３の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下に調整する。
【００４３】
一方、スナウト４は、バーナー１７の炎が直接当たらない部分についても、バーナー１７により加熱された部分から伝達される熱によって加熱される。その結果、スナウト４内のめっき浴３における温度変動を３０℃以下に抑制することができるため、この部分でのボトムドロスの発生を抑制することができる。ただし、加熱されたスナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３の表面と接する部分の温度が６５０℃未満であると、スナウト４の加熱していない面の温度が下がり、ボトムドロスが生成しやすくなる。一方、スナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３の表面と接する部分の温度が６８０℃を超えると、めっき浴３の表面酸化が激しくなり、トップドロスの発生量が増加する。
【００４４】
また、バーナー１７から出る酸化性ガスの炎がめっき浴３の表面に接触すると、めっき浴３の主成分であるＡｌが酸化し、トップドロスが多量に発生する虞がある。このため、バーナー１７の炎がめっき浴３に接触しないように、その角度を調節することが望ましい。また、装置及びその配置等の都合で調節が困難な場合には、めっき浴３の表面を耐火布で覆うことによりトップドロス発生を抑制することができる。その場合、めっき浴３全体を耐火布で覆うと、浴面の温度が上昇してしまうため、バーナー１７の炎が当たる部分のみ耐火布で覆うことが望ましい。
【００４５】
その後、必要に応じて、アルミニウムめっき層形成後の鋼板１に対して、スキンパスを施し、溶融アルミニウムめっき鋼板とする。
【００４６】
本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、めっき浴３の温度及び鋼板１の温度を共に従来よりも低く設定しているため、めっき浴３と鋼板１との温度差に起因するドロスの析出を防止することができると共に、めっき層の厚さを低減することができるため、めっき層の密着性を良好にすることができる。更に、めっき浴３内に設置する機器が損傷を受けにくくなるため、これらの機器の寿命を長くすることができる。
【００４７】
また、加熱前に鋼板１の洗浄を行い、めっき浴３内に持ち込まれるＦｅ粉の量を低減しているため、めっき浴３に生じる局所的な成分変動、及びめっき浴３におけるＦｅ含有量の増加を防止することができる。これにより、このＦｅ粉に起因するドロスの析出を抑制することができる。前述した図６には示していないが、鋼板１を浸漬する前のめっき浴３において、浴温度を６５０℃に保持したときのＦｅの飽和溶解度は約１．９％となる。本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法のように、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量を低減すれば、めっき浴３におけるＦｅ濃度の変動を抑えることができる。具体的には、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量を１００ｍｇ／ｍ２以下にして、めっき浴３中におけるＦｅ濃度の増加分を０．８％以下にすることができれば、めっき浴３のＦｅ濃度を２．７％以下にすることができる。例えば、めっき浴３の温度を前述した適性温度の上限である６８０℃に設定した場合、図６に示すようにめっき浴３のＦｅ飽和溶解度は２．８％程度となるため、スナウト４の鋼引上側内面４ａの温度を適正範囲の上限である６８０℃とすることにより、この部分でのドロス発生を抑制することができる。
【００４８】
なお、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量は、鋼板１の冷延条件及び洗浄条件によっても変化する。そこで、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉のおよその値に基づき、例えば図６に示すＦｅ飽和線の位置を参照して、ドロスが発生しないようにめっき浴３の温度を調整してもよく、また、めっき浴３の温度を一定にした場合は、鋼板１の冷延条件及び／又は洗浄条件を調整して、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量を調整することも可能である。
【００４９】
更に、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、スナウト袴４ｃの鋼板引上側外面におけるめっき浴面直上域を、バーナー１７によって局所的に加熱し、スナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下としているため、めっき浴３の温度変動を防止してボトムドロスの析出を抑制することができると共に、この部分へのドロス付着を防止して溶融アルミニウムめっき鋼板における表面疵の発生を防止することができる。更にまた、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、バーナー１７によりスナウト袴４ｃの一部を加熱しているため、特許文献２及び３に記載の技術のように、大規模な設備を使用しなくても、スナウト５内のめっき浴３を効率的に加熱することができる。その結果、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法によれば、めっき層の密着性が優れ、ボトムドロス及びトップドロスに起因する表面疵が少ない溶融アルミニウムめっき鋼板を製造することができる。
【００５０】
なお、Ａｌ含有量が５５質量％程度のＺｎ−Ａｌめっきであるガルバリウム鋼板を製造する際にも、溶融アルミニウムめっき鋼板の場合と同様のドロスが形成されるため、このガルバリウム鋼板の製造工程にも上述した本発明の技術を適用することが可能である。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の実施例及び本発明の範囲から外れる比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。先ず、本発明の実施例として、図４に示す溶融めっきラインを使用して溶融アルミニウムめっき鋼板を作製した。その際、ディップタンク２０、上下方向に複数のブラシロール２３を備えた温水スクラバー２１及び温水リンスタンク１９がこの順に配置されている洗浄装置１１を使用して、鋼板１の両面を洗浄した。また、本実施例においては、めっき浴の組成をＡｌ：８７．５質量％、Ｓｉ：１０質量％、Ｆｅ：２．５質量％とし、板厚が１．０ｍｍで幅が１０００ｍｍの鋼板の両面に、めっき付着量を８０〜１２０ｇ／ｍ２として溶融アルミニウムめっきを施した。また、本発明の比較例として、加熱前の洗浄及びスナウト袴４ｃの加熱を行わず、それ以外は前述の実施例と同じ条件及び方法で溶融アルミニウムめっき鋼板を作製した。更に、参考例として、スナウト袴４ｃをめっき浴３に浸漬する前に加熱し、一時的に加熱炉側内面の温度を上げ、その他の条件は前述した実施例と同様の条件で溶融アルミニウムめっき鋼板を作製した。なお、実施例、比較例及び参考例の溶融アルミニウムめっき鋼板を作製するにあたっては、メタルポンプによりめっき浴３の表面に横方向の流動を発生させることはしなかった。
【００５２】
そして、実施例、比較例及び参考例の各溶融めっき鋼板につて、ボトムドロスに起因する押し込み疵及びトップドロスに起因する付着ドロス疵の有無、めっき層の密着性、並びに浴中機器へのＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物付着の有無について評価した。
【００５３】
押し込み疵及び付着ドロス疵等の表面疵の有無は、目視により評価した。具体的には、目視により表面疵の有無を確認し、その疵発生率（％）（＝表面疵（押し込み疵又は付着ドロス疵）があったコイル数／試験したコイル数×１００）を求めた。そして、ボトムドロスについては、発生率が６％未満のものを「疵なし」、６％以上８％未満のものを「ほとんどなし」、８％以上１０％未満のものを「わずかにあり」、１０％以上のものを「疵あり」とし、「疵あり」は不合格で、それ以外のものは合格とした。一方、トップドロスについては、発生率が１０％未満のものを「疵なし」、１０％以上のものを「疵あり」とし、「疵なし」が合格で、「疵あり」を不合格とした。
【００５４】
また、めっき層の密着性評価は、ＪＩＳ Ｇ ３３１４に規定されている「溶融アルミニウムめっき鋼板及び鋼帯の機械的性質の曲げ試験に準じて行った。具体的には、実施例及び比較例の各溶融アルミニウムめっき鋼板から、圧延方向と平行に、幅が７５〜１２５ｍｍで、長さを幅の２倍程度で適宜設定した試験片を採取し、圧延方向に直交する方向に曲げ角度１８０°で曲げたときに、その外側表面の幅方向両端部から夫々７ｍｍ以上内側の部分に、めっき層の剥離、素地の亀裂及び破断が発生するか否かで評価した。その結果、上述した曲げ試験により、めっき層の剥離、素地の亀裂又は破断が発生したものを×、これらのいずれも発生しなかったものを○とした。
【００５５】
更に、浴中機器へのＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物付着の有無については、めっき終了後に目視で確認した。以上の結果を、下記表１にまとめて示す。なお、下記表１には各溶融めっき鋼板の製造条件も併せて示す。また、下記表１においては、本発明の範囲から外れる条件は下線を付して示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
上記表１に示すように、本発明の範囲内で作製した実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の溶融アルミニウムめっき鋼板は、押し込み疵及び付着ドロス疵の発生が抑制されると共に、めっき層の密着性が良好であり、更に浴中機器へのＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物の付着もなかった。特に、鋼板表面に固着しているＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にした実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９の溶融アルミニウムめっき鋼板では、ドロスに起因する表面疵の発生がほとんど又は全くなかった。
【００５８】
これに対して、スナウト加熱を行わなかった比較例Ｎｏ．１３の溶融アルミニウムめっき鋼板、鋼板の洗浄を実施しなかった比較例Ｎｏ．１６、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２２の溶融アルミニウムめっき鋼板、並びにスナウト加熱及び鋼板洗浄の両方を行わなかったＮｏ．２０の溶融アルミニウムめっき鋼板は、ボトムドロスに起因する押し込み疵が発生した。また、浴温度が６５０℃以下であった比較例Ｎｏ．１４の溶融アルミニウムめっき鋼板は、スナウトを加熱したにもかかわらずボトムドロスが生成し、押し込み疵の発生及び浴中機器への金属間化合物の付着が確認された。一方、浴温度が６８０℃を超えていた比較例Ｎｏ．２７の溶融アルミニウムめっき鋼板は、表面疵は発生しなかったが、めっき層の密着性が低かった。
【００５９】
鋼板の温度が６４０℃未満であった比較例Ｎｏ．１７、Ｎｏ．２１の溶融アルミニウムめっき鋼板は、スナウトを加熱してもボトムドロスの発生量が多くなり、押し込み疵が発生した。一方、鋼板の温度が６８０℃を超えていた比較例Ｎｏ．２４、Ｎｏ．２６の溶融アルミニウムめっき鋼板は、表面疵は発生しなかったが、めっき層の密着性が低かった。また、スナウトを加熱しても、鋼板引上側内面の温度が６５０℃以下であった比較例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１８の溶融めっき鋼板は、スナウト内面にボトムドロスが多量に付着したため、表面に押し込み疵が発生した。一方、鋼板引上側内面の温度が６８０℃を超えるまで加熱した比較例Ｎｏ．２３、Ｎｏ．２５の溶融アルミニウムめっき鋼板は、めっき浴表面が酸化されてトップドロスが多量に生成したため、表面に付着ドロス疵が発生した。更に、参考例Ｎｏ．２８の溶融アルミニウムめっき鋼板は、スナウト加熱及び鋼板洗浄を実施したにもかかわらず、押し込み疵及び付着ドロス疵が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ドロス発生のメカニズムを模式的に示す図である。
【図２】めっき浴の流動状況を模式的に示す平面図である。
【図３】スナウト内面の温度がめっき浴の温度よりも高い場合のめっき浴の流動状況を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法における溶融めっき工程を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は図４に示す溶融アルミニウムめっき工程のスナウト４及びめっき浴３を示す拡大図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】横軸にめっき浴（Ａｌ−１０％Ｓｉ）中のＦｅ濃度をとり、縦軸に浴温をとって、ボトムドロス析出と浴温との関係を示すグラフ図である。
【図７】Ｓｅｎｄｚｉｍｉｒタイプの連続溶融めっきラインの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１０１ 鋼板
２ Ｆｅ粉
３，１０６ めっき浴
４，１０５ スナウト
４ａ 鋼板引上側内面
４ｂ 加熱炉側内面
４ｃ スナウト袴
５ ロール
６ トップドロス
７ ボトムドロス
８ 押し込み疵
９ めっき浴３の湧き出し部
１０ ポット
１１ 洗浄装置
１２ 無酸化炉
１３，１０３ 還元帯
１４，１０４ 冷却帯
１５，１６ 温度計
１７ バーナー
２０ ディップタンク
２１ 温水スクラバー
２２ 温水リンスタンク
２３ ブラシロール
１０２ 酸化炉又は無酸化炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板をアルミニウム又はアルミニウム合金融液中に浸漬し、その表面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるめっき層を形成する溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関し、特に、焼鈍工程から連続して溶融めっき工程を行う溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面にアルミニウム又はアルミニウム合金からなるめっき層を形成したアルミニウムめっき鋼板は、耐食性に優れ、更に高温下での耐酸化性にも優れていることから、防火壁材料、自動車用部品及び家庭用器具耐熱部品等に幅広く使用されている。このアルミニウムめっき鋼板は、一般に、Ｓｅｎｄｚｉｍｉｒ（ゼンジマー）式の連続溶融めっきラインで製造される。図７はゼンジマー式の連続溶融めっきラインの構成を示す図である。図７に示すように、ゼンジマー式の連続溶融めっきラインにおいては、先ず、冷間圧延された鋼板１０１を、酸化炉又は無酸化炉１０２で加熱し、表面に付着した圧延油等の汚れを燃焼又は気化させて除去する。次に、還元帯１０３及び冷却帯１０４により鋼板１０１を焼鈍すると共に、酸化炉又は無酸化炉１０２において表面に形成された酸化膜を還元除去する。その後、焼鈍後の鋼板１０１を、例えばスナウト１０５内を不活性ガス雰囲気とすることにより空気に触れないようにして、アルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるアルミニウムめっき浴１０６に浸漬し、その表面にアルミニウムめっき層を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、溶融アルミニウムめっきは、めっき浴１０６の温度が６００〜７００℃と高いため、溶融亜鉛めっきに比べてドロスが生成しやすい。溶融アルミニウムめっきにおけるドロスには、めっき浴１０６よりも比重が大きいボトムドロス（めっき浴１０６中に析出するＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物）と、めっき浴１０６よりも比重が軽いトップドロス（主にＡｌ−Ｓｉ系酸化物）とがあり、ボトムドロスは主に欲の底に沈殿するが、トップドロスは浴内のメタルの流動によって浴中に浮遊し、めっき浴１０６の表面に溜まる。このため、この従来の連続溶融めっき方法には、スナウト１０５内のアルミニウムめっき浴１０６の表面にトップドロスが生成し、これが鋼板１０１の表面に付着して製品（溶融めっき鋼板）に疵等の表面欠陥が発生するという問題点がある。そこで、従来、スナウト１０５のめっき浴１０６に浸漬されている部分を加熱することにより、スナウト１０５内におけるトップドロス発生の抑制を図った連続溶融アルミニウムめっき方法が提案されている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００４】
例えば、特許文献２に記載の溶融アルミニウムめっき法では、めっき浴１０６の温度を６５０℃以下にすることにより高温で生成するトップドロス発生を抑制すると共に、スナウト１０５のめっき浴１０６に浸漬されている部分に電気エレメント及び高温ガス導管等の加熱源を設け、この加熱源によりスナウト１０５周囲のアルミニウムめっき浴１０６の温度をアルミニウムの融点＋７０℃前後に上昇させることにより、鋼板１０１浸漬時の通板性を確保している。また、特許文献３に記載のスナウト内鋼帯表面のドロス付着防止方法では、めっき浴１０６（浴温度：６５０℃又は６６０℃）の表面に浮遊するトップドロスをメタルポンプで強制的に吸引排出すると共に、スナウト１０５のめっき浴１０６の表面と接する部分にヒーターを設け、このヒーターでスナウト１０５をめっき浴１０６の設定温度よりも１０〜７０℃高い温度に加熱している。これにより、スナウト１０５内のめっき浴１０６の表面に凝固膜が生成すること及びドロスがスナウト１０５の壁面に固着することを防止している。
【０００５】
【特許文献１】昭６０−４３４７６号公報
【特許文献２】昭５７−１３１３５５号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、特許文献２及び３に記載の技術には、スナウトの下端部にヒーター等の加熱源を設けるため設備が大きくなり、実用的ではないという問題点がある。また、鋼板の反り形状によっては、スナウトを上下前後に動かす必要があるが、スナウトは元々重量物であり、特許文献２及び３に記載の技術のようにスナウト先端部が更に重くなる場合、スナウトの稼動設備を変更しなくてはならないという問題点もある。更に、一般に溶融めっき鋼板の製造ラインは、亜鉛めっき鋼板とアルミニウムめっき鋼板とで兼用していることが多いため、特許文献２及び３に記載されているようなアルミニウムめっき鋼板の製造にしか使用できない加熱装置は、亜鉛めっき鋼板を製造しているときは、使用せずに設置しておくこととなり、メンテナンスの点でも問題がある。更にまた、引用文献３に記載されているように、このような加熱装置に加えて、メタルポンプを併設すると、これらの装置がめっき浴内で占める割合が大きくなり、設備付加が更に大きくなる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、めっき浴の温度を６５０℃以下にして、温度の上昇に起因するドロスの発生を抑制しているが、この浴温度で発生が増加するドロス、即ち、めっき浴とＦｅとの反応に起因するＦｅ−Ａｌ金属間化合物の生成防止については、何ら考慮されていない。なお、このＦｅ−Ａｌ金属間化合物は、めっき浴よりも比重が重いため、ボトムドロスとなる。また、めっき浴温度を６５０℃以下にすると、スナウト内部のめっき浴表面だけでなく、スナウト外部のめっき浴面の凝固も発生するため、めっき操業に多大な注意が必要になるという問題点もある。
【０００８】
一方、特許文献３に記載の技術では、６５０℃以上の浴温で発生する浮遊ドロスを吸引除去すると共に、めっき浴と接する部分のスナウトを加熱しているが、このめっき浴面に浮遊するドロスは、通常めっき浴よりも比重が小さいトップドロスと呼ばれるものであり、浴温度が６５０℃以上のときに発生しやすいドロスである。このように、特許文献３に記載のドロス付着防止方法でも、ボトムドロスの防止方法については何ら検討がなされていない。また、めっき浴内に局所的な温度変動があると、メタルポンプ内にＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物が付着して、ポンプの目詰まりを招く虞があるため、メタルポンプの使用は避けることが望ましい。
【０００９】
更に、後述するように、スナウト下部にヒーターを設置してもドロスの発生を完全に抑制することはできず、ドロスの発生とスナウト壁面への付着が時折観察される。特に、ボトムドロスに起因する鋼板表面の押し込み疵は、トップドロスの巻き込み疵（ドロス付着疵）のようにコイル全長に亘って頻繁に発生するものではないが、大きさが単位粒子あたり１ｍｍ以上と大きく、かつ多数の粒子が一箇所に集中して存在するため、製品品質への影響が大きい。このため、ボトムドロスに起因する押し込み疵の発生率は、コイル割合で１０％以下とすることが求められている。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用し、かつメタルポンプを使用しなくても、ドロスに起因する表面疵の発生を抑制できると共に、めっき層の密着性を向上させることができる溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法は、焼鈍工程から連続して溶融めっき工程を行う溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法において、冷間圧延した鋼板を洗浄した後、加熱炉により焼鈍する工程と、焼鈍後の鋼板を、スナウトを介してアルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるめっき浴中に浸漬して、前記鋼板の表面にアルミニウムめっき層を形成する工程とを有し、前記めっき浴中に浸漬される鋼板の温度を６４０〜６８０℃、前記めっき浴の温度を６５０℃を超え６８０℃以下とし、更に、前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域を加熱して前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下とすると共に、前記スナウトの前記鋼板引上側内面と対向する加熱炉側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、幅方向全体に亘って６５０℃未満でかつ前記めっき浴の温度よりも５℃以上低い温度にすることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、めっき浴の温度及び鋼板の温度を従来よりも低く設定し、更に、スナウトの鋼板引上側内面におけるめっき浴の表面と接する部分の温度が、スナウトの加熱炉側内面におけるめっき浴の表面と接する部分よりも高くなるようにしているため、めっき浴の温度変動及び成分変動が抑制される。これにより、ボトムドロスの析出を抑制できる共に、スナウトの加熱炉側内面へのドロス付着を防止することができ、更にめっき層の厚さを低減することもできる。その結果、メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用して、メタルポンプを使用しなくてもドロスに起因する表面疵の発生を抑制でき、めっき層の密着性が優れ、表面疵が少ない溶融アルミニウムめっき鋼板を製造することができる。
【００１３】
この溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法では、前記鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、前記めっき浴の温度よりも低くしてもよい。
【００１４】
また、前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域をバーナーよって局所的に加熱することで、前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下としてもよい。
【００１５】
更に、前記洗浄により、前記鋼板の表面に固着残留するＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、めっき浴の温度及び鋼板の温度を従来よりも低くし、更に、スナウトの鋼板引上側内面におけるめっき浴の表面と接する部分の温度が、スナウトの加熱炉側内面におけるめっき浴の表面と接する部分よりも高くなるようにしているため、メンテナンス性に優れた簡便な加熱装置を使用し、かつメタルポンプを使用しなくても、ドロスに起因する表面疵の発生を抑制することができると共に、めっき層の密着性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。本発明者は、上記課題を解決するために鋭意実験研究を行い、以下に示す知見を得た。本発明者は、溶融アルミニウムめっきにおいて、めっき浴中に局所的に発生する浴温変動又は成分変動により生成し、めっき浴底部に堆積するボトムドロスは、溶融亜鉛めっきにおけるボトムドロスとは異なり、めっき浴を構成する溶融アルミニウムよりも比重が大きいため、巻き上がりは発生しにくいが、スナウト内面のめっき浴と接触している部分に付着しやすく、このスナウト内面に付着したボトムドロスが剥離し、めっき浴中のポットロールに噛み込まれることが、鋼板表面に押し込み疵を発生させる主な原因であることを見出した。また、本発明者は、めっき浴の局所的な成分変動には、めっき浴中に溶出するＦｅ量が大きく影響することを見出した。そして、本発明者の検討により、鋼板表面に固着しているＦｅ粉に起因してめっき浴内に持ち込まれるＦｅ量が多く、かつめっき浴に進入する鋼板の温度がめっき浴よりも高い場合に、特に、ボトムドロスの発生が多いことがわかった。
【００１８】
図１はボトムドロス発生のメカニズムを模式的に示す図である。図１に示すように、圧延工程において生じたＦｅ粉２が固着した鋼板１をめっき浴３に浸漬すると、このＦｅ粉２とめっき浴３中のアルミニウム金属間化合物成分とが反応し、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金（例えば、Ａｌ５ＦｅＳｉ等）を形成する。その際、鋼板１の温度がめっき浴３の温度よりも低いと、鋼板１がめっき浴３に進入する部分、即ち、スナウト４内のめっき浴３の温度が他の部分よりも低くなり、スナウト４の内面を析出サイトとしてＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物がボトムドロス７として析出する。そして、前述したようにボトムドロス７は剥がれやすく、剥がれたボトムドロス７が鋼板１の表面に付着すると、ロール５において噛み込みが生じ、ボトムドロス７が鋼板１に押し込まれるため、表面に押し込み疵８が発生する。なお、めっき浴３の表面には、酸化により、溶融アルミニウムよりも比重が軽いＡｌ−Ｓｉ酸化物、即ち、トップドロス（浮遊ドロス）６が生成する。この、トップドロス６は比重が軽く沈降しにくいため、押し込み疵８の原因とはなりにくいが、めっき浴３から引き上げる際に鋼板１に付着するため、付着ドロス疵の発生を招く。
【００１９】
次に、本発明者は、めっき浴の温度及びめっき浴に浸漬する鋼板の温度についても検討し、以下に示す知見を得た。即ち、めっき浴の温度及び鋼ストリップの温度が共に高いと、めっき浴中で鋼板からＦｅが溶出し、めっき浴中のＦｅ濃度が上昇してドロスが発生しやすくなる。また、このような条件では、めっき層と鋼板との間に形成される金属間化合物層が厚くなりやすいため、密着性が低下する。更に、めっき浴内に設置する機器の損傷が大きく、使用できる期間が短くなる。このため、溶融アルミニウムめっきにおいては、めっき浴の温度又は鋼ストリップの温度のいずれか一方を低く設定する必要がある。
【００２０】
しかしながら、めっき浴の温度を低くして、鋼板の温度を高く設定した場合、めっき浴内に設置する機器の損傷を防止できると共に、めっき層の厚さを低減してめっき層の密着性を向上させることはできるが、鋼板の温度が高いため、めっき浴浸漬時のＦｅ溶出量が多く、めっき浴中のＦｅ濃度が上昇してドロスが発生しやすい。そこで、従来の溶融めっき鋼板の製造方法においては、めっき浴の温度を高くし、鋼板の温度を低く設定している。その場合、鋼板に付着したＦｅ粉に起因するドロスの発生はある程度抑制することができるが、めっき浴と鋼板との温度差が大きく、鋼板が進入する際のめっき浴温度の低下が大きいため、めっき浴中のＦｅ濃度が過飽和となり、スナウト内のめっき浴でドロスが発生する。また、浴温度が高いため、めっき浴内に設置する機器の損傷も大きい。
【００２１】
これに対して、めっき浴の温度及びめっき浴に浸漬する鋼板の温度を低くすると、めっき浴と鋼板との温度差が小さくなり、鋼板を浸漬してもめっき浴の温度低下が少ないため、Ｆｅ量の過飽和に起因するボトムドロスの発生を抑制することができる。また、鋼板とめっき層との間に形成される金属間化合物層の厚さを低減することができるため、めっき層の密着性を良好にすることができ、更に、めっき浴内に設置する機器の損傷を防止することもできる。このため、溶融アルミニウムめっき鋼板を製造する際は、めっき浴の温度及び鋼ストリップの温度を共に低くすることが望ましい。しかしながら、この場合でも、ボトムドロスによる押し込み疵の生成を完全に防止することはできない。これは、めっき浴の温度が低いため、浴温度の変動によるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物の生成が敏感になるためである。この問題を解決するためには、めっき浴を６５０℃を超える温度にする必要がある。更に、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ金属間化合物の生成には、鋼板から溶け出すＦｅ分の量も敏感に影響するため、鋼板に固着したＦｅ粉の量を規制すると共に、Ｆｅの溶解を促進するメタルポンプを使用して鋼板の幅方向に沿った流動を故意に発生させることは行わないことが望ましい。
【００２２】
ただし、めっき浴の温度が６５０℃を超えると、トップドロスが生じやすいことが知られており、上述した方法だけでは、鋼板へのトップドロスの付着が避けられない。そこで、後述するように、本発明者は、故意に鋼板幅方向の流動を発生させることなく、かつ簡便な設備で、ボトムドロスに起因する押し込み疵と、浮遊ドロスに起因する付着ドロス疵とを同時に防止できる方法を見出した。即ち、本発明者は、スナウト内のめっき浴の流動状況について詳細に観察した結果、スナウトの鋼板引上側に浴の湧き出し部分が存在することを見出した。図２はめっき浴の流動状況を模式的に示す平面図である。図２に示すめっき浴３の湧き出し部分９は、スナウト４内における鋼板引上側に、鋼板１がめっき浴３中に進入する際に生じる引き込み流と、それに伴うスナウト４内の反転流とが生じた結果、出現したものである。
【００２３】
更に、めっき浴３の比重はその温度に関係するため、めっき浴３の温度よりもスナウト４の内面の温度の方が低いと、スナウト中央部からスナウト内面側に向かう流れが生じ、この流れは、めっき浴３とスナウト４との温度差が大きくなる程、強くなる。そこで、本発明者は、上述した湧き出し部分９と、スナウト中央部からスナウト内面側に向かう流れとを制御し、めっき浴３内に図２に示すような流れを形成することにより、メタルポンプを使用してめっき浴３内に強制的な流れを形成しなくても、鋼板１に浮遊ドロスが付着することを防止し、これに起因する付着ドロス疵の発生を防止できることを見出した。
【００２４】
更に、本発明者は、スナウト４の内面に付着するボトムドロスの生成を防止するためには、スナウト４の内面のめっき浴と接する部分のうち、めっき浴３の表面と接する三重点の分を加熱する必要があることを見出した。この部分の温度が６５０℃以下の場合、スナウト４における加熱していない部分の温度が低くなり、ボトムドロスが発生しやすくなる。また、加熱部の温度が６８０℃を超えると、めっき浴３の表面酸化が激しくなり、トップドロスが多量に発生するため、付着ドロス疵が発生しやすくなる。
【００２５】
ここで、上述したスナウト４内におけるめっき浴３の流動と、めっき浴３の温度との関連を考えると、スナウト４内の鋼板引上側においては、めっき浴３の湧き出し部分が存在しているため、浴温度をスナウト内面（鋼板引上側内面４ａ）の温度よりも高く保ちながら加熱することが好ましい。一方、スナウト４内における鋼板引上側の反対側（加熱炉側）は、湧き出し部分がないため、鋼板引上側と同程度の流動量を得るには、めっき浴とスナウト内面（加熱路側内面４ｂ）との温度差を、鋼板引上側におけるめっき浴とスナウト内面との温度差よりも大きくする必要がある。しかしながら、加熱炉側であれば、仮に、スナウト内面にボトムドロスが付着成長し、剥離したとしても、鋼板表面に落下することはなく、また、ボトムドロスは比重が大きいため、流動解析により、径が０．５ｍｍ以上であれば巻き上がらないことを確認している。このため、加熱炉側内面４ｂについては、その温度を６５０℃未満とし、積極的にめっき浴３とスナウト内面との温度差を大きくすることが有効である。即ち、本発明者は、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度は６５０℃を超え６８０℃以下の範囲内でめっき浴３の温度よりも低く保つと共に、加熱炉側内面４ｂ温度は６５０℃未満に保つことが最も好ましいことを見出した。従って、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、スナウトの鋼板引上側のみ加熱し、加熱炉側は加熱しない。
【００２６】
これに対して、スナウト内面の温度がめっき浴の温度よりも高い場合は、めっき浴に上述したような流れは起きにくい。図３はスナウト内面の温度がめっき浴の温度よりも高い場合のめっき浴の流れの状態を模式的に示す平面図である。スナウト４の内面の温度がめっき浴３の温度よりも高い場合は、図３に示すように、スナウト４内におけるめっき浴３の比重が、中央部よりも外側の方が、即ち、鋼板１側よりもスナウト４側の方が小さくなるため、鋼板１に向かう流れが起きやすくなる。これにより、めっき浴３の表面に浮遊しているトップドロスが、スナウト４内面側には集まらず、鋼板１側に集まりやすくなるため、好ましくない。
【００２７】
また、めっき浴３の温度が６５０℃を超えていても、例えば６５０℃を超え６６０℃以下と比較的低めである場合は、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度をめっき浴３の温度よりも高くしなければならないことがある。この場合でも、スナウト４の加熱炉側内面４ａの温度は、めっき浴３の温度よりも低くすることが望ましい。そして、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度を、めっき浴３の温度よりも高くかつ適正な温度範囲内（６５０℃を超え６８０℃以下）にすることにより、この鋼板引上側内面４ａに付着するボトムドロスの発生を防止することができる。ただし、めっき浴３の温度が低いため、めっき浴３に進入する鋼板１の温度をめっき浴３の温度よりも低くすると、スナウト４内の浴温度が低下してボトムドロスの生成が増加する。そこで、めっき浴３に進入する鋼板１の温度は、めっき浴３の温度と同等又は最大で１０℃程度高くすることが望ましい。そうした場合、スナウト４内におけるめっき浴３表面の鋼板引上側には、外側から内側に向かう流れ、即ち、スナウト４の内面側から鋼板１側に向かう流れが生じるが、この部分にはめっき浴湧き出し部分が存在しており、この浴湧き出し部分の流れにより鋼板１の幅方向に流れが広がるため、浮遊ドロスが鋼板１に近づくことを緩和できる。また、加熱炉側のめっき浴の表面の流れは、スナウト内面に向かうため、浮遊ドロスが鋼板に近づくことを抑制できる。
【００２８】
以上の知見をまとめると、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度は、加熱炉側内面４ｂの温度よりも常に高く保ち、更に加熱炉側内面４ｂの温度はめっき浴３の温度よりも常に低い方が好ましく、その温度差は５℃以上であることがより好ましい。これにより、めっき浴３の温度に関わらず、めっき浴３表面にスナウト４の加熱炉側内面４ｂに向かう流れが生じるため、鋼板１にトップドロスに起因する付着ドロス疵及びボトムドロスに起因する押し込み疵が発生することを防止できる。なお、スナウト４の鋼板引上側内面４ａの温度も、上述した適性範囲内であれば、めっき浴３の温度よりも５℃以上低いことが好ましい。また、めっき浴３の温度が低い場合を除いて、鋼板１の温度をめっき浴３の温度と同等以下とすることにより、鋼板進入時のＦｅの溶出を抑制でき、これによりボトムドロスの発生を防止することができる。
【００２９】
次に、本発明者は、めっき浴に進入する前の鋼板に固着しているＦｅ粉について解析を進めた。その結果、本発明者は、鋼板に固着しているＦｅ粉がアルミニウム浴と反応して局所的な成分変動を起こし、ドロスが生成することを見出した。この鋼板に付着しているＦｅ粉は、鋼板を冷間圧延する際に鋼板の表面から離脱し、圧延の潤滑油と混ざりながら鋼板表面に付着したものと考えられる。そして、鋼板表面に付着したＦｅ粉の一部は、圧延中に圧延潤滑剤と一緒に圧延ロールの間を通過するため、鋼板表面に強固に付着していることがある。なお、従来の冷延鋼板用のゼンジマー式の連続溶融めっきラインにおいては、冷延後の鋼板を洗浄せずにそのまま酸化炉又は無酸化炉に投入し、その表面に付着した油分を燃焼除去しているが、その場合でも、Ｆｅ粉は燃焼除去されずに鋼板表面に残留する。
【００３０】
一般的な亜鉛めっき鋼板の製造ラインにおいては、７００℃程度の焼鈍温度から亜鉛めっき浴温度の４５０℃程度までガスジェット冷却するため、この間に鋼板の収縮が起こり、表面に付着したＦｅ粉が剥離しやすい。このため、亜鉛めっきの場合は、表面のＦｅ粉量が少ない状態で鋼板をめっき浴に浸漬しているため、このＦｅ粉がドロスに及ぼす影響についての検討はなされていなかった。一方、溶融アルミニウムめっき鋼板を製造する場合は、アルミニウムめっき浴の温度が高いため、めっき前の鋼板の温度も６６０℃程度と亜鉛めっきに比べて高く、冷却帯での鋼板の温度変化が小さい。その結果、鋼板の収縮率が小さくなり、表面に付着しているＦｅ粉が剥離しにくくなるため、亜鉛めっき鋼板を製造する場合に比べて、めっき浴中に持ち込まれるＦｅ粉の量が１０倍程度多くなることがわかった。
【００３１】
従来、縦型の焼鈍炉を設けた連続溶融めっきラインでは、洗浄装置が設けられており、鋼板表面に付着しているスマット、油及びＦｅ粉を洗浄して、ハースロールへのＦｅ粉のビルドアップ防止を図っている。しかしながら、溶融めっきする直前の鋼板表面に残留しているＦｅ粉は鋼板と結合力が強く、これらは連続溶融めっきライン投入前から既に鋼板に強く固着していたものと考えられる。このため、溶融アルミニウムめっき鋼板を製造する際には、焼鈍ラインに入る前のＦｅ粉の量を、従来に比べて厳しく管理する必要があり、特に、横型のゼンジマー式の連続めっきラインを使用する場合には、更に厳しい管理が必要となる。
【００３２】
上述の如く、本発明者は、めっき浴の温度及び鋼板の温度を低く設定すると共に、鋼板からめっき浴内に持ち込まれるＦｅ粉の量及びその溶解量を厳しく管理することにより、めっき浴に生じる局所的な成分変動を防止し、更に、スナウトの鋼板引上側内面におけるめっき浴面の三重点域を局所的に加熱すると共に、少なくとも加熱炉側内面の温度をめっき浴の温度よりも低く保つことにより、スナウト内のめっき浴にスナウト内面に向かう流れを起こすことにより、トップドロスによる付着ドロス疵及びボトムドロスによる押し込み疵を発生させることなく、めっき層の密着性が優れた溶融アルミニウムめっき鋼板を製造できることを見出し、本発明に至った。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態に係る溶融アルミニウム鋼板の製造方法について説明する。図４は本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法における溶融アルミニウムめっき工程を模式的に示す図であり、図５（ａ）及び（ｂ）は図４に示す溶融アルミニウムめっき工程のスナウト４及びめっき浴３を示す拡大図であり、図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は正面図（鋼板引上側から見た図）である。図４に示すように、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、先ず、洗浄装置１１により、冷間圧延された鋼板１の表面に付着したＦｅ粉を除去する。このとき、鋼板１の表面に固着しているＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすることが望ましい。これにより、鋼板１によりめっき浴３内に持ち込まれるＦｅ粉の量を低減し、めっき浴３におけるＦｅ濃度の増加分を０．８％以下に抑制することができ、ボトムドロスの発生を抑制することができる。
【００３４】
洗浄装置１１において鋼板１を洗浄する方法としては、例えば、ＮａＯＨ等のアルカリ水溶液を使用して電解洗浄すると共に、ブラシロールを使用して油分と共にＦｅ粉を除去する方法等を適用することができる。また、鋼板表面に固着しているＦｅ粉量を更に低減する方法としては、例えば、冷延工程において、潤滑油を循環使用する際にその中に含まれるＦｅ粉量を監視し、フィルタリングを強化することにより、鋼板に付着するＦｅ粉量を減らす方法、洗浄装置１１で洗浄する際に、洗浄液を循環使用する際にその中に含まれるＦｅ粉量を監視し、フィルタリングを強化することにより、Ｆｅ粉の再付着を防止する方法、及びアルカリ水溶液で電解洗浄する際に、陽極電解のみを行い、Ｆｅ粉と鋼板の付着力を弱めて、鋼板表面に付着しているＦｅ粉を取り除く方法等が挙げられる。これらの方法によれば、加熱焼鈍炉投入前に、鋼板に固着しているＦｅ粉量を確実に１００ｍｇ／ｍ２以下にすることができる。
【００３５】
ここで、めっき浴３に浸漬される鋼板１の表面に固着しているＦｅ粉の量が１００ｍｇ／ｍ２を超えると、スナウト４の内面を適正な温度にしても、スナウト４内のめっき浴３の表面でボトムドロスとなる比重の重いＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物が生成することがある。その場合、生成したボトムドロスが沈降して鋼板１に付着する前に、横方向に洗い流す等の処置が必要となり、更に設備が複雑となる。これに対して、鋼板１の表面に固着しているＦｅ粉の量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすれば、このような処置は不要となる。
【００３６】
なお、鋼板１に固着しているＦｅ粉の量は、以下の方法で測定することができる。先ず、通常のめっきラインで使用されている洗浄設備により冷延鋼板を洗浄した後、通板を一旦停止させて鋼板表面における所定の面積（例えば１００ｃｍ２）の領域を、塩酸を含ませた脱脂綿でふき取り、この領域に付着しているＦｅ粉を脱脂綿に移し取る。そして、この脱脂綿を酸で溶解して、溶液中のＦｅ分を定量分析することにより、鋼板表面の単位面積（ｍ２）あたりに付着しているＦｅ粉量を算出する。このとき、塩酸を使用することで、アルカリ洗浄では除去できず、めっき浴３に浸漬させるまで鋼板に固着しているＦｅ粉の量を評価することが可能となる。
【００３７】
本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、上述した方法で測定し、算出したＦｅ粉量が１００ｍｇ／ｍ２を超えているときには、洗浄装置１１で使用しているＮａＯＨ水溶液のフィルターを強化して、ＮａＯＨ水溶液中のＦｅ粉量を減少させる等の対策を施すことが好ましい。また併せて、冷間圧延で使用している潤滑油中のＦｅ粉量についても、フィルターを強化してＦｅ粉量を減少させたり、電解洗浄に使用する陽極と陰極の比率を調整し、陽極電解の比率が増えるようにしたりすることがより好ましい。
【００３８】
次に、洗浄された鋼板１を無酸化炉１２において、例えば５００〜７００℃に加熱し、表面に付着した圧延油等の汚れを燃焼又は気化させて除去する。次に、還元帯１３及び冷却帯１４がこの順に設けられた加熱炉により、鋼板１を焼鈍すると共に、無酸化炉１２において表面に形成された酸化膜を還元除去する。その際の焼鈍条件としては、例えば、板温が７００〜８００℃程度、雰囲気の露点が−４０℃程度である。このとき、例えば、冷却帯１４及びスナウト４に夫々温度計１５，１６を設置して、鋼板１の表面温度を測定し、その結果に応じて、めっき浴３に浸漬される鋼板１の温度が６４０〜６８０℃の範囲内になるようにブロアーの出力を調節する。なお、めっき浴３に浸漬される鋼板１の温度が６４０℃未満の場合、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物の析出点近くまでめっき浴３の温度を低下させてしまうため、ボトムドロスが発生しやすくなる。また、めっき浴３に浸漬される鋼板１の温度が６８０℃を超えると、めっき層と鋼板との間に形成される金属間化合物層が厚くなるため、めっき層の密着性が低下する。
【００３９】
その後、鋼板１を、例えばスナウト４内を不活性ガス雰囲気とすることにより空気に触れないようにして、アルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるアルミニウムめっき浴３に浸漬し、その表面にアルミニウムめっき層を形成する。このとき、めっき浴３の温度（浴温）は６５０℃を超え６８０℃以下とする。めっき浴３の温度が６５０℃以下の場合、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物の晶出点に近づいてドロスが発生しやすくなるだけでなく、ロールにＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ金属間化合物が捲きやすくなる。また、めっき浴３の表面に凝固膜が生成しやすくなるため、めっき浴３から引き上げる際に鋼板１にこの凝固膜が接触し、表面に擦り疵が発生しやすくなる。一方、めっき浴３の温度が６８０℃を超えると、鋼板１の表面に形成された金属間化合物層が粗大化し、めっき層の密着性が低下する。なお、めっき浴３の浴温制御は、例えばポット１０の側壁にヒーターを設け、実測した浴温に応じてヒーターの出力を調節することにより行う。
【００４０】
更に、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、鋼板１及びめっき浴３の温度が上述した範囲内となるように調節すると共に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スナウト４の下端部に設けられたスナウト袴４ｃの鋼板１の引上側外面における浴面直上域を、バーナー１７により局所的に加熱する。図６は横軸にめっき浴（Ａｌ−１０％Ｓｉ）中のＦｅ濃度をとり、縦軸に浴温をとって、ボトムドロス析出と浴温との関係を示すグラフ図である。なお、図６においては、ボトムドロスが発生する領域にハッチングをかけて示している。図６に示すように、前述した洗浄工程により、めっき浴３中のＦｅ含有量の変動を抑制したとしても、浴温に変動があると、ボトムドロスが析出しやすくなる。
【００４１】
一方、従来の溶融アルミニウムめっき方法においては、スナウト袴４ｃの全面をヒーター等によって加熱していたが、スナウト４の内面のうち冷却帯１４（加熱炉）側の内面（加熱炉側内面４ｂ）は、その上方に鋼板１が配置されており、加熱炉で加熱された鋼板１からの輻射熱を受けるため、鋼板１が引き上げられる側の内面（鋼板引上側内面４ａ）よりも温度が高く、ボトムドロスが付着しにくい。また、仮にスナウト４の加熱炉側内面４ｂにボトムドロスが付着したとしても、この部分に付着したボトムドロスは剥がれても鋼板１には付着せず、ポット１０の底部に沈降するため、製造される溶融アルミニウムめっき鋼板に表面疵は発生しない。なお、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法において使用するスナウト４の形状は、通常のスナウトのように、鋼板引上側内面４ａと加熱炉側内面４ｂとが平行になっているものでもよいが、図５（ａ）に示すように、スナウト袴４ｃ部の加熱炉側内面４ｂが浴面に対して略垂直となっているものを使用することが好ましい。このようにスナウト袴４ｃの加熱炉側内面４ｂが浴面に対して略垂直となっていると、スナウト４内においてめっき浴３の表面の流速が増加し、加熱炉側内面４ｂにボトムドロスがより付着しにくくなる。
【００４２】
以上の理由から、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、付着したボトムドロスが剥がれたときに鋼板１の表面に付着する可能性があるスナウト４の鋼板引上側内面４ａを重点的に加熱する。具体的には、スナウト袴４ｃの鋼板引上側外面におけるめっき浴面直上域を、例えば能力が３０００００ｋｃａｌ／時間程度のバーナー１７により局所的に加熱する。この場合、めっき浴直上域とは、スナウト４の鋼板引上側外面においてめっき浴３と接している位置から上方に２００ｍｍ以下の領域をいう。また、加熱すべき位置は、スナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３と接している部分なので、この部分が所定の温度になるように、バーナー１７の位置及び角度を調節する。そして、スナウト４の鋼板引上側外面をバーナー１７よって局所的に加熱することによる熱供給、及びめっき浴３からスナウト４への熱伝達による熱供給によって、スナウト４の鋼板引上側内面におけるめっき浴３の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下に調整する。
【００４３】
一方、スナウト４は、バーナー１７の炎が直接当たらない部分についても、バーナー１７により加熱された部分から伝達される熱によって加熱される。その結果、スナウト４内のめっき浴３における温度変動を３０℃以下に抑制することができるため、この部分でのボトムドロスの発生を抑制することができる。ただし、加熱されたスナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３の表面と接する部分の温度が６５０℃未満であると、スナウト４の加熱していない面の温度が下がり、ボトムドロスが生成しやすくなる。一方、スナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３の表面と接する部分の温度が６８０℃を超えると、めっき浴３の表面酸化が激しくなり、トップドロスの発生量が増加する。
【００４４】
また、バーナー１７から出る酸化性ガスの炎がめっき浴３の表面に接触すると、めっき浴３の主成分であるＡｌが酸化し、トップドロスが多量に発生する虞がある。このため、バーナー１７の炎がめっき浴３に接触しないように、その角度を調節することが望ましい。また、装置及びその配置等の都合で調節が困難な場合には、めっき浴３の表面を耐火布で覆うことによりトップドロス発生を抑制することができる。その場合、めっき浴３全体を耐火布で覆うと、浴面の温度が上昇してしまうため、バーナー１７の炎が当たる部分のみ耐火布で覆うことが望ましい。
【００４５】
その後、必要に応じて、アルミニウムめっき層形成後の鋼板１に対して、スキンパスを施し、溶融アルミニウムめっき鋼板とする。
【００４６】
本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、めっき浴３の温度及び鋼板１の温度を共に従来よりも低く設定しているため、めっき浴３と鋼板１との温度差に起因するドロスの析出を防止することができると共に、めっき層の厚さを低減することができるため、めっき層の密着性を良好にすることができる。更に、めっき浴３内に設置する機器が損傷を受けにくくなるため、これらの機器の寿命を長くすることができる。
【００４７】
また、加熱前に鋼板１の洗浄を行い、めっき浴３内に持ち込まれるＦｅ粉の量を低減しているため、めっき浴３に生じる局所的な成分変動、及びめっき浴３におけるＦｅ含有量の増加を防止することができる。これにより、このＦｅ粉に起因するドロスの析出を抑制することができる。前述した図６には示していないが、鋼板１を浸漬する前のめっき浴３において、浴温度を６５０℃に保持したときのＦｅの飽和溶解度は約１．９％となる。本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法のように、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量を低減すれば、めっき浴３におけるＦｅ濃度の変動を抑えることができる。具体的には、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量を１００ｍｇ／ｍ２以下にして、めっき浴３中におけるＦｅ濃度の増加分を０．８％以下にすることができれば、めっき浴３のＦｅ濃度を２．７％以下にすることができる。例えば、めっき浴３の温度を前述した適性温度の上限である６８０℃に設定した場合、図６に示すようにめっき浴３のＦｅ飽和溶解度は２．８％程度となるため、スナウト４の鋼引上側内面４ａの温度を適正範囲の上限である６８０℃とすることにより、この部分でのドロス発生を抑制することができる。
【００４８】
なお、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量は、鋼板１の冷延条件及び洗浄条件によっても変化する。そこで、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉のおよその値に基づき、例えば図６に示すＦｅ飽和線の位置を参照して、ドロスが発生しないようにめっき浴３の温度を調整してもよく、また、めっき浴３の温度を一定にした場合は、鋼板１の冷延条件及び／又は洗浄条件を調整して、鋼板１の表面に固着したＦｅ粉の量を調整することも可能である。
【００４９】
更に、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、スナウト袴４ｃの鋼板引上側外面におけるめっき浴面直上域を、バーナー１７によって局所的に加熱し、スナウト４の鋼板引上側内面４ａにおけるめっき浴３の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下としているため、めっき浴３の温度変動を防止してボトムドロスの析出を抑制することができると共に、この部分へのドロス付着を防止して溶融アルミニウムめっき鋼板における表面疵の発生を防止することができる。更にまた、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法においては、バーナー１７によりスナウト袴４ｃの一部を加熱しているため、特許文献２及び３に記載の技術のように、大規模な設備を使用しなくても、スナウト５内のめっき浴３を効率的に加熱することができる。その結果、本実施形態の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法によれば、めっき層の密着性が優れ、ボトムドロス及びトップドロスに起因する表面疵が少ない溶融アルミニウムめっき鋼板を製造することができる。
【００５０】
なお、Ａｌ含有量が５５質量％程度のＺｎ−Ａｌめっきであるガルバリウム鋼板を製造する際にも、溶融アルミニウムめっき鋼板の場合と同様のドロスが形成されるため、このガルバリウム鋼板の製造工程にも上述した本発明の技術を適用することが可能である。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の実施例及び本発明の範囲から外れる比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。先ず、本発明の実施例として、図４に示す溶融めっきラインを使用して溶融アルミニウムめっき鋼板を作製した。その際、ディップタンク２０、上下方向に複数のブラシロール２３を備えた温水スクラバー２１及び温水リンスタンク１９がこの順に配置されている洗浄装置１１を使用して、鋼板１の両面を洗浄した。また、本実施例においては、めっき浴の組成をＡｌ：８７．５質量％、Ｓｉ：１０質量％、Ｆｅ：２．５質量％とし、板厚が１．０ｍｍで幅が１０００ｍｍの鋼板の両面に、めっき付着量を８０〜１２０ｇ／ｍ２として溶融アルミニウムめっきを施した。また、本発明の比較例として、加熱前の洗浄及びスナウト袴４ｃの加熱を行わず、それ以外は前述の実施例と同じ条件及び方法で溶融アルミニウムめっき鋼板を作製した。更に、参考例として、スナウト袴４ｃをめっき浴３に浸漬する前に加熱し、一時的に加熱炉側内面の温度を上げ、その他の条件は前述した実施例と同様の条件で溶融アルミニウムめっき鋼板を作製した。なお、実施例、比較例及び参考例の溶融アルミニウムめっき鋼板を作製するにあたっては、メタルポンプによりめっき浴３の表面に横方向の流動を発生させることはしなかった。
【００５２】
そして、実施例、比較例及び参考例の各溶融めっき鋼板につて、ボトムドロスに起因する押し込み疵及びトップドロスに起因する付着ドロス疵の有無、めっき層の密着性、並びに浴中機器へのＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物付着の有無について評価した。
【００５３】
押し込み疵及び付着ドロス疵等の表面疵の有無は、目視により評価した。具体的には、目視により表面疵の有無を確認し、その疵発生率（％）（＝表面疵（押し込み疵又は付着ドロス疵）があったコイル数／試験したコイル数×１００）を求めた。そして、ボトムドロスについては、発生率が６％未満のものを「疵なし」、６％以上８％未満のものを「ほとんどなし」、８％以上１０％未満のものを「わずかにあり」、１０％以上のものを「疵あり」とし、「疵あり」は不合格で、それ以外のものは合格とした。一方、トップドロスについては、発生率が１０％未満のものを「疵なし」、１０％以上のものを「疵あり」とし、「疵なし」が合格で、「疵あり」を不合格とした。
【００５４】
また、めっき層の密着性評価は、ＪＩＳ Ｇ ３３１４に規定されている「溶融アルミニウムめっき鋼板及び鋼帯の機械的性質の曲げ試験に準じて行った。具体的には、実施例及び比較例の各溶融アルミニウムめっき鋼板から、圧延方向と平行に、幅が７５〜１２５ｍｍで、長さを幅の２倍程度で適宜設定した試験片を採取し、圧延方向に直交する方向に曲げ角度１８０°で曲げたときに、その外側表面の幅方向両端部から夫々７ｍｍ以上内側の部分に、めっき層の剥離、素地の亀裂及び破断が発生するか否かで評価した。その結果、上述した曲げ試験により、めっき層の剥離、素地の亀裂又は破断が発生したものを×、これらのいずれも発生しなかったものを○とした。
【００５５】
更に、浴中機器へのＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物付着の有無については、めっき終了後に目視で確認した。以上の結果を、下記表１にまとめて示す。なお、下記表１には各溶融めっき鋼板の製造条件も併せて示す。また、下記表１においては、本発明の範囲から外れる条件は下線を付して示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
上記表１に示すように、本発明の範囲内で作製した実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の溶融アルミニウムめっき鋼板は、押し込み疵及び付着ドロス疵の発生が抑制されると共に、めっき層の密着性が良好であり、更に浴中機器へのＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ金属間化合物の付着もなかった。特に、鋼板表面に固着しているＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にした実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９の溶融アルミニウムめっき鋼板では、ドロスに起因する表面疵の発生がほとんど又は全くなかった。
【００５８】
これに対して、スナウト加熱を行わなかった比較例Ｎｏ．１３の溶融アルミニウムめっき鋼板、鋼板の洗浄を実施しなかった比較例Ｎｏ．１６、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２２の溶融アルミニウムめっき鋼板、並びにスナウト加熱及び鋼板洗浄の両方を行わなかったＮｏ．２０の溶融アルミニウムめっき鋼板は、ボトムドロスに起因する押し込み疵が発生した。また、浴温度が６５０℃以下であった比較例Ｎｏ．１４の溶融アルミニウムめっき鋼板は、スナウトを加熱したにもかかわらずボトムドロスが生成し、押し込み疵の発生及び浴中機器への金属間化合物の付着が確認された。一方、浴温度が６８０℃を超えていた比較例Ｎｏ．２７の溶融アルミニウムめっき鋼板は、表面疵は発生しなかったが、めっき層の密着性が低かった。
【００５９】
鋼板の温度が６４０℃未満であった比較例Ｎｏ．１７、Ｎｏ．２１の溶融アルミニウムめっき鋼板は、スナウトを加熱してもボトムドロスの発生量が多くなり、押し込み疵が発生した。一方、鋼板の温度が６８０℃を超えていた比較例Ｎｏ．２４、Ｎｏ．２６の溶融アルミニウムめっき鋼板は、表面疵は発生しなかったが、めっき層の密着性が低かった。また、スナウトを加熱しても、鋼板引上側内面の温度が６５０℃以下であった比較例Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１８の溶融めっき鋼板は、スナウト内面にボトムドロスが多量に付着したため、表面に押し込み疵が発生した。一方、鋼板引上側内面の温度が６８０℃を超えるまで加熱した比較例Ｎｏ．２３、Ｎｏ．２５の溶融アルミニウムめっき鋼板は、めっき浴表面が酸化されてトップドロスが多量に生成したため、表面に付着ドロス疵が発生した。更に、参考例Ｎｏ．２８の溶融アルミニウムめっき鋼板は、スナウト加熱及び鋼板洗浄を実施したにもかかわらず、押し込み疵及び付着ドロス疵が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ドロス発生のメカニズムを模式的に示す図である。
【図２】めっき浴の流動状況を模式的に示す平面図である。
【図３】スナウト内面の温度がめっき浴の温度よりも高い場合のめっき浴の流動状況を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法における溶融めっき工程を模式的に示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は図４に示す溶融アルミニウムめっき工程のスナウト４及びめっき浴３を示す拡大図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】横軸にめっき浴（Ａｌ−１０％Ｓｉ）中のＦｅ濃度をとり、縦軸に浴温をとって、ボトムドロス析出と浴温との関係を示すグラフ図である。
【図７】Ｓｅｎｄｚｉｍｉｒタイプの連続溶融めっきラインの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１０１ 鋼板
２ Ｆｅ粉
３，１０６ めっき浴
４，１０５ スナウト
４ａ 鋼板引上側内面
４ｂ 加熱炉側内面
４ｃ スナウト袴
５ ロール
６ トップドロス
７ ボトムドロス
８ 押し込み疵
９ めっき浴３の湧き出し部
１０ ポット
１１ 洗浄装置
１２ 無酸化炉
１３，１０３ 還元帯
１４，１０４ 冷却帯
１５，１６ 温度計
１７ バーナー
２０ ディップタンク
２１ 温水スクラバー
２２ 温水リンスタンク
２３ ブラシロール
１０２ 酸化炉又は無酸化炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼鈍工程から連続して溶融めっき工程を行う溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法において、
冷間圧延した鋼板を洗浄した後、加熱炉により焼鈍する工程と、
焼鈍後の鋼板を、スナウトを介してアルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるめっき浴中に浸漬して、前記鋼板の表面にアルミニウムめっき層を形成する工程と、を有し、
前記めっき浴中に浸漬される鋼板の温度を６４０〜６８０℃、前記めっき浴の温度を６５０℃を超え６８０℃以下とし、
更に、前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域を加熱して前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下とすると共に、前記スナウトの前記鋼板引上側内面と対向する加熱炉側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、幅方向全体に亘って６５０℃未満でかつ前記めっき浴の温度よりも５℃以上低い温度にすることを特徴とする溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、前記めっき浴の温度よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域をバーナーよって局所的に加熱することで、前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記洗浄により、前記鋼板の表面に固着残留するＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項１】
焼鈍工程から連続して溶融めっき工程を行う溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法において、
冷間圧延した鋼板を洗浄した後、加熱炉により焼鈍する工程と、
焼鈍後の鋼板を、スナウトを介してアルミニウム又はアルミニウム合金融液からなるめっき浴中に浸漬して、前記鋼板の表面にアルミニウムめっき層を形成する工程と、を有し、
前記めっき浴中に浸漬される鋼板の温度を６４０〜６８０℃、前記めっき浴の温度を６５０℃を超え６８０℃以下とし、
更に、前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域を加熱して前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下とすると共に、前記スナウトの前記鋼板引上側内面と対向する加熱炉側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、幅方向全体に亘って６５０℃未満でかつ前記めっき浴の温度よりも５℃以上低い温度にすることを特徴とする溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を、前記めっき浴の温度よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記スナウト下端部における鋼板引上側外面のめっき浴面直上域をバーナーよって局所的に加熱することで、前記スナウトの鋼板引上側内面における前記めっき浴の表面と接する部分の温度を幅方向全体に亘って６５０℃を超え６８０℃以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記洗浄により、前記鋼板の表面に固着残留するＦｅ粉量を１００ｍｇ／ｍ２以下にすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２０２１３７（Ｐ２００８−２０２１３７Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４２８１７（Ｐ２００７−４２８１７）
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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