(57)【要約】【課題】合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際して、鋼板エッジ部の合金化不良の発生を抑止して、良好な品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造設備を提供する。【解決手段】鋼板エッジ部の温度低下を補償できるように、亜鉛付着量を調整した後から合金化炉８の入側の間にレーザー照射装置１１を備えているとともに、合金化度計１０からレーザー照射装置１１へのフィードバック回路１２を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を溶融亜鉛浴中を通過させ、亜鉛付着量を調整した後、合金化炉で合金化処理を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、亜鉛付着量を調整した後から合金化炉の入側の間で、合金化の不足する鋼板部分の表面にレーザーを照射して、当該鋼板部分の温度を高めた後に、合金化炉にて合金化処理を行うことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
合金化処理後に、合金化度計により鋼板幅方向の合金化度分布を検出し、検出した合金化度分布に基づいて、レーザーの照射条件を調整することを特徴とする請求項１に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記鋼板部分は、鋼板エッジ部であることを特徴とする請求項１または２に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
鋼板を溶融亜鉛浴中を通過させ、亜鉛付着量調整装置で亜鉛付着量を調整した後、合金化炉で合金化処理を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置において、亜鉛付着量調整装置と合金化炉の入側の間に、合金化の不足する鋼板部分の表面にレーザーを照射して当該鋼板部分の温度を高めるためのレーザー照射装置を備えていることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項５】
合金化処理後に鋼板幅方向の合金化度分布を検出する合金化度計を備えていて、その合金化度計が検出した合金化度分布に基づいて、レーザー照射装置からのレーザーの照射条件を調整する制御装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項６】
前記鋼板部分は、鋼板エッジ部であることを特徴とする請求項４または５に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造においては、従来から下記のような問題がある。
【０００３】
すなわち、通常、鋼板エッジ部近傍ではめっき付着量が多くなる傾向があり、また、鋼板エッジ部は中央部に比べて冷却されやすいため、合金化処理の際に鋼板エッジ部近傍では、鋼板中央部と比較して合金化度が低くなる傾向があり、変色や摺動性の低下等の不良が発生しやすい。
【０００４】
この問題に対応するために、これまで、下記のような技術が提案されている。
（１）エッジバーナーを設置して、鋼板エッジ部を局部加熱する（例えば、特許文献１）。
（２）事前に当該鋼板に合金化反応を促進するためのプレめっきとして電気めっきを実施して、鋼板幅方向の鋼板エッジ領域面のめっき付着量がその内側の領域のめっき付着量より多く形成させて合金化度を均一化する（例えば、特許文献２）。
（３）鋼板エッジ部近傍のめっき付着量が多くなる部分（エッジオーバーコート部）の板面放射率を高める（例えば、特許文献３、４）。
【特許文献１】特開平５−０２５６０４号公報
【特許文献２】特開平７−０５４１１７号公報
【特許文献３】特開平５−００９６９６号公報
【特許文献４】特開平５−０３３１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記の従来技術（特許文献１〜４）には下記のような問題があった。
（１）特許文献１に記載のエッジバーナーを設置するという技術は、鋼板エッジ部近傍の合金化不良を防止する効果が不明瞭であった。
（２）特許文献２に記載の事前に電気めっきを行うという技術は、微妙なコントロールが困難で、鋼板の進行に伴って時々刻々と変化する合金化状態への対応ができなかった。
（３）特許文献３、４に記載の板面放射率を高めるという技術は、合金化処理前に直接鋼板にロールを接触させて鋼板エッジ部の放射率を変化させるものであるため、長期間運用するとロールに亜鉛粉が付着したり、発生した亜鉛粉が鋼板に再付着したりして、別の不良を発生させることがあった。
【０００６】
また、いずれの技術もコントロール可能範囲が限定的であり、応答性も良くないため、完全に鋼板エッジ部の合金化不良の発生を防止することは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際して、めっきの合金化不良の発生を抑止して、良好な品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、前記のような従来技術の問題点の解決を検討するにあたり、そのポイントを下記のように考えた。
（ａ）鋼板エッジ部の合金化不良は主に鋼板エッジ部のオーバーコート（過剰めっき）及び温度の低下に起因しているが、特に鋼板エッジ部の温度低下が問題であり、これを補償できる技術であること。
（ｂ）更に、合金化不良部は原板のクラウンや形状、その他原板表面の状態によって、長手方向、幅方向に時々刻々とその状態が変化するので、その状態の変化に対応して微妙なコントロールができる技術であること。
（ｃ）その技術を採用することによって他の品質不良を発生させない技術であること。
【０００９】
そして、上記の（ａ）〜（ｃ）の３ポイントを満足する技術を検討した結果、鋼板エッジ部の温度低下を補償する技術として、レーザー照射を適用することを着想した。
【００１０】
すなわち、鋼板エッジ部へのレーザー照射によって、鋼板エッジ部の温度を高めることができるとともに、レーザーの照射条件（照射出力、照射範囲、照射時間等）を細かく調整することで、時々刻々の変化に対応して微妙なコントロールが可能であり、しかも非接触であるため、レーザー照射に起因した二次的不良の発生も回避できる。したがって、上記の（ａ）〜（ｃ）の３ポイントを満足することができる。
【００１１】
なお、通常、溶融亜鉛めっき鋼板の合金化不良は、鋼板のエッジ部で発生しやすいが、合金化炉内部の構造によって、エッジ部ではない部分の温度が低下している場合等もあるので、その場合には、その部分にレーザー照射を行えばよい。
【００１２】
本発明は、前記の着想に基づいて、以下の特徴を有している。
【００１３】
［１］鋼板を溶融亜鉛浴中を通過させ、亜鉛付着量を調整した後、合金化炉で合金化処理を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、亜鉛付着量を調整した後から合金化炉の入側の間で、合金化の不足する鋼板部分の表面にレーザーを照射して、当該鋼板部分の温度を高めた後に、合金化炉にて合金化処理を行うことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１４】
［２］合金化処理後に、合金化度計により鋼板幅方向の合金化度分布を検出し、検出した合金化度分布に基づいて、レーザーの照射条件を調整することを特徴とする前記［１］に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１５】
［３］前記鋼板部分は、鋼板エッジ部であることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１６】
［４］鋼板を溶融亜鉛浴中を通過させ、亜鉛付着量調整装置で亜鉛付着量を調整した後、合金化炉で合金化処理を行う合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置において、亜鉛付着量調整装置と合金化炉の入側の間に、合金化の不足する鋼板部分の表面にレーザーを照射して当該鋼板部分の温度を高めるためのレーザー照射装置を備えていることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【００１７】
［５］合金化処理後に鋼板幅方向の合金化度分布を検出する合金化度計を備えていて、その合金化度計が検出した合金化度分布に基づいて、レーザー照射装置からのレーザーの照射条件を調整する制御装置を備えることを特徴とする前記［４］に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【００１８】
［６］前記鋼板部分は、鋼板エッジ部であることを特徴とする前記［４］または［５］に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するに際して、合金化の不足する鋼板部分（例えば、鋼板エッジ部）の合金化不良の発生を抑止して、良好な品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
まず、図１は、従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を示すものである。図１において、１は鋼板、２はスナウト、３は亜鉛浴槽、３ａは溶融亜鉛浴、４はシンクロール、５は浴中サポートロール、６はガスワイピングノズル、７は浴上サポートロール、８は合金化炉（８ａが加熱帯、８ｂが保熱帯）、１０が合金化度計である。
【００２２】
これによって、スナウト２を経由した鋼板１が溶融亜鉛浴３ａ中を通過し、ガスワイピングノズル６で亜鉛付着量を調整された後、合金化炉８にて合金化処理を施される。そして、合金化処理後の鋼板幅方向の合金化度分布が合金化度計１０により検出される。
【００２３】
これに対して、図２は、本発明の一実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を示すものである。本発明の一実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置は、図１に示した従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置に比べて、亜鉛付着量調整装置として例示したガスワイピングノズル６と合金化炉８の入側の間にレーザー照射装置１１を備えているとともに、合金化度計１０からレーザー照射装置１１へのフィードバック回路１２を有している。
【００２４】
そして、図３に詳細図を示すように、レーザー照射装置１１は、レーザー発信機１３と、レーザー分配器１５と、トーチ１６と、可動ミラー１７と、レーザー照射制御装置（図示せず）を備えており、レーザー発信機１３から発信されたレーザーが光路１４を経由して、鋼板１の両エッジ部の表裏面に照射され、鋼板１エッジ部の温度を高めるようになっている。
【００２５】
その際に、合金化度計１０により検出された鋼板幅方向の合金化度分布がフィードバック回路１２を経由してレーザー照射装置１１にフィードバックされ、合金化度分布の検出結果に基づいて、均一な合金化度分布が得られるように、レーザー照射制御装置によってレーザーの照射条件（照射出力、照射範囲、照射時間等）が細かく調整されるようになっている。
【００２６】
図４は、そのような鋼板１エッジ部へのレーザーの照射状態の一例を示す図である。図４において、１８はレーザー照射点、１９は鋼板１上のレーザー照射点１８の移動軌跡である。合金化度計１０からフィードバックされた合金化度分布情報に基づいて、そのままでは合金化度が低くなると予測される領域（すなわち、温度が低下していると判断される領域）２０を適切な温度に高めることができるように、レーザーの照射出力、照射時間（照射点１８の移動速度）、照射範囲（照射点１８の移動範囲）が細かく調整されている。
【００２７】
上記のようにして、この実施形態においては、鋼板エッジ部の温度低下をレーザー照射によって補償するようにしているので、レーザーの照射条件（照射出力、照射範囲、照射時間等）を細かく調整することで、時々刻々の変化に対応して微妙なコントロールが可能であり、鋼板エッジ部の合金化不良の発生を的確に抑止することができる。また、非接触であるため、レーザー照射に起因した二次的不良の発生も回避することができる。その結果、良好な品質の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を安定して得ることができるようになる。
【００２８】
なお、この実施形態においては、通常、溶融亜鉛めっき鋼板の合金化不良は、鋼板のエッジ部で発生しやすいので、鋼板エッジ部にレーザー照射を行っているが、合金化炉内部の構造によって、エッジ部ではない部分の温度が低下している場合等には、その部分にレーザー照射を行えばよい。
【実施例１】
【００２９】
本発明の実施例１として、板厚０．８ｍｍ、板幅１４００ｍｍの一般的な極低炭軟鋼原板（質量％で、Ｃ：０．００１０％、Ｍｎ：０．１％、Ｓ：０．００７％、Ａｌ：０．０２８％、Ｔｉ：０．０３０％、Ｎｂ：０．００５％）を用いて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造を行った。めっき付着量目標は４８ｇ／ｍ２、合金化度目標は１１．０％（範囲１０．０％〜１２．０％）とした。
【００３０】
そして、図１に示した従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を用いた場合を従来例とし、図２に示した本発明の一実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を用いた場合を本発明例とした。なお、本発明例では、レーザー照射装置にＣＯ２レーザー照射装置（最大出力５ｋＷ）を使用した。
【００３１】
従来例と本発明例の結果を比較したものを図５、図６に示す。図５は鋼板幅方向の合金化度分布（Ｆｅ％分布）を比較したものであり、図６は鋼板エッジの合金化度不良による不良発生率を比較したものである。
【００３２】
図５に示すように、本発明例では、鋼板幅方向の合金化度分布の均一化度が従来例に比べて向上している。
【００３３】
また、図６に示すように、本発明例では、鋼板エッジの合金化度不良による不良発生率が、従来例の３％から１％へと大幅に改善されている。
【００３４】
以上のことから、本発明の有効性を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置を示す図である。
【図３】レーザー照射装置の詳細図である。
【図４】鋼板エッジ部へのレーザーの照射状態を示す図である。
【図５】本発明の実施例１における合金化度分布の比較図である。
【図６】本発明の実施例１における不良発生率の比較図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  鋼板
２  スナウト
３  亜鉛浴槽
３ａ  溶融亜鉛浴
４  シンクロール
５  浴中サポートロール
６  ガスワイピングノズル
７  浴上サポートロール
８  合金化炉
８ａ  加熱帯
８ｂ  保熱帯
１０  合金化度計
１１  レーザー照射装置
１２  フィードバック回路
１３  レーザー発信機
１４  レーザー光路
１５  レーザー分配器
１６  トーチ
１７  可動ミラー
１８  レーザー照射点
１９  鋼板上のレーザー照射点の移動軌跡
２０  レーザー照射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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