(57)【要約】【課題】過冷による気水シワの発生を防止し、また冷却不足による亜鉛粉によるチカチカ疵の発生をも防止し、品質の良好な合金化亜鉛めっき鋼板を得ることができる合金化炉出側気水冷却方法を提供する。【解決手段】溶融亜鉛めっきされた鋼板３を合金化処理する合金化炉の出側に複数段の気水冷却手段１，２を設置し、急速冷却を行う。従来、冷却速度は上下均一であったが、本発明では、後段の冷却を前段の冷却よりも緩冷却にすることを特徴とするものである。例えば、前段の冷却速度を３０〜３５℃／秒、後段の冷却速度を２０〜２５℃／秒とすることにより、最善の結果が得られる。【選択図】    図１
2006111945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融亜鉛めっきされた鋼板を合金化炉出側で複数段の気水冷却手段により冷却するに際し、後段の冷却を前段の冷却よりも緩冷却にすることを特徴とする合金化炉出側気水冷却方法。
【請求項２】
前段の冷却速度を３０〜３５℃／秒、後段の冷却速度を２０〜２５℃／秒とすることを特徴とする請求項１記載の合金化炉出側気水冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき設備に付帯する合金化炉の出側における気水冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板の溶融亜鉛めっき処理工程では、亜鉛浴から垂直に引き上げられた鋼板を合金化炉に通して必要な合金化処理を行ったうえ、合金化炉出側に設置された冷却手段により急速冷却している。このような急速冷却を行うことにより、鉄−亜鉛合金層中に脆性相であるΓ相が成長することを抑制し、めっき密着性を確保することができる。
【０００３】
このための冷却手段として、特許文献１では空気冷却とミスト冷却（気水冷却）とを切り替えて用いる方法が開示されている。しかし近年における通板速度の上昇により、気水冷却を行ってもなお冷却能力が不足勝ちとなるため、上下２段に気水冷却手段を設け、冷却能力を高めることも行われている。この場合、後段（上段）と前段（下段）の気水水量を同一とし、めっき鋼板がこれらの気水冷却手段を通過する間に、均等な速度で冷却されるようにするのが普通である。
【０００４】
ところが、気水水量を増加させると鋼板に付着したタレ水等の影響により後段の気水冷却手段の出口板温が下がり過ぎ、めっき鋼板の表面に気水シワと呼ばれる疵が発生することがあった。この気水シワは過冷により鋼板が板幅方向に収縮し、座屈が発生するためと考えられる。特に冷却負荷が大きい難合金化材を通板する際には、気水シワが発生しやすかった。
【０００５】
そこで前段及び後段の気水水量を抑制することにより気水シワの発生を防止する工夫がなされているが、冷却不足になると後段の気水冷却手段の出口における鋼板温度が高くなりすぎ、合金化できなかった亜鉛粉によるチカチカ疵と呼ばれる不良が発生する。このため従来は気水水量を抑制するとともに通板速度を落とすことにより、後段の気水冷却手段の出口における板温を気水シワもチカチカ疵も発生しない温度に制御していたが、通板速度を落とすと生産性を低下させることはいうまでもない。なお、めっき鋼板が冷却手段を通過する間に必要なトータル抜熱量は通板速度に応じて決定されるため、単に気水冷却手段の出口板温のみを制御することは不可能である。
【特許文献１】特開平１１−４３７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、通板速度を低下させることなく必要なトータル抜熱量を確保しながら、気水冷却手段の出口における過冷による気水シワの発生を防止し、また冷却不足による亜鉛粉によるチカチカ疵の発生をも防止し、品質の良好な合金化亜鉛めっき鋼板を得ることができる合金化炉出側気水冷却方法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】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、溶融亜鉛めっきされた鋼板を合金化炉出側で複数段の気水冷却手段により冷却するに際し、後段の冷却を前段の冷却よりも緩冷却にすることを特徴とするものである。なお、前段の冷却速度を３０〜３５℃／秒、後段の冷却速度を２０〜２５℃／秒とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の合金化炉出側気水冷却方法によれば、後段の冷却を前段の冷却よりも緩冷却にする。このためには前段の冷却速度を従来よりも高め、トータル抜熱量を確保することが必要であり、具体的には例えば前段の冷却速度を３０〜３５℃／秒、後段の冷却速度を２０〜２５℃／秒とする。このように後段の冷却を緩冷却とすることによって後段の気水冷却手段の気水水量を減少させ、タレ水による過冷を防止することができる。このため過冷による気水シワの発生を防止することができる。また前段の冷却速度を従来よりも高め、後段の冷却を緩冷却とすることによって、後段の気水冷却手段の出口における鋼板温度をめっき鋼板の品種に応じて正確に制御することができ、通板速度を低下させることなく、気水シワのみならずチカチカ疵の発生をも防止して、品質の良好な合金化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】
【０００９】
図１は本発明の好ましい実施形態を示すもので、図示しない合金化炉の出側に、上下２段の気水冷却手段１，２が直列に設けられている。下方の亜鉛浴から垂直に引き上げられた鋼板３を合金化炉に通して必要な合金化処理を行ったうえ、これらの気水冷却手段１，２に通して急速冷却を行っている。鋼板３は上向きに通板されるため下段の気水冷却手段１を前段、上段の気水冷却手段２を後段と呼ぶ。なお合金化炉出口における板温は鋼種により決定されており、一般的なめっき鋼板では４７０〜５２０℃である。
【００１０】
各気水冷却手段１，２にはそれぞれ多段に気水ヘッダー４，５が配置されており、冷却水を空気噴出ノズルによりミストとして鋼板３の表面に吹きつけ、冷却している。各気水ヘッダー４，５に供給される冷却水流量及び空気流量は、制御装置６により自動制御されている。この間の冷却速度を適切に制御することによって好ましい鉄−亜鉛合金相（δ相）を生成させることができる。気水冷却手段２の上方にはトップロール７が配置されており、めっき鋼板は後工程へ送られる。
【００１１】
本発明では、後段の気水冷却手段２の気水水量を前段の気水冷却手段１の気水水量よりも減少させることにより、図２のグラフに示すように、後段における冷却曲線の勾配を従来よりも小さくする。これによりタレ水が減少し、後段の気水冷却手段２の出口における過冷がなくなるため、気水シワの発生を防止することができる。
【００１２】
図３は、横軸を（後段の気水水量／前段の気水水量）、縦軸を（後段の冷却速度／前段の冷却速度）としたグラフである。従来法は横軸の（後段の気水水量／前段の気水水量）＝１／１であり、気水シワ発生傾向にある。これに対して本発明のように横軸の値を１未満とすると縦軸の冷却速度比も小さくなる。図３中に（後段の気水水量／前段の気水水量）＝２／３の点と、（後段の気水水量／前段の気水水量）＝１／２の点を示した。縦軸の冷却速度比があまり低下すると気水冷却能力が減少するため、実際には前段の冷却速度を３０〜３５℃／秒、後段の冷却速度を２０〜２５℃／秒とした範囲が適当である。
【００１３】
また図４は横軸をトータル気水水量（後段の気水水量＋前段の気水水量）、縦軸を板幅方向の板温差としたグラフである。縦軸の値が１０５℃を越えると気水シワの危険領域に入る。（後段の気水水量／前段の気水水量）＝１／１である従来法では、トータル気水水量を増加させて行くと気水シワの危険領域に入るが、（後段の気水水量／前段の気水水量）＝２／３とした本発明では気水シワの危険領域に入るトータル気水水量が増加している。
【００１４】
すなわち、本発明によれば気水シワを発生させることなくトータル気水水量を従来よりも増加させることができ、トータル抜熱量を増加させることができる。これは本発明によれば、同一設備における通板速度の上昇が可能であることを意味しており、生産能力の向上を図ることができる。
【００１５】
また、冷却速度が低下すると鉄−亜鉛合金層中に脆性相であるΓ相が成長し、めっき密着性が低下することとなるが、本発明方法を採用しても従来法による場合とめっき密着性のデータは全く変化しておらず、Γ相の成長が抑制されていることを確認した。
【００１６】
なお、合金化炉の出口温度は鋼種により決まっているが、後段の気水冷却手段２の出口温度は鋼種によるのみならず、板厚によっても変化する。このため鋼種と板厚により後段の気水冷却手段２の出口温度を決定するテーブルを作成しておき、制御装置６に入力してトータル気水水量の自動制御を行えば、めっき鋼板の品種が変化した場合にも常に好ましい結果を得ることができる。
【００１７】
以上に説明したように、本発明によれば通板速度を低下させることなく、過冷による気水シワの発生を防止し、また冷却不足による亜鉛粉によるチカチカ疵の発生を防止し、品質の良好な合金化亜鉛めっき鋼板を得ることができる。以上の説明では気水冷却手段１，２を上下２段に設けたが、３段以上としてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における冷却曲線を示すグラフである。
【図３】水量比率と冷速比率との関係を示すグラフである。
【図４】トータル気水水量と板幅方向の板温差との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１  前段の気水冷却手段
２  後段の気水冷却手段
３  鋼板
４  気水ヘッダー
５  気水ヘッダー
６  制御装置
７  トップロール
【図１】
2006111945.tif 000003
【図２】
2006111945.tif 000004
【図３】
2006111945.tif 000005
【図４】
2006111945.tif 000006