(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法であって、
スラブに対して脱スケールを施した後、粗延ミルによる粗圧延、仕上ミルによる仕上圧延、冷却装置による冷却、およびコイラーによる巻き取りを順次に実行する、熱間圧延ユニットにより行われる熱間圧延工程を備え、前記熱間圧延工程において、スラブの出銑温度が１１００〜１２５０℃であり、最終圧延温度が８００〜９００℃であり、巻取温度が５５０〜６００℃であり、圧延速度が８〜２０ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が７〜３０℃/ｓであることを特徴とし、前記熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法はさらに、
圧延潤滑液が圧延に用いられ、圧延が１〜２パス以内で完成され、パスごとの変形率が１．０％〜９０％に制御されることを特徴とする、冷間圧延ユニットにより行われる冷間圧延工程と、
還元性ガスを導入することにより、酸化鉄皮を還元し、次いで帯鋼が亜鉛めっきポットに入る時の温度まで冷却する、還元炉により行われる還元アニール工程とを備え、還元温度が５００〜１０００℃であり、還元時間が６０〜３００ｓであり、還元性ガスがＨ2またはＣＯと不活性ガスの混合物であり、その中、Ｈ2またはＣＯの濃度が３％を下回らないことを特徴とし、前記熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法はさらに、
還元アニール工程の後、直接に亜鉛めっきポットに投入して、数秒間で滞留させ、溶融めっきを完成する、溶融めっき工程と、を含むことを特徴とする、熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項２】
冷間圧延工程の後、脱脂リンス機の中で、アルカリ脱脂剤を用いて冷間圧延の過程で表面に残留した油汚れおよび粉塵を除去し、リンスして、乾燥する、脱脂工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項３】
前記出銑温度が１１５０〜１２００℃であり、最終圧延温度が８４０〜８７０℃であり、巻取温度が５５０〜５７０℃であり、圧延速度が１４〜１８ｍ/ｓであり、冷却速度が１５〜２０℃/ｓであることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項４】
前記出銑温度が１１７０または１２００℃であり、最終圧延温度が８５０または８６０℃であり、巻取温度が５５０または５６０℃であり、圧延速度が１７または１８ｍ/ｓであり、冷却速度が１９または２０℃/ｓであることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項５】
熱間圧延工程において、得られた熱間圧延板の厚さが１．０〜６ｍｍであり、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の平均厚さが５〜１０μｍであり、酸化鉄皮の構成がＦｅ3Ｏ4およびＦｅＯを主とし、その中、Ｆｅ3Ｏ4の含有量が５０重量％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項６】
前記熱間圧延板の厚さが１．５〜４ｍｍであり、前記Ｆｅ3Ｏ4の含有量が６５％以上であることを特徴とする、請求項５に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項７】
前記圧延が１パスで完成され、変形率が５０％〜８０％に制御されることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項８】
冷間圧延工程において、前記圧延潤滑液として、脱イオン水またはパームオイルが用いられ、冷間圧延圧下率が１．０％〜９０％であることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項９】
前記冷間圧延圧下率が５０％〜８０％であることを特徴とする、請求項８に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項１０】
前記還元温度が７５０〜９５０℃であり、滞留時間が１２０〜３００ｓであり、Ｈ2またはＣＯの濃度が１０％〜７５％であることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項１１】
前記還元温度が８００℃、８５０℃または９００℃であり、滞留時間が１８０ｓ、２４０ｓまたは３００ｓであり、Ｈ2またはＣＯの濃度が１５％、２５％または３０％であることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項１２】
還元アニール工程において、反応に関与しないＨ2またはＣＯがサイクルされることを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【請求項１３】
溶融めっき工程において、得られた溶融めっき製品が溶融純亜鉛めっき、溶融亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき、溶融アルミニウム―亜鉛めっきまたは溶融アルミニウム―シリコンめっき製品を含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融めっき製品の製造方法に関し、特に、熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷間圧延溶融亜鉛めっき製品の製造において、熱間圧延板が、まず、連続酸洗タンデム冷間圧延機を通過し、熱間圧延板表面の酸化鉄皮が除去され、冷間圧延により適当な厚さに変形して、溶融めっきを施す際に、アルカリ洗浄により脱脂してから、還元アニールを施したあと、溶融亜鉛めっきが完成する。しかしながら、この伝統的な溶融亜鉛めっき製品の製造は、プロセスが長く、製造効率が悪く、かつ、酸洗工程による環境汚染の問題がひどいため、鋼鉄企業にとって、省エネルギーおよび環境保護における最大の障害である。また、鉄の酸化物は酸洗工程において大量除去されるので、製品の歩留りが低くなる。なお、腐食性が強い酸は、生産設備に対して要求があり、かつ、廃酸の処理などの段階が必要とするので、生産およびメンテナンスのコストが高くなる。よって、酸洗不要の溶融亜鉛めっき製品およびその製造プロセスの開発、すなわち、酸洗工程を抜くのは、薄帯の製造企業にとって昔からの夢であり、鋼鉄企業の持続的発展にとって重要な意義がある。
【０００３】
特許番号ＵＳ６２５８１８６Ｂ１およびＫＲ１００９０５６５３Ｂ1には、酸洗不要の熱間圧延溶融亜鉛めっき製品を高速で製造する方法が開示されている。基本原理については、酸洗の代わりに、水素ガスのような還元ガスを用いて熱間圧延帯鋼表面の酸化鉄皮を還元する。しかしながら、酸化鉄皮の還元速度が遅いため、製造ライン全体の稼働が影響を受けている。よって、上記特許においては、還元を加速し、還元の速度と亜鉛めっきの速度を合わせるために、熱間圧延帯鋼を巻き取る過程における冷却速度を制御することにより、酸化物における酸化第二鉄の含有量が２０％以上になるように向上させる。酸化第二鉄が比較的に還元されやすいが、その効果は非常に限られている。よって、技術全体の発展は、依然として還元速率および効率に制約されている。
【０００４】
熱間圧延板表面の酸化鉄皮の使用性能に対する検討について、特開平０６−０３３４４９号公報には、「タイトスケール」という鋼板が開示されており、該鋼板表面の酸化鉄皮が主に四酸化三鉄からなり、その構成が緻密であり、後続の仕上加工で変形する過程において、酸化鉄皮が脱落することなく、鋼板と一緒に変形し、酸化鉄皮が付いたまま使用する。使用者の要求が満足されるので、後で酸化鉄皮が付いたままの冷間圧延をしない。中国出願２０１０１０２３５９２８．Ｘ号、２０１０１０２９８９３９．２号、２００７１００１０１８３．５号、２０１０１００１０１１６．５号、２０１０１０２０９５２６．２号、２０１０１０１８９４１０．７号および２００５１００４７９５８．７号には、酸洗不要の自動車フレーム用鋼の製造方法が開示されている。上記特許は、すべて、熱間圧延のプロセス過程を制御することにより、熱間圧延板表面の酸化鉄皮が主に四酸化三鉄からなるようにする。上記特許は、すべて、熱間圧延板を酸化鉄皮が付いたまま使用することに関するものであり、かつ酸化鉄皮付熱間圧延板が変形する場合に曲がれることになり、冷間圧延変形に関するものではなく、後続の溶融亜鉛めっきまたは他の合金の溶融めっきにも関するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、伝統的な溶融亜鉛めっきのプロセスの不足に対して、熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法を提供することを目的とする。熱間圧延、冷間圧延の後、直接に還元してから、溶融めっきを施すことにより、酸洗およびそれに関する工程を抜くことができるとともに、工程が短く、効率がよく、コストが安い環境保護タイプの溶融めっき製品の製造を実現することができる。また、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の構成は主にＦｅ３Ｏ４およびＦｅＯを主とし、酸化鉄皮の厚さが比較的に薄く、酸化鉄皮付の冷間圧延により、溶融めっきなどの関係プロセスを施す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法は、
スラブに対して脱スケールを施した後、粗延ミルによる粗圧延、仕上ミルによる仕上圧延、冷却装置による冷却、およびコイラーによる巻き取りを順次に実行するとともに、出銑温度を低下し、圧延速度を向上させることにより、酸化鉄皮の厚さを低下させ、圧延後の冷却速度および巻取速度を同時に制御することにより、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の構成を制御し、酸化鉄皮の粘着力を向上させ、かつ酸化鉄皮の厚さを低下させる、熱間圧延ユニットにより行われる熱間圧延工程と、
圧延圧力、張力、変形率および圧延パスを含む冷間圧延のプロセスパラメータを最適化し、圧延潤滑液を用いることにより、酸化鉄皮が冷間圧延の過程で、基体に伴って良好に塑性変形するようにして、表面品質がよく、板形状もよい酸化鉄皮付板を得る、冷間圧延ユニットにより行われる冷間圧延工程と、
還元性ガスを導入して還元の温度および時間を制御することにより、酸化鉄皮を徹底的に還元し、帯鋼が亜鉛めっきポットに入る時の温度まで冷却する、還元炉により行われる還元アニール工程と、
還元アニール工程の後、直接に亜鉛めっきポットに投入して、数秒間で滞留させ、溶融めっきを完成する、溶融めっき工程と、を含む。
【０００７】
本発明の製造方法は、冷間圧延工程の後、脱脂リンス機の中で、アルカリ脱脂剤を用いて冷間圧延の過程で表面に残留した油汚れおよび粉塵を除去し、リンスして、乾燥する、脱脂工程をさらに含む。
【０００８】
熱間圧延工程において、出銑温度が１１００〜１２５０℃であり、最終圧延温度が８００〜９００℃であり、巻取温度が５５０〜６００℃であり、圧延速度が８〜２０ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が７〜３０℃/ｓである。
【０００９】
前記出銑温度が１１５０〜１２００℃であり、最終圧延温度が８４０〜８７０℃であり、巻取温度が５５０〜５７０℃であり、圧延速度が１４〜１８ｍ/ｓであり、冷却速度が１５〜２０℃/ｓである。
【００１０】
前記出銑温度が１１７０または１２００℃であり、最終圧延温度が８５０または８６０℃であり、巻取温度が５５０または５６０℃であり、圧延速度が１７または１８ｍ/ｓであり、冷却速度が１９または２０℃/ｓである。
【００１１】
熱間圧延工程において、得られた熱間圧延板の厚さが１．０〜６ｍｍであり、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の平均厚さが５〜１０μｍであり、酸化鉄皮の構成がＦｅ３Ｏ４およびＦｅＯを主とし、その中、Ｆｅ３Ｏ４の含有量が５０重量％以上である。
【００１２】
前記熱間圧延板の厚さが１．５〜４ｍｍであり、前記Ｆｅ３Ｏ４の含有量が６５％以上である。
【００１３】
冷間圧延工程において、圧延が１〜２パス以内で完成され、パスごとの変形率が１．０％〜９０％に制御される。
【００１４】
前記圧延が１パスで完成され、変形率が５０％〜８０％に制御される。
冷間圧延工程において、圧延エマルジョンとして、脱イオン水またはパームオイルが用いられ、冷間圧延圧下率が１．０％〜９０％である。
【００１５】
前記冷間圧延圧下率が５０％〜８０％である。
還元アニール工程において、還元温度が５００〜１０００℃であり、還元時間が６０〜３００ｓであり、還元性ガスがＨ２またはＣＯと不活性ガスの混合物であり、その中、Ｈ２またはＣＯの濃度が３％を下回らない。
【００１６】
前記還元温度が７５０〜９５０℃であり、滞留時間が１２０〜３００ｓであり、Ｈ２またはＣＯの濃度が１０％〜７５％である。
【００１７】
前記還元温度が８００℃、８５０℃または９００℃であり、滞留時間が１８０ｓ、２４０ｓまたは３００ｓであり、Ｈ２またはＣＯの濃度が１５％、２５％または３０％である。
【００１８】
還元アニール工程において、反応に関与しないＨ２またはＣＯがサイクルされる。
溶融めっき工程において、得られた溶融めっき製品が溶融純亜鉛めっき、溶融亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき、溶融アルミニウム―亜鉛めっきまたは溶融アルミニウム―シリコンめっき製品を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法は、伝統的なプロセスと比べて、酸洗ユニットが不要、工程が短く、効率がよいプロセスであるとともに、実際の需要を満足できる性能があり、溶融亜鉛めっきに関る伝統的な技術と比べて、酸化鉄皮を酸洗により除去する必要がなく、例えば、塩酸、硫酸のような腐食性がある媒体を使用しないため、酸洗による環境汚染の問題を根本的に解決することができる。本発明によれば、厚さの仕様が異なる溶融めっき製品を得ることができ、特に、厚い溶融亜鉛めっき製品を得ることができる。また、得られた製品は、表面品質に対する要求が厳しなく、耐食性および機械性に対してある程度の要求がある場合、例えば、様々な建築用鋼、電力施設用鋼、高速道路および様々な橋梁ガードレール、倉庫およびプラント用鋼などの領域に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例における熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法のプロセスルートを示す模式図である。
【図２】本発明の応用実施例１で得られた熱間圧延板が５０％の冷間圧延を経た後の酸化鉄皮の断面の金相顕微写真である。
【図３】本発明の応用実施例１で得られた熱間圧延板が５０％の冷間圧延を経た後の酸化鉄皮の表面形態写真である。
【図４】本発明の応用実施例１で得られた亜鉛めっき板の断面の走査写真である。
【図５】本発明の応用実施例１で得られた亜鉛めっき板が１８０°曲がれた後の表面の写真である。
【図６】本発明の応用実施例２で得られた亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき板の断面の走査である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の上記目的、特徴および利点をより明確に、解かりやすくにするためには、以下、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。まず、説明しなければならないのは、本発明が下記の実施形態に限定されるものではなく、当業者が下記の実施形態で反映された主旨によって本発明を理解し、本発明の主旨に基づいて、各技術用語を最も幅広い理解すべきである。図面において、同じ符号は同じ要素を示す。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例における熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法のプロセスルートを示す図である。図に示すように、この亜鉛めっき製品の製造方法は、以下の工程を含む。
【００２３】
（１）  熱間圧延ユニットにより熱間圧延工程を行う。当該工程において、熱間圧延板１を脱スケールした後、粗延ミル２による粗圧延、仕上ミル３による仕上圧延、冷却装置４による冷却、コイラー５による巻き取りを順次に実行するとともに、出銑温度を低下し、圧延速度を向上させることにより、酸化鉄皮の厚さを低下させ、圧延後の冷却速度および巻取速度を同時に制御することにより、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の構成を制御し、酸化鉄皮の粘着力を向上させて、比較的に薄い、かつ特定の酸化鉄皮構成を有する熱間圧延板を得る。これにより、還元速度を向上させ、徹底的な還元を保証することに有利であるだけではなく、熱間圧延板が酸化鉄皮を付いて冷間圧延される際に脱落を防止することにも有利である。
【００２４】
（２）  冷間圧延ユニットにより冷間圧延工程を行う。当該工程において、熱間圧延板を酸化鉄皮と一緒に冷間圧延し、必要に応じて適当な厚さまで圧延し、圧延の過程で、圧延のパラメータを調整して、圧延圧力、張力、変形率および圧延パスを含む冷間圧延のプロセスパラメータを最適化し、圧延潤滑液を用いることにより、酸化鉄皮が冷間圧延の過程で、脱落、ローラーに対する粘着などの現象が生じることなく、基体に伴って良好に塑性変形することを保証し、表面品質がよく、板形状もよい酸化鉄皮付板を得る。
【００２５】
（３）  脱脂リンス機６により脱脂工程を行う。当該工程において、アルカリ脱脂剤を用いて冷間圧延の過程で表面に残留した油汚れおよび粉塵を除去し、リンスして、乾燥する。冷間圧延で純水を用いた場合は、当該工程において、アルカリ脱脂剤を用いる必要がない。
【００２６】
（４）  還元アニール炉により還元アニール工程を行う。当該工程において、還元炉に投入した後、加熱区域７、均熱区域８に通過させ、還元性ガスを導入して、温度および時間に対する二重制御により、５００〜１０００℃で６０〜３００ｓの還元を行い、酸化鉄皮を徹底的に還元し、冷却区域９に通過させ、帯鋼が亜鉛めっきポットに入る時の温度まで冷却し、該温度が、一般的に４６０℃程度である。
【００２７】
（５）  溶融亜鉛めっき槽１０に投入して溶融めっき工程を行う。当該工程において、還元アニール工程の後、直接に溶融亜鉛めっき槽１０（すなわち、亜鉛めっきポット）に投入して、数秒間で滞留させ、溶融めっきを完成する。
【００２８】
試験および計算を重ねて行ったところ、上記工程（１）において、出銑温度を１１００〜１２５０℃に、最終圧延温度を８００〜９００℃に、巻取温度を５５０〜６００℃に、圧延速度が８〜２０ｍ/ｓに、圧延後の冷却速度が７〜３０℃/ｓに制御する。出銑温度が１１５０〜１２００℃であり、最終圧延温度が８４０〜８７０℃であり、巻取温度が５５０〜５７０℃であり、圧延速度が１４〜１８ｍ/ｓであり、冷却速度が１５〜２０℃/ｓであることが好ましい。出銑温度が１１７０または１２００℃であり、最終圧延温度が８５０または８６０℃であり、巻取温度が５５０または５６０℃であり、圧延速度が１７または１８ｍ/ｓであり、冷却速度が１９または２０℃/ｓであることがより好ましい。上記制御により得られた熱間圧延板の厚さが１．０〜６ｍｍであり、好ましくは１．５〜４ｍｍであり、先行技術より遥かに薄いであり、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の平均厚さが５〜１０μｍである（熱間圧延板表面の酸化鉄皮の平均厚さとは、熱間圧延板における代表的な位置、例えば、頭部、中部、尾部および側辺部などで、それぞれ少なくとも三つの点で厚さを測定し、各点で測定した酸化鉄皮の厚さの総和を測量点の数量の総和で除算して、得られた結果である）。該酸化鉄皮の構成はＦｅ３Ｏ４およびＦｅＯを主とし、その中、Ｆｅ３Ｏ４の含有量が５０重量％以上であり、好ましくは６５重量％以上である。これにより、該酸化鉄皮の厚さを比較的に薄くにすることができるため、還元に有利であり、粘附力がよいため、皮が付いたまま冷間圧延を施すことに有利ある。
【００２９】
上記工程（２）において、圧延エマルジョンとして、脱イオン水またはパームオイルが用いられ、冷間圧延圧下率が１．０％〜１００％であり、好ましくは、冷間圧延圧下率が５０％〜８０％である。圧延が１〜２パス以内で完成され、パスごとの変形率が１．０％〜１００％に制御される。圧延が１パスで完成され、変形率が５０％〜８０％に制御されることがより好ましい。
【００３０】
上記冷間圧延制御により、酸化鉄皮は冷間圧延の過程で、脱落、ローラーに対する粘着などの現象が生じることなく、基体に伴って良好に塑性変形し、表面品質がよく、板形状もよい酸化鉄皮付板を得ることができる。
【００３１】
上記工程（４）において、還元性ガスがＨ２またはＣＯと不活性ガスの混合物であり、その中、Ｈ２またはＣＯの濃度が３％を下回らない。還元温度が７５０〜９５０℃であり、滞留時間が１２０〜３００ｓであり、Ｈ２またはＣＯの濃度が１０％〜７５％であることが好ましい。還元温度が８００℃、８５０℃または９００℃であり、滞留時間が１８０ｓ、２４０ｓまたは３００ｓであり、Ｈ２またはＣＯの濃度が１５％、２５％または３０％であることがより好ましい。
【００３２】
上記工程（４）において、酸化鉄皮が純鉄に還元されることにより、金属の収率が向上する。それとともに、還元性ガスであるＨ２またはＣＯは、Ｈ２ＯまたはＣＯ２に酸化され、環境に二次汚染を引き起こすことがない。反応に関与しないＨ２またはＣＯはサイクルされることができる。
【００３３】
上記工程（５）に得られた溶融めっき製品は、溶融純亜鉛めっき、溶融亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき、溶融アルミニウム―亜鉛めっき、溶融アルミニウム―シリコンめっき、および他の溶融合金めっき製品を含む。
【００３４】
以下、応用実施例および図面を参照して、本発明に係る熱間圧延板に対して酸洗抜きで直接に冷間圧延し、還元し、溶融純亜鉛めっきを行うプロセス技術について詳細に説明する。
【実施例１】
【００３５】
スラブを１２００℃まで加熱し、炉内で１８０分間滞留させた。出銑温度は１１００℃であった。高圧水で脱スケールした後、粗圧延を施し、再び高圧水で脱スケールして、仕上圧延を施した。仕上圧延の初期温度が９８０℃であり、最終温度が８７０であり、巻取温度が６００℃であり、圧延速度が２０ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が８℃/ｓであるとした。得られた熱間圧延板の厚さが３．６ｍｍであり、表面にある酸化鉄皮の平均厚さが８μｍであり、その中、四酸化三鉄の含有量が少なくとも５０％であった。潤滑剤として、エマルジョンまたは純水が用いられた。熱間圧延板に対して、酸化鉄皮が付いたまま冷間圧延を施し、厚さが１．８ｍｍになるまで冷間圧延し、変形率が５０％であった。アルカリ液で洗浄を施し（純水で圧延を潤滑した場合、アルカリ洗浄が必要ではなく、湯だけで洗浄してもよい）、吹き乾かした後、還元炉に投入した。還元温度が１０００℃であり、時間が６０ｓであり、水素ガスの濃度が２０％であるとした。４６０℃程度まで冷却して亜鉛めっきポットに投入し、３秒間で滞留させた。これにより、亜鉛の溶融めっきを完成し、１．８ｍｍ程度の溶融亜鉛めっき製品が得られた。
【００３６】
実施例１に得られた熱間圧延板が５０％の冷間圧延を経た後の酸化鉄皮の断面の金相顕微写真を図２に示す、酸化鉄皮の厚さが薄くになって、不連続的になり始めたが、酸化鉄皮が脱落したり、或いは基板に圧入したりするという現象が明らかではなかった。該酸化鉄皮の表面形態写真を図３に示す、酸化物（すなわち、酸化鉄皮）が圧延方向に沿って帯状に分布して、不連続的な分布になり始めた。実施例１で得られた亜鉛めっき板の断面の走査写真を図４に示す、酸化鉄皮がほぼ徹底的に還元され、酸化鉄皮の残留が明らかではなかった。得られた亜鉛めっき板が１８０°曲がれた後のめっき層の表面の写真を図５に示す、めっき層の付着力が良好であり、クラックまたは亜鉛層の脱落が明らかではなかった。
【実施例２】
【００３７】
スラブを１２３０℃まで加熱し、炉内で２１０分間滞留させた。出銑温度は１１７０℃であった。高圧水で脱スケールした後、粗圧延を施し、再び高圧水で脱スケールして、仕上圧延を施した。仕上圧延の初期温度が９３０℃であり、最終温度が８５０であり、巻取温度が５６０℃であり、圧延速度が１２ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が２０℃/ｓであるとした。得られた熱間圧延板の厚さが３．０５ｍｍであり、表面にある酸化鉄皮の平均厚さが７μｍであり、その中、四酸化三鉄の含有量が少なくとも６５％であった。潤滑剤として、エマルジョンまたは純水が用いられた。熱間圧延板に対して、酸化鉄皮が付いたまま冷間圧延を施し、２．９ｍｍになるまで冷間圧延し、変形率が５％であった。アルカリ液で洗浄を施し（純水で圧延を潤滑した場合、アルカリ洗浄が必要ではなく、湯だけで洗浄してもよい）、吹き乾かした後、還元炉に投入した。還元温度が８００℃であり、時間が１８０ｓであり、水素ガスの濃度が５０％であるとした。４７０℃程度まで冷却して亜鉛めっきポットに投入し、５秒間で滞留させた。これにより、亜鉛―アルミニウム―マグネシウムの溶融めっきを完成し、２．９０ｍｍ程度の溶融亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき製品が得られた。図６には、これにより得られた亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき板の断面の走査図を示しており、めっき層が連続的で完全であり、酸化鉄皮が徹底的に還元され、そのエネルギースペクトルの分析が表１に示されている。
【００３８】
【表１】
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【実施例３】
【００３９】
スラブを１１８０℃まで加熱し、炉内で２５０分間滞留させた。出銑温度は１２００℃であった。高圧水で脱スケールした後、粗圧延を施し、再び高圧水で脱スケールして、仕上圧延を施した。仕上圧延の初期温度が９５０℃であり、最終温度が８００であり、巻取温度が５５０℃であり、圧延速度が１０ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が３０℃/ｓであるとした。得られた熱間圧延板の厚さが４ｍｍであり、表面にある酸化鉄皮の平均厚さが５μｍであり、その中、四酸化三鉄の含有量が少なくとも７０％であった。潤滑剤として、エマルジョンまたは純水が用いられた。熱間圧延板に対して、酸化鉄皮が付いたまま冷間圧延を施し、変形率が７０％であった。アルカリ液で洗浄を施し（水を用いた場合、アルカリ洗浄が必要ではない）、吹き乾かした後、還元炉に投入した。還元温度が６００℃であり、時間が３００ｓであり、水素ガスの濃度が２０％であった。４６５℃程度まで冷却して亜鉛めっきポットに投入し、３秒間で滞留させた。これにより、溶融亜鉛めっきを完成し、めっき液の成分が１．２Ａｌ重量％―Ｚｎであり、２．９ｍｍ程度の溶融アルミニウム―亜鉛めっき製品が得られた。
【実施例４】
【００４０】
スラブを１２００℃まで加熱し、炉内で２００分間滞留させた。出銑温度は１２５０℃であった。高圧水で脱スケールした後、粗圧延を施し、再び高圧水で脱スケールして、仕上圧延を施した。仕上圧延の初期温度が９８０℃であり、最終温度が８８０であり、巻取温度が５７０℃であり、圧延速度が１８ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が１２℃/ｓであるとした。得られた熱間圧延板の厚さが３．６ｍｍであり、表面にある酸化鉄皮の平均厚さが８μｍであり、その中、四酸化三鉄の含有量が少なくとも５０％であった。潤滑剤として、エマルジョンまたは純水が用いられた。熱間圧延板に対して、酸化鉄皮が付いたまま冷間圧延を施し、厚さが１．５ｍｍになるまで冷間圧延し、変形率が５８％であった。アルカリ液で洗浄を施し（純水で圧延を潤滑した場合、アルカリ洗浄が必要ではなく、湯だけで洗浄してもよい）、吹き乾かした後、還元炉に投入した。還元温度が９００℃であり、時間が１２０ｓであり、水素ガスの濃度が２０％であるとした。４６０℃程度まで冷却して亜鉛めっきポットに投入し、３秒間で滞留させた。これにより、溶融亜鉛めっきを完成し、亜鉛液の成分が１．６Ａｌ重量％―１．６Ｍｇ―Ｚｎ％であり、１．２ｍｍ程度の溶融亜鉛―アルミニウム―マグネシウムめっき製品が得られた。
【実施例５】
【００４１】
出銑温度が１２３０℃であり、炉内で２００分間滞留した。出銑温度は１１９０℃であった。高圧水で脱スケールした後、粗圧延を施し、再び高圧水で脱スケールして、仕上圧延を施した。仕上圧延の初期温度が９５０℃であり、最終温度が９００であり、巻取温度が５５０℃であり、圧延速度が２１ｍ/ｓであり、圧延後の冷却速度が１５℃/ｓであるとした。得られた熱間圧延板の厚さが３．６ｍｍであり、表面にある酸化鉄皮の平均厚さが８μｍであり、その中、四酸化三鉄の含有量が少なくとも５０％であった。潤滑剤としてエマルジョンまたは純水が用いられた。熱間圧延板に対して、酸化鉄皮が付いたまま冷間圧延を施し、厚さが１．５ｍｍになるまで冷間圧延し、変形率が５８％であった。アルカリ液で洗浄を施し（純水で圧延を潤滑した場合、アルカリ洗浄が必要ではなく、湯だけで洗浄してもよい）、吹き乾かした後、還元炉に投入した。還元温度が９００℃であり、時間が１２０ｓであり、水素ガスの濃度が２０％であっるとした。６８０℃程度まで冷却して亜鉛めっきポットに投入し、３秒間で滞留させた。亜鉛液の成分が１１Ｓｉ重量％―Ａｌ％であり、１．２ｍｍ程度の溶融アルミニウム―シリコンめっき製品が得られた。
【００４２】
実施例２〜５が実施例１と同じように、期待に応えうる溶融めっき製品を正常に得ること、および該製品に明らかなスキップめっきまたはめっき層の脱落がないことは、実践により証明された。
【００４３】
以上に述べたように、本発明は、熱間圧延のプロセスを調整することにより、熱間圧延板表面の酸化鉄皮の構成を制御して、熱間圧延板に対して、酸化鉄皮が付いたまま冷間圧延を施し、酸化鉄皮が冷間圧延変形の過程で脱落することなく、基体に伴って塑性変形するようにして、還元性ガス（ＣＯまたはＨ２）と酸化鉄皮の反応により金属鉄を生成して、最後に、溶融亜鉛めっきを施す。該プロセスは、伝統的な溶融亜鉛めっきのプロセスと比べて、酸洗およびそれに関する工程を抜き、酸化鉄皮を酸洗により除去する必要がなく、例えば、塩酸、硫酸のような腐食性がある媒体を使用しないため、酸洗による環境汚染の問題を根本的に解決することができ、工程が短く、効率がよく、コストが安い環境保護タイプの溶融亜鉛めっきプロセスであり、実際の需要を満足できる性能を持っている。
【００４４】
本発明に係る熱間圧延、酸洗不要の直接冷間圧延、還元アニール、および溶融めっきにより得られた製品の製造方法によれば、厚さの仕様が異なる溶融めっき製品を得ることができ、特に、厚い溶融亜鉛めっき製品を得ることができる。また、得られた製品が表面品質に対する要求が厳しなく、耐食性および機械性に対してある程度の要求がある場合、例えば、様々な建築用鋼、電力施設用鋼、高速道路および様々な橋梁ガードレール、貯蔵およびプラント用鋼などの領域に特に有用である。
【００４５】
以上に挙げられたものは、ただ本発明の具体的な実施例だけであり、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、それらに基づいて、似通った変化形態がたくさんあることを注意すべきである。当業者が本発明に開示された内容から直接に導き出し、または連想した変体の全ては、本発明の保護範囲に含まれる。すなわち、当業者は、本発明に記載された上記内容を読んだ後、本発明に対して、様々な変更または修正を行うことができ、それらの等価形態も、本願に添付されている請求の範囲により限定された範囲に含まれると理解すべきである。
【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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