(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  鋼板の表面を完全に酸化して、それにより完全に酸化された表面層を生成することにある第１の工程、
−  前記完全に酸化された層の下に延びる領域において、かかる鋼の鉄以外の元素を選択的に酸化し、それにより選択的に酸化された内部層を生成することにある第２の工程、および
−  完全に酸化された表面層を完全に還元することにある第３の工程
を含む、鋼板の焼鈍方法。
【請求項２】
直接火炎加熱ゾーン、放射管加熱ゾーンおよび放射管均熱ゾーンを含む設備内で実施され、第１の工程は直接火炎加熱ゾーンで実行され、第２の工程は少なくとも放射管加熱ゾーンで実行され、第３の工程は少なくとも放射管均熱ゾーンで実行される、請求項１に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項３】
第１の工程は、直接火炎加熱ゾーン雰囲気を１を超える空気／ガス比に調整することによって行われる、請求項２に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項４】
放射管予熱ゾーン、放射管加熱ゾーンおよび放射管均熱ゾーンを含む設備内で実施され、第１の工程は放射管予熱ゾーンで実行され、第２の工程は少なくとも放射管加熱ゾーンで実行され、第３の工程は少なくとも放射管均熱ゾーンで実行される、請求項１に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項５】
第１の工程は、０．１から１０体積％のＯ２の量を含有する酸化チャンバー内で行われる、請求項４に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項６】
第２の工程は、前記放射管加熱ゾーンの露点を、前記放射管加熱ゾーンの雰囲気のＨ２含有量に応じた臨界値を超えるよう設定することによって行われる、請求項２から５のいずれか一項に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項７】
露点は水蒸気の噴射を介して調節される、請求項６に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項８】
還元の第３の工程は、少なくとも２％のＨ２を含み、残部がＮ２である雰囲気を用いることにより行われる、請求項１から７のいずれか一項に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項９】
鋼が４重量％までのマンガン、３重量％までの珪素、３重量％までのアルミニウムおよび１重量％までのクロムの群から選択される１つ以上を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の鋼板の焼鈍方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に従って得られた焼鈍鋼板が亜鉛浴に浸漬することにより溶融めっきされる溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に従って得られた亜鉛めっき鋼板が１０秒から３０秒間４５０℃から５８０℃の温度でさらに熱処理される、ガルバニール鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記熱処理が４９０℃未満で行われる、請求項１１に記載のガルバニール鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板の焼鈍方法に関する。より具体的には、それは溶融めっき前および場合によりガルバニール処理前に鋼板を焼鈍する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車のさらなる軽量化に対する要望は、機械的な抵抗を増加させることによる、さらに密度を低下させることによる、高強度鋼に対するより洗練された合金化の概念を要求する。例えば、アルミニウム、マンガン、珪素およびクロムのような合金元素が第一の選択肢であるが、焼鈍後の表面上の合金元素の酸化物の存在によって引き起こされる塗装性における深刻な問題を生じる。
【０００３】
加熱の間、鋼表面は、鉄に対しては非酸化性であるが、マンガン、アルミニウム、珪素、クロム、炭素またはホウ素のような酸素に対して高い親和性を有する合金元素に対しては酸化性である雰囲気に曝され、それは表面においてこれらの元素の酸化物の形成を引き起こすこととなる。鋼がそのような酸化性元素を含む場合、それらは、鋼の表面で選択的に酸化される傾向にあり、その後のコーティングによる濡れ性が損なわれる。
【０００４】
また、そのようなコーティングが、ガルバニールのためにさらに熱処理される溶融めっき鋼板である場合、そのような酸化物の存在によりコーティング中での鉄の拡散が阻害されるおそれがあり、産業ラインの古典的なライン速度ではコーティングを十分に合金化することができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下を含む鋼板の焼鈍方法を提供する。
−  鋼板の表面を完全に酸化して、それにより完全に酸化された表面層を生成することにある第１の工程、
−  前記完全に酸化された層の下に延びる領域において、かかる鋼の鉄以外の元素を選択的に酸化し、それにより選択的に酸化された内部層を生成することにある第２の工程、および
−  完全に酸化された表面層を完全に還元することにある第３の工程。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
第１の実施形態では、方法は、直接火炎加熱ゾーン、放射管加熱ゾーンおよび放射管均熱ゾーンを含む設備内で実施することができ、第１の工程は直接火炎加熱ゾーンで実行され、第２の工程は少なくとも放射管加熱ゾーンで実行され、第３の工程は少なくとも放射管均熱ゾーンで実行される。第１の工程は、直接火炎加熱ゾーン雰囲気を、１を超える空気／ガス比に調整することによって行うことができる。
【０００７】
別の実施形態では、方法は、放射管予熱ゾーン、放射管加熱ゾーンおよび放射管均熱ゾーンを含む設備内で実施することができ、第１の工程は放射管予熱ゾーンで実行され、第２の工程は少なくとも放射管加熱ゾーンで実行され、第３の工程は少なくとも放射管均熱ゾーンで実行される。第１の工程は、０．１から１０体積％、好ましくは０．５から３体積％の量のＯ２を含有する酸化チャンバー内で行うことができる。代替的にまたは組み合わせて、酸化チャンバーは鉄に対して酸化性であるように水噴射を受け取ることができる。
【０００８】
別の実施形態では、第２の工程は、放射管加熱ゾーンの露点を、そのようなゾーンの雰囲気のＨ２含有量に応じた臨界値を超えるよう設定することによって行われる。露点は、水蒸気の噴射を介して調節することができる。
【０００９】
別の実施形態では、還元の第３の工程は、少なくとも２体積％のＨ２を含み、残部がＮ２である雰囲気を用いることにより行われる。Ｈ２の好ましい最大量は１５体積％である。
【００１０】
本発明に従って得られた焼鈍鋼板は、亜鉛浴に浸漬することにより溶融めっきすることができ、場合により４５０℃から５８０℃の温度で１０から３０秒間、好ましくは４９０℃未満で場合により加熱処理されて、いわゆるガルバニール鋼板を製造することができる。
【００１１】
本発明に従って処理することができる鋼の特性に実用的な制限はない。しかし、そのような鋼が最大４重量％のマンガン、最大３重量％の珪素、最大３重量％のアルミニウムおよび最大１重量％のクロムを含むことは、コーティングされる最適な能力を保証するために好ましい。
【００１２】
加熱の間、鋼表面は表面で酸化鉄の形成（いわゆる完全酸化）を引き起こすこととなる、酸化性雰囲気にまず曝される。この酸化鉄は、鋼表面で合金元素が酸化されることを防止する。
【００１３】
このような第１の工程は、予熱器として使用される直火炉（ＤＦＦ）内で行うことができる。そのような装置の酸化力は空気／ガス比を、１を超えるように設定することにより調節される。
【００１４】
あるいは、このような第１の工程は、放射管炉（ＲＴＦ）予熱ゾーンで行うことができる。特に、このようなＲＴＦ予熱ゾーンは酸化性雰囲気を含む酸化チャンバーを含むことができる。別の代案は、酸素供与体としてＯ２および／またはＨ２Ｏのいずれかを使用する酸化性雰囲気下に予熱部全体を配置することである。
【００１５】
このような表面酸化層を生成した後、鉄以外の元素の選択的酸化の第２の工程が行われる。これらの元素は、マンガン、珪素、アルミニウム、ホウ素、またはクロムのように、鋼に含まれる最も容易に酸化可能な元素である。このような第２の工程は、鋼板のバルクへの酸素の流れを確保することによって行われ、これにより合金元素の内部選択的酸化を引き起こす。
【００１６】
本発明の枠内において、そのような酸化は、ＲＴＦ加熱ゾーンの露点を、そのような加熱ゾーンの雰囲気のＨ２含有量に応じた最小値を超えるように制御することにより行うことができる。水蒸気を噴射することは、露点を所望の値に制御するために適用することができる方法の一つである。まだ選択的酸化を得ながらその上露点を減少させることができるので、雰囲気のＨ２含有量を減少させることにより、より少ない水蒸気を噴射できるようになることに留意しなければならない。
【００１７】
第３の工程では、完全に酸化された層が完全に還元されて、リン酸塩処理、電着コーティング、ジェット蒸着コーティングをはじめとする真空コーティング、溶融Ｚｎめっき等のような任意の種類のコーティングによるさらなる塗布性を保証しなければならない。このような還元は、ＲＴＦ加熱ゾーンの終わりおよび／または均熱中および／または鋼板の冷却中に行うことができる。それは、当業者に知られている古典的な還元雰囲気と方法を使用して実施することができる。
【００１８】
本発明は、いくつかの非限定的な実施例の詳細な開示により、より深く理解されるであろう。
【実施例】
【００１９】
表１に集めたように、異なる組成を有する鋼製の鋼板を、冷間圧延されるまで、古典的な方法で製造した。それらは、ＤＦＦ加熱炉、続いて２つの異なるゾーン、即ち、ＲＴＦ加熱ゾーンおよびＲＴＦ均熱ゾーンを含むＲＴＦ加熱炉を含む設備内で焼鈍した。ＲＴＦ加熱ゾーンの露点は、異なるＤＦＦ加熱ゾーン出口温度の設定および異なる速度での蒸気の噴射を介して調節した。焼鈍パラメータを表２にまとめる。
【００２０】
均熱後、焼鈍された鋼板を、４８０℃の温度に達するまで古典的なジェット冷却器により冷却した。
【００２１】
次いで、鋼板を、０．１３０重量％の量でアルミニウムを含む亜鉛ポットに浸漬し、５８０℃の温度で１０秒間、誘導加熱によりガルバニール処理に供した。
【００２２】
次いで、被覆された鋼板を試験し、コーティングの対応する鉄含有率を評価した。この評価の結果も表２にまとめる。
【００２３】
【表１】
0006356808.tif 000002
【００２４】
【表２】
0006356808.tif 000003
【００２５】
試験番号１は、高反射性のＧＩ型非合金表面を示した。不十分な露点を用いた試験番号２の処理により、コイルの長さにわたりある程度明らかな全幅にわたるランダム示差合金（ｒａｎｄｏｍ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｌｌｏｙ）をもたらした。試験番号３の間に露点値をさらに増加させた。これは、コイル全長に沿って完全に合金化されたストリップ表面をもたらした。
【００２６】
本発明による方法の別の利点は、ＲＴＦ加熱ゾーンの露点を増加させることによって、選択的酸化の外部モードから内部モードへの対応する切り替えを可能にすることが、鋼板の脱炭速度に有利な影響を与えたようであることである。これは、還元されたかかるゾーンの雰囲気のＣＯ含有量を監視することによって実証された。