(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミめっき浴中のSi％などの操業条件が変化しても安定してめっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】連続式溶融アルミめっきラインにおいて、SiおよびCaを含有する溶融アルミめっき浴から引き上げられる鋼板のめっき付着量を調整した後、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが下記（A）式を満足することを特徴とする、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。0.9×CRpre≦CR≦1.1×CRpre・・・（A）ここに、CRpre=ｆ(Si%、Ca%）＝4.9×10-3×LS×（659.05e−0.0096Si%＋500Ca%-577）CRpre：プレAJC設定冷却速度（℃/sec）LS：ラインスピード（mpm）Si%：めっき浴中Si濃度（質量%）Ca%：めっき浴中Ca濃度（質量%）【選択図】図１
2009249639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続式溶融アルミめっきラインにおいて、SiおよびCaを含有する溶融アルミめっき浴から引き上げられる鋼板のめっき付着量を調整した後、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが下記（A）式を満足することを特徴とする、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
0.9×CRpre≦CR≦1.1×CRpre    ・・・（A）
ここに、
CRpre =ｆ(Si%、Ca%)＝4.9×10-3×LS×（659.05e−0.0096Si%＋500Ca%-577）
CRpre ： プレAJC設定冷却速度（℃/sec）     
LS：ラインスピード（mpm）
Si% ： めっき浴中Si濃度（質量%）  
Ca% ： めっき浴中Ca濃度（質量%）
【請求項２】
前記溶融アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜11.0質量％、前記めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが13〜21℃/secであることを特徴とする請求項１に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記溶融アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜8.5質量%であることを特徴とする請求項２に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記溶融アルミめっき浴中のCa濃度が0.01質量%以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記溶融アルミめっき浴中のCa濃度を0.01質量％以下に保つために必要な鋼板残存Ca量CaV（mg/m2）が下記（B）式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
CaV≦9.07×10-4Vpot      …（B）
ここに、Vpot：ポット容量（ton）
【請求項６】
鋼板巾方向におけるめっき冷却速度バラツキを抑えるために、めっきバラツキ（σ/目付合計）を20％以下とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の、良好な外観を有する溶融めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面性状の優れた溶融アルミめっき鋼板の製造方法に関するものである。
具体的には、めっき表面に発生する模様を抑制した良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融アルミめっき鋼板の製造方法については従来から種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開２００７−１０７０５０号公報（下記特許文献１）には、鋼板を連続溶融Alめっきするに際し、Alめっき浴中のSi量（質量％）、浴温（℃）を以下に示す四辺形ＡＢＣＤ内の内部とし、浴温をＴ℃としたときに、Alめっき浴中のＦｅ量を０．０３Ｔ−１７．６質量％以上とすることにより、Alめっき鋼板を製造する際の合金層の厚みを減じることで、加工性、加工後耐食性を向上させ、同時に不めっきを低減する溶融Alめっき鋼板の製造方法が記載されている。
しかし、従来の溶融アルミめっき鋼板を製造する方法は、10質量％程度を添加したアルミめっき浴でアルミめっき鋼板を製造することを前提としていたが、最近は不めっき改善効果を狙いアルミめっき浴中のSiを10質量％以下に低減する傾向にあり、このSi%低減により、アルミの晶出温度と凝固点が変化し、従前の操業条件ではめっき表面に模様が発生するという問題点があった。  
すなわち、Siが5.0〜11.0％含まれる溶融アルミメッキ鋼板において、Si％が低下するとAl−Si−Feの３元系状態図よりアルミ初晶温度が上昇することで、アルミ初晶〜アルミ共晶迄の温度域が広がる。例えばSi9.5％でのAl初晶温度は601℃で、Siを6％まで低下すると初晶温度は622℃まで上昇する。そのためにメッキ凝固過程時の冷却・凝固ムラが増大し、外観不具合（カスミ模様、蛇腹）が発生する。
また、アルミ地金に混入しているCaが浴中に混入されることでアルミ共晶温度が下がり、例えば、アルミ浴中にCaが0.01％混入されるとAl共晶温度が5℃程低下するため、アルミ初晶からアルミ共晶迄の冷却時間がより必要となることから、浴中Si％低下と同様の現象が発生し、外観不具合を引き起こすことになることになる。
【特許文献１】特開２００７−１０７０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題に鑑みてなされたもので、アルミめっき浴中のSi％などの操業条件が変化しても安定してめっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために、良好な外観を有するアルミめっき鋼板製造に必要な浴中成分（Si、Ca）比率に応じた冷却速度、巾方向目付バラツキ許容範囲の規定、及び浴中Ca％を0.01%以下に保つための鋼板残存Ca量の規定により、安定してめっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。（１）連続式溶融アルミめっきラインにおいて、SiおよびCaを含有する溶融アルミめっき浴から引き上げられる鋼板のめっき付着量を調整した後、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが下記（A）式を満足することを特徴とする、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
【０００６】
0.9×CRpre≦CR≦1.1×CRpre    ・・・（A）
ここに、
CRpre =ｆ(Si%、Ca%）＝4.9×10-3×LS×（659.05e−0.0096Si%＋500Ca%-577）
CRpre ： プレAJC設定冷却速度（℃/sec）     
LS：ラインスピード（mpm）
Si% ： めっき浴中Si濃度（質量%）  
Ca% ： めっき浴中Ca濃度（質量%）
（２）前記溶融アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜11.0質量％、前記めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが13〜21℃/secであることを特徴とする（１）に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
（３）前記溶融アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜8.5質量%であることを特徴とする（２）に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
（４）前記溶融アルミめっき浴中のCa濃度が0.01質量%以下であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
（５）前記溶融アルミめっき浴中のCa濃度を0.01質量％以下に保つために必要な鋼板残存Ca量CaV（mg/m2）が下記（B）式を満足することを特徴とする請求項１乃至（４）のいずれか一項に記載の、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
【０００７】
CaV≦9.07×10-4Vpot      …（B）
ここに、Vpot：ポット容量（ton）
（６）鋼板巾方向におけるめっき冷却速度バラツキを抑えるために、めっきバラツキ（σ/目付合計）を20％以下とすることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の、良好な外観を有する溶融めっき鋼板の製造方法。
＜作用＞
（１）の発明によれば、Siが5.0〜11.0％含まれる溶融アルミめっき鋼板において、Si％が低下した場合にアルミ初晶温度が上昇し、アルミ共晶迄の温度域が広がることでめっきが凝固する迄の時間が長くなることで発生する外観不具合を回避するため、Si％と同等の効果があるCa％を関数とした冷却速度を規定することにより、安定してめっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供することができる。
（２）および（３）の発明によれば、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度を13〜21℃/secとすることにより、アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜11.0質量％（好ましくは5.0〜8.5質量％）の場合でも、安定してめっき表面の模様の発生を抑制することができる。
（４）および（５）の発明によれば、アルミめっき鋼板において良好な外観を製造するための浴中Ca濃度0.01質量%以下とし、浴中Ca濃度を保つために必要な原板清浄度（Ca濃度）を規定することにより、Al-Siの共晶温度の低下を抑制することができるので、めっき層の冷却時間を短縮することができ、その結果、めっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供することができる。
（６）の発明によれば、めっきバラツキ（σ/目付合計）を20％以下とすることにより、アルミめっき鋼板において巾方向に均一な冷却速度を保つことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRを適正範囲にすることにより、アルミめっき浴中のSi％などの操業条件が5.0〜11.0質量％に低減しても安定してめっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供することができ、外観不良による品質不良の発生を防止できるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
まず、本発明の技術思想は、Alメッキにおいて浴中Si%・Ca%に応じた必要冷却能力を試算・適用することで、セ゛ロ装置内でAl初晶〜Al共晶まで完了させ、メッキ凝固プロセスに起因する外観不具合を防止することであり、具体的には下記の５点である。
・  Siが5.0〜11.0％含まれる溶融アルミめっき鋼板の製造において、良好な外観を得るために、冷却速度をアルミ浴中のSi％、Ca%の関数で規定する。
・  Siが5.0〜11.0％含まれる溶融アルミめっき鋼板において、メッキ凝固プロセスに起因する外観不具合を防止するために、浴中Ca％濃度を0.01%以下に保つ。
・  アルミめっき鋼板において良好な外観を製造するための浴中Ca濃度の規定、及び浴中Ca濃度を保つために必要な原板清浄度（Ca濃度）をPOT容量Vpotとの関数で規定する。
・  アルミめっき鋼板において巾方向に均一な冷却速度を保つために必要な目付けバラツキを規定する。
図１は、本発明のめっき表面の模様を抑制した良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を適用するメッキラインを例示する図である。
【００１０】
まず、アルミめっき浴から引き上げられた鋼板は、ガスワイピングによりめっき付着量を調整した後、プレAJCにより空気を吹き付けて冷却し、めっき層が凝固する前に、ゼロ装置により、水分含有量0.1質量%以下、粒径2〜10μmの金属酸化物の粒体を、めっき表面に25〜80m/secで吹き付けることによりスパングルのないゼロ外観を制御することができる。
【００１１】
従来の溶融アルミめっき鋼板を製造する方法は、Si9〜10質量％を添加したアルミめっき浴でアルミめっき鋼板を製造することを前提としていたが、最近は不めっき改善効果を狙いアルミめっき浴中のSiを9.0質量％未満に低減する傾向にあり、このSi%低減により、アルミの晶出温度と凝固点が変化し、従前の操業条件では良好な外観を得ることができないという問題点があった。
【００１２】
浴中Si％を下げると不めっきが減る理由は、合金層をα相にしたときにめっき濡れ性が向上するためであり、これは、１）空孔密度にα相とβ相に差がある、２）α相のほうが生成自由エネルギー上安定ためで、α相とβ相の安定性は温度にも依存するためと推測される。
【００１３】
アルミめっき鋼板の外観向上（不メッキ改善）のため、浴中成分であるSi％を5.0〜9.0質量％の範囲で低下させることが有効である。しかしながら、図３（a）,(b)に示すAl−Si−Feの３元系状態図より浴内のSi％を低下させることで、Al初晶温度が上昇する。
【００１４】
例えば、図３(a)のAl−Si系状態図に示すようにSi9.5%の場合はアルミの初晶温度は622℃であるが、図３(b）のAl−Si系状態図に示すようにSi6%まで低下するとアルミの初晶温度は622℃まで上昇し、Si%とアルミ凝固温度との関係をグラフで表すと、図３(C)のようになる。
【００１５】
従って、不メッキ改善に必要な浴中Si％を低減することで、Al初晶温度からAl共晶迄の温度域が広がり、そのためにめっき凝固過程時の冷却・凝固ムラが増大し、鋼板エッジ部のめっき表面に白いモヤモヤ模様からなるカスミ模様や鋼板の圧延方向と垂直方向（Ｃ方向）にアーチ状の蛇腹模様などの外観不具合が発生する。
【００１６】
また、本発明者等は、Al地金に混入しているCaが浴中に0.01質量％を超えて混入するAl共晶温度を5℃程下がる効果があり、浴中Si％低下と同様の現象が発生し、外観不具合を引き起こすことになることを見出した。
【００１７】
そこで、本発明者はAl-Si-Feの3元状態と外観良好な操業条件を検討した結果、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRをめっき浴組成に合わせて制御することにより、アルミめっき浴中のSi％やCa%などの操業条件が変化しても安定してめっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板を製造できることを見出した。
【００１８】
すなわち、不メッキを防止するために浴中Si％を5.0〜9.0質量％迄低下させた場合、Al初晶温度とAl共晶温度域が広がり、めっき凝固迄の時間を要することが起因で発生する外観不具合を回避するため、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度を高くすることで、外観不具合を解消できる。美麗な外観を製造するための、浴中Si%、及びCa%に応じためっき後の冷却能力（冷却速度）との相関を明らかにし、Si％濃度によるAl初晶温度上昇代に応じためっき後冷却速度を満たす冷却プロセスを適用することで外観に優れたアルミめっき鋼板の製造が可能となる。
【００１９】
Si％を5.0〜11.0質量％含有するアルミめっき鋼板において、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRを13〜21℃/secにすることでめっき凝固プロセスに起因する外観不具合を防止することができる。
【００２０】
アルミめっき鋼板においてめっき凝固プロセスに起因する外観不具合を防止するために、浴中Ca％濃度を0.01質量％以下とすることが好ましい。
【００２１】
アルミめっき鋼板において浴中Ca％濃度が0.01質量％以上の場合でも、Ca%に応じてめっき後冷却速度を上昇させることにより、めっき凝固プロセスに起因する外観不具合を防止することができる。
【００２２】
Alめっきにおいて浴中Si%・Ca%に応じた必要冷却能力をゼロ装置にて適用することで、めっき凝固プロセスに起因する外観不具合発生を防止することができる。
【００２３】
ゼロ装置内でAl初晶〜Al共晶まで完了させる。
アルミめっき鋼板においてめっき凝固プロセスに起因する外観不具合を防止するために、浴中Ca％濃度を0.01質量％以下とすることが好ましい。
アルミめっき鋼板において浴中Ca％濃度が0.01質量％以上の場合でも、Ca%に応じてめっき後冷却速度を上昇させることにより、めっき凝固プロセスに起因する外観不具合を防止することができる。
Alめっきにおいて浴中Si%・Ca%に応じた必要冷却能力をゼロ装置にて適用することで、めっき凝固プロセスに起因する外観不具合発生を防止することができる。  ゼロ装置内でAl初晶〜Al共晶まで完了させる。
【００２４】
具体的には、連続式溶融アルミめっきラインにおいて、SiおよびCaを含有する溶融アルミめっき浴から引き上げられる鋼板のめっき付着量を調整した後、めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが下記（A）式を満足することを特徴とする。
【００２５】
0.9×CRpre≦CR≦1.1×CRpre    ・・・（A）
ここに、
CRpre =ｆ(Si%、Ca%)＝4.9×10-3×LS×（659.05e−0.0096Si%＋500Ca%-577）
CRpre ： プレAJC設定冷却速度（℃/sec）     
LS：ラインスピード（mpm）
Si% ： めっき浴中Si濃度（質量%）  
Ca% ： めっき浴中Ca濃度（質量%）  
従来はめっき浴の組成に関わらずめっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRを一定値としていたが、本発明においては、過去の操業実績からめっき表面のを抑制できるプレAJC（冷却装置）設定冷却速度CRpreとめっき浴組成（めっき浴中のSi％、Ｃａ％）との関係式を重回帰式を用いて求め、良好な外観が得られるめっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRの範囲としてCRpreの±10％の範囲を規定する（A）式を導出し、ゼロ装置の前段に設けられた板温計の検出値が導出されためっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが（A）式を満足する板温になるようにプレAJC（冷却装置）に空気を供給するプレAJCフ゛ロワーの回転数をオンタイムで制御することにより、冷却速度CRの制御を正確にすることができるうえ、その応答性を向上させることができる。
【００２６】
また、前記溶融アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜11.0質量％、前記めっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが13〜21℃/secとすることにより、アルミめっき浴中のSi濃度が5.0〜11.0質量％の場合でも、安定してめっき表面の模様の発生を抑制することができ、さらに良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造することができる。
また、前記溶融アルミめっき浴中のCa濃度が0.01質量%以下とし、さらに、溶融アルミめっき浴中のCa濃度を0.01質量％以下に保つために必要な鋼板残存Ca量CaV（mg/m2）が下記（B）式を満足することにより、Al-Siの共晶温度の低下を抑制することができるので、めっき層の冷却時間を短縮することができ、その結果、めっき表面の模様の発生を抑制し、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を提供することができる。
【００２７】
CaV≦9.07×10-4Vpot      …（B）
ここに、Vpot：ポット容量（ton）
さらに、ために、めっきバラツキ（σ/目付合計）を20％以下とすることにより、鋼板巾方向におけるめっき冷却速度バラツキを抑えアルミめっき鋼板において巾方向に均一な冷却速度を保つことができるので、さらに良好な外観を有する溶融めっき鋼板の製造方法。
【実施例】
【００２８】
図２は本発明のめっき表面の模様を抑制した良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法における冷却パターンを例示する図である。
図２の1）は８質量％Si浴の冷却パターン、２）は１０質量％Si浴の冷却パターン、３）は８質量％Si浴の冷却パターンを示す。
【００２９】
１）の８質量％Si浴の冷却パターンでは、鋼板エッジ部のめっき表面にカスミ模様や鋼板の圧延方向と垂直方向（Ｃ方向）に蛇腹模様が発生したが、本発明の３）の冷却パターンでは、溶融アルミめっき浴中のSi％を8.0質量％、Ｃａ％を0.001質量％以下とし、板厚ｔが0.8mmの鋼板を用い、ラインスピードLSが90mpm、めっき付着量Zが100g/m2、めっき浴温Tpotが650℃の条件で本発明のめっき層の初晶温度から共晶温度までの冷却速度CRが（A）式を満足する範囲である13〜21℃/secで冷却したところ、安定してめっき表面の模様の発生を抑制することができ、良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板を得ることができたことから本発明の効果が確認された。
なお、金属酸化物として水分含有量0.1質量%以下、粒径2〜10μmのアルミナをめっき表面に25〜80m/secで吹き付けた。
表１に本発明の実施例を示す。No.１はいずれの請求項にも該当しない比較例であり、No.２〜１７は本発明例であり、表１中の○印が該当する請求項である。
めっき外観として、蛇腹模様の評価を行い、評点が高いほど悪く評点５とし、評点４以下を合格と判断したところ、比較例であるNo.1は評点５であったが、発明例であるNo.２〜１７はいずれも評点が４以下であり、本発明の効果が確認された。
【００３０】
【表１】
2009249639.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のめっき表面の模様を抑制した良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法を適用するめっきラインを例示する図である。
【図２】本発明のめっき表面の模様を抑制した良好な外観を有する溶融アルミめっき鋼板の製造方法における冷却パターンを例示する図である。
【図３】アルミめっき浴中Si量とAl初晶温度・凝固温度との関係を示す図である。
【図１】
2009249639.tif 000004
【図２】
2009249639.tif 000005
【図３】
2009249639.tif 000006