(57)【要約】  １以上のセクションを含め、前記１以上のセクションに非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気のガスが充填された焼鈍装置及び前記焼鈍装置が含まれるメッキ鋼板の製造装置及びこの装置を介してメッキ鋼板を製造する方法が提供される。  追加的な酸化―還元熱処理工程や高価の合金元素を多量に含まなくても既存の焼鈍設備及び熱処理サイクルを用いて溶融メッキ鋼板に対するメッキ性、合金化性、耐ピックアップ性、メッキ密着性、耐剥離性（Ａｎｔｉ−ｆｌａｋｉｎｇ）、耐クレーター（Ａｎｔｉ−ｃｒａｔｅｒ）、耐アッシュ性（Ａｎｔｉ−ａｓｈ）などのメッキ品質を大幅向上させることができる。また、優秀な品質を経済的で容易に確保することができて、その用度が多様で費用節減の側面から効果的である。
2012514131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のセクションを含む鋼板の焼鈍装置において、
前記１以上のセクションに非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気のガスが充填された鋼板の焼鈍装置。
【請求項２】
前記鋼板は、Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌ及びＢのうち１種以上を含む請求項１に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項３】
前記鋼板は、熱延鋼板、未焼鈍冷延鋼板及び冷延鋼板のうち一つである請求項１に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項４】
前記ガスは、３ｖｏｌ％以下の水素（Ｈ２）及び９７ｖｏｌ％以上の窒素（Ｎ２）を含む請求項１に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項５】
前記焼鈍装置は、予熱セクション、加熱セクション、ソーキングセクション、徐冷セクション、急冷セクション及び最終冷却セクションのうち１種または２種以上を含む請求項１に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項６】
前記焼鈍装置は、オーバーエージングセクション（Ｏｖｅｒ  Ａｇｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）、再加熱セクション（Ｒｅ−Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）のうち１以上をさらに含む請求項１に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項７】
前記予熱セクションまたは加熱セクションは、誘導加熱炉、赤外線加熱炉、放射管加熱炉、超音波加熱炉またはこれらが混合された装置である請求項５に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項８】
前記再加熱セクションは、誘導加熱炉、赤外線加熱炉、放射管加熱炉、超音波加熱炉またはこれらが混合された装置である請求項６に記載の鋼板の焼鈍装置。
【請求項９】
請求項１項乃至請求項８のうち何れか一項の鋼板の焼鈍装置を含むメッキ鋼板の製造装置。
【請求項１０】
鋼板を焼鈍装置で焼鈍処理してメッキ鋼板に製造する一連のステップを含むメッキ鋼板の製造方法において、
前記焼鈍装置は、１以上のセクションを含み、
前記焼鈍処理は、前記焼鈍装置に含まれた非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気のガスを含む１以上のセクションで行われるメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１１】
前記焼鈍処理は、予熱ステップ、加熱ステップ、ソーキングステップ、徐冷ステップ、急冷ステップ及び最終冷却ステップのうち１または２以上を含む一連のステップである請求項１０に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１２】
前記焼鈍処理は、オーバーエージングステップ及び再加熱ステップのうち１以上のステップをさらに含む請求項１１に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１３】
前記予熱ステップまたは前記加熱ステップは、誘導加熱方式、赤外線加熱方式、放射管加熱方式、超音波加熱方式またはこれらの混合方式である請求項１１に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記再加熱ステップは、誘導加熱方式、赤外線加熱方式、放射管加熱方式、超音波加熱方式またはこれらの混合方式である請求項１２に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１５】
前記徐冷ステップ、前記急冷ステップ及び前記最終冷却ステップのうち１または２以上の冷却ステップは、窒素、液体窒素及び水素が含有された窒素のうち１種以上を利用する冷却方式である請求項１１に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１６】
前記ガスは、３ｖｏｌ％以下の水素（Ｈ２）及び９７ｖｏｌ％以上の窒素（Ｎ２）を含む請求項１０に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【請求項１７】
前記メッキ鋼板は、溶融亜鉛メッキ鋼板、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板、ガルバニウムメッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板及び亜鉛−マグネシウム系メッキ鋼板のうち一つである請求項１０に記載のメッキ鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
高強度の溶融亜鉛メッキ鋼板及び合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のようなメッキ鋼板を製造するための鋼板の焼鈍装置、これを含むメッキ鋼板の製造装置及びそれを用いるメッキ鋼板の製造方法が提供される。より詳しくは、溶融メッキ処理工程にて焼鈍装置のガス雰囲気を制御することによってメッキ鋼板のメッキ品質を大幅に向上することができる溶融亜鉛メッキ鋼板及び合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のような溶融メッキ鋼板を製造するための鋼板の焼鈍装置、これを含むメッキ鋼板の製造装置及びそれを用いたメッキ鋼板の製造方法が提供される。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境問題が重要視されることによって自動車の燃費規制も強まって、燃費向上のための対応方案として自動車の軽量化方法が多角的に模索されている。このために、鉄鋼社では自動車の素材として用いられる鋼板の重量を低減させるともに安全性の保証のための高強度化に多くの工夫を進めている。
【０００３】
このような趨勢にあわせて最近は自動車車体用高強度溶融亜鉛メッキ鋼板の需要が大きく増加している。しかし通常的に、Ｐ、Ｍｎなどの固溶強化元素を用いる高強度鋼の製造方法は、強度及び軽量化には一定役に立つが、多様な形態を要する自動車用部品に加工するには限界がある。
【０００４】
よって、成形の時には、加工性が優れて複雑な形態の自動車部品成形も可能であり、成形済みには高い強度を表す特性を有する鋼が要求される。この鋼種としては、最近に開発されて一部は常用になっている二相組織鋼（Ｄｕａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｔｅｅｌ、ＤＰ鋼）、変態誘起焼成鋼（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ  Ｓｔｅｅｌ：ＴＲＩＰ鋼）などの新高強度鋼（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｓｔｅｅｌ：ＡＨＳＳ）がある。この新高強度鋼は、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌなどの元素を多量含有していることを特徴とし、Ｓｉは、鋼の強度を大きく減少させなくて延性を維持させることができる元素として作用することからこの特性を得るためにしばしば添加される。
【０００５】
しかし、鋼の合金元素としてＳｉが略０．１ｗｔ％以上添加されると、通常的な方法で製造された溶融亜鉛メッキ鋼板は、未メッキ（ｂａｒｅ  ｓｐｏｔ）や外観不良が生じやすいという問題を示す。これは、溶融亜鉛メッキ鋼板の製造工程のうちの一つである焼鈍工程の雰囲気から起こる。焼鈍工程は、５ｖｏｌ％以上の水素と残りの窒素を含有する還元性雰囲気を維持したまま略８００℃水準の高温で熱処理を行って（特許文献１及び特許文献２参考）、この高温熱処理過程にてＳｉは、鋼板の表面に拡散される。よって、鋼表面のＳｉ濃度は鋼全体の平均的なＳｉ濃度より１０〜１００倍程度に高くなって、鋼板の表面に濃化されたＳｉは炉内の雰囲気中の水分や不純物と反応してＳｉＯ２酸化物皮膜を形成することになる。
【０００６】
溶融亜鉛メッキ工程にて鋼板の表面に形成されたＳｉＯ２酸化物皮膜は、鋼板の溶融亜鉛メッキ性（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ、湿潤性）を大きく低下させて、結果的に、優れたメッキ性の確保が困難になり得る。これは、表面に多発的な未メッキ現象を起こせたり、メッキされてもメッキ密着性を大きく劣化させて部品に加工の際にメッキ層が剥離されるメッキ剥離現象の原因として作用する。
【０００７】
参考として、Ｓｉ、Ｍｎなどによる表面濃化は、次のような反応式により生じる。
Ｆｅ２Ｏ３＋３Ｈ２−＞２Ｆｅ＋３Ｈ２Ｏ
Ｓｉ＋２Ｈ２Ｏ−＞ＳｉＯ２＋２Ｈ２
Ｍｎ＋Ｈ２Ｏ−＞ＭｎＯ＋Ｈ２
（式中、Ｆｅ２Ｏ３：ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ（ＯＨ）ｘ、Ｏ及びその他の酸化物）
【０００８】
Ｓｉ、Ｍｎなどによる高強度鋼のメッキ性問題を解決するために既に多様な従来技術が提示された。例えば、溶融亜鉛メッキ槽のＡｌ添加量を増加させ鉄とメッキ層との界面にＺｎ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系及びＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系の合金層生成量を増加させる技術である。この合金層は、合金元素の酸化層を還元させるので界面で合金元素の酸化皮膜による溶融メッキ湿潤性の低下を抑制することができるという。しかし、メッキ槽内のＡｌを無条件に増加させることは困難であるが、その理由は、Ａｌの増加は、ミニスパンコール鋼板の製造の際、メッキ槽に不可避に不純物に添加されるＰｂとともに粒界腐食の原因になる恐れがあるためである。粒界腐食は、メッキ剥離を起こすことがあり、さらにメッキ槽内のＡｌの増加は、鋼板加工の際に溶接性によくないことから、本従来技術は実際に適用するには困難なところが多い。
【０００９】
また、他の従来技術としては、Ｓｉ添加鋼のメッキ性を向上するために直火炉（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｆｉｒｅｄ  Ｆｕｒｎａｃｅ）で過剰の空気を投入して酸化皮膜を形成した後、１０ｖｏｌ％Ｈ２−９０ｖｏｌ％Ｈ２還元雰囲気の加熱炉（ＲＴＳ）で還元処理を行うことでメッキ性を大きく向上させる技術を提示したことがある。一例として、直火炉で空気比を通常の０．９から１．０５に増加させて鉄酸化物の厚さを増加させた後、還元熱処理すると純粋な鉄層が鋼板表面に形成されるので安定的なメッキ性の確保が可能である。しかし、本従来の技術も問題があるが、万一酸化皮膜の厚さを精密に調節されないと厚くなった皮膜層によってむしろメッキ剥離が生じる恐れがある。逆に、酸化皮膜が薄くて還元処理により完全還元されると、Ｓｉは、鋼板表面にそのまま濃化されて亜鉛メッキ層が鋼板表面に強く密着されることができないか、または未メッキが生じることになる。よって、直火炉で鉄酸化物の厚さを非常に精密に調節しなければならない。
【００１０】
この酸化−還元の熱処理に対する従来技術のうちから一つが特許文献３である。前記従来技術においては、酸化熱処理過程で酸化皮膜を０．０２〜１μｍの厚さに形成した後、還元工程でこれを完全還元させてメッキ性を確保することを提示する。また、特許文献４及び特許文献５では還元熱処理を行った後、酸化皮膜が０．０２〜０．２μｍの厚さに残存するが、メッキ槽内のＡｌによって完全還元されることを提示する。
【００１１】
しかし酸化‐還元法に対する前記特許技術には、酸化熱処理の際に形成される鉄酸化物の組成、厚さ、還元熱処理に残留する鉄酸化皮膜の組成、気孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）などを精密に制御することが難しく、操業条件やその他の外部的な要因によりメッキ性が大きい差を示しかないという問題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３２３４４３号公報
【特許文献２】米国特許第５１３７５８６号明細書
【特許文献３】特開２００１−２２６７４２号公報
【特許文献４】特開平０６−１７２９５３号公報
【特許文献５】特開平０６−１７２９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者たちは、上述の従来技術の問題を解決して追加的な費用や設備なしに安定的で優れたメッキ層を確保することができる画期的な溶融メッキ鋼板及び合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を提供するために焼鈍装置、これを含むメッキ鋼板の製造装置及びそれを用いたメッキ鋼板の製造方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一見地によれば、１以上のセクションを含む焼鈍装置において、前記１以上のセクションに非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気のガスが充填された焼鈍装置及びこれを含むメッキ鋼板の製造装置が提供される。この場合、前記ガスは１００ｖｏｌ％窒素（Ｎ２）または３ｖｏｌ％以下の水素（Ｈ２）及び９７ｖｏｌ％以上の窒素を含む弱還元性ガスであることができ、前記焼鈍装置は、予熱セクション、加熱セクション、ソーキング（ｓｏａｋｉｎｇ）セクション、徐冷セクション、急冷セクション、オーバーエージングセクション、再加熱セクション、最終冷却セクションのうち1以上を含むことができる。また、前記ガスは、予熱セクション、加熱セクション、ソーキングセクション、徐冷セクション、急冷セクション、オーバーエージングセクション、再加熱セクション、最終冷却セクションのうち１以上のセクションに充填されることができる。
【００１５】
さらに、本発明の他の見地によれば、１以上のセクションを含む焼鈍装置内の非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気のガスを含む１以上のセクションで焼鈍処理して溶融メッキ鋼板または合金化溶融メッキ鋼板に製造する一連のステップを含むメッキ鋼板の製造方法が提供される。また、前記１以上のセクションは、熱処理または冷却方式によって区分され、前記焼鈍装置で非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気のガスを含む１以上のセクションを有する連続焼鈍ライン（ＣＡＬ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ  Ｌｉｎｅ）から生産される溶融メッキ用の素材鋼板の製造方法が提供される。この場合、前記焼鈍処理は、予熱ステップ、加熱ステップ、ソーキングステップ、徐冷ステップ、急冷ステップ、オーバーエージングステップ、再加熱ステップ、最終冷却ステップのうち、１個以上を含む一連のステップであることができ、前記ガスは１００ｖｏｌ％の窒素ガスであるか、または３ｖｏｌ％以下の水素（Ｈ２）及び９７ｖｏｌ％以上の窒素（Ｎ２）を含むガスであることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、追加的な酸化−還元熱処理工程や高価の合金元素をさらに添加しなくても既存の焼鈍設備及び熱処理サイクルを用いて溶融メッキ鋼板に対するメッキ性、合金化性、耐ピックアップ性、メッキ密着性、耐剥離性（Ａｎｔｉ−ｆｌａｋｉｎｇ）、耐クレーター（Ａｎｔｉ−ｃｒａｔｅｒ）、耐アッシュ性（Ａｎｔｉ−ａｓｈ）などのメッキ品質が大幅向上されることができる。また、優れた品質を経済的で容易に確保することができてその用途が多様であり費用節減側面から効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】鋼板を連続焼鈍処理する連続焼鈍ラインの一般的な工程セクション概略図である。
【図２】従来技術及び本発明の一実施形態で使用される焼鈍工程の熱処理サイクルを比較したグラフである。
【図３】従来技術及び本発明の一実施形態で使用される細部的な焼鈍工程の熱処理サイクルを比較したグラフである。
【図４】焼鈍装置内部の水素ガス濃度によってメッキ品質の影響を評価した結果を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態においての窒素雰囲気（ａ）、窒素―水素雰囲気（ｂ）及び比較例の還元雰囲気（ｃ）で焼鈍によるＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂなどの拡散程度を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態により処理された鋼板の表面（ａ及びｂ）と従来技術によって処理された鋼板表面（ｃ及びｄ）を比較した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
溶融メッキ鋼板または合金化溶融メッキ鋼板を製造する装置及び工程、または溶融メッキ用の素材を供給するための連続焼鈍装置及び工程または溶融メッキ装置または工程に含まれる焼鈍装置の各セクションのうちから少なくとも一つのセクションを技術的に制御して焼鈍装置内部の雰囲気を非還元性雰囲気または弱還元性雰囲気に維持して鋼板を焼鈍させて、以下、本発明の具体的な実施形態を添付の図面を参考してより詳しく説明する。
【００１９】
溶融メッキライン及び連続焼鈍ラインの焼鈍工程は、鋼板を熱処理して材質特性を確保し鋼板の表面を還元させてメッキ性を確保するための工程のうちから一つとして広く使用されている。
【００２０】
通常の焼鈍工程で鋼板の熱処理は、主に５ｖｏｌ％以上の水素（Ｈ２）及び残部窒素（Ｎ２）である還元性雰囲気で行われる。すなわち、図１の予熱セクション（ＰＨＳ、Ｐｒｅ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）１０１から最終冷却セクション（ＦＣＳ、Ｆｉｎａｌ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）１０６まで鋼板が連続的に通過するとき、各セクションは還元性雰囲気に維持されつつ予熱ステップ、加熱ステップ、ソーキングステップ、徐冷ステップ、急冷ステップ及び最終冷却ステップのうち一部または全部を経て、この一連のステップで各々の役割によって鋼板を加熱するかまたは冷却して連続的な焼鈍処理が行われる。
【００２１】
しかし、本発明者たちの研究によれば、前記焼鈍工程の熱処理が行われる還元性雰囲気では、酸化されたＦｅが還元されて水分が生じて、生じた水分が鋼の合金元素として添加されたＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂなどと反応を起こすという事実を発見した。水分と反応した合金元素らは、鋼板の表面にＳｉＯ２、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｍｎ２ＳｉＯ４、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などのような酸化物皮膜を形成することになって、この酸化物皮膜は、溶融亜鉛メッキ工程で溶融亜鉛とのメッキ性または湿潤性（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）を大きく低下させるという事実を発見した。
【００２２】
結果的に、通常の焼鈍工程は、酸化された鋼板の表面とその表面に存在する汚染物を還元させることによって鋼板表面のメッキ性を向上させることが目的であるが、この水素雰囲気での焼鈍がむしろ鋼内部に存在するＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｂなどの強酸化性元素らを鋼板の極表面へ拡散（図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）参考）させて、極表面に移動したこの合金元素らの濃度が高くなることによって表面の酸化が加速される結果を招く。この極表面に酸化物皮膜が形成されてメッキ性が阻害される逆効果が現れ、図６に示す（ｃ）及び（ｄ）のように、メッキ鋼板の品質向上もある水準以上は困難になる。
【００２３】
よって、本発明者たちは、連続溶融メッキ装置及び連続焼鈍装置で焼鈍工程を行う一連の工程及び装置で素材を熱処理する場合、焼鈍装置内部をすべてまたは一部非還元性（図５（ａ）及び（ｂ）参考）に組成して熱処理を行う場合に対する研究を進め、この方法でメッキ性が優れたメッキ鋼板を製造することができる装置及び方法を完成することになった。適用可能な鋼板は、特に制限されることなく、好ましくはＧＩ鋼板（Ｚｎ−０．２％Ａｌ，溶融亜鉛メッキ鋼板）、ＧＡ鋼板（Ｚｎ−０．２％Ａｌ，合金化溶融亜鉛メッキ鋼板）、ＧＬ鋼板（Ｚｎ−５５％Ａｌ、ガルバニウムメッキ鋼板）、ＡＬ鋼板（Ａｌ‐５％Ｓｉ，アルミニウムメッキ鋼板）及びＭＧ鋼板（Ｚｎ−３％Ｍｇ−２％Ａｌ，亜鉛マグネシウム系メッキ鋼板）の一つであることができる。
【００２４】
すなわち、１以上のセクションを含む焼鈍装置内部を各セクションごと多様な雰囲気を形成してメッキ性が優れた鋼板を製造する方法を実験した結果、焼鈍を行う際の雰囲気を１００ｖｏｌ％窒素で備えられた非還元性雰囲気または３ｖｏｌ％以下の水素及び９７ｖｏｌ％以上の窒素で構成された弱還元性雰囲気に組成すると最も優れたメッキ性を備えたメッキ鋼板を製造することができるという結論を得た。
【００２５】
焼鈍炉内部の水素濃度は、３ｖｏｌ％以下に維持して、好ましくは０ｖｏｌ％に制御する場合、鋼板の表面に酸化物の被覆率が著しく減少した。水素濃度が３ｖｏｌ％を超え、窒素濃度が９７ｖｏｌ％未満に低くなると焼鈍熱処理を実施した鋼板の表面に酸化物の被覆率が増加して溶融メッキを実施する場合、メッキ性が不良になる恐れがある。
【００２６】
また、焼鈍設備の熱処理または冷却方式によって区分される各セクションを鋼板が連続的に通過して熱処理が行われるとき、各セクションのうち少なくとも１セクションで非還元性または弱還元性雰囲気が適用される。複数のセクションで非還元性または弱還元性雰囲気を適用することは、効率面からは優れているが、非常に酸化された素材鋼板を焼鈍するか、または焼鈍炉内部の酸化性雰囲気形成防止若しくは耐アッシュ性（Ａｎｔｉ−ａｓｈ）などの操業的側面を考慮してメッキ工程、規模などに合わせてある１以上の連続または断絶されたセクションで部分的に適用することも可能である。
【００２７】
より好ましくは、図１に示す焼鈍炉を基に、予熱セクション１０１〜徐冷セクション（ＳＣＳ、Ｓｌｏｗ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）１０４のうち、１以上のセクションで適用されることが急冷セクション（ＲＣＳ、Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）１０５〜最終冷却セクション１０６で適用することより優れた結果を示した。
【００２８】
さらに、図１のように一般的な連続焼鈍ラインの他にも、図３に示すように急冷セクション１０５及び最終冷却セクション１０６の間にオーバーエージングセクション（ＯＡＳ、Ｏｖｅｒ  Ａｇｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）３０９、再加熱セクション（ＲＨＳ、Ｒｅ−Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）３１０または加熱機能、維持機能及び冷却機能を有する異なる種類のセクションが追加に含まれている工程に対しても適用が可能である。また、連続焼鈍ラインの各セクション別に加熱、維持及び冷却する装置と方法が多様であることができて、必要に応じて追加的なセクションがさらに存在することもできるが、その効果には大きい差が無い。すなわち、図１に示してない追加的なセクションで非還元性または弱還元性雰囲気を適用することも可能であり、図１に示す６つセクションのうち一部が除外された焼鈍炉であっても問題にはならない。
【００２９】
予熱セクション１０１、加熱セクション（ＨＳ、Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）１０２、再加熱セクション３１０などのような加熱装置は、誘導加熱炉（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｅｒ）、赤外線加熱炉（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｈｅａｔｅｒ）、放射管加熱炉（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｔｕｂｅ  Ｂｕｒｎｅｒ）、超音波加熱炉、その他、何なる種類の加熱装置であっても関係なく、またはこれらが混合された装置を用いることもできる。また、徐冷セクション１０４、急冷セクション１０５、最終冷却セクション１０６などに用いられることができる冷却物質は窒素、液体窒素及び水素が含有された窒素など何なる物質を用いる場合であっても適用可能で、またはこれら１種以上が混合された冷却方式を用いることができる。
【００３０】
以下、本発明を下記実施例を介してより詳しく説明する。
【００３１】
（実施例１）
厚さ１．０ｍｍ、引張強度５９０ＭＰａ級ＴＲＩＰ（１．５％Ｓｉ、１．６％Ｍｎ、０．０８％Ｃ、０．０２％Ｓｂなどを主の合金元素として含む）未焼鈍冷延鋼板（Ｆｕｌｌ  Ｈａｒｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｓｈｅｅｔ：Ｆ／Ｈ）を用いて図１のセクションを含む焼鈍装置で熱処理を行った。そして一部試片は、合金化溶融亜鉛メッキ処理を介して合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（Ｇａｌｖａｎｎｅａｌｅｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｓｈｅｅｔ）を製造した。
【００３２】
この時、焼鈍条件は、水素、窒素及び露点（Ｄｅｗｐｏｉｎｔ）の雰囲気ガスを変化させ、熱処理サイクルは、図２に示すように予熱−加熱−ソーキング−徐冷−急冷−最終冷却サイクル（以下、Ａサイクル）を原則としてしたが、発明例５に対しては図３に示すように予熱−加熱−ソーキング―徐冷−急冷−最終冷却サイクル（以下、Ｂサイクル）の条件に行った。
【００３３】
焼鈍済みの試片の一部は、耐ピックアップ性（Ａｎｔｉ−ｐｉｃｋｕｐ）を評価して、他に対しては合金化溶融亜鉛メッキを行って焼鈍条件別にメッキ性（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）と合金化性（Ａｌｌｏｙｉｎｇ  ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ）を評価して、その結果を下記の表１及び図４に示した。
【００３４】
【表１】
2012514131.tif 000003
（気体の％は、ｖｏｌ％、以下同様である。）
【００３５】
但し、本発明例でメッキ品質（メッキ性、合金化性及び耐ピックアップ性）を評価した方法及び基準は以下のようである。
【００３６】
＊メッキ性（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）：溶融メッキ物質が素材鋼板によくコーティングされる性質であって、この実施例では肉眼にメッキ鋼板の外観を観察して評価基準は以下のようである。
１等級（Ｇｒａｄｅ１）：未メッキ（Ｂａｒｅ  ｓｐｏｔ）まったく無い、自動車外板用水準
２等級（Ｇｒａｄｅ２）：未メッキ極微細観察、自動車内板用水準
３等級（Ｇｒａｄｅ３）：未メッキ少し観察、自動車以外の一般用水準
４等級（Ｇｒａｄｅ４）：未メッキ多少多く観察、製品不可水準
５等級（Ｇｒａｄｅ５）：未メッキ多量観察、製品不可水準
【００３７】
＊＊合金化性（Ａｌｌｏｙｉｎｇ  ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ）：溶融亜鉛メッキ鋼板を急速再加熱させると母材のＦｅが亜鉛メッキ層に拡散されてＦｅ−Ｚｎ合金メッキ層が均一に形成される程度であって、肉眼でメッキ鋼板の外観を観察して評価基準は以下のようである。
１等級（Ｇｒａｄｅ１）：合金層表面が非常に均一 、自動車外板用水準
２等級（Ｇｒａｄｅ２）：合金層表面が均一、自動車内板用水準
３等級（Ｇｒａｄｅ３）：合金層表面が比較的均一、自動車以外の一般用水準
４等級（Ｇｒａｄｅ４）：合金層表面が比較的不均一、製品不可水準
５等級（Ｇｒａｄｅ５）：合金層表面が不均一、製品不可水準
【００３８】
＊＊＊耐ピックアップ性（Ａｎｔｉ−ｐｉｃｋｕｐ）：焼鈍酸化物が焼鈍装置のハースロール（Ｈｅａｒｔｈ  Ｒｏｌｌ）表面にピックアップされないようにする特性として、焼鈍装置で鋼板を高温に熱処理する過程で鋼成分元素であるＳｉ，Ｍｎ，Ａｌなどが鋼板の表面に拡散して形成された焼鈍酸化物がハースロール表面にピックアップされると鋼板に傷（Ｄｅｎｔ）欠陥を誘発することになる。よって耐ピックアップ性は、鋼板表面に拡散して形成された焼鈍酸化物の被覆率（Ｃｏｖｅｒｉｎｇ  ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）が少なければ少ないほど優れる。焼鈍酸化物の被覆率は、焼鈍処理済みの試料の表面を偏光走査電子顕微鏡（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ−ＳＥＭ）を用いて３０，０００倍に撮影した後、粒子分析機（Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いて被覆率で示した。また、分光光電スペクトロメーター（Ｇｌｏｗ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ：ＧＤＳ）を用いて焼鈍酸化物皮膜の厚さも参考的に測定して本評価に参照し、その評価基準は以下のようである。
１等級（Ｇｒａｄｅ１）：焼鈍酸化物被覆率５％以下
２等級（Ｇｒａｄｅ２）：焼鈍酸化物被覆率２０％以下
３等級（Ｇｒａｄｅ３）：焼鈍酸化物被覆率３５％以下
４等級（Ｇｒａｄｅ４）：焼鈍酸化物被覆率４５％以下
５等級（Ｇｒａｄｅ５）：焼鈍酸化物被覆率４５％以上
【００３９】
前記表１に示すように、本発明の条件による発明例１〜７は、すべてメッキ品質が１〜３等級で製品としてその使用が十分な品質を示した。この結果は、図７の（ａ）及び（ｂ）にも示している。特に、発明例１のように水素がまったく含有されない状態で最も優れたメッキ品質を示した。
【００４０】
また、水素は、含有されないほど有利であるが３ｖｏｌ％水準までは存在しても製品生産は可能であることに示した。そして、ガス雰囲気が満足されれば、熱処理サイクルを図３のサイクル形態に変化して実験する場合（発明例５）や、露点を−１０℃及び−５０℃に多様に変化させて実験した場合（発明例６及び７）にも優れたメッキ品質が示され、他の外部要因によるとしてもガス雰囲気を制御してよい効果を得ることができるということがわかる。
【００４１】
一方、比較例１〜８は、メッキ性、合金化性及び耐ピックアップ性のうち一つ以上の品質特性で４等級または５等級のよくないメッキ品質を表した。特に、水素濃度が２０ｖｏｌ％以上に大幅高い場合では水素濃度が増加すればするほどメッキ性が３等級水準まで多少優秀に表しているが、合金化性と耐ピックアップ性が大幅低下されて明らかな品質向上の効果を期待することができなかった。
【００４２】
（実施例２）
厚さ１．０ｍｍであるＴＲＩＰ（１．５％Ｓｉ、１．６％Ｍｎ、０．０８％Ｃ、０．０２％Ｓｂなどを主の合金元素として含む）未焼鈍冷延鋼板Ｆ／Ｈ（Ｆｕｌｌ  Ｈａｒｄ）材を図２の熱処理サイクルで焼鈍処理した。特に、本実施例では、図１に示す６個の焼鈍炉セクションのうち任意のセクションを選択して当該セクションにだけ窒素１００ｖｏｌ％及び露点−３０℃の非還元性雰囲気ガスを充填させて熱処理を行った。そして熱処理された鋼板に合金化溶融亜鉛メッキを行ってメッキ性（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）、合金化性（Ａｌｌｏｙｉｎｇ  ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ）及び耐ピックアップ性（Ａｎｔｉ−ｐｉｃｋｕｐ）を評価して、その結果を下記表２の発明例８〜１２に表した。
【００４３】
また、素材とメッキ条件によって本発明の方法を適用することができるのかないかを調べるために、図１の焼鈍炉セクションに窒素１００ｖｏｌ％及び露点−３０℃の非還元性雰囲気ガスを充填させた状態で素材鋼種、素材種類及びメッキ槽種類を変化させながら熱処理を行った後、合金化溶融亜鉛メッキを行ってメッキ性（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ）、合金化性（Ａｌｌｏｙｉｎｇ  ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ）及び耐ピックアップ性（Ａｎｔｉ−ｐｉｃｋｕｐ）を評価した。そしてその結果を下記表２の発明例１３〜２１に表した。
【００４４】
そして、比較例９〜１５は、同様の図１に示す形態の焼鈍装置セクション全体に５ｖｏｌ％の水素を含む雰囲気に充填して焼鈍及びメッキを行って製造したことであって、各々の結果を下記表２に表した。
【００４５】
【表２】
2012514131.tif 000004
【００４６】
＊素材鋼種記号は、引張強度９８０ＭＰａ級高マンガン鋼（Ｔｗｉｎ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ：ＴＷＩＰ）、７８０ＭＰａ級二相組織鋼（Ｄｕａｌ  Ｐｈａｓｅ：ＤＰ）及び３００ＭＰａ級加工用鋼板（Ｄｒａｗｉｎｇ  Ｑｕａｌｉｔｙ：ＤＱ）を意味する。
【００４７】
＊＊素材種類は、未焼鈍冷延鋼板（Ｆｕｌｌ  Ｈａｒｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｓｈｅｅｔｓ：Ｆ／Ｈ）、冷延鋼板（Ｃｏｌｄ  Ｒｏｌｌｅｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｓｈｅｅｔ：ＣＲ）及び熱延鋼板（Ｈｏｔ  Ｒｏｌｌｅｄ  Ｓｔｅｅｌ  Ｓｈｅｅｔ：ＨＲ）を意味する。
【００４８】
＊＊＊メッキ槽の種類は、ＧＩ（Ｚｎ−０．２％Ａｌ）、ＧＬ（Ｚｎ−５５％Ａｌ）、ＡＬ（Ａｌ−５％Ｓｉ）及びＭＧ（Ｚｎ−３％Ｍｇ−２％Ａｌ）に対して各々焼鈍及びメッキを行ったことを意味する。
【００４９】
＊＊＊＊本実施例でメッキ品質を評価する方法及び基準は、前記実施冷１と同様である。
【００５０】
表２に示す結果を分析すると、各セクションのうち少なくとも１個所以上のセクションで前記本発明の非還元性雰囲気を適用して熱処理を行った発明例８〜１２は、メッキ性、合金化性及び耐ピックアップ性が各々１〜３等級と優秀に表した。
【００５１】
そして、非還元性雰囲気を適用したセクションが多い発明例８が相対的に少ない発明例１２に比べてメッキ品質は優秀に表され、冷却処理セクションに適用した場合より加熱処理セクションを行う１０１〜１０４のセクションのうち１個所以上を選定して適用した場合が微細であるがより優秀なメッキ品質を表した。
【００５２】
また、素材の種類を既存のＦ／Ｈから冷延鋼板（ＣＲ）と熱延鋼板（ＨＲ）に変化させるとメッキ品質がより向上されたが（発明例１３及び１４）、従来の還元性雰囲気ではメッキ品質のうち一つ以上の品質特性で４等級以上の低下されたメッキ品質を表した（比較例９及び１０）。
【００５３】
鋼種の種類をＴＷＩＰ、ＤＰ及びＤＱに変化させた場合であっても本発明によるステップを行うとメッキ品質が各々３等級以内に優秀に表す一方に（発明例１５〜１７）、従来の還元性雰囲気ではメッキ品質のうち一つ以上の品質特性で本発明の品質特性より相対的に劣化されるメッキ品質を表した（比較例１１〜１２）。
【００５４】
そして、ＴＲＩＰ鋼素材を用いてＧＩ材を製造した場合も本発明は、メッキ品質がすべて１等級に優秀に表したが（発明例１８）、従来の還元性雰囲気では、メッキ品質のうちメッキ性が５等級に本発明より大きく劣化された（比較例１３）。ＤＱ鋼素材を用いてメッキ槽をＧＬ，ＡＬ及びＭＧに変化させた場合（発明例１９〜２１及び比較例１４〜１６）にも、本発明によればメッキ品質が各々１〜３等級に優秀である一方、従来の還元性雰囲気ではメッキ品質のうち一つ以上の品質特性で本発明の品質特性より相対的に低いメッキ品質を表した。
【符号の説明】
【００５５】
１０１：予熱セクション（ＰＨＳ、Ｐｒｅ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
１０２：加熱セクション（ＨＳ、Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
１０３：ソーキングセクション（ＳＳ、Ｓｏａｋｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
１０４：徐冷セクション（ＳＣＳ、Ｓｌｏｗ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
１０５：急冷セクション（ＲＣＳ、Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
１０６：最終冷却セクション（ＦＣＳ、Ｆｉｎａｌ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
１０７：ハースロール（Ｈｅａｒｔｈ  Ｒｏｌｌ）
１０８：鋼板（Ｓｔｅｅｌ  Ｓｈｅｅｔ）
３０９：オーバーエージングセクション（ＯＡＳ、Ｏｖｅｒ  Ａｇｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
３０１：再加熱セクション（ＲＨＳ、Ｒｅ−Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）
【図１】
2012514131.tif 000005
【図２】
2012514131.tif 000006
【図３】
2012514131.tif 000007
【図４】
2012514131.tif 000008
【図５】
2012514131.tif 000009
【図６】
2012514131.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月26日(2011.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
前記表１に示すように、本発明の条件による発明例１〜７は、すべてメッキ品質が１〜３等級で製品としてその使用が十分な品質を示した。この結果は、図５の（ａ）及び（ｂ）にも示している。特に、発明例１のように水素がまったく含有されない状態で最も優れたメッキ品質を示した。
【国際調査報告】
2012514131.tif 000011
2012514131.tif 000012
2012514131.tif 000013
2012514131.tif 000014