本發(fā)明涉及熔融金屬連續(xù)鍍覆方法以及熔融鍍鋅鋼帶和熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備。

背景技術(shù)：

在連續(xù)熔融鍍覆工序中，如圖4所示，鋼帶1從爐鼻(Snout)2內(nèi)進(jìn)入鍍槽3內(nèi)的熔融金屬4，通過同步輥5被轉(zhuǎn)換方向而從鍍槽3被拉起來。接下來，通過設(shè)置于鍍槽3上方的氣體擦拭噴嘴6刮除多余的熔融金屬，控制為規(guī)定的鍍覆附著量，并且附著于鋼帶1的表面的熔融金屬在板寬度方向以及板長(zhǎng)邊方向上被均勻化。氣體擦拭噴嘴6為了與各種鋼帶寬度對(duì)應(yīng)，另外為了與拉起鋼帶時(shí)的寬度方向的位置偏移等對(duì)應(yīng)，通常，構(gòu)成為比鋼帶寬度長(zhǎng)，與鋼帶1的寬度端部相比延伸至外側(cè)。

在這樣的氣體擦拭方式中，因?yàn)椴潦脷怏w的噴射帶來的鋼帶的微小振動(dòng)、鍍覆層的不規(guī)則的流動(dòng)性等，大多會(huì)在鍍覆表面產(chǎn)生波紋狀的水痕(也稱作流動(dòng)印跡)。這樣產(chǎn)生了水痕的鍍覆鋼板在外裝板的用途中將鍍覆表面作為涂裝基底表面的情況下，妨礙涂膜的表面性狀，特別是平滑性，不能夠用于適合外觀優(yōu)異的涂裝處理的外裝板，給鍍覆鋼板的成品率帶來很大的影響。

對(duì)于上述情況，為了防止熔融金屬鍍覆鋼板的外觀不合格亦即水痕缺陷，提出有以下方法。

專利文獻(xiàn)1的方法是在進(jìn)行鋼板鍍覆后的工序亦即調(diào)質(zhì)壓延時(shí)，通過改變調(diào)質(zhì)壓延輥的表面性狀、壓延條件，來使水痕變得不明顯的方法。專利文獻(xiàn)2所示的方法是在將鋼板導(dǎo)入熔融鋅鍍覆浴中之前，使用平整機(jī)以及張力矯直機(jī)等與鍍覆附著量相對(duì)應(yīng)地調(diào)整鋼板表面的粗糙度并抑制水痕的產(chǎn)生的方法。專利文獻(xiàn)3所示的方法是相對(duì)于板厚設(shè)定適當(dāng)?shù)木€速度、離擦拭噴嘴的浴面的高度，來抑制水痕的產(chǎn)生的方法。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004－27263號(hào)公報(bào)。

專利文獻(xiàn)2：日本特開昭55－21564號(hào)公報(bào)。

專利文獻(xiàn)3：日本特開平9－41113號(hào)公報(bào)。

然而，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明者的研究，在專利文獻(xiàn)1所示的方法中雖然輕微的水痕被改善，但沒有對(duì)于重度的水痕缺陷的效果沒有看到效果。另外，在專利文獻(xiàn)2所示的方法中，因?yàn)橛性谌廴阡\鍍覆浴的前一工序設(shè)置平整機(jī)以及張力矯直機(jī)等的必要性而有成本問題。另外，即使在設(shè)置有這些的情況下，認(rèn)為由于伴隨在前處理設(shè)備以及燒鈍爐的酸洗以及再結(jié)晶化的化學(xué)、物理變化而難以得到理想的表面粗糙度，并且難以完全防止水痕產(chǎn)生。并且，在專利文獻(xiàn)3所示的方法中，因?yàn)獒槍?duì)板厚的變化點(diǎn)，線速度、擦拭噴嘴高度不能馬上跟隨，所以出現(xiàn)產(chǎn)生水痕的鋼板，與成品率損失相關(guān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而產(chǎn)生的，其目的是在使用氣體擦拭噴嘴進(jìn)行鍍覆附著量的控制的熔融金屬連續(xù)鍍覆方法中，提供能夠抑制水痕缺陷的產(chǎn)生，并且能夠以更低成本穩(wěn)定地制造高品質(zhì)的熔融金屬鍍覆鋼帶的熔融金屬連續(xù)鍍覆方法以及熔融鍍鋅鋼帶和熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備。

本發(fā)明的主旨如下。

[1]一種熔融金屬連續(xù)鍍覆方法，在將鋼帶連續(xù)地浸漬于熔融金屬鍍覆浴，并從氣體擦拭噴嘴對(duì)剛從上述熔融金屬鍍覆浴拉起的上述鋼帶噴射氣體來控制鍍覆附著量的熔融金屬連續(xù)鍍覆方法中，與表示上述氣體擦拭噴嘴前端與鋼帶的距離D和上述氣體擦拭噴嘴間隙B之比的D/B值相對(duì)應(yīng)地控制從上述氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體的溫度T。

[2]在[1]記載的熔融金屬連續(xù)鍍覆方法中，從上述氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體是非活性氣體。

[3]在[1]或者[2]記載的熔融金屬連續(xù)鍍覆方法，若將上述熔融金屬鍍覆浴的熔融金屬的熔點(diǎn)設(shè)為T_M，則與D/B值相對(duì)應(yīng)地將擦拭氣體的溫度T控制在下式(1)的范圍。

[式1]

T：從氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體的溫度[℃]

T_M：熔融金屬的熔點(diǎn)[℃]

D：鋼帶與氣體擦拭噴嘴前端的距離[m]

B：氣體擦拭噴嘴間隙[m]

c₁、c₂、c₃：常量

[4]熔融鍍鋅鋼帶通過[1]～[3]任一項(xiàng)記載的熔融金屬連續(xù)鍍覆方法制造，在鋼帶表面具有Al－Zn系鍍覆層，Al－Zn系鍍覆層含有Al：1.0～10質(zhì)量％、Mg：0.2～1.0質(zhì)量％、Ni：0.005～0.10質(zhì)量％，剩余部分由Zn以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

[5]熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備具備：測(cè)距儀，其非接觸地測(cè)定鋼帶與氣體擦拭噴嘴前端的距離；控制裝置，其基于利用上述測(cè)距儀測(cè)定的距離D和上述氣體擦拭噴嘴的間隙B，計(jì)算從氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體的目標(biāo)溫度T；以及氣體加熱裝置，其使從氣體擦拭噴嘴噴射的氣體升溫至利用上述控制裝置計(jì)算的目標(biāo)溫度T。

[6]在[5]記載的熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備中，特征為與表示利用上述測(cè)距儀測(cè)定的距離D與上述氣體擦拭噴嘴的間隙B之比的D/B值相對(duì)應(yīng)地，利用下式(1)計(jì)算出上述目標(biāo)溫度T。

[式1]

T：從氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體的溫度[℃]

T_M：熔融金屬的熔點(diǎn)[℃]

D：鋼帶與氣體擦拭噴嘴前端的距離[m]

B：氣體擦拭噴嘴間隙[m]

c₁、c₂、c₃：常量

根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制被稱作水痕的鍍覆表面缺陷的產(chǎn)生，并且能夠以更低成本穩(wěn)定地制造高品質(zhì)的熔融金屬鍍覆鋼帶。

附圖說明

圖1是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的連續(xù)熔融金屬鍍覆鋼帶的制造設(shè)備的概略圖。

圖2是作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的氣體擦拭噴嘴的前端的放大圖。

圖3是表示D/B值與擦拭氣體的溫度T的關(guān)系中有無水痕產(chǎn)生的圖。

圖4是以往的連續(xù)熔融金屬鍍覆鋼帶的制造設(shè)備的概略圖。

具體實(shí)施方式

以下，具體對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。

本發(fā)明的熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備是將鋼帶連續(xù)地浸漬于熔融金屬鍍覆浴槽內(nèi)的鍍覆浴進(jìn)行鍍覆處理之后，從鍍覆浴拉起，從設(shè)置于鍍覆浴上方的氣體擦拭噴嘴向鍍覆鋼帶噴射擦拭氣體而調(diào)整鍍覆金屬附著量的設(shè)備。而且，本發(fā)明的熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備的特征為，在熔融金屬鍍覆裝置中，具有：非接觸地測(cè)定鋼帶與氣體擦拭噴嘴前端的距離的測(cè)距儀；基于利用上述測(cè)距儀測(cè)定的距離D和上述氣體擦拭噴嘴的間隙B，計(jì)算從氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體的目標(biāo)溫度T的控制裝置；以及使從氣體擦拭噴嘴噴射的氣體升溫至利用上述控制裝置計(jì)算的目標(biāo)溫度T的氣體加熱裝置。

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的連續(xù)熔融金屬鍍覆裝置。在圖1中，1是鋼帶，2是爐鼻，3是鍍槽，4是熔融金屬，5是同步輥，6是氣體擦拭噴嘴，7是測(cè)距儀，8是控制裝置(CU：Control Unit)，9是氣體加熱裝置。箭頭表示鋼帶1的移動(dòng)方向。鋼帶1從爐鼻2內(nèi)進(jìn)入鍍槽3內(nèi)的熔融金屬4，利用同步輥5被轉(zhuǎn)換方向并從鍍槽3被拉起。接著，利用設(shè)置于鍍槽3上方的氣體擦拭噴嘴6刮去多余的熔融金屬而控制規(guī)定的附著量。

圖2是氣體擦拭噴嘴6的前端的放大圖。在本發(fā)明中為了方便，用D表示氣體擦拭噴嘴6的前端與鋼帶1的距離。另外，將氣體擦拭噴嘴6的上噴嘴部件設(shè)為6a，將氣體擦拭噴嘴的下噴嘴部件設(shè)為6b時(shí)，用B表示氣體擦拭噴嘴6的間隙。

測(cè)距儀7例如設(shè)置于氣體擦拭噴嘴6的下方。測(cè)距儀7連續(xù)地測(cè)定氣體擦拭噴嘴6的前端與鋼帶1的距離D，并將該信息輸入控制裝置8。控制裝置8基于從測(cè)距儀7送來的距離D的測(cè)定信息，計(jì)算用氣體加熱裝置9加熱的擦拭氣體的目標(biāo)溫度。在氣體加熱裝置9中，具有使擦拭氣體升溫至用控制裝置8計(jì)算的目標(biāo)溫度，并將升溫的擦拭氣體向氣體擦拭噴嘴6供給的功能。此外，測(cè)距儀7是非接觸的形式話就可以?？刂蒲b置8的形式?jīng)]有特別限定。氣體加熱裝置9的形式也沒有限定，只要具備相應(yīng)于氣體擦拭噴嘴6與鋼帶1的距離D沒有遲滯地使擦拭氣體升溫的功能即可。另外，氣體加熱裝置9中的向氣體擦拭噴嘴6供給的擦拭氣體的升溫方法也沒有特別限定。例如，能夠例舉用熱交換器加熱升溫而供給的方法，將燒鈍爐的燃燒排氣與空氣混合的方法。

在本發(fā)明的特征在于，與氣體擦拭噴嘴6的前端與鋼帶1的距離D和氣體擦拭噴嘴6的間隙B之比表示的D/B值相對(duì)應(yīng)地，控制從氣體擦拭噴嘴6噴射的擦拭氣體的溫度T。通過與D/B值相對(duì)應(yīng)地控制擦拭氣體的溫度T，來提高熔融金屬的流動(dòng)性。其結(jié)果，因?yàn)槿廴诮饘僖?guī)則地流下，所以能夠充分發(fā)揮防止水痕缺陷的效果。

在本發(fā)明中，優(yōu)選從氣體擦拭噴嘴6噴射的擦拭氣體是非活性氣體。因?yàn)橥ㄟ^設(shè)為非活性氣體，能夠防止鋼板表面上的熔融金屬的氧化，所以能夠進(jìn)一步使熔融金屬的流動(dòng)性提高。作為非活性氣體能夠例舉氮?dú)?、氬氣、氦氣、二氧化碳等，但并不現(xiàn)定于這些。

若擦拭氣體溫度過低，則產(chǎn)生由于熔融金屬的流動(dòng)性降低引起的水痕缺陷。另外，若擦拭氣體的溫度過高則促進(jìn)合金化，鋼板的外觀變差。因此，有必要與D/B的值相對(duì)應(yīng)地選定最佳的擦拭氣體的溫度T。因此在本發(fā)明中求出了為了得到不產(chǎn)生水痕缺陷的外觀良好的產(chǎn)品的D/B值與擦拭氣體的溫度T的關(guān)系。熔融鋅鍍覆浴的溫度設(shè)為460℃，線速度設(shè)為100m/min，噴嘴頭的壓力設(shè)為30kPa，氣體種類設(shè)為空氣，使板厚1.2mm×板寬度1000mm的鋼帶向熔融金屬連續(xù)鍍覆設(shè)備通行。其結(jié)果，得到圖3所示那樣的關(guān)系。此外，在圖3中，與水痕的產(chǎn)生狀況相關(guān)的判定基準(zhǔn)通過下述的基準(zhǔn)進(jìn)行。Wa是基于JIS B0601－2001的規(guī)格測(cè)定的算術(shù)平均波紋度Wa[μm]的值。

×：不合格＝用目視觀察能夠確認(rèn)較大的水痕的鍍鋅鋼板(1.50＜Wa)

△：不合格＝用目視觀察能夠確認(rèn)較小的水痕的鍍鋅鋼板(1.00＜Wa≤1.50)

○：合格＝用目視觀察不能確認(rèn)水痕的美觀的鍍鋅鋼板(0.50＜Wa≤1.00)

根據(jù)圖3的結(jié)果，優(yōu)選將擦拭氣體的溫度T與D/B值相對(duì)應(yīng)地控制在下述式(1)所示的范圍內(nèi)。

[式1]

T：從氣體擦拭噴嘴噴射的擦拭氣體的溫度[℃]

T_M：熔融金屬的熔點(diǎn)[℃]

D：鋼帶與氣體擦拭噴嘴前端的距離[m]

B：氣體擦拭噴嘴間隙[m]

c₁、c₂、c₃：常量

此外，因?yàn)槭?1)中的常量c₁、c₂、c₃根據(jù)擦拭噴嘴間隙B的大小、噴嘴形狀而變化，所以需要預(yù)先離線求出。具體而言，在類似于鋼帶的板表面上設(shè)置溫度計(jì)，將該溫度計(jì)的值設(shè)為“擦拭氣體與鋼帶碰撞的碰撞位置的擦拭氣體的溫度”。對(duì)D/B的值進(jìn)行某些條件的變更，測(cè)定上述溫度，求出c₁～c₃的值。

并且，在D/B值超過60的情況下擦拭氣體的刮落力幾乎沒有，所以沒有加熱擦拭氣體的意義。因此，D/B值的上限優(yōu)選為60以下。

另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選將擦拭氣體與鋼帶碰撞的碰撞位置的擦拭氣體的溫度控制在熔融金屬的熔點(diǎn)T_M的上下200℃((T_M±100)℃)以內(nèi)。若使擦拭氣體在與鋼帶碰撞的碰撞位置的擦拭氣體的溫度不到(T_M－100)℃，則附著于鋼板的熔融金屬的凝固比例變得非常高，因?yàn)槿廴诮饘俚牧鲃?dòng)性降低，所以產(chǎn)生水痕缺陷。此外，例如在使用熱交換器時(shí)，通過變更作為加熱側(cè)的氣體、液體的溫度，能夠控制作為被加熱側(cè)的擦拭氣體的溫度。然而，不限于上述控制方法。

另一方面，若使擦拭氣體與鋼帶碰撞的碰撞位置的擦拭氣體的溫度超過(T_M+100)℃，則促進(jìn)鋼帶和熔融金屬的合金化，除了鋼板的外觀變差之外，與目標(biāo)鍍覆附著量相比增加。并且，因?yàn)闅怏w加熱會(huì)消耗多余的能量，故能效也變差。另外，如非專利文獻(xiàn)1(鐵與鋼Vol.81(1995)No.2，P49)的圖5所示那樣，因?yàn)楣潦脷怏w的勢(shì)核(Potential core)與D/B值成比例地衰減，所以需要與D/B值相對(duì)應(yīng)地設(shè)定適當(dāng)?shù)臍怏w溫度。

此外，因?yàn)槿羧廴诮饘馘兏?鍍覆層)的成分變化則熔點(diǎn)變化，所以擦拭氣體溫度T的最佳范圍是變化的。

另外，確認(rèn)了在鋼帶表面是具有Al－Zn系鍍覆層的熔融鍍鋅鋼帶且Al－Zn系鍍覆層含有Al：1.0～10質(zhì)量％、Mg：0.2～1.0質(zhì)量％、Ni：0.005～0.10質(zhì)量％，且剩余部分由Zn以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的情況下，由于加入了與Al、Zn相比容易氧化的Mg，在擦拭氣體溫度低時(shí)，特別是熔融金屬的流動(dòng)性變差且容易產(chǎn)生水痕。其結(jié)果，表面外觀變差。因此，使用本發(fā)明的氣體擦拭方法制造的熔融鍍鋅鋼帶，在鋼帶表面是具有Al－Zn系鍍覆層的熔融鍍鋅鋼帶且Al－Zn系鍍覆層含有Al：1.0～10質(zhì)量％、Mg：0.2～1.0質(zhì)量％、Ni：0.005～0.10質(zhì)量％，剩余部分由Zn以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的情況下，通過使擦拭氣體溫度最佳化能夠使防止水痕缺陷的效果更顯著。

實(shí)施例1

為了調(diào)查氣體擦拭噴嘴的最佳的設(shè)置條件、實(shí)施方式，進(jìn)行了熔融鍍鋅鋼帶的制造試驗(yàn)。氣體擦拭噴嘴使用具備噴嘴間隙B＝1.2mm的噴嘴。將從熔融鋅鍍覆浴面的氣體擦拭噴嘴高度設(shè)為350mm，擦拭氣體的噴射方向與鋼帶面垂直。具體而言，以線速度100m/min使板厚1.2mm×板寬度1000mm的鋼帶通過，使鍍覆層的組成、氣體擦拭噴嘴前端與鋼帶間的距離D、從氣體擦拭噴嘴噴射的氣體壓力(噴嘴頭壓力)、氣體設(shè)定溫度、氣體種類、鍍覆附著量變化，評(píng)價(jià)鋼板的外觀。熔融鋅鍍覆浴溫度設(shè)為460℃，用預(yù)先的離線測(cè)試求出式(1)中的常量時(shí)，c₁＝45，c₂＝1.5，c₃＝2.5。

另外，作為向氣體擦拭噴嘴供給氣體的方法，采用用熱交換器將常溫的氣體加熱至規(guī)定溫度，并供給用吹風(fēng)機(jī)加壓至規(guī)定壓力的空氣的供方法。此外，熔融金屬的熔點(diǎn)(T_M)在Al＝0.2質(zhì)量％的情況下為T_M＝420℃，在Al＝4.5質(zhì)量％、Mg＝0.5質(zhì)量％、Ni＝0.05質(zhì)量％的情況下為T_M＝375℃。

鋼板的外觀評(píng)價(jià)以以下的基準(zhǔn)判斷是否合格。此外，Wa是基于JIS B0601－2001的規(guī)格測(cè)定的算術(shù)平均波紋度Wa[μm]的值。

×：不合格＝以目視觀察能確認(rèn)較大的水痕的非常美觀的鍍鋅鋼板(1.50＜Wa)

△：不合格＝以目視觀察能確認(rèn)較小的水痕的非常美觀的鍍鋅鋼板(1.00＜Wa≤1.50)

○：合格＝以目視觀察不能確認(rèn)水痕的非常美觀的鍍鋅鋼板(0.50＜Wa≤1.00)

◎：合格＝以目視觀察不能確認(rèn)水痕的非常美觀的鍍鋅鋼板(0＜Wa≤0.50)

結(jié)果如表1所示。

[表1]

發(fā)明例1通過以與D/B值對(duì)應(yīng)的最佳的氣體溫度擦拭，能夠防止水痕缺陷。作為能夠防止水痕缺陷的理由，除了以與D/B值對(duì)應(yīng)的最佳的氣體溫度進(jìn)行擦拭之外，考慮了是因?yàn)橥ㄟ^使擦拭氣體與鋼帶碰撞的碰撞位置的擦拭氣體的溫度成為(TM－100)℃以上，阻止由于噴出氣體帶來的冷卻效果，附著于鋼板的熔融鋅不易凝固，而能夠規(guī)則地流下。

另外，在發(fā)明例2中，變更D/B，并以與該值對(duì)應(yīng)的最佳的擦拭氣體的溫度T擦拭，能夠與發(fā)明例1同樣地防止水痕缺陷。發(fā)明例3～8表示針對(duì)各D/B值變更了擦拭溫度時(shí)的結(jié)果。

另一方面，在對(duì)比例1以及對(duì)比例2中，表示脫離根據(jù)D/B值導(dǎo)出的最佳氣體溫度范圍的情況下的實(shí)施例。在對(duì)比例1作為附著量增加的原因，除了以脫離與D/B值對(duì)應(yīng)的最佳氣體溫度范圍的溫度進(jìn)行擦拭之外，認(rèn)為因?yàn)閺膰娮靽姵龅牟潦脷怏w與周圍的氣體混合，鋼帶碰撞位置的擦拭氣體的溫度低于(TM－100)℃。在對(duì)比例2中，擦拭氣體的溫度與發(fā)明例1相比升溫至更高的溫度，附著量增加。認(rèn)為這是因?yàn)椴潦脷怏w溫度過高，促進(jìn)鋼帶表層的鋅鍍覆的合金化。另外并且，由于合金化的促進(jìn)，鋼板表面發(fā)白變色從而外觀也變差。其他擦拭條件的結(jié)果如對(duì)比例3～11所示。

另外，在發(fā)明例10以及對(duì)比例12中表示變更了鍍覆層的組成的實(shí)施例。因?yàn)橥ㄟ^變更熔融鋅的成分來使鋅浴的熔點(diǎn)降低至375℃，所以擦拭氣體的最佳溫度范圍也在變化。在對(duì)比例12中與對(duì)比例1相比，能夠確認(rèn)產(chǎn)生更大的水痕。認(rèn)為這是因?yàn)殄兏矊映煞种械腗g容易氧化，變得容易產(chǎn)生水痕。在發(fā)明例10中，通過控制擦拭氣體的溫度T，能夠與發(fā)明例1相同地防止水痕缺陷。

并且，在發(fā)明例9以及發(fā)明例10中，因?yàn)閷怏w種類設(shè)為作為非活性氣體的氮?dú)?，所以與發(fā)明例1相比能夠得到良好的外觀。

根據(jù)以上說明，通過以適當(dāng)?shù)牟潦脷怏w的溫度擦拭，能夠得到防止水痕缺陷的效果。

附圖標(biāo)記的說明

1…鋼帶；2…爐鼻；3…鍍槽；4…熔融金屬；5…同步輥；6…氣體擦拭噴嘴；6a…氣體擦拭噴嘴的上噴嘴部件；6b…氣體擦拭噴嘴的下噴嘴部件；7…測(cè)距儀；8…控制裝置(CU)；9…氣體加熱裝置。