專利名稱：熱鍍金屬帶的制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造熱鍍金屬帶的方法和裝置。
背景技術(shù)：
對鋼帶等金屬帶連續(xù)施鍍的方法已知有把金屬帶浸在鋅、鋁等熔融金屬中施鍍的熱鍍方法。
圖1表示現(xiàn)有連續(xù)熱鍍金屬帶的制造裝置。
冷軋后的鋼帶等的金屬帶1用保持無氧化性或還原性的氣氛的退火爐2進行退火，同時在對它的表面進行清潔和去除氧化膜后，經(jīng)過出口連續(xù)拉入熔融金屬鍍槽4內(nèi)的熔融金屬浴5中，用導(dǎo)輥6改變方向，經(jīng)支持輥7從熔融金屬浴5中向上拉出后，利用從設(shè)置在熔融金屬5上浴5的氣刷噴嘴(擦刷)8噴出的高壓氣體把附著的多余熔融金屬擦拭，調(diào)整到規(guī)定的鍍層附著量，成為熱鍍金屬帶。
支持輥7是為了矯直在氣刷8部位的金屬帶1寬度方向的翹曲，減少寬度方向的熔融金屬附著量的偏差而設(shè)置，如圖1所示的7a、7b，配置在把金屬帶1夾在中間的兩側(cè)，相對于金屬帶1的行進方向使位置錯開。把在上方的支持輥7a放置在作業(yè)線上面，把在下方的支持輥7b推向金屬帶1，對金屬帶1進行適當(dāng)?shù)募庸?，對寬度方向的翹曲進行矯直。
可是，由于支持輥7a、7b利用設(shè)置在高于熔融金屬鍍槽4一側(cè)的熔融金屬浴5表面的位置的電機(圖中沒有表示)，通過樞軸(圖中沒有表示)驅(qū)動，即使電機轉(zhuǎn)動勻速，支持輥7a、7b也不能勻速轉(zhuǎn)動，與金屬帶1的輸送速度也不一致，因而在金屬帶1上會產(chǎn)生振痕形的附著量不均勻現(xiàn)象。
為了解決此問題，也可以考慮使支持輥7a、7b空轉(zhuǎn)(不驅(qū)動)?？墒沁@種情況下，為了確保支持輥7a、7b轉(zhuǎn)動，必須增加支持輥7b的推進量，變得不能適當(dāng)?shù)貙馑?部位上金屬帶1的寬度方向翹曲進行矯直，寬度方向的熔融金屬附著量的偏差增加。
用圖1所示裝置制造熱鍍鋅鋼帶的話，從鋼帶1溶出的鐵和施鍍成分的金屬間化合物的渣滓(所謂的底渣)16被卷上來，漂浮在熔融金屬浴5中。此時，渣滓16附著在鋼帶1的話，使鋼帶1的表面質(zhì)量降低。此外，渣滓16附著在支持輥7上的話，有時也會在鋼帶1上產(chǎn)生劃傷。要減少渣滓缺陷，降低鋼帶1的輸送速度是有效的，但降低生產(chǎn)率。
為了解決上述的因支持輥引起的問題和渣滓缺陷的問題，本發(fā)明人等在特開2002-339051號公報中提出卸下熔融金屬浴中的支持輥，在氣刷之前或之后利用磁力非接觸式地對金屬帶寬度方向的翹曲進行矯直的方法，以及在熔融金屬浴內(nèi)設(shè)置把金屬帶圍住的圍繞部件，來防止產(chǎn)生渣滓缺陷的方法。
可是，由于卸下了支持輥，在具有加熱硬化性的屈服點延伸的金屬帶中，容易產(chǎn)生稱為折痕的表面缺陷的新問題。
這種折痕即使在用支持輥的現(xiàn)有的操作中，根據(jù)操作條件和鋼種的不同時也有發(fā)生。因此即使可以使成品率提高、可以實現(xiàn)穩(wěn)定操作，無論有沒有支持輥都期待不易產(chǎn)生折痕的熱鍍金屬帶的制造技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在于，提供在熔融金屬浴中沒有支持輥的情況下不產(chǎn)生折痕，寬度方向的熔融金屬附著量偏差小和渣滓缺陷少的熱鍍金屬帶的制造方法和制造裝置。此外本發(fā)明之目的還在于，提供無論熔融金屬浴中有沒有支持輥都不易產(chǎn)生折痕的熱鍍金屬帶的制造方法和制造裝置。
采用以下方法達到此目的。
1)一種熱鍍金屬帶的制造方法，具有金屬帶退火工序；在使金屬帶產(chǎn)生塑性畸變的工序；把金屬帶拉入要施鍍的熔融金屬浴的工序、在金屬帶上附著熔融金屬，同時把金屬帶轉(zhuǎn)向上方后在熔融金屬浴中不與輥接觸，提拉到熔融金屬浴外的工序；以及用氣刷調(diào)整附著在金屬帶上的熔融金屬附著量的工序。
2)一種熱鍍金屬帶的制造方法，具有金屬帶退火工序；在退火中金屬帶被加熱到最高溫度后，在拉入要施鍍的熔融金屬浴內(nèi)之前，至少用1根輥利用彎曲加工使金屬帶產(chǎn)生表面塑性畸變的工序；把金屬帶拉入要施鍍的熔融金屬浴內(nèi)，附著熔融金屬的工序；用導(dǎo)輥使金屬帶轉(zhuǎn)向后提拉到熔融金屬浴外的工序，形成金屬帶的表面塑性畸變，要使在金屬帶到達導(dǎo)輥時在金屬帶表面殘留的畸變(下面稱為表面殘余塑性畸變)在0.1％以上。
3)一種熱鍍金屬帶的制造方法，具有金屬帶退火工序；在退火中金屬帶被加熱到最高溫度后，在拉入要施鍍的熔融金屬浴內(nèi)之前，至少用1根輥利用彎曲加工使金屬帶產(chǎn)生表面塑性畸變的工序、把金屬帶拉入要施鍍的熔融金屬浴內(nèi)，附著熔融金屬的工序；用導(dǎo)輥使金屬帶轉(zhuǎn)向后提拉到熔融金屬浴外的工序，在用彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的輥中把位于最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
這些方法分別用以下制造裝置可以實現(xiàn)。
1)一種熱鍍金屬帶的制造裝置，具有使金屬帶退火的退火爐；使退火后的金屬帶產(chǎn)生塑性畸變的裝置；在形成塑性畸變的金屬帶上附著要施鍍的熔融金屬的熔融金屬浴；調(diào)整附著在金屬帶上的熔融金屬附著量的氣刷；以及在熔融金屬浴中只配備用于使金屬帶轉(zhuǎn)向的方向轉(zhuǎn)換裝置。
2)一種熱鍍金屬帶的制造裝置，具有使金屬帶退火的退火爐；金屬帶在退火中被加熱到最高溫度后、設(shè)置在附著要施鍍的熔融金屬之前的位置，利用彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的至少1根輥；在金屬帶上附著要施鍍的熔融金屬的熔融金屬浴，在熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使金屬帶轉(zhuǎn)向，而且形成金屬帶表面塑性畸變，要使在金屬帶到達導(dǎo)輥時在金屬帶表面殘留的表面殘余塑性畸變在0.1％以上。
3)一種熱鍍金屬帶的制造裝置，具有使金屬帶退火的退火爐、金屬帶在退火中被加熱到最高溫度后、設(shè)置在附著要施鍍的熔融金屬之前的位置，利用彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的至少1根輥；在金屬帶上附著要施鍍的熔融金屬的熔融金屬浴，在熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使金屬帶轉(zhuǎn)向，而且在通過彎曲加工使金屬帶上形成表面塑性畸變的輥中，把最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。


圖1為表示現(xiàn)有連續(xù)熱鍍金屬帶的制造裝置的圖示。
圖2為說明金屬帶寬度方向產(chǎn)生翹曲的圖示。
圖3為說明利用支持輥對翹曲進行矯直的圖示。
圖4為表示本發(fā)明熱鍍金屬帶的制造裝置的一個示例的圖示。
圖5為表示利用磁力對金屬帶形狀進行非接觸式矯直的形狀矯直裝置的一個示例的圖示。
圖6為表示畸變形成裝置的一個示例的圖示。
圖7A-7D為表示用圖6的畸變形成裝置產(chǎn)生畸變的一個示例的圖示。
圖8為在圖6畸變形成裝置中形成畸變另一個示例的圖示。
圖9為表示導(dǎo)輥直徑和鋼帶寬度方向的翹曲量關(guān)系的圖示。
圖10為表示本發(fā)明的熱鍍金屬帶的制造裝置的另一示例的圖示。
圖11為表示本發(fā)明的熱鍍金屬帶的制造裝置的另一示例的圖示。
圖12為表示本發(fā)明的熱鍍金屬帶的制造裝置的另一示例的圖示。
圖13為表示本發(fā)明的熱鍍金屬帶的制造裝置的另一示例的圖示。
圖14為表示在畸變形成裝置中輥配置示例的圖示。
具體實施例方式
如圖2所示，認(rèn)為金屬帶寬度方向的翹曲主要是在導(dǎo)輥中金屬帶受到彎曲、彎曲返回加工而產(chǎn)生的。在金屬帶繞在導(dǎo)輥上接觸的位置A，金屬帶因平面畸變變形在與導(dǎo)輥接觸的一側(cè)受到壓應(yīng)力、在相反一側(cè)受到張應(yīng)力，成為容易產(chǎn)生寬度方向翹曲的應(yīng)力分布?？拷鼘?dǎo)輥即使在曲率半徑比較大的位置B，金屬帶大體保持平面畸變狀態(tài)，受到與位置A相反的應(yīng)力分布，也就是與導(dǎo)輥接觸的一側(cè)受到張應(yīng)力、在相反一側(cè)受到壓應(yīng)力。在曲率半徑幾乎為∞(曲率為0)的位置C上，相對于面內(nèi)變形的束縛消失，成為容易保持在位置A受到的變形的形狀，也就是在金屬帶的寬度方向上成為凸起的形狀。這樣在金屬帶寬度方向產(chǎn)生翹曲的情況下，由于在寬度方向上金屬帶和氣刷的間隔不固定，就在寬度方向上產(chǎn)生熔融金屬附著量的偏差。此外金屬帶上產(chǎn)生翹曲的情況下，為了避免金屬帶和氣刷的接觸，不得不把兩者的間隔擴大。因此為了確保所希望的熔融金屬擦拭能力，必須提高氣刷的氣體壓力，此時劇烈飛濺的熔融金屬附著在金屬帶上，容易產(chǎn)生濺疤缺陷。
在熔融金屬浴中的支持輥具有矯直金屬帶這樣的寬度方向翹曲的功能。如圖3所示，用導(dǎo)輥6轉(zhuǎn)向上方的金屬帶1被支撐在作業(yè)線上的支持輥7a上，用配置在距支持輥7a規(guī)定距離下方的支持輥7b相對于作業(yè)線推進規(guī)定量L，由于受到相反方向的彎曲加工來矯直翹曲。
可是，熔融金屬浴中存在有支持輥的話，加上上述振痕形的附著量不均勻和擦傷等問題，為了支持輥支持輥的定期檢修和更換必須使設(shè)備停止，也存在有使操作效率降低的問題。
此外，即使在使用支持輥的情況下，可以使在通過導(dǎo)輥轉(zhuǎn)向后的金屬帶的翹曲減小的話，支持輥設(shè)定的押進量減小對防止壓傷等缺陷是有利的。
首先本發(fā)明人等研究了把支持輥從熔融金屬浴中卸下會產(chǎn)生什么問題。
由于支持輥除了對金屬帶的翹曲進行矯直以外，還具有難以使熔融金屬浴中的渣滓等異物附著在金屬帶的功能，除去支持輥的話，由于認(rèn)為會使金屬帶的缺陷增加，所以進行了以下的試驗，以確認(rèn)其真?zhèn)?。也就是替代熔融金屬，在放入水的容器中配置模擬導(dǎo)輥和支持輥的輥和模擬金屬帶的環(huán)形皮帶，把輥的直徑和輥的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為雷諾數(shù)和弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)與實際熔融金屬浴中的輥周圍相同，對熔融金屬浴中的行為進行流體力學(xué)模擬，添加鋁粉作為示蹤物觀察了它的流動。
其結(jié)果，在模擬支持輥的輥上沒有觀察到對附著在皮帶上鋁粉的剝離作用，輥僅僅是把鋁粉推進皮帶。因此熔融金屬中的支持輥并沒有使上述的異物難以附著在金屬帶上的功能，所以認(rèn)為即使去除支持輥缺陷也不會增加。實際中，從圖1所示的連續(xù)熱鍍金屬帶的制造裝置卸下支持輥來制造鍍鋅鋼帶時，不能確認(rèn)渣滓缺陷增加。因此要卸下支持輥，只要能夠用其他方法替代金屬帶寬度方向翹曲的矯直功能就可以。
希望可以用非接觸式對翹曲進行矯直，本發(fā)明人等確認(rèn)了利用電磁鐵等的磁力可以用非接觸式對鍍鋅鋼帶的翹曲進行矯直。
可是，由于卸下了支持輥，在制造具有加熱硬化性的屈服點延伸的熱鍍鋅鋼帶的話，主要是在通過熱鍍鋅槽下游一側(cè)的設(shè)備時，有時在它的表面產(chǎn)生稱為“折痕”的變形花紋。此缺陷用光輥軋制可能不引人注意，但是把鋼帶沖壓加工成最終制品時等會再變得明顯，根據(jù)用途不同會使制品的成品率大幅度降低。
根據(jù)操作條件和鋼種的不同，即使用支持輥折痕也時有發(fā)生。
本發(fā)明人對這樣的折痕產(chǎn)生的原因和防止的方法進行研究的結(jié)果得到如下認(rèn)識。
1)鋼帶在通過連續(xù)熱鍍鋼帶制造裝置內(nèi)時，在各種溫度區(qū)域承受因輥造成的彎曲應(yīng)力，此應(yīng)力超過鋼帶的屈服應(yīng)力的話，鋼帶的彎曲部分局部產(chǎn)生屈服，形成折痕。
2)折痕在低于某個溫度T1(稱為門檻溫度)的溫度區(qū)域發(fā)生，在此門檻溫度T1以上不發(fā)生。門檻溫度T1與改變溫度進行拉伸試驗時屈服點延伸消失的溫度一致，所以認(rèn)為是沒有屈服點延伸可以避免局部的畸變集中，可以抑制折痕的產(chǎn)生。
3)大家知道一般在室溫下對鋼帶進行預(yù)畸變的話，隨后即使承受加工也難以產(chǎn)生折痕，在鋼帶上在上述門檻溫度T1以上進行預(yù)畸變也能得到同樣的效果。也就是此后在門檻溫度以下對鋼帶進行加工也不會產(chǎn)生折痕。可是在超過650℃的溫度下形成畸變的話，其效果減小。
4)鋼帶在門檻溫度T1以上進行預(yù)畸變的話，可以對鋼帶的翹曲進行矯直，有時可以代替用電磁鐵等的磁力進行矯直的功能。
5)由于折痕是在連續(xù)熱鍍鋼帶制造裝置的熔融鍍鋅浴的下游工序產(chǎn)生，所以成為鋼帶門檻溫度T1的溫度是位于熱鍍鋅浴溫度450-480℃以上的溫度，也就是在退火爐和熔融鋅浴之間。
因此在把金屬帶退火后在拉入熔融金屬浴內(nèi)之前，金屬帶是鋼帶的情況下其溫度是450-650℃溫度時，使金屬帶產(chǎn)生塑性畸變的話，可以防止折痕的產(chǎn)生。也就是采用具有金屬帶退火工序；使金屬帶產(chǎn)生塑性畸變的工序；把金屬帶拉入要施鍍的熔融金屬浴的工序、在金屬帶上附著熔融金屬，同時把金屬帶轉(zhuǎn)向上方后在熔融金屬浴中不與輥接觸，提拉到熔融金屬浴外的工序；用氣刷調(diào)整附著在金屬帶上的熔融金屬附著量的工序的熱鍍金屬帶的制造方法，可以制造不產(chǎn)生折痕，而且可以防止在氣刷部位的金屬帶寬度方向的翹曲的熱鍍金屬帶。
此外在熔融金屬浴中設(shè)置支持輥，把它推進金屬帶的話，可以進一步使折痕減少。采用后面介紹的形成畸變的條件，利用預(yù)先形成的塑性畸變可以消除因?qū)л伄a(chǎn)生的翹曲。
在氣刷的前面或后面利用磁力對金屬帶形狀進行非接觸式矯直后，可以使附著量更均勻。
產(chǎn)生折痕的應(yīng)力是用輥造成的彎曲應(yīng)力時，金屬帶表面附近最大。因此，為了防止折痕的產(chǎn)生形成的塑性畸變，利用可以有效地在金屬帶表面附近形成畸變的彎曲加工是非常有效的。如上所述，在金屬帶是鋼帶的情況下，形成塑性畸變的時間希望是在把鋼帶退火后拉入熔融金屬浴內(nèi)之前鋼帶溫度在450-650℃時。利用輥容易進行彎曲加工，但為了防止產(chǎn)生折痕在金屬帶中要形成的塑性畸變量例如希望表面塑性畸變量超過0.1％，超過1.5％的話其效果達到飽和，同時有時鋼帶的材質(zhì)惡化。
在后面要詳細(xì)說明，利用上述的在金屬帶形成的表面塑性畸變，金屬帶在到達熔融金屬浴內(nèi)的導(dǎo)輥時金屬帶表面上殘留的表面殘余塑性畸變對防止產(chǎn)生折痕和防止因?qū)л伄a(chǎn)生翹曲是重要的，希望此表面殘余塑性畸變在0.1％以上。此外在高溫越形成塑性畸變，金屬帶在到達導(dǎo)輥之前期間畸變越容易消失，由于表面殘余塑性畸變?nèi)菀仔∮?.1％，所以需要加快金屬帶的輸送速度，使金屬帶在更短的時間內(nèi)向?qū)л佪斔汀?br> 塑性畸變不必1次形成，也可以分多次形成。分多次形成畸變的情況下，塑性畸變量為各次形成的畸變量之和。此外形成的畸變可以是壓縮畸變也可以是拉伸畸變，兩者混合的情況下的塑性畸變量為它們的總和。這是因為推測防止折痕機理起因于與壓縮畸變、拉伸畸變無關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)移。
此外，為了用多個輥進行彎曲加工形成塑性畸變，防止因?qū)л伄a(chǎn)生的翹曲，希望配置成能生成一定程度以上的表面殘余塑性畸變的最下游的輥與導(dǎo)輥與金屬帶接觸的面相反的面接觸。
用輥彎曲加工的情況下，希望使用外徑800mm以下的輥。此外，使輥數(shù)在6根以上即使把畸變分開形成，由于形成畸變的效果達到飽和，所以希望輥數(shù)在5根以下。
特公平7-94704號公報、特開平10-130801號公報、特開2000-204460號公報記載了在熱鍍鋼帶制造裝置內(nèi)用輥對鋼帶進行彎曲加工，但前題都是在熔融鋅浴中有支持輥，與本發(fā)明的課題、構(gòu)成要件不同。也就是特公平7-94704號公報的方法是，用外徑為50～500mm的輥進行彎曲加工，把鋼帶退火調(diào)整晶粒直徑，使熔融鋅浴中的固液反應(yīng)和隨后Fe-Zn合金化反應(yīng)均勻進行，防止合金化處理中產(chǎn)生的表面凹凸缺陷的方法，在退火前進行彎曲加工。特開平10-130801號公報的方法是，在彎曲半徑300mm以下進行彎曲、彎曲返回加工，在鋼帶表面形成殘余畸變，使鋼板和鍍層界面的擴散反應(yīng)均勻化，防止因Si、P、Mn等添加元素的不均勻分布造成的合金化不均勻和光澤不均勻的方法，沒有談到折痕的問題。此外也沒有談到上述的表面殘余塑性畸變與防止產(chǎn)生折痕和防止用導(dǎo)輥而產(chǎn)生的翹曲的關(guān)系。特開2000-204460號公報所述的方法是在非氧化氣氛的輸送室內(nèi)以作業(yè)線上的2點為支點，用輥推進鋼帶，對鋼板的翹曲進行矯直的方法，但由于沒有導(dǎo)輥，難以對鋼帶穩(wěn)定地施加足夠的張力，不能在鋼帶表面穩(wěn)定地形成塑性畸變。
下面對金屬帶使用鋼帶、熔融金屬使用鋅時的實施方式進行詳細(xì)說明。
圖4表示本發(fā)明的熱鍍鋼帶制造裝置的一個示例。本示例是卸下支持輥，因?qū)л佋斐傻穆N曲用電磁鐵矯直的情況。
在本裝置中，把圖1所示的現(xiàn)有制造裝置的熔融鋅浴5中的支持輥7被卸下，在退火爐2的調(diào)整冷卻爐2d中設(shè)置畸變形成裝置21，在氣刷8后設(shè)置利用電磁鐵的非接觸式矯正鋼帶1形狀的形狀矯直裝置9。畸變形成裝置21也可以設(shè)在450-650℃的出口3部位，但是設(shè)置在退火爐2的調(diào)整冷卻爐2d中的畸變形成裝置21容易把鋼帶1的溫度調(diào)整到450-650℃。更希望形成畸變的鋼帶1的溫度在500-550℃。這是因為鋼帶1的溫度超過550℃的話，有時形成的塑性畸變消失，形成畸變的效果變小，此外比500℃低的話，浸入熔融鋅浴5中的鋼帶1的溫度低，對熱量不利。此外實際在產(chǎn)生折痕成為問題的具有屈服點延伸的鋼帶1中，由于上述門檻溫度T1為450℃左右，考慮操作條件的變化，希望在500℃以上形成畸變。
只是為了防止折痕的話，也可以在熔融鋅浴5內(nèi)或從熔融鋅浴5內(nèi)提起后形成畸變，但是由于產(chǎn)生振痕形熱鍍鋅附著量不均、壓傷、鍍層剝離等問題，所以需要在熔融鋅浴5的上游一側(cè)形成畸變。
圖5表示形狀矯直裝置的一個示例。
此形狀矯直裝置是由在圖上方用于測定至移動的鋼帶1表面的距離的位置傳感器10、接收來自此位置傳感器10的信號輸出控制信號的控制器11、將控制信號放大的放大器12和用放大的控制信號對鋼帶1施加吸引力使鋼帶變形的電磁鐵13構(gòu)成。電磁鐵13在鋼帶1寬度方向設(shè)置多臺，此外在鋼帶1的正反面成對設(shè)置。由于電磁鐵13對鋼帶1產(chǎn)生單方向的吸引力，通過在鋼帶1正反面成對設(shè)置，選擇對鋼帶1的吸引方向，可以對鋼帶1的翹曲進行矯直。一般鋼帶1的寬度方向的翹曲，如圖2所示，由于斷面多為C形，電磁鐵13配置在鋼帶1寬度方向3個位置(兩邊和中間)。此外，為使在3個位置的傳感器10相互之間、電磁鐵相互之間的干擾不那么大，可以分別構(gòu)成獨立的控制系統(tǒng)。
基于來自用于測定至鋼帶1表面的距離的位置傳感器10的信號，用控制器11控制在鋼帶1正反面成對設(shè)置的電磁鐵13的吸引力的話，可以對從熔融鋅浴5提起的鋼帶的翹曲進行矯直。
本形狀矯直裝置9配置在氣刷8后面，越靠近氣刷8越容易進行控制，設(shè)置在其后的合金化爐、接觸輥、鋅花調(diào)整裝置等的情況下，也可以設(shè)置在到鋅花調(diào)整裝置之前的空間。此外，設(shè)置在氣刷8前面的情況下，越靠近氣刷8越容易進行控制，而在實際生產(chǎn)線上可以設(shè)置在從熔融鋅浴5到氣刷8之間。
畸變形成裝置21設(shè)在鋼帶1到達最高溫度點的下游一側(cè)。由于鋼帶1在退火爐2的均熱爐2b被加熱到650-900℃左右的最高溫度，如果把畸變形成裝置21設(shè)在鋼帶1到達最高溫度點的上游一側(cè)的話，形成畸變的效果消失，不能防止折痕的產(chǎn)生。
希望用畸變形成裝置21形成如上所述的表面殘余塑性畸變在0.1％以上的塑性畸變，例如需要表面塑性畸變量超過0.1％，更希望形成0.3％以上1.5％以下的畸變。
如上所述，從在表面形成塑性畸變的觀點看，用輥進行彎曲加工是有效的。用輥彎曲加工的情況下至少用1根輥，選擇輥的外徑要能使鋼帶1的曲率半徑在400mm以下，希望調(diào)整此輥的推進量對鋼帶1進行彎曲加工。要使鋼帶1在彎曲半徑在400mm以下進行彎曲，至少要用1根外徑800mm以下的輥。例如，可以是通過把鋼帶1充分纏繞在外徑800mm的輥上的方式，來調(diào)整推進量的方法和用外徑400mm的輥調(diào)整推進量的方法。但是，輥的推進量要根據(jù)鋼帶1的材質(zhì)和厚度等的不同而不同。要使形成的表面塑性畸變量增加，可以使輥的推進量增加，或使用外徑小的輥。希望輥外徑在400mm以下。
象在水平式退火爐2中一般設(shè)置的地爐輥那樣的外徑超過800mm的輥不能作為形成塑性畸變的輥。
形成相同表面塑性畸變量的話，輥數(shù)是1根的形成畸變的效果好。也可以使用多根輥，分開形成畸變，但使用6根以上的輥，效果達到飽和，由于從設(shè)備費用、設(shè)備維修等方面看不利，所以輥數(shù)希望為1-5根。此外，由于輥數(shù)為1根的情況下可以形成表面塑性畸變量不能非常大，所以實際希望使輥數(shù)為2-3根。在使用2根以上的情況下，各輥的外徑也可以不同。
圖6表示畸變形成裝置的一個示例。
設(shè)在調(diào)整冷卻爐2d的地爐輥25和26中間位置的畸變形成裝置21由3根輥22、23、24構(gòu)成。此3根輥在鋼帶1正反面交替配置，可以各自獨立地大體與作業(yè)線垂直的方向自由移動。3根輥22、23、24中至少有1根向大體垂直作業(yè)線方向推進，在鋼帶1上形成表面塑性畸變。形成的表面塑性畸變量由受到彎曲加工的鋼帶1的曲率決定，曲率由沿作業(yè)線的相鄰輥之間的間隔、輥的外徑和它的推進量決定。預(yù)先求出鋼帶1的材質(zhì)和厚度、溫度等操作的參數(shù)、相鄰輥之間的間隔、輥外徑、輥推進量等和表面塑性畸變量的關(guān)系，作成對應(yīng)的表，以此表為基礎(chǔ)，根據(jù)操作的參數(shù)值設(shè)定輥的推進量更簡便。
在圖6所示裝置中，配置了3根輥，輥數(shù)不限定為3根，可以在1-5根的范圍內(nèi)改變。輥為1根的情況下，從彎曲產(chǎn)生畸變的效果好的觀點看，希望把輥配置接近地爐輥26。
本發(fā)明人等使用圖6所示的畸變形成裝置21，在鋼帶1上形成畸變時，使輥22、23、24的配置條件和推進條件改變的話，可以看出在下游一側(cè)氣刷8部位的鋼帶1寬度方向的翹曲量變化。此外，發(fā)現(xiàn)了此推進在下游如何表現(xiàn)對抑制折痕產(chǎn)生是重要的。
圖7A-7D表示用圖6的3根輥形成畸變的示例。
在圖7A中把輥22和24大體配置在作業(yè)線上，使輥23在大體與作業(yè)線垂直的方向推進，在鋼帶1上形成表面塑性畸變。
在圖7B中把輥24大體配置在作業(yè)線上，把輥22和23在大體與作業(yè)線垂直的方向相互相反方向推進，在鋼帶1的表面上形成表面塑性畸變。
圖7C、7D是3根輥22、23、24的配置相對于鋼帶1的面相反(左右調(diào)換)，在鋼帶1的表面上形成表面塑性畸變。
由于在圖7A、7B中最下面的輥24配置在導(dǎo)輥接觸的鋼帶1的面的相反一側(cè)，利用此輥可以消除因?qū)л佇纬傻匿搸?寬度方向的翹曲，所以是對矯直翹曲更有利的形成畸變的示例。
另一方面在圖7C、7D中最下面的輥24配置在鋼帶1與導(dǎo)輥接觸的面同一側(cè)，因?qū)л佇纬傻匿搸?寬度方向的翹曲容易增加。特別是使用支持輥時，此傾向更明顯，因支持輥形成的翹曲過大后有時難以使翹曲矯直。
與象圖7A那樣用輥23一次形成畸變相比，象圖7B那樣分配到輥22、23形成畸變的方式對鋼帶的形狀有利。
此外由于用最下游的輥形成的畸變由輥24和上游的輥22、23的相對位置決定，輥22、23的推進量大的情況下，也有時使輥23從作業(yè)線上偏離。例如圖8所示，輥22、23、24相對作業(yè)線的推進量分別為x1、x2、x3(從作業(yè)線向圖右側(cè)推進量用“+”表示，向圖左側(cè)的推進量用“-”表示)，減小輥22的推進量|x1|，增加輥23的推進量|x2|的情況下，由于用輥24形成的畸變由輥24和輥23的相對位置|x2-x3|確定，所以希望把輥24從作業(yè)線壓向圖的左側(cè)。
其中“輥在作業(yè)線上”是指輥表面處于與作業(yè)線接觸的位置。
如上所述，利用圖6所示的畸變形成裝置在鋼帶上形成的表面塑性畸變，在鋼帶到達熔融鋅浴內(nèi)的導(dǎo)輥時殘留在鋼帶1表面的表面殘余塑性畸變對防止產(chǎn)生折痕和防止因?qū)л佋斐傻穆N曲是重要的。這是由于認(rèn)為在450℃左右的熔融鋅浴的下游一側(cè)，塑性畸變幾乎不消失。實際上，在熔融鋅浴下游一側(cè)，例如即使在550℃進行3秒左右的合金化處理，從下面要介紹的從速度理論的研究中可以確認(rèn)塑性畸變不會消失。因此在此后塑性畸變不會消失的導(dǎo)輥上控制殘余畸變量的話，可以有效地防止產(chǎn)生折痕和翹曲。
由于此表面殘余塑性畸變A與存在于鋼帶表面附近的位錯量成比例，此表面殘余塑性畸變A與最初形成的表面塑性畸變A0、從形成形成畸變時到導(dǎo)輥的鋼帶平均溫度T、從畸變形成裝置到導(dǎo)輥的鋼帶移動時間t有關(guān)，用下式(1)式表達。
A＝A0×exp{-t×b×exp(a×T)} ……(1)其中a、b是由鋼種確定的系數(shù)，a＝0.032、b＝1×10-10左右的值。
具體地講，使某個鋼種的鋼形成一定量的畸變，通過測定在某個溫度下經(jīng)一定時間熱處理后的畸變，來量求出a、b值。a與畸變擴散的活化能有關(guān)，b與它的擴散系數(shù)有關(guān)。
由于畸變是否消失是類似于擴散的問題，要消失的畸變用函數(shù)exp(a×T)表達，從t＝0秒時A＝A0、t＝∞時A＝0的邊界條件，得到上述的(1)式。
在表1中表示，設(shè)A0＝0.1的定值，改變t和T時計算表面殘余塑性畸變A的示例。
利用這樣的計算結(jié)果，可以看出在650℃以上在鋼帶中形成1.5％以下表面塑性畸變的情況下，希望在10秒內(nèi)把鋼帶移動到導(dǎo)輥，在600℃以上到低于650℃在鋼帶中形成0.35％以上、1.5％以下表面塑性畸變的情況下，希望在40秒內(nèi)把鋼帶移動到導(dǎo)輥，在450℃以上到低于600℃在鋼帶中形成0.3％以上、1.5％以下表面塑性畸變的情況下，希望在120秒內(nèi)把鋼帶移動到導(dǎo)輥。也就是利用這樣的條件，可以確保在導(dǎo)輥的鋼帶表面殘余塑性畸變在0.1％以上。
表1

本發(fā)明人等認(rèn)識到，即使相同畸變量，從形成畸變到在導(dǎo)輥下游一側(cè)的支持輥等的原來容易產(chǎn)生折痕的輥的時間的不同，有時產(chǎn)生折痕，有時不產(chǎn)生折痕。從此事可以認(rèn)為，要防止折痕，在產(chǎn)生折痕的溫度區(qū)域之前在鋼帶中殘留的位錯越多越有利。這可以理解為自由移動的位錯(可動位錯)與殘留的畸變量成比例增加、以及可動位錯有助于連續(xù)的塑性變形(也就是折痕難以產(chǎn)生)。
在特開平10-130801號公報中在鋼帶上形成的延伸率由于不是折痕產(chǎn)生位置的畸變量，由于從形成畸變后經(jīng)過的時間和鋼帶溫度造成在產(chǎn)生折痕時刻畸變完全沒有殘留下來，有時不能防止產(chǎn)生折痕。此外延伸率表示厚度方向平均的畸變量，而不是防止產(chǎn)生折痕的有效的鋼帶表面塑性畸變，所以利用延伸率不能可靠地防止產(chǎn)生折痕。
在圖4的氣刷8部位產(chǎn)生的鋼帶1寬度方向的翹曲，會受到在下游一側(cè)的輥造成的殘余畸變很大的影響。因此因?qū)л?造成的塑性畸變的影響最大，其次受到畸變形成裝置21最下游一側(cè)的輥造成的塑性畸變的很大影響。此外，鋼帶1的翹曲方向由鋼帶1正反面受到拉伸、壓縮什么樣的塑性變形來決定。因此要減小在氣刷8部位產(chǎn)生的鋼帶1的翹曲，利用導(dǎo)輥6形成的塑性畸變的方向和畸變形成裝置21最下游一側(cè)的輥形成的塑性畸變的方向相反的話也可以。
以上，是沒有支持輥的情況，而在有支持輥的情況下，由于在導(dǎo)輥的下游一側(cè)有支持輥，由支持輥形成的畸變對在氣刷8部位產(chǎn)生的鋼帶翹曲有很大影響?？墒菫榱朔乐逛搸N曲，用支持輥形成大的畸變，由于擔(dān)心使缺陷增加，這是不希望的。
如上所述，要防止在氣刷8部位的鋼帶1寬度方向的翹曲，必須在鋼帶1上形成表面塑性畸變。此時，需要的輥推進量按如下確定。在鋼帶1的材質(zhì)、厚度、溫度等條件、各輥的沿作業(yè)線的間隔、外徑、推進量等和表面塑性畸變量的關(guān)系基礎(chǔ)上，再預(yù)先求出上述鋼帶1的條件和在氣刷8部位的翹曲量的關(guān)系，預(yù)先制成與可以兼顧防止上述鋼帶1的條件和表面塑性畸變量造成的寬度方向翹曲的輥推進量的對照表，以此對照表為基礎(chǔ)，確定可以防止折痕的輥推進量。在增加導(dǎo)輥6的外徑的情況下，也制成這樣的對照表。
如上所述，在特開2000-204460號公報中記載了利用推進的輥對金屬帶的翹曲進行矯直的技術(shù)?？墒牵捎谠谌廴诮饘僭≈性O(shè)有支持輥，產(chǎn)生了由此誘發(fā)的問題。支持輥和推進輥同時使用對金屬帶的翹曲進行矯直，與本發(fā)明的翹曲矯直方法有本質(zhì)差異。由于在熔融金屬浴中沒有導(dǎo)輥，對金屬帶穩(wěn)定地施加張力是困難的，不能穩(wěn)定地形成所需要的表面塑性畸變。
在熔融鋅浴中不設(shè)置支持輥的情況下，可以比設(shè)置支持輥的情況增大導(dǎo)輥的外徑。
圖9表示導(dǎo)輥外徑和鋼帶寬度方向的翹曲量的關(guān)系。在寬1200mm的鋼帶在氣刷部位測定翹曲量，它的符號為向?qū)л佂钩龅那闆r定為“+”，向與導(dǎo)輥相反一側(cè)成凸形的情況定為“-”。
把一般使用的外徑750mm的導(dǎo)輥變成更大外徑950mm的導(dǎo)輥后，由于可以使在鋼帶上形成的彎曲應(yīng)力變小，所以可以減小鋼帶寬度方向的翹曲。因此對此前難以對翹曲矯直的板厚度厚的鋼帶也可以使其平坦。從這個觀點看，希望導(dǎo)輥外徑在850mm以上。
此外，導(dǎo)輥的配置希望輥的最上面和熔融鋅浴的距離在50-400mm。這是因為，小于50mm的話，由于導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動對液面進行攪拌，產(chǎn)生大量浮渣，此外超過400mm的話，需要深的熔融鋅浴槽，導(dǎo)致設(shè)備費等增加。
在圖4所示的本發(fā)明熱鍍鋼帶制造裝置中，鋼帶1用畸變形成裝置21形成塑性畸變后，經(jīng)過出口3拉入至熔融鋅浴5內(nèi)，用導(dǎo)輥6轉(zhuǎn)向后，從熔融鋅浴5提起，用氣刷8調(diào)整鍍層附著量，直接或用合金化爐14對鍍層進行合金化處理，冷卻后，成為所要求的熱鍍鋅鋼帶。利用本裝置可以制造不產(chǎn)生折痕和濺疤的、鍍層附著量在寬度方向均勻的熱鍍鋅鋼帶，此外，在圖4的示例中，由于把支持輥從熔融鋅浴卸下，避免了因支持輥造成的質(zhì)量缺陷和解決了因換輥造成的停止設(shè)備的問題。此外，在本裝置中，設(shè)置鋅花調(diào)整裝置來替代合金化爐14，也可以進行鋅花調(diào)整。
圖10表示本發(fā)明的熱鍍鋼帶制造裝置的另一示例。在本示例是卸下支持輥，用電磁鐵對因?qū)л佋斐傻穆N曲進行矯直，同時設(shè)有圍繞部件的情況。
圍繞部件27與拉入熔融鋅浴5內(nèi)的鋼帶1的面相對，設(shè)置成把鋼帶1的面圍住，把熔融鋅浴5分成上部區(qū)域5A和下部區(qū)域5B，(熔融鋅)可以在熔融鋅浴的上部區(qū)域5A和下部區(qū)域5B之間流動。也就是圍繞部件27是設(shè)在熔融鋅浴5內(nèi)的上部開放的熔融鋅槽。由于上部開放，伴隨鋼帶1的移動，槽內(nèi)的熔融鋅流出，熔融鋅從槽外流入，形成熔融鋅流。
圍繞部件27的上端在熔融鋅浴5的浴面下，圍繞部件27的鋼帶提升一側(cè)的圍繞部件27的端部27b在導(dǎo)輥6的軸心之上。圍繞部件27配置成與鋼帶1的下表面的距離在導(dǎo)輥6的正下方為最短。
圍繞部件27使用能承受高溫的熔融鋅等不銹鋼等制作。在圍繞部件27的下部安裝有腿形的支撐部件(圖中沒有表示)，圍繞部件通過此支撐部件放置在熔融鋅浴槽4的底部。因此把圍繞部件27裝到熔融鋅浴槽4內(nèi)和取到熔融鋅浴槽4外都容易。
圖10的圍繞部件27周圍的箭頭表示熔融鋅的流向。黑色箭頭是含渣滓的熔融鋅，白色箭頭為渣滓沉淀去除后干凈的熔融鋅。在圍繞部件27上部區(qū)域5A的熔融鋅與鋼帶1的移動的同時，從圍繞部件27的鋼帶1提升一側(cè)的端部27b流出到下部區(qū)域5B。由于在上部區(qū)域5A的導(dǎo)輥6下方區(qū)域有因?qū)л?的轉(zhuǎn)動形成的伴隨流動，所以即使鋼帶1不通過的區(qū)域也能保持熔融鋅的流動。在上部區(qū)域5A從鋼帶1溶出Fe，生成微細(xì)的Fe-Zn系渣滓。微細(xì)的渣滓的一部分附著在鋼帶1上，但不是質(zhì)量上的問題。不附著在鋼帶1上的微細(xì)的渣滓因伴隨鋼帶1的流動，從圍繞部件27的鋼帶1提升一側(cè)的端部27b迅速排出到下部區(qū)域5B，不在上部區(qū)域5A內(nèi)沉淀堆積。在下部區(qū)域5B流入的含微細(xì)渣滓的熔融鋅沿熔融鋅浴槽4的鋼帶1提升一側(cè)的側(cè)壁4a流向下方，再沿圍繞部件27流向熔融鋅浴槽4的拉入鋼帶1一側(cè)(出口3一側(cè))。下部區(qū)域5B比上部區(qū)域5A容量大，此外，由于隨上述5A的鋼帶1的伴隨流動的影響不是直接的，所以熔融鋅流動平緩。因此，流入下部區(qū)域5B的熔融鋅流到鋼帶1被拉入的一側(cè)之間，含在熔融鋅中的渣滓沉淀到熔融鋅浴槽4底部。沉淀堆積在熔融鋅浴槽4底部的渣滓全部長成影響鋼帶1質(zhì)量的大的渣滓16。由于在下部區(qū)域5B流動平緩，堆積在熔融鋅浴槽4底部的大的渣滓16即使改變鋼帶1的輸送速度也難以卷起，或即使卷起，渣滓16也會快速地沉淀到熔融鋅浴槽4底部。因此在下部區(qū)域5B的鋼帶1被拉入一側(cè)區(qū)域熔融鋅浴5是干凈的。特別是浴面上部的澄清浴更干凈，影響鋼帶1質(zhì)量的大的渣滓16不會漂浮。
此凈化后的熔融鋅浴5的澄清浴伴隨鋼帶1形成的流動從圍繞部件27的拉入鋼帶1的一側(cè)端部27a流入上部區(qū)域5A。鋼帶1被從出口 3拉入熔融鋅浴5，伴隨凈化后的熔融鋅浴5經(jīng)過上部區(qū)域5A內(nèi)，用導(dǎo)輥6轉(zhuǎn)向后，從熔融鋅浴5向上提起。鋼帶1在拉入熔融鋅浴5后，從熔融鋅浴5提升之間，由于在鋼帶1的移動區(qū)域沒有影響質(zhì)量的渣滓16，可以制造不附著渣滓的鋼帶1。
希望把圍繞部件27設(shè)置成與鋼帶1的最近距離為50-400mm。這是由于小于50mm的話，由于熱變形與鋼帶1接觸，或設(shè)置圍繞部件27時難以定位，超過400mm的話，在圍繞部件27內(nèi)產(chǎn)生隨鋼帶1的伴隨流動影響不到的區(qū)域，在圍繞部件27內(nèi)產(chǎn)生的渣滓不能排到下部區(qū)域5B，堆積在圍繞部件27內(nèi)部。
圍繞部件27也可以設(shè)置成它的上端在熔融鋅浴浴面上。這種情況下，在圍繞部件27的拉入鋼帶1一側(cè)端部27a的浴面部分或接近浴面的浴中部分，設(shè)置可以使下部區(qū)域5B的熔融鋅流入上部區(qū)域部分5A的開口。此外，在圍繞部件27的提升鋼帶1一側(cè)端部27b的浴面部分或接近浴面的浴中部分，也設(shè)置可以使上部區(qū)域5A的熔融鋅流入下部區(qū)域5B的開口?？墒?，圍繞部件27在浴面上的話，把在圍繞部件27內(nèi)的浴面產(chǎn)生的浮渣取到熔融鋅浴槽4外的操作麻煩，此外由于擔(dān)心浮渣附著在圍繞部件27上，隨鋼帶1的伴隨流動，使上部區(qū)域5A的熔融鋅流到下部區(qū)域5B，使干凈的熔融鋅從下部區(qū)域5B流入上部區(qū)域5A，所以希望圍繞部件27的上端設(shè)在浴面之下。圍繞部件27上端距浴面小于100mm的話，因隨鋼帶1的伴隨流動造成浴面攪拌，使頂渣生成量增加，所以希望距浴面100mm以上。
此外，為了防止因上部區(qū)域5A內(nèi)鋼帶1造成的伴隨流動影響到下部區(qū)域5B，堆積在熔融鋅浴槽4底部的渣滓被卷起，使圍繞部件27上端在導(dǎo)輥6的軸心以上，更希望在導(dǎo)輥6的最上部以上。
與圖4所示裝置相比，圖10所示的裝置由于抑制渣滓附著的作用更好，即使降低鋼帶1的輸送速度，也就是，即使降低生產(chǎn)率也能制造不附著渣滓的高質(zhì)量的熱鍍鋅鋼帶。
由于在上部區(qū)域5A隨鋼帶1的伴隨流使熔融鋅浴槽4內(nèi)的熔融鋅從拉入鋼帶1一側(cè)流向提升鋼帶1一側(cè)，從鋼帶1提升一側(cè)的圍繞部件27的端部27b流到下部區(qū)域5B。在下部區(qū)域5B，熔融鋅沿熔融鋅浴槽的鋼帶1提升一側(cè)的側(cè)壁4a向下流動，經(jīng)圍繞部件27的下方和側(cè)面流向拉入鋼帶1的一側(cè)，形成與上部區(qū)域5A相反方向的流動。這樣熔融鋅在上部區(qū)域5A和下部區(qū)域5B之間循環(huán)，此熔融鋅循環(huán)的動力是隨通過的鋼帶1產(chǎn)生的伴隨流動，由于無須用于循環(huán)的泵等設(shè)備，具有可以使設(shè)備簡單、價格便宜的優(yōu)點。此外把圍繞部件27拿到熔融鋅浴槽4外，用現(xiàn)有已知的方法，可以把堆積在下部區(qū)域5B底部也就是熔融鋅浴槽4底部的渣滓取出。
圖11表示本發(fā)明熱鍍鋼帶制造裝置的另一示例。
本裝置是從圖4的裝置上拆除形狀矯直裝置9的裝置。也沒有支持輥、形狀矯直裝置，如圖6所示，配置在畸變形成裝置21的最下游一側(cè)的輥24，使其與金屬帶1與導(dǎo)輥6接觸面相反的面接觸，調(diào)整此推進量的話，可以使氣刷8部位的鋼帶寬度方向翹曲幾乎為0。此時輥24的推進量必須調(diào)整到因輥24產(chǎn)生的金屬帶1的表面殘余塑性畸變比因?qū)л伄a(chǎn)生的金屬帶1的表面塑性畸變小，但過小的話(殘余量在0.05％以下)，不能消除導(dǎo)輥造成的翹曲。
圖12表示本發(fā)明熱鍍鋼帶制造裝置的另一示例。
本裝置是在圖11裝置的熔融金屬浴槽4內(nèi)增加圖10所示的圍繞部件27的裝置。與圖11的裝置相比，具有利用此圍繞部件27可以完全防止渣滓附著的優(yōu)點。
圖13表示本發(fā)明熱鍍金屬帶的制造裝置的另一示例。本示例是使用支持輥，而且不使用電磁鐵的情況。
在本裝置中，在圖11裝置的熔融金屬浴槽4內(nèi)增加了支持輥7(7a、7b)。因此，可以消除因?qū)л?而產(chǎn)生的翹曲，可以減小在氣刷8部位的鋼帶1寬度方向的翹曲，再有，可以發(fā)揮支持輥7的形成畸變功能，所以即使在容易產(chǎn)生折痕的鋼種和操作條件的情況下，也能抑制折痕的產(chǎn)生。此時由于沒有必要考慮用支持輥7對翹曲的矯直，所以可以使推進量減小。因此，可以防止因渣滓推進造成的缺陷增加和因輥的磨損造成的維護費用增加。
本示例是在圖11裝置中增加了支持輥7，在所有情況下沒有必要使畸變形成裝置21在消除導(dǎo)輥6產(chǎn)生翹曲的條件下發(fā)揮功能。也就是，雖然在支持輥7的翹曲矯直功能和形成畸變功能中追加畸變形成裝置21的形成畸變功能，產(chǎn)生因支持輥7帶來的問題為現(xiàn)有的程度，但是可以選擇折痕非常難以產(chǎn)生的條件。
熱鍍鋅鋼帶的原料可以使用熱軋后經(jīng)脫鱗(除銹)處理的熱軋鋼帶和把此熱軋鋼帶進行冷軋后的冷軋鋼帶。把冷軋鋼帶作為原料的熱鍍鋅鋼帶多用于汽車外板等要求表面外觀良好的用途中，用本發(fā)明方法制造的熱鍍鋅鋼帶適合這種用途。
實施例把使用具有表2所示化學(xué)成分的鋼a-e制造的厚度為0.75mm、寬1200mm的冷軋鋼帶用圖10所示的熱鍍鋅鋼帶制造裝置以線速度120mpm、張力2kg/mm2、溫度850℃退火后，用畸變形成裝置在表3所示條件下形成畸變，然后浸到460℃的熔融鋅浴中，從熔融鋅浴提起，用形狀矯直裝置對鋼帶的形狀進行非接觸式矯直，同時調(diào)整氣刷的氣體壓力，使鋼帶單面附著量為45g/m2，然后進行壓下率為1.2％的平整，制造了熱鍍鋅鋼帶1-15。其中熱鍍鋅鋼帶1不用畸變形成裝置形成畸變，其平整前的拉伸性能為上屈服點25kg/mm2、下屈服點22kg/mm2、屈服點的延伸為4.3％，沒有屈服點延伸的溫度(門檻溫度T1)為440℃。
畸變形成裝置使用圖14所示的輥數(shù)為6根(輥1-6)的裝置，在下述條件下改變形成的畸變量。相鄰輥之間沿作業(yè)線的間隔L1都是300mm，輥6和地爐輥26的間隔L2為1000mm。此外地爐輥26的外徑為1000mm。
輥數(shù)為2根的情況不使用輥1、2、4、5，輥3配置外徑1000mm的輥，輥6配置外徑100mm的輥，把輥6在大體垂直于作業(yè)線方向推進形成畸變。從輥的剛性考慮，輥6用外徑400mm的支撐輥增加剛性。
輥數(shù)為3根的情況不使用輥1-3，輥6配置在作業(yè)線上，使輥4和輥5推壓至偏離圖7B所示的作業(yè)線的位置，形成畸變。輥4-6使用外徑250mm的輥或外徑1000mm的輥。使用外徑1000mm的輥的情況下，從輥的剛性考慮，分別用外徑400mm的支撐輥增加剛性。
輥數(shù)為5根的情況不使用輥1，外徑250mm的輥2、4、6三個輥配置在作業(yè)線上，把鋼帶夾在這些輥的中間位置，把輥3、5相向配置，把輥3、5在大體垂直于作業(yè)線方向推進，形成畸變。
輥數(shù)為6根的情況如圖14所示配置外徑250mm的輥1-6，把輥1、3、5在大體垂直于作業(yè)線方向推進，形成畸變。
導(dǎo)輥的直徑為950mm。
在用于擦拭多余鋅而設(shè)置的氣刷上方，在離開作業(yè)線20mm的位置上設(shè)有圖5所示的形狀矯直裝置。用形狀矯直裝置根據(jù)激光應(yīng)變儀檢測的鋼帶變形量控制電磁鐵的電流，使在氣刷部位的鋼帶翹曲消失。表3的鋼帶3不進行用形狀矯直裝置對翹曲的矯直。
設(shè)在熔融鋅浴內(nèi)的圍繞部件做成沿導(dǎo)輥的形狀，與鋼帶的最小間隔為100mm。
除鋼帶1-15之外，還從圖10的裝置取下圍繞裝置，用表2的鋼d制造了熱鍍鋅鋼帶16。此外，作為現(xiàn)有示例用表2的鋼e，使用在熔融鋅中有支持輥、沒有畸變形成裝置、形狀矯直裝置和圍繞部件的圖1所示的現(xiàn)有裝置制造了熱鍍鋅鋼帶17。
對這些鋼帶1-17寬度方向附著量的偏差、有無渣滓和折痕程度進行了評價。
折痕程度是進行模擬汽車門板沖壓的試驗后用目測，根據(jù)折痕的程度，分為0-5的6級進行評價。其中折痕程度0(不產(chǎn)生)最好，數(shù)字越大其程度越不好。希望在用于汽車外板等用途中折痕程度為1以下，在汽車內(nèi)板等用途中在2以下。
折痕程度的結(jié)果示于表3。
形成畸變，用形狀矯直裝置對翹曲進行矯直的本發(fā)明的示例的鋼帶2、4-15寬度方向附著量偏差約為±5g/m2，形成畸變而不對翹曲進行矯直的本發(fā)明示例的鋼帶3寬度方向附著量偏差約為±10g/m2。此外在300mm見方的試樣上判斷鋼帶表面有無渣滓，在所有條件下都沒發(fā)現(xiàn)渣滓。
關(guān)于折痕，不形成畸變的對比示例的鋼帶1的折痕程度為5，是不好的，而形成畸變條件在本發(fā)明范圍內(nèi)的鋼帶2-15在2以下，折痕缺陷輕微到在實際應(yīng)用中沒有問題的程度。實際中，進行汽車門沖壓試驗時，折痕程度為0或1的，完全沒有發(fā)現(xiàn)因折痕造成的缺陷，折痕程度為2的也是非常輕微的缺陷。
除去圍繞部件制造的本發(fā)明示例的鋼帶16寬度方向的附著量的偏差約為±5g/m2，在300mm見方的試樣上觀察鋼帶表面，渣滓個數(shù)約為5個。此外，沒有發(fā)現(xiàn)折痕缺陷。
現(xiàn)有示例的鋼帶17，寬度方向的附著量的偏差約為±10g/m2，在300mm見方的試樣上觀察鋼帶表面，渣滓個數(shù)約為5個。整個鋼帶面上發(fā)現(xiàn)折痕程度4的折痕缺陷，沖壓試驗后發(fā)現(xiàn)進一步惡化的折痕缺陷。
鋼帶3假設(shè)形成畸變可以消除導(dǎo)輥造成的翹曲，但是附著量的偏差與約為±10g/m2的現(xiàn)有情況幾乎為相同的量。從此情況可以看出，本發(fā)明示例中與現(xiàn)有的支持輥有相同程度的翹曲矯直效果。
表2 (質(zhì)量％)

表3


權(quán)利要求
1.熱鍍金屬帶的制造方法，具有金屬帶退火工序；使所述金屬帶形成塑性畸變的工序；把所述金屬帶拉入要鍍的熔融金屬浴內(nèi)的工序；在所述金屬帶上附著所述熔融金屬，同時把所述金屬帶轉(zhuǎn)向上方后，在所述熔融金屬浴內(nèi)不與輥接觸，提拉到熔融金屬浴外的工序；以及用氣刷調(diào)整附著在所述金屬帶上的所述熔融金屬附著量的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在使金屬帶形成塑性畸變的工序中，用多個輥通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變，在熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向，而且把所述多個輥中位于最下游的輥配置在與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在使金屬帶形成塑性畸變的工序中，用多個輥通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變，在熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向，而且形成所述表面塑性畸變，使在所述金屬帶到達導(dǎo)輥的時刻殘留在所述金屬帶表面的表面殘余塑性畸變量在0.1％以上。
4.如權(quán)利要求3所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使用彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥中，把位于最下游的輥配置在與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的熱鍍金屬帶的制造方法，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
6.如權(quán)利要求5所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使因?qū)л佇纬傻慕饘賻У谋砻嫠苄曰兞勘扔梦挥谧钕掠蔚妮伿顾鼋饘賻纬傻谋砻鏆堄嗨苄曰兞啃　?br> 7.如權(quán)利要求1所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在氣刷的前或后具有用磁力對金屬帶的形狀進行非接觸式矯直的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在使金屬帶形成塑性畸變的工序中，用多個輥通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變，在熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向，而且把位于最下游的輥配置在與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
9.如權(quán)利要求7所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在使金屬帶形成塑性畸變的工序中，用多個輥通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變，在熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向，而且形成所述表面塑性畸變，使在所述金屬帶到達導(dǎo)輥的時刻殘留在所述金屬帶表面的表面殘余塑性畸變量在0.1％以上。
10.如權(quán)利要求9所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使用彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥中，把位于最下游的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的熱鍍金屬帶的制造方法，利用位于最下游的輥，使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
12.如權(quán)利要求11所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使因?qū)л佇纬傻慕饘賻У谋砻嫠苄曰兞勘扔梦挥谧钕掠蔚妮伿顾鼋饘賻纬傻谋砻鏆堄嗨苄曰兞啃　?br> 13.如權(quán)利要求7所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在退火時所述金屬帶的溫度達到最高溫度后在450-650℃溫度范圍利用彎曲加工使金屬帶形成塑性畸變。
14.如權(quán)利要求13所述的熱鍍金屬帶的制造方法，至少用1根以上的輥進行彎曲加工，使金屬帶的表面塑性畸變量超過0.1％且在1.5％以下。
15.如權(quán)利要求14所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使用2根以上的輥，使因在最下游一側(cè)的輥形成的金屬帶的表面塑性畸變量比用在所述最下游一側(cè)輥的上游一側(cè)輥形成的金屬帶的表面塑性畸變量小。
16.如權(quán)利要求15所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使在最下游一側(cè)的輥的外徑比其他輥外徑大。
17.如權(quán)利要求7所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在熔融金屬浴中設(shè)有包圍金屬帶的圍繞部件，使在所述圍繞部件的上部和下部的熔融金屬可以流動。
18.一種熱鍍金屬帶的制造方法，具有金屬帶退火工序；在退火中所述金屬帶被加熱到最高溫度后，在被拉入要鍍的熔融金屬浴內(nèi)之前，至少用1根輥利用彎曲加工使金屬帶產(chǎn)生表面塑性畸變的工序；把所述金屬帶拉入要鍍的熔融金屬浴內(nèi)，附著所述熔融金屬的工序；以及用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向后，提拉到所述熔融金屬浴外的工序；形成所述金屬帶的表面塑性畸變，使在所述金屬帶到達導(dǎo)輥的時刻殘留在所述金屬帶上的表面殘余塑性畸變在0.1％以上。
19.如權(quán)利要求18所述的熱鍍金屬帶的制造方法，利用彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的輥中，把位于最下游的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
20.如權(quán)利要求19所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使因?qū)л佇纬傻慕饘賻У谋砻嫠苄曰兞勘扔梦挥谧钕掠蔚妮伿顾鼋饘賻闲纬傻谋砻鏆堄嗨苄曰兞啃　?br> 21.如權(quán)利要求19所述的熱鍍金屬帶的制造方法，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
22.如權(quán)利要求21所述的熱鍍金屬帶的制造方法，在退火時所述金屬帶的溫度達到最高溫度后在450-650℃溫度范圍使金屬帶形成塑性畸變。
23.一種熱鍍金屬帶的制造方法，具有金屬帶退火工序；在退火中所述金屬帶被加熱到最高溫度后，在被拉入要鍍的熔融金屬浴內(nèi)之前，至少用1根輥利用彎曲加工使金屬帶產(chǎn)生表面塑性畸變的工序；把金屬帶拉入要鍍的熔融金屬浴內(nèi)，附著所述熔融金屬的工序；以及用導(dǎo)輥使金屬帶轉(zhuǎn)向后，提拉到所述熔融金屬浴外的工序；在用彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的輥中，把位于最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
24.如權(quán)利要求23所述的熱鍍金屬帶的制造方法，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
25.如權(quán)利要求23所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使因?qū)л佇纬傻慕饘賻У谋砻嫠苄曰兞勘扔梦挥谧钕掠蔚妮伿顾鼋饘賻纬傻谋砻鏆堄嗨苄曰兞啃　?br> 26.如權(quán)利要求23所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使650℃以上的金屬帶在形成1.5％以下的表面塑性畸變后，在10秒內(nèi)移動到導(dǎo)輥。
27.如權(quán)利要求23所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使600℃以上小于650℃的金屬帶在形成0.35％以上1.5％以下的表面塑性畸變后，在40秒內(nèi)移動到導(dǎo)輥。
28.如權(quán)利要求23所述的熱鍍金屬帶的制造方法，使450℃以上小于600℃的金屬帶在形成0.3％以上1.5％以下的表面塑性畸變后，在120秒內(nèi)移動到導(dǎo)輥。
29.一種熱鍍金屬帶的制造裝置，具有使金屬帶退火的退火爐；使所述退火后的金屬帶形成塑性畸變的畸變形成裝置；在所述形成塑性畸變的金屬帶上附著要鍍的熔融金屬的熔融金屬?。徽{(diào)整附著在金屬帶上的熔融金屬附著量的氣刷；以及在所述熔融金屬浴中只配備用于使金屬帶轉(zhuǎn)向的方向轉(zhuǎn)換裝置。
30.如權(quán)利要求29所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使金屬帶形成塑性畸變的畸變形成裝置由通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥構(gòu)成；在熔融金屬浴內(nèi)使所述金屬帶轉(zhuǎn)向的方向轉(zhuǎn)換裝置由導(dǎo)輥構(gòu)成；而且在所述多個輥中把位于最下游一側(cè)的輥配置在與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
31.如權(quán)利要求29所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使金屬帶形成塑性畸變的畸變形成裝置由通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥構(gòu)成；在熔融金屬浴內(nèi)使所述金屬帶轉(zhuǎn)向的方向轉(zhuǎn)換裝置由導(dǎo)輥構(gòu)成，而且形成所述表面塑性畸變，使在所述金屬帶到達所述導(dǎo)輥的時刻殘留在所述金屬帶的表面上殘余塑性畸變量在0.1％以上。
32.如權(quán)利要求31所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，在通過彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥中，把位于最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
33.如權(quán)利要求32所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
34.如權(quán)利要求29所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，在氣刷的前或后還具有用磁力對金屬帶的形狀進行非接觸式矯直的形狀矯直裝置。
35.如權(quán)利要求34所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使金屬帶形成塑性畸變的畸變形成裝置由通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥構(gòu)成；在熔融金屬浴內(nèi)使所述金屬帶轉(zhuǎn)向的方向轉(zhuǎn)換裝置由導(dǎo)輥構(gòu)成；而且在所述多個輥中，把位于最下游一側(cè)的輥配置在與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
36.如權(quán)利要求34所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使金屬帶形成塑性畸變的畸變形成裝置由通過彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥構(gòu)成；在熔融金屬浴內(nèi)使所述金屬帶轉(zhuǎn)向的方向轉(zhuǎn)換裝置由導(dǎo)輥構(gòu)成；而且形成所述表面塑性畸變，使在所述金屬帶到達所述導(dǎo)輥的時刻殘留在所述金屬帶的表面上殘余塑性畸變量在0.1％以上。
37.如權(quán)利要求36所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，在通過彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥中，把位于最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
38.如權(quán)利要求37所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
39.如權(quán)利要求34所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，方向轉(zhuǎn)換裝置由外徑850mm以上的方向轉(zhuǎn)換輥構(gòu)成。
40.如權(quán)利要求34所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，方向轉(zhuǎn)換輥的最上面與熔融金屬浴面的距離為50-400mm。
41.如權(quán)利要求34所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，畸變形成裝置設(shè)在金屬帶溫度達到最高溫度后達到450-650℃的退火爐部分或所述金屬帶溫度達到450-650℃的出口部分。
42.如權(quán)利要求41所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，畸變形成裝置由5根以下的外徑800mm以下的輥構(gòu)成。
43.如權(quán)利要求41所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，位于最下游一側(cè)的輥外徑比其他輥的外徑大。
44.如權(quán)利要求34所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，在熔融金屬浴中設(shè)有包圍住金屬帶的圍繞部件，在所述圍繞部件的上部和下部的熔融金屬可以流動。
45.如權(quán)利要求44所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，按如下方式配置圍繞部件，使含有在所述圍繞部件上部產(chǎn)生的渣滓的熔融金屬，從把金屬帶提升到熔融金屬浴外一側(cè)流到所述圍繞部件的下部，在所述圍繞部件的下部所述渣滓被沉淀去除凈化后，從把所述金屬帶拉入熔融金屬浴一側(cè)導(dǎo)入所述圍繞部件的上部。
46.一種熱鍍金屬帶的制造裝置，具有使金屬帶退火的退火爐；設(shè)置在所述金屬帶在退火中被加熱到最高溫度后，附著要鍍的熔融金屬之前的位置，利用彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的至少1根輥；以及在所述金屬帶上附著要鍍的熔融金屬的熔融金屬浴，在所述熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向，而且形成金屬帶表面塑性畸變，使在金屬帶到達導(dǎo)輥的時刻在所述金屬帶表面殘留的表面殘余塑性畸變在0.1％以上。
47.如權(quán)利要求46所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，在通過彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的多個輥中，把位于最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
48.如權(quán)利要求47所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
49.一種熱鍍金屬帶的制造裝置，具有使金屬帶退火的退火爐；設(shè)置在所述金屬帶在退火中被加熱到最高溫度后，附著要鍍的熔融金屬之前的位置，利用彎曲加工使所述金屬帶形成表面塑性畸變的至少1根輥；以及在金屬帶上附著要鍍的熔融金屬的熔融金屬浴，在所述熔融金屬浴內(nèi)用導(dǎo)輥使所述金屬帶轉(zhuǎn)向，而且在通過彎曲加工使金屬帶形成表面塑性畸變的輥中，把最下游一側(cè)的輥配置在在熔融金屬浴中與所述導(dǎo)輥接觸的所述金屬帶的面的相反面一側(cè)。
50.如權(quán)利要求49所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，利用位于最下游的輥使金屬帶形成0.05％以上的表面殘余塑性畸變量。
51.如權(quán)利要求49所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使650℃以上的金屬帶在形成1.5％以下的表面塑性畸變后，在10秒內(nèi)移動到導(dǎo)輥。
52.如權(quán)利要求49所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使600℃以上小于650℃的金屬帶在形成0.35％以上1.5％以下的表面塑性畸變后，在40秒內(nèi)移動到導(dǎo)輥。
53.如權(quán)利要求49所述的熱鍍金屬帶的制造裝置，使450℃以上小于600℃的金屬帶在形成0.3％以上1.5％以下的表面塑性畸變后，在120秒內(nèi)移動到導(dǎo)輥。
全文摘要
本發(fā)明提供具有金屬帶退火工序、在金屬帶上產(chǎn)生塑性畸變的工序、把要施鍍的金屬帶拉入熔融金屬浴的工序、在金屬帶上附著金屬，同時把金屬帶轉(zhuǎn)向上方后在熔融金屬浴中不與輥接觸，提拉到熔融金屬浴外的工序、用氣刷調(diào)整附著在金屬帶上的熔融金屬附著量的工序的熱鍍金屬帶的制造方法等。采用本發(fā)明可以制造不產(chǎn)生折痕，寬度方向的熔融金屬附著量均勻性好、渣滓缺陷少的熱鍍金屬帶。
文檔編號C23C2/02GK1650040SQ0380939
公開日2005年8月3日 申請日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者高橋秀行, 鈴木克一, 石岡宗浩, 藤田文夫, 宮川洋一, 蒲昭, 壁失和久 申請人:杰富意鋼鐵株式會社