電鍍錫鋼板的製造方法
2023-10-10 17:07:14
專利名稱：電鍍錫鋼板的製造方法
技術領域：
本發明涉及電鍍錫鋼板的製造方法，特別是涉及如下電鍍錫鋼板的製造方法，在連續電鍍錫生產線中的重熔處理後的急冷(淬火)處理時，防止產生淬火斑、特別是防止產生伴隨鍍錫鋼板的製造條件的變更的冷卻水溫度的波動所導致的淬火斑。
背景技術：
通常，對於多用作罐用材料的電鍍錫鋼板而言，通過利用電阻加熱法或高頻感應加熱法的重熔處理，將由電鍍形成的鍍錫層的表面熔融後，利用淬火處理用罐(淬火罐)的冷卻水進行淬火處理,防止錫氧化物的形成，賦予金屬光澤。在穩定的情況下，淬火罐內的冷卻水的溫度，通過PID控制投入一定量的輔助冷卻水而保持恆定，但在鋼板的板厚、板寬、鍍覆量或作業線速等條件發生變更的非穩定情況下，隨著由鋼板帶入的熱量的變化而使冷卻水的溫度發生變動(波動)等，引起不均勻冷卻，有時在表面上產生宛如附著有水滴這樣的被稱為淬火斑的汙垢。作為防止這樣的淬火斑的產生的技術，例如，在專利文獻I中提出了ー種電鍍錫鋼板的淬火斑防止裝置，包括在電鍍錫鋼板的錫層的熔融裝置的輸出側設置的冷卻前的該鋼板的溫度測定裝置；冷卻水的溫度測定裝置以及該冷卻水溫控制裝置；使冷卻水噴射到該鋼板表面上的能夠轉動的淬火噴霧器；和存儲控制裝置，預先存儲該板溫與冷卻水的飽和溫度之差與該噴霧器的噴射水量、水溫、噴射角度之間的關係，控制該噴霧器的噴射水量、水溫、噴射角度，以使該板溫與冷卻水的飽和溫度之差在一定範圍內。另外，專利文獻2中提出了一種鍍錫鋼板的淬火斑防止用層流噴嘴，用於冷卻連續電鍍錫生產線中的重熔處理後的鍍錫鋼板，具有供給冷卻水的集管；冷卻水箱，在與鍍錫鋼板相対的ー側具有在該鍍錫鋼板的寬度方向上延伸的開ロ部，並且貯留從該集管供給的冷卻水；溢流堰，在該冷卻水箱內、在上述集管與上述開ロ部之間以如下方式配設，使上端以比冷卻水箱內冷卻水的液面高的方式從上述開ロ部下端水平面突出，並且使下端能夠與冷卻水連通；和擋板，以在上述冷卻水箱的外側與上述開ロ部下端連接、並且具有與上述鍍錫鋼板的輸送方向形成預定的角度的傾斜的方式配設，並且通過上述開ロ部，從上述擋板噴射層流的冷卻水。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平7-243084號公報專利文獻2 :日本特開2001-288594號公報
發明內容
發明所要解決的問題但是，即使使用專利文獻I中記載的淬火斑防止裝置，由於鋼板表面被熔融狀態的錫覆蓋，而且鋼板在振動的同時高速移動，因此難以正確地測定重熔處理後的鋼板溫度，、無法穩定地減少淬火斑的產生。另外，專利文獻2中記載的層流噴嘴，由於冷卻能力有限，因此，在鋼板的帶入熱量大的情況下，由於冷卻不充分，無法用於厚塗層材料。本發明的目的在於提供一種電鍍錫鋼板的製造方法，其能夠可靠地防止淬火斑的產生、特別是由伴隨鍍錫鋼板的製造條件的變更的冷卻水溫度的波動所導致的淬火斑的產生。用於解決問題的方法本發明人為了實現上述目的，進行了深入的研究，結果得到以下的見解。i)由重熔處理後的鋼板帶入到淬火罐內的冷卻水中的熱量，與重熔處理時的電壓E與電流I的乘積、即投入電カEI成正比。 ii)如果將與該EI對應的水量的輔助冷卻水投入淬火罐來對淬火罐內的冷卻水的溫度進行控制，則能夠減小伴隨鍍錫鋼板的製造條件的變更的冷卻水溫度的波動，從而能夠可靠地減少由該波動導致的淬火斑的產生。iii)在使製造條件變更時的冷卻水溫度的波動在1°C以內時，不會產生由波動導致的淬火斑。本發明是基於這樣的見解而完成的，提供一種電鍍錫鋼板的製造方法，其特徵在於，在連續電鍍錫生產線中的重熔處理後的淬火處理中，將滿足下述的(I)式以及(2)式的水量W(m3/hr)的輔助冷卻水投入淬火罐中，對所述淬火罐內的冷卻水的溫度進行控制。W=KXEI/ Δ T+C ...(I)Δ T=T-Tcw …(2)其中，E表示重熔處理時的電壓(V)，I表示重熔處理時的電流(kA)，T表示淬火罐內的冷卻水的溫度(°C )，Tcw表示輔助冷卻水的溫度(°C )。另外，K是根據從淬火處理前的鋼板擴散的熱量確定的常數，C是根據從淬火罐擴散的熱量以及被鋼板帶出的熱量確定的常數。發明效果根據本發明，能夠在不產生淬火斑、特別是由伴隨鍍錫鋼板的製造條件變更的冷卻水溫度的波動所導致的淬火斑的條件下製造電鍍錫鋼板。
圖I是表示W與EI/Λ T的關係的圖。圖2是示意地表示用於實施本發明的淬火處理設備的一例的圖。圖3是表示由鋼板帶入的熱量變化時的利用本發明方法的冷卻水的溫度變化的圖。圖4是表示由鋼板帶入的熱量變化時的利用現有的PID控制的冷卻水的溫度變化的圖。
具體實施例方式在設定輔助冷卻水的水量W、水的比熱P、冷卻水的溫度Τ、輔助冷卻水的溫度Tew、由鋼板帶入的熱量Q、從淬火罐擴散的熱量ql、被鋼板帶出的熱量q2吋，淬火罐內的冷卻水的熱平衡表示為WX P X Δ T=Q-ql_q2…(3)因此，輔助冷卻水的水量W為W= (Q-ql-q2) / ( P X Δ T) = {Q/ P - (ql+q2) / P } / Δ T …(4)。另外，由鋼板帶入的熱量Q與重熔處理時的電壓E與電流I的乘積EI成正比，從淬火罐擴散的熱量ql和被鋼板帶出的熱量q2，在同一製造條件中幾乎恆定，因此，以如下
(5)式、(6)式表不。Q/ P =kXEI ...(5)-(q l+q2)/p =C』 …(6) 這樣，⑷式成為W=(kXEI+C』)/Λ T …(7)。其中，k為常數。本發明人對實際的連續電鍍錫生產線中的穩定狀態(在恆定製造條件下作業的狀態)下的輔助冷卻水的水量W與EI/Λ T的關係進行了考察，得到圖I的結果。由圖I得到如下(8)式。W=O. 63 XEI/ Δ Τ-7. 53 ...(8)由該結果可知，(7)式能夠通過以下的⑴式近似表示。W=KXEI/ Δ T+C ...(I)其中，K是根據從淬火處理前的鋼板擴散的熱量確定的常數，C是根據從淬火罐擴散的熱量ql以及被鋼板帶出的熱量q2確定的常數。(5)式中，由於由鋼板帶入的熱量Q僅考慮由重熔處理時的EI帶來的熱量，因此，k由Ι/p唯一地確定。但是，在實際的連續電鍍錫生產線中，作為由鋼板帶入的熱量Q，需要考慮在淬火處理前從鋼板放出的熱量。因此，在(I)式中，K是根據從淬火處理前的鋼板擴散的熱量確定的常數，根據重熔處理的加熱方式、通電長度、重熔處理的通電輥與淬火罐之間的距離等來確定。另外，C是根據從淬火罐擴散的熱量ql以及被鋼板帶出的熱量q2確定的常數，根據淬火罐的形狀、冷卻水的溫度、冷卻水量、氣溫、淬火罐內的道次長度、作業線速等來確定。因此，如上述(I)式所示，如果根據EI將水量W的輔助冷卻水投入淬火罐中，則能夠將淬火罐內的冷卻水的溫度控制為恆定。在非穩定情況下，由於僅投入與EI的變化對應的水量W的輔助冷卻水，因此，與像以往那樣監測冷卻水的溫度的同時進行PID控制的情況相比，能夠縮小冷卻水的溫度的波動，從而能夠減少淬火斑的產生。另外，本發明中，不是根據如專利文獻I那樣難以正確測定的鋼板溫度，而是根據能夠正確測定的重熔處理時的電壓和電流來確定投入的輔助冷卻水的水量，因此，能夠可靠地減少淬火斑的產生。圖2中示意地示出了用於實施本發明的淬火處理設備的一例。電鍍後的鍍錫鋼板1，通過ー對導體輥2在馬弗爐3內通電加熱，進行重熔處理。重熔處理後的鍍錫鋼板I，浸潰到淬火罐4內的冷卻水5中，同時，還從設置於淬火罐4內的用隔板6隔開的部分的ー對狹縫噴嘴7噴射由循環泵8供給的冷卻水5，進行淬火處理。此時，基於由重熔處理時的導體輥2的通電條件求出的EI、利用設置於循環泵8的附近的溫度計9測定的冷卻水5的溫度T、和利用設置於輔助冷卻水配管10上的溫度計11測定的輔助冷卻水的溫度Tcw，通過運算裝置12，計算上述(I)式的水量W，通過調節在輔助冷卻水配管10中設置的流量調節閥13向淬火罐4中投入輔助冷卻水，由此，能夠實施本發明。需要說明的是，由於投入輔助冷卻水，因而淬火罐4的冷卻水5的量増加，因此，冷卻水5的一部分通過溢流配管14回收，利用熱交換器15進行調節以使其比淬火罐4的冷卻水5的溫度高O 10°C，使其返回至淬火罐4中。通常，將冷卻水的溫度T設定為40 80°C，將輔助冷卻水的溫度Tcw設定為比其低20 60°C的溫度。圖3中示出了在非穩定情況下、即由鋼板帶入的熱量變化時的利用本發明的製法的冷卻水的溫度變化。另外，圖4中示出了在非穩定情況下的利用現有的PID控制的冷卻水的溫度變化。如圖3所示，利用本發明的製法進行溫度控制的情況下，根據重熔處理時的EI的 變化，僅投入必要的水量的輔助冷卻水即可，因此，能夠縮小在非穩定情況下的冷卻水的溫度的波動，從而在淬火處理時能夠實現均勻冷卻。另ー方面，如圖4所示，對於現有的方法而言，需要在監測冷卻水的溫度的同時通過PID控制調節輔助冷卻水的水量，因此，在非穩定情況下的冷卻水的溫度的波動增大，從而在淬火處理時容易引起不均勻冷卻。[實施例I]在實際的連續電鍍錫生產線中設置如圖2所示的淬火處理設備，將板厚O. 15 O. 60mm、板寬700 1100mm、鍍層附著量(單面)0. 25 15g/cm2的電鍍錫後的鋼板以作業線速150 490m/min進行輸送，根據這樣的鋼板的尺寸、鍍覆量、作業線速的條件，使重熔處理的電壓E在150 300V、電流I在1500 25000A的範圍內進行重熔處理，然後，在向溫度60°C的冷卻水中投入2 85m3/hr的根據(8)式確定的水量W的溫度30°C的輔助冷卻水的同時實施淬火處理，考察淬火斑的產生狀況，結果，即使在任意的條件變更時，均能將冷卻水的溫度的波動控制在I. (TC以內，能夠防止淬火斑的產生，使其為現有的PID控制時的20%以下。[實施例2]與實施例I同樣地操作，利用實際的連續電鍍錫生產線，在表I所示的A條件(板厚、板寬、鍍層附著量、作業線速、重熔處理的電壓和電流、冷卻水溫度以及輔助冷卻水溫度)下，進行重熔處理以及淬火處理，製造電鍍錫鋼板。A條件後，在表I所示的B條件下，進行重熔處理以及淬火處理，製造電鍍錫鋼板。發明例I中，在淬火處理時投入根據(8)式確定的水量W的輔助冷卻水。另外，比較例I中通過現有的PID控制投入輔助冷卻水。考察從A條件變更為B條件時的冷卻水的溫度的波動。如表I所示，在發明例I中，冷卻水的波動被控制在I. 0°C以內，能夠防止由波動導致的淬火斑。比較例I中，冷卻水的波動超過3°C，條件變更時產生淬火斑。表I
權利要求
1. 一種電鍍錫鋼板的製造方法，其特徵在於，在連續電鍍錫生產線中的重熔處理後的淬火處理中，將滿足下述的(I)式和(2)式的水量W(m3/hr)的輔助冷卻水投入淬火罐中，由此對所述淬火罐內的冷卻水的溫度進行控制， W=KXEI/ Δ T+C …(I) Δ T=T-Tcw …(2) 其中,E表示重熔處理時的電壓(V)，I表示重熔處理時的電流(kA)，T表示淬火罐內的冷卻水的溫度(°C)，Tcw表示輔助冷卻水的溫度(°C)，另外，K是根據從淬火處理前的鋼板擴散的熱量確定的常數，C是根據從淬火罐擴散的熱量以及被鋼板帶出的熱量確定的常數。
全文摘要
一種電鍍錫鋼板的製造方法，其特徵在於，在連續電鍍錫生產線中的重熔處理後的淬火處理中，將滿足下述的(1)式和(2)式的水量W(m3/hr)的輔助冷卻水投入淬火罐中，由此對所述淬火罐內的冷卻水的溫度進行控制，W=K×EI/△T+C …(1)，△T=T-Tcw …(2)，其中，E表示重熔處理時的電壓(V)，I表示重熔處理時的電流(kA)，T表示淬火罐內的冷卻水的溫度(℃)，Tcw表示輔助冷卻水的溫度(℃)，另外，K是根據從淬火處理前的鋼板擴散的熱量確定的常數，C是根據從淬火罐擴散的熱量以及被鋼板帶出的熱量確定的常數。通過該製造方法，能夠防止由伴隨鍍錫鋼板的製造條件的變更的冷卻水溫度的波動所導致的淬火斑的產生。
文檔編號C25D5/50GK102695820SQ201180005199
公開日2012年9月26日 申請日期2011年1月7日 優先權日2010年1月8日
發明者堀田英輔, 大豆生田剛, 山下陽俊, 江本秀樹 申請人:傑富意鋼鐵株式會社