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特許7252463溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、及び、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-28
(45)【発行日】2023-04-05
(54)【発明の名称】溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、及び、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
(51)【国際特許分類】
C23C 2/06 20060101AFI20230329BHJP
C23C 2/02 20060101ALI20230329BHJP
C23C 2/28 20060101ALI20230329BHJP
C23C 2/40 20060101ALI20230329BHJP
C23C 28/02 20060101ALI20230329BHJP
C25D 5/26 20060101ALI20230329BHJP
【ＦＩ】
C23C2/06
C23C2/02
C23C2/28
C23C2/40
C23C28/02
C25D5/26 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019167114
(22)【出願日】2019-09-13
(65)【公開番号】P2021042452
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-05-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001553
【氏名又は名称】アセンド弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】小西 剛嗣
(72)【発明者】
【氏名】檜室 友里
(72)【発明者】
【氏名】酒井 博
【審査官】瀧口 博史
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－２６２３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－１５７８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６－３４６２１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１３１５６３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－２９９２９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１０７０３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ ２／００
Ｃ２３Ｃ ２８／０２
Ｃ２５Ｄ ５／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、鋼板に対してＮｉめっき処理をして、前記鋼板の表面にＮｉめっき層を形成するＮｉプレめっき工程と、
前記Ｎｉめっき層が形成された前記鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をして前記Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき工程とを備え、
前記溶融亜鉛めっき工程は、
Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する溶融亜鉛めっき浴中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、全Ｎｉ濃度（質量％）、及び、前記溶融亜鉛めっき浴の浴温（℃）を測定する、全濃度及び浴温測定工程と、
測定した前記全Ｎｉ濃度（質量％）と前記浴温（℃）とに対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報である、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を選択する、状態図情報選択工程と、
選択した前記Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報と、測定した前記全Ａｌ濃度（質量％）及び全Ｆｅ濃度（質量％）とに基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＡｌの濃度であるフリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＦｅの濃度であるフリーＦｅ濃度（質量％）を求める、めっき浴組成決定工程と、
前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて操業条件を調整する、操業条件調整工程とを備える、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、前記操業条件調整工程では、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて、（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１つを実施して、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）を調整する、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
（Ａ）前記溶融亜鉛めっき浴中へのＡｌ添加量を調整する。
（Ｂ）前記溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での前記鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温を調整する。
【請求項3】
請求項２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、前記操業条件調整工程では、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中へのＡｌ添加量を調整する、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項4】
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、前記操業条件調整工程ではさらに、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記全Ａｌ濃度をＴＸ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度をＦＸ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記全Ｆｅ濃度をＴＹ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＦｅ濃度をＦＹ（質量％）と定義したとき、
式（１）及び式（２）を満たすように溶融亜鉛めっき処理の操業条件を調整する、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
０．１６７０＜ＦＸ＜０．２１００ （１）
√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）＜０．０５５０（２）
【請求項5】
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して前記溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、前記溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程とを備える、
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、及び、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
溶融亜鉛めっき鋼板（以下、ＧＩともいう）、及び、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（以下、ＧＡともいう）は、次の製造工程により製造される。はじめに、溶融亜鉛めっき処理の対象となる鋼板（母材鋼板）を準備する。母材鋼板は、熱延鋼板であってもよいし、冷延鋼板であってもよい。母材鋼板を熱延鋼板とする場合、たとえば、酸洗された熱延鋼板を準備する。酸洗以外の他の処理が施された熱延鋼板を準備してもよい。母材鋼板を冷延鋼板とする場合、たとえば、焼鈍処理された冷延鋼板を準備する。焼鈍処理以外の他の処理が施された冷延鋼板を準備してもよい。準備された母材鋼板（上述の熱延鋼板又は冷延鋼板）を溶融亜鉛めっき浴に浸漬して、溶融亜鉛めっき処理を実施し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合はさらに、溶融亜鉛めっき鋼板を合金化炉内で熱処理することにより、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。
【0003】
溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程中の、溶融亜鉛めっき処理の詳細は次のとおりである。溶融亜鉛めっき処理に用いられる溶融亜鉛めっき設備は、溶融亜鉛めっき浴が収納された溶融亜鉛めっきポットと、溶融亜鉛めっき浴中に配置されたシンクロールと、ガスワイピング装置とを備える。
【0004】
溶融亜鉛めっき処理工程では、鋼板（母材鋼板）を溶融亜鉛めっき浴に浸漬させる。そして、溶融亜鉛めっき浴中に配置されたシンクロールにより、鋼板の進行方向を上方に転換させ、鋼板を溶融亜鉛めっき浴から引き上げる。引き上げられて上方に進む鋼板に対して、ガスワイピング装置からワイピングガスを鋼板表面に吹き付けて、余剰の溶融亜鉛を掻き取り、鋼板表面のめっき付着量を調整する。以上の方法により、溶融亜鉛めっき処理工程を実施する。なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合にはさらに、溶融亜鉛めっきの付着量が調整された鋼板を合金化炉に装入して合金化処理を実施する。
【0005】
上述の溶融亜鉛めっき処理では、溶融亜鉛めっき浴中に浸漬された鋼板から、溶融亜鉛めっき浴中にＦｅが溶出する。鋼板から溶融亜鉛めっき浴中に溶出したＦｅが、溶融亜鉛めっき浴中に存在するＡｌやＺｎと反応すると、ドロスと呼ばれる金属間化合物が生成する。ドロスにはトップドロスとボトムドロスとが存在する。これらのドロスは、鋼板表面に付着する場合がある。ドロスが付着した場合、合金化溶融亜鉛めっき鋼板又は溶融亜鉛めっき鋼板の表面において、点状の欠陥となる場合がある。このようなドロス起因の表面欠陥を、「ドロス欠陥」という。ドロス欠陥は合金化溶融亜鉛めっき鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の外観性を低下したり、耐食性を低下したりする。そのため、ドロス欠陥の発生を抑制できる方が好ましい。
【0006】
ドロス欠陥の発生を抑制する技術が、特開平１１－３５００９６号公報（特許文献１）、及び特開平１１－３５００９７号公報（特許文献２）に提案されている。
【0007】
特許文献１では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、溶融亜鉛浴温度をＴ（℃）とし、Ｃｚ＝－０．００１５×Ｔ＋０．７６で定義される境界Ａｌ濃度をＣｚ（ｗｔ％）とした場合、溶融亜鉛浴温度Ｔを４３５～５００℃の範囲内にするとともに、境界Ａｌ濃度をＣｚ±０．０１ｗｔ％の範囲内に保持する。これにより、ドロスを微細化でき、ドロス欠陥の発生が抑制できる、と特許文献１には記載されている。
【0008】
特許文献２では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、浴中Ａｌ濃度を０．１５±０．０１ｗｔ％の範囲内に保持する。これにより、ドロスを微細化でき、ドロス欠陥の発生が抑制できる、と特許文献２では記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開平１１－３５００９６号公報
【文献】特開平１１－３５００９７号公報
【非特許文献】
【0010】
【文献】Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐｈａｓｅ Ｄｉａｇｒａｍｓ ｉｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇａｌｖａｎｉｚｉｎｇ，Ｎａｉ－Ｙｏｎｇ Ｔａｎｇ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｓｅ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉａ ａｎｄ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｖｏｌ． ２７ Ｎｏ．５，２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところで、母材鋼板の表面に形成された溶融亜鉛めっき層の密着性を高めるために、溶融亜鉛めっき処理前にＮｉめっき処理が施される場合がある。たとえば、上述の母材鋼板を準備する際、酸洗された熱延鋼板に対して、Ｎｉめっき処理を実施して、表面にＮｉめっき層が形成された熱延鋼板が準備される場合がある。他には、焼鈍処理された冷延鋼板に対して、Ｎｉめっき処理を実施して、表面にＮｉめっき層が形成された冷延鋼板が準備される場合がある。Ｎｉめっき処理を実施する場合であっても、ドロス欠陥を抑制できることが好ましい。
【0012】
ドロス欠陥は、溶融亜鉛めっき浴中のドロスの生成量に起因する。ドロスの生成量が多ければ、ドロス欠陥も発生しやすくなる。ドロスの生成量は、溶融亜鉛めっき浴中の液相に溶解したＡｌ濃度であるフリーＡｌ濃度と、溶融亜鉛めっき浴中の液相に溶解したＦｅ濃度であるフリーＦｅ濃度とに関係する。したがって、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を把握し、調整することにより、溶融亜鉛めっき浴でのドロス（トップドロス及びボトムドロス）の生成量を調整できる。
【0013】
しかしながら、Ｎｉめっき処理を実施した鋼板を用いて溶融亜鉛めっき処理を実施する場合、溶融亜鉛めっき浴は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する４元系の合金となる。このような４元系の溶融亜鉛めっき浴においても、ドロスの生成量を調整するために、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を確認することは重要である。フリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を確認できれば、確認したフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度に応じて操業条件を調整することにより、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度も調整でき、その結果、ドロスの生成量も調整できるからである。したがって、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を確認できることが望まれている。
【0014】
本開示の目的は、Ｎｉめっき処理を実施する場合であっても溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を確認できる、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、及び、その溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を利用した、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本開示の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
鋼板に対してＮｉめっき処理をして、前記鋼板の表面にＮｉめっき層を形成するＮｉプレめっき工程と、
前記Ｎｉめっき層が形成された前記鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をして前記Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき工程とを備え、
前記溶融亜鉛めっき工程は、
Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する溶融亜鉛めっき浴中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、全Ｎｉ濃度（質量％）、及び、前記溶融亜鉛めっき浴の浴温（℃）を測定する、全濃度及び浴温測定工程と、
測定した前記全Ｎｉ濃度（質量％）と前記浴温（℃）とに対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報である、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を選択する、状態図情報選択工程と、
選択した前記Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報と、測定した前記全Ａｌ濃度（質量％）及び全Ｆｅ濃度（質量％）とに基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＡｌの濃度であるフリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＦｅの濃度であるフリーＦｅ濃度（質量％）を求める、めっき浴組成決定工程と、
前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて操業条件を調整する、操業条件調整工程とを備える。
鋼板に対してＮｉめっき処理をして、前記鋼板の表面にＮｉめっき層を形成するＮｉプレめっき工程と、
前記Ｎｉめっき層が形成された前記鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をして前記Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき工程とを備え、
前記溶融亜鉛めっき工程は、
Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する溶融亜鉛めっき浴中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、全Ｎｉ濃度（質量％）、及び、前記溶融亜鉛めっき浴の浴温（℃）を測定する、全濃度及び浴温測定工程と、
測定した前記全Ｎｉ濃度（質量％）と前記浴温（℃）とに対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報である、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を選択する、状態図情報選択工程と、
選択した前記Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報と、測定した前記全Ａｌ濃度（質量％）及び全Ｆｅ濃度（質量％）とに基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＡｌの濃度であるフリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＦｅの濃度であるフリーＦｅ濃度（質量％）を求める、めっき浴組成決定工程と、
前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて操業条件を調整する、操業条件調整工程とを備える。
【0016】
上述のフリーＡｌ濃度（質量％）とは、溶融亜鉛めっき浴に溶解しているＡｌ濃度を意味する。つまり、本明細書において、「フリーＡｌ濃度」は、ドロス（トップドロス及びボトムドロス）に含まれるＡｌ濃度を除く、溶融亜鉛めっき浴に溶解している（つまり、液相中の）Ａｌ濃度を意味する。一方、「全Ａｌ濃度」は、溶融亜鉛めっき浴に溶解しているＡｌ濃度と、ドロスに含まれるＡｌ濃度とを含む全てのＡｌ濃度を意味する。同様に、「フリーＦｅ濃度」は、ドロス（トップドロス及びボトムドロス）に含まれるＦｅ濃度を除く、溶融亜鉛めっき浴に溶解している（つまり、液相中の）Ｆｅ濃度を意味する。一方、「全Ｆｅ濃度」は、溶融亜鉛めっき浴に溶解しているＦｅ濃度と、ドロスに含まれるＦｅ濃度とを含む全てのＦｅ濃度を意味する。「全Ｎｉ濃度」も同様である。
【0017】
本開示の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、上述の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する合金化処理工程とを備える。
【発明の効果】
【0018】
本開示の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、Ｎｉめっき処理を実施する場合であっても溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明者らは、Ｎｉめっき処理を実施する場合における、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度の決定方法について検討した。
【0021】
従前においては、溶融亜鉛めっき浴は、Ａｌ、Ｆｅ及びＺｎを含有する３元系の合金浴であった。このような、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系の溶融亜鉛めっき浴の場合、次の方法により、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を特定できる。溶融亜鉛めっき浴から、サンプルを採取する。サンプルを冷却した後、ＩＣＰ発光分光分析計を用いて、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度を求める。サンプルにより求めた全Ａｌ濃度は、溶融亜鉛めっき浴の液相中に溶解しているＡｌ濃度（つまり、フリーＡｌ濃度）だけでなく、ドロス中のＡｌ濃度も含まれている。同様に、サンプルにより求めた全Ｆｅ濃度は、溶融亜鉛めっき浴の液相中に溶解しているＦｅ濃度（つまり、フリーＦｅ濃度）だけでなく、ドロス中のＦｅ濃度も含まれている。
【0022】
そこで、測定した全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度と、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図とを用いて、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求める。具体的には、質量％でＺｎ濃度が９９％を超える領域でのＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図上に、測定した全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度で特定される点をプロットする。以下、質量％でＺｎ濃度９９％以上を超える領域を「Ｚｎリッチ領域」という。プロットされた点から、Ｚｎリッチ領域でのＺｎ－Ｆｅ－Ａｌ三元系状態図中の液相線にタイライン（共役線）を引く。液相線とタイラインとの交点でのＦｅ濃度がフリーＦｅ濃度に相当し、液相線とタイラインとの交点でのＡｌ濃度がフリーＡｌ濃度に相当する。以上の方法により、３元系の溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求めることができる。なお、Ｚｎリッチ領域のＺｎ－Ｆｅ－Ａｌ三元系状態図はたとえば、非特許文献１中の図２及び図３に開示されている。非特許文献１は、溶融亜鉛めっき浴の研究者及び開発者の間では著名な論文である。
【0023】
溶融亜鉛めっき浴が３元系の合金（Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ）である場合、上述の方法により、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求めることができる。しかしながら、亜鉛めっき処理前にＮｉめっき処理を実施する場合、溶融亜鉛めっき浴中にはＮｉが含有される。つまり、この場合の溶融亜鉛めっき浴は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する４元系合金となる。４元系溶融亜鉛めっき浴の場合、上述の３元系溶融亜鉛めっき浴と同じ方法により、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を単純に求めることができない。
【0024】
そこで、本発明者らは、Ｎｉを含有する４元系溶融亜鉛めっき浴（Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴）において、フリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を求める方法について検討を行った。
【0025】
Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系の状態図を作成する場合、Ｎｉ－Ａｌ－Ｚｎ３元系状態図の熱力学データと、Ｎｉ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図の熱力学データが必要となる。しかしながら、現在公開されているＮｉ－Ａｌ－Ｚｎ３元系状態図の熱力学データ及びＮｉ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図の熱力学データは十分ではない。そのため、現在公開されている熱力学データを用いて、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系の状態図を作成することはできない。そこで、本発明者らは、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系状態図を作成して、フリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を求めるのではなく、他の方法により、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求める方法を検討した。その結果、本発明者らは次の知見を得た。
【0026】
Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴では、浴中にＮｉが含有されている。そのため、既知の３元系（Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ）状態図を利用して、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求めることはできない。一方、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴において、Ｎｉはドロスに含まれにくい。つまり、４元系溶融亜鉛めっき浴中の全Ｎｉ濃度は、フリーＮｉ濃度とみなすことができる。
【0027】
そこで、本発明者らは、４元系溶融亜鉛めっき浴中の全Ｎｉ濃度（実質的にフリーＮｉ濃度）の変化に応じて、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図にどの程度影響があるかを調査した。その結果、本発明者らは、４元系溶融亜鉛めっき浴中の全Ｎｉ濃度の変化及び浴温の変化に応じて、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図が変化することを知見した。以下、特定の全Ｎｉ濃度及び特定の浴温でのＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図を、「特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図」ともいう。
【0028】
この知見に基づいて、本発明者らは、全Ｎｉ濃度及び浴温に応じて、特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図を使い分ければ、従前の３元系の溶融亜鉛めっき浴の場合と同様に、特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図を用いて、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度から、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求めることができることを知見した。
【0029】
要するに、溶融亜鉛めっき浴がＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系である場合、全Ｎｉ濃度及び浴温に応じた特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報を準備しておく。そして、溶融亜鉛めっき浴の全Ｎｉ濃度及び浴温に応じた特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図を採用して、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求める。このように、全Ｎｉ濃度及び浴温に応じた３元系状態図に関する情報を用いれば、４元系の溶融亜鉛めっき浴であっても、擬似的なＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）に基づいて、フリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を求めることができる。
【0030】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、次の構成を有する。
【0031】
［１］の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
鋼板に対してＮｉめっき処理をして、前記鋼板の表面にＮｉめっき層を形成するＮｉプレめっき工程と、
前記Ｎｉめっき層が形成された前記鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をして前記Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき工程とを備え、
前記溶融亜鉛めっき工程は、
Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する溶融亜鉛めっき浴中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、全Ｎｉ濃度（質量％）、及び、前記溶融亜鉛めっき浴の浴温（℃）を測定する、全濃度及び浴温測定工程と、
測定した前記全Ｎｉ濃度（質量％）と前記浴温（℃）とに対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報である、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を選択する、状態図情報選択工程と、
選択した前記Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報と、測定した前記全Ａｌ濃度（質量％）及び全Ｆｅ濃度（質量％）とに基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＡｌの濃度であるフリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＦｅの濃度であるフリーＦｅ濃度（質量％）を求める、めっき浴組成決定工程と、
前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて操業条件を調整する、操業条件調整工程とを備える。
鋼板に対してＮｉめっき処理をして、前記鋼板の表面にＮｉめっき層を形成するＮｉプレめっき工程と、
前記Ｎｉめっき層が形成された前記鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をして前記Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する溶融亜鉛めっき工程とを備え、
前記溶融亜鉛めっき工程は、
Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＺｎを含有する溶融亜鉛めっき浴中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、全Ｎｉ濃度（質量％）、及び、前記溶融亜鉛めっき浴の浴温（℃）を測定する、全濃度及び浴温測定工程と、
測定した前記全Ｎｉ濃度（質量％）と前記浴温（℃）とに対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報である、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を選択する、状態図情報選択工程と、
選択した前記Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報と、測定した前記全Ａｌ濃度（質量％）及び全Ｆｅ濃度（質量％）とに基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＡｌの濃度であるフリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は、前記溶融亜鉛めっき浴中に溶解しているＦｅの濃度であるフリーＦｅ濃度（質量％）を求める、めっき浴組成決定工程と、
前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて操業条件を調整する、操業条件調整工程とを備える。
【0032】
ここで、フリーＡｌ濃度（質量％）とは、上述のとおり、溶融亜鉛めっき浴に溶解しているＡｌ濃度を意味する。つまり、本明細書において、「フリーＡｌ濃度」は、ドロス（トップドロス及びボトムドロス）に含まれるＡｌ含有量を除く、溶融亜鉛めっき浴に溶解している（つまり、液相中の）Ａｌ濃度を意味する。一方、「全Ａｌ濃度」は、溶融亜鉛めっき浴に溶解しているＡｌ濃度と、ドロスに含まれるＡｌ濃度とを含む全てのＡｌ濃度を意味する。同様に、「フリーＦｅ濃度」は、ドロス（トップドロス及びボトムドロス）に含まれるＦｅ濃度を除く、溶融亜鉛めっき浴に溶解している（つまり、液相中の）Ｆｅ濃度を意味する。一方、「全Ｆｅ濃度」は、溶融亜鉛めっき浴に溶解しているＦｅ濃度と、ドロスに含まれるＦｅ濃度とを含む全てのＦｅ濃度を意味する。「全Ｎｉ濃度」も同様である。
【0033】
また、「溶融亜鉛めっき処理の操業条件を調整する」とは、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を調整可能な溶融亜鉛めっき処理の操業条件を調整することを意味する。また、「溶融亜鉛めっき処理の操業条件を調整する」とは、溶融亜鉛めっき処理の操業条件を変更する行為だけでなく、操業条件を現状のまま維持する行為も含む。
【0034】
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、全Ｎｉ濃度及び浴温に対応した
Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報）を用いて、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度から、４元系溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を求めることができる。そのため、求めたフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度に基づいて操業条件を調整することにより、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を適切な範囲に調整できる。その結果、ドロスの生成量を抑制することができる。
Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報）を用いて、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度から、４元系溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を求めることができる。そのため、求めたフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度に基づいて操業条件を調整することにより、溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を適切な範囲に調整できる。その結果、ドロスの生成量を抑制することができる。
【0035】
［２］の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
［１］に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記操業条件調整工程では、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて、（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１つを実施して、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）を調整する。
（Ａ）前記溶融亜鉛めっき浴中へのＡｌ添加量を調整する。
（Ｂ）前記溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での前記鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温を調整する。
［１］に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記操業条件調整工程では、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて、（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１つを実施して、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）及び／又は前記フリーＦｅ濃度（質量％）を調整する。
（Ａ）前記溶融亜鉛めっき浴中へのＡｌ添加量を調整する。
（Ｂ）前記溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での前記鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）前記溶融亜鉛めっき浴の前記浴温を調整する。
【0036】
上記（Ａ）溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度（質量％）を調整するのに有効な操業条件であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はフリーＦｅ濃度（質量％）を調整するのに有効な操業条件である。したがって、測定した溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度（質量％）又はフリーＦｅ濃度（質量％）に基づいて（Ａ）～（Ｃ）のいずれかを実施して溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度（質量％）又はフリーＦｅ濃度を容易に調整できる。
【0037】
［３］の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
［２］に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記操業条件調整工程では、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中へのＡｌ添加量を調整する。
［２］に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記操業条件調整工程では、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度（質量％）に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴中へのＡｌ添加量を調整する。
【0038】
［４］の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
［１］～［３］のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記操業条件調整工程ではさらに、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記全Ａｌ濃度をＴＸ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度をＦＸ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記全Ｆｅ濃度をＴＹ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＦｅ濃度をＦＹ（質量％）と定義したとき、
式（１）及び式（２）を満たすように溶融亜鉛めっき処理の操業条件を調整する、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
０．１６７０＜ＦＸ＜０．２１００ （１）
√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）＜０．０５５０ （２）
［１］～［３］のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法であって、
前記操業条件調整工程ではさらに、
求めた前記溶融亜鉛めっき浴中の前記全Ａｌ濃度をＴＸ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＡｌ濃度をＦＸ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記全Ｆｅ濃度をＴＹ（質量％）と定義し、前記溶融亜鉛めっき浴中の前記フリーＦｅ濃度をＦＹ（質量％）と定義したとき、
式（１）及び式（２）を満たすように溶融亜鉛めっき処理の操業条件を調整する、
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
０．１６７０＜ＦＸ＜０．２１００ （１）
√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）＜０．０５５０ （２）
【0039】
［５］の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、
［１］～［４］のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して前記溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、
溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程とを備える。
［１］～［４］のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施して前記溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、
溶融亜鉛めっき鋼板に対して合金化処理を実施して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程とを備える。
【0040】
本実施形態の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、上述の本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を適用する。そのため、４元系溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を把握でき、フリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を適切な範囲に調整できる。
【0041】
以下、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法、及び、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成については、同一符号を付してその説明を繰り返さない。
【0042】
［溶融亜鉛めっきライン設備の構成について］
図１は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図１を参照して、溶融亜鉛めっきライン設備１は、Ｎｉプレめっき設備４０と、溶融亜鉛めっき設備１０と、調質圧延機（スキンパスミル）３０とを備える。
図１は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図１を参照して、溶融亜鉛めっきライン設備１は、Ｎｉプレめっき設備４０と、溶融亜鉛めっき設備１０と、調質圧延機（スキンパスミル）３０とを備える。
【0043】
Ｎｉプレめっき設備４０では、鋼板に対してＮｉめっき処理が実施され、鋼板の表面にＮｉめっき層が形成される。Ｎｉめっき層が形成された鋼板は、溶融亜鉛めっき設備１０に搬送される。溶融亜鉛めっき設備１０は、Ｎｉプレめっき設備４０の下流に配置される。溶融亜鉛めっき設備１０では、Ｎｉめっき層が形成された鋼板に対して溶融亜鉛めっき処理が実施され、溶融亜鉛めっき鋼板、又は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。調質圧延機３０は、溶融亜鉛めっき設備１０の下流に配置される。調質圧延機３０では、溶融亜鉛めっき設備１０において製造された溶融亜鉛めっき鋼板、又は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対して、必要に応じて軽圧下して、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面を調整する。
【0044】
［Ｎｉプレめっき設備４０について］
図２は、図１中のＮｉプレめっき設備４０及び溶融亜鉛めっき設備１０の側面図である。Ｎｉプレめっき設備４０は、Ｎｉめっきセル４０１を備える。Ｎｉめっきセル４０１はＮｉイオンを含有するＮｉめっき浴を貯留する。Ｎｉめっきセル４０１は内部に図示しない電極を備える。鋼板は、Ｎｉめっきセル４０１内を通過し、この時にＮｉめっき浴に浸漬される。Ｎｉめっき浴中に浸漬した鋼板に、電極との間で電流を流すことで、鋼板の表面にＮｉめっき層が形成される。Ｎｉめっき処理は、周知の電気めっき法により実施される。
図２は、図１中のＮｉプレめっき設備４０及び溶融亜鉛めっき設備１０の側面図である。Ｎｉプレめっき設備４０は、Ｎｉめっきセル４０１を備える。Ｎｉめっきセル４０１はＮｉイオンを含有するＮｉめっき浴を貯留する。Ｎｉめっきセル４０１は内部に図示しない電極を備える。鋼板は、Ｎｉめっきセル４０１内を通過し、この時にＮｉめっき浴に浸漬される。Ｎｉめっき浴中に浸漬した鋼板に、電極との間で電流を流すことで、鋼板の表面にＮｉめっき層が形成される。Ｎｉめっき処理は、周知の電気めっき法により実施される。
【0045】
［溶融亜鉛めっき設備１０について］
図２を参照して、溶融亜鉛めっき設備１０は、溶融亜鉛めっきポット１０１と、シンクロール１０７と、サポートロール１１３と、ガスワイピング装置１０９と、合金化炉１１１とを備える。
図２を参照して、溶融亜鉛めっき設備１０は、溶融亜鉛めっきポット１０１と、シンクロール１０７と、サポートロール１１３と、ガスワイピング装置１０９と、合金化炉１１１とを備える。
【0046】
Ｎｉプレめっき設備４０の出側に相当する溶融亜鉛めっき設備１０の上流端部は、ターンダウンロール２０１が配置されている。ターンダウンロール２０１の下流には、スナウト２０２が配置されている。スナウト２０２の下流端部は、溶融亜鉛めっき浴１０３中に浸漬されている。
【0047】
ターンダウンロール２０１により搬送方向が下向きに変えられた鋼板Ｓは、スナウト２０２の内部を搬送されて、溶融亜鉛めっきポット１０１に貯留されている溶融亜鉛めっき浴１０３へと連続的に浸漬される。溶融亜鉛めっきポット１０１の内部には、シンクロール１０７が配置されている。シンクロール１０７は、鋼板Ｓの幅方向と平行な回転軸を有しており、シンクロール１０７の軸方向の幅は、鋼板Ｓの幅よりも大きい。シンクロール１０７は、鋼板Ｓと接触して鋼板Ｓの進行方向を溶融亜鉛めっき設備１０の上方に転換させる。
【0048】
サポートロール１１３は、溶融亜鉛めっき浴１０３中であって、シンクロール１０７の上方に配置されている。サポートロール１１３は、一対のロールを備えている。サポートロール１１３の一対のロールは、鋼板Ｓの幅方向と平行な回転軸を有している。サポートロール１１３は、シンクロール１０７により進行方向を上方に転換された鋼板Ｓを挟んで、上方に搬送される鋼板Ｓを支持する。
【0049】
ガスワイピング装置１０９は、シンクロール１０７及びサポートロール１１３の上方であって、かつ、溶融亜鉛めっき浴１０３よりも上方に配置されている。ガスワイピング装置１０９は、一対のガス噴射装置を備える。一対のガス噴射装置は、互いに対向するガス噴射ノズルを有する。溶融亜鉛めっき処理時において、鋼板Ｓはガスワイピング装置１０９の一対のガス噴射ノズルの間を通過する。このとき、一対のガス噴射ノズルは、鋼板Ｓの表面と対向する。ガスワイピング装置１０９は、溶融亜鉛めっき浴１０３から引き上げられた鋼板Ｓの両表面に対してガスを吹き付けることにより、鋼板Ｓの両表面に付着した溶融亜鉛めっきの一部を掻き落とし、鋼板Ｓの表面の溶融亜鉛めっきの付着量を調整する。
【0050】
合金化炉１１１は、ガスワイピング装置１０９の上方に配置されている。合金化炉１１１は、ガスワイピング装置１０９を通過して上方に搬送された鋼板Ｓを内部に通して、鋼板Ｓに対して合金化処理を実施する。合金化炉１１１は、鋼板Ｓの入側から出側に向かって順に、加熱帯、保熱帯、冷却帯を含む。加熱帯は鋼板Ｓの温度（板温）が略均一になるように加熱する。保熱帯は、鋼板Ｓの板温を保持する。このとき、鋼板Ｓの表面に形成された溶融亜鉛めっき層が合金化されて合金化溶融亜鉛めっき層になる。冷却帯は、合金化溶融亜鉛めっき層が形成された鋼板Ｓを冷却する。以上のとおり、合金化炉１１１は、加熱帯、保熱帯、冷却帯を用いて、合金化処理を実施する。なお、合金化炉１１１は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合に、上述の合金化処理を実施する。一方、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、合金化炉１１１は合金化処理を実施しない。この場合、鋼板Ｓは、作動していない合金化炉１１１を通過する。ここで、作動していないとは、たとえば、合金化炉１１１がオンラインに配置されたまま、電源が停止した状態（起動していない状態）であることを意味する。合金化炉１１１を通過した鋼板Ｓは、トップロール１１５により次工程に搬送される。
【0051】
溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合、図３に示すとおり、合金化炉１１１がオフラインに移動してもよい。この場合、鋼板Ｓは、合金化炉１１１を通過することなく、トップロール１１５により次工程に搬送される。
【0052】
なお、溶融亜鉛めっき設備１０が溶融亜鉛めっき鋼板専用の設備である場合、溶融亜鉛めっき設備１０は、図４に示すとおり、合金化炉１１１を備えていなくてもよい。
【0053】
［溶融亜鉛めっきライン設備の他の構成例について］
溶融亜鉛めっきライン設備は、図１の構成に限定されない。図１の溶融亜鉛めっきライン設備１は調質圧延機３０を備えるが、溶融亜鉛めっきライン設備１は、調質圧延機３０を備えなくてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備１は、少なくとも、Ｎｉプレめっき設備４０及び溶融亜鉛めっき設備１０を備えていればよい。調質圧延機３０は、必要に応じて配置されればよい。また、溶融亜鉛めっきライン設備１は、Ｎｉプレめっき設備４０よりも上流に、鋼板を酸洗するための酸洗設備を備えていてもよいし、酸洗設備以外の他の設備を備えていてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備１は、Ｎｉプレめっき設備４０よりも上流に焼鈍炉を備えてもよいし、Ｎｉプレめっき設備４０の下流であって、溶融亜鉛めっき設備１０の上流に、焼鈍炉を備えてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備１はさらに、溶融亜鉛めっき設備１０よりも下流に、調質圧延機３０以外の他の設備を備えていてもよい。
溶融亜鉛めっきライン設備は、図１の構成に限定されない。図１の溶融亜鉛めっきライン設備１は調質圧延機３０を備えるが、溶融亜鉛めっきライン設備１は、調質圧延機３０を備えなくてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備１は、少なくとも、Ｎｉプレめっき設備４０及び溶融亜鉛めっき設備１０を備えていればよい。調質圧延機３０は、必要に応じて配置されればよい。また、溶融亜鉛めっきライン設備１は、Ｎｉプレめっき設備４０よりも上流に、鋼板を酸洗するための酸洗設備を備えていてもよいし、酸洗設備以外の他の設備を備えていてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備１は、Ｎｉプレめっき設備４０よりも上流に焼鈍炉を備えてもよいし、Ｎｉプレめっき設備４０の下流であって、溶融亜鉛めっき設備１０の上流に、焼鈍炉を備えてもよい。溶融亜鉛めっきライン設備１はさらに、溶融亜鉛めっき設備１０よりも下流に、調質圧延機３０以外の他の設備を備えていてもよい。
【0054】
［溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０について］
溶融亜鉛めっき設備１０はさらに、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０を備える。図５は、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０の機能ブロック図である。図５を参照して、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０は、記憶部５１と、組成決定部５２とを備える。記憶部５１は、３元系状態図情報を格納する。３元系状態図情報は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系合金ののうち、Ｎｉ濃度及び浴温に応じたＺｎリッチ領域でのＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎの３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）に関する情報である。３元系状態図情報については後述する。
溶融亜鉛めっき設備１０はさらに、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０を備える。図５は、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０の機能ブロック図である。図５を参照して、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０は、記憶部５１と、組成決定部５２とを備える。記憶部５１は、３元系状態図情報を格納する。３元系状態図情報は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系合金ののうち、Ｎｉ濃度及び浴温に応じたＺｎリッチ領域でのＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎの３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）に関する情報である。３元系状態図情報については後述する。
【0055】
組成決定部５２は、全Ｎｉ濃度及び浴温に応じて選択された３元系状態図情報を用いて、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度に基づくフリーＡｌ濃度（質量％）及びフリーＦｅ濃度（質量％）を求める。
【0056】
溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０は、図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、メモリと、ストレージと、入力部と、出力部とを備える。メモリ及びストレージは記憶部５１を構成する。またＣＰＵ及びメモリは組成決定部５２を構成する。
【0057】
［３元系状態図情報について］
図６及び図７は、３元系状態図情報を説明するための模式図である。図６は、特定の浴温Ｔ０における、Ｚｎリッチ領域でのＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系状態図のイメージ図である。図中のＸ軸はＡｌ濃度（質量％）を示す。Ｚ軸はＮｉ濃度（質量％）を示す。Ｙ軸はＦｅ濃度（質量％）を示す。各Ｘ軸、Ｚ軸、Ｙ軸の矢印方向に向かって、対応する元素（Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ）濃度が高くなる。
図６及び図７は、３元系状態図情報を説明するための模式図である。図６は、特定の浴温Ｔ０における、Ｚｎリッチ領域でのＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系状態図のイメージ図である。図中のＸ軸はＡｌ濃度（質量％）を示す。Ｚ軸はＮｉ濃度（質量％）を示す。Ｙ軸はＦｅ濃度（質量％）を示す。各Ｘ軸、Ｚ軸、Ｙ軸の矢印方向に向かって、対応する元素（Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ）濃度が高くなる。
【0058】
図６を参照して、図中の面ＬＳは、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系状態図での液相面を意味する。図６において、液相面ＬＳよりも下の領域は、液相（Ｌ）である。ここで、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の浴温がＴ０であり、かつ、全Ｎｉ濃度がＣＮｉ１であると仮定する。この場合、特定の浴温Ｔ０のＡｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系状態図のうち、全Ｎｉ濃度がＣＮｉ１となる面ＰＤ１を抜き出す。抜き出した面ＰＤ１を図７に示す。
【0059】
図７を参照して、抜き出した面ＰＤ１は、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温がＴ０であり、かつ、全Ｎｉ濃度が特定の濃度ＣＮｉ１である場合の、Ｚｎリッチ領域でのＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）に相当する。図７では縦軸がＦｅ濃度（質量％）であり、横軸がＡｌ濃度（質量％）である。図７では、液相線ＬＳよりも下の領域が液相Ｌである。液相線ＬＳよりも上の領域が、液相Ｌとドロスとの二相領域又は三相領域である。
【0060】
図７に示すような３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）の場合、従前と同様の方法により、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度から、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求めることができる。具体的には、図７を参照して、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎ４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温Ｔ０での全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度で特定される点ＩＣＰをプロットする。点ＩＣＰが、液相Ｌとトップドロスとの二相領域内であったと仮定する。プロットされた点ＩＣＰから、液相線ＬＳに向かってタイラインＴＬを引き、タイラインＴＬと液相線ＬＳとの交点ＩＰを求める。交点ＩＰでのＡｌ濃度ＣＡｌが、フリーＡｌ濃度に相当する。また、交点ＩＰでのＦｅ濃度ＣＦｅが、フリーＦｅ濃度に相当する。なお、タイラインＴＬの長さは、ドロス量の指標となる。つまり、点ＩＣＰから液相線ＬＳに引かれたタイラインＴＬが短ければ、ドロスの生成量が少ない。一方、点ＩＣＰから液相線ＬＳに引かれたタイラインＴＬが長ければ、ドロスの生成量が多いことを意味する。図７の場合は、タイラインＴＬの長さはトップドロスの生成量を意味する。
【0061】
［本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について］
［利用する溶融亜鉛めっきライン設備ついて］
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、溶融亜鉛めっきライン設備を用いる。溶融亜鉛めっきライン設備はたとえば、図１に示す構成を有する。本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備は、図１に示す設備であってもよいし、図１に示す設備にさらに他の構成が追加されたものであってもよい。また、図１と異なる構成の周知の溶融亜鉛めっきライン設備を用いてもよい。
［利用する溶融亜鉛めっきライン設備ついて］
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、溶融亜鉛めっきライン設備を用いる。溶融亜鉛めっきライン設備はたとえば、図１に示す構成を有する。本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる溶融亜鉛めっきライン設備は、図１に示す設備であってもよいし、図１に示す設備にさらに他の構成が追加されたものであってもよい。また、図１と異なる構成の周知の溶融亜鉛めっきライン設備を用いてもよい。
【0062】
［溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の対象となる鋼板について］
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる鋼板（母材鋼板）の鋼種及びサイズ（板厚、板幅等）は、特に限定されない。鋼板は、製造する溶融亜鉛めっき鋼板、又は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に求められる各機械的性質（たとえば、引張強度、加工性等）に応じて、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板に適用される公知の鋼板を利用すればよい。自動車外板に用いられる鋼板を溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の対象の鋼板として利用してもよい。
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる鋼板（母材鋼板）の鋼種及びサイズ（板厚、板幅等）は、特に限定されない。鋼板は、製造する溶融亜鉛めっき鋼板、又は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に求められる各機械的性質（たとえば、引張強度、加工性等）に応じて、溶融亜鉛めっき鋼板又は合金化溶融亜鉛めっき鋼板に適用される公知の鋼板を利用すればよい。自動車外板に用いられる鋼板を溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の対象の鋼板として利用してもよい。
【0063】
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の対象となる鋼板（母材鋼板）は、熱延鋼板であってもよいし、冷延鋼板であってもよい。母材鋼板として、たとえば、次の鋼板が用いられる。
（ａ）酸洗処理された熱延鋼板
（ｂ）焼鈍処理された冷延鋼板
上記（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる鋼板の例示である。本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる鋼板は、上記（ａ）及び（ｂ）に限定されない。上記（ａ）及び（ｂ）以外の処理が施された熱延鋼板又は冷延鋼板を、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の対象とする鋼板としてもよい。
（ａ）酸洗処理された熱延鋼板
（ｂ）焼鈍処理された冷延鋼板
上記（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる鋼板の例示である。本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に用いられる鋼板は、上記（ａ）及び（ｂ）に限定されない。上記（ａ）及び（ｂ）以外の処理が施された熱延鋼板又は冷延鋼板を、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の対象とする鋼板としてもよい。
【0064】
［溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法］
図８は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の一例を示すフロー図である。図８を参照して、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）と、溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）とを備える。Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）では、上述の鋼板に対してＮｉめっき処理をして、鋼板の表面にＮｉめっき層を形成する。溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）では、Ｎｉめっき層が形成された鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をしてＮｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する。以下、各工程について説明する。
図８は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の一例を示すフロー図である。図８を参照して、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）と、溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）とを備える。Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）では、上述の鋼板に対してＮｉめっき処理をして、鋼板の表面にＮｉめっき層を形成する。溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）では、Ｎｉめっき層が形成された鋼板に対して、溶融亜鉛めっき処理をしてＮｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する。以下、各工程について説明する。
【0065】
［Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）］
Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）では、周知のＮｉめっき処理を実施して、鋼板の表面にＮｉめっき層を形成する。Ｎｉめっき処理には、周知のＮｉめっき浴を使用しても良い。Ｎｉめっき浴はたとえば、５０～５００ｇ／ＬのＮｉイオンを含む水溶液である。Ｎｉめっき層の形成は電気めっきにより行われる。電気めっきの条件は適宜調整できる。電気めっきの条件はたとえば、電流密度：１０～１５０Ａ／ｄｍ２、めっき浴温度：４０～７０℃である。
Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）では、周知のＮｉめっき処理を実施して、鋼板の表面にＮｉめっき層を形成する。Ｎｉめっき処理には、周知のＮｉめっき浴を使用しても良い。Ｎｉめっき浴はたとえば、５０～５００ｇ／ＬのＮｉイオンを含む水溶液である。Ｎｉめっき層の形成は電気めっきにより行われる。電気めっきの条件は適宜調整できる。電気めっきの条件はたとえば、電流密度：１０～１５０Ａ／ｄｍ２、めっき浴温度：４０～７０℃である。
【0066】
［溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）］
溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）では、Ｎｉめっき層が形成された鋼板に対して、溶融亜鉛めっき設備を用いて溶融亜鉛めっき処理を実施し、Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する。
溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）では、Ｎｉめっき層が形成された鋼板に対して、溶融亜鉛めっき設備を用いて溶融亜鉛めっき処理を実施し、Ｎｉめっき層上に溶融亜鉛めっき層を形成する。
【0067】
図９は、図８中の溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）の詳細を示すフロー図である。本実施形態では、溶融亜鉛めっき工程中において、溶融亜鉛めっき浴１０３のフリーＡｌ濃度、及び、フリーＦｅ濃度を調整して、過剰なドロス（トップドロス又はボトムドロス）の生成を抑制する。しかしながら、上述のとおり、本実施形態では、溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）の前段で、Ｎｉプレめっき工程（Ｓ１）を実施する。そのため、溶融亜鉛めっき浴１０３中には、Ｎｉめっき層が形成された鋼板が浸漬する。そのため、溶融亜鉛めっき浴１０３は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、及び、Ｚｎからなる４元系の合金となる。なお、溶融亜鉛めっき浴１０３中のＺｎ濃度は９９％以上であるため、溶融亜鉛めっき浴１０３はＺｎリッチ領域における４元系合金である。
【0068】
本実施形態では、図６及び図７で説明したとおり、４元系の溶融亜鉛めっき浴１０３の各元素（Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ）のうち、濃度の調整が困難な全Ｎｉ濃度と、浴温とに応じて決まる、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）を用いて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を決定する。
【0069】
具体的には、溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）では、次の方法により、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求める（Ｓ２１～Ｓ２３）。そして、求めたフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度に基づいて、操業条件を調整する（Ｓ２４）。以下、各工程（Ｓ２１～Ｓ２４）について詳述する。
【0070】
［全濃度及び浴温測定工程（Ｓ２１）］
全濃度測定工程（Ｓ２１）は、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、及び全Ｎｉ濃度（質量％）を測定する全濃度測定工程（Ｓ２１１）と、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温（℃）を測定する浴温測定工程（Ｓ２１２）とを含む。
全濃度測定工程（Ｓ２１）は、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、及び全Ｎｉ濃度（質量％）を測定する全濃度測定工程（Ｓ２１１）と、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温（℃）を測定する浴温測定工程（Ｓ２１２）とを含む。
【0071】
［全濃度測定工程（Ｓ２１１）］
全濃度測定工程（Ｓ２１１）では、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、及び全Ｎｉ濃度（質量％）を測定する。
全濃度測定工程（Ｓ２１１）では、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、及び全Ｎｉ濃度（質量％）を測定する。
【0072】
具体的には、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中からめっき液の一部をサンプルとして採取する。全濃度測定工程（Ｓ２１１）では、経時的にサンプルを採取する。「経時的にサンプルを採取する」とは、特定時間が経過するごとにサンプルを採取することを意味する。特定時間（サンプルを採取した後、次のサンプルを採取するまでの期間）は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。たとえば、１時間ごとにサンプルを採取してもよい。また、サンプルを採取した後１時間経過後に次のサンプルを採取し、さらに３０分経過後に次のサンプルを採取してもよい。特定時間は特に限定されない。
【0073】
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中からのサンプル採取量は特に限定されない。ＩＣＰ分析法により、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、及び全Ｎｉ濃度（質量％）を求めることが可能な量であれば、サンプル採取量は特に制限されない。サンプル採取量はたとえば、１００～４００ｇである。採取されたサンプルを熱伝導率が高い常温の金属に接触させて、サンプルを常温まで急冷して固化してもよい。熱伝導率が高い常温の金属はたとえば、銅である。
【0074】
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のサンプル採取位置は特に限定されない。たとえば、図２～図４を参照して、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３を深さ方向ＤにＤ１～Ｄ３に三等分した場合、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の最上部の領域Ｄ１でサンプルを採取してもよいし、中部の領域Ｄ２でサンプルを採取してもよいし、最下部の領域Ｄ３でサンプルを採取してもよい。図２～図４に示すとおり、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３のうち、鋼板Ｓの板幅方向と平行な方向を幅方向Ｗと定義し、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の深さ方向を深さ方向Ｄと定義し、幅方向Ｗ及び深さ方向Ｄと垂直な方向を長さ方向Ｌと定義する。この場合、好ましくは、幅方向Ｗにおける特定の幅範囲、深さ方向Ｄにおける特定の深さ範囲、及び、長さ方向Ｌにおける特定の長さ範囲で区画される特定領域内から経時的にサンプルを採取する。要するに、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３内の同じ位置（特定領域内）から、経時的にサンプルを採取する。
【0075】
好ましくは、できるだけシンクロール１０７近傍の領域からサンプルを採取する。具体的には、図２～図４に示すとおり、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３のうち、深さ方向Ｄにおいて、シンクロール１０７の上端から下端までの特定の深さ範囲Ｄ１０７内から、サンプルを採取するのが好ましい。
【0076】
サンプルを冷却した後、ＩＣＰ発光分光分析計を用いて、サンプル中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）及び全Ｎｉ濃度（質量％）を測定する。具体的には、ドリルを用いて、サンプルから切粉を生成し、その切粉を採取する。採取された切粉を酸に溶解させて溶液を得る。溶液に対して、ＩＣＰ－ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を実施して、サンプル中の全Ａｌ濃度（質量％）、全Ｆｅ濃度（質量％）、及び、全Ｎｉ濃度（質量％）を求める。
【0077】
［浴温測定工程（Ｓ２１２）］
浴温測定工程（Ｓ２１２）では、サンプルを採取した時点での４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温（℃）を求める。４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温の測定位置は特に限定されない。好ましくは、サンプル採取位置（特定領域内）で浴温（℃）を測定する。
浴温測定工程（Ｓ２１２）では、サンプルを採取した時点での４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温（℃）を求める。４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温の測定位置は特に限定されない。好ましくは、サンプル採取位置（特定領域内）で浴温（℃）を測定する。
【0078】
［状態図情報選択工程（Ｓ２２）］
全濃度及び浴温測定工程（Ｓ２１）で得られたＡｌ濃度、Ｆｅ濃度はいずれも、全Ａｌ濃度、全Ｆｅ濃度である。全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度は、液相中のいわゆるフリーＡｌ濃度、フリーＦｅ濃度だけでなく、ドロス中のＡｌ濃度、Ｆｅ濃度を含んだ値である。溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）において、過剰なドロスの発生を抑制するためには、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の液相中に溶解しているＡｌ及びＦｅの濃度、つまり、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を把握することが重要である。
全濃度及び浴温測定工程（Ｓ２１）で得られたＡｌ濃度、Ｆｅ濃度はいずれも、全Ａｌ濃度、全Ｆｅ濃度である。全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度は、液相中のいわゆるフリーＡｌ濃度、フリーＦｅ濃度だけでなく、ドロス中のＡｌ濃度、Ｆｅ濃度を含んだ値である。溶融亜鉛めっき工程（Ｓ２）において、過剰なドロスの発生を抑制するためには、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中の液相中に溶解しているＡｌ及びＦｅの濃度、つまり、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を把握することが重要である。
【0079】
４元系において、全Ｎｉ濃度及び浴温が一定であると仮定すれば、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）を用いて、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を測定することができる。
【0080】
そこで、本実施形態では、全Ｎｉ濃度及び浴温に対応した３元系状態図情報を選択して、選択した３元系状態図情報を用いて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求める。
【0081】
上述のとおり、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０内の記憶部５１には、全Ｎｉ濃度及び浴温に対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図に関する情報である、３元系状態図情報が予め格納されている。３元系状態図情報は、全Ｎｉ濃度及び浴温の２つの条件により、変動する。３元系状態図情報は、全Ｎｉ濃度及び浴温により特定可能に、記憶部５１内にテーブル管理されていてもよいし、パラメータ式（数式）として記憶部５１に格納されていてもよい。
【0082】
溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０のオペレータは、全濃度及び浴温測定工程（Ｓ２１）で得られた全Ａｌ濃度、全Ｆｅ濃度、全Ｎｉ濃度及び浴温を溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０に入力する。このとき、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０は、記憶部５１に格納された３元系状態図情報のうち、入力された全Ｎｉ濃度及び浴温に対応した３元系状態図情報を選択（決定）する。
【0083】
［めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）］
めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）では、選択した３元系状態図情報を用いて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を算出する。具体的には、図７に示すとおり、３元系状態図情報から得られる状態図上において、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度と一致する点ＩＣＰをプロットする。プロットされた点ＩＣＰから液相線ＬＳに向かってタイラインＴＬを引く。液相線ＬＳとタイラインＴＬとの交点ＩＰでのＡｌ濃度ＣＡｌがフリーＡｌ濃度に相当し、液相線とタイラインとの交点でのＦｅ濃度ＣＦｅがフリーＦｅ濃度に相当する。
めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）では、選択した３元系状態図情報を用いて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を算出する。具体的には、図７に示すとおり、３元系状態図情報から得られる状態図上において、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度と一致する点ＩＣＰをプロットする。プロットされた点ＩＣＰから液相線ＬＳに向かってタイラインＴＬを引く。液相線ＬＳとタイラインＴＬとの交点ＩＰでのＡｌ濃度ＣＡｌがフリーＡｌ濃度に相当し、液相線とタイラインとの交点でのＦｅ濃度ＣＦｅがフリーＦｅ濃度に相当する。
【0084】
したがって、めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）では、選択した３元系状態図情報を用いて、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度で決定される３元系状態図上の点ＩＣＰから液相線ＬＳに向かってタイラインＴＬを引いたときのタイラインＴＬと液相線ＬＳとの交点ＩＰに相当する、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を求める。Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を用いたフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度の決定方法は、種々の方法が考えられる。たとえば、上述のとおり、３元系状態図情報が、全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度を代入することによりタイラインＴＬと液相線ＬＳとの交点ＩＰ（つまり、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度）を計算可能なパラメータ式であってもよい。
【0085】
また、記憶部５１内に、浴温及び全Ｎｉ濃度ごとの、Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）の熱力学データが格納されていてもよい。この場合、溶融亜鉛めっき浴組成決定装置５０は、入力された全Ｎｉ濃度及び浴温から、対応するＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図の熱力学データを読み出す。そして、対応するＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図の熱力学データと、入力された全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度とに基づいて、タイラインと液相線との交点ＩＰでのフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を決定してもよい。
【0086】
また、測定された浴温、全Ｎｉ濃度、全Ａｌ濃度、全Ｆｅ濃度の値について、所定の濃度ピッチ（たとえば０．００１％ごと）での状態図情報（たとえば、浴温、全Ｎｉ濃度、全Ａｌ濃度、全Ｆｅ濃度ごとの、３元系状態図でのフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度）を記憶部５１に格納していてもよい。
【0087】
［操業条件調整工程（Ｓ２４）］
操業条件調整工程（Ｓ２４）では、めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）により得られたフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度に基づいて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を調整する。操業条件の調整方法は、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度が調整できれば、特に制限されない。
操業条件調整工程（Ｓ２４）では、めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）により得られたフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度に基づいて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を調整する。操業条件の調整方法は、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度が調整できれば、特に制限されない。
【0088】
好ましくは、操業条件の調整方法として、次の（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１つを実施する。
（Ａ）４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中へのＡｌの単位時間当たりの添加量を調整する。
（Ｂ）溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温を調整する。
（Ａ）４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中へのＡｌの単位時間当たりの添加量を調整する。
（Ｂ）溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温を調整する。
【0089】
［操業条件（Ａ）について］
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のＡｌは、溶融亜鉛めっき処理が行われると消費される。そのため、適量のＡｌが４元系溶融亜鉛めっき浴１０３に随時供給される。Ａｌの供給は、たとえばＡｌインゴットを４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中に浸漬することによって行われる。上記（Ａ）を実施する場合、たとえばＡｌインゴットの浸漬速度を調整しても良い。Ａｌインゴットの浸漬速度を速くすれば、Ａｌの供給量が上がり、Ａｌの単位時間当たりの添加量が増加する。たとえば、Ａｌインゴットの浸漬を一定時間停止すれば、Ａｌの供給量が低下し、Ａｌの単位時間当たりの添加量が減少する。４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中へのＡｌの単位時間当たりの添加量を調整する方法は周知の方法でよく、特に限定されない。
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のＡｌは、溶融亜鉛めっき処理が行われると消費される。そのため、適量のＡｌが４元系溶融亜鉛めっき浴１０３に随時供給される。Ａｌの供給は、たとえばＡｌインゴットを４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中に浸漬することによって行われる。上記（Ａ）を実施する場合、たとえばＡｌインゴットの浸漬速度を調整しても良い。Ａｌインゴットの浸漬速度を速くすれば、Ａｌの供給量が上がり、Ａｌの単位時間当たりの添加量が増加する。たとえば、Ａｌインゴットの浸漬を一定時間停止すれば、Ａｌの供給量が低下し、Ａｌの単位時間当たりの添加量が減少する。４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中へのＡｌの単位時間当たりの添加量を調整する方法は周知の方法でよく、特に限定されない。
【0090】
［操業条件（Ｂ）及び（Ｃ）について］
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度を調整する場合、次の（Ｂ）又は（Ｃ）を実施する。
（Ｂ）前記溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での前記鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温を調整する。
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度を調整する場合、次の（Ｂ）又は（Ｃ）を実施する。
（Ｂ）前記溶融亜鉛めっき処理を実施する溶融亜鉛めっき設備での前記鋼板の搬送速度を調整する。
（Ｃ）４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温を調整する。
【0091】
操業条件（Ｂ）について、溶融亜鉛めっき設備での鋼板の搬送速度を遅くすれば、単位時間当たりに４元系溶融亜鉛めっき浴１０３を通過する鋼板量（通板量）が減少する。そのため、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中に溶解するＦｅ量が低減する。その結果、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度が低下する。一方、溶融亜鉛めっき設備での鋼板の搬送速度を速くすれば、単位時間当たりに４元系溶融亜鉛めっき浴１０３を通過する鋼板量（通板量）が増加する。そのため、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中に溶解するＦｅ量が増加し、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度が高まる。
【0092】
操業条件（Ｃ）について、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の温度を高くすれば、鋼板からのＦｅの溶解量が多くなる。その結果、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度が高まる。
【0093】
４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度を調整する場合、上述の（Ｂ）及び（Ｃ）の両方を実施しても良いし、（Ｂ）のみを実施しても良いし、（Ｃ）のみを実施しても良い。また、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度の両方を調整してもよい。また、上述の（Ａ）～（Ｃ）以外の他の方法により、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を調整してもよい。
【0094】
（Ａ）～（Ｃ）を実施して、ドロスの生成を抑制できるように、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度が調整する。具体的には、図７に示すタイラインＴＬが短くなるように、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及び／又はフリーＦｅ濃度を調整する。
【0095】
［操業条件の好ましい調整方法］
上述の操業条件（Ａ）～（Ｃ）のうち、好ましくは、操業条件（Ａ）を実施して、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度（質量％）を調整する。つまり、求めた溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度（質量％）に基づいて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中へのＡｌ添加量を調整することにより、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度（質量％）を調整する。
上述の操業条件（Ａ）～（Ｃ）のうち、好ましくは、操業条件（Ａ）を実施して、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度（質量％）を調整する。つまり、求めた溶融亜鉛めっき浴中のフリーＡｌ濃度（質量％）に基づいて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中へのＡｌ添加量を調整することにより、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度（質量％）を調整する。
【0096】
操業条件（Ｂ）又は（Ｃ）を実施する場合、４元系めっき浴中のフリーＦｅ濃度だけでなく、４元系めっき浴中の全Ｎｉ濃度も変動する。一方で、操業条件（Ａ）を実施する場合、４元系めっき浴中のフリーＡｌ濃度のみが変動し、フリーＦｅ濃度及び全Ｎｉ濃度は実質的に変動しない。したがって、操業条件（Ａ）では、フリーＡｌ濃度を単独で調整しやすい。したがって、好ましくは、操業条件（Ａ）を実施して、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度を調整する。
【0097】
［４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の好ましい浴温について］
上述の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法における４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の温度（浴温）は、好ましくは、４４５～４８０℃である。４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温が４４５℃以上であれば、Ｚｎの凝固を抑制できる。一方、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温が４８０℃以下であれば、金属蒸発がさらに抑制され、金属ヒュームの発生がさらに抑制される。したがって、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の好ましい浴温は４４５～４８０℃である。
上述の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法における４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の温度（浴温）は、好ましくは、４４５～４８０℃である。４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温が４４５℃以上であれば、Ｚｎの凝固を抑制できる。一方、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の浴温が４８０℃以下であれば、金属蒸発がさらに抑制され、金属ヒュームの発生がさらに抑制される。したがって、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の好ましい浴温は４４５～４８０℃である。
【0098】
［４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のさらに好ましい調整方法］
全濃度及び浴温測定工程（Ｓ２１）及びめっき浴組成決定工程（Ｓ２３）において求めた溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度をＴＸ（質量％）と定義し、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度をＦＸ（質量％）と定義し、溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ｆｅ濃度をＴＺ（質量％）と定義し、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度をＦＹ（質量％）と定義する。このとき、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、さらに好ましくは、操業条件調整工程（Ｓ２４）において、次の式（１）及び式（２）を満たすように、（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１つを実施する。
０．１６７０＜ＦＸ＜０．２１００ （１）
√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）＜０．０５５０ （２）
全濃度及び浴温測定工程（Ｓ２１）及びめっき浴組成決定工程（Ｓ２３）において求めた溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ａｌ濃度をＴＸ（質量％）と定義し、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度をＦＸ（質量％）と定義し、溶融亜鉛めっき浴１０３中の全Ｆｅ濃度をＴＺ（質量％）と定義し、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＦｅ濃度をＦＹ（質量％）と定義する。このとき、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法において、さらに好ましくは、操業条件調整工程（Ｓ２４）において、次の式（１）及び式（２）を満たすように、（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１つを実施する。
０．１６７０＜ＦＸ＜０．２１００ （１）
√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）＜０．０５５０ （２）
【0099】
［式（１）について］
式（１）において、フリーＡｌ濃度ＦＸが０．１６７０％よりも高ければ、ボトムドロスの生成を十分に抑制できる。そのため、ドロス欠陥の発生をさらに抑制することができる。また、フリーＡｌ濃度ＦＸが０．２１００％未満であれば、溶融亜鉛めっき層中のＡｌ濃度が高くなりすぎるのを抑えることができる。その結果、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合において、合金化処理により、溶融亜鉛めっき層が十分に合金化される。
式（１）において、フリーＡｌ濃度ＦＸが０．１６７０％よりも高ければ、ボトムドロスの生成を十分に抑制できる。そのため、ドロス欠陥の発生をさらに抑制することができる。また、フリーＡｌ濃度ＦＸが０．２１００％未満であれば、溶融亜鉛めっき層中のＡｌ濃度が高くなりすぎるのを抑えることができる。その結果、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合において、合金化処理により、溶融亜鉛めっき層が十分に合金化される。
【0100】
［式（２）について］
Ｆ２＝√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）と定義する。Ｆ２は、ドロス生成量の指標である。フリーＡｌ濃度ＦＸが式（１）を満たしている場合に、Ｆ２が０．０５５０未満であれば、トップドロスの生成が十分に抑制される。そのため、ドロス欠陥の発生をさらに抑制することができる。Ｆ２の好ましい上限は０．０５００であり、さらに好ましくは０．０２００である。
Ｆ２＝√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）と定義する。Ｆ２は、ドロス生成量の指標である。フリーＡｌ濃度ＦＸが式（１）を満たしている場合に、Ｆ２が０．０５５０未満であれば、トップドロスの生成が十分に抑制される。そのため、ドロス欠陥の発生をさらに抑制することができる。Ｆ２の好ましい上限は０．０５００であり、さらに好ましくは０．０２００である。
【0101】
以上のとおり、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３から採取したサンプルを用いて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の全Ａｌ濃度、全Ｆｅ濃度、全Ｎｉ濃度を測定し、さらに、浴温を測定する。そして、全Ｎｉ濃度及び浴温に対応した３元系状態図情報と、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３の全Ａｌ濃度及び全Ｆｅ濃度とに基づいて、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度、及びフリーＦｅ濃度を求める。以上の方法を採用することにより、Ａｌ－Ｆｅ－Ｎｉ－Ｚｎの４元系溶融亜鉛めっき浴１０３であっても、Ｎｉ濃度及び浴温を固定した擬似的な３元系状態図（特定Ｎｉ濃度Ａｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図）を用いることにより、従前と同様の方法で、フリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を容易に求めることができる。そのため、得られたフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度に基づいて、溶融亜鉛めっき処理中の４元系溶融亜鉛めっき浴１０３のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度を調整でき、ドロスの生成量を調整できる。その結果、ドロス生成量の過剰な増加に起因したドロス欠陥の発生も抑制できる。
【0102】
なお、めっき浴組成決定工程（Ｓ２３）において、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度の両方を求めてもよいし、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３中のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度のいずれか一方のみを求めてもよい。この場合であっても、４元系溶融亜鉛めっき浴１０３のフリーＡｌ濃度及びフリーＦｅ濃度のいずれかを調整可能であり、その結果、ドロスの生成量も調整できる。
【0103】
［合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法］
上述の本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に適用可能である。
上述の本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に適用可能である。
【0104】
本実施形態による合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程と、合金化処理工程とを備える。溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程では、上述の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を実施する。合金化処理工程では、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程により製造された溶融亜鉛めっき鋼板に対して、図２に示す合金化炉１１１を用いて合金化処理を実施する。合金化処理方法は、周知の方法を適用すれば足りる。
【0105】
なお、本実施形態の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する工程、及び、合金化処理工程以外の他の製造工程を含んでもよい。たとえば、本実施形態の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、合金化処理工程後において、図１に示す調質圧延機３０を用いて調質圧延を実施する調質圧延工程を含んでもよい。この場合、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面の外観品質をさらに高めることができる。また、調質圧延工程以外の他の製造工程を含んでもよい。
【実施例】
【0106】
以下、実施例により本実施形態の溶融亜鉛めっき処理方法の一態様の効果をさらに具体的に説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本実施形態の溶融亜鉛めっき処理方法は、この一条件例に限定されない。
【0107】
上述の操業条件調整工程において、全Ａｌ濃度ＴＸ、全Ｆｅ濃度ＴＹ、フリーＡｌ濃度ＦＸ、フリーＦｅ濃度ＦＹ、及び浴温Ｔの調整と、ドロス欠陥との関係について調査を行った。
【0108】
具体的には、図２と同じ構成を有する溶融亜鉛めっき設備を利用して、溶融亜鉛めっき処理を実施した。具体的には、４元系溶融亜鉛めっき浴の全Ｎｉ濃度（質量％）、全Ａｌ濃度ＴＸ（質量％）、全Ｆｅ濃度ＴＹ（質量％）、フリーＡｌ濃度ＦＸ（質量％）、フリーＦｅ濃度ＦＹ（質量％）、及び、浴温Ｔ（℃）を、表１に記載のとおりに調整した。鋼板としては、自動車外板用鋼板（冷延鋼板）を用いた。
【0109】
【表1】
【0110】
各試験番号の４元系溶融亜鉛めっき浴の化学組成は、ＩＣＰ発光分光分析計を用いて測定した。得られた浴温Ｔ（℃）及び全Ｎｉ濃度（質量％）に対応したＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報を選択した。選択されたＡｌ－Ｆｅ－Ｚｎ３元系状態図情報と、全Ａｌ濃度ＴＸ（質量％）及び全Ｆｅ濃度ＴＹ（質量％）とから、フリーＡｌ濃度ＦＸ（質量％）及びフリーＦｅ濃度ＦＹ（質量％）を求めた。
【0111】
溶融亜鉛めっき処理後の鋼板に対して、合金化処理を実施した。合金化処理の条件は、いずれの試験番号でも同じとした。以上の製造工程により、試験番号１～１０の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。なお、表１中の「Ｆ２」欄には、Ｆ２＝√（（ＴＸ－ＦＸ）２＋（ＴＹ－ＦＹ）２）の値が記載されている。「式（１）」欄中の「○」は、対応する試験番号の４元系溶融亜鉛めっき浴が式（１）を満たすことを意味する。「×」は、対応する試験番号の４元系溶融亜鉛めっき浴が式（１）を満たさないことを意味する。「式（２）」欄中の「○」は、対応する試験番号の４元系溶融亜鉛めっき浴が式（２）を満たすことを意味する。「×」は、対応する試験番号の４元系溶融亜鉛めっき浴が式（２）を満たさないことを意味する。
【0112】
［評価試験］
［ドロス欠陥確認試験］
製造された各試験番号の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金化溶融亜鉛めっき層の表面におけるドロス欠陥の有無を、次の方法で確認した。製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面を目視で観察して、ドロス欠陥の有無を調査した。ドロス欠陥の個数が１個／ｍ２以下である場合、ドロス欠陥が抑制されたと判断した。一方、ドロス欠陥の個数が１個／ｍ２を超える場合、ドロス欠陥が発生したと判断した。
［ドロス欠陥確認試験］
製造された各試験番号の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の合金化溶融亜鉛めっき層の表面におけるドロス欠陥の有無を、次の方法で確認した。製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面を目視で観察して、ドロス欠陥の有無を調査した。ドロス欠陥の個数が１個／ｍ２以下である場合、ドロス欠陥が抑制されたと判断した。一方、ドロス欠陥の個数が１個／ｍ２を超える場合、ドロス欠陥が発生したと判断した。
【0113】
不合格と判定された合金化溶融亜鉛めっき鋼板のドロス欠陥箇所を含むサンプルを採取した。そして、１００倍にて、ＥＰＭＡによる元素分析、及び、ＴＥＭによる構造解析を実施して、視野中のドロス（トップドロス又はボトムドロス）の種類を特定した。なお、ＴＥＭによる結晶構造解析では、事前にＥＰＭＡにより測定対象のドロスの位置を特定した後、特定された位置に電子ビームを照射して、結晶構造解析を実施した。ドロス欠陥が確認された試験番号の溶融亜鉛めっき鋼板については、上述のドロスの種類の特定により、トップドロスによるドロス欠陥（以下、トップドロス欠陥という）であるか、ボトムドロスによるドロス欠陥（以下、ボトムドロス欠陥）であるかを特定した。
【0114】
［合金化不良確認試験］
製造された各試験番号の合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、合金化溶融亜鉛めっき層を目視で判断して、合金化不良の有無を調査した。目視によって、鋼板表面に合金化不良に起因すると思われる模様（例えば、流れ模様）が認められる場合に合金化不良と判断した。
製造された各試験番号の合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、合金化溶融亜鉛めっき層を目視で判断して、合金化不良の有無を調査した。目視によって、鋼板表面に合金化不良に起因すると思われる模様（例えば、流れ模様）が認められる場合に合金化不良と判断した。
【0115】
［評価結果］
評価結果を表１に示す。表１の「評価結果」欄の「ドロス欠陥」欄の「トップドロス欠陥」は、トップドロス欠陥が確認されたことを意味する。「ボトムドロス欠陥」は、ボトムドロス欠陥が確認されたことを意味する。「無し」はドロス欠陥が確認されなかったことを意味する。また、「評価結果」欄の「合金化不良」欄の「有り」は合金化不良が確認されたことを意味する。「無し」は、合金化不良が確認されなかったことを意味する。
評価結果を表１に示す。表１の「評価結果」欄の「ドロス欠陥」欄の「トップドロス欠陥」は、トップドロス欠陥が確認されたことを意味する。「ボトムドロス欠陥」は、ボトムドロス欠陥が確認されたことを意味する。「無し」はドロス欠陥が確認されなかったことを意味する。また、「評価結果」欄の「合金化不良」欄の「有り」は合金化不良が確認されたことを意味する。「無し」は、合金化不良が確認されなかったことを意味する。
【0116】
表１を参照して、試験番号３、４、８及び９では、フリーＡｌ濃度ＦＸが０．１６７０よりも高く、０．２１００よりも低かった。さらに、Ｆ２値が０．０５５０よりも低かった。そのため、ドロス欠陥が確認されず、合金化不良も確認されなかった。つまり、式（１）及び式（２）を満たすことにより、ドロス欠陥及び合金化不良の発生を抑制できた。
【0117】
一方、試験番号１及び６では、Ｆ２が式（１）を満たさなかった。そのため、トップドロス欠陥が確認された。
【0118】
試験番号２及び７では、フリーＡｌ濃度ＦＸが式（１）の上限を超えた。そのため、合金化不良が確認された。
【0119】
試験番号５及び１０では、フリーＡｌ濃度ＦＸが式（１）の下限未満であった。そのため、ボトムドロス欠陥が確認された。
【0120】
以上、図面を参照しながら本実施形態の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本実施形態の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0121】
１０ 溶融亜鉛めっき設備
４０ Ｎｉプレめっき設備
１０１ 溶融亜鉛めっきポット
１０３ 溶融亜鉛めっき浴
１０７ シンクロール
１０９ ガスワイピング装置
１１１ 合金化炉
２０２ スナウト
４０ Ｎｉプレめっき設備
１０１ 溶融亜鉛めっきポット
１０３ 溶融亜鉛めっき浴
１０７ シンクロール
１０９ ガスワイピング装置
１１１ 合金化炉
２０２ スナウト
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】