JPH0621331B2

JPH0621331B2 - ボトムドロスの巻上げ抑制方法および装置

Info

Publication number: JPH0621331B2
Application number: JP1150832A
Authority: JP
Inventors: 晴彦石原; 孝夫橋本; 静雄山中
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-04-05
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH0347956A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、溶融金属メッキ、特に溶融亜鉛メッキにおけ
るボトムドロスの巻上げ抑制方法および装置に関する。

（従来の技術）すでによく知られているように、現在、北米やカナダで
は、冬期の自動車スリップ事故防止のため、岩塩散布に
よる道路の凍結防止がなされている。

ところが、かかる岩塩散布により腐食の面からは自動車
車体は苛酷な腐食環境にさらされることになり、素材面
では高耐食性の表面処理鋼板が使用されつつある。した
がって、外装用の鋼板についても溶接性・加工性が冷延
鋼板並みの特性をもち、耐食性に優れた合金化処理鋼板
が注目されている。しかも、外装用のため鮮映性が要求
されるなど、ますます仕様の厳しい材料が求められるよ
うになっている。

ところで、溶融金属メッキライン、例えば溶融亜鉛メッ
キラインでは、メッキのままの状態の通常の溶融亜鉛メ
ッキ鋼板と、メッキ後合金化処理する合金化処理鋼板
（ガルバニール鋼板）とが製造されるが、一般にこの２
種類の鋼板は同一のラインにおいて適宜切り換えられる
ことにより連続的に製造される。

しかし、ガルバニール鋼板を製造している溶融亜鉛めっ
き槽内では、槽内のAlを低くおさえる為、ストリップの
Feが溶出してFeZn₇ を主成分とするドロスが生成し、こ
のドロスはメッキ槽の底部に堆積する。

第３図は、このような溶融亜鉛メッキに際してのボトム
ドロスの生成および巻上げの様子の説明図であり、スナ
ウト10を経てメッキ槽 12 に送られてきたストリップ14
はシンクロール16を周回しながらメッキされ、メッキ終
了後は案内ロール18を経てメッキ槽から取り出される。
メッキ浴内に浮遊するドロスは次第にメッキ槽底部に溜
まり、ボトムドロス20を形成する。浮遊ドロスの一部は
浴内のAlと化合して浴頂部にトップドロス22として浮遊
する。

このように堆積したボトムドロスはシンクロール下部付
近で生じるストリップの随伴流によって浴中に巻上げら
れてストリップの上側表面に付着する。

前述のように、メッキ鋼板に対する仕様が厳しくなった
現在、そのようなボトムドロスのストリップへの付着が
行われると、プレス時にプレスブツと称する表面不均一
部分が生じ、鮮映性が害されるばかりでなく、ドロスブ
ツと称する不均一部分が形成される結果、局部電池を形
成し、耐食性を低下させる原因となる表面欠陥が生じ、
メッキ鋼板に品質欠陥を生じさせるのである。

従来、ストリップへのドロス付着を防止すべく、ボトム
ドロスの生成を抑制する一般的な方法として、メッキ浴
内のAl分を富化し、下記反応によりFe₂Al₅ をトップド
ロスとして浮上回収する方法がある。

2FeZn₇＋5 Al → Fe₂Al₅ ＋14Zn （発明が解決しようとする課題）しかし、Alはメッキ皮膜の合金化を抑制する作用がある
ことから、製造の対象が合金化処理鋼板の場合には可及
的少ない量に制限しているのであり、トップドロス浮上
促進のためAlを添加すると、一部がメッキ浴に残り、合
金化不良を起こし品質低下の問題を生じさせる。

特に、すでに述べたように、合金化処理鋼板においても
優れた鮮映性などの表面性状が求められている現状から
は、Al添加によらない手段によるドロス付着を防止でき
る手段が強く求められている。さらに、ボトムドロスを
系外排出する方法がない場合には、ボトムドロスが徐々
に堆積し、やがてメッキ処理鋼板と接触し、その表面に
付着してやはりメッキ鋼板の表面に品質欠陥を生じてし
まうおそれがある。

かくして、本発明の目的は、合金化処理鋼板を製造する
に際して上記問題を解決し、最終的にメッキ外観性と耐
食性のすぐれた鋼板を製造することが可能な、ボトムド
ロスの巻上げ抑制方法および装置を提供することを目的
とする。

また、本発明のより具体的目的は、メッキ浴中のAl濃度
の低い条件で合金化処理鋼板、特に鮮映性に優れた合金
化処理鋼板を製造すべく、処理時のメッキ浴中のAl濃度
を著しく上げることなく、メッキ鋼板へのボトムドロス
の巻上げ抑制方法および装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上述のような目的を達成すべく流体力学
的な検討結果に基づいてボトムドロスの巻上げの抑制を
図り、ストリップへのドロス付着の低減を行うために種
々検討を重ね、次のような知見を得た。

ボトムドロスそれ自体の発生を抑制することは困難で
あること。

ボトムドロスの付着がストリップのメッキ浴中の走行
に伴う随伴流の発生に基づくものであること。

シンクロールとメッキ槽底部との間に遮蔽板を設ける
ことにより、そのようなメッキ浴の流れが効果的に抑制
されること。

ボトムドロスの発生は、スナウト部近傍であり、シン
クロール下部にそのような遮蔽板を設けてもその上にボ
トムドロスが堆積することはなく、かつシンクロール下
部の流れが早く、遮蔽板に堆積しないこと。

このないしに示す知見に基づいて、本発明者らは検
討を重ね、本発明を完成するに至った。

ここに、本発明の要旨とするところは、溶融金属メッキ
を行うに際し、溶融金属メッキ槽内のメッキ浴中に浸漬
されたシンクロールと溶融金属メッキ槽底部との間に、
主としてシンクロールの下方からのメッキ浴の流れを抑
制する遮蔽板を配置して、メッキ槽底部に溜まったボト
ムドロスの上昇を抑制することを特徴とする溶融金属メ
ッキ槽のボトムドロス巻上げ抑制方法である。

本発明の好適態様によれば、前記遮蔽板の下方にはボト
ムドロスが堆積しうる空間を残してあり、メッキ槽内で
発生するボトムドロスは上記遮蔽板を回り込んで、その
下方空間内に溜められる。

また、上記の本発明および本発明の好適態様において
は、停機時にはAlを浴に添加すると同時にN₂を吹き込み
ボトムドロスを浮上させ浴から排出することが有効であ
る。すなわち、ボトムドロスが堆積した低Al浴に、Alを
含んだZnインゴットを投入し、同時にN₂を吹き込むこと
により、 2FeZn₇＋5Al → Fe₂Al₅ ＋14Zn の反応がすみやかに進行し、ボトムドロスが浮上するこ
とを利用するのである。

また、別の面からは本発明は、溶融金属メッキ槽内のメ
ッキ浴に浸漬されたシンクロールと溶融金属メッキ槽底
部との間に配置された、主としてシンクロールの下方か
らメッキ浴の流れを抑制する遮蔽板から構成され、メッ
キ槽底部に溜まったボトムドロスの上昇を抑制すること
を特徴とする溶融金属メッキ槽のボトムドロス巻上げ抑
制装置である。

前記遮蔽板の形状は、前記シンクロール下方位において
は下に凸なる曲面、またはほぼ水平なる平面からなるも
のであってもよく、さらにその遮蔽板は、メッキすべき
金属板のメッキ槽への入側方位および／または出側方位
において、それぞれ同方向への傾斜を有する傾斜面を有
するように構成してもよい。

また、上記の本発明にかかるボトムドロス巻上げ抑制装
置において、停機時にAl富化したメッキ槽中へN₂を吹き
込むためのN₂吹き込み管を設置することが有効である。
このようにN₂吹き込み管を設置しておくことにより、前
述のように、停機時にはAlを含有したZnインゴットを投
入する等の方法で、浴中Al濃度を上げ 2FeZn₇＋5Al→Fe₂Al₅＋14Zn の反応を利用してボトムドロス(FaZn₇)をFe₂Al₅とし浴
表面に浮かびあがらせ、通常の方法で人的に系外へ排出
すれば主ポット底部に堆積したボトムドロスを系外へ排
出できる。この際反応促進のため不活性ガスであるN₂を
Znインゴット投入と同時に吹き込んでやれば短時間での
排出が可能である。また、投入するAl量としては前記反
応が完結する量にすれば製品の影響は回避できる。

なお、上記溶融金属メッキは溶融亜鉛メッキ、溶融アル
ミメッキ、鉛メッキ、そして鉛・すず合金メッキ等が例
示されるが、特定のものに制限されない。

（作用）次に、添付図面を参照してさらに本発明を詳述する。

第２図(a)、第２図(b)、第２図(c)、そして第２図(d)
は、本発明にかかる遮蔽板を備えたボトムドロス巻上げ
抑制装置の略式説明図であり、それぞれ遮蔽板は、図面
に示すようにU 型、Z 型、逆Z 型、あるいは平板型など
が考えられ、その他種々の変更例が考えられるが、それ
らはいずれも上述の趣旨に反しない限り本発明の範囲内
にあることは理解されいる。

各図中、メッキ浴に入ってくるストリップ14はシンクロ
ール16を周回して再び上方向に引き上げられるが、シン
クロール16の下方に遮蔽板30が設置されている。つま
り、遮蔽板がない場合、第３図のようにストリップ随伴
流によりボット底部に堆積したボトムドロス20は巻上げ
られ、破線部Ａにてシンクロール16とストリップ14とに
よって狭圧され、ストリップのメッキ層内に押し込ま
れ、ドロス欠陥となるが、本発明においては、ストリッ
プ14の走行に伴う随伴流の影響はこの遮蔽板30によって
遮蔽されて大幅に軽減され、その下方に溜められている
ボトムドロス（図示せず）に影響を与えることはなくな
るため、ボトムドロスの巻上げは大幅に低減され、ドロ
ス欠陥の発生が抑制される。

なお、停機時には、Alを浴に添加すると同時にN₂を吹き
込み、ボトムドロスを浮上させ、浴から排出するこが有
効であることは、前述のとおりである。

かくして、本発明によれば、各種遮蔽板の設置により、
ボトムロスの巻上げ量を50〜80％抑制できるとともに、
停機時には、Al富化してボトムドロス自体を系外へ排出
してやる作業を交互に繰り返すことにより定常的なドロ
ス欠陥の抑制が可能となる。

（実施例）ここで、本発明の予備実験例および実施例について説明
する。

予備実験例第１図に概略示す装置を使い、実際のメッキ槽との流体
力学的相似条件を考慮した1/3 水モデル実験により、各
種遮蔽板の巻上げ抑制効果を調査した。

水モデルを使った本実験は次の要領で行った。

第１図に示すように、メッキ槽に相当する容器32に水を
張り、底部にアクリル粉（比重1.2 、平均直径250 μ
ｍ）80kg/1.4m³を起き、浴上部に設けたスナウト部33か
らストリップ34を装入し、シンクロール35を周回させて
から、案内ロール36、36を経て浴外へ引き上げた。スト
リップ34がシンクロール35と接する領域の上方に吸引サ
ンプリング管37を配置し、周囲から浴の吸引を行い、ス
トリップ走行に伴って生じる随伴流によるアクリル粉の
巻上げ量を外部に設けた濾過設置40の濾過処理濃度の測
定によって検出した。

第１図は、Ｕ型遮蔽板を設置した例を示すが、同じく
図示するZ 型、逆Z 型、そして平板型のそれぞれ
の遮蔽板を上記U 型遮蔽板に置き換えて実験を行っ
た。比較のため、スナウト長さも通常の長さの場合か
らそれを延長した場合についても巻上げ量の評価を行
った。

すなわち、シンクロール35直前のストリップ34真上部分
から約500cc サンプリングし、濾過処理後、重量測定を
行い巻上げ量の評価を行った。

このときの遮蔽板としては比較基準として、スナウト通常長さのものシンクロール上部接線までスナウトを延長させたもの長方型の板をＺ型に折った構造のもの（シンクロール
下部接線とエッジが接する）長方型の板を逆Ｚ型に折った構造のもの（の逆構
造）長方型の板をＵ字型に折りシンクロールのセンターと
エッジが接する構造を有するもの長方型の板をＺ型の中央部と同じ位置に置いたもの遮蔽板とを組合せたものを用いた。

テストの一部の結果は第４図にグラフにまとめて示す。

巻上げ量は第４図に１例を示すように経時変化するが40
分でほぼ一定になるため、40分後のデータを比較データ
として採用した。

比較基準としてスナウト通常長さ（遮蔽板無し）におけ
る巻上げ量を100 ％として各遮蔽板の効果を相対値で比
較した。

第１表にこれらの結果の要約を示す。第１表からも明ら
かなように、Ｚ型遮蔽板が顕著な巻上げ抑制効果を示し
た。

なお、Ｚ型遮蔽板使用時のボトムドロスの堆積状況は第
１図に示すように第３図のくぼみ形状から平坦な形状へ
移行した。

このように、流体力学的相似条件を考慮した水モデルに
より各種遮蔽板をシンクロール直下に設置することによ
り、巻上げ量は50〜90％抑制できるのである。

実施例１本例では、第５図に配置を示す実際の溶融亜鉛メッキ槽
を使い、Z 型遮蔽板30を第５図に示す寸法位置に配置し
た。

その他の遮蔽板も水モデルの場合と同様に配置し、デー
タ採取した。

なお、操業形態はメッキ浴のAl濃度を目標0.10％、実積
値0.09〜0.11％としたGA操業に限定したメッキ完了後、サンプル採取面積を板幅×500mmとして
表面のドロス付着個数を調べた。この場合、表面とはシ
ンクロールの押込み側をいう。

なお、Ｎ数は50であり、単純平均でデータ比較を行っ
た。

なお、試験結果は、第２表にまとめて示す。

さらに、水モデルで最も良い結果を得たＺ型遮蔽板を実
機で用いて、ドロス付着量を鋼板上のドロス鋼板で、ま
たプレスブツの発生個数を100 トンプレスを行った際の
両面プレスブツ個数で測定し調査した。試験方法を第５
図に、結果を第３表、第４表に示す。Ｚ型遮蔽板が無い
場合に比べいずれも1/3 に減少し効果があることがわか
る。

実施例２ガルバニール鋼板（GA鋼板）の製造比率が約60％であ
る、ボトムドロスが堆積しやすい実機ラインにおいて、
停機時にAlを富化する同時にN₂を吹き込みボトムドロス
を排出する操作を行い第６図、第５表に示す結果を得
た。

テスト条件：テスト前Al浴中濃度：0.10％ Znポット容量：160トン投入Zn量：２トン（Al10％含有）本発明により、定常的なドロス欠陥の抑制が可能となっ
た。約1.5Hr で87％の堆積ボトムドロスが除去された。

（発明の効果）本発明により、外装用溶融亜鉛メッキ合金処理鋼板の最
大の品質課題であったドロス付着の低減をAl濃度を変え
ることなく、または著しく上昇させることなく、流体力
学的な手段により達成できるという効果が奏されること
が分かる。

特に、Ｚ型遮蔽板により80〜90％のボトムロス付着低減
が可能である。また、停機時N₂吹き込みによりドロスの
浮上排出を行うことが出来、長期操業が可能となった結
果産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の水モデルの試験要領の概略説明
図；第２図(a)、(b)、(c)および(d)は、それぞれ本発明にか
かるボトムドロス巻上げ抑制装置の略式説明図；第３図は、各種ドロスの発生状況の概略説明図；第４図は、本発明の実施例の結果をまとめて示すグラ
フ；および第５図は、本発明の実施例における遮蔽板の配置の説明
図；および第６図は、浴中Al濃度変化と反応時間との関係の説明図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属メッキを行うに際し、溶融金属メ
ッキ槽内のメッキ浴中に浸漬されたシンクロールと溶融
金属メッキ槽底部との間に、主としてシンクロールの下
方からのメッキ浴の流れを抑制する遮蔽板を配置して、
メッキ槽底部に溜まったボトムドロスの上昇を抑制する
ことを特徴とする溶融金属メッキ槽のボトムドロスの巻
上げ抑制方法。
【請求項２】前記遮蔽板の下方にはボトムドロスが堆積
しうる空間を残してあることを特徴とする請求項１記載
のボトムドロスの巻上げ抑制方法。
【請求項３】停機時にはAlを浴に添加すると同時にN₂を
ふきこみボトムドロスを浮上させ浴から排出することを
特徴とする請求項１または請求項２記載の溶融金属メッ
キ槽のボトムドロスの巻上げ抑制方法。
【請求項４】溶融金属メッキ槽内のメッキ浴中に浸漬さ
れたシンクロールと溶融金属メッキ槽底部との間に配置
された、主としてシンクロールの下方からのメッキ浴の
流れを抑制する遮蔽板とから構成されることを特徴とす
る溶融金属メッキ槽のボトムドロスの巻上げ抑制装置。
【請求項５】前記遮蔽板の形状が、前記シンクロール下
方位においては下に凸なる曲面、またはほぼ水平なる平
面からなることを特徴とする請求項４記載のボトムドロ
スの巻上げ抑制装置。
【請求項６】前記遮蔽板が、メッキすべき金属板のメッ
キ槽への入側方位および／または出側方位においてそれ
ぞれ同方向への傾斜を有する傾斜面をさらに有すること
を特徴とする請求項５記載のボトムドロスの巻上げ抑制
装置。
【請求項７】停機時にAl富化したメッキ槽中へN₂を吹き
込むためのN₂吹込み管が設置されている請求項４、請求
項５または請求項６記載のボトムドロスの巻上げ抑制装
置。