JPH08199320A

JPH08199320A - 鋼帯の溶融金属めっき装置

Info

Publication number: JPH08199320A
Application number: JP1294095A
Authority: JP
Inventors: Junji Kawabe; 順次川辺
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】故障が少なく、かつ経済的に、鋼帯表面への
ドロスの付着を防止するめっき装置を実現する。【構成】めっき槽１内に設けた浴中ロール３により鋼
帯の進行方向を転換し、めっき槽１上方に設けたガスワ
イピングノズル６により過剰に付着した溶融金属を除去
する鋼帯のめっき装置において、浴中ロール３とガスワ
イピングノズル６との間の鋼帯Ｓの両側に、鋼帯表面に
平行な平面部を有する堰状体５を設置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼帯の溶融金属めっき
装置に関し、特にめっき浴面付近に浮遊する有害異物の
鋼帯表面への付着を抑制するようにした鋼帯の溶融金属
めっき装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯の溶融亜鉛めっき等の金属めっき
は、溶融金属を収容しためっき槽内に鋼帯を進入させて
鋼帯表面に溶融金属を付着させ、めっき槽内に設けた浴
中ロールにより鋼帯の進行方向を転換させ、めっき浴上
方に設けたガスワイピングノズル等の付着量調整手段に
より鋼帯表面に過剰に付着した溶融金属を除去して目標
の付着量に調整することによって行われている。

【０００３】ところで、めっき浴内ではめっき金属の酸
化物や、鉄との化合物を主成分とするドロスと称される
異物が生成され、主として浴面付近に浮遊し、めっき直
後の鋼帯表面に付着する現象が見られ、これを防止、な
いしは抑制するさまざまな提案がなされている。特開昭
62−185863号公報によれば、めっき浴内に窒素等の不活
性ガスを吹き込み、浴中に浮遊するドロスを除去しよう
とすることが記載されている。しかし、この方法では、
めっき浴内を過剰に攪拌し、底部に堆積しているボトム
ドロスを巻き上げるばかりでなく、めっき浴の流動が激
しくなってめっき浴表面における金属の酸化が促進され
てしまうなどの問題点がある。

【０００４】特開平４-99258号公報によれば、めっき槽
内のめっき浴を汲み出してサブポットに移送し、サブポ
ット内のめっき浴を高温に保持するとともにアルミニウ
ム濃度を高め、トップドロスとして浮上させて除去する
ことが記載されている。この公報記載のめっき設備の一
例を図８により説明する。図８はめっき設備の概略断面
図で、91はめっき槽、92はサブポット、93は浴中ロー
ル、94は汲み出し管、95は汲み出しポンプ、96は戻し
管、97は戻しポンプ、Ｓは鋼帯、Ｚはめっき浴、D₁はボ
トムドロス、D₂はトップドロスである。

【０００５】右上方向からめっき浴Ｚ中に引き入れられ
た鋼帯Ｓは、浴中ロール93に巻きついて方向を転換さ
れ、矢印のように垂直上方へ引き上げられる。一方、ボ
トムドロスD₁を含むめっき浴Ｚの一部は、汲み出しポン
プ95により汲み出し管94を経てサブポット92に移送さ
れ、サブポット92内で保温、濃縮されてトップドロスD₂
を浮上させ、ドロスを分離した清浄なめっき浴は戻しポ
ンプ97により戻し管96を経てめっき槽91に回収される。

【０００６】この方法においては、サブポット内のめっ
き浴は高濃度とし、めっき槽内のめっき浴とは成分も変
化しているので、成分調整した後でないとめっき槽に戻
すことができず、連続的な処理でドロスを除去すること
ができないという問題点がある。また、特開平4-160141
号公報によれば、めっき浴を汲み上げ、セラミックフィ
ルタによりドロス分を分離して除去することが記載され
ている。しかし、この装置によると、セラミックフィル
タが短時間で目詰まりするために、頻繁に交換を行わな
ければならず、しかもセラミックフィルタは再使用でき
ないので膨大なコストを要し、実用性に大きな問題があ
る。

【０００７】その他、鋼帯に平行な吹き出し口を有する
スリットノズルから、清浄な溶融金属を浴面近傍の鋼帯
に噴射して、その流れにより有害異物の接近を防止した
り、既に付着した異物を洗い流したりする方法もある。
しかし、この方法はスリットノズルに異物が詰まりやす
いばかりでなく、ノズル先端が欠損、あるいは溶損しや
すいため溶融金属の噴射流が不安定となり、異物除去の
目的を完全に達成できないことが多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記の諸問題を解消し、溶損、詰まり等の不具
合がなく、かつ経済的に異物付着を防止する溶融金属め
っき装置を実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の鋼帯の溶融金属
めっき装置は、めっき槽内に設けた浴中ロールにより鋼
帯の進行方向を転換し、めっき槽上方に設けた付着量調
整手段により鋼帯表面に過剰に付着した溶融金属を除去
する鋼帯のめっき装置において、前記浴中ロールと前記
の付着量調整手段の間の鋼帯の両側に、鋼帯表面に平行
な平面部を有する堰状体を設置したことを特徴とし、望
ましくは堰状体の平面部の上端が浴面近傍にあり、ま
た、堰状体の平面部の下端が浴面よりも 100mm以上深い
位置にあり、さらに鋼帯と堰状体の平面部との距離が 5
〜20mmである上記の鋼帯の溶融金属めっき装置であっ
て、さらに望ましくは、堰状体の高さを浴面に追随させ
る高さ調整機構を有することを特徴とする上記の鋼帯の
溶融金属めっき装置である。

【００１０】

【作用】本発明によれば、めっき槽の浴中ロールとガ
スワイピングノズルの中間、すなわちめっき浴の浴面近
傍に、鋼帯を挟んで一対の堰状体を設けたので、浴面付
近に浮遊するドロスが鋼帯表面に接触するのを防止する
とともに、堰状体と鋼帯の隙間にあるドロスが堰状体側
に引き寄せられて、過剰に付着した溶融金属とともにめ
っき浴中へ戻されるので、鋼帯表面にドロスの付着がな
く、品質のすぐれためっき鋼帯が得られる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１は溶融亜鉛めっき製造設備におけるめっき槽まわりの
断面図で、１はめっき槽、２は前処理設備の出側端部に
設けられたスナウト、３は浴中ロール、４はサポートロ
ール、５は堰状体、６は付着量調整手段であるガスワイ
ピングノズル、Ｓは鋼帯、Ｚはめっき浴、Ｄはドロス等
の有害異物である。

【００１２】鋼帯Ｓは洗浄、焼鈍等の前処理を受けた
後、スナウト２を経て前処理設備の雰囲気のままめっき
槽１内のめっき浴Ｚに進入し、鋼帯Ｓの表面には溶融亜
鉛が付着する。めっき浴Ｚ内に設けられた浴中ロール
（シンクロールともいう）３により進行方向を転換さ
れ、一対のサポートロール４により位置決めされて上方
へ引き上げられ、その途上、めっき浴Ｚの浴面上で、ガ
スワイピングノズル６により過剰に付着した溶融亜鉛を
除去され、適正な付着量となって冷却等の下流工程に移
送される。

【００１３】サポートロール４とガスワイピングノズル
６の中間、すなわち浴面近傍の鋼帯Ｓの両側に、鋼帯表
面に平行な平面部を有する一対の堰状体５が設けられて
いる。なお、この実施例では鋼帯Ｓの振動防止とパスラ
インの固定化のためにサポートロール４がこの位置に設
けられているが、設けない場合もあるので、一般的な表
現としては、堰状体５が設けられるのは浴中ロール３と
付着量調整手段６との間ということになる。

【００１４】堰状体５は、鋼帯Ｓに向いている側に平面
部が形成されていれば、裏側の構造は任意である。上端
は図２に示すように斜めに面取りをした方が、余剰めっ
き浴の下方への流れが滑らかとなり好ましい。堰状体５
としては、平面部は、溶融金属による溶解や熱変形、破
壊等を避ける必要があるため、熱膨張係数が小さく、耐
溶融性に優れるセラミック系の材料、たとえば高純度ア
ルミナの平滑板などが好ましい。そしてこの平面部を支
持する部分等の他の部分についても、鉄基材、たとえば
クロム含有タイプの耐熱鋼などを使用し、溶融や熱変形
等の弊害を抑制することが必要である。また、使用部材
の相違による変形や破壊を回避するため、熱歪差を摺動
機構等により逃がすなどの工夫も重要である。

【００１５】本発明の堰状体５は、基本的には単なる板
状であるから、溶損、詰まり等の複雑な故障により機能
を損なうことはなく、消耗すれば交換すればよいのであ
るから、きわめて経済的である。この実施例における操
業条件はつぎのとおりである。・鋼帯の材質：ニオブ、チタン添加極低炭素アルミキル
ド鋼冷延材・鋼帯の寸法：板厚 0.8mm×板幅1219mm ・ライン速度：90m ／分・めっき浴温度： 470℃ ・めっき浴組成：Al 0.19％、Fe 0.04％、残部 Zn ・目標付着量：片面当たり 90g／m² 図２は図１の堰状体５の近傍を拡大した部分拡大図で、
堰状体５は向かって左側のもののみを示し、右側を省略
している。

【００１６】堰状体５の平面部と鋼帯Ｓとの距離や、浴
面に対する高さをいろいろに変化させて、好適範囲を検
討した。まず、堰状体５の平面部と鋼帯Ｓとの距離Ａを
変えて、めっき後の鋼帯Ｓの表面に付着する有害異物Ｄ
の個数をカウントした。なお、有害異物Ｄは一般にドロ
スと呼ばれており、大きさは、極微細のものから最大長
径 2mm程度のものまである。ここでは、長径 100μm 以
上のものについて個数をカウントした。結果を図３に示
す。

【００１７】一般に、有害異物の付着個数が20個／100d
m²以上になるとめっき表面の外観が著しく損なわれ、こ
れに伴って商品価値も低下することが認められ、また、
付着個数が20個／100dm²以上においては一般に、たとえ
ば長径 1mm以上の巨大有害異物が付着する割合も急激に
増加する傾向にあるので、有害異物Ｄの許容付着個数を
20個／100dm²とすると、距離Ａの適正範囲は25mm以下と
いうことになる。

【００１８】図２によりこの結果を考察する。本発明者
らの水モデル等による実験によると、堰状体５の平面部
と鋼帯Ｓとの隙間に存在する異物は、矢印ａに示すよう
に鋼帯Ｓの上方への移動につれて静止している堰状体５
の平面部の方へ接近する現象が認められる。この異物
は、その後、ガスワイピングによる余剰めっき浴の下方
への流れに乗って矢印ｂのようにめっき浴Ｚ中に戻るの
であるが、前記の距離Ａが25mmを超えた場合、矢印ａで
示す接近傾向が弱く、鋼帯Ｓ近くに残ったまま上方へ移
動するため、鋼帯表面に付着してしまうのである。な
お、距離Ａが 5mm以下であると、鋼帯Ｓの振動等により
堰状体５の平面部と接触し、鋼帯表面にすり疵が発生し
て品質上好ましくない。

【００１９】つぎに、堰状体５の平面部の上端の高さＢ
を、浴面を基準として上下に変化させて同様の測定を行
った。結果を図４に示す。上端の高さＢの適正範囲とし
ては−20〜＋20mmということになる。この結果を考察す
ると、異物は浴面近くに多量に浮遊しているから、これ
を鋼帯Ｓに直接接触させない遮蔽物として堰状体５は浴
面近くにおいてきわめて有効であるが、平面部の上端が
浴面よりも高過ぎた場合、ガスワイピングによって生じ
た下方流が堰状体５の裏側へ回らずに平面部と鋼帯との
隙間に逆流してしまい、かえって異物の付着が増加する
ものと思われる。また、平面部の上端が浴面よりも低過
ぎた場合、浴面近くに多量に浮遊している異物が鋼帯Ｓ
に直接接触してしまうばかりでなく、浴面下の平面部の
上端部分でめっき浴の流動による乱流が生じ、異物の付
着が増加するものと思われる。

【００２０】さらに、堰状体５の平面部の下端の深さＣ
を、上下方向に変化させて同様の測定を行った。結果を
図５に示す。下端の深さＣの適正範囲としては、浴面を
基準に下方をマイナスとして、−100mm 以上であればよ
いということになる。この結果を図２により考察する
と、下端の深さＣが−100mm に満たない場合、前記した
矢印ａで示した有害異物Ｄの堰状体５の平面部の方へ接
近する現象が十分に起こらず、また、浴面付近に浮遊し
ている有害異物Ｄを鋼帯Ｓに接触させない堰としての効
果も不十分であると思われる。すなわち、図２に示した
ような異物を多数含有しためっき浴の流れは、浴面下 1
00mm程度のところまで及んでいるものと推定されるので
ある。

【００２１】このことからは、堰状体５の平面部の下端
の深さＣは大きければ大きいほどよいように思われる
が、めっき槽底部にも沈殿異物を含む流れがあり、ま
た、堰状体５の出し入れなどの設備面にも困難を生じる
ことから、ラインにより自ずから限界があるが、一般的
に数値を限定することはできない。以上考察したよう
に、堰状体５は浴面に対する相対位置が重要であり、め
っき槽そのものに固定してしまうのは好ましくない。し
たがって、何らかの高さ調整機構により液面に追随して
高さが調整されるようにすることが重要である。高さ調
整機構の一例を図６に示す。７はフロート、８はリンク
機構で、めっき槽１内のめっき浴Ｚにフロート７を浮か
せ、リンク機構８を介して堰状体５をこれに支持させて
いる。リンク機構８を省略して堰状体５を直接フロート
７に支持させてもよい。

【００２２】高さ調整機構の他の例を図７に示す。９は
液面計、10は電動昇降機構で、液面計９により液面を検
知し、電動昇降機構10により堰状体５を昇降機構によっ
て昇降させる。電動昇降機構10としては、スクリューナ
ット方式やラックピニオン方式など公知の直線移動機構
が採用可能であり、電動昇降機構10に代えて、液圧シリ
ンダ等を使用してもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、溶損、詰まり等の不具
合の発生がない単純な構造の堰状体をめっき槽内に設置
するのみであるから保守も簡単で設備費も少なく、かつ
ドロス等の有害異物の付着のない品質のよいめっき鋼帯
が製造できるという、すぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すめっき槽まわりの断面図
である。

【図２】図１の一部を拡大した部分拡大図である。

【図３】実施例における効果を示すグラフである。

【図４】同じく実施例における効果を示すグラフであ
る。

【図５】同じく実施例における効果を示すグラフであ
る。

【図６】高さ調整機構の例を示すめっき槽まわりの断面
図である。

【図７】高さ調整機構の他の例を示すめっき槽まわりの
断面図である。

【図８】従来の技術を示すめっき設備の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１めっき槽２スナウト３浴中ロール４サポートロール５堰状体６ガスワイピングノズル７フロート８リンク機構９液面計 10 電動昇降機構Ｓ鋼帯Ｚめっき浴Ｄ有害異物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき槽（１）内に設けた浴中ロール
（３）により鋼帯の進行方向を転換し、めっき槽（１）
上方に設けた付着量調整手段（６）により鋼帯（Ｓ）表
面に過剰に付着した溶融金属を除去する鋼帯のめっき装
置において、前記浴中ロール（３）と前記の付着量調整
手段（６）の間の鋼帯（Ｓ）の両側に、鋼帯表面に平行
な平面部を有する堰状体（５）を設置したことを特徴と
する鋼帯の溶融金属めっき装置。
【請求項２】堰状体（５）の平面部の上端が浴面近傍
にある請求項１に記載の鋼帯の溶融金属めっき装置。
【請求項３】堰状体（５）の平面部の下端が浴面より
も 100mm以上深い位置にある請求項１または２に記載の
鋼帯の溶融金属めっき装置。
【請求項４】鋼帯（Ｓ）と堰状体（５）の平面部との
距離が 5〜20mmである請求項１ないし３のいずれかに記
載の鋼帯の溶融金属めっき装置。
【請求項５】堰状体（５）の高さを浴面に追随させる
高さ調整手段（７、８、９、10）を有することを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼帯の溶融金
属めっき装置。