JPH09111430A - 溶融金属めっき浴再生方法及び設備 - Google Patents

溶融金属めっき浴再生方法及び設備

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JPH09111430A
JPH09111430A JP26386795A JP26386795A JPH09111430A JP H09111430 A JPH09111430 A JP H09111430A JP 26386795 A JP26386795 A JP 26386795A JP 26386795 A JP26386795 A JP 26386795A JP H09111430 A JPH09111430 A JP H09111430A
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JP
Japan
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dross
plating bath
metal
plating
hot
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JP26386795A
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English (en)
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Yasunori Kani
保宣 可児
Tsuneo Nakamura
恒雄 中村
Teruo Yamaguchi
輝雄 山口
Katsumi Mabuchi
勝美 馬渕
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続溶融金属めっき浴のドロスを連続的に還元
再生する方法及び装置を提供する。 【解決手段】溶融金属めっき浴上のドロスを回収する回
収装置,ドロスを搬送する移送装置,連続還元誘導加熱
炉,めっき浴供給管から構成され、還元性雰囲気中で加
熱しドロスを連続的に再生して、めっき浴に供給する。 【効果】本発明により、溶融金属めっき浴で生成する酸
化物からなるドロスを連続的に再生して効果的に利用す
ると同時に、浴面に浮遊するドロスを除去することによ
り高品質めっき鋼板の製造を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼板の連続溶融めっ
き法に係り、特に溶融めっき金属のドロスから効果的に
めっき金属を再生する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板を連続的にめっきする方法として、
溶融めっき,電気めっき及び蒸着等の方法が知られてい
る。このうち、溶融めっき法は、他の方法と比べてめっ
き膜を厚くできること、高速めっきが可能なこと低コス
トでめっきできること、さらに原理的には全ての金属め
っきが可能である。このような特徴があるため溶融めっ
き法は、建材や構造材料などの耐食めっきに広く用いら
れている。
【0003】溶融めっきの中では、溶融亜鉛あるいは溶
融アルミニウムあるいはこれらの金属の合金めっき法が
主流であり、鋼板への連続めっき設備としてCGL(Con
tinuous Galvanizing Line)と呼ばれる連続めっきライ
ンが実用されている。
【0004】CGLでは冷間圧延された鋼帯を雰囲気を
制御した焼鈍炉ー冷却帯に導入して表面に残留する油を
焼却して活性化するとともに焼鈍熱処理する。次いで雰
囲気を保持したまま溶融金属めっき浴に浸漬してめっ
き、次いで大気中に引き上げながら高圧の空気を吹き付
ける、いわゆるガスワイピングによりめっき厚さを調整
した後に冷却されてめっき鋼板となる。このめっき浴は
浴面が大気に曝されているため、酸化によって鋼板から
溶出した鉄と亜鉛浴成分とが反応して金属間化合物粒子
(ドロス)を生成させる。この粒子は、鋼板のめっき層
中に付着し外観を悪化させる問題がある。特に自動車用
外板に使用される合金化亜鉛めっき鋼板のドロス付着は
成型時の表面疵となる。またこのようなドロスの生成
は、めっき成分の亜鉛の消耗につながる。現在では、定
期的に浮遊したトップドロスを回収することのみが行わ
れている。このドロスを回収しやすくし、亜鉛の消耗を
防ぐ方法としては、材料とプロセス 第128回(秋季)
講演大会 CAMP−ISIJ Vol.7(1994)−1531に
記載されているように、浴中に0.12% 以上のAlを
添加することにより、亜鉛浴より比重の軽いFe−Al
ドロスを生成させる方法がある。しかしこの方法を用い
てもFe−Znドロスを50%程度しか低減することが
できず、ドロスとなった亜鉛は回収することはできな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の連続溶融金属めっき法は、めっき鋼板の耐食性や高速
生産性には十分な配慮がなされているが、めっき金属そ
のものの管理にはほとんど配慮されていなかった。すな
わち、めっき中に必然的に生成するトップドロスの除去
および再生には配慮されていないため、めっき金属の有
効使用ができない問題点があった。Alを添加する方法
においてもFe−Znドロスを50%程度しか低減する
ことができず、ドロスとなった亜鉛を回収することはで
きず、本質的な解決とはならない。
【0006】本発明は、上記した従来技術の欠点を解消
し、めっき浴表面あるいは表面近傍の浴中に浮遊するト
ップドロスを連続的に還元して、めっき金属として有効
利用する方法及び設備を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】溶融金属めっき浴のトッ
プドロスを連続再生し、めっき金属として有効利用する
手段として、浴表面に浮遊するドロス還元性雰囲気中で
加熱しドロスを還元することにより、亜鉛を分離するこ
とによって回収することができる。この方法をドロスの
回収,ドロスの分離,輸送,加熱還元溶解,再生めっき
金属の供給からなる一連のプロセスを導入することによ
り連続的にめっき金属の有効利用をはかることができ
る。すなわち、浴表面に浮遊するドロスの回収には電磁
ポンプあるいはロボットによる浴表面流動翼あるいはそ
の複合装置を用いることにより、浮遊するドロスを所定
の場所に集める。集められたドロスは全体をめっき金属
の融点以上の温度に保持されたメッシュベルトからなる
移送装置で加熱還元炉に搬送され連続的に投入される。
この際、ドロスに付着する余分な溶融亜鉛はドロスから
分離され、溶融亜鉛浴に戻される。加熱還元炉内ではド
ロスの融点以上の温度に加熱されることにより元の溶融
金属に還元され炉の下部から連続的に排出される。還元
された溶融金属は内部雰囲気を還元性且つ融点以上の温
度に保持された供給管により、再びめっき浴中に戻さ
れ、再利用される。
【0008】ドロス回収装置は溶融金属めっき浴表面及
びその近傍に浮遊する金属酸化物を所定の場所に集め、
移送コンベアに積載する作用をする。すなわち、電磁ポ
ンプはポンプの吸い込み口を溶融金属表面近傍に設置
し、溶融金属を吸い込んでメッシュベルト上に搬送す
る。これにより浴表面近傍のめっき金属を流動させる。
めっき金属の流動により、同時に表面近傍に浮遊する酸
化物、いわゆるドロスを溶融金属とともに吸い込んでメ
ッシュベルト上に搬送する。浴表面流動翼は、機械的に
浴表面上を移動させて浮遊するドロスをかき集め、メッ
シュベルト上に乗せる作用をする。この際に、めっき浴
は高温の溶融金属であるため流動翼の動作はロボットで
行うのが良い。ロボットはめっき鋼板の通板速度などの
諸要因による浴の流動状態の変化に追従して効果的に流
動翼を動作してドロスを効率的に回収してメッシュベル
ト上に積載する。
【0009】移送コンベアのメッシュベルトはドロスを
めっき浴から加熱還元炉まで搬送する。メッシュベルト
はドロスの搬送に加えて、溶融めっき金属とドロスを分
離する作用を有する。すなわち、コンベア全体をめっき
金属の融点以上の温度に保持し、めっき金属の凝固を阻
止してメッシュベルトから流出させてドロスを搬送させ
る。メッシュベルトの材質は基本的にはめっき金属の融
点以上の融点を有する物であれば良いが、実用的にはめ
っき金属と合金あるいは金属間化合物を形成しないこと
が必要である。
【0010】加熱還元炉は、ドロスを還元性雰囲気中で
加熱して酸化物を還元してめっき金属を再生する作用を
する。加熱還元炉は炉底部にコークスを充填し、その上
にメッシュベルトで搬送されたドロスが堆積し、炉本体
に巻かれた誘導コイルにより電磁誘導加熱される。加熱
は2ステップで行われる。すなわち電磁誘導でドロスを
加熱溶解し、さらに誘導加熱されたコークスの熱でドロ
スはさらに加熱され、ドロスの酸化物がコークスから発
生するCOにより還元され、めっき金属が再生される。
再生された金属は炉底部から連続的に取り出して、内部
を炉内と同じ還元性且つめっき金属の融点以上の温度に
保持した供給管を通って、めっき浴に供給される。加熱
還元炉内の雰囲気はコークス以外でも良く、連続溶融亜
鉛めっきライン(CGL)の焼鈍炉内のガスの導入,水
素/窒素混合ガスあるいはアンモニア分解ガス等を用い
ても目的は達せられる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面により説
明する。
【0012】連続溶融亜鉛めっき設備において、図1に
示すように、鋼帯1は雰囲気を還元性にした焼鈍炉2内
で高温に加熱されて焼鈍されるとともに表面に残留する
圧延油は焼却除去されて表面が活性化される。鋼帯1は
同じ雰囲気中でめっき温度近くまで冷却された後、デフ
レクタロール3を介してスナウト4に導入され、大気中
に出ることなく溶融亜鉛浴に浸漬され、シンクロール6
で方向を変えながらめっきされる。めっき後の鋼帯1は
ガスワイピングノズル7から噴出される空気により、め
っき付着量を制御した後、次工程へ送られる。このめっ
き工程で、溶融亜鉛が空気噴射により酸化され、亜鉛の
酸化物が多量に生成する。酸化亜鉛は比重が亜鉛より軽
いため、めっき浴表面に浮遊する。これは、めっきすべ
き亜鉛のロスになるとともに、鋼板に付着しためっき亜
鉛中に混入して品質を低下させる原因になる問題が生じ
る。ドロス8の除去,再生がこれを解決する。浴表面に
堆積浮遊するドロスは図2,図3及び図4に示すような
ドロス回収装置によって溶融亜鉛浴のある一定個所に集
められる。例えば図2に示すように、溶融亜鉛浴槽内に
仕切り板を設け、電磁ポンプを用いて溶融亜鉛を流動さ
せることによりドロスを浴槽の1個所に集める方法があ
る。また図3に示すように、電磁ポンプを用いて浴槽内
に流れを作るとともに、撹拌翼によって溶融亜鉛浴のあ
る一定個所にドロスは集められる。この場合の撹拌翼
は、AからBの間の90度の間を稼動し、AからBに移
動する際に翼が溶融亜鉛内に浸漬され、BからAに移動
する際は翼は溶融亜鉛層内から引き出される構造となっ
ている。本実施例では、翼の移動速度は、10cm/sと
した。また別の方式としては、図4に示すように、電磁
ポンプ9により溶融亜鉛とともに吸引し、メッシュベル
トからなる搬送装置10の上に吐出し方法もある。ここ
で搬送装置10はダクトとその中を動くタンタル製メッ
シュベルトからなり、ダクト内は500℃と亜鉛の融点
以上の温度に保持されているため流動性を失わず、メッ
シュベルトを通過してドロスと分離される。メッシュの
大きさは、5mmの孔が一定間隔で開いているものを使用
した。もちろん、図2及び図3の方式の場合も集められ
たドロスはメッシュベルトへ運ばれる。図2〜図4に示
したドロス回収装置では鋼板の亜鉛めっきする部分は省
略してある。分離された溶融亜鉛はダクト内を流れて再
びめっき浴に戻る。メッシュベルト上に残ったドロス8
はメッシュベルトコンベアにより搬送されて、図5に示
されるような誘導加熱による還元加熱炉11に投入され
る。誘導加熱による還元加熱炉11内にはコークスが充
填されており、ドロス8はコークス上に投入され炉外に
設置された誘導コイルにより電磁誘導加熱及び誘導加熱
されたコークスの熱でドロスの融点以上の温度に加熱さ
れ、溶解する。ドロスの溶解はコークスの燃焼によるC
Oガス雰囲気中で行われ、ドロスの酸化物は還元され、
COはCO2となりファンによって炉外へ排出される。加
熱は550℃で行い、炉内の酸素分圧を42atm〔−log
(pO2)〕とした。還元溶解された溶融亜鉛はコークス
の間隙を通り、炉の下部から排出されて供給管12内を
流動して再び溶融亜鉛めっき浴槽5に戻される。供給管
12は内部がCOガスにより還元性に保持されるととも
に管外部に巻かれた誘導コイルにより電磁誘導加熱され
て亜鉛の融点以上の温度に保持されているため、管内で
亜鉛が固化することはない。供給管の温度は500℃、
管内の酸素分圧は46atm〔−log(pO2)〕とした。供
給管の加熱は電気ヒータあるいは蒸気加熱等でも良い。
【0013】
【発明の効果】本発明によると、溶融金属めっき浴を連
続的に再生利用できると同時に浴面上に浮遊するドロス
を連続的に除去できることから、めっき層へのドロス巻
き込みがなく高品質の溶融金属めっきができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による溶融金属めっき浴の再生方法の一
実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施例であるドロス回収装置の側面
及び上面図である。
【図3】本発明の一実施例であるドロス回収装置の側面
及び上面図である。
【図4】本発明の一実施例であるドロス回収装置の側面
及び上面図である。
【図5】還元加熱炉の概念図である。
【符号の説明】
1…鋼帯、2…焼鈍炉、3…デフレクタロール、4…ス
ナウト、5…溶融亜鉛めっき浴槽、6…シンクロール、
7…ガスワイピングノズル、8…ドロス、9…電磁ポン
プ、10…搬送装置、11…還元加熱炉、12…供給
管、13…溶融亜鉛、14…鉄芯、15…コイル、16
…撹拌翼、17…ダクト、18…メッシュベルト、19
…ドロス導入口、20…ファン、21…誘導コイル、2
2…コークス、23…出湯口、24…耐火材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬渕 勝美 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続的にめっき浴中で金属をめっきする溶
    融金属めっき浴再生方法において、めっき浴面上に浮遊
    するドロスを還元性雰囲気中で加熱し連続的に再生して
    めっき浴に供給することを特徴とする溶融金属めっき浴
    再生方法。
  2. 【請求項2】連続的にめっき浴中で金属をめっきする溶
    融金属めっき浴再生方法において、ドロスを回収し、溶
    融めっき金属と該ドロスを分離して搬送し、次いで該ド
    ロスを内部にコークスを充填した加熱炉中で還元及び溶
    融して、該めっき浴に供給することを特徴とする溶融金
    属めっき浴再生方法。
  3. 【請求項3】連続的にめっき浴中で金属をめっきする溶
    融金属めっき設備において、めっき浴面に浮遊するドロ
    スを回収する装置と、該めっき浴と該ドロスを分離搬送
    する装置と、該ドロスを加熱還元する装置と、再生溶融
    めっき金属をめっき浴に供給する装置とを備えた溶融金
    属めっき設備。
  4. 【請求項4】前記ドロスを回収する装置が電磁ポンプあ
    るいはめっき浴表面撹拌翼を有するドロス回収ロボット
    で構成された請求項3に記載の溶融金属めっき設備。
  5. 【請求項5】前記分離搬送する装置に、めっき金属と合
    金あるいは金属間化合物を生成しない金属のメッシュベ
    ルトと、該メッシュベルトを還元性雰囲気中で駆動可能
    な加熱装置を付帯したダクトとを備えている請求項3又
    は請求項4に記載の溶融金属めっき設備。
  6. 【請求項6】前記加熱還元する装置が、内部にコークス
    を充填した電磁誘導加熱炉で構成された請求項3〜請求
    項5のいずれかに記載の溶融金属めっき設備。
  7. 【請求項7】前記再生溶融金属めっき金属を供給する装
    置が、内部を還元雰囲気に保持した加熱装置付供給管で
    構成されている請求項3〜請求項6のいずれかに記載の
    溶融金属めっき設備。
JP26386795A 1995-10-12 1995-10-12 溶融金属めっき浴再生方法及び設備 Pending JPH09111430A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101461764B1 (ko) * 2012-12-27 2014-11-13 주식회사 포스코 도금포트의 상부 드로스 제거장치 및 상부 드로스 재활용방법
JP2023021626A (ja) * 2021-08-02 2023-02-14 スチールプランテック株式会社 トップドロス除去装置及び溶融めっき設備

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KR101461764B1 (ko) * 2012-12-27 2014-11-13 주식회사 포스코 도금포트의 상부 드로스 제거장치 및 상부 드로스 재활용방법
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