JPH0925548A - 溶融金属めっきにおける溶融金属中の浮遊不純物除去方法 - Google Patents

溶融金属めっきにおける溶融金属中の浮遊不純物除去方法

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JPH0925548A
JPH0925548A JP17500795A JP17500795A JPH0925548A JP H0925548 A JPH0925548 A JP H0925548A JP 17500795 A JP17500795 A JP 17500795A JP 17500795 A JP17500795 A JP 17500795A JP H0925548 A JPH0925548 A JP H0925548A
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JP
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molten metal
container
temperature
impurities
bath
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JP17500795A
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English (en)
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Takahiro Sugano
高広 菅野
Makoto Arai
信 新井
Susumu Azuma
将 東
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目 的】 溶融金属めっき鋼帯の品質・歩留りを長期
間安定して高水準に維持するために、溶融金属中の浮遊
不純物を高い除去効率で安定的に除去できる方法を提供
する。 【構 成】 溶融金属をめっき浴から採取して容器に導
き、該容器内において上昇下降させつつ水平方向に移送
して前記めっき浴に戻す間に、一旦その凝固点+50℃
未満の温度域に降下保持後その凝固点+50℃以上の温
度域に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっき方法に
関し、特に溶融金属中の浮遊不純物除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶融金属めっき浴中には、鋼帯や浴中機
器から溶出した鉄と浴成分とが反応して生成したドロス
と呼ばれる浮遊不純物が存在する。このドロスは、例え
ば亜鉛浴中のアルミニウム等、浴成分の濃度その他の条
件により主成分が異なり、溶融金属との比重差によりボ
トムドロスとして浴底部に堆積したりトップドロスとし
て浴面に浮上したりするが、その過程で浴中に浮遊して
いるものが多く存在し、これらが、浴から引き上げられ
るめっき鋼帯に付着して製品の品質を損なう。
【0003】そのため従来、ボトムドロスやトップドロ
スについては、操業中あるいは操業停止時に回収・除去
が行われ、そして浴中のドロスについては、例えば特開
平4-160141号公報に開示されるように、溶融金属をセラ
ミックフィルタで濾過したり、また例えば特開平4-2210
50号公報に開示されるように、溶融金属を別槽内にて静
定沈降したりして、これを除去することが行われてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックフィルタを用いる除去方法は、フィルタの目が大き
いと除去効果が小さく、またその目が小さいと目詰まり
を生じて濾過性能が低下するので、長期にわたって安定
した状態を維持しながら実施することが困難であり、ま
た、静定沈降による除去方法は、長時間を要するととも
に、沈降した不純物の完全回収に手間がかかるという問
題を抱えていた。
【0005】そこで本発明は、上記した従来技術の問題
点に鑑み、溶融金属めっき鋼帯の品質・歩留りを長期間
安定して高水準に維持するために、溶融金属中の浮遊不
純物を高い除去効率で安定的に除去できる方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】一般に、溶融金属中の浮
遊不純物の析出量は、浴成分の濃度と溶融金属の温度と
に支配され、浴成分濃度が高い場合あるいは温度が低い
場合に不純物の析出量が増加して浮遊不純物の量が多く
なる。しかし、浴成分にはめっき皮膜の合金化を抑制す
る作用があって、適正濃度範囲が存在するため、不純物
析出量制御における好適範囲と重ならない場合には、浴
成分を変えて不純物析出量を制御することは困難であ
る。他方溶融金属の温度にはこのような制約が比較的少
ない。本発明者らはこの点に着眼し、鋭意検討の結果本
発明を完成させるに至った。
【0007】すなわち本発明は、溶融金属をめっき浴か
ら採取して容器に導き、該容器内において上昇下降させ
つつ水平方向に移送して前記めっき浴に戻す間に、一旦
その凝固点+50℃未満の温度域に降下保持後その凝固
点+50℃以上の温度域に保つことを特徴とする溶融金
属めっきにおける溶融金属中の浮遊不純物除去方法であ
る。そして、前記容器が複数の堰で区画されていること
が好ましい。なお、本発明は、溶融亜鉛めっき、溶融亜
鉛−アルミニウム合金めっき及び溶融アルミニウムめっ
きに適用可能である。
【0008】
【作用】本発明によれば、溶融金属をめっき浴から採取
して容器に導き、該容器内において上昇下降させつつ水
平方向に移送して前記めっき浴に戻す間に、一旦その凝
固点+50℃未満の温度域に降下保持後その凝固点+5
0℃以上の温度域に保つこととしたので、浴中の浮遊不
純物を短時間で充分に析出かつ浮上させることが可能と
なる。
【0009】
【実施例】以下に本発明方法の実施態様を図をもって説
明する。但し本発明の要旨は同図によって限定されるも
のではない。 (実施例1)本発明の実施に好適な装置の断面図を図1
に示す。図1において、1はスナウト,2はめっき槽,
3は溶融金属,4はシンクロール,5は鋼帯,6はワイ
ピングノズル,7はポンプ,8は補助ポット(容器),
9は補助ポット入側配管,10は補助ポット出側配管であ
る。図1に示される装置の運転において、鋼帯5がスナ
ウト1及びシンクロール4によってめっき槽2内の溶融
金属3を通過し、ワイピングノズル6によって目付量を
調整されることについては従来技術と同様である。本発
明が従来技術と異なるのは、溶融金属3(例えば亜鉛)
をポンプ7等でめっき槽2から汲み上げ、補助ポット入
側配管9を介して補助ポット8に導き、該補助ポット8
内において上昇下降させつつ水平方向に移送して前記め
っき槽2に戻す間に、一旦その凝固点+50℃未満の温
度域に降下保持後その凝固点+50℃以上の温度域に保
つこと、とした点にある。
【0010】すなわち、溶融金属3を補助ポット8内で
上昇下降させつつ水平方向に移送し、かつその温度を、
一旦その凝固点+50℃未満に降下保持することによ
り、補助ポット8内における溶融金属3中に不純物が多
量に析出するとともにその析出物が短時間に溶融金属3
の融液面上に浮上するという顕著な効果が現れる。この
作用をさらに詳しく説明する。
【0011】例えば溶融亜鉛めっき又は溶融亜鉛−アル
ミニウム合金めっきの場合、浮上させるべき浮遊不純物
はFeAl3 、Fe2Al5又はFeAl4Si を主成分とするFe−Al合
金であり、その比重( 3.9〜4.2 )は、溶融亜鉛の比重
( 6.2〜6.7 )より小さいから、一旦析出して浮遊不純
物となってしまえば何もしなくても簡単に浮上すると思
われていた。しかし実際は、粒径の大きいものは短時間
で容易に浮上するが、粒径が20μm以下程度の小さなも
のは浮上するまでに長時間を要する。しかし、溶融金属
3を補助ポット8内で上昇下降させつつ水平方向に移送
するという本発明の要件を実施することにより、溶融金
属3の移送中、それに上向き流動が生じ、その力で浮遊
不純物の上方への動きが加速されるので、小粒径の浮遊
不純物でもその浮上時間が大幅に短縮するのである。
【0012】一方、溶融金属3中に析出物を生成させる
には、溶融金属3を一旦その凝固点+50℃未満の温度
域に降下保持することが必要である。その理由は次の通
りである。すなわち、実操業ラインのめっき槽において
は、浸漬した鋼帯あるいは浴中機器からFeが常時溶出し
ているので、槽内の溶融金属は常に過飽和かあるいはそ
れに極めて近い状態にあると推定されていた。この推定
通りならば溶融金属は常に析出物を生成し易い状態にあ
るはずである。ところが本発明者らの知見によれば、補
助ポット8内で浮上させたい浮遊不純物の析出量は、溶
融金属3中の浴成分(溶融亜鉛めっきの場合Al及びFe)
の濃度と溶融金属3の温度とによって左右され、浴成分
濃度が低いか又は温度が高い場合には、溶融金属3が未
飽和状態となり、補助ポット8内において一向に不純物
の析出が起こらない。しかし、溶融金属3を一旦その凝
固点+50℃未満の温度域に降下保持するという本発明
の要件を実施することにより、補助ポット8内の溶融金
属3を、常時、不純物が析出するのに最適な完全過飽和
状態に置くことができるようになるため、浮遊不純物を
安定して除去することが可能になる。
【0013】そして、上記のようにして浮遊不純物を析
出させた後、溶融金属3の温度をその凝固点+50℃以
上に高めてからめっき槽2に戻すことにより、めっき槽
2の過度の温度低下及びそれに起因するめっき槽2内で
の不純物析出を防ぐことができる。補助ポット(容器)
8の好適例の断面図を図2に示す。なお、図1と同一部
材には同一符号を付し、説明を省略する。図2におい
て、11は1次堰,12は2次堰,13は3次堰,14aは加熱
用熱交換器,14bは冷却用熱交換器,15は熱電対,16は
フラックス,17は第1室,18は第2室,19は第3室であ
る。第1室17と第2室18は1次堰11で、第2室18と第3
室19は2次堰12及び3次堰13で、それぞれ区画されてい
る。補助ポット入側配管9から容器8内の一端にある第
1室17に導入された溶融金属3は、同室の側面及び底面
に配設された加熱用熱交換器14aにより凝固点+50℃
以上に保温されたまま1次堰11を乗り越えて第2室18に
移動し、そこで同室の側面及び底面に配設された冷却用
熱交換器14bによって一旦凝固点+50℃未満に降温さ
れ、2次堰12及び3次堰13がなす通路を通過する際に上
向きに流動しながら第3室19に移動する。このとき、溶
融金属3中に多量の浮遊不純物が析出すると同時に迅速
に浮上する。浮上した浮遊不純物はフラックス16(例え
ば溶融亜鉛めっきの場合NH4Cl )によってトラップさ
れ、系外に除去される。そして第3室19に移動した溶融
金属3は、同室の側面及び底面に配設された加熱用熱交
換器14aにより再度凝固点+50℃以上に昇温された
後、補助ポット出側配管10を経由して図1に示されるめ
っき槽2に戻る。なお各室における熱交換器14は、各室
にそれぞれ設けられた熱電対15の測定値に基づいて制御
される。
【0014】このように容器8を堰11〜13で室に区画し
て、各室に温度調節手段(熱交換器14)を独立に設けて
おけば、そこを通過する溶融金属3を上向きに流動さ
せ、かつ凝固点+50℃を境として溶融金属3の温度を
一旦下げ再度上げるという本発明方法が極めて容易に実
施できる。図1及び図2に例示した装置を用いて、溶融
亜鉛めっきの場合について、本発明方法を実施した。こ
こでは、定常状態において溶融金属3 200kgが容器8を
通過する時間を1hrとしている。なお容器8の第1室
〜第3室の温度を一定にして溶融金属3を通過させた場
合を比較例とした。実施例における浴成分濃度及び浴温
度他の条件並びに次式で示される浮上効率を表1に示
す。 浮上効率(%)=(入側不純物個数−出側不純物個数)
/(入側不純物個数)×100 なお入側及び出側の不純物個数は、容器8内の入側及び
出側からサンプリングした溶融金属を急冷凝固させたサ
ンプルについて、その断面を研摩後顕微鏡を用いて測定
した。
【0015】
【表1】
【0016】表1より明らかなように、本発明実施例
(No. 1〜4)の浮上効率は、75%〜97%であり、
比較例(No. 5,6)のそれ(50%〜65%)に比
べ、格段に向上した。 (実施例2)図1及び図2に例示した装置を用いて、溶
融亜鉛−アルミニウム合金めっき及び溶融アルミニウム
めっきの場合について、本発明方法を実施した。なお容
器8の第1室〜第3室の温度を一定にして溶融金属3を
通過させた場合を比較例とした。浴成分濃度及び浴温度
他の条件並びに浮上効率を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】表2より明らかなように、本発明実施例
(No. 7,9)の浮上効率は、比較例(No. 8,10)の
それに比べ、格段に向上した。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、めっき槽から溶融金属
を容器に採取し、容器内で水平方向に移送しながら凝固
点+50℃未満に降温させるとともに上向きに流動させ
ることによって、浴中の浮遊不純物を短時間で充分に析
出かつ浮上させることが可能となるから、めっき鋼帯へ
の浮遊不純物の付着が減少し、製品の品質・歩留りが向
上し、さらにめっき槽の浴面に浮上する浮遊不純物(ト
ップドロス)も減少する等の多大の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に好適な装置の断面図。
【図2】補助ポット(容器)の好適例の断面図。
【符号の説明】
1 スナウト 2 めっき槽 3 溶融金属 4 シンクロール 5 鋼帯 6 ワイピングノズル 7 ポンプ 8 補助ポット(容器) 9 補助ポット入側配管 10 補助ポット出側配管 11 1次堰 12 2次堰 13 3次堰 14a 加熱用熱交換器 14b 冷却用熱交換器 15 熱電対 16 フラックス 17 第1室 18 第2室 19 第3室

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属をめっき浴から採取して容器に
    導き、該容器内において上昇下降させつつ水平方向に移
    送して前記めっき浴に戻す間に、一旦その凝固点+50
    ℃未満の温度域に降下保持後その凝固点+50℃以上の
    温度域に保つことを特徴とする溶融金属めっきにおける
    溶融金属中の浮遊不純物除去方法。
  2. 【請求項2】 容器が複数の堰で区画されていることを
    特徴とする請求項1記載の溶融金属めっきにおける溶融
    金属中の浮遊不純物除去方法。
  3. 【請求項3】 溶融金属が溶融亜鉛、溶融アルミニウム
    又は溶融亜鉛−アルミニウム合金であることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の溶融金属めっきにおける溶融
    金属中の浮遊不純物除去方法。
JP17500795A 1995-07-11 1995-07-11 溶融金属めっきにおける溶融金属中の浮遊不純物除去方法 Pending JPH0925548A (ja)

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