JPH10102225A

JPH10102225A - 溶融金属連続めっき方法および装置

Info

Publication number: JPH10102225A
Application number: JP26071696A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ishii; 俊夫石井; Masayuki Hatakeyama; 誠之畠山; Akira Hiratani; 晃平谷
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-10-01
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】メンテナンス上の問題が少なく、且つスナウ
ト内のドロス付着による品質欠陥の防止効果の大きい溶
融金属めっき方法および装置を提供する。【解決手段】めっき槽に連続的に鋼帯を通過させて鋼
帯に金属めっきするに際して、スナウト内の溶融金属浴
面近傍に、鋼帯を囲繞し、鋼帯表面に対向する面が屈伸
可能な筒状体を配設し、この筒状体を潰す方向に屈伸す
ることにより筒状体内の溶融金属を筒状体の上下部から
めっき槽に流出させ、また広げる方向に屈伸することに
よりめっき槽の溶融金属を筒状体の下部から筒状体内に
流入させることにより、筒状体内とめっき槽の間に溶融
金属を循環して鋼帯に金属めっきする溶融金属連続めっ
き方法、およびその装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の溶融金属連
続めっき方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の溶融金属連続めっき装置を図５に
示す。この装置を用いて金属めっきする方法について説
明する。

【０００３】鋼帯Ｓを、焼鈍炉２で連続的に焼鈍すると
同時にその表面を清浄にした後、めっき槽４に通板し
て、鋼帯Ｓにめっきを施す。通常、この焼鈍工程は還元
雰囲気になっているため、還元雰囲気を常時確保できる
ように、焼鈍炉２とめっき槽４の間に断面形状が矩形の
スナウト３が配設されており、鋼帯Ｓは、大気に触れる
ことなく、スナウト３内を通って、所定の溶融金属が入
っているめっき槽４に浸漬されて所定の金属めっきが施
される。鋼帯Ｓは、めっき槽４内のシンクロール６で方
向転換され、鉛直に上昇してめっき槽４から引き出され
る。めっき槽４から引き出された鋼帯Ｓはガスワイピン
グノズル７により所定のめっき金属厚みに調整された
後、図示されていない冷却装置により冷却され、さらに
必要に応じて、調質圧延等の処理を施す後工程に通板さ
れる。

【０００４】前記した装置では、スナウト内が還元雰囲
気であるため、スナウト内の溶融金属浴面Ｌには酸化膜
が形成されにくい。そのため、溶融金属が直接浴面に露
出することになり、溶融金属が、溶融金属浴温度におけ
る飽和蒸気圧まで蒸発する。蒸発した溶融金属のガス
は、還元雰囲気内に微少量存在する酸素と反応して酸化
物になる。

【０００５】また、酸化物にならなくても、焼鈍炉内あ
るいはスナウト内で、蒸発した溶融金属の蒸気圧がその
場所の飽和蒸気圧以上になった場合、蒸発した溶融金属
はガスの状態で存在できないために金属に戻る。特に焼
鈍炉内の冷却帯部分やスナウト内面の温度が、蒸発した
溶融金属の蒸気圧における飽和温度以下の温度である場
合、ガスが凝縮して金属粉になり、炉内内面やスナウト
内面に粉末状の金属になって付着する。

【０００６】これらの酸化物あるいは付着物が、操業時
に清浄化された鋼帯に直接付着した場合、めっきが不均
一になったり、めっきされない状態になったりして、い
わゆるドロス付着による品質欠陥を招く。

【０００７】また、酸化物がスナウト内で溶融金属浴面
Ｌに落下した場合、酸化物の溶融温度は溶融金属浴温度
よりも高いために溶融金属浴Ｍに溶解しない。付着物が
スナウト内で溶融金属浴面Ｌに落下した場合、付着物が
溶融金属と同じ金属の場合には再溶解するが、多くの場
合、付着物に不純物が混入しているため、付着物も溶融
金属浴Ｍに溶解しないことが多い。

【０００８】落下しても溶解しない前記酸化物や付着物
（以下、これらを不純物という）は、スナウト内の溶融
金属浴面Ｌ上に浮遊したまま、めっき槽に侵入する鋼帯
に随伴する溶融金属浴Ｍの流れにのり、鋼帯の方向に移
動して走行する鋼帯に付着する。この場合も、鋼帯のめ
っきを阻害する要因として作用するため、めっき厚が薄
くなったり、不めっきになったりして、いわゆるドロス
付着による品質欠陥を招く。

【０００９】スナウト内のドロス付着による品質欠陥の
発生を解決する方法が多数提案されている。これらの提
案は大きく分けて下記の２種類の方法がある。

【００１０】第１の方法は、スナウト内の浴面上に落下
した不純物をスナウト外に排出除去する方法である。例
えば、特開平２−７００４９号公報、特開平４−１２０
２５８号公報、特開平５−２７９８２７公報（以下、総
称して先行技術１という）には、スナウト内の溶融金属
を連続的にスナウト外に流すことにより、スナウト内に
落下した不純物を除去するとともに新鮮な溶融金属の浴
面を確保することにより、ドロス付着による品質欠陥を
防止することが記載されている。これらの公報では、溶
融金属を流す手法として、浴中もしくは浴上にポンプを
設置して溶融金属を流す方法を採用している。

【００１１】第２の方法は、スナウト内の酸化物の発生
を抑制することにより、ドロス付着による品質欠陥の発
生を低減する方法である。例えば、特開平６−４９６１
０号公報（以下、先行技術２という）には、スナウト上
部に鋼帯に接触あるいは非接触のシールを設け、シール
と溶融金属浴間のスナウト内に、焼鈍炉内よりも還元性
の高いガスを吹き込み、スナウト内の溶融金属浴面での
ドロス発生を抑制する方法が開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、先行技術１で
は、溶融金属の移送をポンプで行っているが、例えば溶
融金属が溶融亜鉛の場合、溶融亜鉛は他の金属を溶損さ
せる性質が極めて強いため、ポンプの寿命はほとんどの
場合３ケ月程度またはそれ以下と短命であり、メンテナ
ンスに負荷のかかる装置になるという欠点があり、実用
化は困難である。

【００１３】また、先行技術２は、先行技術１にみられ
るようなポンプ使用に伴うメンテナンス面の問題はない
が、以下に述べるように、スナウト内のドロス付着によ
る品質欠陥の防止対策としては不十分である。すなわ
ち、先行技術２では、スナウト内の酸化物の発生を完全
に防止することができない。また、前記したように、ド
ロス付着による品質欠陥の発生原因には、蒸発した溶融
金属の焼鈍炉内での酸化による酸化物やスナウト内や焼
鈍炉内で凝縮した付着物によるものがある。先行技術２
には、これらに対する防止対策が考慮されていない。し
たがって、先行技術２による場合、操業の経過に伴い、
スナウト内に不純物が堆積して表面欠陥が発生するよう
になる。この表面欠陥を解消するために、例えば先行技
術１に開示されるような手段をさらに設ける必要があ
る。

【００１４】すなわち、メンテナンス上の問題が少な
く、且つスナウト内のドロス付着による品質欠陥の防止
効果の大きい溶融金属のめっき技術は未だ確立されてい
ない。

【００１５】本発明はかかる事情を鑑みてなされたもの
であり、メンテナンス上の問題が少なく、且つスナウト
内のドロス付着による品質欠陥の防止効果の大きい溶融
金属のめっき方法および装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、スナウト
内の不純物が原因でドロス付着による品質欠陥が発生す
ることを防止するには、スナウト内の溶融金属浴面を積
極的に更新して、一旦不純物が鋼帯に付着した場合で
も、溶融金属の流れでもって不純物を鋼帯から離脱させ
ること、あるいは極力鋼帯に付着しないようにすること
が肝要であると考えた。また、そのためにメンテナンス
面の問題が大きいポンプ等の駆動部分を有するものを使
用することなく、簡便で耐久性のある手段によることが
必要であると考えた。

【００１７】本発明は、このような考えに基づいてなさ
れたものであり、その特徴とする構成は以下のとおりで
ある。（１）めっき槽に連続的に鋼帯を通過させて鋼帯に金属
めっきする方法においてスナウト内の溶融金属浴面近傍
に、鋼帯を囲繞し、鋼帯表面に対向する面が屈伸可能な
筒状体を配設し、この筒状体を潰す方向に屈伸すること
により筒状体内の溶融金属を筒状体の上下部からめっき
槽に流出させ、また広げる方向に屈伸することによりめ
っき槽の溶融金属を筒状体の下部から筒状体内に流入さ
せることにより、筒状体内とめっき槽の間に溶融金属を
循環して鋼帯に金属めっきする溶融金属連続めっき方
法。（２）前記（１）において、屈伸動作を３０秒間に１回
以上行なう溶融金属連続めっき方法。（３）前記（１）または（２）において、屈伸動作によ
る筒状体内の溶融金属浴面の盛り上がりが３ｍｍ以上で
ある溶融金属連続めっき方法。（４）めっき槽に連続的に鋼帯を通過させて鋼帯に金属
めっきする溶融金属めっき装置において、スナウト内の
溶融金属浴面近傍に、鋼帯を囲繞し、その上端が溶融金
属浴面近傍にあり、鋼帯表面に対向する面が屈伸可能な
筒状体からなり、この筒状体を潰す方向に屈伸すること
により筒状体内の溶融金属を筒状体の上下部からめっき
槽に流出させ、また広げる方向に屈伸することによりめ
っき槽の溶融金属を筒状体の下部から筒状体内に流入さ
せることにより、筒状体内とめっき槽の間に溶融金属を
循環する溶融金属循環装置を配設した溶融金属めっき装
置。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を用いて説明する。なお、以下の図において、説
明済の図に示された部分と同じ部分には同じ符号を付し
てその説明を省略する。

【００１９】図１は本発明の溶融金属めっき装置の実施
の形態を示す図である。図において、５は、スナウト３
内の溶融金属浴面近傍に配設され、鋼帯Ｓを囲繞し、鋼
帯表面に対向する面が屈伸可能な筒状体から構成された
溶融金属循環装置であり、その上端はスナウト３内の溶
融金属浴面近傍にある。

【００２０】図２は、図１に記載の溶融金属循環装置５
の筒状体の屈伸動作を行う装置の一例を示す図である。
また、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図であり、前記筒状体
の屈伸動作を説明するための要部を示す図である。

【００２１】図２、図３において、１４、１４’は筒状
体を屈伸動作させるための揺動杆で、その中央部で軸１
５とともに軸受２２に軸支され、軸１５の周りの揺動動
作が自在であり、また、それぞれの揺動杆１４、１４’
の両端部近傍に揺動杆の長手方向に伸びた長穴１７、１
８、１７’、１８’がある。

【００２２】１０、１０’はそれぞれ軸１１、１１’の
一方の端部に取付けられている円盤であり、軸１１、１
１’が回転すると、それぞれ軸１１、１１’と同じ方向
に回転する。

【００２３】軸１１は、架台２０に取付けられたモータ
２１により回転する。軸１１’は、軸１１に取付けられ
た図示されていないベルト車と軸１１’に取付けられた
ベルト車１２’に交叉状に掛けられたベルト１２ｂを介
して、モータ２１により、軸１１とは逆方向に回転す
る。

【００２４】円盤１０、１０’の回転中心からそれぞれ
距離ｒ、ｒ’の位置に盤面に垂直にピン１３、１３’が
取付けられており、ピン１３、１３’は、それぞれ揺動
杆１４、１４’の一方の長穴１７、１７’内に挿入され
ている。

【００２５】１６、１６’は筒状体の溶融金属浴の深さ
方向のほぼ中央部で、筒状体の外面に固着された丸棒で
あり、その両端は筒状体の外側に配設された揺動杆１
４、１４’のもう一方の長穴１８、１８’内に挿入され
ている。

【００２６】筒状体の屈伸動作の際に、筒状体の上端
ａ、ａ’と下端ｂ、ｂ’が変形しないように剛性のある
構造になっている。また、筒状体の上端ａ、ａ’は、溶
融金属浴面Ｌの近傍に位置しており、その位置が変化し
ないように、筒状体の上部は固定部材２３、２３’を介
して、それぞれ架台２０、２０’に取付けられている。

【００２７】モータ２１が回転すると、軸１１、１１’
はお互いに逆方向に回転し、円盤１０、１０’もお互い
に逆方向に回転する。円盤に取付けられたピン１３、１
３’は、それぞれ軸１１、１１’の軸心の周りに回転半
径ｒ、ｒ’でお互いに逆方向に回転しながら、揺動杆１
４、１４’の長穴１７、１７’内を摺動する。この動作
に伴い、揺動杆１４、１４’は軸１５の軸心を回転中心
として、それぞれ角度α、α’の揺動運動をする。

【００２８】揺動杆１４、１４’の軸１５の周りの揺動
運動に伴い、揺動杆１４、１４’のもう一方の長穴１
８、１８’内に挿入され、筒状体のほぼ中央位置のｃ、
ｃ’に固着された軸１６、１６’は、長穴１８、１８’
内を摺動しながら、ｃ、ｃ’の位置と鋼帯の距離を狭め
たり、広げたりするような往復運動をする。筒状体の上
端ａ、ａ’は移動しないように固定されているので、前
記の往復運動の結果、筒状体は鋼帯表面に対向する面が
屈伸動作をすることになる。

【００２９】ベルト車の寸法を同一にして、揺動杆１４
と揺動杆１４’の揺動運動の位相が完全に逆になるよう
にピン１３に対するピン１３’の位置を調整すると、筒
状体の鋼帯に対向する両方の面が、同時に鋼帯に近づく
動作をさせ、また、同時に離れる動作をさせることがで
きる。

【００３０】なお、モータ２１の回転により、歯車装置
２４、回転軸２５、歯車装置２４’を介して、同様の屈
伸動作を行う同様の装置がめっき槽４を挟んで反対側の
架台２０’に配設されており、鋼帯の幅方向の両側で、
前記した屈伸動作を行うが、これに対する説明は省略す
る。

【００３１】次に、前記溶融金属循環装置５において、
筒状体の屈伸動作により筒状体の内部とめっき槽の間に
溶融金属を循環して、スナウト３内において鋼帯のめっ
き槽への侵入部から不純物を取り除く作用について、図
４を用いて説明する。なお、図１に示したように、溶融
金属循環装置５の筒状体の中を鋼帯Ｓが通過するが、図
４では説明を判りやすくするために鋼帯Ｓの記載を省略
してある。

【００３２】図４（Ａ）は、筒状体の屈伸動作のない状
態、図４（Ｂ）は、筒状体が鋼帯表面に対向する面の間
隔を狭める方向に屈伸動作した状態、図４（Ｃ）は、筒
状体が鋼帯表面に対向する面の間隔を広げる方向に屈伸
動作した状態を示す。

【００３３】筒状体の屈伸動作が図４（Ａ）から図４
（Ｂ）の状態に変化した場合、筒状体の容積が小さくな
るため、筒状体内部の溶融金属は筒状体の上部と下部の
開口部から筒状体の外に流出する。このとき、上部開口
部から流出した溶融金属の流れにより、筒状体内の溶融
金属浴面Ｌに浮いている、あるいは鋼帯Ｓと接触して浮
いている不純物は一気に筒状体の外に排除される。その
結果、筒状体内の溶融金属浴面から不純物がなくなり、
浴面は清浄化される。

【００３４】次いで、筒状体の屈伸動作が図４（Ｂ）か
ら図４（Ａ）の状態に戻った場合、筒状体の容積が大き
くなるため、周囲の溶融金属が筒状体の内部に流入する
ことになる。しかし、筒状体の上部開口部は溶融金属浴
面Ｌとほぼ一致した位置にあるため、筒状体の上部開口
部から筒状体内部に溶融金属が流入できず、筒状体内部
へ流入する溶融金属は、筒状体の下部開口部から流入す
るもののみになる。また、筒状体の下部開口部から流入
する溶融金属は、浴面からある程度下がった位置にある
清浄性の高い溶融金属が流入することになる。

【００３５】前記した屈伸動作を行うと、前記の筒状体
は、筒状体下部開口部から筒状体内部に流入した溶融金
属を筒状体上部開口部から流出する、いわゆる溶融金属
をポンピングする装置として作用する。したがって、図
４（Ａ）の状態と図４（Ｂ）の状態の屈伸動作を交互に
繰り返すことにより、めっき槽内の溶融金属、特に浴面
からある程度下がった位置にある清浄性の高い溶融金属
を、筒状体内に循環供給して、筒状体内の溶融金属浴面
の不純物を筒状体の外に排除することが可能になるの
で、筒状体内の鋼帯侵入部近傍の浴面の清浄性が確保さ
れる。さらに、溶融金属のポンピングの際の溶融金属の
流れにより、一旦鋼帯に付着した不純物を鋼帯から離脱
することができる。そのため、いわゆるスナウト内のド
ロス付着による品質欠陥の発生が防止される。

【００３６】図４（Ａ）の状態と図４（Ｂ）の状態の屈
伸動作を交互に繰り返すことにより、不純物を排除する
効果が十分得られるが、図４（Ｂ）の状態と、図４
（Ｃ）に示されるような図４（Ｂ）とは逆の状態の屈伸
動作を交互に繰り返して行うことにより、筒状体の容積
変化の速度がより大きくなり、前記の効果をより優れた
ものにできる。

【００３７】循環装置５の筒状体の材料は、溶融金属に
腐蝕されないものであればよい。熱的に変質しないので
あれば、プラスチック系材料のように非金属で弾力性の
ある材料を用いても良い。弾力性のある材料の場合に
は、ポンピングする装置をより簡単な構造にできるので
有効な方法である。

【００３８】ステンレス系の材料の筒状体を使用した循
環装置を作成した。筒状体の鋼帯走行方向の長さは５０
０ｍｍ、筒状体の幅は通板する鋼帯の最大幅よりも２０
０ｍｍ大きく、また筒状体の内側間隔は１５０ｍｍにし
た。また、図４（Ｂ）に示される鋼帯表面に対向する面
の間隔を狭める方向に屈伸動作した状態の最小間隔が６
０ｍｍ、図４（Ｃ）に示される鋼帯表面に対向する面の
間隔を広げる方向に屈伸動作した状態の最大間隔は１７
０ｍｍに設定した。

【００３９】筒状体内の溶融金属浴面に浮ぶ不純物の排
除には、筒状体の上部開口部から筒状体の外に流出する
溶融金属の流量あるいは流出速度が大きく影響する。そ
こで、この流出速度について、筒状体の上部開口部から
筒状体の外に噴出する溶融金属の盛り上り高さによりで
確認したところ、筒状体上端からの溶融金属の盛り上が
り高さが３ｍｍ以上（図４（Ｂ）中に示すｈに相当）あ
れば大方の不純物は筒状体の外に排除することが可能で
あった。

【００４０】また、屈伸動作の間隔が短い分には不純物
の排除の点からは問題がないが、使用している材料の摩
耗、疲労の点からは屈伸動作の間隔が長い方が有利であ
る。そこで、屈伸動作の間隔について検討したところ、
最低３０秒に１回程度の頻度で屈伸動作を行なうこと
で、筒状体内の清浄性を確保できることがわかった。

【００４１】次に本発明の溶融金属連続めっき方法につ
いて説明する。常法により溶融金属連続めっきを行うに
際して、スナウト内の溶融金属浴面近傍に、鋼帯を囲繞
し、その上端が溶融金属浴面近傍にあり、鋼帯表面に対
向する面が屈伸可能な筒状体から構成された前記した溶
融金属循環装置を配設し、この筒状体を潰す方向に屈伸
することにより筒状体内の溶融金属を筒状体の上下部か
らめっき槽に流出させ、また広げる方向に屈伸すること
により、めっき槽の溶融金属を筒状体の下部から筒状体
内に流入させることにより、筒状体内とめっき槽の間に
溶融金属を循環して鋼帯に金属めっきを行う。

【００４２】前記のようにして金属めっきを行うと、筒
状体内の溶融金属浴面の不純物が筒状体の外に排除さ
れ、ドロス付着による品質欠陥の発生を防止できる。

【００４３】筒状体の上部開口部から筒状体の外に噴出
する溶融金属の盛り上り高さが３ｍｍ以上になる屈伸動
作を行うことがドロス付着による品質欠陥の発生防止の
面から好ましい。

【００４４】また、屈伸動作は、最低３０秒に１回程度
の頻度で行なうと、使用している材料の摩耗、疲労の問
題を防止しつつ、スナウト内の清浄性を確保することが
できるので好ましい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、スナウト内の不純物が
鋼帯に付着することを防止できるので、スナウト内のド
ロス付着による品質欠陥を低減でき、また、溶融金属を
流すためのポンプを使用しないので、メンテナンス上の
問題も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融金属めっき装置の実施の形態を示
す図。

【図２】溶融金属めっき装置の溶融金属循環装置の実施
の形態を示す図。

【図３】実施の形態に示した溶融金属循環装置の屈伸動
作を説明する図。

【図４】溶融金属循環装置の作用を説明する図。

【図５】従来の溶融金属めっき装置を示す図。

【符号の説明】

２焼鈍炉３スナウト４めっき槽５溶融金属循環装置６シンクロール７ガスワイピングノズル１０、１０’ 円盤１３、１３’ ピン１４、１４’ 揺動杆１５軸１６、１６’ 丸棒Ｓ鋼帯Ｌ溶融金属浴面Ｍ溶融金属浴ａ、ａ’ 筒状体の上端ｂ、ｂ’ 筒状体の下端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき槽に連続的に鋼帯を通過させて鋼
帯に金属めっきするに際して、スナウト内の溶融金属浴
面近傍に、鋼帯を囲繞し、鋼帯表面に対向する面が屈伸
可能な筒状体を配設し、この筒状体を潰す方向に屈伸す
ることにより筒状体内の溶融金属を筒状体の上下部から
めっき槽に流出させ、また広げる方向に屈伸することに
よりめっき槽の溶融金属を筒状体の下部から筒状体内に
流入させることにより、筒状体内とめっき槽の間に溶融
金属を循環して鋼帯に金属めっきすることを特徴とする
溶融金属連続めっき方法。
【請求項２】屈伸動作を３０秒間に１回以上行なうこ
とを特徴とする請求項１記載の溶融金属連続めっき方
法。
【請求項３】屈伸動作による筒状体内の溶融金属浴面
の盛り上がりが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求
項１または請求項２記載の溶融金属連続めっき方法。
【請求項４】めっき槽に連続的に鋼帯を通過させて鋼
帯に金属めっきする溶融金属めっき装置において、スナ
ウト内の溶融金属浴面近傍に、鋼帯を囲繞し、鋼帯表面
に対向する面が屈伸可能な筒状体からなり、この筒状体
を潰す方向に屈伸することにより筒状体内の溶融金属を
筒状体の上下部からめっき槽に流出させ、また広げる方
向に屈伸することによりめっき槽の溶融金属を筒状体の
下部から筒状体内に流入させることにより、筒状体内と
めっき槽の間に溶融金属を循環する溶融金属循環装置を
配設したことを特徴とする溶融金属めっき装置。