JPH10140308A

JPH10140308A - 溶融メッキ浴の切替え方法

Info

Publication number: JPH10140308A
Application number: JP29996596A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Onuki; 一雄大貫; Kazumi Nishimura; 一実西村; Hidetoshi Niigashira; 英俊新頭; Hirotoku Naka; 広徳仲; Akihiro Kasuya; 晃弘糟谷; Tetsuya Okada; 哲也岡田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融Ｚｎ−Ｍｇメッキ浴から溶融Ｚｎメッキ
浴へ切り換える簡便な方法を提供する。すなわち、設備
費の高い第２の浴設備を設けること無く、安価にかつ効
率的に浴中のＭｇを取り除くことが可能で、製造コスト
の削減に寄与しうる溶融メッキ浴の切替え方法を提供す
る。【解決手段】溶融Ｚｎ−Ｍｇメッキ浴から溶融Ｚｎメ
ッキ浴へ切り換えるにあたり、浴表面に塩化亜鉛あるい
は塩化アンモニウムのすくなくとも１種を上乗せしてメ
ッキ浴中のＭｇと反応させ、その後反応生成物を除去す
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、溶融Ｚｎメッキ浴
の切替え方法に関するものであり、特に溶融Ｚｎ−Ｍｇ
メッキ浴から溶融Ｚｎメッキ浴へ切り換える方法に関わ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、鋼材の耐蝕性向上の研究が進んで
いる。特公昭６１−３３０６７号公報には、溶融Ｚｎメ
ッキの耐蝕性向上のために、Ｚｎ浴中にＭｇを０．１〜
２．０％を含有させてメッキすることが好ましいことが
記載されている。

【０００３】一方、溶融Ｚｎメッキ程度の耐蝕性で十分
な用途も存在しており、製造側では、浴のＭｇ組成を変
更して需要家の要求に応える必要がある。

【０００４】従来、組成の異なるメッキを作業効率良く
実施するには、特開昭４９−４１２３４号公報に記載さ
れた浴槽を交換する方法や特開平１─６２４４８号公報
に記載された浴を汲み上げる方法を採用することができ
る。

【０００５】しかしながら、前者は浴槽２個分の設備投
資が必要であり、設備費が多額になる。後者は汲み上げ
装置や鋳造場と再溶解場が必要であり設備設置スペース
の確保が必要であること、浴の切替え所要時間が長いこ
と、浴の汲みだしの場合には浴の残りが切替え後の汚染
につながることなどが問題となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前項の記載内容のごと
く、浴組成の異なるメッキを実施する際、設備コストの
高い２番目の浴槽を設置したり或いは浴の汲み上げをす
るのでは無く、Ｚｎ−Ｍｇ浴からＺｎ浴へ切り換えるた
めの安価でかつ効率的な方法を提案することが本発明の
課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ＺｎとＭｇ
の反応性の差を利用してＺｎからＭｇを除去することを
意図し、Ｚｎには反応しないがＭｇとは反応しやすい元
素に着目して、種々の実験を行った。生成物の自由エネ
ルギーの値から、可能性のある元素として塩素、窒素、
酸素が考えられた。酸素を使用する場合は、メッキ浴の
温度を従来の倍程度(８００℃程度)に上昇するとＭｇは
除去できるがドロス生成が夥しいこと、窒素では反応速
度が極めて小さいことが判明した。

【０００８】一方、Ｍｇを塩素化物として除去するため
に塩化亜鉛を浴上面に乗せて放置したところ、２００ｇ
のルツボでは５時間で０．５０％のＭｇが０．２０％に
減少した。さらに、塩化亜鉛の代わりに塩化アンモニウ
ムを使用した場合にも同様の結果が得られた。

【０００９】亜鉛メッキ浴は通常４５０℃程度でメッキ
処理しており、この温度で０．５％Ｍｇ含有の亜鉛浴に
対し、窒素、酸素、塩化亜鉛を用いて処理した結果を図
６に示す。塩化亜鉛処理で亜鉛浴中のＭｇが効率よく除
去できることがわかった。

【００１０】このようなＭｇの除去反応は、ＭｇとＺｎ
の塩素化物(ＭｇＣｌ₂とＺｎＣｌ₂)の安定性の相違に起
因しており、熱力学数値からも説明ができる。また、反
応速度が大きいのは、Ｚｎメッキ浴の通常の温度(約４
５０℃)では添加した塩化亜鉛が溶融していて反応抵抗
とはならないこと、塩化アンモニウムはその温度で塩化
水素とアンモニアに解離し、活性な塩素がＭｇと反応し
やすいこと、生成した塩化マグネシウムはその温度で固
体であり、逆反応も起こりにくいこと等によると考えら
れる。

【００１１】本発明は上記の知見に基づきなされたもの
で、その要旨は、 (１)メッキ槽内の溶融Ｚｎ−Ｍｇメッキ浴を溶融Ｚｎメ
ッキ浴に切り換えるにあたり、メッキ浴表面に塩化亜鉛
あるいは塩化アンモニウムのすくなくとも１種を上乗せ
して該メッキ浴中のＭｇと反応させる工程と、該工程で
生成した反応生成物を除去する工程とからなることを特
徴とする溶融メッキ浴の切替え方法である。

【００１２】(２)メッキ槽に蓋を被せてメッキ浴表面に
塩化亜鉛あるいは塩化アンモニウムのすくなくとも１種
を上乗せして反応させる工程で発生するガスを吸引排気
することを特徴とする前項(１)に記載の溶融メッキ浴の
切替え方法である。

【００１３】(３)また、メッキ槽内のメッキ浴の上方か
らメッキ浴の一部に浸漬フードを被せて、そのフード内
のメッキ浴表面に塩化亜鉛あるいは塩化アンモニウムの
すくなくとも１種を上乗せして反応させ、発生するガス
を吸引排気することを特徴とする前項(１)に記載の溶融
メッキ浴の切替え方法である。

【００１４】(４)反応生成物を除去する工程において、
前記浸漬フード内を減圧して反応生成物を除去すること
を特徴とする前項(３)に記載の溶融メッキ浴の切替え方
法である。

【００１５】(５)さらに、メッキ浴表面に塩化亜鉛ある
いは塩化アンモニウムのすくなくとも１種を上乗せして
反応させる工程において、塩化亜鉛あるいは塩化アンモ
ニウムが接しているメッキ浴部分を攪拌することを特徴
とする前項(１)〜(４)のいずれかに記載の溶融メッキ浴
の切替え方法である。

【００１６】(６)上記のメッキ浴部分の攪拌に際し、ラ
ンス浸漬方式でガスをメッキ浴に吹き込んで攪拌するこ
とを特徴とする前項(５)に記載の溶融メッキ浴の切替え
方法である。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
示す説明図である。溶融亜鉛系メッキのメッキ処理中に
は、図１(ａ)に示すように、メッキ槽１内のメッキ浴２
にはシンクロール３が浸漬されており、ストリップ４は
スノート５からメッキ浴２中に入り、シンクロール３の
周囲を廻って搬送される間にメッキ処理される。

【００１８】本発明の溶融メッキ浴の切替え方法におい
ては、図１(ｂ)に示すようにシンクロール３やスノート
５を取り外し、メッキ浴２の表面に障害物のない状態
で、塩化亜鉛あるいは塩化アンモニウムの少なくとも１
種からなる処理剤を浴表面に上乗せして、処理剤の堆積
層６を形成させ、Ｚｎ−Ｍｇメッキ浴中のＭｇと反応さ
せてその除去を行う。

【００１９】塩化亜鉛又は塩化アンモニウム中の塩素は
メッキ浴中のＭｇと反応して塩化マグネシウム（ＭｇＣ
ｌ₂)が生成する。この塩化マグネシウムの一部は熱分解
及び空気酸化により、酸化マグネシウム(ＭｇＯ)と塩素
ガスになる。

【００２０】本発明の溶融メッキ浴の切替え方法は、前
記の処理剤をメッキ浴中のＭｇと反応させる工程と、こ
の反応で生成した反応生成物であるドロス(ＭｇＯ、Ｍ
ｇＣｌ₂及び未反応処理剤等の混合物)及び発生ガス(Ｃ
ｌ₂、ＮＨ₃等のガス)を除去する工程からなることを特
徴とする。

【００２１】本発明の方法において、メッキ浴の温度は
メッキ処理時の温度（通常４５０℃程度）と同じか、も
しくはその上下一定範囲内例えば±５０℃内に保持すれ
ばよい。通常のメッキ浴は熱補償用のヒーターを有する
から、上記の温度範囲に保持することは容易である。

【００２２】また、使用する処理剤(塩化亜鉛又は／及
び塩化アンモニウム)の量は、メッキ浴中のＭｇの量(通
常全メッキ浴重量の０．５〜２％)に対して、ＭｇＣｌ₂
が生成するとした場合の分子当量の１．０〜１．５倍程
度であればよい。この処理剤をメッキ浴表面に一括して
投入してもよく、また後の実施例に示すように数回に分
割して投入してもよい。

【００２３】なお、反応生成物を除去する工程におい
て、ドロスは通常のメッキ処理で生成するドロス(酸化
亜鉛等)と同じように除去すればよい。また、発生ガス
は、後の実施例に示すように蓋又は浸漬フードを被せて
吸引排気し、適当な方法で排ガスの処理を行って放出す
ればよい。

【００２４】図２に、本発明において、メッキ浴槽に蓋
を被せて発生するガスを吸引排気する方法の例を示す。
この場合は、メッキ槽の全部又は大部分に蓋を被せて発
生ガスを吸引排気することにより、発生ガスの外部への
漏洩がなくなる。またメッキ槽浴面の全面を反応に使用
できるため、反応速度の確保の観点から望ましく、かつ
作業環境も改善される。

【００２５】一方、メッキ浴槽は鉄や耐火物など種々の
素材で構成されているが、塩化物に弱い材質(例えばス
テライト)の場合、上記の浴全面を用いた処理をすると
メッキ浴槽が侵食される懸念がある。そこで、図３に示
すようにメッキ浴の一部に浸漬フードを被せ、そのフー
ド内のメッキ浴表面に塩化亜鉛等を上乗せして反応さ
せ、発生するガスを吸引排気する方式を導入すれば、発
生ガスの漏洩防止と浴槽の保護を兼ねた対処が可能とな
る。

【００２６】ここで浸漬フードとは、フードの下部全周
をメッキ浴内に浸漬して、フード内を外気から遮断でき
るようにしたフードをいう。浸漬フードの材質には例え
ばステンレス鋼を用いる。

【００２７】さらに、反応を促進するにはメッキ浴を攪
拌することが好ましく、例えば図４に示すような浴中に
浸漬したランスを介して浴内にガスを吹き込むことで反
応速度が増大し、Ｍｇ除去のための処理時間が短縮でき
る。

【００２８】上記のいずれも方法においても、反応生成
物であるドロスの除去に関しては、一時的に蓋又は浸漬
フードを外し、ドロスを掻き出すような通常のドロス除
去法で除去すれば何ら問題は無い。

【００２９】図５には、メッキ浴に浸漬フードを被せ、
フード内を減圧して反応生成物を除去する方法の例を示
す。図５(ａ)のように、浸漬フード８内のメッキ浴表面
に塩化亜鉛等を上乗せして反応させるが、反応終了後、
反応生成物であるドロス１０を浸漬フード８内に保持し
たまま、フード内を減圧してフード内の浴面を上昇させ
る。

【００３０】浸漬フード８には分岐管１１と分離槽１２
を設け、図５(ｂ)及び(ｃ)に示すように、ドロス１０の
みを分離槽１２に流入させる。その後、浸漬フード８内
の圧力を大気圧に戻せば、図５(ｄ)のように、メッキ浴
表面からドロスを除去できる。このように分岐管から反
応生成物を選択的に除去する方法も除去工程の効率向上
の観点から好ましい。

【００３１】以上の本発明の方法と従来の浴２槽の交換
による方式ならびに浴の汲みだしによる方式との相違
を、設備投資・設備設置スペース・処理時間・Ｍｇ濃度
制御性の観点から優劣比較したものを表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】設備投資の費用は、明らかに浴２槽交換方
式が高額であると考えられる。また汲みだし方式もポン
プ・配管類の費用が高い。これに対して本発明法は場合
によってフードや排気装置、攪拌機構を付与させるのみ
であり、設備投資は安価である。

【００３４】次に設備設置のスペースも、従来法は浴槽
の場所あるいは汲みだした浴を固める場所などが必要で
あり、明らかに本発明法の方が場所の制約が無く有利と
考えられる。

【００３５】処理時間に関しても、本発明法は浴２槽交
換式には及ばないとしても、攪拌を付与することで、浴
汲みだし式より時間の短縮が可能である。

【００３６】Ｍｇの制御性に関しても、汲みだし式では
汲みだし残りがどうしても発生する。これは浴の加熱の
ための最低限の容量は残しておく必要があるためであ
り、この残り浴による汚染は回避できない。一方、本発
明法は塩化物の添加量を制御することでＭｇ濃度を制御
でき、Ｍｇ濃度を０．１％以下にすることも、中間の濃
度にすることも、適宜可能となる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。（実施例１）４５０℃で１８０ｔのＺｎ−Ｍｇメッキ浴
(Ｍｇ含有量は０．５０％)に、塩化亜鉛５２００ｋｇを
上乗せし、９６時間処理を行い、反応物を通常の掻きだ
し法で除去した。浴のＭｇ濃度は０．５０％から０．０
１％へ低下していた。

【００３８】（実施例２）４５０℃で１８０ｔのＺｎ−
Ｍｇメッキ浴(Ｍｇ含有量は０．５１％)に、塩化亜鉛１
３００ｋｇを上乗せし、浴槽に蓋を被せ発生ガスを吸引
排気しながら、１２時間処理を行い、反応物を通常の掻
きだし法で除去した後に、この方法で６回繰り返し処理
を行った。合計で約７２時間の処理を実施したのちの浴
のＭｇ濃度は０．５１％から０．０１％へ低下してい
た。

【００３９】（実施例３）４５０℃で１８０ｔのＺｎ−
Ｍｇメッキ浴(Ｍｇ含有量は０．５０％)に、２ｍ角のフ
ードを浸漬し、その浸漬フード内の浴面上に塩化アンモ
ニウム６６０ｋｇを上乗せし発生ガスを吸引排気しなが
ら、１２時間処理を行い、反応物を通常の掻きだし法で
除去した後に、この方法で６回繰り返し処理を行った。
合計で約７２時間の処理を実施したのちの浴のＭｇ濃度
は０．５０％から０．０２％へ低下していた。

【００４０】（実施例４）４５０℃で１８０ｔのＺｎ−
Ｍｇメッキ浴(Ｍｇ含有量は０．５０％)に、２ｍ角のフ
ードを浸漬し、塩化アンモニウム６６０ｋｇを上乗せ
し、窒素ガス攪拌しながら１２時間処理を行い、反応生
成物を通常の掻きだし法で除去した後に、この方法で５
回繰り返し処理を行った。合計で約６０時間の処理を実
施したのちの浴のＭｇ濃度は０．５０％から０．０２％
へ低下していた。

【００４１】（実施例５）４５０℃で１８０ｔのＺｎ−
Ｍｇメッキ浴(Ｍｇ含有量は０．５３％)に、直径２．５
ｍの円筒形フードを浸漬し、塩化亜鉛１３００ｋｇをフ
ード内浴面上に乗せて、窒素ガスを吹き込みながら発生
ガスを吸引排気し１２時間処理を行い、反応物を通常の
掻きだし法で除去した後に、この方法で４回繰り返し処
理を行った。合計で約４８時間の処理を実施したのちの
浴のＭｇ濃度は０．５３％から０．０２％へ低下してい
た。

【００４２】（実施例６）上記実施例４と同様な手順に
おいて、反応物を除去する際に、通常の掻きだし法では
なく浸漬フード内を５００ｍｍＨｇ程度に減圧しフード
内浴面を上昇せしめて、反応生成物を分岐管(通常の浴
面レベルから３００ｍｍ上に設置)に移送する作業を行
った。このために反応物除去時間が大幅に短縮できた。

【００４３】

【発明の効果】上述のように、本発明により、安価にか
つ効率的に浴中のＭｇを取り除くことが可能となり、Ｚ
ｎ−Ｍｇ浴からＺｎ浴に切り換えるために、浴２槽交換
方式のように設備費が高く設置場所も大きい第２の浴設
備を設けること無く、また汲みだし法における汲みだし
残りによる浴の汚染の問題も無くなり、製造コストの削
減に寄与することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す説明図。

【図２】本発明において、浴槽に蓋を被せて吸引排気す
る方法の例を示す図。

【図３】本発明において、浴槽に浸漬フードを被せて吸
引排気する方法の例を示す図。

【図４】本発明において、浴を攪拌処理する方法の例を
示す図。

【図５】本発明において、浴槽に浸漬フードを被せ反応
生成物を除去する方法の例を示す図。

【図６】０．５％Ｍｇ含有の亜鉛浴を、窒素、酸素、塩
化亜鉛を用いて処理した結果の例を示す図。

【符号の説明】

１メッキ槽２メッキ浴３シンクロール４ストリップ５スノート６処理剤の堆積層７蓋８浸漬フード９浸漬ランス１０ドロス１１分岐管１２分離槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仲広徳兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者糟谷晃弘千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者岡田哲也兵庫県姫路市広畑区富士町１番地新日本製鐵株式会社広畑製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メッキ槽内の溶融Ｚｎ−Ｍｇメッキ浴を
溶融Ｚｎメッキ浴に切り換えるにあたり、メッキ浴表面
に塩化亜鉛あるいは塩化アンモニウムのすくなくとも１
種を上乗せして該メッキ浴中のＭｇと反応させる工程
と、該工程で生成した反応生成物を除去する工程とから
なることを特徴とする溶融メッキ浴の切替え方法。
【請求項２】メッキ槽に蓋を被せてメッキ浴表面に塩
化亜鉛あるいは塩化アンモニウムのすくなくとも１種を
上乗せして反応させる工程で発生するガスを吸引排気す
ることを特徴とする請求項１に記載の溶融メッキ浴の切
替え方法。
【請求項３】メッキ槽内のメッキ浴の上方からメッキ
浴の一部に浸漬フードを被せて、そのフード内のメッキ
浴表面に塩化亜鉛あるいは塩化アンモニウムのすくなく
とも１種を上乗せして反応させ、発生するガスを吸引排
気することを特徴とする請求項１に記載の溶融メッキ浴
の切替え方法。
【請求項４】反応生成物を除去する工程において、前
記浸漬フード内を減圧して反応生成物を除去することを
特徴とする請求項３に記載の溶融メッキ浴の切替え方
法。
【請求項５】メッキ浴表面に塩化亜鉛あるいは塩化ア
ンモニウムのすくなくとも１種を上乗せして反応させる
工程において、塩化亜鉛あるいは塩化アンモニウムが接
しているメッキ浴部分を攪拌することを特徴とする請求
項１〜４のいずれかに記載の溶融メッキ浴の切替え方
法。
【請求項６】ランス浸漬方式でガスをメッキ浴に吹き
込んで攪拌することを特徴とする請求項５に記載の溶融
メッキ浴の切替え方法。