JPH10330859A

JPH10330859A - 亜鉛回収装置

Info

Publication number: JPH10330859A
Application number: JP13853797A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakajima; 宏幸中島; Toshiaki Amagasa; 敏明天笠; Makoto Arai; 信新井; Masayuki Kageyama; 誠之景山; Yasuo Kobayashi; 保雄小林
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】トップドロスから亜鉛を回収する安価な亜鉛
回収装置を提供する。【解決手段】鋼帯に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛め
っき浴槽に配設された、トップドロスを収容する底部あ
るいはさらに側面に亜鉛が滴下する１〜50mm径の開孔を
有するドロス収容ケースと、ドロスを亜鉛の融点以上の
温度に保持可能な保熱手段とを有する。ドロス収容ケー
スの底部は交換可能とするのが好ましい。亜鉛回収装置
は溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっき浴槽上に進退自
由にあるいは溶融亜鉛めっき浴中に配設してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯に溶融亜鉛め
っきを施す溶融亜鉛めっき浴において生成されるトップ
ドロス中に存在する、有用な亜鉛を回収する亜鉛回収装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、溶融亜鉛めっき浴には、通過す
る鋼帯から鉄が溶出し、一部めっき浴中の亜鉛と反応し
FeZn₇を形成しめっき浴底部に堆積する。また、鋼帯に
よって引き上げられた亜鉛はめっき浴に還流する際に空
気酸化され、金属亜鉛と混合した泥状の物資ができ、さ
らに亜鉛めっき浴中のAlやFeZn₇と反応した鉄はFe₂Al₅
となって亜鉛めっき浴上に浮上しトップドロスを生成す
る。このため、溶融亜鉛めっき鋼板製造時には、溶融亜
鉛めっき浴中のトップドロスを定期的に浴外に排出し
て、トップドロスが鋼板に付着するのを防止している。
しかし、溶融亜鉛がドロスと共に排出され、めっき鋼板
製造における亜鉛原単位を著しく悪化させている。

【０００３】亜鉛の回収方法としてはドロスを亜鉛の沸
点以上に加熱し亜鉛を気化させ回収する方法（特開平7-
292451号公報参照）、ドロス中の亜鉛金属を高温加熱し
融解させる方法（特開平4-32544 号公報参照）や回収助
剤を添加し化学的にドロスから亜鉛を回収する方法（特
開昭63-58224号公報参照）がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7-292451号公報に記載された技術では、めっき浴外の加
熱蒸留器でドロスを亜鉛の沸点以上に加熱する必要があ
り大規模な加熱装置が必要になり、さらに発生した亜鉛
蒸気をめっき浴へ導く気化導管には、気密性あるいは亜
鉛との反応性を考慮した材料を使用する必要があり、加
熱蒸留器と気化導管という非常に高価な設備となる問題
があった。また、特開平4-32544 号公報に記載された技
術では、固体あるいは半溶融状態の亜鉛を750 ℃という
高温で再融解させ、かつ底部を網目で構成した容器を用
いるため、網目開口部からドロスが流出し、ドロスから
の金属亜鉛分離回収の効率が低いという問題があった。

【０００５】また、特開昭63-58224号公報に記載された
技術では、高価な回収助剤を添加するため、亜鉛の回収
費が非常に高価なものとなり、また装置も大規模なもの
となる。本発明は、上記した問題を解決し、トップドロ
スから亜鉛を容易に回収できる安価な装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題解決のための手段】本発明者らは、上記課題を解
決するために鋭意検討した結果、トップドロスは、液状
の亜鉛中に高濃度の固体粒子のドロスが混合した高濃度
の固液混合流体（非ニュートン性流体）と考えるべきで
あることに思い至った。固体濃度が高い固液混合流体か
ら液体を濾材を用いて濾過する場合には、濾材面に固体
粒子が架橋堆積し、その後の濾過に濾材として作用しつ
つ濾過が進行する、いわゆるケーク濾過が達成されるの
である。この考えをもとに、ケーク濾過が達成されれ
ば、濾材孔径が固相粒子径より大きい濾材を用いて濾過
分離が可能となると考え、実験を繰り返した結果、トッ
プドロスを所定の大きい孔径を有する濾材を用いて濾過
することにより、濾材孔からドロスが落ちることなく亜
鉛を高能率に滴下抽出できることを見いだした。

【０００７】本発明は上記した知見をもとに構成された
ものである。すなわち、本発明は、鋼帯に溶融亜鉛めっ
きを施す溶融亜鉛めっき浴槽に配設された亜鉛回収装置
であって、前記溶融亜鉛めっき浴中に生成されるトップ
ドロスを収容するドロス収容ケースと、収容したトップ
ドロスを保熱する保熱手段とを有し、該ドロス収容ケー
スには底部あるいはさらに側面部に亜鉛を滴下回収する
最小径が１〜50mmである複数の開孔を設けてなることを
特徴とする亜鉛回収装置であり、前記ドロス収容ケース
および前記保熱手段は前記溶融亜鉛めっき浴槽上に進退
自在に配設されるのが好ましい。また、本発明では、前
記ドロス収容ケースを、該ドロス収容ケースの直下に設
けられ該ドロス収容ケースから滴下する亜鉛を回収する
亜鉛回収ケースとともに前記溶融亜鉛めっき浴中に浸漬
配設し、前記保熱手段を溶融亜鉛めっき浴としてもよ
い。

【０００８】また本発明では、前記ドロス収容ケースの
底部を、複数の開孔を有し開孔面積率が１〜70％とする
のが好ましく、また交換可能な底部とするのがよい

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明装置の１実施例を図１に示
す。図１は連続溶融亜鉛めっきラインにおける溶融亜鉛
めっき浴槽を示している。焼鈍炉（図示せず）で処理さ
れた鋼帯４はスナウト７で大気に触れることなく溶融亜
鉛めっき浴３に導かれ、シンクロール６で進行方向を変
えられ、ガイドロールを介し上方に引き上げられる。溶
融亜鉛めっき浴３を出たのち過剰の亜鉛を絞り落とすた
め、付着量制御用ノズル10により高圧ガスを吹き付け付
着量を調整する。

【００１０】通常、溶融亜鉛めっき浴に生成されるトッ
プドロスを定期的に浴外に排出して、トップドロスが鋼
板に付着するのを防止している。本発明では、鋼帯に溶
融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっき浴中に生成されるト
ップドロス５を汲み出し、溶融亜鉛めっき浴槽に配設し
た亜鉛回収装置２へ収容する。亜鉛回収装置２は、溶融
亜鉛めっき浴槽上に配設しても、溶融亜鉛めっき浴槽中
に浸漬配設してもよい。

【００１１】まず、溶融亜鉛めっき浴槽上に配設する場
合について説明する。図１では、亜鉛回収装置２は、溶
融亜鉛めっき浴槽上に進退自由に配設されている。亜鉛
回収装置は、軌条等のうえを図示しない移動手段により
走行自在とされ、ドロスから亜鉛を回収するときは、溶
融亜鉛めっき浴槽上に移動し、他の場合は溶融亜鉛めっ
き浴槽から後退する。

【００１２】また、亜鉛回収装置２は、鋼製またはセラ
ミック等でできたドロス収容ケース１を有している。こ
のドロス収容ケース１には、底部および側面に複数の開
孔12が形成され、回収亜鉛８が滴下可能とされている。
開孔12は、円状としても、スリット状としてもよい。開
孔の断面は、例えば、図２に示すように、テーパ状断面
あるいは垂直断面いずれでもよく、その最小部の径
（幅）ｄを１〜50mmの範囲とする。最小部の径は、回収
時の保持温度、保持時間と関連する。ここで、図３は、
本発明者らが知見した、トップドロスを開孔径の異なる
ドロス収容ケースに収容し、460 ℃で90min 間保熱した
場合のトップドロスからの亜鉛回収効率におよぼす開孔
径の影響を示したものである。開孔の最小部の径（幅）
が1mm 未満では、図３に示すように、開孔の閉塞が著し
くなり、回収効率が20％以下と低下する。開孔径が大き
くなるとともに亜鉛の回収効率は向上し、開孔径が10mm
以上の場合に、80％と高くなる。一方、開孔の最小部の
径（幅）が50mmを超えると、開孔からドロスが流出す
る。このため、開孔の最小径（幅）を１〜50mmに限定し
た。なお、より好ましくは10mm以上50mm以下である。

【００１３】ドロス収容ケース１の底部には１〜50mmの
範囲の開孔が複数設けられるが、底部の開孔面積率（開
孔面積／底部面積）が１〜70％の範囲となるように開孔
の数、開孔径を選択するのが好ましい。開孔面積率が１
％未満では、濾過は可能であるが分離に時間がかかりす
ぎ能率的でない。一方、70％を超えるとケーク濾過の定
常状態になるまで時間がかかるうえ、濾過分離開始時
に、開孔からドロスが流出し溶融亜鉛中に混入しやすく
なる。

【００１４】ドロス収容ケース１は、鋼製あるいはセラ
ミック製、あるいは表面にカーボンおよびセラミック溶
射等を施した鋼製いずれも好適である。ドロス収容ケー
ス１を鋼製とすると、亜鉛の流出により底部および側面
部に設けられた開孔部が著しく溶損する場合がある。こ
のため、底部を交換可能とし、図４に示すようなドロス
収容ケース用交換底板14を用意し、適宜交換するのが好
ましい。これにより、ドロス収容ケース全体を新たに製
作することなく操業が継続でき、回収能率を向上でき
る。交換底板には、当然ながら複数の開孔を設けること
は言うまでもない。

【００１５】亜鉛回収装置２には、ドロス収容ケース１
の外側近傍に保熱手段13が配設され、ドロスを亜鉛の融
点以上の所定の温度に保持可能とされる。図１では、保
熱手段13としてバーナ９が示されているがこれに限られ
るものではない。ドロスの温度低下を補償し、亜鉛の融
点以上の温度に保持できる程度の熱量が供給できればよ
く、電熱板等いかなる手段でもよいのは言うまでもな
い。

【００１６】収容したトップドロスはめっき浴温度と同
等の温度（約460 ℃）、あるいはわずかに低い温度であ
り、ほぼこのめっき浴温度程度の亜鉛の融点以上に保持
し、ドロス収容ケース底部の開孔の大きさが最小孔径で
１mm以上の場合、ドロスに付随した溶融亜鉛がドロスの
間隙を伝わり開孔部より滴下可能となる。700 ℃以下に
保持することにより、ドロス収容ケース底部の開孔の大
きさが最小孔径で50mm以下の場合、ドロスに付随した溶
融亜鉛がドロスの間隙を伝わり開孔より滴下する。

【００１７】開孔12から滴下した溶融亜鉛は、直接亜鉛
めっき浴に流入させるのがよい。つぎに、亜鉛回収装置
を溶融亜鉛めっき浴槽中に浸漬配設する場合について図
５に基づいて説明する。図５では、亜鉛回収装置２は、
溶融亜鉛めっき浴３中に浸漬配設される。亜鉛回収装置
２は、鋼製あるいはセラミック製あるいは表面にカーボ
ンおよびセラミック溶射等を施した鋼製のドロス収容ケ
ース１およびドロス収容ケース１の直下に設けられドロ
ス収容ケースから滴下する回収亜鉛８を回収する亜鉛回
収ケース２ａとからなる。ドロス収容ケース１は、上記
した溶融亜鉛めっき浴槽上に配設する場合と同じ形状と
してなんら不都合はない。亜鉛回収ケース２ａのケース
上面とめっき浴面とをほぼ同レベルとするのが、ドロス
回収を容易とする点から好ましい。

【００１８】亜鉛回収ケース２ａは、ドロス収容ケース
から亜鉛を滴下した亜鉛を収容できればよくその形状は
とくに限定されない。ドロス収容ケースから亜鉛を滴下
しやすくするために亜鉛回収ケース内を圧抜きダクト17
により圧力を若干低下させるのがよく、圧力を低下でき
る構造とするのが好ましい。また、亜鉛回収ケース２ａ
は、上記したドロス収容ケースと同様の材質で製作する
のが好ましい。

【００１９】回収された回収亜鉛８は、亜鉛回収ケース
２ａに付設された配管15からポンプ16等で浴中に戻され
るのが好ましい。また、ドロス収容ケース内にドロスは
該ケースが満杯になり次第交換する。ドロス収容ケース
１は交換可能な構造とするのが好ましく、亜鉛回収ケー
ス２ａと分離接合可能とするのがよい。

【００２０】図５では、ドロスの保熱手段として、溶融
亜鉛めっき浴を保熱のための熱源とする。これによりド
ロス収容ケースからの放熱も抑制され、また特別な熱源
を必要とすることもない。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を以下に示す。（実施例１）鋼帯に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっ
き浴中に浮遊しているトップドロスを汲み出し、図１に
示す溶融亜鉛めっき浴３上に配設された亜鉛回収装置２
内のドロス収容ケース１に収容した。トップドロスの収
容には従来通り開孔部を有する大型のスプーン状の治具
により行ない、収容したトップドロスは200kg であっ
た。

【００２２】トップドロスを収容した後、保熱手段のガ
スバーナーでドロスを亜鉛の融点以上の温度、約700 ℃
で20分間保持した。亜鉛回収装置２に設置されたドロス
収容ケース１には、開孔12として直径20mmの円状の亜鉛
抽出孔（計６孔、底部開孔面積率：10％）が設けてあ
り、この開孔12から160kg の亜鉛が回収された（回収率
80％）。

【００２３】また、回収亜鉛中に含まれるFe、Al量はそ
れぞれ0.053wt ％、0.167wt ％であり、トップドロスの
Fe、Al量、それぞれ1.10wt％、1.52wt％に比較して圧倒
的に低く、亜鉛浴成分（Fe量：0.040wt ％、Al量：0.14
0wt ％）とほぼ同等であった。また、この回収亜鉛を直
接亜鉛浴に流入させたが亜鉛浴を汚染することなく良好
な製品が得られた。（実施例２）鋼帯に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛めっ
き浴中に浮遊しているトップドロスを実施例１と同様に
150kg 汲み出し、図５に示す溶融亜鉛めっき浴中に浸漬
配設された亜鉛回収装置内のドロス収容ケース１に収容
し、溶融亜鉛めっき浴と同じ温度460 ℃に90分間保持し
た。

【００２４】亜鉛回収装置２に設置されたドロス収容ケ
ース１には、開孔として直径35mmの円状の亜鉛抽出孔
（計４孔、開孔面積率：７％）が設けてあり、この開孔
から120kg の亜鉛が回収された（回収率80％）。また、
回収亜鉛中に含まれるFe、Al量はそれぞれ0.049wt ％、
0.159wt ％であり、トップドロスのFe、Al量のそれぞれ
1.02wt％、1.41wt％に比較して圧倒的に低く、亜鉛浴成
分（Fe量：0.040wt ％、Al量：0.140wt ％）とほぼ同等
であった。

【００２５】また、この回収亜鉛８を直接亜鉛浴に流入
させたが亜鉛浴を汚染することなく良好な製品が得られ
た。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、従来トップドロスとと
もに排出していた亜鉛を安価な簡易設備により高い効率
で回収可能となり、溶融亜鉛めっき鋼板製造時の亜鉛原
単位を低減させることができ、産業上格段の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の１実施例を模式的に示す断面図で
ある。

【図２】ドロス収容ケース底部の開孔の断面形状を示す
断面図である。

【図３】亜鉛回収効率におよぼすドロス収容ケース底部
の開孔径の影響を示すグラフである。

【図４】ドロス収容ケース用交換底板の形状を示す概念
図である。

【図５】本発明装置の１実施例を模式的に示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ドロス収容ケース２亜鉛回収装置２ａ亜鉛回収ケース３溶融亜鉛めっき浴４鋼帯５トップドロス６シンクロール７スナウト８回収亜鉛９バーナ 10 付着量制御用ノズル 11 ガイドロール 12 開孔 13 保熱手段 14 ドロス収容ケース用交換底板 15 配管 16 ポンプ 17 圧力抜きダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新井信千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者景山誠之千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者小林保雄千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼帯に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛め
っき浴槽に配設された亜鉛回収装置であって、前記溶融
亜鉛めっき浴中に生成されるトップドロスを収容するド
ロス収容ケースと、収容したトップドロスを保熱する保
熱手段とを有し、該ドロス収容ケースには底部あるいは
さらに側面部に亜鉛を滴下回収する最小径が１〜50mmで
ある複数の開孔を設けてなることを特徴とする亜鉛回収
装置。
【請求項２】前記ドロス収容ケースおよび前記保熱手
段を前記溶融亜鉛めっき浴槽上に進退自在に配設したこ
とを特徴とする請求項１記載の亜鉛回収装置。
【請求項３】前記ドロス収容ケースを、該ドロス収容
ケースの直下に設けられ該ドロス収容ケースから滴下す
る亜鉛を回収する亜鉛回収ケースとともに前記溶融亜鉛
めっき浴中に浸漬配設し、前記保熱手段を溶融亜鉛めっ
き浴とすることを特徴とする請求項１記載の亜鉛回収装
置。
【請求項４】前記ドロス収容ケースの底部は、複数の
開孔を有し開孔面積率が１〜70％であることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載の亜鉛回収装置。
【請求項５】前記ドロス収容ケースの底部は、交換可
能な底部としたことを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の亜鉛回収装置。