JPH11256301A - 溶融金属めっき鋼板の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板を通過させる溶融金属浴からの溶融金属
の流下を操業上問題のないレベルで長時間に亘って防止
することができる溶融金属の製造装置を提供すること。 【解決手段】 めっき装置６は、めっき金属インゴット
を溶かす溶解浴１６から溶融金属Ｌが供給される溶融金
属供給浴１１と、供給浴１１の上方に設けられ、鋼板１
に付着した過剰の溶融金属を気体により払拭するガスワ
イピング装置１４と、供給浴１１の底部の鋼板通過開口
部１１ａに設置されたシール機構１３と、その下方に設
けられた流下溶融金属受け浴１２と、受け浴１２と溶解
浴１６とを連結する溶融金属流動経路１９と、受け浴１
２内部で鋼板通過開口部位置に鋼板１を挟み込むように
設けられた一対の回転ロール２１と、この回転ロール２
１上の溶融金属を掻き取るブレード２２とを備えてい
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、溶融金属めっき鋼
板を連続的に製造する装置に関し、特に溶融亜鉛めっき
鋼板（合金化溶融亜鉛めっき鋼板も含む。以下同じ。）
を製造する空中ポットに好適な溶融金属めっき鋼板の製
造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、亜鉛、アルミニウムや、その合
金などの溶融金属めっき鋼板は、従来、一般的に以下の
ように製造されている。すなわち、冷間圧延後の薄鋼板
に対し前処理工程で表面の洗浄を施し、無酸化性あるい
は還元性の雰囲気に保たれた焼鈍炉内において表面酸化
膜を除去し、焼鈍を行い、次いで冷却して溶融金属浴温
度とほぼ同程度まで冷却して溶融金属浴中に侵入させ
る。その後、鋼板を浴から引き上げ、鋼板表面に付着し
た過剰の溶融金属をガスワイパーで払拭している。

【０００３】従来の溶融金属めっき鋼板の製造に用いら
れる装置の溶融金属浴周辺部分を図４に示す。鋼板３１
は非酸化性雰囲気に保たれたスナウト３４から溶融金属
浴３２に引き込まれ、シンクロール３３およびサポート
ロール３５を経て鉛直方向に引き上げられ、ガスワイパ
ー３６で過剰の溶融金属が払拭される。

【０００４】しかしながら、このような従来型の装置で
は、浴中でドロス等の不純物が発生し、これらが浴中ロ
ールに付着して鋼板に押し疵を形成したり、鋼板に付着
して加工時に表面欠陥を引き起こす。このような欠陥を
防止するため、浴中ロールを取り出して手入れを行った
り、ドロスが浴中で浮遊しないように整流板を浴底部に
設置するなどの対応が施されている。さらに浴中ロール
には、溶融金属による溶融損により回転不良等が発生
し、これによりめっき欠陥を引き起こす。これに対応し
て、定期的に浴中ロールを交換したり、ロール表面にセ
ラミックス等を溶射する処理を施す等の対策が採られて
いる。

【０００５】このように、従来の製造装置で溶融金属め
っき鋼板の製造を行うと、品質や操作性が悪くなる欠点
があった。

【０００６】また、溶融金属浴は浴中機器を設置するた
めに極めて大きい。そのため数種の溶融金属めっき鋼板
を同一ラインで製造する場合、品種切り替え時の浴入れ
替えには多大の時間、費用、労力を必要としている。

【０００７】このような問題点に対処するために、底部
に開口部のある浴に溶融金属を保持し、開口部下方から
鋼板を通過させてめっきを行う技術、いわゆる空中ポッ
トが開発されている。例えば特開昭６３−１０９１４８
号公報には、循環による空中ポットが開示され、鋼板導
入部に静圧を印加することが記載されている。また、特
開昭６３−３０３０４５号公報には、溶融金属を電磁力
により保持し、鋼板通過位置において気体を噴射する空
中ポットが開示されている。さらに、特開平１−１３９
７４４号公報には、一対の回転ドラム間に溶融金属を供
給する方法が開示されている。さらにまた、特開平４−
３６４４７号公報には、溶融金属めっき浴底部に鋼板と
の間を０．０５〜１ｍｍに保持するシール板を設置した
装置が、特開平９−５３１６４号公報には、シール板設
置めっき浴下部に圧力室を設ける装置がそれぞれ開示さ
れている。

【０００８】上記空中ポットで問題となるのは、溶融金
属をいかに保持して浴底部開口部から流下させないかと
いうことであり、これまでに開示された技術の多くもそ
の点に着目したものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開昭６３−１０９１４８号公報や特開昭６３−３０３
０４５号公報のように気体の圧力や電磁力により溶融金
属の流下を防止する技術は、浴面の高さや流下溶融金属
の複雑な流動状態等に応じて気体圧力や電磁力を制御す
る必要があり、これら従来技術ではその十分な制御方法
が得られていないだけでなく、制御範囲も限定されてい
る。

【００１０】また、特開平１−１３９７４４号公報に開
示されたような気体を噴射して流下を防止する技術で
は、溶融金属の飛散や気泡の巻き込みに起因しためっき
不良が発生するという問題がある。

【００１１】さらに、特開平１−１３９７４４号公報に
開示されているような回転ドラム間に溶融金属を供給す
る技術は、鋼板と接していないロール端部での溶融金属
の流下が問題になる。

【００１２】さらにまた、特開平４−３６４４７号公報
や特開平９−５３１６４号公報に開示されているような
シール板を設ける技術は、鋼板とシール板との間を０．
０５〜１ｍｍに保持する必要があるが、実際には鋼板が
シール板と接触し鋼板表面が疵付くといった問題点があ
る。

【００１３】このように、上記従来技術はいずれも、溶
融金属の流下を操業上問題のないレベルで長時間に亘っ
て防止することが困難である。

【００１４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、鋼板を通過させる溶融金属浴からの溶融金属
の流下を操業上問題のないレベルで長時間に亘って防止
することができる溶融金属の製造装置を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、金属のインゴットを投入して溶解を行う
溶解浴から溶融金属が供給され鋼板を下から上に向かっ
て通過させる溶融金属供給浴と、溶融金属供給浴を通過
することにより溶融金属が表面に付着した鋼板を上方に
引き上げた際に、過剰の溶融金属を気体により払拭する
装置と、前記溶融金属供給浴の下側に密接して設けら
れ、溶融金属供給浴から流下する溶融金属を受ける流下
溶融金属受け浴と、前記流下溶融金属受け浴の内部でか
つ鋼板通過開口部位置に鋼板を挟み込むように設けられ
た一対の回転ロールと、該回転ロール上の溶融金属を掻
き取るブレードとを具備することを特徴とする溶融金属
めっき鋼板の製造装置を提供する。

【００１６】また、本発明は、上記装置において、さら
に、流下溶融金属受け浴と前記溶解浴とを連結する溶融
金属流動経路を具備することを特徴とする溶融金属めっ
き鋼板の製造装置を提供する。

【００１７】さらに、本発明は、上記いずれかの装置に
おいて、さらに、前記流下溶融金属受け浴下側に、非酸
化性の気体を供給して鋼板通過開口部から該気体を鋼板
に吹き付ける装置を具備することを特徴とする溶融金属
めっき鋼板の製造装置を提供する。

【００１８】本発明においては、流下溶融金属受け浴を
設け、その内部の鋼板通過開口部位置に鋼板を挟み込む
ように一対の回転ロールを設け、回転ロール上の溶融金
属をブレードで掻き取るようにしたので、溶融金属供給
浴から流下溶融金属受け浴に流下した溶融金属が、鋼板
の上方への移動に伴って回転する回転ロールにより左右
に分かれ、その溶融金属をブレードで掻き取り、溶融金
属が流下金属受け浴から下方に流下するのを防止するこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る溶融金
属めっき鋼板の製造装置（空中ポット）を含むめっき設
備の概略断面図である。鋼板１は、焼鈍炉２内で焼鈍、
冷却された後、デフレクターロール３で鉛直方向に搬送
され、サポートロール４で形状矯正が行われ、その後押
さえロール５を介してめっき装置（空中ポット）６に搬
送される。押さえロール５は、鋼板の振動を抑え、パス
ラインを決めるために設けられる。押さえロール５やサ
ポートロール４は必須なものではないが、鋼板振動を抑
制してパスラインを決めるためには押さえロール５を、
鋼板矯正の点からはサポートロール４を設置することが
望ましい。

【００２０】めっき装置６は、めっき金属インゴットを
溶かす溶解浴１６から溶融金属Ｌが供給される溶融金属
供給浴１１と、供給浴１１の上方に設けられ、鋼板１に
付着した過剰の溶融金属を気体により払拭するガスワイ
ピング装置１４と、供給浴１１の底部の鋼板通過開口部
１１ａに設置されたシール機構１３と、その下方に設け
られた流下溶融金属受け浴１２と、受け浴１２と溶解浴
１６とを連結する溶融金属流動経路１９と、受け浴１２
内部で鋼板通過開口部位置に鋼板１を挟み込むように設
けられた一対の回転ロール２１と、この回転ロール２１
上の溶融金属を掻き取るブレード２２とを備えている。

【００２１】溶解浴１６からの溶融金属Ｌは、ポンプ等
の溶融金属移送装置１７により供給流路１８を介して溶
融金属供給浴１１に供給される。一方、上記溶融金属流
動経路１９を通って流下溶融金属受け浴１２に流下した
溶融金属Ｌが溶解浴１６に戻される。

【００２２】上記シール機構１３は、シール方式が特に
限定されるものではなく、従来のシール板のようなもの
でよく、電磁力を利用したような大がかりな機構である
必要はない。また、開口部１１ａは鋼板との接触がない
ように数ｍｍ以上の開口幅であることが望ましい。した
がって、溶融金属供給浴１１の溶融金属は、開口部１１
ａから流下することになる。すなわち、従来のシール技
術では溶融金属の流下は避けられないことから、本発明
では溶融金属の流下を前提としており、流下した溶融金
属を受け止めるために流下溶融金属受け浴１２を溶融金
属供給浴１１の下方に設けている。なお、シール機構１
３は設けたほうが好ましいが、必須なものではない。

【００２３】流下金属受け浴１２の内部に設けられた一
対の回転ロール２１は、そこに供給された溶融金属が流
下金属受け浴１２の底部の鋼板通過開口部１２ａから下
方へ流下させることを防止する機能を有している。この
回転ロール２１は、駆動型でもよいが、鋼板振動を抑制
することができることからアイドリング型のほうが望ま
しい。回転ロール２１はともに鋼板接触部で下から上に
回転するようになっている。なお、回転ロール２１の表
面に溶融金属が固着しないように回転ロール２１を加熱
してめっき金属の融点以上にロール表面温度を保つこと
が望ましい。

【００２４】このように構成されるめっき設備において
は、焼鈍炉２内で焼鈍、冷却され、デフレクターロール
２１で鉛直方向に搬送された鋼板１が、サポートロール
４および押さえロール５を介して、めっき装置（空中ポ
ット）６に搬送される。

【００２５】めっき装置６においては、溶解浴１６から
供給流路１８を介して溶融金属が溶融金属供給浴１１に
供給される。一方、鋼板１は流下溶融金属受け浴１２の
底部の開口部１２ａからその中へ供給され、その中に設
けられた一対の回転ロール２１に挟み込まれた状態で開
口部１１ａを通って溶融金属供給浴１１に供給される。
鋼板１が溶融金属供給浴１１を下から上へ通過する間に
その表面に溶融金属が付着される。その後、溶融金属供
給浴１１から引き上げられた鋼板１は、ガスワイピング
装置１４により過剰の溶融金属を払拭される。

【００２６】この場合に、溶融金属供給浴１１の鋼板通
過開口部１１ａは鋼板との接触がないような開口幅であ
ることから溶融金属供給浴１１の溶融金属は、開口部１
１ａから流下する。開口部１１ａから流下した溶融金属
は流下溶融金属受け浴１２内の回転ロール２１に供給さ
れる。回転ロール２１は鋼板１の上方への移動に伴って
鋼板接触部で下から上に回転するため、回転ロール２１
に供給された溶融金属はその上面で左右に分かれるよう
に流れる。左右に分かれた溶融金属は、ブレード２２で
掻き取られ、流下金属受け浴１２内に流下する。

【００２７】このように、回転ロール２１で溶融金属を
左右に分け、その溶融金属をブレード２２で掻き取るの
で、溶融金属が流下金属受け浴１２から下方に流下する
のを防止することができる。

【００２８】また、受け浴１２の下方に押さえロール５
が設けられているため、受け浴１２の下側の鋼板通過開
口部１２ａをかなり狭くすることができる。したがっ
て、たとえ、回転ロール２１の鋼板と接していないロー
ル端部からすり抜けた溶融金属が流下した場合でも、そ
の全部またはほとんどの溶融金属を受け浴１２で受け止
めることができる。

【００２９】さらに、流下溶融金属受け浴１２の溶融金
属が、めっき金属のインゴットを投入して溶解を行う溶
解浴１６に流入可能なように溶融金属流動経路１９で連
結してあるため、流下した溶融金属を再度溶融金属供給
浴１１に供給することができ、経済的である。

【００３０】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図２は、本発明の他の実施形態に係る溶融金属め
っき鋼板の製造装置を示す概略断面図である。この実施
形態では、流下溶融金属受け浴１２の下側に非酸化性の
気体を供給して鋼板が通過する開口部からその気体を鋼
板１に噴き付ける吹き付け装置１５を有している点が従
前の実施形態のめっき装置とは異なり、他の構成は従前
の実施例と同様である。なお、この噴き付け装置１５へ
の気体供給は配管２０を介して行われる。

【００３１】このように噴き付け装置１５を設置するこ
とにより、流下溶融金属受け浴１２で受け止める溶融金
属の量を増やすことができる。すなわち、回転ロール２
１のロール端部から溶融金属が流下する場合であって
も、受け浴１２の下側に配置された噴き付け装置１５か
ら非酸化性気体を噴き付けることにより、回転ロール２
１の端部から流下する溶融金属を吹き飛ばして流下を防
ぐことができる。

【００３２】この気体の噴射に必要な流量は、従来の空
中ポットにおいて完全に流下防止を行うために必要な気
体流量よりも少なくてよく、さらに溶融金属供給浴１１
の溶融金属に直接気体を噴き付けないために従来問題で
あった気体の巻き込みも生じない。また、気体噴き付け
により溶融金属を飛散させても受け浴１２が供給浴１１
と密接して連結する構造であるため、溶融金属が系外に
飛散することはなく、受け浴１２内の雰囲気温度がめっ
き金属の融点以上に保持されていれば飛散した溶融金属
が受け浴１２の壁面に固着するおそれはない。

【００３３】噴き付けガスとして非酸化性気体を使用す
るのは、鋼板の酸化を防ぎ、めっき不良を起こさないた
めである。また、鋼板の温度低下を防ぐ観点からは、浴
温度と同程度の温度の高温気体を用いることが望まし
い。非酸化性気体としては特に限定されるものではない
が、例えば脱水した不活性ガスや焼鈍炉２内のガスを用
いることができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
こでは、図１に概略を示したような装置を用いて、低融
点金属（ウッドメタル、融点：７０℃、大阪アサヒメタ
ル工場製Ｕ−アロイ７０）のシール性を検証した。

【００３５】鋼板１（幅２００ｍｍ）デフレクターロー
ル３、サポートロール４を介して押さえロール５からめ
っき装置（空中ポット）６に導入した。流下溶融金属受
け浴１２における鋼板通過開口部１２ａと鋼板１との間
隔は１ｍｍになるように調整した。受け浴１２内には鋼
板の移動によって回転するアイドリング型の鋼製ロール
（直径１００ｍｍ）２１を鋼板１を挟み込むように一対
配置した。この回転ロール２１にテフロン製のブレード
２２を押し当てて溶融金属を掻き取るようにした。

【００３６】受け浴１２の上には１０ｍｍ×２５０ｍｍ
の鋼板開口部を有するめっき金属供給浴１１を上記受け
浴１２と密接するように連結した。また、受け浴１２と
溶解浴１６とは内径５０ｍｍの配管１９で連結し、受け
浴１２に溜まったウッドメタルを溶解浴１６に導くよう
にした。めっき金属は、周囲に電熱ヒータを取り付けて
溶融金属の温度を１００℃に保った溶解浴１６から０．
３５ｍ³／ｍｉｎの割合で供給浴１１に移送した。この
供給浴内には浴面高さを一定（５０ｍｍ）に保つオーバ
ーフロー堰を設けた。

【００３７】鋼板１を４０ｍ／ｍｉｎから１６０ｍ／ｍ
ｉｎの速度で上方に引き上げて受け浴１２の鋼板通過開
口部１２ａからのウッドメタルの流下状況を観察した。
その結果、どの条件においても鋼板と空中ポットとの接
触は認められず、通板性に問題はなかった。また、各種
の鋼板引き上げ速度と鋼板厚におけるウッドメタルの流
下状態を把握した。その結果を図３に示す。図３中、○
印は流下が認められない状態を示し、△印は時々若干の
流下した状態を示し、×印は流下量は若干であるが連続
的に認められた状態を示す。

【００３８】鋼板厚み１．０ｍｍ以下の場合には、どの
速度においても受け浴１２の鋼板通過開口部１２ａから
ウッドメタルの流下は認められず、本装置により溶融金
属の流下防止が可能なことが確認された。鋼板厚みが厚
くなった場合には、鋼板１と接していない回転ロール２
１の端部からの流下が認められた。

【００３９】次に、図２に概略を示すような装置を用い
て、同様なシール性の検証を実施した。気体噴射装置１
５には２ｍｍ×２５０ｍｍの吐出口を設けて窒素ガスを
吐出させ、受け浴１２からのガス排出は溶解浴１６との
連結管から行った。図１に示した装置において最もウッ
ドメタルの流下が多かった鋼板厚２．５ｍｍ、鋼板引上
げ速度４０ｍ／ｍｉｎの場合において、片側の気体噴射
装置１５から窒素ガスを１．２Ｎｍ³／ｍｉｎ以上吐出
させることによりウッドメタルの流下を防止することが
できた。このように気体噴射装置１５がない場合にロー
ル端部から認められたウッドメタルの流下はどの場合に
も認められなかった。これにより本装置の有効性が確認
された。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼板を通過させる溶融金属浴からの溶融金属の流下を操
業上問題のないレベルで長時間に亘って防止することが
できる。したがって、浴中機器に起因した欠陥やドロス
欠陥などの解消、長時間安定操業の達成、さらに異種品
種との切替えが容易に行えるなど、いわゆる空中ポット
方式のめっき装置の長所を享受することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る溶融金属めっき鋼板
の製造装置を含むめっき設備を示す概略断面図。

【図２】本発明の他の実施形態に係る溶融金属めっき鋼
板の製造装置を示す概略断面図。

【図３】本発明の実施例の効果を説明するための図。

【図４】従来のめっき装置を示す概略断面図。

【符号の説明】

１……鋼板 ２……焼鈍炉 ３……デフレクターロール ４……サポートロール ５……押さえロール ６……溶融金属めっき鋼板の製造装置 １１……溶融金属供給浴 １２……流下溶融金属受け浴 １３……シール機構 １４……ガスワイピング装置 １５……気体噴射装置 １６……溶解浴 １７……溶融金属移送装置 １８……供給流路 １９……溶融金属流動経路 ２１……回転ロール ２２……掻き取りブレード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属のインゴットを投入して溶解を行う
   溶解浴から溶融金属が供給され鋼板を下から上に向かっ
   て通過させる溶融金属供給浴と、 溶融金属供給浴を通過することにより溶融金属が表面に
   付着した鋼板を上方に引き上げた際に、過剰の溶融金属
   を気体により払拭する装置と、 前記溶融金属供給浴の下側に密接して設けられ、溶融金
   属供給浴から流下する溶融金属を受ける流下溶融金属受
   け浴と、 該流下溶融金属受け浴と前記溶解浴とを連結する溶融金
   属流動経路と、 前記流下溶融金属受け浴の内部でかつ鋼板通過開口部位
   置に鋼板を挟み込むように設けられた一対の回転ロール
   と、 該回転ロール上の溶融金属を掻き取るブレードとを具備
   することを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記流下溶融金属受け浴と前記
   溶解浴とを連結する溶融金属流動経路を具備することを
   特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき鋼板の製造
   装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記流下溶融金属受け浴下側
   に、非酸化性の気体を供給して鋼板通過開口部から該気
   体を鋼板に吹き付ける装置を具備することを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の溶融金属めっき鋼板の
   製造装置。