JPS61199062A - 導電性エレメント、特に導電性金属ワイヤ−を処理するための方法および装置、そしてそのようにして得られた処理したエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性の連続エレメント、特に金属ワイヤーま
たは類似のエレメントの被覆の技術分野に関する。特に
本発明は、導電性の長いエレメント、特に金属ワイヤー
の上に、少なくとも一種の導電性材料の被覆を形成する
方法に関する。そのような方法は金属ワイヤー、そして
もっと広くいえば導電性材料でつくられたワイヤーまた
は他の長いエレメントを金属被覆によって処理するのに
特に有利な態様で応用されることが理解されるであろう
。特に本発明の好ましい具体例は、いわゆる亜鉛メッキ
技術（ガルバナイジング）によって鋼ワイヤーを亜鉛で
被覆することに関する。

本発明はまた前記処理を実施する装置にも関する。

本発明は、本発明方法または装置によって得られる被覆
したワイヤーをも対象とする。

本明細書においては、連続エレメントの処理とは、厳密
にいってワイヤーばかりでなく、もつと一般にいってそ
れらを処理浴を通って滑走させながら処理することがで
きるような巨大でなく比較的長い形状の導電性材料で構
成されたすべての製品を含むことを意図する。これはそ
れら製品の断面形状を問わない。従って円形断面のワイ
ヤー、平坦な鋼ストリップ、平坦な鋼板、種々の断面の
エレメント、および特に原料コイルから引出し、処理装
置を通り、そして装置の放出端においてコイルに巻くか
、または適当な長さに切断されるように搬送し得ること
が公知の任意の他の長尺エレメントでよい。

これらのエレメントの処理は処理条件下で液状である導
電性材料の浴中で実施される。一般に、゛しかしそれに
限定されないが、これら浴は溶融金属または合金でつく
られる。

本発明が関係する鋼ワイヤーのような鋼エレメントの亜
鉛メッキの分野においては、主工程が亜鉛メッキ工程で
あり、そしてワイヤーが液状の加熱された亜鉛よりなる
浴を収容したタンクを通過する装置を通って滑走（すな
わち引く）させるのが通常である。このタンクのすぐ上
流において一般に亜鉛浴よりも明らかに低い温度におい
てワイヤーの予熱が実施される。それによって環境空気
中におけるワイヤーの酸化が避けられる。処理浴の出口
すなわち下流において、これらワイヤーは例えば水の撒
布、空気循環または両者の併用により、コイルに巻き取
られる前に冷却される。

この亜鉛メソキ工程は、前記予熱および亜鉛浴自体へ到
達する以前に、トンネル型の焼鈍炉そして場合により焼
入れ浴を通過させ、次に冷却、エツチングおよび洗浄段
階を通過させることを含む、鋼の機械的性質を改善する
ことを目的とした既知の処理と直列に実施することがで
きる。

これまで実施された技術は被覆へ導く化学反応が達成さ
れる化学反応の仕方に直接関係した理由のために完全に
満足なものではなかった。

ワイヤーへの亜鉛被覆の接着は、浴へ入れた時鋼の表面
に形成される鉄−亜鉛合金の第一層の性状および構造に
強く影響される。この浴の温度は多くの場合約４５０℃
である。

強く接着した亜鉛被覆を得るためには、非キルド鋼また
は小規模製鋼工場からの鋼は接着テストにおいて満足な
結果を与えないがら、完全キルド鋼またはセミキルド鋼
を使用することが必須である。

現在の状況、および特に安価で上質でない鋼を製造する
短いダイスの加速された発達を考慮に入れるため、他の
浸漬亜鉛メッキ技術が必要となる。

鋼表面を稠整するため窒素および還元雰囲気を使用し、
そしてそれを処理浴を構成する溶融亜鉛中を７２０℃へ
達する温度で導入することが提案されている。しかしな
がら技術的理由によってワイヤ一温度を加熱炉の出口か
ら亜鉛浴の入口までコンスタントに保つことは不可能で
あるから、高い温度の採用は問題外である。

本発明は前述の困難を減らすことを目的とする。

本発明はまた、亜鉛メッキした鋼ワイヤ−、または一般
的にいえば同様な態様で被覆もしくは処理される任意の
連続エレメントに通常求められる機械的および物理化学
的性質を改善する。

そのため、本発明は導電性材料から構成されている連続
状エレメントが液状処理浴を通って引かれる連続状エレ
メントの処理方法であって、前記処理浴中へ浸漬する前
に該エレメントを、前記処理浴および予備接触浴の電位
と実質上異なる電位に保たれた導電性浴を通過させるこ
とにより、ジュール効果によって加熱することを特徴と
する前記方法に関する。

前記エレメントは、それを有用な処理温度に維持するた
め、好ましくは前記処理浴の温度より高い温度へ前記態
様で加熱される。前記処理浴の蒸発温度より高い温度へ
該エレメントのセクションを加熱することはしばしば処
理結果を改善する。

電気伝導性の液状浴処理が、その間をエレメントを通っ
て電流が流れる接点の一つを構成することができる。こ
のようにエレメントが処理浴へ浸漬される前に、エレメ
ントは該接触浴を通過させられる。

前記接触浴を通過する前に、前記エレメントは有利には
脱脂浴を通過させられ、その時電気的接点は、第１の接
点に関して脱脂浴のレベルに、第２の接点に関し前記接
触浴のレベルに、そして前記第２の接点と共に前記エレ
メントのジュール効果による加熱を実現する第３の接点
に関し、前記処理浴のレベルに分布される。

この方法の主たる応用の一つにおいては、連続状エレメ
ントは鋼製エレメントによって構成される。

亜鉛メッキを実施する場合、処理浴は亜鉛浴で構成され
る。処理浴の前に設置される接触浴は溶融金属浴、例え
ば鉛浴、または液状電解質浴によって構成することがで
きる。

脱脂を目的とした前記接触浴は電解浴によって構成する
ことができる。これに関し、それ自体公知の任意の電解
処理をこれによりさらに実施することも考えられる。周
期的な極性反転は、エレメント上で処理に対し陰極およ
び陽極効果を交番することを許容する。

本発明の利益の一つは、いくつかのエレメントもしくは
ワイヤー、またはいくつかのワイヤーアセンブリの同時
処理を容易化することである。そのような場合には、加
熱されたワイヤーの温度を所望のコンスタントな値に保
まため、各エレメントまたはワイヤーの滑走スピードが
変動する場合には、電流強度はエレメントまたはワイヤ
ー毎に個々に調節される。ここですべてのワイヤーもし
くはワイヤーアセンブリは、複数のワイヤーもしくは連
続上エレメント、例えばシートワイヤーと理解すること
ができる。

ワイヤーのセクションを腐食性雰囲気から保護し、一方
それを亜鉛蒸気の環境内に保つため、該セクションは有
利には接触浴と処理浴との間で保護するための封入体に
よって囲まれる。

前に示したように、本発明は導電性の連続状エレメント
、特に金属ワイヤーの処理を実施するための装置にも関
する。この装置は、液状処理浴を収容しているタンクと
、そして各エレメントをそれが前記タイクヘ入る前に加
熱するための手段とを備える。前記エレメントを加熱す
るための手段は、電流源を備え、その電極は前記処理浴
と、前記ワイヤーの滑走回路の上流でワイヤーが通過す
る接触浴とへそれぞれ接続されている。

好ましい具体例においては、該装置は、前記連続状エレ
メントが追跡する回路上に順次、電気的質量電位にある
電解浴の第１のタンクと、前ｒＡ″電気的質量電位に関
して高い電位にある中間接触塔の第２のタンクと、同様
に電気的質量電位にある処理亜鉛浴の第３のタンクを備
え、さらに各エレメントの温度を処理浴の入口において
コンスタントな値に保つように、各エレメントへ印加さ
れる電流を制御するための関係する電子的手段を備える
。実際には、参照値として温度自体ではなくて、中間接
触塔と処理浴との間のセクションにおけるエレメントの
端部における張力差を含む抵抗測定の結果を使用し、処
理すべき異なるエレメントについてコンピューターに記
憶された抵抗と温度との関係に関連させるのが有利であ
る。

勿論、本発明は本発明方法によって処理され、または前
記構成に従った装置によって得られる導電性の連続状エ
レメント、そして特に金属ワイヤーにも関する。

例証目的のため、特に鋼ワイヤーを亜鉛メッキするため
それを処理するのに適した本発明に従った装置の特定具
体例を図示する図面を参照して、本発明をいまから記載
する。

記載した装置は、未処理ワイヤーの貯蔵１と、ワイヤー
貯蔵１を離れる各ワイヤー２を緊張下に置く手段と、処
理浴４を収容するタンク３とを備える。

ワイヤー貯蔵ｌを出て行き、そして処理の終わりに再巻
取りコイル５へ誘導されるワイヤー２は、第１の工程に
おいて、ワイヤーの電位脱脂のためのいわゆる脱脂浴中
において第１の電気的接点を構成する装置６中を通過す
ることができる。

この乳脂装置を離れて、ワイヤーは熔融金属、例えば溶
融鉛８を収容し、そして第２の電気的接点が確保されて
いるタンク７へ到達する。代わりに、タンク７はワイヤ
ーに対し洗浄作用を持つ強酸または強塩基（Ｈ２ＳＯ４
またはＮａＯＨ）の水溶液のような電解質を収容するこ
とができる。その場合ワイヤーが該タンクを離れる位置
に洗浄装置を備えることができる。

このタンク７を出て行く時、金属ワイヤーは環境空気と
の接触を避けるトンネル、チューブまたは封入体９を通
過し、そして滑走するワイヤーと第３の電気的接点をを
確保する処理浴、例えば溶融亜鉛４を収容するタンク３
へ入る。

電位、従ってワイヤー２を横切る電流の強度は、一方に
おいてワイヤーの電気的性質、特に電気抵抗と、そして
そのスピードの関数として設定することができる。該電
位は第２の接点（鉛浴）において最高であり、他の二つ
の接点は電気的質量にある。第２の接点と第３の接点と
の間で、ワイヤー長に沿った電流の循環は、タンク３へ
入るワイヤーが参照数字１０で指示した場所において装
置内において最高であり、そして好ましくは処理浴４の
蒸発温度より高い温度になるように、ワイヤーを加熱す
る。亜鉛の場合、この蒸発温度は約９０７℃である。

このような態様で、ワイヤーが液状亜鉛中へ入る途中で
亜鉛蒸気のさやがワイヤー表面に形成され、このさやは
囲まれた空間９内においてワイヤーに沿って向流方向に
逆流し、上流のより冷たいワイヤ一部分上に凝縮し、そ
れによって後で浴４中において適切に発達して亜鉛被覆
の第１の下層が形成される。

処理浴４を通過した後、被覆されたワイヤーは、それ自
体公知の態様で再巻取りコイルへ貯蔵される前に、ガス
噴流、次に空気噴流、そして最後に水撒布を受ける。

本発明方法は、パテンティングした鋼ワイヤーの亜鉛メ
ッキに適用する時、鋼のオーステナイト他点以上の温度
へ、すなわち約９５０℃以上の温度へワイヤーを加熱す
るような態様で実施される。

鉄炭素合金はこの段階をガンマ相で通過するので、主と
して発泡性鋼および完全キルド鋼および半キルド鋼に関
し、通常発生するような炭素がワイヤーの心に集中して
残ることが避けられる。

そのため改善された機械的品質を有するワイヤーを得る
ことが可能であるが、ワイヤー表面層中におけるガンマ
相の炭素の存在は、鉄と亜鉛との間の反応を促進し、そ
して被覆の接着を強化する。

電気的観点からは、ワイヤーには次の三つの接点から電
流が供給されることが思い出されるであろう。

第１の接点は、この明細書で考えられるように、すべて
のワイヤーについて共通であり、かつ接地される電解脱
脂浴によって構成される。第２の接点における極性の周
期的反転は、脱脂浴中において陽極エツチング相と陰極
エツチング相とを交番することを許容する。

接地されていない電位供給源によって得られる第２の接
点は、個々の接点を通過するワイヤーまたはワイヤーア
センブリー毎に個々にその加熱が制御されなければなら
ないワイヤーまたはシートの数に等しい数の個々の接点
に分配される。

第３の接点は接地された亜鉛浴によって構成される。こ
れはすべてのワイヤーにおいて共通である。

すでに説明したように、最高温度は亜鉛浴の入口におい
て見られる。この温度を所望レベルへ調節することは、
コンピューター使用閉鎖ループ制御アセンブリによって
実施することができる。同じ方法で、ある制御アセンブ
リによって電流の変動を得ることが可能であろう。処理
浴の入口における温度は、勿論この処理浴を構成する材
料の性質に依存するであろう。これは図面を参照して以
後記載される制御システムによって、選定さ、れた値に
コンスタントに保たれるであろう。

この図面において、１８は保護チューブ９へ不活性雰囲
気を導入する入口であり、２１．２０および１９はそれ
ぞれガス噴流、空気噴流および水撒布である。三つの浴
へは電流源１７からそれぞれの電圧が与えられる。電流
は中間接触塔が液状金属のときは直流でよいが、しかし
電解質浴には好ましくは交流が使用される。

制御すべき量は入口１０において処理浴３へ入る個々の
ワイヤーの温度であり、これは中間温から処理浴３まで
のセクションへの与えられた電流供給に対し、例えば装
置を通過するワイヤーのスピードの避けることのできな
い変動によって影響されるであろう。しかしながら測定
されるのは温度自体ではなく、チューブ９内に存在する
ワイヤーセクションの両端間の電圧であり、該電圧は装
置１６によって温度よりももっと容易に検出される。こ
のセクションを通って流れる電流の強度は１３において
計算され、その値は、中間接触塔８へ１４中を流れる全
強度と、そして予備層６から１２中へ戻って流れる二次
的強度との差に等しい。

該電圧と強度とから１５において計算された抵抗Ｒは制
御における参照値として使用される。ワイヤーの各タイ
プについて、温度に依存する抵抗の変動を示す既知のカ
ーブとの比較によってこれが決定される。

ワイヤーを適当な雰囲気によって保護するため、三つの
接点はワイヤーの通過を許容し、そして対流および輻射
による熱損失を減らすぴったりした絶縁導管によって相
互に接続される。

本発明によって得られる他の利益の一つは、装置の寸法
である。事実として、先行技術による方法は通常１００
ｍもの長い装置を必要とした。本発明の装置は今や２０
ｍ以下の長さに設置することができる。

さらに処理タンク自体が、ワイヤーを構成する金属と処
理浴との間の反応が非常に速（、そのためこのタンクの
長さが著しく短いので、減少した寸法を提供する。

本発明の第２の利益は、）ないし８の係数を得ることが
できるエネルギーバランスである。本発明方法において
は、カロリーは処理浴へワイヤーによって供給され、作
業中例えば亜鉛メ・７キの場合亜鉛浴を加熱する必要は
ない。装置の停止の間の損失を補うための加熱装置のみ
が必要である。

これは寿命が無限であるセラミック製のタンクの使用を
許容する。

本発明方法によって製造された被覆ワイヤー、特に亜鉛
メッキ鋼ワイヤーは、ワイヤー上への例えば亜鉛被覆の
すぐれた接着力のため、すぐれた機械的および化学的性
質を提供する。

例証として、本発明方法によって得られる被覆低炭素鋼
ワイヤーはクラックなしにそれらの固有の直径まで曲げ
ることができるが、先行技術の方法ではこれは不可能で
ある。

勿論本発明は以上説明した細部によって、および本発明
を例証するために選ばれた特定の具ツノ＝例によって制
限されるものではない。すべての種類の変動が本発明の
精神を逸脱することなく例示のため記載した特定具体例
およびそれを構成する要件へ加えられることができる。

そのため本発明は記載した手段およびそれらの組合せの
技術的均等手段を包含する。

例えば同じ技術により、しかし低い温度において白いも
しくは光るワイヤーの処理を実施することができること
が理解されるであろう。さらにこの装置は、白いもしく
は光るワイヤーと、そしてパテンティングワイヤーとを
交互に処理することが非常に容易である。第２の浴へ加
えられる電位の変動は処理浴の入口におけるワイヤ一温
度を修正するのに充分であるからである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の装置の概略図である。 １はワイヤー貯蔵、２はワイヤー、３はタンク、４は処
理浴、６は税脂浴、８は接触塔、１７は電流源である。 特許出廓人　　テクノール

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性材料で作られた連続状エレメントが液状金
   属処理浴を通って引かれる前記エレメントの被覆方法で
   あって、前記処理浴へ浸漬前、前記エレメントを前記処
   理浴の上流において、前記処理浴の電位とは異なる電位
   へもたらされた接触液を通過させることにより、前記エ
   レメントをジュール効果によって加熱することを特徴と
   する前記方法。
2. （２）前記接触浴を通過させる前に、前記エレメントを
   前記接触浴の電位とは異なる電位へもたらされた脱脂浴
   を通過させることを特徴とする第１項記載の方法。
3. （３）前記処理浴を通って引かれる複数の連続状エレメ
   ント中の個々のエレメントの温度が、前記接触浴中の前
   記エレメントへ供給される電流を制御することによって
   前記処理浴へのその入口においてコンスタントな温度に
   維持されることを特徴とする第１項記載の方法。
4. （４）ワイヤーが処理浴の蒸発温度より高い温度へ加熱
   されることを特徴とする第１項記載の方法。
5. （５）前記接触浴のレベルにおける第２の接点の極性が
   、前記脱脂浴のレベルにおける第１の接点に関し、そし
   て前記処理浴のレベルにおける第３の接点に関し、周期
   的に反転されることを特徴とする第２項記載の方法。
6. （６）前記エレメントは金属ワイヤーであることを特徴
   とする第１項ないし第５項のいずれかに記載の方法。
7. （７）鋼製エレメントの亜鉛メッキに適用され、前記処
   理浴は亜鉛系処理浴であることを特徴とする第１項ない
   し第６項のいずれかに記載の方法。
8. （８）前記接触浴は鉛浴よりなることを特徴とする第７
   項記載の方法。
9. （９）いくつかのエレメントが同時に処理され、そして
   前記エレメントへの電流強度は個別的態様で、前記接触
   浴と前記処理浴との間に存在する前記エレメントセクシ
   ョンの端部間で測定した抵抗に基づいて、あらかじめ定
   めたコンスタントな値に維持されることを特徴とする第
   ３項記載の方法。
10. （１０）前記エレメントは、少なくとも前記接触浴と前
    記処理浴との間で保護さやによって囲まれていることを
    特徴とする第１項ないし第９項のいずれかに記載の方法
    。
11. （１１）導電性材料で作られた連続状エレメントの処理
    装置であって、前記エレメントを処理浴を通って引くた
    めの手段と、そして前記エレメントを処理浴へ入る前に
    加熱するための手段を備えており、そして前記処理浴は
    導電性の液状金属である前記装置において、前記エレメ
    ントを加熱するための手段は、その電極が前記処理浴と
    、そして前記処理浴の上流において前記エレメントが通
    過する接触浴へそれぞれ接続されている電流源を備えて
    いることを特徴とする前記処理装置。
12. （１２）前記接触浴の電位とは異なる電位へもたらされ
    た予備的電解浴をさらに備えていることを特徴とする第
    １１項記載の装置。
13. （１３）前記接触浴中の各ワイヤーへ供給される全電流
    強度と、前記予備的電解浴から戻る電流強度との間の差
    を計算するための手段と、前記接触浴と前記処理浴との
    間にエレメントのセクション両端間の電圧を検出するた
    めの手段と、前記電流強度差および前記電圧から前記セ
    クションの抵抗を計算するための手段と、そして前記抵
    抗をコンスタントに維持するように前記電流源を制御す
    るための手段を備えていることを特徴とする第１１項記
    載の装置。