JPH0797669A

JPH0797669A - 溶融金属めっき鋼板の製造方法と装置

Info

Publication number: JPH0797669A
Application number: JP5244749A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Yamanaka; 静雄山中; Takao Hashimoto; 孝夫橋本
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-11
Also published as: US5587017A

Abstract

(57)【要約】【目的】簡便な手段でもって、効果的に溶融金属めっ
き鋼板へのドロス付着低減を図る。【構成】めっき槽内のめっき浴中に浸漬されたシンクロ
ールとめっき鋼板出側の前記溶融金属めっき槽側壁との
間に、緩衝体を配置し、主としてシンクロール下方から
のめっき浴流を減速させ、浮遊ドロスを沈降させながら
鋼板に溶融金属めっきを行う。緩衝体は棒状体、板状体
でもよく、さらにシンクロール下方に設置する整流板あ
るいは底部に設ける隆起部と組合わせてもよい。【効果】めっき鋼板へのドロス付着は整流板との組合せ
ではほとんどゼロとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続溶融めっき法によ
る溶融金属めっき鋼板の製造方法と装置に関するもので
ある。詳しくは、本発明は、めっきによって発生し、浮
遊するドロス（不純物）の沈降を促進し、ドロス欠陥が
ない品質良好なめっき鋼板を製造する方法と装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から行われている連続溶融めっき法
による溶融金属めっき鋼板の製造は、連続炉を通して予
備処理を行った鋼板をめっき浴に浸漬し、そのめっき浴
中を通過させることで行っている。以下、溶融金属とし
て溶融亜鉛を例にとって説明する。

【０００３】図１は従来の製造方法を説明する模式図で
あり、図中、めっき槽１には予め連続炉( 図示せず) で
表面活性化処理を行った鋼板２がスナウト６を介して連
続的に送給され、めっき浴内に浸漬されたシンクロール
３を周回して通板され、めっき浴内を上昇し、スナップ
ロール４を経て、めっき浴外に引き出される。

【０００４】この工程で、溶融金属が溶融亜鉛の場合に
は、図中黒丸で示すように、鋼板から溶出したFeがAl、
Znと化合して主にFeZn₇およびFe₂Al₅等のドロス (不純
物)が発生する。

【０００５】一般に、FeZn₇はめっき槽底部にボトムド
ロス５として堆積し、Fe₂Al₅は浴表面に浮く形で存在す
るトップドロス９となるが、シンクロール等の回転によ
る随伴流によりボトムドロス５の一部がめっき浴中に図
中、矢印で示すように浮遊する。

【０００６】トップドロス９は浴表面に浮いており、網
を使った汲み出しが可能なのでこの方法が一般に行われ
ているが、めっき浴中を浮遊するドロスは除去が難し
く、そのため鋼板表面に付着することが避けられず溶融
金属めっきの品質を損ない、時にはせっかくめっきした
鋼板も品質劣化のためスクラップにせざるを得ない事態
に至ることもある。

【０００７】しかしながら、連続溶融亜鉛めっき法にお
いて、これらドロスの発生をなくすことは溶融亜鉛めっ
きの本質から言って無理である。そこで、シンクロール
等の回転による随伴流による堆積ドロスの浮遊抑制を狙
って最近は、めっき槽深さを深くとりボトムドロスの随
伴流の影響を下げる対策が採られ、ドロス浮遊量が低減
される傾向にある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにめっき槽深さを深くすることにより、確かにドロ
ス浮遊量は減少するが、反面、めっき浴量が多く必要に
なり、それに従って浴維持管理のエネルギーコストの上
昇、ボトムドロス除去作業の難化、さらには既設めっき
槽での深さ対応は不可であり、改造工事費の増加等の負
担は避けられない。

【０００９】ここに、本発明の目的は、簡便な手段でも
って、効果的に溶融金属めっき鋼板へのドロス付着低減
を図った溶融金属めっき鋼板の製造方法とその装置を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、めっき槽
内の流体力学的な検討に基づいて、ボトムドロスの低減
を行うために種々検討を重ね、次のような知見を得た。ドロス欠陥は、めっき槽内の浮遊ドロスが鋼板表面に
付着し、ガスワイピング等による目付けコントロール後
に残存する現象である。

【００１１】特にシンクロールと鋼板の接触面では、
間に挟まったドロスが押し込まれてより強固な付着とな
り、ワイピング時においても除去が困難になる。このとき問題となるのは、100 μｍ程度の比較的大き
いボトムドロスが主体で、それらは操業が止まっている
時には沈澱していて、操業開始するとシンクロール等の
浴中回転体および鋼板の運動により発生する随伴流にて
巻き上げられ浮遊する。

【００１２】そして随伴流は、通板方向入側から出側
への流れが主力でシンクロール下部のドロスを巻き上げ
てめっき槽側壁に衝突しながら上昇し、浮遊ドロスと共
に浴中回転体により攪拌されめっき槽の浴内を循環す
る。以上の知見にもとづいて、浮遊ドロスの沈降を促進しな
がら連続溶融めっきする本発明を完成した。

【００１３】ここに、本発明の要旨とするところは、溶
融金属めっき槽内のめっき浴中に浸漬されたシンクロー
ルを周回して連続的にめっき浴中に通板して行う溶融金
属めっき鋼板の製造方法において、前記シンクロールと
めっき鋼板出側の前記溶融金属めっき槽側壁との間に緩
衝体を配置し、シンクロール下方からのめっき浴流を減
速させ、浮遊ドロスを沈降させながら鋼板に溶融金属め
っきを行うことを特徴とする溶融金属めっき鋼板へのド
ロス付着低減を図った溶融金属めっき鋼板の製造方法で
ある。

【００１４】本発明の好適態様によれば、前記緩衝体と
共に、さらに前記シンクロールと溶融金属めっき槽底部
との間に遮蔽板を、および／または、前記シンクロール
の下方に位置する領域に溶融金属めっき槽底部からの隆
起部を設けて、シンクロールの下方からのめっき浴の流
れを抑制してめっき槽底部に溜まったボトムドロスの巻
き上げおよび浮遊を抑制しながら鋼板に溶融金属めっき
を行ってもよい。

【００１５】また、別の面からは、本発明の要旨とする
ところは、溶融金属めっき槽と、該溶融金属めっき槽内
のめっき浴中に浸漬されたシンクロールと、該シンクロ
ールとめっき鋼板出側の前記溶融金属めっき槽側壁との
間に配置され、シンクロール下方からのめっき浴流を減
速させる緩衝体とを備えたことを特徴とする溶融金属め
っき鋼板の製造装置である。

【００１６】本発明の好適態様によれば、上記製造装置
は、さらに、シンクロールの下方からのめっき浴の流れ
を抑制しめっき槽底部に溜まったボトムドロスの巻き上
げおよび浮遊を抑制する、前記シンクロールと溶融金属
めっき槽底部との間に設けた遮蔽板、および／または、
前記シンクロールの下方に位置する領域に設けた溶融金
属めっき槽底部からの隆起部を備えてもよい。

【００１７】

【作用】次に、本発明の作用を添付図面を参照しながら
さらに具体的に説明する。図２は、本発明にかかる溶融
金属めっき装置の概略説明図であり、図中、めっき浴内
で発生したボトムドロス５は、鋼板２のめっき浴 (主に
Zn) 中への浸漬→方向転換→引上げおよび浴中ロール、
つまりシンクロール３、スナップロール４の回転にて発
生する随伴流により巻き上がってめっき浴中を浮遊す
る。そしてこの浮遊中のドロスが鋼板表面に付着する。
図１参照。なお、図中の数字は寸法(mm)を表わす。

【００１８】ここに、本発明によれば、鋼板出側めっき
槽側壁とシンクロールと間にあって上部に向かう随伴流
を一時的に方向を変えるべく、適宜形状 (例: 円柱の他
に多角柱のもの) の緩衝体７を設置し、浮遊ドロスの沈
降を促進する。このときの浮遊ドロスの流れを引き起こ
す随伴流の方向は図２においても矢印をもって示す。点
線でもって示すのは沈降するドロスである。

【００１９】図３(a) 〜図３(d) は、本発明において用
いた緩衝体の例を示す略式斜視図でである。図中の数字
は寸法 (mm) を示す。図３(a) は断面円形の棒状体から
成る緩衝体を示す。これは中空体であってもよい。ま
た、中空体としてその一方の側を開いた形状としてもよ
い。同様に図３(b) は断面多角形の棒状体から成る緩衝
体を、図３(c) は断面四角形の棒状体から成る緩衝体
を、そして図３(d) は断面三角形の棒状体から成る緩衝
体をそれぞれ示す。

【００２０】図４は、本発明にかかる別の例の溶融めっ
き装置の図２と同様の装置概略図であり、図中の緩衝体
７が板状であり、図５に板状の緩衝体の設置形態を示す
が、その平坦面の角度を変更可能としている。

【００２１】図６(a) 〜図６(d) は板状の緩衝体を示す
略式斜視図である。図中の数字は寸法(mm)を示す。図６
(a) の場合、緩衝体は板状材であり、同様に図６(b) は
椅子形の板状体、図６(c) は断面がベンチ形の板状体、
そして図６(c) は断面がＳ字形の板状体のそれぞれ緩衝
体を示す。図中の数字は寸法 (mm) を表わす。本発明に
あっては、例えば図３(a) 〜(d) および図６(a) 〜(d)
にそれぞれ示す適宜形状の緩衝体を鋼板出側のめっき槽
側壁とシンクロールとの間に配置する。

【００２２】ところで、緩衝体の配置は、シンクロール
とめっき鋼板出側の溶融金属めっき槽側壁との間の領域
に行われ、緩衝体が棒状体の場合には、シンクロールの
位置、すなわちめっき槽底からの配置高さ、側壁からの
距離を考慮し、めっき槽側壁とシンクロールの中間で且
つシンクロール上面と緩衝体の中心をほぼ同じレベルに
合わせることが好ましい。

【００２３】また、板状体の場合には、その中心点がシ
ンクロール上面とほぼ同じレベルになるようにするのが
好ましい。しかしながら、通板速度によっては、緩衝体
７の中心をシンクロール上面と同じレベルにもってくる
ことで最良とはならない。例えば、後述する実施例に示
すように通板速度120 m/分で最良はシンクロール上面＋
100 mmとなる。

【００２４】かくして、図２に矢印で示すように、シン
クロール下部から上部への随伴流は緩衝体７にて一時的
に方向を変えて減速する。このとき、急激に方向が変わ
ってもめっき浴は、容易に随伴流として流れるもののド
ロスは追随できずに分離状態となって図中点線で示すよ
うに下方に向かう。

【００２５】また、鋼板出側にて上昇し上方向に向かっ
たドロスを含んだ随伴流は、棒状のあるいは板状の緩衝
体に衝突するが、そのとき、その設置面が浴面と平行に
設定されると随伴流の方向は鋭角にその流れ方向が変化
するため、シンクロールによる別の流れと干渉し、局所
的に攪拌が増強される結果、めっき槽の浮遊ドロスの一
部を巻き込んで上昇流になるものと考えられる。また、
緩衝体と随伴流との接触時間( 距離) が短くなることも
考えられる。いずれにしてもこのようにして速やかに沈
降が促進されるのである。沈降する浮遊ドロスは、めっ
き槽の壁際を通り鋼板入側めっき槽底部に静止する。従
って、随伴流により浮遊するドロスは急激に減少する。

【００２６】さらに、通板速度およびめっき浴成分組
成、温度等によってドロスの浮遊状態は変化するので、
めっき後の鋼板表面のドロス付着有無の検査またはめっ
き浴中ドロス濃度の分析を実施し上下方向に微調整をす
れば、より高度な清浄浴による連続溶融めっきが可能に
なる。また、シンクロールとめっき槽底部との中間に整
流板を設けたり、シンクロールの下方のめっき槽底に隆
起部を設けることで、さらなる改善が図れる。

【００２７】図７はめっき槽１の底部に整流板８を設け
た場合を示すが、この場合にはボトムドロス５は鋼板通
過領域からは整流板８によって完全に隔離されるため、
随伴流によるボトムドロスの巻上げは生ぜず、緩衝体７
によって沈降が促進されたボトムドロスが再びシンクロ
ールの回転に伴う随伴流に巻き込まれて浮上すること
は、より一層完全に阻止される。図７は整流板８を設け
た場合を示すが、同様にしてめっき槽底部からの隆起部
を設けても同様な効果が見られる。

【００２８】すなわち、図８はシンクロール下方に断面
矩形の隆起部13を設けた場合の略式断面図であり、この
隆起部13としては図９(a) 、(b) 、(c) にそれぞれ示す
ように、断面がそれぞれ台形、半楕円形、そして裁頭円
形のものであってもよい。図中の数字は寸法 (mm) を表
わす。次に、本発明の作用効果について実施例によって
さらに具体的に詳述する。

【００２９】

【実施例】本例では図２に示す装置を用いた下記条件で
の連続溶融亜鉛めっき鋼板の製造に際して、それぞれ本
発明の緩衝体を用い、さらに緩衝体と整流板そしてめっ
き槽底部からの隆起部を設けた場合について、緩衝体を
用いない従来法と比較しながら本発明の効果を確認し
た。

【００３０】溶融めっき条件: めっき鋼板 : 0.60 mm (厚さ) × 1200 mm (幅) ×
(長) 浴組成 : Al 0.10〜0.12％、他Znおよび不純物浴温度 : 460±10℃ 通板速度 : 100m/min めっき槽形状: 図２の通りシンクロール直径 : 600mm、設定高さ中心で 750mm (＝
ロール上面1050mm) 上記条件で溶融亜鉛めっきを実施し、気体絞りを行って
から加熱処理を行い合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造し
た。

【００３１】(実施例１)本例では図２に示すめっき槽に
図３(a) ないし図３(d) にそれぞれ示す形状、寸法の緩
衝体を用い、上記条件で溶融亜鉛めっき処理を行った。
それぞれ例ａ〜例ｄと称する。緩衝体設定高さは、緩衝
体の中心がめっき槽底から1050mmであり、シンクロール
上面にほぼ一致していた。

【００３２】比較のために緩衝体を用いない例を従来例
として行った。これらの結果を図10にグラフでまとめて
示す。ドロス付着個数は、溶融亜鉛めっき鋼板から、鋼
板幅×1000mm長さのサンプルをそれぞれ20枚切出し、シ
ンクロール接触面側の鋼板表面について計測したもので
ある。

【００３３】図10のグラフにおいて、本発明によれば、
めっき鋼板表面へのドロス付着量が半減し、特に例ａの
ように円柱状の緩衝体を用いた場合は、ほゞ1/3 に減少
しているのが分かる。

【００３４】(実施例２)本例では、実施例１と同様の緩
衝体 [図３(a) 、(b) 、(c) 、(d)]を用いたが、本例の
場合、実施例１の条件から使用通板速度を120 m/min に
変更し、さらに緩衝体設定中心高さを上下へ変更してそ
れぞれの場合についてめっき鋼板表面のドロス付着数を
調査した。それぞれを例ａ、例ｂ、例ｃ、例ｄという。

【００３５】結果を図11にグラフにまとめて示す。これ
からも分かるように、いづれの緩衝体も上下動により最
適高さの設定ができることを確認した。また、それぞれ
の緩衝体を用いることで従来例と比較して鋼板へのドロ
ス付着量を著しく減少できた。

【００３６】(実施例３)本例では実施例１を繰り返した
が、本例の場合、緩衝体とシンクロール下方に設ける整
流板とを併用するとき、および同じくめっき槽底部から
の隆起部とを併用するときについてそれぞれ溶融亜鉛め
っき鋼板へのドロス付着数を調べた。

【００３７】結果を、図12にグラフで示す。これからも
分かるように、緩衝体と整流板あるいは隆起部との相乗
効果によりドロス付着量をさらに下げることができた。
なお、本例で円柱＋整流板とあるのは図７に示すもの
で、同じく隆起部はそれぞれ図８、図９(a) 、同(b) 、
同(c) に示すものであった。

【００３８】(実施例４)本例では、図４に示すめっき槽
に緩衝体として図６に示す板状体のものを使用した以外
は、実施例１を繰り返した。結果を図13にグラフで示
す。なお、この場合に例ａ〜例ｄは図６(a) 〜図６(d)
の緩衝体を使用した例に相当し、従来例は緩衝体を使用
しない比較例である。板状体の緩衝体でも同様な作用効
果が認められることが分かる。

【００３９】(実施例５)本例では、実施例４の溶融めっ
き条件から使用通板速度を120 m/min に変更し、図６
(a) の平板状緩衝体を用い、図５に示すその取付け角度
をゼロから180 度変更したときのドロス付着数の変化を
調べた。結果を図14にグラフで示す。なお、従来例とし
てドロス付着数を80個としているが、これは緩衝体を用
いない場合の従来例である。

【００４０】(実施例６)本例では、平板状緩衝体と整流
板との併用による相乗効果を確認するために、実施例４
の条件で図４に示す平板状緩衝体に図７に示す整流板８
を併用した場合についてドロス付着数を調べた。なお、
従来例は整流板も緩衝体も用いない場合である。結果は
図15にグラフで示す。本発明によれば、ドロスの付着は
ほどんと見られなくなった。

【００４１】

【発明の効果】本発明により、連続溶融金属めっきにお
けるドロス付着個数の抑制が現状のめっき槽深さのまま
可能になり、品質良好なめっき鋼板を容易に製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法によるめっき槽内の状況の概略説明図で
ある。

【図２】本発明によるめっき槽内の状況の概略説明図で
ある。

【図３】図３(a) ないし図３(d) はそれぞれ本発明に用
いる棒状体の緩衝体の形状例を示す概略斜視図である。

【図４】本発明による別の例のめっき槽内の状況の概略
説明図である。

【図５】本発明による板状の緩衝体の取付け角度の説明
図である。

【図６】図６(a) ないし図６(d) はそれぞれ本発明に用
いる板状の緩衝体の形状例を示す概略斜視図である。

【図７】本発明の変更例であるめっき槽内の整流板と組
合せた態様の概略説明図である。

【図８】本発明のさらに別の変更例であるめっき槽内底
部に設けた隆起部と組合せた態様の概略説明図である。

【図９】図９(a) ないし図９(c) は、めっき槽内底部に
設ける隆起部の形態のそれぞれ概略説明図である。

【図１０】実施例における従来例と本発明例とを比較し
て示すドロス付着個数のグラフである。

【図１１】実施例における従来例と本発明例の緩衝体の
設定位置を変えた時のドロス付着量を示したグラフであ
る。

【図１２】本発明における緩衝体と整流板と組合せたと
きのドロス付着状態を示したグラフである。

【図１３】実施例における従来例と本発明例とを比較し
て示すドロス付着個数のグラフである。

【図１４】実施例における本発明の緩衝板の設定角度を
変えたときのドロス付着量を示すグラフである。

【図１５】本発明における緩衝体と整流板と組合せたと
きのドロス付着状態を示したグラフである。

【符号の説明】

1 : めっき槽 2 : 鋼板 3 : シンクロール 4 : スナップロール 5 : ボトムドロス 6 : スナウト 7 : 緩衝体 8 : 整流板 9 : トップドロス 10 : めっき浴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属めっき槽内のめっき浴中に浸漬
されたシンクロールを周回して連続的にめっき浴中に通
板して行う溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前
記シンクロールとめっき鋼板出側の前記溶融金属めっき
槽側壁との間に緩衝体を配置し、シンクロール下方から
のめっき浴流を減速させ、浮遊ドロスを沈降させながら
鋼板に溶融金属めっきを行うことを特徴とする溶融金属
めっき鋼板へのドロス付着低減を図った溶融金属めっき
鋼板の製造方法。
【請求項２】前記緩衝体と共に、さらに前記シンクロ
ールと溶融金属めっき槽底部との間に遮蔽板を、および
／または、前記シンクロールの下方に位置する領域に溶
融金属めっき槽底部からの隆起部を設けて、シンクロー
ルの下方からのめっき浴の流れを抑制してめっき槽底部
に溜まったボトムドロスの巻き上げおよび浮遊を抑制し
ながら鋼板に溶融金属めっきを行うことを特徴とする請
求項１記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】溶融金属めっき槽と、該溶融金属めっき
槽内のめっき浴中に浸漬されたシンクロールと、該シン
クロールとめっき鋼板出側の前記溶融金属めっき槽側壁
との間に配置され、シンクロール下方からのめっき浴流
を減速させる緩衝体とを備えたことを特徴とする溶融金
属めっき鋼板の製造装置。
【請求項４】さらに、シンクロールの下方からのめっ
き浴の流れを抑制しめっき槽底部に溜まったボトムドロ
スの巻き上げおよび浮遊を抑制する、前記シンクロール
と溶融金属めっき槽底部との間に設けた遮蔽板、および
／または、前記シンクロールの下方に位置する領域に設
けた溶融金属めっき槽底部からの隆起部を備えたことを
特徴とする請求項３記載の溶融金属めっき板の製造装
置。