JP2000045057A

JP2000045057A - 連続溶融亜鉛めっき槽ボトムドロスの巻上がり防止装置

Info

Publication number: JP2000045057A
Application number: JP10212790A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Suzuki; 秀和鈴木; Ichiro Tanoguchi; 一郎田野口; Akiyuki Iwatani; 明之岩谷
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ボトムドロスの鋼帯への付着を従来
より確実に抑制可能とすると共に、シンクロールの交換
作業を迅速にできる連続溶融亜鉛めっき槽ボトムドロス
の巻き上がり防止装置を提供することを目的としてい
る。【解決手段】鋼帯に連続溶融亜鉛めっきを施すめっき槽
内のシンクロール周辺に設けられ、該めっき槽底部に溜
ったドロスがめっき浴中に浮遊するのを防止する部材で
あって、その形状は、シンクロールの外周を覆う２本の
筒状体であり、その両者を、前記シンクロールの鋼帯が
巻きつく領域以外に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続溶融亜鉛めっ
き槽ボトムドロスの巻上がり防止装置に関し、詳しく
は、めっき中の鋼帯表面に、浮遊してきたボトムドロス
が付着し、めっき品質を損なわせないよう、連続溶融亜
鉛めっき槽の底部に溜った所謂ボトムドロスが、操業中
にめっき浴中で浮上するのを防止する技術である。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯に連続溶融亜鉛めっきを施すには、
一般に、次のように行われる（図５参照）。まず、被め
っき材の鋼帯１は、焼鈍炉（図示せず）からスナウト２
を介して、溶融亜鉛（以下、めっき浴という）を入れた
めっき槽３に導かれ、該めっき浴に配設したシンクロー
ル４により上向きに方向転換され、その上方に設けたサ
ポートロール５により反り矯正された後、めっき槽から
出される。その後、ワイピングノズル６により鋼帯のめ
っき付着量が所望の値に調整され、鋼帯１は、パスライ
ンを安定させる支持ロール７で支持された状態で、次工
程である合金炉８に導かれる（合金化は、行わない場合
もある）。

【０００３】その際、めっき浴中においては、鋼帯１か
らＦｅがめっき浴（主成分は、溶融亜鉛）中に溶出し、
ＦｅＺｎ７を主成分とするドロスが生成する。このドロ
スは、比重が溶融亜鉛より大きいため、めっき槽の底部
に堆積し、ボトムドロスと称される。このように堆積し
たボトムドロス９（以下、単にドロスという）は、図５
に示すように、めっき槽３中でのシンクロール４の回転
により発生するシンクロールエッジ部の流れ（以下、流
れＡと記す）及び鋼帯１の進行により発生する下降流
（以下、流れＢと記す）がめっき浴底で反転することに
より巻上げられる。巻上げられたドロスは、鋼帯１の面
上に付着してめっきの欠陥となったり、めっき浴中のＡ
ｌと反応し、２ＦｅＺｎ７＋５Ａｌ→Ｆｅ２Ａｌ５＋１４ＺｎＦｅ２Ａｌ５を主成分とする所謂トップドロスになり、
鋼帯１に付着して欠陥となったり、浴中の各種ロールに
付着して、該ロールの交換頻度を高めたりする。

【０００４】さらに、近年においては、めっき品質の厳
格化と生産性向上が強く求められているが、生産性向上
のためのラインの高速化に伴い、前記Ｆｅの溶出量が増
え、ドロス９の発生量が増加したり、鋼帯１やシンクロ
ールエッジ部による下降流が強くなり、該ドロス９の巻
上げがますます増加する傾向にある。従来、これらの問
題を回避するためには、以下のような方法が知られてい
た。（１）めっき浴に積極的にＡｌを投入に、前記反応式
に従いボトムドロスをトップドロス化し、浮上したトッ
プドロスを人手で汲み出す。（２）シンクロールとめっき槽底部の間に、シンクロ
ールの全胴長を覆い、めっき浴の流れを抑制する遮蔽板
を設け、該遮蔽板の下方にボトムドロスが堆積しうる空
間を残すというボトムドロスの巻上がり防止方法及び装
置（特公平６−２１３３１公報あるいは実公平５−３８
０４５号公報参照）。（３）シンクロールとめっき槽底部の間に、不都合な
めっき浴内流動を抑制する多孔板を設け、該多孔板の孔
面積が多孔板面積の５〜４０％とした装置（特開平６−
１５８２５３号公報参照）。（４）シンクロールの下方領域のめっき槽底部に隆起
部を設け、ボトムドロスの巻上げを抑制する方法および
装置（特開平３−６８７４６号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術には、次のような問題点があった。（１）の方
法では、当然のことながら、めっき浴中のＡｌ濃度が上
昇してしまい、適正なＡｌ濃度に復旧するまでの間に多
量の鋼帯にめっきを施してしまう。つまり、復旧まで自
然にＡｌ濃度が低下するのを待つしかなく、本来の目標
とした品質以外の低級品を多量に作り出してしまうとい
う問題がある。（２）及び（３）の方法や装置を用いて
も、シンクロール下部の幅方向全面にわたり遮蔽板また
は多孔板を一体に設けているので、シンクロール等の交
換時に、鋼帯をシンクロール等のめっき装置に通す作業
が非常に難しくなる。また、遮蔽板又は多孔板を、めっ
き槽底部にシンクロールと切り離して設置することも可
能であるが、めっき槽内部が見えない状態で所定の位置
に確実に設置することは、非常に困難である。

【０００６】また、（４）の方法及び装置を用いても、
予め隆起部をめっき槽に設けてある場合はよいが、隆起
部が無いめっき槽に適用しようとすると、上記（２）及
び（３）と同様の困難が生じる。本発明は、かかる事情
に鑑み、ボトムドロスの鋼帯への付着を従来より確実に
抑制可能とすると共に、シンクロールの交換作業を迅速
にできる連続溶融亜鉛めっき槽ボトムドロスの巻き上が
り防止装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、ボトムドロスの巻き上がり現象を、水モデ
ル実験により推定すると共に、その結果を実機に適用す
ることに鋭意努力して、本発明を完成させた。すなわ
ち、本発明は、鋼帯に連続溶融亜鉛めっきを施すめっき
槽内のシンクロール周辺に設けられ、該めっき槽底部に
溜ったドロスがめっき浴中に浮遊するのを防止する部材
であって、その形状は、シンクロールの外周を覆う２本
の筒状体であり、その両者を、前記シンクロールの鋼帯
が巻きつく領域以外に設けたことを特徴とする連続溶融
亜鉛めっき槽ボトムドロスの巻上がり防止装置である。

【０００８】また、本発明は、前記筒状体を、前記シン
クロールに巻きつく鋼帯の幅に応じて、シンクロールの
軸方向に移動自在としたことを特徴とする連続溶融亜鉛
めっき槽ボトムドロスの巻上がり防止装置である。さら
に、本発明は、前記シンクロールの外周面と前記筒状体
の内周面との間隔Ｘを、１０〜５０ｍｍとしたり、加え
て前記鋼帯及び筒状体の端部間の間隔Ｙを、５０ｍｍ以
下としたことを特徴とする連続溶融亜鉛めっき槽ボトム
ドロスの巻上がり防止装置でもある。

【０００９】本発明によれば、ボトムドロスが巻上がる
原因がほとんど解消されるので、ボトムドロスの鋼帯表
面への付着が抑制されるようになる。また、被めっき材
である鋼帯の幅が変更されても、迅速に対処できるの
で、めっき作業の進行に遅れを生じさせることがなく、
生産性が従来より向上する。さらに、本装置は、コンパ
クトであるので、シンクロールの交換作業が円滑に行わ
れるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、発明をなすに至った経緯
をまじえ、本発明の実施の形態を説明する。まず、発明
者は、図２に示すような実験装置を試作し、水モデルに
よる検討を行った。その装置は、めっき槽３に相当する
水槽１３内に、めっき浴に相当する水を張り、底部にめ
っき槽３内でのボトムドロス９の動きと流体力学的に相
似則を満たすビーズ１２を均一に堆積させたものであ
る。そして、実験では、該水槽内で実際に鋼帯１を走行
させ、シンクロール４、浴中サポートロール５を回転し
て、水槽１３内で発生する水の流れで巻き上げられたビ
ーズ１２の流動状態が観察され、単位体積当りの浮遊ビ
ーズ１２の個数を測定した。ここで、ビーズ１２の個数
測定は、図２に示すように、シンクロール４の近傍を浮
遊するビーズ１２を吸引パイプ１４で水ごと吸引、採取
し、水を濾過した後にビーズ個数を測定する方法で行っ
た。

【００１１】この水モデル実験において、シンクロール
の周辺に水の流れを遮る部材を一切設置しない場合の流
れの観察結果を図３（ａ）に示す。図３（ａ）によれ
ば、ビーズ１２の巻上がりを発生させる流れは、主に鋼
帯１が巻付いていないシンクロール４の両端部で発生す
る。つまり、該ロールが回転することで、ロールの両端
部に流れ（「流れＡ」）が生じるが、そのうちの下方に
向かう流れ（「流れＡ'」）が、ビーズ１２を巻き上
げ、鋼帯１の進行で起きる流れ（「流れＢ」）は、終始
鋼帯１の進行方向近傍を流れ、ビーズの巻上がりを発生
させることはなかった。従って、この観察結果より、ボ
トムドロス９の巻上がりを効果的に抑制するには、シン
クロール４の両端部で発生する「流れＡ」の発達を抑制
するか、あるいは「流れＡ」が底部に向かうのを遮蔽す
る部材を設置すれば良いことがわかった。

【００１２】そこで、水モデル実験装置に、シンクロー
ルの外周を、鋼帯が巻きつく領域以外で覆う２本の円筒
１０を設けて、上記と同様の実験を行った。その結果、
該円筒１０は、常に静止しているため、円筒１０の内面
とシンクロール面との間隔Ｘを小さくするほど、円筒内
面の粘性抵抗を受けて、前記「流れＡ」の発達が抑制さ
れ、ビーズ１２の巻上がりが効果的に抑制できた。ま
た、円筒１０は、「流れＡ」が直接底面に向かうのを遮
蔽する機能も持っているため、該間隔が大きく、上記
「流れＡ」の発達抑制効果が殆どない場合でも、巻上が
りを抑制する。その様子を、図３（ｂ）に示すが、円筒
１０を設置したことにより、シンクロール４の両端部直
下での巻上がりが抑制されていることが明らかである。

【００１３】ただし、ロール外周面と円筒内面との間隔
Ｘが大き過ぎると、「流れＡ」が円筒１０の両脇をすり
抜けて底面に向かい、ビーズの巻き上がりを発生させる
ようになる。また、円筒１０の内面付近の流速が小さく
なると、底面寄りの円筒１０内面上に、ビーズ１２が堆
積するようになり、鋼帯１の進行速度が上昇した時に、
この堆積物が巻き上がる懸念もある。従って、円筒１０
の内面とシンクロール４の外面との間隔Ｘは、できるだ
け小さく設定するのが望ましく、１０〜５０ｍｍの範囲
が好適であった。

【００１４】また、水モデル実験での上記「流れ」の観
察結果から、円筒１０及び鋼帯の端部間の間隔Ｙが開き
すぎると、該間隔Ｙの間に位置するシンクロール面上で
「流れＡ」が発達し、この「流れＡ」が円筒１０に遮蔽
されることなく、底部に向かうために、ビーズ１２の巻
上がりを引き起こす現象が見られた。そこで、巻上がり
抑制に対する該間隔Ｙの影響を、水モデル実験により定
量的に調査した。その際、円筒を設けない場合と、前記
間隔Ｙが５０〜２００ｍｍとなる位置に円筒１０を設置
した場合とについて、巻上げられたビーズ１０の個数測
定が行なわれた。なお、ここでの円筒１０の内面とシン
クロール外周面との間隔Ｘは、２０ｍｍとし、円筒１０
の幅Ｌは、間隔Ｙを変化させても円筒１０が常にシンク
ロール４の両端を覆うことができる寸法とした。

【００１５】実験結果を図４に示す。図４より、間隔Ｙ
が小さいほど、巻き上がり防止効果が高いことがわか
る。また、Ｙ＝５０ｍｍでは、ビーズの巻き上り量が、
円筒１０を設けなかった場合の約１０％程度にまで減少
していた。従って、この結果から、間隔Ｙは、できるだ
け小さく設定するのが望ましいことが確認された。好ま
しくは、５０ｍｍ以下が良い。但し、実操業では、鋼帯
１の幅の変化や蛇行が発生するため、円筒１０の鋼帯幅
方向位置を鋼帯１の端部位置に追従できるようにして、
常に間隔Ｙの設定値を保証し、ボトムドロス９の巻上が
りを効果的に抑制すると共に、円筒１０と鋼帯１との接
触を防止できるようにするのが望ましい。ただし、円筒
１０の幅Ｌは、円筒１０が追従移動する範囲内におい
て、常にシンクロール端を覆うことができる寸法とする
必要がある。

【００１６】次に、発明者は、上記の水実験結果に基づ
き、実際のめっき槽に設置する装置を製作した。その装
置を取り付けた状態を、図１の（ａ）側面図、（ｂ）正
面図に示す。図１（ａ）に示すように、鋼帯１は、スナ
ウト２を介してめっき槽３内に導かれ、めっき浴中のシ
ンクロール４により上向きに方向転換され、浴中サポー
トロール５により反り矯正された後、めっき槽３から引
き上げられ、ワイピングノズル６により亜鉛付着量を所
望の値に調整される。本発明に係るボトムドロス巻上げ
防止装置は、この図１（ａ）の連続溶融亜鉛めっき槽に
おいて、鋼帯が巻きつく領域を除いたシンクロールの外
周を覆うように、２本の筒状体からなり、該筒状体は、
シンクロールの両端部近傍に上方から伸ばした支持部材
１１で支持するようにしてある。また、被めっき材であ
る鋼帯の幅が変更になった際に、直ちに対処できるよう
に、上記支持部材１１には、図示していない筒状体の水
平移動装置が備えられている。この水平移動装置は、ボ
ールネジ式等の公知のもので良い。

【００１７】かかる筒状体は、基本的にシンクロールの
両端部にのみ設置するものであるため、鋼帯が巻付くシ
ンクロールの下部には、一切構造物が存在せず、シンク
ロールを含むめっき装置をめっき槽に設置する際に、鋼
帯を通す作業等を阻害することはない。なお、上記の説
明では、本発明に係る筒状体を円筒としたが、例えば、
断面が多角形、楕円等でも良く、円筒に限定するもので
はない。以下、実施例において、この装置の使用効果を
検証する。

【００１８】

【実施例】連続溶融亜鉛めっきラインのめっき槽のシン
クロールに、本発明に係るドロス巻上がり防止装置を取
り付け、操業を行った。シンクロールは、外径が７５０
ｍｍ、長が２０００ｍｍであり、筒状体は、形状を円筒
とした。また、該円筒の内面とシンクロール面との間隔
Ｘは、２０ｍｍで、鋼帯及び円筒の端部間の間隔を５０
ｍｍとした。被めっき材には、幅１２００ｍｍの鋼帯と
し、ドロスの付着は、該鋼帯の１０００ｍ当りのドロス
付着数を砥石がけ検査して測定し、従来の円筒を設けな
い場合の測定データと比較した。なお、ここでの評価
は、許容されるドロス付着数が１０００ｍあたり１個で
ある製品について行った。

【００１９】測定結果を表１に示す。表１より、操業速
度１００ｍ／ｍｉｎでは，従来は、ドロス付着数が０．
８個であったのに対し、本発明の円筒を設置した場合に
は、ドロス付着は一切認められず、ドロス付着の抑制効
果が確認できた。また、操業速度１５０ｍ／ｍｉｎで
は、従来は、ドロス付着数が２．０個と許容値を上回っ
ていたのに対し、本発明の円筒を設置することで、従来
の１０％程度に軽減して許容値を下回り、この結果を受
けて操業速度のアップも達成できた。さらに、シンクロ
ールやサポートロールへのドロス付着も低減し、その交
換周期を従来の約２倍に向上することもできた。加え
て、本発明の狙い通り、シンクロールやサポートロール
へ鋼帯を通す作業は、従来の何も設置していない時の時
間と変わらず、簡便に行うことができた。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、ボト
ムドロスの巻上りを効果的に抑制できるようになった。
その結果、鋼帯へのドロス付着を１０％以下に低減で
き、操業速度アップも達成できた。なお、シンクロール
やサポートロール等に鋼帯を通す作業は、本発明に係る
防止装置で阻害されず、円滑に行うことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボトムドロスの巻上り防止装置を
備えた連続溶融亜鉛めっき槽の概略説明図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図で
ある。

【図２】水モデル実験装置の説明図である。

【図３】図２の水モデル実験装置で水流れを観察した結
果を示す斜視図であり、（ａ）は、円筒を設置しない場
合、（ｂ）は、円筒を設置した場合である。

【図４】水モデル実験での１測定結果を示す図である。

【図５】一般的な連続溶融亜鉛めっきの操業方法を説明
する縦断面図である。

【符号の説明】

１鋼帯２スナウト３めっき槽４シンクロール５浴中サポートロール６ワイピングノズル７支持ロール８合金化炉９ボトムドロス１０円筒１１円筒１０の支持部材１２ビーズ１３水槽１４吸引パイプＡ、Ａ' シンクロール４の回転で生ずる液体の流れＢ鋼帯１の進行に伴い生ずる液体の流れＬ円筒１０の幅Ｘシンクロール面と円筒内面との間隔Ｙ鋼帯端部と円筒の鋼帯側端との間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩谷明之倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA22 AB42 AD08 AD17 AE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼帯に連続溶融亜鉛めっきを施すめっき
槽内のシンクロール周辺に設けられ、該めっき槽底部に
溜ったドロスがめっき浴中に浮遊するのを防止する部材
であって、その形状は、シンクロールの外周を覆う２本の筒状体で
あり、その両者を、前記シンクロールの鋼帯が巻きつく
領域以外に設けたことを特徴とする連続溶融亜鉛めっき
槽ボトムドロスの巻上がり防止装置。
【請求項２】前記筒状体を、前記シンクロールに巻き
つく鋼帯の幅に応じて、シンクロールの軸方向に移動自
在としたことを特徴とする請求項１記載の連続溶融亜鉛
めっき槽ボトムドロスの巻上がり防止装置。
【請求項３】前記シンクロールの外周面と前記筒状体
の内周面との間隔Ｘを、１０〜５０ｍｍとしたことを特
徴とする請求項１又は２記載の連続溶融亜鉛めっき槽ボ
トムドロスの巻上がり防止装置。
【請求項４】前記鋼帯及び筒状体の端部間の間隔Ｙ
を、５０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜３
いずれかに記載の連続溶融亜鉛めっき槽ボトムドロスの
巻上がり防止装置。