JP2001342551A - 溶融金属めっき鋼帯の製造装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属浴の成分組成を、安価かつ迅速に変
更することができ、しかも、この変更の際にスナウトの
大気解放等を生じることのない溶融金属めっき鋼帯の製
造装置および方法を提供すること。 【解決手段】 溶融金属めっき鋼帯の製造装置は、溶融
金属に鋼帯を連続的に浸漬し、その表面に溶融金属を付
着させてめっき層を形成する溶融金属めっき鋼帯の製造
装置であって、溶融金属を貯留する溶融金属容器と、前
記溶融金属容器内に設けられ、溶融金属の鋼板が浸漬さ
れる部分を収容する小容器と、前記溶融金属容器内の溶
融金属および前記小容器内の溶融金属を分離した状態と
混合した状態との間で切り替える切り替え手段とを具備
する。

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
帯の製造装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼帯に金属めっきを施す手法の１つに、
所望の金属を溶融させた浴に浸漬させる溶融金属めっき
法、また、その後合金化を行う合金化溶融金属めっき法
がある。一般的な溶融金属めっき鋼帯の製造ラインで用
いられる溶融金属めっき装置の概略断面図を図５に示
す。鋼帯２１は非酸化性雰囲気に保たれたスナウト２７
から、溶融金属からなるめっき浴２２に引き込まれ、シ
ンクロール２３およびサポートロール２５を経て鉛直方
向に引き上げられ、ガスワイパー２４で過剰の溶融金属
が除去される。

【０００３】このようにして行われる溶融金属めっき法
においては、目的の鋼帯種に応じてめっき浴２２の成分
組成を変更することが一般的である。例えば、亜鉛めっ
き鋼帯について述べれば、鋼帯２１に付与しためっき層
を合金化する合金化亜鉛めっき鋼帯の場合にはめっき浴
２２中のＡｌ濃度を０．１〜０．１５％と低めにし、合
金化しない場合にはめっき浴２２中のＡｌ濃度を０．１
８〜０．５％と高めに調整することが不可欠となってい
る。一般に、めっき浴中の微量元素の濃度を高めること
は、その元素の成分組成の高い金属塊（インゴット）を
めっき浴中に投入すればよいので比較的容易である。こ
れに対して、微量元素濃度を低下させることは容易では
ない。

【０００４】従来、めっき浴中の微量元素の濃度を低下
させる方法としては、めっき浴２２から鋼帯２１のめっ
き層として持ち出された溶融金属の減少量を、この微量
元素濃度の低い金属塊を投入して補い、これによりめっ
き浴２２中の微量元素濃度を徐々に減少させるという方
法や、微量元素の濃度が高いめっき浴２２の大部分を汲
み出し、しかる後に微量元素濃度の低い金属塊を投入す
る方法がある。しかし、前者の方法では所望の濃度に低
下させるためには膨大な時間と大量の調節材（金属塊）
が必要であり、また、その間に生産される鋼帯２１はめ
っき浴２２の成分組成が適正レベルから外れるため密着
性不良や合金化不良が生じやすい。一方、後者の方法で
は、浴面高さの大幅な変動がさけられないため、スナウ
ト２７が大気解放され、スナウト内壁の酸化、大量アッ
シュ発生等で操業が困難となり、実用には耐えなかっ
た。

【０００５】このような問題を解決するための技術とし
て、特開平１０−２８０１１４号公報には、溶融亜鉛浴
中のＡｌ濃度を低下させる方法として、４５０℃におけ
る標準生成自由エネルギーが−９００ｋＪ／ｍｏｌ以上
−５５０ｋＪ／ｍｏｌ以下である酸化物とＡｌとを反応
させて酸化アルミニウムに変換する方法が開示されてい
るが、この方法では浮上した酸化アルミを除去する工程
が必要となり、また、浴中に異物を混入させるため製造
開始後にこの異物が十分除去されていないと欠陥の原因
となるため実用化は難しい。

【０００６】また、準備槽から次期操業浴成分を有する
溶融金属を供給することによりめっき浴の成分組成を変
更する方法も考えられるが、この方法では混合効率を重
視すると浴面高さに変動が発生して製品に欠陥が生じや
すく、逆に、製品欠陥の抑制を重視して浴面高さを変動
させないようにすると混合効率を落とさざるを得ず、準
備槽と操業槽との混合に長時間を要し、いずれの場合も
実用上問題がある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、鋼帯が浸漬される溶融金属の成分組成を、安
価かつ迅速に調整することができ、しかも、この成分調
整の際に浴面高さの変動を生じることのない溶融金属め
っき鋼帯の製造装置および方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、溶融金属に鋼帯を連続的に浸漬し、そ
の表面に溶融金属を付着させてめっき層を形成する溶融
金属めっき鋼帯の製造装置であって、溶融金属を貯留す
る溶融金属容器と、前記溶融金属容器内に設けられ、溶
融金属の鋼板が浸漬される部分を収容する小容器と、前
記溶融金属容器内の溶融金属および前記小容器内の溶融
金属を分離した状態と混合した状態との間で切り替える
切り替え手段とを具備することを特徴とする溶融金属め
っき鋼帯の製造装置を提供する。

【０００９】第２発明は、第１発明の溶融金属めっき鋼
帯の製造装置において、前記切り替え手段は、昇降自在
な昇降壁を有することを特徴とする。

【００１０】第３発明は、第１発明または第２発明の溶
融金属めっき鋼帯の製造装置において、前記切り替え手
段は、前記小容器に設けられた穴部と、前記穴部を開閉
する開閉機構とを有することを特徴とする。

【００１１】第４発明は、第３発明の溶融金属めっき鋼
帯の製造装置において、前記穴部近傍に設けられた、溶
融金属を攪拌するための攪拌機をさらに具備することを
特徴とする。

【００１２】第５発明は、溶融金属を貯留する溶融金属
容器と、前記溶融金属容器内に設けられ、溶融金属の鋼
帯が浸漬される部分を収容する小容器と、前記溶融金属
容器内の溶融金属および前記小容器内の溶融金属を分離
した状態と混合した状態との間で切り替える切り替え手
段とを具備し、溶融金属に鋼帯を連続的に浸漬し、その
表面に溶融金属を付着させてめっき層を形成する溶融金
属めっき鋼帯の製造装置を用いて溶融金属めっき鋼帯を
製造するにあたり、前記切り替え手段により前記溶融金
属容器内の溶融金属および前記小容器内の溶融金属を分
離した状態と混合した状態との間で切り替えることによ
り、前記鋼帯が浸漬される部分の溶融金属の成分調整を
行うことを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法を
提供する。

【００１３】本発明によれば、溶融金属容器内の溶融金
属および鋼帯が浸漬される小容器内の溶融金属を、分離
した状態および混合した状態の間で切り替えることによ
り鋼帯が浸漬される部分の溶融金属の成分調整を行うの
で、鋼帯が浸漬される部分の浴面高さを変動させずに、
スナウトの大気解放等の不具合を生じることなく鋼帯が
浸漬される部分の溶融金属の成分組成を迅速かつ安価に
変更することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１および図２は、本
発明の実施形態に係る溶融金属めっき鋼帯の製造装置の
一例を示す概略断面図である。この溶融金属めっき鋼帯
の製造装置は、溶融金属２を貯留するための溶融金属容
器１０を有し、この溶融金属容器１０の内側には溶融金
属に浸漬するように小容器としての小ポット８が設けら
れている。小ポット８の上方には、端部が小ポット８内
の溶融金属に浸漬するように、内部が非酸化性雰囲気に
保たれたスナウト７が配置され、このスナウト７内から
溶融金属中に鋼帯１が連続的に供給される。小ポット８
内の湯面下方には、鋼帯１の進行方向を上方に方向転換
するシンクロール３と、鋼帯１の移動を支えるサポート
ロール５とが、それぞれ溶融金属に浸漬された状態で配
置されている。湯面上方の鋼帯１が溶融金属から引き上
げられる位置には、ガスジェットを鋼帯１表面に吹き付
けて過剰に付着した溶融金属を落とすガスワイピングノ
ズル４が配置され、このガスワイピングノズル４の上方
には、鋼帯１の移動を支えるタッチロール６が配置され
ている。

【００１５】図３（ａ）は小ポット８の斜視図、図３
（ｂ）は同上面図である。小ポット８は底部８ａ、およ
び溶融金属の浴面高さに至らない高さの壁部８ｂを有し
ており、この壁部８ｂの外側を取り囲むように、昇降壁
９が図示しない昇降装置により、図３（ａ）に白矢印で
示すように昇降自在に設けられている。この昇降壁９
は、その上端が浴面高さよりも高くなるように上昇させ
ることができ、これにより前記溶融金属容器内の溶融金
属および前記小ポット内の溶融金属を分離した状態とす
ることができる（図１参照）。また、昇降壁９は、その
上端が浴面高さよりも低くなるように下降させることが
でき、これにより前記溶融金属容器内の溶融金属および
前記小ポット内の溶融金属を混合した状態とすることが
できる（図２参照）。

【００１６】次に、上記溶融金属めっき鋼帯の製造装置
により、鋼帯が浸漬される部分の溶融金属の成分を変更
して、鋼帯種の異なる溶融金属めっき鋼帯を連続的に製
造する方法について説明する。まず、昇降壁９を下降さ
せた状態で溶融金属容器１０に溶融金属を貯留し、次い
で昇降壁９を浴面高さよりも高く上昇させて小ポット８
内外の溶融金属を分離した状態とし、その状態で第１の
溶融金属めっき鋼帯の製造を開始する。すなわち、スナ
ウト７から連続的に供給される鋼帯１を、小ポット８内
の溶融金属に浸漬し、シンクロール３およびサポートロ
ール５を介した後に溶融金属上方に引き上げ、ガスワイ
ピングノズル４により余分な溶融金属を除去し、タッチ
ロール６を介して上方に通板して、第１の溶融金属めっ
き鋼帯を製造する。このとき予め、小ポット８外の溶融
金属にインゴットを投入する方法、あるいは、図示しな
い他の槽（準備槽）からの浴液を混合する等の方法によ
り、小ポット８外に貯留された溶融金属を所定の成分組
成としておく。このようにして第１の溶融金属めっき鋼
帯の製造を行った後、昇降壁９を下降させて小ポット８
内外の溶融金属を混合し、第２の溶融金属めっき鋼帯を
製造するのに適した成分に調整する。この成分の調整さ
れた溶融金属を用いて、前記第１の溶融金属めっき鋼帯
と同様の手順により第２の溶融金属めっき鋼帯を製造す
る。

【００１７】このように、昇降壁９を下降させて、小ポ
ット８内外の溶融金属の分離した状態を混合した状態に
切り替えることにより溶融金属の成分調整を行うので、
鋼帯１による溶融金属の持ち出しによらずに溶融金属の
成分調整を行うことができ、かつ、成分調整の際にポン
プ等による浴液輸送・混合時間を必要とせず、その所要
時間は準備槽からポンプ等により浴液を輸送・混合して
成分調整する従来の方法と比べて格段に短い。したがっ
て、溶融金属の成分調整を行う際の能率を大幅に向上す
ることができ、コストを極めて低くすることができる。
また、このようにして成分調整を行う際には、小ポット
８内の浴面高さはほとんど変動しないので、スナウト７
の大気解放を生じることなく溶融金属の成分調整を行う
ことができる。

【００１８】さらに、この例の溶融金属めっき装置のよ
うに、切り替え手段として昇降壁９を用いた場合には、
上記のようにして溶融金属の成分を調整した後、第２の
溶融金属めっき鋼帯を製造する際に、昇降壁９を下降さ
せたままで鋼帯１の通板を開始することにより、溶融金
属に随伴流を形成し、小ポット８内外の溶融金属の混合
を促進することができるので、実操業においては極めて
有利である。

【００１９】なお、上記した溶融金属めっき鋼帯の製造
装置においては、昇降壁９を下降させた状態で第１の溶
融金属めっき鋼帯の製造を行ってから、昇降壁９を上昇
させて小ポット８内外の溶融金属を分離した状態とした
後、小ポット８内にインゴット等を投入することにより
成分調整を行って第２の溶融金属めっき鋼帯の製造を行
うことも可能であり、この場合には溶融金属のうち鋼帯
が浸漬される部分のみを成分調整することができるの
で、少量のインゴットで効率よく成分調整を行うことが
できる。

【００２０】また、上記した溶融金属めっき装置の例で
は、昇降壁９を小ポット８全体を囲むようにして設けた
場合について説明したが、例えば、小ポット８の壁部８
ｂに浴面高さを超える高さを有する部分と、浴面高さよ
りも高さの低い部分とを設け、壁部８ｂのうち浴面高さ
よりも高さの低い部分にのみ昇降壁９を設けるようにし
てもよい。この場合にも、上記と同様に昇降壁９を昇降
することにより、溶融金属の分離した状態および混合し
た状態を切り替えることができる。

【００２１】さらに、上記した溶融金属めっき装置の例
では、小ポット８に切り替え手段として昇降自在な昇降
壁９を設けたが、図４に示すように、小ポット８に穴部
１２と、この穴部を開閉する開閉機構１１とを設けて、
これらを切り替え手段として用いてもよい。このように
穴部１２および開閉機構１１を切り替え手段として用い
る場合には、図４に示すように、穴部１２の近傍に溶融
金属を攪拌するための攪拌機１３を配置して、混合状態
における小ポット８内外の溶融金属の混合を促進するよ
うにしてもよい。これらの場合においても、上記の例と
同様にして、めっき浴の成分調整を迅速かつ安価に、ま
た、スナウト７の大気解放等を生じることなく行うこと
ができる。

【００２２】さらにまた、上記した溶融金属めっき装置
の例では、溶融金属容器１０の内部に溶融金属に浸漬す
るように小容器としての小ポット８を設けた場合につい
て説明したが、このような構成に限るものではなく、例
えば、溶融金属容器の一部を隔壁等により仕切って、こ
の仕切られた部分を小容器として用いてもよい。

【００２３】

【実施例】以下、図１および図２に示した溶融金属めっ
き装置を用いて、ＧＩ（溶融亜鉛めっき鋼板）生産のた
めの溶融金属（Ａｌ濃度０．２０％）を、ＧＡ（合金化
溶融亜鉛めっき鋼板）生産のための溶融金属（Ａｌ濃度
０．１３％）に変更して、ＧＩ生産およびＧＡ生産を連
続的に行う方法について、溶融金属容器１０の総容量が
１７３ｔｏｎ、小ポット８の容量が７３ｔｏｎ（したが
って、小ポット８外の容量は１００ｔｏｎ）である場合
を例にして、具体的に説明する。

【００２４】まず、昇降壁９を下降させた状態で溶融金
属容器１０内にＡｌ濃度が０．２０％の溶融亜鉛を供給
し、次いで昇降壁９を浴面高さよりも高く上昇させて、
溶融金属容器１０内における小ポット８内の溶融亜鉛と
小ポット８外の溶融亜鉛とを分離した状態とし、その状
態で小ポット８内の溶融亜鉛に鋼帯１を連続的に供給し
て溶融亜鉛めっきを行い、ＧＩを生産する。その間に、
小ポット８外の溶融亜鉛に、亜鉛インゴットを投入する
方法、あるいは準備槽からの低Ａｌ濃度溶融亜鉛を混合
する等の方法により、Ａｌ濃度を０．０７８９％として
おく。

【００２５】ＧＩ生産終了後、昇降壁９を下降させて、
小ポット８内の溶融亜鉛（Ａｌ濃度０．２０％）と、小
ポット８外の溶融亜鉛（Ａｌ濃度０．０７８９％）とを
混合し、Ａｌ濃度０．１３％の溶融亜鉛を得る。このよ
うにして得られた溶融金属をめっき浴として用いること
により、ＧＩ生産のためのめっき浴（Ａｌ濃度０．２０
％の溶融亜鉛）を、ＧＡ生産のためのめっき浴（Ａｌ濃
度０．１３％の溶融亜鉛）に速やかに変更し、ＧＩ生産
からＧＡ生産へと連続的に移行することができる。

【００２６】その後、さらにＧＡ生産からＧＩ生産へ移
行する場合には、上記のようにして得られたＡｌ濃度
０．１３％の溶融亜鉛を用いてＧＡを生産した後、再び
昇降壁９を上昇させて小ポット８内外の溶融亜鉛を分離
し、その状態で小ポット８内の溶融亜鉛にＡｌインゴッ
ト投入等を行いＡｌ濃度を０．２０％としてＧＩの生産
を行う。以下、上記の工程を繰り返すことにより、ＧＡ
生産およびＧＩ生産を連続的に行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
目的の鋼帯種に応じてめっき浴の成分組成を、浴面高さ
の変動を生じることなく、安価かつ迅速に変更すること
ができるので、同一製造ライン・製造装置により各種の
溶融金属めっき鋼帯を連続的に製造することができる。
これにより溶融金属めっき鋼帯製造の能率を大幅に向上
し、溶融金属めっき鋼帯の製造コストを極めて低くする
ことができるので、本発明の工業的な価値は極めて高
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る溶融金属めっき装置の
一例を示す概略断面図。

【図２】図１に示した溶融金属めっき装置の昇降壁９を
下降させた状態を示す概略断面図。

【図３】図１および図２に示した溶融金属めっき装置に
おける小ポット８の斜視図および上面図。

【図４】溶融金属めっき装置の別の例を示す概略断面
図。

【図５】従来の溶融金属めっき装置を示す概略断面図。

【符号の説明】

１：鋼帯 ２：溶融金属 ３：シンクロール ４：ワイピングノズル ５：サポートロール ６：タッチロール ７：スナウト ８：小ポット（小容器） ９：昇降壁（切り替え手段） １０：溶融金属容器 １１：開閉機構（切り替え手段） １２：穴部（切り替え手段） １３：撹拌装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石岡 宗浩 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA22 AB28 AB42 AB44 AC73 AD02 AD05 AD06 AE03 AE08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属に鋼帯を連続的に浸漬し、その
   表面に溶融金属を付着させてめっき層を形成する溶融金
   属めっき鋼帯の製造装置であって、 溶融金属を貯留する溶融金属容器と、 前記溶融金属容器内に設けられ、溶融金属の鋼板が浸漬
   される部分を収容する小容器と、 前記溶融金属容器内の溶融金属および前記小容器内の溶
   融金属を分離した状態と混合した状態との間で切り替え
   る切り替え手段とを具備することを特徴とする溶融金属
   めっき鋼帯の製造装置。
2. 【請求項２】 前記切り替え手段は、前記小容器に設け
   られた昇降自在な昇降壁を有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帯の製造装置。
3. 【請求項３】 前記切り替え手段は、前記小容器に設け
   られた穴部と、前記穴部を開閉する開閉機構とを有する
   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
   金属めっき鋼帯の製造装置。
4. 【請求項４】 前記穴部近傍に設けられた、溶融金属を
   攪拌するための攪拌機をさらに具備することを特徴とす
   る請求項３に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造装置。
5. 【請求項５】 溶融金属を貯留する溶融金属容器と、前
   記溶融金属容器内に設けられ、溶融金属の鋼帯が浸漬さ
   れる部分を収容する小容器と、前記溶融金属容器内の溶
   融金属および前記小容器内の溶融金属を分離した状態と
   混合した状態との間で切り替える切り替え手段とを具備
   し、溶融金属に鋼帯を連続的に浸漬し、その表面に溶融
   金属を付着させてめっき層を形成する溶融金属めっき鋼
   帯の製造装置を用いて溶融金属めっき鋼帯を製造するに
   あたり、 前記切り替え手段により前記溶融金属容器内の溶融金属
   および前記小容器内の溶融金属を分離した状態と混合し
   た状態との間で切り替えることにより、前記鋼帯が浸漬
   される部分の溶融金属の成分調整を行うことを特徴とす
   る溶融金属めっき鋼帯の製造方法。