JP2008095207A - 溶融亜鉛系めっき方法およびそのための装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融亜鉛系めっきは、溶融金属を収容するめっき容器をめっき槽とドロス除去槽に分割し、めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送し、ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去し、ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことからなる。めっき装置は、めっき槽、ドロス除去槽、めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する手段とドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためにめっき槽に配設された開口部からなる。
【選択図】図1
Description
しかし、数多くの提案が行われているにもかかわらず、従来の提案はいずれも実用化されていない。この理由は、これらの提案の技術は机上では成立するものであるが、実設備では機構の複雑さや耐久性、操業性に多くの問題があり、実際には不可能なためである。
今まで提案されたドロスの沈降分離に関しては、槽外に移送中の溶融亜鉛が凝固しないように装置を設計することが重要で、また移送配管からの溶融亜鉛が漏れた場合をも想定して設備設計しなければならないので、設備的に膨大なコストがかかり現実的なものではない。
溶融金属を収容するめっき容器を上部に配設されためっき槽とその下部に配設されたドロス除去槽に分割する工程;
めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程;
ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻す工程。
前記の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程は、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送することからなるのが好ましい。また、溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程は、めっき槽の溶融金属浴をめっき槽の中央底部から吸引してドロス除去槽へ移送することからなるのが望ましい。
前記溶融金属浴をめっき槽に戻す工程は、ドロスが除去された上澄み液を含む溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことからなるのが好ましい。更に、溶融金属浴をめっき槽に戻す工程は、液面より低い高さを有する鋼帯出側のめっき槽の側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴をからめっき槽に戻すことからなるのが好ましい。
前記めっき槽とドロス除去槽は、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するのが好ましい。めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量は1m3/h以上10m3/h以下であるのが望ましい。
前記の溶融亜鉛系めっきを行う工程は、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が200−500mmになるように側壁と底部壁を配置して溶融亜鉛系めっきを行うことからなるのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき容器;
該めっき容器の上部に設けられた、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う、めっき槽;
該めっき容器の下部に設けられた、溶融金属中のドロスを除去するドロス除去槽;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する移送手段;と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためにめっき槽に配設された開口部。
前記の溶融亜鉛系めっき装置は、更に、ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解する溶解手段を有するのが好ましい。
めっき槽に配設された開口部は、ドロス除去槽のドロスを除去した上澄み浴をめっき槽に還流可能に配設されるのが好ましい。
めっき槽が、液面より低い高さを有する鋼帯出側の側壁を有し、該側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴がからめっき槽に戻されるようにしてもよい。
前記めっき槽とドロス除去槽は、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するのが好ましい。メカニカルポンプは1m3/h以上10m3/h以下の溶融金属浴を移送可能である。
前記めっき槽が側壁と底部壁を有し、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が200−500mmであるのが好ましい。また、前記めっき槽はその底部を固定するためのパイプを有し、液抜きの際に該パイプを通して液抜きが行われるようにするのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程;
めっき領域において鋼帯にめっきを行う工程;
めっき領域の溶融金属浴をドロス除去領域へ移送する工程;
ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。
前記の溶融亜鉛系めっき方法は、更に、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御する工程を有するのが望ましい。
めっき領域がW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がW2の溶融金属浴の容量を持つ場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあるのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去する第1のドロス除去領域と第2のドロス除去領域に分割する工程;
第1のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第1のメカニカルポンプおよびめっき領域に溶融金属浴を戻す堰を配設する工程;
第2のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第2メカニカルポンプおよびめっき領域に溶融金属浴を戻す堰を配設する工程;
めっき領域において鋼帯にめっきを行う工程;
めっき領域の溶融金属浴を第1のメカニカルポンプを用いて第1のドロス除去領域へ移送してドロスを除去する工程;
第2のドロス除去領域におけるメカニカルポンプを停止して第2のドロス除去領域に堆積したドロスをめっき槽外に排出する工程。
溶融金属を収容するめっき槽;
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁;
前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプ;と
ドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた堰。
該溶融亜鉛系めっき装置は、更に、めっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を有するのが好ましい。
めっき領域がW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がW2の溶融金属浴の容量を持つ場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあるのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき槽;
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁;
前記ドロス除去領域は第1のドロス除去領域と第2のドロス除去領域からなり;
第1のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第1のメカニカルポンプ;
第2のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第2のメカニカルポンプ;
第1のドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた第1の堰;と
第2のドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた第2の堰。
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程;
めっき領域においてシンクロールを介して鋼帯に連続してめっきを行う工程;
めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送する工程;
ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。
前記の溶融亜鉛系めっき方法は、更に、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、該加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御する工程を有するのが好ましい。
めっき領域がW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がW2の溶融金属浴の容量を持つ場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあるのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき槽;
該めっき槽内に配設された、鋼帯を通板・浸漬させるためのシンクロール;
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁;
前記めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプ;
ドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた堰。
前記の溶融亜鉛系めっき装置は、更に、ドロス除去領域に配設された、めっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を有するのが好ましい。
めっき領域がW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がW2の溶融金属浴の容量を持つ場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあるのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき容器内に、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールを配設する工程;
前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽を配設し、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、めっき領域とドロス除去領域とに分割する工程;
前記めっき領域に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程;
前記めっき領域内の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に排出し、前記ドロス除去領域で溶融金属浴中のドロスを除去するする工程;と
前記ドロス除去領域の溶融金属浴を前記めっき領域に戻す工程。
めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されるのが好ましい。
鋼帯が内部を走行するスナウト;
前記スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器;
前記めっき容器の浴中に前記シンクロールを覆うようにめっき槽、及び、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設することによって形成された、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域;と
前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域に排出するとともにドロス除去領域の溶融金属浴をめっき領域に戻すためのメカニカルポンプ。
めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されるのが好ましい。
アルミニウムを0.05wt%以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽;
該めっき浴槽に浸漬される鋼帯が内部を走行するスナウト;
めっき浴槽に仕切りを設けて形成された、鋼帯にめっきを施すめっき槽と、ドロスを沈降分離するドロス除去槽;
前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が0.1m以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、また、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯の通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化し、且つ前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環するスナウト清浄化装置。
水力直径=(流路断面積/流路の濡れ長さ)×4
めっき槽の容積が10m3以下、ドロス除去槽の容積が10m3以上であるのが好ましい。
アルミニウムを0.05wt%以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を鋼帯にめっきを施すめっき槽とインゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割する工程;
前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が0.1m以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯が通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに、前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環する工程。
水力直径=(流路断面積/流路の濡れ長さ)×4
めっき槽の容積は10m3以下、ドロス除去槽の容積は10m3以上、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量は0.5m3/h以上、5m3/h以下であるのが好ましい。
溶融亜鉛を貯留するとともに、溶融亜鉛を加熱する加熱手段を有する溶融亜鉛槽;
この溶融亜鉛槽内の溶融亜鉛に浸漬され被めっき鋼板が巻き掛けられるシンクロール;と
前記シンクロールを収容するように設けられ、側板と底板とからなり、その上部が開口された容器;
それによって、前記溶融亜鉛槽内に連続的に供給される被めっき鋼板に溶融亜鉛めっきが施される。
前記の溶融亜鉛槽の加熱手段はコアレスの誘導加熱を行なうのが好ましい。
前記容器は、その中を走行する鋼帯、前記シンクロール、およびシンクロールを固定する治具から200mm以上500mm以下の範囲で離隔しているのが望ましい。
前記溶融亜鉛槽の溶融亜鉛に浸漬される鋼帯が前記容器に至るまでの間に、実質的に鋼帯の下面を覆うカバーを有する。
前記容器は、その側板と底板との接合部分が曲面で形成されるのが好ましい。
前記容器は、その底部に溶融亜鉛を排出する排出口を有し、この排出口を介してその中の溶融亜鉛を強制的に溶融亜鉛槽に排出するのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき容器をドロス除去槽と前記ドロス除去槽内に設置されるめっき槽に分割する工程;
めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程;
めっき槽の溶融金属浴を、メカニカルポンプとめっき槽に設けられた第1の開口部における鋼帯の随伴流によってドロス除去槽へと移送する工程;
ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けられた第2の開口部からめっき槽に戻す工程。
めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも200mm以上400mm以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足し、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量が1m3/h以上10m3/h以下であるのが好ましい。
溶融金属を収容するめっき容器;
該めっき容器は溶融金属中のドロスを除去するドロス除去槽と、前記ドロス除去槽内に設置された鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行うめっき槽とからなる;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する移送手段;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽に鋼帯の随伴流による移送を行うためのめっき槽に配設された第1の開口部;
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためのめっき槽に配設された第2の開口部。
めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも200mm以上400mm以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するのが好ましい。
本発明における特徴的な考え方は以下のとおりである。
1)沈澱法でドロスを除去することを基本とする。そのため沈殿槽を大きくする。
2)めっき槽では、ドロスが有害な寸法に成長する前に液を更新する。そのためには、めっき槽はできるだけ小さい方が望ましい。
3)めっき槽への原料亜鉛の供給を固体亜鉛ではなく、液体亜鉛で行う。めっき槽で浴温変動によるドロスの成長促進を防ぐためである。
4)原料亜鉛の供給は、沈殿槽で固体亜鉛(インゴット)を溶解して行う。固体亜鉛溶解部近傍の浴温変動を活用してドロス成長促進を図るためである。沈殿槽では加熱装置の設置が不可欠である。
5)沈殿槽からめっき槽への溶融亜鉛の供給を非常に穏やかな流れを介して行う。トップドロスの発生を抑えるためである。浴面で少しでも大気を巻き込むような流れが発生すると、トップドロスが激しく発生する。沈殿槽とめっき槽を開口部で結び、両者の液位を等しくすると前記条件が満たされる。
6)ドロスを除去した溶融亜鉛の沈殿槽からの排出は、沈殿槽での液面を含む流れが最適である。開口部をできるだけ上部に設けるとこの条件が満たされる。
7)以上の要件を、一つの容器を上部のめっき槽と下部のドロス除去槽に分割して行う。設備の簡素化、これによる操業の安定化、設備費の低減、設置面積の低減などを図るためである。
第1の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器を上部に配設しためっき槽とその下部に配設したドロス除去槽に分割し、めっき槽に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送し、ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、またドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第2の実施の形態は、ドロス除去槽からめっき槽に戻す溶融金属浴がドロスを除去した上澄み浴を含むものであることを特徴とする第1の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第3の実施の形態は、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を1m3/h以上10m3/h以下とすることを特徴とする第1の実施の形態又は第2の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第5の実施の形態は、開口部がドロスを除去した上澄み浴を含む溶融金属浴をめっき槽に還流可能に配設されていることを特徴とする第4の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第6の実施の形態は、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、めっき槽とドロス除去槽がW1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するとともに、溶融金属浴を移送するメカニカルポンプが1m3/h以上10m3/hの流量の溶融金属浴を移送可能であることを特徴とする第4の実施の形態又は第5の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を1m3/h以上10m3/h以下にすると、めっき槽内において、めっき槽内の融液の流れが淀んだ部分でドロスが堆積することを防止でき、また発生したドロスをドロス除去槽で効率よく除去できるのでより好ましい。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ(遠心ポンプ)やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去槽12には、ボトムドロスを効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液3の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
第1図の装置において、槽容量、循環流量を変更した場合のめっき槽11におけるドロス付着による品質欠陥の発生状況について調査した。調査結果を第2図〜第4図に示す。
本実施例では、第1図に示した装置において、めっき容器4の深さを2m、めっき槽11の容量を5m3、ドロス除去槽12の容量を20m3とした。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね1時間あたり1m程度である。めっき容器4の深さが2mなので、ドロス除去槽12では2時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が10m3以下であれば滞留時間が2時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が1m3/hを下回ると、めっき槽11のドロスがめっき槽11にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を5m3/hに設定した。
第1の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器を上部に配設した分割可能なめっき槽とその下部に配設したドロス除去槽に分割し、めっき槽に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送し、ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、またドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第2の実施の形態は、めっき槽の溶融金属浴をめっき槽の中央底部から吸引してドロス除去槽へ移送することを特徴とする第1の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第3の実施の形態は、ドロス除去槽からめっき槽に戻す溶融金属浴がドロスを除去した上澄み浴を含むものであることを特徴とする第1の実施の形態又は第2の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第4の実施の形態は、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を1m3/h以上10m3/h以下とすることを特徴とする第1の実施の形態乃至第3の実施の形態の何れかに記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第6の実施の形態は、メカニカルポンプの溶融金属の吸引部をめっき槽の中央底部に配設することを特徴とする第5の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第7の実施の形態は、開口部がドロス除去槽のドロスを除去した上澄み浴をめっき槽に還流可能に配設されていることを特徴とする第5の実施の形態又は第6の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第8の実施の形態は、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、めっき槽とドロス除去槽がW1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するとともに、溶融金属浴を移送するメカニカルポンプが1m3/h以上10m3/hの流量の溶融金属浴を移送可能であることを特徴とする第5の実施の形態乃至第7の実施の形態の何れかに記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を1m3/h以上10m3/h以下にすると、めっき槽内において、めっき槽内の融液の流れが淀んだ部分でドロスが堆積することを防止でき、また発生したドロスをドロス除去槽で効率よく除去できるのでより好ましい。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ(遠心ポンプ)やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去槽112には、ボトムドロスを効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液103の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
W1/W2が1.0以下の領域ではインデックスが1で品質が良好だが、W1/W2が1.0を超えるとインデックスが大きくなり品質が低下している。W1/W2を1.0以下にすることによって、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
第10図に示した装置において、めっき容器104の深さを2.5m、めっき槽111の容量を10m3、ドロス除去槽112の容量を30m3とした。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね1時間あたり1m程度である。めっき容器104の深さが2.5mなので、ドロス除去槽112では2.5時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が12m3/h以下であれば滞留時間が2.5時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が1m3/hを下回ると、めっき槽111のドロスがめっき槽111にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を5m3/hに設定した。
第15図に示した装置において、実施例1と同様の容量、寸法のめっき容器104、めっき槽111を使用し、実施例1と同様、融液の循環流量を5m3/hに設定して、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、従来生産量の2%程度の発生量であっためっき鋼帯のドロス欠陥の発生が皆無になり、ドロス付着による問題が全く無く、通板速度を従来の100m/minから140m/minに増速可能になった。
最良の形態3の要旨は以下の通りである。
第1の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき槽に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割して、めっき領域において鋼帯にめっきを行い、まためっき領域の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送し、ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴を同一浴面のめっき領域に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第2の実施の形態は、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御することを特徴とする第1の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第3の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれW1、W2とした場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあることを特徴とする第1の実施の形態又は第2の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第4の実施の形態は、めっき槽内に設けた仕切壁によって、めっき槽をめっき領域と2ケ所のドロス除去領域に分割するとともに、それぞれのドロス除去領域についてめっき領域から溶融金属浴を移送するメカニカルポンプおよびめっき領域に溶融金属浴を戻す堰を配設し、一方のドロス除去領域側に配設したメカニカルポンプでめっき領域の溶融金属浴を一方のドロス除去領域に移送してドロスを除去し、他方のドロス除去領域側に配設したメカニカルポンプを停止して他方のドロス除去領域に堆積したドロスをめっき槽外に除去することを特徴とする第1の実施の形態乃至第3の実施の形態のいずれかの発明に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第6の実施の形態は、ドロス除去領域にめっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を配設したことを特徴とする第5の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第7の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれW1、W2とした場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあることを特徴とする第5の実施の形態又は第6の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第8の実施の形態は、めっき槽内に仕切壁を配設してめっき槽をめっき領域と2ケ所のドロス除去領域に分割するとともに、それぞれのドロス除去領域についてめっき領域からドロス除去領域に溶融金属浴を移送するメカニカルポンプを配設し、またそれぞれのドロス除去領域からめっき領域に溶融金属浴を戻す堰をそれぞれのドロス除去領域とめっき領域を分割する仕切壁に備えることを特徴とする第5の実施の形態乃至第7の実施の形態のいずれかに記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
ドロス除去領域とめっき領域が仕切壁で分離されているだけの簡易な設備で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ(遠心ポンプ)やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
なお、本発明においては、めっき皮膜の成分組成の大きく異なる異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるいわゆるタンデムポットのめっき設備を配設する場合、使用するめっき槽を迅速に交換できるように、前記複数のめっき槽を同一の台車上に設置して同時に移動できるようにしてもよい。
また、異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるような場合においても、設置スペースが小さくて済むので有利である。
最良の形態4の要旨は以下の通りである。
第1の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき槽内に配設したシンクロールを介して鋼帯を通板・浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割して、めっき領域において鋼帯にめっきを行い、まためっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送し、ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴を同一浴面のめっき領域に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第2の実施の形態は、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御することを特徴とする第1の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第3の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれW1、W2とした場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあることを特徴とする第1の実施の形態又は第2の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第5の実施の形態は、ドロス除去領域にめっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を配設したことを特徴とする第4の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第6の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれW1、W2とした場合、W1/W2が0.2〜5の範囲内にあることを特徴とする第4の実施の形態又は第5の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ(遠心ポンプ)やタービンポンプ、容積型ポンプ等の各種ポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
なお、最良の形態4においては、めっき皮膜の成分組成の大きく異なる異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるいわゆるタンデムポットのめっき設備を配設する場合、使用するめっき槽を迅速に交換できるように、前記複数のめっき槽を同一の台車上に設置して同時に移動できるようにしてもよい。
最良の形態4によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき領域で堆積することを防止するとともに、めっき槽内にめっき領域と分離して設けたドロス除去領域でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。最良の形態4によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるような場合においても、設置スペースが小さくて済むので有利である。
最良の形態5の要旨は以下の通りである。
第1の実施の形態は、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器に、鋼帯を浸漬して連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽を配設するとともに、更に鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、めっき領域とドロス除去領域とに分割し、前記めっき領域に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、前記めっき領域内の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に排出し、前記ドロス除去領域で溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、また前記ドロス除去領域の溶融金属浴を前記めっき領域に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第2の実施の形態は、めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されていることを特徴とするの第1の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第4の実施の形態は、めっき槽の上端が、シンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されていることを特徴とする請求項3に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態5について第25図及び第26図を用いて説明する。
本装置では、めっき槽410には加熱装置が配設されておらず、めっき領域411の融液の温度管理をドロス除去領域412に配設した加熱装置415、416、および通板される鋼帯温度を調整して行う。
遮蔽部材418は、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽して、加熱装置415、416からの高温の浴流動やインゴット414投入による局所的な浴温度低下の影響がめっき領域411内に及ぶのを断ち切り、めっき領域411内の浴温の変動、浴成分の変動を低減する。また、加熱装置415、416による浴流動によって、ドロス除去領域412で沈降分離したドロスが舞上がって、めっき領域411内に流入することを防止する。
なお、メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ(遠心ポンプ)やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去領域412には、ボトムドロスを効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液403の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
第25図に示した装置において、めっき容器404の深さを2.5m、めっき槽410の容量を5m3、ドロス除去領域412の容量を25m3、シンクロール402径を750mm、シンクロール402とめっき槽410の底部との間隔、スナウト401からめっき領域411に進入した鋼帯Sがシンクロール402に接触するまでの間の鋼帯Sとめっき槽410の内壁との間隔、シンクロール402から離れた鋼帯Sとめっき槽410の側壁との間隔は、何れも300mmとし、めっき槽410は、上端が浴表面から700mmの位置で、シンクロールの上端とほぼ一致する位置に設置した。
最良の形態5によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき槽で堆積することを防止するとともにめっき容器内のドロス除去領域でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。本発明によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態5で設置するめっき槽は、従来のめっき容器内にも設置可能であるため、既存設備を改造して、本発明を実施することも容易である。
最良の形態6の要旨は以下の通りである。
(1)アルミニウムを0.05wt%以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽と該めっき浴槽に浸漬する鋼帯が内部を走行するスナウトを備える溶融亜鉛系めっき装置において、めっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を、鋼帯にめっきを施すめっき槽と、インゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割し、また、前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が0.1m以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、また、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環するスナウト清浄化装置を配設したことを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
水力直径=(流路断面積/流路の濡れ長さ)×4
(2)前記(1)において、めっき槽の容積が10m3以下、ドロス除去槽の容積が10m3以上であることを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
水力直径=(流路断面積/流路の濡れ長さ)×4
(4)前記(3)において、めっき槽の容積が10m3以下、ドロス除去槽の容積が10m3以上、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量が0.5m3/h以上、5m3/h以下であることを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
溶融亜鉛系めっき鋼帯のめっき皮膜の加工性を良好にするために亜鉛を主成分とするめっき浴にアルミを0.05%(以下、wt%)以上含有させる。このめっき浴に鋼帯を浸漬すると鋼帯から鉄が溶出してドロスになる。
また、本発明の装置は、めっき浴槽に仕切を設けてめっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置なので、設備費が安価であり、また、離れた槽にめっき浴を移送することにともなう設備費の問題やめっき浴の凝固、漏洩の問題を解消できる。
鋼帯Sはスナウト501から矢印の方向に走行してめっき槽511に浸漬されてめっきされ、シンクロール502で方向転換した後、めっき浴503から引上げられ、図示しない付着量調整装置で付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施した後、所要のめっき鋼帯となる。
即ち、スナウト501のめっき槽511のスナウト直下部分の槽壁の浴面に近接して流路515及び鋼帯S出側部分の側壁に上部が開放された流路516が配設され、めっき槽511とドロス除去槽512のめっき浴面を同一レベルにする構造になっている。また、めっき槽511とドロス除去槽512間のめっき浴503の移送は、スナウト直下部分の流路515近傍のスナウト501両サイドに設けたメカニカルポンプ513を用いて、スナウト直下の浴面から0〜500mmの深さのめっき浴を吸込み、めっき槽511の鋼帯Sが通板していない部分に流し込む。
本実施例では、従来の生産量の2%程度あった、めっき鋼帯のドロス欠陥は皆無となり、ドロスに対する問題は全く無くなった。
また、構造が簡単な設備で、流路におけるめっき浴の漏洩や凝固のような重大な問題点を解決でき、操業性にも優れる。
本発明者らは、まず、通常の操業に使用している溶融亜鉛槽(めっきポット)での溶融亜鉛めっきの流れ、ならびにドロスの発生メカニズムおよびドロスのめっきポット内での挙動を調査した。その結果、以下のことが確認された。
すなわち、第34図(a)、(b)、(c)に示すように、めっきポット内の溶融亜鉛の流れが駆動力になっているのは、
1.(a)の記号Aで示すめっきポット内を走行するストリップにより生じる溶融亜鉛の随伴流
2.(b)の記号Bで示すようなストリップおよびシンクロールの接触部分で行き場所のなくなった随伴流がシンクロール胴長方向に流れる吐き出し流
3.(c)の記号Cで示す溶融亜鉛を保熱あるいは加熱するための誘導加熱装置での電磁気力による流れ
4.(a)の記号Dで示す固相の亜鉛を供給するインゴット投入口近傍で生じる溶融亜鉛の温度不均一による自然対流による流れ
である。
この溶融亜鉛槽内の溶融亜鉛に浸漬され被めっき鋼板が巻き掛けられるシンクロールと、
前記シンクロールを収容するように設けられ、側板と底板とからなり、その上部が開口された容器と
を具備し、前記溶融亜鉛槽内に連続的に供給される被めっき鋼板に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態において、前記溶融亜鉛槽の加熱手段はコアレスの誘導加熱を行なうことを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第3の実施の形態は、第1の実施の形態または第2の実施の形態において、前記容器は、その中を走行する鋼帯、前記シンクロール、およびシンクロールを固定する治具から200mm以上500mm以下の範囲で離隔していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第5の実施の形態は、第1の実施の形態ないし第4の実施の形態のいずれかにおいて、前記容器は、その側板と底板との接合部分が曲面で形成されていることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第6の実施の形態は、第1の実施の形態ないし第5の実施の形態のいずれかにおいて、前記容器は、その底部に溶融亜鉛を排出する排出口を有し、この排出口を介してその中の溶融亜鉛を強制的に溶融亜鉛槽に排出することを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
まず、第1の実施形態について、第35図から第37図に基づいて説明する。第35図は本発明の第1の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す断面図、第36図は第35図のA−A’線による断面図、第37図は本発明の第1の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す平面図である。
以上のような本実施形態の装置を用いる溶融亜鉛系めっき鋼板を製造した場合におけるドロス付着による品質欠陥を調査した。その結果、ライン速度を変化させても3週間の連続運転によって品質欠陥の発生は1%以下であることが確認された。また、プレス等の加工時に問題となる大径ドロスは皆無となることが確認された。
最良の形態8における特徴的な考え方は以下のとおりである。
1)沈澱法でドロスを除去することを基本とする。そのため沈殿槽を大きくする。
2)めっき槽では、ドロスが有害な寸法に成長する前に液を更新する。そのためには、めっき槽はできるだけ小さい方が望ましい。
3)めっき槽への原料亜鉛の供給を固体亜鉛ではなく、液体亜鉛で行う。めっき槽で浴温変動によるドロスの成長促進を防ぐためである。
4)原料亜鉛の供給は、沈殿槽で固体亜鉛(インゴット)を溶解して行う。固体亜鉛溶解部近傍の浴温変動を活用してドロス成長促進を図るためである。沈殿槽では加熱装置の設置が不可欠である。
5)沈殿槽からめっき槽への溶融亜鉛の供給を非常に穏やかな流れを介して行う。トップドロスの発生を抑えるためである。浴面で少しでも大気を巻き込むような流れが発生すると、トップドロスが激しく発生する。沈殿槽とめっき槽を開口部で結び、両者の液位を等しくすると前記条件が満たされる。
6)ドロスを除去した溶融亜鉛の沈殿槽からの排出は、沈殿槽での液面を含む流れが最適である。開口部をできるだけ上部に設けるとこの条件が満たされる。
7)ライン速度が速くても遅くても、めっき槽内のドロスが確実にめっき槽からドロス除去槽に移送され、またライン速度が速い場合にもドロス除去能力が十分にあること。
8)以上の要件を、一つの容器を上部のめっき槽と下部のドロス除去槽に分割して行う。また上部のめっき槽をさらに分割可能な構造にする。設備の設置簡素化、また、操業の安定化、設備費の低減、設置面積の低減などを図るためである。
第1の実施の形態は、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内する浴中ロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器を、ドロス除去槽と前記ドロス除去槽内に設置するめっき槽に分割し、めっき槽に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴のドロス除去槽への移送を、メカニカルポンプによる移送及びめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽の側壁に設けためっき槽とドロス除去槽を連通する第1の連通部からの鋼帯の随伴流による移送によって行い、ドロス除去槽で移送されてきた溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に直角方向のめっき槽側壁に設けためっき槽とドロス除去槽を連通する第2の連通部からめっき槽に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第3の実施の形態は、前記第1の実施の形態又は第2の実施の形態において、鋼帯がめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離を何れも200mm以上400mm以下とし、まためっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を1m3/h以上10m3/h以下とすることを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第6の実施の形態は、第4の実施の形態又は第5の実施の形態において、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、めっき槽とドロス除去槽がW1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足するとともに、鋼帯がめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離を何れも200mm以上400mm以下に配設することを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
めっき槽のドロスを含む融液は、メカニカルポンプ及びめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽の側壁に設けためっき槽とドロス除去槽を連通する第1の連通部を介して、ドロス除去槽に移送するので、ガスリフトポンプに見られるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がない。また、鋼帯の随伴流だけを利用した融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去槽に移送できる。
すなわち、鋼帯速度が遅い場合には、発生したドロスを随伴流だけで排出するのが困難になることから、メカニカルポンプで強制的にめっき槽内のドロスを含む浴をドロス除去槽に移送させ、鋼帯速度が速い場合には、鋼帯の随伴流でめっき槽の第1の連通部からドロス除去槽に移送させることにより、鋼帯速度に依存すること無く、又メカニカルポンプの回転数制御すること無く、ドロス発生量に比例して融液の移送量を増加させることが可能になる。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ(遠心ポンプ)やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去槽712には、ボトムドロス708を効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液703の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
めっき槽711の側壁に、第44図(b)に示すように、浴面を含む浴面近傍に流路を形成する第2の開口部717が配設されている。溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄化した浴面近傍の上澄み浴が優先的に第2の開口部717からめっき槽711に戻る。融液703の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽711とドロス除去槽712の融液703にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液703がめっき槽711に戻った際にトップドロスが発生することがない。
第45図は、ドロス除去槽712の容量を20m3、循環流量を一定の5m3/hにして、めっき槽711の容量を変更して鋼帯Sにめっきした場合のドロス付着による鋼帯Sの品質欠陥の発生状況を示す図である。ドロス付着による品質欠陥の発生状況は、めっき後の鋼帯Sの表面を目視観察してドロス付着の程度に応じてインデックス1〜5の5段階に分けて評価した。インデックス1が最も優れ、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯において求められている品質レベルである。
また、第41図〜第43図に示した装置のように、メカニカルポンプ705の吸引部(第3の開口部)719を、浴中ロール702を挟んで第1の開口部713とは反対側のめっき槽711に設け、吸引した融液703のドロス除去槽712への排出部を、めっき槽711を挟んで前記第1の開口部713とは反対側のドロス除去槽712に設けた場合、融液703の循環効率がさらに良好になり、前記開口部713、717以外のめっき槽711の上端が融液703の液面下に位置する、すなわちめっき槽711の側壁上縁全周にめっき槽711とドロス除去槽712との連通部が形成されていても良い。
開口部719から吸引されためっき槽711の融液703は導路732を経てポンプ室731に送られ、メカニカルポンプ705aを用いて排出管730からドロス除去槽712に排出される。メカニカルポンプ705aをポンプ室731から取り出す場合、シール部材733を側壁731aから取り外し、メカニカルポンプ705aをポンプ室731から取り出す。本装置によれば、メカニカルポンプ705aの着脱を簡単に行うことができる。
第41図に示した装置において、めっき容器704の深さを2.5m、めっき槽711の容量を10m3、ドロス除去槽712の容量を30m3、まためっき槽711と鋼帯Sとの距離及びめっき槽711と浴中ロール702との距離をL1=300mm、L2=250mm、L3=300mm、L4=200mmとした。めっき槽711は厚さ6〜15mmの鋼材(SUS316L)を溶接して作製した。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね1時間あたり1m程度である。めっき容器704の深さが2.5mなので、ドロス除去槽712では2.5時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が12m3/h以下であれば滞留時間が2.5時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が1m3/hを下回ると、めっき槽711のドロスがめっき槽711にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を3m3/hに設定した。
最良の形態8によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき槽で堆積することを防止するとともに、めっき槽の下部に配置したドロス除去槽でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。本発明によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
Claims (48)
- 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる:
溶融金属を収容するめっき容器を上部に配設されためっき槽とその下部に配設されたドロス除去槽に分割する工程;
めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程;
ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻す工程。 - 溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程は、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送することからなる請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 更に、ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解する工程を有する請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程が、めっき槽の溶融金属浴をめっき槽の中央底部から吸引してドロス除去槽へ移送することからなる請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融金属浴をめっき槽に戻す工程が、ドロスが除去された上澄み液を含む溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことからなる請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融金属浴をめっき槽に戻す工程が、液面より低い高さを有する鋼帯出側のめっき槽の側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴をからめっき槽に戻すことからなる請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 前記めっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足し;
めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量が1m3/h以上10m3/h以下である請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。 - 溶融亜鉛系めっきを行う工程が、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が200−500mmになるように側壁と底部壁を配置して溶融亜鉛系めっきを行うことからなる請求の範囲第1項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
溶融金属を収容するめっき容器;
該めっき容器の上部に設けられた、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う、めっき槽;
該めっき容器の下部に設けられた、溶融金属中のドロスを除去するドロス除去槽;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する移送手段;と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためにめっき槽に配設された開口部。 - 該移送手段がメカニカルポンプである請求の範囲9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 該移送手段がメカニカルポンプであり、めっき槽の中央底部に溶融金属を吸引するためのメカニカルポンプの吸引部が配設される請求の範囲9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 更に、ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解する溶解手段を有する請求の範囲第9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 開口部がドロス除去槽のドロスを除去した上澄み浴をめっき槽に還流可能に配設されている請求の範囲9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- めっき槽が、液面より低い高さを有する鋼帯出側の側壁を有し、該側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴がからめっき槽に戻される請求の範囲第9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 前記めっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足し;
メカニカルポンプが1m3/h以上10m3/h以下の溶融金属浴を移送可能である請求の範囲第9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。 - 前記めっき槽が側壁と底部壁を有し、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が200−500mmである請求の範囲第9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 前記めっき槽はその底部を固定するためのパイプを有し、液抜きの際に該パイプを通して液抜きが行われる請求の範囲第9項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる:
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程;
めっき領域において鋼帯にめっきを行う工程;
めっき領域の溶融金属浴をドロス除去領域へ移送する工程;
ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。 - 溶融金属浴をドロス除去領域へ移送する工程が、めっき領域の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送することからなる請求の範囲第18項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 更に、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御する工程を有する請求の範囲第18項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- めっき領域はW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域はW2の溶融金属浴の容量を有し、W1/W2が0.2〜5の範囲内にある請求の範囲第18項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
溶融金属を収容するめっき槽;
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁;
前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプ;と
ドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた堰。 - ドロス除去領域に配設された、めっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を更に有する請求の範囲第22項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- めっき領域はW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域はW2の溶融金属浴の容量を有し、W1/W2が0.2〜5の範囲内にある請求の範囲第22項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる:
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程;
めっき領域においてシンクロールを介して鋼帯に連続してめっきを行う工程;
めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送する工程;
ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。 - 更に、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御する工程を有する請求の範囲第25項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- めっき領域はW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域はW2の溶融金属浴の容量を有し、W1/W2が0.2〜5の範囲内にある請求の範囲第25項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
溶融金属を収容するめっき槽;
該めっき槽内に配設された、鋼帯を通板・浸漬させるためのシンクロール;
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁;
前記めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプ;
ドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた堰。 - ドロス除去領域にめっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するために配設された加熱装置を更に有する請求の範囲第28項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- めっき領域はW1の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域はW2の溶融金属浴の容量を有し、W1/W2が0.2〜5の範囲内にある請求の範囲第28項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる:
溶融金属を収容するめっき容器内に、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールを配設する工程;
前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽を配設し、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、めっき領域とドロス除去領域とに分割する工程;
前記めっき領域に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程;
前記めっき領域内の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に排出し、前記ドロス除去領域で溶融金属浴中のドロスを除去するする工程;と
前記ドロス除去領域の溶融金属浴を前記めっき領域に戻す工程。 - めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されている請求の範囲第31項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
鋼帯が内部を走行するスナウト;
前記スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器;
前記めっき容器の浴中に前記シンクロールを覆うようにめっき槽、及び(鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設することによって形成された、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域;と
前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域に排出するとともにドロス除去領域の溶融金属浴をめっき領域に戻すためのメカニカルポンプ。 - めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されている請求の範囲第33項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
アルミニウムを0.05wt%以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽;
該めっき浴槽に浸漬される鋼帯が内部を走行するスナウト;
めっき浴槽に仕切りを設けて形成された、鋼帯にめっきを施すめっき槽と、ドロスを沈降分離するドロス除去槽;
前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が0.1m以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、また、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯の通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化し、且つ前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環するスナウト清浄化装置。
水力直径=(流路断面積/流路の濡れ長さ)×4 - めっき槽の容積が10m3以下、ドロス除去槽の容積が10m3以上である請求の範囲第35項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる:
アルミニウムを0.05wt%以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を鋼帯にめっきを施すめっき槽とインゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割する工程;
前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が0.1m以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯が通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに、前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環する工程。
水力直径=(流路断面積/流路の濡れ長さ)×4 - めっき槽の容積が10m3以下、ドロス除去槽の容積が10m3以上、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量が0.5m3/h以上、5m3/h以下である請求の範囲第25項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
溶融亜鉛を貯留するとともに、溶融亜鉛を加熱する加熱手段を有する溶融亜鉛槽;
この溶融亜鉛槽内の溶融亜鉛に浸漬され被めっき鋼板が巻き掛けられるシンクロール;と
前記シンクロールを収容するように設けられ、側板と底板とからなり、その上部が開口された容器;
それによって、前記溶融亜鉛槽内に連続的に供給される被めっき鋼板に溶融亜鉛めっきが施される。 - 前記溶融亜鉛槽の加熱手段がコアレスの誘導加熱を行なう請求の範囲第39項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 前記容器は、その中を走行する鋼帯、前記シンクロール、およびシンクロールを固定する治具から200mm以上500mm以下の範囲で離隔している請求の範囲第39項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 前記溶融亜鉛槽の溶融亜鉛に浸漬される鋼帯が前記容器に至るまでの間に、実質的に鋼帯の下面を覆うカバーを有する請求の範囲第39項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 前記容器は、その側板と底板との接合部分が曲面で形成されている請求の範囲第39項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 前記容器は、その底部に溶融亜鉛を排出する排出口を有し、この排出口を介してその中の溶融亜鉛を強制的に溶融亜鉛槽に排出する請求の範囲第39項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
- 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる:
溶融金属を収容するめっき容器をドロス除去槽と前記ドロス除去槽内に設置されるめっき槽に分割する工程;
めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程;
めっき槽の溶融金属浴を、メカニカルポンプとめっき槽に設けられた第1の開口部における鋼帯の随伴流によってドロス除去槽へと移送する工程;
ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程;と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けられた第2の開口部からめっき槽に戻す工程。 - めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも200mm以上400mm以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足し、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量が1m3/h以上10m3/h以下である請求の範囲第45項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
- 溶融亜鉛系めっき装置は以下からなる:
溶融金属を収容するめっき容器;
該めっき容器は溶融金属中のドロスを除去するドロス除去槽と、前記ドロス除去槽内に設置された鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行うめっき槽とからなる;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する移送手段;
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽に鋼帯の随伴流による移送を行うためのめっき槽に配設された第1の開口部;
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためのめっき槽に配設された第2の開口部。 - めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも200mm以上400mm以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をW1、ドロス除去槽の容量をW2とした場合、W1≦10m3且つW1≦W2の関係を満足する請求の範囲第47項記載の溶融亜鉛系めっき装置。
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