JP2606000B2

JP2606000B2 - ボトムドロス回収装置と方法

Info

Publication number: JP2606000B2
Application number: JP3110441A
Authority: JP
Inventors: 静雄山中
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-05-15
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH04337056A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっき、特に
溶融亜鉛めっきを行う際に溶融金属めっき浴槽内に堆積
するボトムドロスをめっき浴槽外に取り出すことができ
るボトムドロス回収装置およびその装置を用いたボトム
ドロス回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既によく知られているように、現在、北
米やカナダでは、冬期の自動車スリップ事故防止のた
め、岩塩散布による道路の凍結防止がなされている。か
かる岩塩散布により腐食の面からは自動車車体は苛酷な
腐食環境にさらされることになり、素材面では高耐食性
の表面処理鋼板が使用されつつある。したがって、外装
用の鋼板についても溶接性・加工性が冷延鋼板並みの特
性を有し、かつ耐食性及び美観性にも優れた合金化処理
鋼板が注目されている。しかし、ストリップの連続溶融
亜鉛めっきを行っている溶融亜鉛めっき槽内では、スト
リップのFeがめっき浴中に溶出して FeZn₇を主成分とす
るドロスが生成し、このドロスはめっき槽の底部に堆積
し、ボトムドロスを形成する。

【０００３】図７は、このような溶融亜鉛めっきに際し
てのボトムドロスの生成および巻上げの様子の説明図で
ある。図７において、スナウト１を経てめっき槽２に送
られてきたストリップ３はシンクロール４を周回しなが
らめっきされ、めっき終了後はスナップロール５を経て
めっき槽２から取り出される。このとき、めっき浴内に
浮遊するドロスは次第にめっき槽２の底部に溜まり、ボ
トムドロス６を形成する。一方、浮遊ドロスの一部はめ
っき浴内のAlと化合し、めっき浴の頂部にトップドロス
７として浮遊する。このように堆積したボトムドロス６
はシンクロール４の下部付近で生じるストリップ３の随
伴流によってめっき浴中に巻上げられてストリップ３の
表面に付着する。

【０００４】前述のように、めっき鋼板に対する仕様が
厳しくなった現在、このようなボトムドロス６のストリ
ップ３の表面への付着が発生すると、プレス時にプレス
ブツと称する表面不均一部分が生じ、美観性を悪化させ
るばかりでなく耐食性も劣化することから、ドロスの付
着を防止することが重要である。ドロスの堆積量が増加
するとドロス欠陥が多発することから、ストリップへの
ドロス付着を防止するための一般的な方法として、めっ
き浴内のAl分を富化して下記反応によりFe₂Al₅をトップ
ドロスとして浮上させ、人力によりすくい上げることに
より回収する方法が知られている。 2FeZn₇＋５Al→ Fe₂Al₅＋14Zn

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、Alは一方では
めっき皮膜の合金化を抑制する作用があることから、製
造の対象が合金化処理鋼板の場合には可及的少ない量に
制限しているのであり、トップドロス浮上促進のためAl
を添加すると、その一部がめっき浴に残り、合金化不良
を起こし品質低下の問題を生じさせる。特に、合金化処
理鋼板においても優れた鮮映性などの表面性状の改善が
求められている現状からは、Al添加によらない手段によ
るドロス回収方法が重要になっている。

【０００６】また、Al分を富化する方法では、トップド
ロスの回収に多大の工数を要し、製造コストの上昇を招
いてしまう。ここに、本発明の第１の目的は、溶融金属
めっき浴中のドロス、特にボトムドロスをめっき浴から
回収する際に、回収工数を大幅に低減することができる
ボトムドロス回収装置と方法を提供することにある。本
発明の第２の目的は、特にめっき浴のAl濃度が低い条件
で合金化処理鋼板を製造するに当り、めっき浴中のAl濃
度を上げることなく、めっき浴中に発生したボトムドロ
スを回収することができるボトムドロス回収装置と方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、先に、ボ
トムドロスの巻上げの抑制を図るとともにストリップへ
のドロス付着の低減を行うことができる手段を開発する
ため種々検討を重ねた結果、シンクロール下方に整流板
を設けて溶融金属めっきを行うことにより、浮遊ドロス
の沈静化を図ることができ、ストリップへのドロスの付
着を低減できることを知り、先に特願平１−150832号と
して、ボトムドロスの巻き上げ抑制方法および装置を提
案した。この提案にかかる装置の構成を図８に示す。同
図において、シンクロール４の下方であってめっき槽２
の底部に整流板８を設置して溶融金属めっきを行うこと
により、ボトムドロスの巻上げを抑制することができ
る。なお、図中符号は図７と同様である。

【０００８】ところで、本発明者らは、この装置を用い
て溶融金属めっきを行い前記整流板をめっき浴槽から引
き上げたところ、該整流板の下側でボトムドロスが凝着
・固化するとともに整流板に付着し、整流板と共に引き
上げられることを知見した。整流板をめっき槽内に設置
しない場合にはドロスはスラジ状であって、ドロスが凝
着固化するというような現象は発生しなかった。そこ
で、本発明者らはボトムドロスのこの凝着固化現象の原
因を種々検討した結果、前述の装置により溶融金属めっ
きを行うと、前記整流板の下部ではめっき浴の流れが澱
み、ボトムドロスと整流板との間で合金化反応が起こる
ためであると考えた。

【０００９】そこで、本発明者らはさらに検討を重ねた
結果、適当な手段を用いてボトムドロスのこの凝着・固
化現象を積極的に利用することにより、ボトムドロスの
めっき浴槽外への排出を短時間でかつ確実に行うことが
でき、前記課題を解決することが可能となることを知見
して、本発明を完成した。ここに、本発明は、溶融金属
めっき浴槽内に設置されてボトムドロスを回収する装置
であって、少なくとも一部が開放された、ボトムドロス
との合金化反応を起こす材料から成る箱体の複数個の集
合体から構成されたボトムドロス回収装置である。本発
明の好適態様によれば、複数個の前記箱体それぞれの間
に黒鉛またはセラミックス材を介在させることによって
各箱体を分離可能に構成してもよい。

【００１０】また、別の面からは、本発明は、溶融金属
めっき浴槽内に設置されてボトムドロスを回収する装置
であって、仕切り壁で区画して構成した、ボトムドロス
との合金化反応を起こす材料から成る複数個の箱体から
成り、該箱体のそれぞれの少なくとも一部が外部に開放
されていることを特徴とするボトムドロス回収装置であ
る。さらに別の面からは、本発明は、上述のいずれかの
ボトムドロス回収装置を溶融金属めっき浴槽の底部に設
置して溶融金属めっきを行った後、該ボトムドロス回収
装置を溶融金属めっき浴槽より取り出して該ボトムドロ
ス回収装置に凝集したボトムドロスを回収することを特
徴とするボトムドロス回収方法である。本発明は、合金
化溶融金属めっき鋼板のみに限定して適用されるもので
なく、合金化処理を必要としない溶融金属めっき鋼板全
般についても適用することができる。

【００１１】

【作用】以下、添付図面を参照しながら、本発明を作用
効果とともに詳述する。図1(a)ないし図1(e)は、本発明
にかかるボトムドロス回収装置を構成する「少なくとも
一部が開放された箱体」の様々な形状を例示する略式説
明図である。図中、矢印方向にボトムドロスの流れがみ
られる、つまりその面が開放されているとする。以下、
各図面においても同様である。

【００１２】図1(a)は直方体または立方体の箱体であっ
て、例えば底面が開放された箱体10を、図1(b)は図1(a)
と同様の箱体であって側面が開放された箱体12を、図1
(c)は多面体の箱体であって側面が開放された箱体14
を、図1(d)は円筒の箱体であって側面が一部開放された
箱体16を、さらに図1(e)は円筒の箱体であって底面が開
放された箱体18をそれぞれ示すが、本発明における「少
なくとも一部が開放された箱体」の形状はこれらの形状
のみに限定する必要はなく、その他の正４面体、立方
体、正６面体等の多面体や直方体や三角錘や円柱等であ
ってもよい。

【００１３】この箱体は、めっき浴槽中のボトムドロス
と反応して合金化反応を起こすとともにめっき浴による
腐食に充分耐えることができる、例えばステンレス鋼、
純鉄、軟鋼、Ni合金等から構成されるものであって、ボ
トムドロスが凝集・付着し、そのように凝集したボトム
ドロスが金属めっき処理に悪影響を及ぼすものでない限
り、特定の材料、形状には制限されない。箱体の各面の
うち開放される部分は、特に限定を要するものではな
く、浮遊するドロスを受入れて内部に堆積させたボトム
ドロスを凝集させ得るものであれば、特定のものに制限
されない。しかし、一般的には、図1(a)ないし図1(e)に
例示したように、底面または側面である。本発明にかか
るボトムドロス回収装置の１つの態様は、図2(a)および
図2(b)に示すように、図１に示す各箱体を複数個集積さ
せて構成されるのであって、通常は取り出し、設置作業
の容易さの観点から望ましくは４〜９個、集合させて構
成される。

【００１４】図2(a)は、図1(a)または図1(b)の箱体10、
12を、図2(b)は図1(d)または図1(e)の箱体16、18をそれ
ぞれ複数個集合させて構成された本発明にかかるボトム
ドロス回収装置の構成例を示すそれぞれ略式説明図であ
る。ただし、図２においては単に各箱体を集合させただ
けであり、ボトムドロスの凝集・付着が起これば、順次
取り出してボトムドロスを回収する。なお、同図でも矢
印がボトムドロスの流れを示す。この箱型ドロス回収装
置をめっき浴槽の底部、すなわちめっき浴槽中のシンク
ロールとめっき浴槽の底部との間に設置することによ
り、この装置内でめっき浴の流れが澱むために該装置内
に堆積したボトムドロスと箱体を構成する金属材料との
間で合金化反応が生じ、ボトムドロスは前記装置に凝着
固化する。したがって、所定期間経過後、前記装置をめ
っき浴槽から引き上げることにより、同時にボトムドロ
スも引き上げることができるため、短時間でかつめっき
浴のAl濃度を富化することなく、ボトムドロスを回収す
ることができる。

【００１５】なお、この装置においては、めっき浴槽か
ら引き上げた後における、各箱体の分離を容易にするた
め、各箱体を直接に接触させずに、各箱体の間に、めっ
き浴およびドロスの双方とのぬれ性が悪い黒鉛またはセ
ラミックス、例えば膨張黒鉛シートまたはアルミナ、マ
グネシア、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミ
ックの織布を挟むことにより、箱体を１個づつ取り出す
ことができ、それぞれの箱体に凝着したドロスを分離し
て取り出すことができ、望ましい。図３は、本発明の別
の態様を示す略式斜視図であって、前述の特願平１−15
0832号に開示された遮蔽板20の下側に適宜仕切り壁23を
設けてそれぞれ箱体24を複数個構成した例を示す。本例
の場合にはボトムドロスが凝集、付着したときは遮蔽板
20全体をめっき浴槽から取り出す必要がある。

【００１６】図４は、図２と同じく複数個の箱体10から
成り、これらの箱体のそれぞれが上述のような分離材28
を介在させて集合されているとともに、同じく分離材28
でもって被覆された蓋体30を備えている。蓋体30と各箱
体24とはボルト孔32によって締結されてもよい。なお、
分離材28は図面では黒く塗りつぶして示す。なお、本発
明にかかるボトムドロス回収装置では、それによって形
成される上端面を上記公報に言う遮蔽板としても機能を
持たせるべく、めっきすべき金属板のめっき浴槽への入
側方位および／または出側方位においてそれぞれ同方向
への傾斜を有する傾斜面を設けることが、ボトムドロス
のめっき浴中への舞い上がりを抑制するためには望まし
い。

【００１７】

【実施例】本例においては、溶融亜鉛めっき槽２に図５
(a) ないし図５(c) に略式で示す各種寸法(mm)および構
成のボトムドロス回収装置50を設け、慣用の合金化溶融
亜鉛めっきを行った。ただし、図５(a) で図２(b) の箱
体を使用した例をタイプＡ、図５(a) で図２(a) の箱体
を使用した例をタイプＢ、図５(b) で図２(a) の箱体を
使用した例をタイプＣ、およびそれぞれタイプＢ、Ｃで
あって、図５(c) のように分離材として黒鉛シートを介
在させて各箱体を集合させた例をそれぞれタイプＤ、Ｅ
とする。溶融亜鉛めっき浴のAl濃度は実績で0.09〜0.11
％であった。

【００１８】一体型のタイプＡ、Ｂ、Ｃの例については
一箇月毎に引き上げドロス付着量を計量し、再度浸漬を
繰り返して、操業を継続した。タイプＤ、Ｅの分離型の
ものでは、膨張黒鉛シートとセラミックス織布を挟んだ
ものであり、引き上げ毎に各箱体を分離して取り外し、
箱体のみ新しいものと取り替えた。経過月数とドロス凝
着量との関係を図６(a) にグラフで示す。図６(b) は一
箇月毎の回収量と累計との相関をグラフで示す。一方、
図６(c) はタイプＣのボトムドロス回収装置の有無の場
合についての経過日数と浴中Fe濃度との相関を示すグラ
フである。

【００１９】これらから次のことが判る。 (1) 継続して繰り返し浸漬すると、経過日数に比例して
ドロス付着量が増加し、凝着が進んでいることが判る。 (2) 分離型の場合、一箇月毎に六回引き上げたところ、
ボックス内面にドロスが凝着した状態で分離を行った結
果、全く問題がなく分離ができた。 (3) めっき開始後一箇月間のめっき浴内のFe濃度を原子
吸光法により測定した結果、本発明によれば、ドロスを
金属箱体に凝着させることで、浮遊を防止するので、Fe
濃度の上昇はなかった。これに比較してドロス回収装置
を使用しない従来の方法は、10日間過ぎてめっき量が90
00トンを超えてからFe濃度が急激に上昇した。 (4) セラミックス織布を挟んだ分離型を用いた場合につ
いても全く同じ方法にて操業を行い、同様の結果を得
た。以上のように、本発明によれば従来の方法と比較して清
浄なめっき液を確保でき、長期間に亘ってこの状態を継
続できることが判明した。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、めっき浴内のAl分を富化
することなく、ボトムドロスを容易に凝着状態で回収す
ることができる。さらに、めっき中に金属製ボックスへ
ドロスが付着し、凝着が促進するので、巻上げによる浴
中浮遊ドロス量が減少し、めっき浴の清浄化が可能とな
るなど、本発明による実際上の利益は大きく、その産業
界における意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(a) ないし図１(e) は、本発明にかかるボ
トムドロス回収装置を構成する箱体の例をそれぞれ示す
略式説明図である。

【図２】図２(a) および図２(b) は、箱体の集合の様子
を示す略式説明図である。

【図３】図３は、本発明の別の変更例の略式説明図であ
る。

【図４】図４は、さらに別の本発明の変更例の略式説明
図である。

【図５】図５(a) ないし図５(c) は、本発明の実施例に
見られるボトムドロス回収装置の配置例の説明図であ
る。

【図６】図６(a) ないし図６(c) は、実施例の結果をま
とめて示すグラフである。

【図７】図７は、従来の金属溶融めっき浴に見られるボ
トムドロスの堆積の様子の略式説明図である。

【図８】図８は、整流板を設けた溶融金属めっき槽の略
式説明図である。

【符号の説明】

10、12、16、18、24 : 箱体 20 : 遮蔽板 22 : 仕切り壁 28 : 分離材 30 : 蓋体 32 : ボルト孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属めっき浴槽内に設置されてボト
ムドロスを回収する装置であって、少なくとも一部が開
放された、ボトムドロスとの合金化反応を起こす材料か
ら成る箱体の複数個の集合体から構成されたボトムドロ
ス回収装置。
【請求項２】複数個の前記箱体それぞれの間に黒鉛ま
たはセラミックス材を介在させることによって各箱体を
分離可能に構成したことを特徴とする請求項１記載のボ
トムドロス回収装置。
【請求項３】溶融金属めっき浴槽内に設置されてボト
ムドロスを回収する装置であって、仕切り壁で区画して
構成した、ボトムドロスとの合金化反応を起こす材料か
ら成る複数個の箱体から成り、該箱体のそれぞれの少な
くとも一部が外部に開放されていることを特徴とするボ
トムドロス回収装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載のボトムドロス回収装置を溶融金属めっき浴槽の底部
に設置して溶融金属めっきを行った後、該ボトムドロス
回収装置を溶融金属めっき浴槽より取り出して該ボトム
ドロス回収装置に凝集したボトムドロスを回収すること
を特徴とするボトムドロス回収方法。