JP2659259B2 - 溶融金属めっき鋼板の製造装置 - Google Patents

溶融金属めっき鋼板の製造装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛
めっき鋼板などの溶融金属めっき鋼板を連続的に製造す
る装置に関するものであって、殊に溶融亜鉛(溶融亜鉛
合金を含む。以下同じ)を薄鋼板表面上に連続的に、安
定にめっきするための操業性に優れためっき浴周辺の製
造装置に関する。
〔従来の技術〕
溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れ、また比較的安価
であることから建材及び家電の分野では広く用いられて
いる。また合金化溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れる
とともに、加工度の大きいプレス加工にも耐えられるこ
とから、自動車用鋼板としての需要が近年急速に拡大し
ている。
溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
一般的な製造方法は次のようなものである。すなわち冷
間圧延後の薄鋼板を前処理工程で表面を清浄化してか
ら、無酸化性あるいは還元性の雰囲気中で焼鈍すること
によって表面酸化膜を除去し、次いで鋼板を酸化させる
ことなく冷却して、ほぼ亜鉛浴の温度まで板温を下げて
から亜鉛浴中に侵入させる。亜鉛浴中で鋼板面に付着し
た過剰の溶融亜鉛をガスワイパーで除去して亜鉛目付量
を調整し、そのまま冷却したものが溶融亜鉛めっき鋼板
であり、溶融亜鉛目付量を調整してから、さらに亜鉛め
っき層の合金化のための加熱処理を施したものが合金化
溶融亜鉛めっき鋼板である。
シンクロールを有する溶融亜鉛めっき装置を第2図に
示す。鋼板2はスナウト11から亜鉛浴6中に引き込ま
れ、シンクロール10に巻きついて鉛直方向に引上げられ
る。亜鉛浴中のシンクロール10は、溶融亜鉛の付着した
鋼板2の通板を垂直方向に方向変換させることによっ
て、鋼板面上の溶融亜鉛が凝固するまでロールに無接触
で鋼板2を搬送して、擦り疵などの表面欠陥の発生を防
止するための重要な装置である。シンクロール10は約46
0℃の溶融亜鉛浴6中に常時保持されるので、耐溶損性
に優れていることが必要なのは当然である。シンクロー
ル10表面に付着物が形成されると、鋼板面に押し疵を作
ったり、付着物が鋼板面に移行し表面欠陥となることが
ある。また多くの場合、シンクロールは駆動系を有しな
いので、鋼板がスリップしてシンクロールの回転が不連
続になると、鋼板面には擦り疵を形成することになる。
さらに、長時間にわたってめっき操業を続けるとシンク
ロール表面には凹凸ができるので、亜鉛浴から取り出し
て手入れを行う必要があるなど、浴中機器の存在のため
に操業性が悪くなる欠点があった。
またシンクロールなどの浴中機器の存在のために溶融
亜鉛の容器は極めて大きくなり、溶融亜鉛量が多くなる
ことから、めっき種類の変更などに際して自由度が小さ
くなる問題があった。このような問題を解決するため
に、これまでにもシンクロールを使わない方法が提案さ
れてきた。
ロールコータ法、メニスカス法及びカーテンフロー法
などが代表的なシンクロールレス型の溶融めっき方法で
ある。これらは片面めっきには適しているが、鋼板の両
面に溶融めっきを施す場合には、めっき前の熱処理が重
複し鋼板の機械的性質を確保できないから適切なめっき
方法ではない。
シンクロールを使わずに、また両面めっきにも適用が
可能な方法として空中ポットが提案されている。すなわ
ち溶融亜鉛を比較的小さな容器に保持し、容器の底部か
ら鋼板を侵入させて、溶融亜鉛を鋼板面に付着させる製
造装置である。この製造装置における眼目は鋼板が侵入
する容器底部での溶融亜鉛の漏出を防止する手段と、鋼
板に付着する過剰の溶融亜鉛を除去する手段にある。
特開昭63−109149号公報や特開昭63−310949号公報で
は容器底部での亜鉛浴の保持に電磁力を利用しており、
特開昭63−109148号公報や特開昭63−303045号公報では
容器底部での亜鉛浴の保持に電磁力と静圧シールを併用
している。電磁力をうまく使うことができれば鋼板面へ
の機械的な接触がないので、鋼板表面に欠陥を生成する
こともなく理想的な装置となるが、溶融亜鉛の流出を完
全に抑えようとすると、励磁電源の容量がきわめて大き
くなるばかりでなく、磁力によって鋼板に吸引力や反発
力が作用するため鋼板の安定な通板を損なう問題があっ
た。また特開昭63−162847号公報や特開平1−139744号
公報では鋼板をシールロール間に挟持して、溶融金属の
流出を抑える方法を提案しているが、シールロール表面
に付着物が堆積し、鋼板面に疵をつける問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
製造に際して、亜鉛浴周辺での従来技術における問題点
を検討した結果、本発明ではシンクロールを省略しなが
ら両面めっきすることを目標にして、空中ポットを製造
装置に採用することとした。空中ポットにおいて重要な
容器底部での亜鉛浴の保持のために、本発明では次のよ
うな装置を提案する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は溶融めっき金属を保持した容器の底部に設け
た開口部から被めっき鋼板を連続的に該浴中に侵入せし
め、めっき金属層の付着した鋼板を浴の上方に引き上げ
ることによって溶融金属めっき鋼板を製造する溶融金属
めっき鋼板の製造装置に適用されるものであって、前記
容器の底部に設けた開口部には、被めっき鋼板との間に
隙間をあけてシール板を配設し、容器底部に固定したシ
ール板と鋼板との隙間を0.05〜1mmとし、かつ、前記浴
の上方には、鋼板上の余剰のめっき金属を払拭するガス
ワイパを設けたことを特徴とする。
この場合に、容器底部に固定したシール板を窒化硼
素、窒化珪素−窒化硼素、炭化珪素−窒化硼素、グラフ
ァイト、アルミナ−グラファイトなどのセラミックスと
すると好適である。
〔作用〕
本発明の具体的構成及び作用について次に説明する。
本発明では溶融亜鉛の容器として、第1図に示すよう
な空中ポット8を用いる。すなわち溶融亜鉛浴6を保持
する容器の底部9の開口部4から、デフレクタロール1
で進行方向を変化させサポートロール3で支持した鋼板
2を連続的に侵入させ、鋼板面に溶融亜鉛を付着させて
からほぼ垂直方向に通板するに際し、容器底部9に固定
したシール板5の間を鋼板2を通すことによって、容器
底部の開口部4からの溶融亜鉛の漏出を防止するととも
に、亜鉛浴6上方に設けたガスワイパ7によって鋼板面
に付着した過剰の溶融亜鉛を除去して、亜鉛目付量を制
御する溶融亜鉛めっき鋼板の製造装置である。
本発明においては容器底部の開口部と垂直方向に移動
する鋼板との隙間からの亜鉛の流出を防止するために、
鋼板面との間に微小隙間を有する固定式のシール板を用
いているので、鋼板面に表面疵を生ずることがない。ま
た容器底部の開口部4にはN2などの不活性ガスによって
静圧シールを行うことによって、溶融亜鉛の流出をさら
に抑えることができる。ガスワイパ7にも、N2ガスなど
の不活性ガスを用いることによって、溶融亜鉛の酸化を
抑制し酸化物系のドロスの発生を防止することが可能で
ある。なお本発明の空中ポットにおいては、ヘッド高さ
が低く容量が小さいので、亜鉛溶解炉を空中ポットの傍
に設けて、鋼板による消費量を補給し、操業中ヘッド高
さを一定に維持することが必要である。
空中ポットにおける重要なポイントは容器の底部9に
固定したシール板5と連続的に移動する鋼板2との隙間
であって、シール板5と鋼板2は非接触状態にあり、か
つ溶融亜鉛が漏洩しない隙間を有することが必要であ
る。本発明ではこの隙間を0.05〜1mmに限定する。この
範囲内であれば、溶融亜鉛の表面張力による支持と鋼板
が垂直上方向に移動する作用によって、容器の底部9に
固定したシール板5と連続的に移動する鋼板2との隙間
から溶融亜鉛が下方に流出することはない。この隙間が
0.05mm未満になると、鋼板とシール板との接触が頻繁に
発生して、鋼板面に疵をつけ表面欠陥を形成することに
なる。一方、この隙間が1mm以上になると、鋼板が垂直
方向に移動したとしても、容器底部9に固定したシール
板5と連続的に移動する鋼板2との隙間から溶融亜鉛が
流出してしまうので好ましくない。
また本発明の空中ポットにおけるシール板の材質とし
て、本発明では窒化硼素、グラファイト、及び窒化珪素
−窒化硼素、炭化珪素−窒化硼素、アルミナ−グラファ
イトなどのセラミックスを主体とする焼結体及び複合焼
結体を用いることができる。これらの材料は溶融亜鉛に
対する耐溶損性に優れているばかりでなく、耐熱衝撃性
にも優れている。これらは具体的な実験結果から取捨選
択したものであり、いずれも実用性のあることを確認し
てある。ここで比較的軟質のセラミックスをシール板の
素材として用いることによって、鋼板面の疵付きを極力
防止することができる。製造開始段階における容器底部
9に固定したシール板5と連続的に移動する鋼板2との
隙間が狭すぎたとしても、上記したようにシール板を軟
質な材料にすることによって、適切な隙間が得られるま
でシール板5は連続的に移動する鋼板2により削り取ら
れることになる。
〔実施例〕
次に実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例1 第1図に示す空中ポット8において、シール板5の鋼
板面側を窒化硼素製とし、またシール板5と鋼板2との
隙間を0.5mm、シール板5の先端における亜鉛浴6のヘ
ッド高さを50mm、溶融亜鉛浴温を465℃とした状態にお
いて、還元性雰囲気中で焼鈍してから、465℃まで冷却
した板幅300mmの鋼板2を50m/分のライン速度で通板し
た。N2ガスワイパによって溶融亜鉛の付着量を50g/m2
制御したところ、容器底部の開口部4から溶融亜鉛の漏
出することはなく、安定なめっき操業を持続することが
できた。
実施例2 シール板5の鋼板面側をグラファイト製とし、シール
板5と鋼板2との隙間を0.1mm、シール板先端における
亜鉛浴のヘッド高さを100mmとするほかは実施例1と同
様な操業条件にしたところ、容器底部の開口部4から溶
融亜鉛の漏出することはなく、安定なめっき操業を持続
することができた。
実施例3 シール板5と鋼板2との隙間を0.8mm、シール板5の
先端における亜鉛浴6のヘッド高さを30mm、板幅300mm
の薄鋼板のライン速度を80m/分のライン速度とする他は
実施例1と同様な操業条件にしたところ、容器底部の開
口部4から溶融亜鉛の漏出することはなく、安定なめっ
き操業を持続することができた。
比較例1 シール板5と鋼板2との隙間を2.0mm、シール板5の
先端における亜鉛浴6のヘッド高さを100mmとする他は
実施例1と同様な操業条件にしたところ、容器底部の開
口部4から溶融亜鉛の漏出が生じて、安定なめっき操業
を持続することができなかった。
比較例2 第1図に示す空中ポット8において、シール板5の鋼
板面側をSUS304製とし、またシール板5と鋼板2との隙
間を0.01mm,シール板5の先端における亜鉛浴6のヘッ
ド高さを50mm、溶融亜鉛浴温を465℃とした状態におい
て、還元性雰囲気中で焼鈍してから、465℃まで冷却し
た板幅300mmの薄鋼板を50m/分のライン速度で通板し
た。N2ガスワイパーによって溶融亜鉛の付着量を50g/m2
に制御したところ、容器底部の開口部4から溶融亜鉛の
漏出することはなかったが、鋼板面には擦り疵が入り、
商品価値は著しく低下した。
なお以上の説明においては薄鋼板への溶融亜鉛めっき
の例に関してのみ述べたが、これは本発明を溶融Al及び
溶融Al合金めっきなどの他の溶融めっきにも適用するこ
と、また、ワイピングを行なったのちに鋼板及びめっき
金属層を加熱して合金化することを妨げるものではな
い。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の溶融金属めっき鋼板の製
造装置によれば、表面欠陥の原因となりやすいシンクロ
ールなどの浴中機器を用いることなく、溶融亜鉛めっき
鋼板を安定に製造することができるので、産業上の意義
は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の溶融金属めっき鋼板の製造装
置の縦断面図、第2図は従来の溶融金属めっき鋼板の製
造装置の縦断面図である。 1……デフレクタロール、2……鋼板 3……サポートロール、4……開口部 5……シール板、6……亜鉛浴 7……ガスワイパ、8……空中ポット 9……底部、10……シンクロール 11……スナウト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−126766(JP,A) 特開 昭62−112767(JP,A) 実開 昭60−152671(JP,U) 実開 昭61−176265(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融めっき金属浴を保持した容器の底部に
    設けた開口部から被めっき鋼板を連続的に該浴中に侵入
    せしめ、めっき金属層の付着した鋼板を該浴の上方に引
    き上げることによって溶融金属めっき鋼板を製造する溶
    融金属めっき鋼板の製造装置において、前記容器の底部
    に設けた開口部には、被めっき鋼板との間に隙間をあけ
    てシール板を配設し、容器底部に固定したシール板と鋼
    板との隙間を0.05〜1mmとし、かつ、前記浴の上方に
    は、鋼板上の余剰のめっき金属を払拭するガスワイパを
    設けたことを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造装
    置。
  2. 【請求項2】シール板を窒化硼素、窒化珪素−窒化硼
    素、炭化珪素−窒化硼素、グラファイト、アルミナ−グ
    ラファイトのセラミックスとする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装置。
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