JP2838970B2 - 浴中ドロスの分離排出方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっき鋼板に
用いる溶融亜鉛、溶融アルミニウム、溶融スズ、溶融
銅、溶融ハンダ等の溶融金属の品質を確保するため、遠
心分離によりめっき浴中の溶融金属とドロスとを分離排
出して、ドロスを除去する方法および装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ストリップ（鋼板）の表面に亜鉛めっき
を施す方法の一つとして、一般に、溶融亜鉛を主成分と
するめっき浴中にストリップを連続的にどぶづけする、
いわゆる溶融亜鉛めっきがある。このめっき浴中には、
添加剤であるアルミニウムおよびストリップから溶け出
した鉄分が含まれるが、これらの成分が金属間化合物と
なっていわゆるドロスと呼ばれる微粒子不純物を生成す
る。

【０００３】このドロスは、アルミニウムの含有比率が
高いことから比重が軽く、めっき浴の上部に位置するト
ップドロスと、鉄の含有比率が高いことから比重が重
く、めっき浴の下部に位置するボトムドロスとに大別さ
れ、めっき浴中においては、上部にトップドロス、中間
部に溶融金属、そして下部にボトムドロスが位置する。

【０００４】めっき浴中のドロス量が増えると、めっき
の品質が著しく損なわれるので、めっき浴中からドロス
を除去する必要があるが、従来、このドロスを除去する
方法として、特開昭６３−２１９５３６号公報に開示の
手段が存在する。

【０００５】この従来技術は、めっき浴を遠心分離装置
によって、比重の軽いトップドロスと、比重の重い溶融
亜鉛とに分離し、トップドロスを上部に設けた排出口か
ら排出すると共に、溶融亜鉛を下部の排出口から排出す
ることによって、トップドロスを除去するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、主として浴湯面上に浮遊するトップドロスを回収
して分離除去するものであるため、広い浴湯面からトッ
プドロスを確実に回収することが極めて困難で、到底自
動化は望めない。

【０００７】すなわち、上記従来技術では、トップドロ
スを亜鉛と共に回収し、遠心分離することを狙いとして
おり、浴湯面上のトップドロス回収の効率が実用化を左
右しているのであるが、トップドロスの回収は、何度も
自動化を試みているが、人手を超える事例はなく、現実
に今も人手に頼っている。その理由は、複雑な浴中機器
の間にドロスが残り、この残ったドロスが累積して実害
を及ぼすためであり、広く開けた湯面上のドロスは単な
るはきだめに過ぎないため、この浴中機器の間のドロス
は一定の規則性を持った挙動を示さず、ロボットによる
回収作業では必ず残存ドロスが累積し、思わぬダメージ
を被る恐れがあり、自動化を困難なものとしているので
ある。

【０００８】さらに、浴中に懸濁しているドロスやボト
ムドロスは全く除去できないので、めっき浴中からのド
ロスの除去が極めて不十分であり、単独では実用に供す
ることができない。

【０００９】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、めっき浴中
からトップドロスおよびボトムドロスの双方の除去を確
実に安定して達成することを技術的課題とし、もって品
質の良いめっき浴を得ると共に、無駄のないドロス除去
を確実に得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明に係る
浴中ドロスの分離排出方法は、液面が垂直面近くまで達
するに足る遠心力を発生させえ得る回転数で定速回転を
行う分離槽本体内に、分離槽本体の上部からめっき浴を
供給し、そのめっき浴を、遠心力によって分離槽本体の
側壁内面側から順にボトムドロス、清浄金属およびトッ
プドロスとに分離すると共に、分離槽本体内の中央部に
横設されたドロス分離堰によってトップドロスを分離槽
本体内の上部にとどまらせ、ドロス分離堰より上位に位
置するトップドロス排出管から遠心力によってトップド
ロスを連続排出し、分離槽本体の下部に位置する清浄金
属排出管から遠心力によって清浄金属を連続的に排出
し、分離槽本体の最下部に位置するボトムドロス排出管
より、ボトムドロスが一定の蓄積量に達した時点で、ボ
トムドロス排出管を開放することにより、ボトムドロス
を排出することとした。

【００１１】なお、分離槽本体内におけるボトムドロス
が一定の蓄積量に達したことを、排出される清浄金属中
に含まれるボトムドロスの割合を測定することによって
検知することができるし、また、分離槽本体内に供給す
るめっき浴中のボトムドロスの含有比率をあらかじめ測
定しておくことによっても検知することができる。

【００１２】本発明に係る浴中ドロスの分離排出装置
は、分離槽本体、供給管および回転内軸とで構成した。

【００１３】分離槽本体は、定速回転する回転外軸に一
体的に組付けられ、中間部分にトップドロスが排出され
るトップドロス排出管を有し、下部に清浄金属が排出さ
れる清浄金属排出管を有し、最下部にボトムドロスが排
出されるボトムドロス排出管を有する。

【００１４】供給管は、分離槽本体内にめっき浴を供給
すべく、分離槽本体の上部に連通する。

【００１５】回転内軸は、分離槽本体内および回転軸内
を貫通して分離槽本体と同期して定速回転し、上部に供
給管の開口部直下まで到達する供給堰を横設し、中間部
にトップドロス排出管の直下まで到達するドロス分離堰
を横設し、下部にボトムドロス排出管を開閉する排出栓
を有する延出板を横設し、かつ上下方向移動自在であ
る。

【００１６】なお、分離槽本体の側壁下部を末広がり状
として、ボトムドロスが蓄積するボトムドロス溜めを形
成すると良い。

【００１７】

【作用】本発明方法の作用を、本発明装置の作用と共に
以下説明する。まず、供給管から定速回転を行っている
分離槽本体内にめっき浴を供給する。供給されためっき
浴は、供給管の直下に位置する供給堰に当たること、お
よび定速回転している分離槽本体の遠心力を受けること
によって分離槽本体の側壁内面の上部に案内される。

【００１８】次に、遠心力の作用によって、分離槽本体
の側壁内面に一番比重の重いボトムドロスが位置し、二
番目に比重の重い清浄金属がその内側に、そして最も比
重の軽いトップドロスがさらにその内側に位置する。

【００１９】この状態で、ボトムドロスと清浄金属はそ
の自重によって分離槽本体の下部に除々に落下するが、
トップドロスはドロス分離堰によって落下が阻止されて
分離槽本体の上部にとどまり、トップドロス排出管から
遠心力によって連続的に排出される。

【００２０】同様に、分離槽本体の下部に溜まった清浄
金属は、清浄金属排出管から遠心力によって連続的に排
出される。

【００２１】比重が最も大きいことから分離槽本体の最
下部に溜まったボトムドロスは、ボトムドロス排出管か
ら排出される。この排出は、回転内軸を上昇移動させる
ことによって、この回転内軸に延出板を介して設けられ
た排出栓を上昇移動させ、ボトムドロス排出管を開放す
ることによって達成する。

【００２２】ボトムドロスを、トップドロスおよび清浄
金属と同じように遠心力によって連続的に排出しないの
は、通常、めっき浴中に含まれているボトムドロスの量
が清浄金属の量より少ないので、連続的に排出するとボ
トムドロスと共に清浄金属がボトムドロス排出管より排
出されてしまうからである。

【００２３】ボトムドロスの排出が完了すると、回転内
軸を下降移動させてボトムドロス排出管を閉状態に戻
す。

【００２４】なお、ボトムドロスはそれが一定の蓄積量
に達した場合に行われるが、一定の蓄積量に達したか否
かは、排出される清浄金属に含有されるボトムドロスの
割合によって検知することができる。

【００２５】ボトムドロスが一定以上に蓄積すると当然
のこととして清浄金属排出管から遠心力の作用によって
清浄金属と共に排出されることになる。従って、排出さ
れる清浄金属中に含まれるボトムドロスの割合が通常よ
り多くなったことを知ることによってボトムドロスの蓄
積量が一定以上になったと判断し、ボトムドロス排出管
を開放してボトムドロスを排出するものである。

【００２６】また、ボトムドロスが一定の蓄積量に達し
たか否かは、分離槽本体内に供給するめっき浴中のボト
ムドロスの含有比率をあらかじめ測定しておくことによ
っても検知することができる。

【００２７】こうすることによって、清浄金属とトップ
ドロスの排出量を測定し、この排出量から前記の含有比
率との関係で分離槽本体内に蓄積しているボトムドロス
の量を推測することができる。

【００２８】なお、分離槽本体の側壁下部を末広がり状
として、ボトムドロス溜めを形成することによって、ボ
トムドロスが清浄金属排出管から排出されることをより
未然に防止できると共に、多量のボトムドロスを蓄積す
ることができる。

【００２９】

【実施例】図１に本発明装置の一実施例を示す。これは
亜鉛浴Ｍから清浄亜鉛Ｋ、トップドロスＤｔおよびボト
ムドロスＤｂを分離して排出する装置である。この装置
は箱型の電気炉の中にあって、４５０℃で常時加熱保温
されており、加えて酸化防止策として、炉内は窒素ガス
で置換されている。

【００３０】分離槽本体３はトップドロス排出管７、清
浄金属排出管８、ボトムドロス排出管９を持ち、それぞ
れ４本づつ設けられている。この分離槽本体３は回転外
軸２に固定されており、約８００rpm で定速回転してい
る。

【００３１】めっき浴Ｍは供給管５を通って、回転内軸
１に固定された供給堰４によって分離槽本体３の上部に
供給される。分離槽本体３に入っためっき浴Ｍは、遠心
力によってトップドロスＤｔ、ボトムドロスＤｂの分離
が始まり、回転内軸１に固定されたトップドロス分離堰
６によってトップドロスＤｔがせき止められて捕集さ
れ、ボトムドロスＤｂは分離槽本体３の内面に張り付く
ように沈澱して、ボトムドロス溜１２に捕集されてい
く。

【００３２】トップドロスＤｔはトップドロス分離堰６
でせき止められて溜まっていき、液面が上がるとトップ
ドロス排出管７から分離槽本体３の外へ連続的に排出さ
れていく。

【００３３】図２はボトムドロスＤｂを捕集して蓄積中
の運転状態を示すもので、本実施例においては、分離槽
本体３の側壁下部を末広がり状に拡大してボトムドロス
溜め１２を設け、このボトムドロス溜め１２に、ボトム
ドロス排出管９を延出板１３先端部に設けられた排出栓
１０で閉塞してボトムドロスＤｂを蓄積している。

【００３４】なお、ボトムドロス排出管９の先端部に
は、排出栓１０による閉塞状態を密に維持するために受
け座１１を設けている。

【００３５】図３にボトムドロスＤｂを排出しながらの
運転状態を示す。ボトムドロスＤｂがボトムドロス溜め
１２に充分溜まったら、回転内軸１に固体したボトムド
ロス排出栓１０を、回転内軸１を軸方向に上下させるこ
とによって開閉して、ボトムドロス排出管９からボトム
ドロスＤｂを排出させる。

【００３６】本実施例に示す装置を用いて、あらかじめ
ドロス量測定装置によりドロス量を測定した溶融亜鉛浴
Ｍ（トップドロス約０．４wt%,ボトムドロス約０．２wt
%)から、トップドロスＤｔおよびボトムドロスＤｂの分
離を行った。

【００３７】この装置による分離実験結果を表１に、成
分測定結果を表２に示す。この結果から、溶融亜鉛浴Ｍ
からトップドロスＤｔ、ボトムドロスＤｂを同時に分離
できることが確認された。すなわち、表１から、供給し
た溶融亜鉛浴中には約０．４wt% のトップドロスＤｔと
約０．２wt% のボトムドロスＤｂとが含有されていた
が、本発明装置によって分離排出後の清浄亜鉛Ｋにはト
ップドロスＤｔおよびボトムドロスＤｂのいずれも含ま
れていないことがわかる。

【００３８】また、表２から、分離した清浄亜鉛中のア
ルミニウム濃度および鉄濃度とも、供給した亜鉛浴Ｍの
それより大幅に低下していることがわかる。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【発明の効果】本発明は上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。ドロス全体を溶融金属か
らトップドロス、ボトムドロスの個別に分離して排出す
ることができるので、ドロス除去のために他の処理手法
および設備と組合わせる必要がなく、もってドロス除去
を単一の操作で連続して達成できる。

【００４２】トップドロスばかりでなくボトムドロスも
除去できるので、装置本体内からボトムドロス除去のた
めに運転を一時停止したり、専用の作業によりボトムド
ロスを装置本体内から除去する必要がなく、もってドロ
ス除去を円滑にかつ安全に達成することができる。

【００４３】トップドロスおよびボトムドロス双方の除
去を、定速運転のままで行うことができ、加速・減速に
よる動力のロスなく連続して達成できる。

【００４４】めっき浴中からの希薄なトップドロス、ボ
トムドロス双方の除去を確実に安定して達成することが
でき、品質の良いめっき浴を得ると共に、無駄のないド
ロス除去を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す正面断面図。

【図２】図１の実施例における、ボトムドロス蓄積運転
状態を示す半正面断面図。

【図３】図１の実施例における、ボトムドロス排出運転
状態を示す正面断面図。

【符号の説明】

１ ； 回転内軸 ２ ； 回転外軸 ３ ； 分離槽本体 ４ ； 供給堰 ５ ； 供給管 ６ ； ドロス分離堰 ７ ； トップドロス排出管 ８ ； 清浄金属排出管 ９ ； ボトムドロス排出管 １０； 排出栓 １１； 受け座 １２； ボトムドロス溜め １３； 延出板 Ｍ ； めっき浴 Ｋ ； 清浄金属 Ｄｔ； トップドロス Ｄｂ； ボトムドロス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江端 貞夫 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所 内 (56)参考文献 特開 平５−295506（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−254362（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−126853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−219536（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液面が垂直面近くまで達するに足る遠心
   力を発生し得る回転数で定速回転を行う分離槽本体(3)
   内に、該分離槽本体(3) の上部からめっき浴(M) を供給
   し、該めっき浴(M) を、遠心力によって前記分離槽本体
   (3) の側壁内面側から順にボトムドロス(Db)、清浄金属
   (K) およびトップドロス(Dt)とに分離すると共に、前記
   分離槽本体(3) 内の中央部に横設されたドロス分離堰
   (6) によって前記トップドロス(Dt)を前記分離槽本体
   (3) 内の上部にとどまらせ、前記ドロス分離堰(6) より
   上位に位置するトップドロス排出管(7) より遠心力によ
   って前記トップドロス(Dt)を連続的に排出し、前記分離
   槽本体(3) の下部に位置する清浄金属排出管(8) より遠
   心力によって前記清浄金属(K) を連続的に排出し、前記
   分離槽本体(3) の最下部に位置するボトムドロス排出管
   (9) より、前記ボトムドロス(Db)が一定の蓄積量に達し
   た時点で、該ボトムドロス排出管(9) を開放することに
   より、前記ボトムドロス(Db)を排出する浴中ドロスの分
   離排出方法。
2. 【請求項２】 分離槽本体(3) 内におけるボトムドロス
   (Db)が一定の蓄積量に達したことを、排出される清浄金
   属(K) 中に含まれるボトムドロス(Db)の割合を測定する
   ことによって検知する請求項１記載の浴中ドロスの分離
   排出方法。
3. 【請求項３】 分離槽本体(3) 内におけるボトムドロス
   (Db)が一定の蓄積量に達したことを、分離槽本体(3) に
   供給するめっき浴(M) 中のボトムドロス(Db)の含有比率
   を予め測定しておくことによって検知する請求項１記載
   の浴中ドロスの分離排出方法。
4. 【請求項４】 定速回転する回転外軸(2) に一体的に組
   付けられ、中間部分にトップドロス(Dt)が排出されるト
   ップドロス排出管(7) を有し、下部に清浄金属(K) が排
   出される清浄金属排出管(8) を有し、最下部にボトムド
   ロス(Db)が排出されるボトムドロス排出管(9) を有する
   分離槽本体(3) と、該分離槽本体(3)内にめっき浴(M)
   を供給すべく、該分離槽本体(3) の上部に連通する供給
   管(5)と、前記分離槽本体(3) 内および前記回転軸内を
   貫通して該分離槽本体(3) と同期して定速回転し、上部
   に前記供給管(5) の開口部直下まで到達する供給堰(4)
   を横設し、中間部に前記トップドロス排出管(7) の直下
   まで到達するドロス分離堰(6) を横設し、下部に前記ボ
   トムドロス排出管(9) を開閉する排出栓(10)を有する延
   出板(13)を横設し、上下方向移動自在な回転内軸(1)
   と、から成る浴中ドロスの分離排出装置。
5. 【請求項５】 分離槽本体(3) の側壁下部を末広がり状
   として、ボトムドロス(Db)が蓄積するボトムドロス溜め
   (12)を形成して成る請求項４記載の浴中ドロスの分離排
   出装置。