JP2959409B2 - めっき浴のドロス除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続溶融亜鉛めっきライ
ンのめっき浴に発生するドロスを除去する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のめっき浴に発生するドロスは、
鋼帯や金属製の浴中機器から鉄が溶出し、溶融している
亜鉛と結合して生成した固相の金属間化合物Ｆｅ₂ Ｚｎ
₇ である。

【０００３】また、めっき浴中にアルミニウムが添加さ
れている場合には、金属間化合物Ｆｅ₂ Ａｌ₅ が生成
し、これもドロスとなる。

【０００４】金属間化合物Ｆｅ₂ Ｚｎ₇ によるドロスは
めっき浴と比べて、比重が大きいので、めっき浴に沈降
していわゆるボトムドロスを形成する。しかし、粒径の
小さいものは、めっき浴中の流れによって浮遊している
ものもある。

【０００５】堆積したボトムドロスが増加すると、通板
する鋼帯に付着し易くなり、ボトムドロスが付着した鋼
帯は品質上好ましくない。そのために、ボトムドロスを
除去するための対策が種々行われている。

【０００６】従来この種のドロスを除去する装置とし
て、実開平２−１４６１５３号公報（先行例１）に開示
されたものがある。

【０００７】図３に示すように、めっき浴槽１のボトム
ドロス３が堆積している部分にボトムドロス回収フード
４を固定し、浴面９より上方で気体噴射管１４に圧縮気
体を供給し、ボトムドロス回収フード４内に圧縮気体を
注入する。

【０００８】これにより、ボトムドロスが粉砕され、細
分化される。また、圧縮気体はボトムドロス回収フード
４内のめっき浴２に上昇流を形成し、めっき浴２ととも
に、回収ドロス上昇管８を上昇する。

【０００９】これにより、ボトムドロス回収フード４内
に浴流入管５を通じてめっき液が流入する。

【００１０】浴流入管５の先端の浴流入口７には逆止弁
６を備え、逆流を防止している。粉砕、細分されたボト
ムドロス３は上昇流に乗って、回収ドロス上昇管８を上
昇して、逆Ｕ状部１０より排出され、ドロス濾過器１２
に流下し、ドロス濾過器１２のフィルター１３を透過し
ためっき浴２はめっき浴槽１に還流して再利用される。

【００１１】又、特開平６−２０９７号公報（先行例
２）に開示されたものがある。図４に示すように、溶融
亜鉛めっきラインのめっき浴２内に筒体１５を立設し、
筒体１５の下部には、シンクロール１６の底部まで延
び、先端にドロス吸い込み口１７を有する配管１８を接
続し、一方、筒体１５の下部には、窒素ガス吹き込みノ
ズル１９を設置して、導管２０からガスを吹き込んでガ
スリフトポンプを形成し、めっき浴底部に沈殿したドロ
ス３を筒体１５の中に生じる気液二相流によって汲み上
げためっき液は、仕切板２２の穴２２ａよりシンクロー
ル側にもどすものである。２１は気泡である。

【００１２】鋼帯２３はスナウト２４からめっき浴２に
侵入して、シンクロール１６で反転してめっきされて、
めっき浴２から引き抜かれる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、上述し
た先行例１に開示されたドロス除去装置では次のような
問題がある。

【００１４】汲み上げためっき液の全量を、めっき浴面
から離して設置しているドロス濾過器１２のフィルター
１３で除去するために、めっき液の溶融亜鉛が一部凝固
してフィルターの目詰まりを促進し、短時間で目詰まり
を生じ、そのため連続的な操業に使用出来ない。

【００１５】また、ボトムドロス回収フード４がめっき
浴中に大きく場所をとり、めっき浴中の流れに障害とな
り易く、めっき温度が不均一になりやすい。又、先行例
２に開示されたドロス除去装置は次のような問題があ
る。

【００１６】（１）上記のような装置を使用した場合に
は、沈殿したドロスを効率よく吸込めない。図４に示す
ように、ドロスを吸い込み口１７から吸引する構造にな
っているが、吸引の機構は、流体力学的には、圧力の低
い部分に向かう流れを形成しドロスをその流れによって
移動させて吸引するものである。

【００１７】圧力の低い部分に向かう流れは、吸い込み
口に向かってあらゆる方向から生じるから、仮に、図４
に示す吸い込み口１７がめっき浴２の奥行方向全長にわ
たって開口していたとしても、そこに吸い込まれるめっ
き浴の吸い込み口に向かう流速は、吸い込み口からの距
離に反比例して減衰する。

【００１８】しかも、ドロスの吸い込みに寄与する流れ
は、吸い込み口１７からの吸引に依存しているものであ
り、実際にめっき浴でのドロスの移送について効率が悪
い。

【００１９】従って、吸い込み口１７から離れた位置の
めっき浴底部に沈殿したドロスまでを吸い込もうとする
と、大量のめっき浴を吸い込む必要が生じる。

【００２０】（２）吸い込んだドロスを仕切板２２によ
って、シンクロール側から隔離した部分で自由沈降させ
て分離している。鋼帯に付着して欠陥を生じるドロスの
粒径は数十μｍ以上のドロスであり、例えば、粒径が５
０μｍのドロスの沈降速度は、概略０．１ｍｍ／秒と非
常に小さい値である。

【００２１】従って、図４において、ドロスを沈降分離
し、仕切板２２の穴２２ａでシンクロール側に戻すめっ
き浴を清浄化しようとすると、仕切板２２でシンクロー
ル側と隔離した部分の容積を非常に大きくしなければな
らない。

【００２２】また、（１）で指摘したように、ドロスを
効率よく吸引するためには、大量のめっき浴を循環する
必要があり、その場合の流れは、筒体１７の出側から仕
切板２２の穴２２ａに向かう速い流れとなり、めっき浴
中のドロスを沈降させる時間がないままシンクロール側
に戻すことになるのである。

【００２３】従って、先行例２のドロス除去装置につい
ては、吸い込んだドロスのうち、粒径が大きく、自由沈
降速度が大きなドロスについてのみ分離が可能で、ドロ
ス欠陥を発生させうるドロスを分離せずに循環させるこ
とにより、かえって、ドロス欠陥を誘発する。

【００２４】本発明は、上記のような問題点の解決を図
ったものであり、連続めっき操業に影響を与えることな
く、簡単な装置で、ボトムドロスを除去することの出来
るドロス除去装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続溶融亜鉛
めっきラインにおけるめっき浴のドロスを除去する装置
であって、めっき浴槽内のシンクロールより鋼帯侵入側
に浸漬して設けられ下部に鋼帯の出側に向かった吸引口
を有し上部に吐出口を有する第１ダクトと、第１ダクト
中に設けられためっき浴循環ポンプと、第１ダクトの吐
出口に連通しめっき浴に浸漬して設けられたドロス除去
フィルターと、めっき浴槽内のシンクロールより鋼帯の
出側に浸漬して設けられ上部にめっき浴吸入口を有し下
部に鋼帯の入側に向かった吐出口を有する第２ダクト
と、第２ダクト中に設けられためっき浴吐出用ポンプと
を有してなるめっき浴のドロス除去装置である。

【００２６】

【作用】本発明によれば、まず第２ダクトにおいて、吐
出用ポンプで上部の吸入口からめっき浴を吸入し、めっ
き液を循環させて、下部の吐出口から第１ダクトの下部
吸入口に向けてめっき液を流動させる。これにより、め
っき浴槽の下部に沈積したドロスは、第１ダクトの下部
吸入口の近傍に運ばれる。第１ダクトでは、めっき浴循
環ポンプにより下部吸入口からめっき浴とドロスを汲み
上げて上部吐出口から吐出する。上部吐出口にはドロス
除去フィルターが連通されているので、吐出されためっ
き浴中に混入しているドロスはこのフィルターにより除
去され、めっき浴のみがめっき浴槽に戻される。ドロス
除去フィルターはめっき浴槽に浸漬されているので、め
っき液の溶融亜鉛の凝固を回避でき、それに起因した目
詰まりがなく、長時間の使用に耐える。

【００２７】上記めっき浴循環ポンプ、吐出用ポンプと
しては、一般に使用されているエアリフトポンプを使用
するのが好ましい。

【００２８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す側面断面図で
ある。１は連続溶融亜鉛めっきラインのめっき浴槽で、
めっき浴２内にシンクロール１６を配置している。

【００２９】本実施例のドロス除去装置は第１ダクトと
第２ダクトを組合わせて構成されている。

【００３０】３１は第１ダクトであり、シンクロール１
６に対して鋼帯２３がめっき浴２に侵入する側で、かつ
めっき浴２の底部に達するように設けられている。

【００３１】第１ダクト３１下端のシンクロール１６に
面した側には、吸引口３１ａが設けられている。

【００３２】第１ダクト３１には、ダクト本体３１ｂ内
に上部からガス供給管３２が配設され、窒素ガスなどの
不活性ガスを噴出させることで全体としてガスリフトポ
ンプが形成されている。そして、第１ダクト３１は、吸
引口３１ａからめっき液２ａを汲み上げることが出来る
ようにされている。

【００３３】第１ダクト３１上部には、ドロス除去フィ
ルター３３が脱着可能に設けられている。また、ダクト
本体３１ｂは、その上部を屈曲してドロス除去フィルタ
ー３３に連通されている。

【００３４】なお、ドロス除去フィルター３３には脱着
用の吊具３６が設けられている。また、３４は開閉可能
な蓋であり、ドロス除去フィルタの上面を覆う形態で設
けられている。さらに、前記蓋３４には、ガス供給管３
２の動作ガスを排気するための排気口３４ａが設けられ
ている。

【００３５】３５は第２ダクトであり、第１ダクト３１
に対してシンクロール１６の反対側に位置して、めっき
浴２の底部に達するように立設している。

【００３６】第２ダクト３５は、ダクト本体３５ｂと、
その上部を逆Ｕ字状に屈曲して設けた汲上げ部３５ｃか
らその主要部が構成されている。また、ダクト本体３５
ｂの下端のシンクロール１６に面した側に吐出口３５ａ
が設けられている。

【００３７】汲上げ部３５ｃには上部からガス供給管３
７を配設して窒素ガスなどの不活性ガスを噴出させてガ
スリフトポンプを形成し、先端口３５ｄからめっき液２
ｃを汲み上げることが出来るようにしている。

【００３８】２４は熱処理炉出側のスナウトであり、３
８はドロス除去フィルター３３を脱着するためのクレー
ン吊具である。

【００３９】次に連続溶融亜鉛めっきラインのめっき浴
に上記のような本発明のドロス除去装置を設置した場合
の使用方法を説明する。

【００４０】連続溶融亜鉛めっきラインのめっき浴では
図示しない熱処理炉で熱処理された鋼帯２３はスナウト
２４からめっき浴２に侵入される。侵入した鋼帯２３は
シンクロール１６で反転して立上がり、めっき浴２でめ
っきされた溶融亜鉛めっき鋼帯が引抜かれる。

【００４１】上記のような連続溶融亜鉛めっきの操業中
に発生するドロスはボトムドロス３としてめっき浴の底
部に堆積する。

【００４２】本実施例のドロス除去装置によれば、まず
第２ダクト３５において、ガス供給管３７から窒素ガス
等の非酸化性ガスを汲上げ部３５ｃ内に噴出させ、汲み
上げ部３５ｃ内に気液二相流を生じさせて、ガスリフト
ポンプを作動させる。ガス供給管３７からガスを吹き込
んで気泡を発生させると、これに伴ってめっき液２ｃが
上昇させられる。さらに、このめっき液２ｃは、ダクト
本体３５ｂを通過して吐出口３５ａからめっき浴２に流
出される。

【００４３】ガスリフトポンプによって、汲み上げ部３
５ｃ内に汲み上げられためっき液２ｃは、上部でめっき
浴２とガスとに分離され、めっき液２ｃはダクト本体３
５ｂを流下して、吐出口３５ａからめっき浴２に流出さ
れる。

【００４４】一方、めっき液２ｃと分離された非酸化性
ガスは排気口３５ｅから排気される。

【００４５】このようにしてめっき液２ｃは図中のの
位置から汲上げ部先端口３５ｄを通り汲上げ部３５ｃ内
に吸い込まれ、ダクト本体３５ｂを流下して、吐出口３
５ａを通って噴出しての位置に戻るめっき液の流れを
形成する。この場合、吐出口３５ａが第１ダクト３１の
吸引口３１ａに面した側に設けているので、吐出口３５
ａから流出しためっき液２ｄは吸引口３１ａに向かって
流動し、これによって浴底部に沈殿したドロス３を押流
しそこで吸引口３１ａに吸込ませる。

【００４６】めっき液の流量は、汲み上げ部３５ｃに吹
込むガスの流量によって、制御できる。

【００４７】本装置では、窒素ガス流量を例えば０．５
〜５Ｎｍ³ ／ｈで調整した場合に、めっき液汲み上げ流
量は０．５〜５Ｎｍ³ ／ｈとなる。

【００４８】このような装置により、吸引口３１ａを経
て汲み上げるめっき液の流量を、吐出口３５ａを経て噴
出するめっき液の流量より多くして、好ましくは２倍以
上に多くして、操業することにより、第２ダクト吐出口
３５ａから第１ダクトの吸引口３１ａに向かうめっき液
の流れをめっき浴底部に形成する。

【００４９】これによって、めっき浴２の底部に堆積す
るドロス３を吸引口３１ａに向かって移送することが出
来る。

【００５０】第１ダクトにおいて、ガス供給管３２に、
図には示されていないガス供給装置から窒素ガスなどの
非酸化性ガスを供給してダクト本体３１ｂ内に噴出さ
せ、ダクト本体３１ｂ内に気液二相流を生じさせて、ガ
スリフトポンプを作動して、ダクト本体３１ｂ内にめっ
き液２ａを上昇させる。

【００５１】めっき液２ａは非酸化性ガスとダクト上部
で分離し、めっき液２ａはドロス除去フィルター３３を
通過してめっき浴２に還流する。即ち、ガス供給管３２
からガスを吹き込むと、ガスの気泡が上昇し、これに伴
ってめっき液２ａも上昇する。さらにめっき液２ａは、
ダクト本体３１ｂの上方からドロス除去フイルター３３
を通過して、めっき液２ａに混入するドロス３を分離
し、清浄なめっき液２ｂとしてめっき浴２に戻される。

【００５２】このとき蓋３４は閉じておくので、非酸化
性ガスは排気口３４ａより排気される。

【００５３】このようにして、図中のの位置から吸引
口３１ａを経てめっき液２ａが吸入され、ダクト本体３
１ｂ内を上昇し、ドロス除去フィルター３３でドロス３
を分離して、清浄化しためっき液２ｂがの位置に戻る
めっき液の流れが形成される。

【００５４】めっき浴流量は、ダクト本体３１ｂ内に吹
込むガスの流量によって制御でき、本装置では、窒素ガ
ス等の非酸化性ガスの流量を例えば１〜１０Ｎｍ³ ／ｈ
で調整した場合に、めっき浴の汲み上げ流量が１〜１０
Ｎｍ³ ／ｈとなる。

【００５５】一方、ドロス３は、このようなめっき液の
流れに随伴して混合液としてダクト本体３１ｂ内に吸い
込まれ、ドロス除去フィルター３３にて捕獲される。

【００５６】めっき液２ａの汲み上げを一定時間行った
後、非酸化性ガスの供給を停止して、めっき液の循環を
停止する。

【００５７】そして、蓋３４を開いて、ドロス３を捕獲
したドロス除去フィルター３３は吊具３６をクレーン吊
具３８に係合させて、図示しないクレーンで吊持して系
外に撤去する。

【００５８】そして、新たなフィルターと交換し、再び
めっき液循環を行うことにより、ドロス除去を継続する
ことが出来る。

【００５９】なお、ドロスを捕獲するフィルターは、ガ
ラス繊維フィルター、セラミックスフィルターなどの非
金属フィルターで、骨格を持たせた袋状のものが簡便な
ので採用される。その口径は１００μｍ以下が良い。

【００６０】なお、フィルターの目詰まりを軽減するた
めには、口径が異なるフィルターを積層させて用いると
効果が向上する。

【００６１】図２は本発明に用いる積層のフィルターの
要部拡大を示す図である。ここでは骨格を持たせた１０
０μｍ以上の口径の内側フィルター３３ａを内側に設
け、骨格を持たせた１００μｍ以下の口径の外側フィル
ター３３ｂを外側に設けたものである。

【００６２】ここでは注入されたドロス３を含むめっき
液２ａは、まず、口径１００μｍ以上のフィルターで粒
径の大きなドロスが捕獲され、更に口径１００μｍ以下
のフィルターで小さなドロスが捕獲されて、出口から清
浄過されためっき液２ｂがめっき浴２に戻される。

【００６３】なお、吸引口３１ａ及び吐出口３５ａの形
状は、スリット状であることが好ましく、例えば、吸引
口３１ａはスリット幅が２〜５ｃｍで、奥行き（鋼帯の
幅方向長さ）がシンクロール２の長さ以上であることが
好ましい。

【００６４】但し、図１には示さないが、第１ダクト３
１や第２ダクト３５の本装置全体を、シンクロールの軸
に並行させて移動させる機構を付与することにより、吸
引口３１ａや吐出口３５ａは上記長さでなくても良い。

【００６５】次に、図１に示す本発明の装置を連続溶融
亜鉛めっきラインに設置して、連続溶融亜鉛めっき操業
を実施した場合のドロス欠陥発生状況を表１に示す。

【００６６】操業条件は、鋼ストリップの寸法として、
板幅９００〜１６００ｍｍ、板厚約０．６〜１．６ｍ
ｍ、通板速度として、６０〜１００ｍ／分である。

【００６７】尚、吸引口３１ａからの汲み上げ流量は一
時間あたり約８ｍ³ である。吐出口３５ａからの溶融亜
鉛液２ｂの噴出流量は一時間あたり約３ｍ³ である。

【００６８】表１に示す操業では、予めドロス３を除去
して清浄化しためっき浴槽に設置した後、操業を行った
ものである。

【００６９】また、ドロス除去フィルター３３の交換
は、約６時間毎に装置の運転を中断して実施した。この
ときの運転中断時間は約３０分である。本発明ではフィ
ルターがめっき浴によって、保温されており、溶融亜鉛
の凝固が皆無であったので、その間、目詰まり等による
濾過の中断がなかった。

【００７０】更に、表１に示す操業で分離除去されたド
ロスの量は、本装置を設置せずに操業した場合に浴底に
沈殿し、操業停止後回収されたドロスの量に操業時間の
違いを考慮して計算した量のほぼ８０％であった。

【００７１】本発明のドロス除去装置ではドロス欠陥発
生の評価は、自動車めっき鋼板として出荷出来る品質以
上を評価基準として、当該設備の品質検査担当者の目視
判定により行った。

【００７２】

【表１】

【００７３】以上に示すように、本装置の設置により、
ドロスを長時間除去することができ、かつ、ドロス欠陥
の発生を抑制することが出来る。

【００７４】本発明によるドロス除去装置を連続溶融亜
鉛めっきラインのめっき浴に使用することにより、操業
中にめっき浴底に堆積するいわゆるボトムドロスをタク
トの下端開口に確実にダクトに吸入させることが出来
る。

【００７５】吸入されたドロスはドロス除去フイルター
で捕獲し、捕獲したドロスを適宜系外に除去することが
出来るので、めっき操業に影響を与えない。

【００７６】

【発明の効果】本発明はめっき浴に用いて、連続めっき
操業に影響を与えることなく、簡単な装置で、ボトムド
ロスを確実にダクト内に吸入させて、フィルターで捕獲
し、適宜捕獲したドロスを系外に除去することが出来
る。

【００７７】上記のようなめっき浴でめっきされた鋼帯
はドロス欠陥が無く、めっき外観性に優れ、また、耐蝕
性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面を示す図である。

【図２】本発明に用いるフィルターの他の実施例の要部
拡大を示す図である。

【図３】従来によるドロス除去装置の一例を示す図であ
る。

【図４】従来によるドロス除去装置の他の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１ めっき浴槽 ２ めっき浴 ３１ 第１ダクト ３１ａ 吸引口 ３１ｂ ダクト本体 ３２ ガス供給管 ３３ ドロス除去フィルター ３３ａ 内側フィルター ３３ｂ 外側フィルター ３４ 蓋 ３４ａ 排気口 ３５ 第２ダクト ３５ａ 吐出口 ３５ｂ ダクト本体 ３５ｃ 汲上げ部 ３６ 吊具 ３７ ガス供給管 ３８ クレーン吊具

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続溶融亜鉛めっきラインにおけるめっ
   き浴のドロスを除去する装置であって、めっき浴槽内の
   シンクロールより鋼帯侵入側に浸漬して設けられ下部に
   鋼帯の出側に向かった吸引口を有し上部に吐出口を有す
   る第１ダクトと、第１ダクト中に設けられためっき浴循
   環ポンプと、第１ダクトの吐出口に連通しめっき浴に浸
   漬して設けられたドロス除去フィルターと、めっき浴槽
   内のシンクロールより鋼帯の出側に浸漬して設けられ上
   部にめっき浴吸入口を有し下部に鋼帯の入側に向かった
   吐出口を有する第２ダクトと、第２ダクト中に設けられ
   ためっき浴吐出用ポンプとを有してなるめっき浴のドロ
   ス除去装置。