JP2994436B2 - 溶融メッキ帯状金属の製造方法 - Google Patents
溶融メッキ帯状金属の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属をスプレーして溶融メッキ帯状金
属を製造する方法に関する。
属を製造する方法に関する。
かかるメッキ方法においては、溶融金属をスプレーし
たのちのメッキ層を平滑化するための手段が必要とな
り、そのための方法の一つとして、例えば、特開平１−
201456号公報には、表面を清浄化した鋼板に加圧気体で
霧化した溶融金属を吹き付けたのち、ガスワイピングノ
ズルで加圧気体を吹き付けることが開示されている。
たのちのメッキ層を平滑化するための手段が必要とな
り、そのための方法の一つとして、例えば、特開平１−
201456号公報には、表面を清浄化した鋼板に加圧気体で
霧化した溶融金属を吹き付けたのち、ガスワイピングノ
ズルで加圧気体を吹き付けることが開示されている。
しかしながら、このような溶融金属の吹き付け後のガ
スワイピング等によるならし処理によっては他の電気メ
ッキ、溶融メッキ等のメッキ手段と比べ、未だ、十分な
表面の平滑度を有するメッキ帯状金属を得ることはでき
ない。
スワイピング等によるならし処理によっては他の電気メ
ッキ、溶融メッキ等のメッキ手段と比べ、未だ、十分な
表面の平滑度を有するメッキ帯状金属を得ることはでき
ない。
本発明の目的は、かかる溶融金属の吹き付けによるメ
ッキ帯状金属の製造において、浸漬メッキに相当する程
度の表面平滑度を達成するための手段を提供することに
ある。
ッキ帯状金属の製造において、浸漬メッキに相当する程
度の表面平滑度を達成するための手段を提供することに
ある。
本発明は、溶融金属をスプレーして溶融メッキ帯状金
属を製造するに際し、形成するメッキ厚みの15倍以下の
重量平均粒子径を有する溶融金属粒子を用いて吹き付け
ることによってその目的を達成した。
属を製造するに際し、形成するメッキ厚みの15倍以下の
重量平均粒子径を有する溶融金属粒子を用いて吹き付け
ることによってその目的を達成した。
ここで、重量平均粒子径とは、球状でない１粒の溶融
金属の体積をVpとしたとき、その体積と等しい球の直径
ｄは、 で得られる。このｄを球状相当径とよぶ。
金属の体積をVpとしたとき、その体積と等しい球の直径
ｄは、 で得られる。このｄを球状相当径とよぶ。
そのとき、次式から求められるdmを重量平均粒子径と
よぶ。
よぶ。
M:粒子の総重量（kg） Vp:球状相当径がｄの粒子の体積（m3） ρ：粒子の比重（kg/m3） Nd:球状相当径がｄの粒子の個数 つまり、ある粒子径の分布を持つ粒子の集合におい
て、小さい粒子から重量を積算して、その重量が全体の
50％になるときの粒子径をいう。
て、小さい粒子から重量を積算して、その重量が全体の
50％になるときの粒子径をいう。
吹き付けた溶融メッキ金属の付着効率を90％以上にす
るためにはスプレーする装置を帯状金属より以下の式で
示される距離範囲の位置に設置することとする。
るためにはスプレーする装置を帯状金属より以下の式で
示される距離範囲の位置に設置することとする。
但し、 L:スプレー装置と帯状金属との距離（ｍ） θ：スプレーの噴射拡がり角度（rad） ρ：スプレーする溶融金属の比重（kgf/m3） d:スプレーする溶融金属の重量平均粒子径（ｍ） V:スプレーする溶融金属の最高速度（m/sec） α：スプレーする溶融金属の表面張力（kgf/m） 1.75:係数 また、上記吹き付けを複数段に分けて行うことによっ
て、通板速度変化に対してメッキ厚みを広範囲に制御で
き、しかも、より平滑な面の達成が可能となる。
て、通板速度変化に対してメッキ厚みを広範囲に制御で
き、しかも、より平滑な面の達成が可能となる。
さらに、吹き付け後の帯状金属を以下の式で表される
温度，時間条件下に加熱，保持し、表面をさらに平滑化
することが可能となる。
温度，時間条件下に加熱，保持し、表面をさらに平滑化
することが可能となる。
すなわち、Ｓを保持時間（秒）、ｄを粒径（μｍ）、
Ｔを保持温度（℃）、さらにTmをメッキ金属融点（℃）
としたとき、 の条件を維持するものである。ただし、Ｔ＞Tmである。
Ｔを保持温度（℃）、さらにTmをメッキ金属融点（℃）
としたとき、 の条件を維持するものである。ただし、Ｔ＞Tmである。
ここでいう帯状金属とは、鉄板、銅板、アルミ板等の
金属で製造された全てをいう。
金属で製造された全てをいう。
本発明においては、重量平均粒子径がメッキ厚みの15
倍以下の溶融メッキ金属粒子を用いる。金属粒子の径が
メッキ厚みよりも大きくても、第２図に示すように、メ
ッキ金属粒子と帯状金属の濡れにより、メッキ金属の粒
径がそのままメッキ厚みとはならず、メッキ厚みより大
きいメッキ金属を用いてもよいという理由による。
倍以下の溶融メッキ金属粒子を用いる。金属粒子の径が
メッキ厚みよりも大きくても、第２図に示すように、メ
ッキ金属粒子と帯状金属の濡れにより、メッキ金属の粒
径がそのままメッキ厚みとはならず、メッキ厚みより大
きいメッキ金属を用いてもよいという理由による。
また、15倍以下としたのは次の理由による。
すなわち、第３図は、溶融メッキ金属の（重量平均粒
子径／目標メッキ厚み）と、不メッキ発生率の関係を表
したものである。同図に示すように（重量平均粒子径／
目標メッキ厚み）が15を超えると、いかなる加熱条件を
用いても不メッキが発生するため、（重量平均粒子径／
目標メッキ厚み）は15倍以下にすることが必要である。
子径／目標メッキ厚み）と、不メッキ発生率の関係を表
したものである。同図に示すように（重量平均粒子径／
目標メッキ厚み）が15を超えると、いかなる加熱条件を
用いても不メッキが発生するため、（重量平均粒子径／
目標メッキ厚み）は15倍以下にすることが必要である。
また、さらに、より大きな粒子を用いれば平滑にする
時間が余分に必要となり、それだけ大きな加熱保持炉が
必要で、設備コスト負担増となる。
時間が余分に必要となり、それだけ大きな加熱保持炉が
必要で、設備コスト負担増となる。
さらに、吹き付け後、上記特定温度における特定時間
の維持により、付着粒子と帯状鋼板の濡れを進展させ平
滑化されることになり、表面平滑化はさらに改善され
る。
の維持により、付着粒子と帯状鋼板の濡れを進展させ平
滑化されることになり、表面平滑化はさらに改善され
る。
さらに、本発明においては、処理帯状金属が鉄材の場
合、ニッケル等の下地メッキとして電気メッキした帯状
金属を用いることも平滑化をさらに改善する効果があ
る。
合、ニッケル等の下地メッキとして電気メッキした帯状
金属を用いることも平滑化をさらに改善する効果があ
る。
スプレー装置と帯状金属との距離Ｌは、 で表されることが知られている。ここで、係数ｋを変化
させたときの付着効率の変化を第４図に示す。この結果
に基づき、溶融メッキ金属の付着効率を90％以上にする
ためには、係数ｋをｋ＜1.75とすることが好ましい、こ
れにより、距離Ｌは次の関係に設定した。
させたときの付着効率の変化を第４図に示す。この結果
に基づき、溶融メッキ金属の付着効率を90％以上にする
ためには、係数ｋをｋ＜1.75とすることが好ましい、こ
れにより、距離Ｌは次の関係に設定した。
〔実施例〕 第１図はその実施例として、本発明を鋼板への亜鉛メ
ッキに適用した例を示す。
ッキに適用した例を示す。
図示しない連続焼鈍炉の出側に連続メッキ装置１が配
置されており、矢印に示す方向に移動する鋼板Ｓは連続
焼鈍炉（図示せず）において焼鈍された後、デフレクタ
ーロール２の位置においては450℃の温度にあった。次
に、２段に設けられた溶融亜鉛の吹き付けノズル３を有
するメッキ室においてスプレーした。この際の溶融金属
の粒度は、ガスアトマイズ方式、すなわち溶融金属をチ
ッ素，アルゴン等の非酸化性ガスを用いて微粒化する方
式によって、25μｍの重量平均粒子径の粒径に調整し
た。４はメッキ室に連続して設けられた加熱炉である。
同加熱炉４は、電気ヒータ，高周波誘導加熱，ラジアン
トチューブ加熱等、鋼板に接触しない型式のヒータであ
ればよい。雰囲気は酸化雰囲気，非酸化雰囲気を問わな
い。
置されており、矢印に示す方向に移動する鋼板Ｓは連続
焼鈍炉（図示せず）において焼鈍された後、デフレクタ
ーロール２の位置においては450℃の温度にあった。次
に、２段に設けられた溶融亜鉛の吹き付けノズル３を有
するメッキ室においてスプレーした。この際の溶融金属
の粒度は、ガスアトマイズ方式、すなわち溶融金属をチ
ッ素，アルゴン等の非酸化性ガスを用いて微粒化する方
式によって、25μｍの重量平均粒子径の粒径に調整し
た。４はメッキ室に連続して設けられた加熱炉である。
同加熱炉４は、電気ヒータ，高周波誘導加熱，ラジアン
トチューブ加熱等、鋼板に接触しない型式のヒータであ
ればよい。雰囲気は酸化雰囲気，非酸化雰囲気を問わな
い。
上記各吹き付けノズル４からの溶融金属の噴出量を最
大160g/sec/m（幅）とし、その制御範囲を160〜80g/sec
/m（幅）とした。
大160g/sec/m（幅）とし、その制御範囲を160〜80g/sec
/m（幅）とした。
この設備を用いて、１段当たり160g/sec/m（幅）の噴
霧量を有するノズルを２段用いて焼鈍後の鋼板を450℃
の温度にて亜鉛を噴霧した。亜鉛は0.2％のアルミを含
有している。亜鉛温度は460℃、雰囲気温度は450℃、雰
囲気成分は窒素100％、加熱装置の作用は鋼板を450℃に
0.5秒間保持した。
霧量を有するノズルを２段用いて焼鈍後の鋼板を450℃
の温度にて亜鉛を噴霧した。亜鉛は0.2％のアルミを含
有している。亜鉛温度は460℃、雰囲気温度は450℃、雰
囲気成分は窒素100％、加熱装置の作用は鋼板を450℃に
0.5秒間保持した。
スプレーする溶融金属の粒径と初速、噴射拡がり角度
とスプレーする装置と鋼板との距離の関係について、吹
き付けた溶融メッキ金属の付着効率を90％以下にするた
めに、吹き付け距離を以下の条件とした。
とスプレーする装置と鋼板との距離の関係について、吹
き付けた溶融メッキ金属の付着効率を90％以下にするた
めに、吹き付け距離を以下の条件とした。
同式において、各記号は前述の通りである。
上記設備において、７段のノズルの使用数を変化せし
めて、吹き付けノズル段数と目付量／ライン速度制御範
囲を表したものを第５図に示す。同図において、横軸は
ライン速度（m/分）を示し、左縦軸は鋼板上への単位面
積当たりの付着量を示し、右縦軸は各ノズルの積算吹付
量を示す。これによって、吹き付けノズルの段数が増え
るにつれ、広範囲に目付量とライン速度を制御できる。
１段当たりの吹付量を多くすると総段数は少なくできる
が、Ａで示される制御不能範囲が広くなる。しかし、小
さくしすぎると段数が増えて設備が上がる。その設備の
ライン速度と最大目付量より経済的に適する段数とする
ことが重要である。
めて、吹き付けノズル段数と目付量／ライン速度制御範
囲を表したものを第５図に示す。同図において、横軸は
ライン速度（m/分）を示し、左縦軸は鋼板上への単位面
積当たりの付着量を示し、右縦軸は各ノズルの積算吹付
量を示す。これによって、吹き付けノズルの段数が増え
るにつれ、広範囲に目付量とライン速度を制御できる。
１段当たりの吹付量を多くすると総段数は少なくできる
が、Ａで示される制御不能範囲が広くなる。しかし、小
さくしすぎると段数が増えて設備が上がる。その設備の
ライン速度と最大目付量より経済的に適する段数とする
ことが重要である。
第６図は加熱炉５における滞留時間と前述の Ｘ＝（0.5＋d/200）／（T/Tm） と表面平滑度との関係を示す図である。同図において、
上記式と平滑度との間には一時的な関係があることが分
かる。
上記式と平滑度との間には一時的な関係があることが分
かる。
第７図は２段ノズルを用い、上記の条件で得られた亜
鉛付着量80g/m2片面のメッキ鋼板の耐用を塩水噴霧試験
を行った結果を示す。比較のために亜鉛メッキ浴温度45
0℃、浸漬前鋼板温度453℃、亜鉛メッキ浴成分Zn99.8
％,Al0.2％の条件により従来の浸漬メッキによって得た
メッキ鋼板の特性を示す。同図に示すように、本発明に
よって得たメッキ鋼板は従来の浸漬メッキによって得た
メッキ鋼板と同等の耐用性を有することが分かる。
鉛付着量80g/m2片面のメッキ鋼板の耐用を塩水噴霧試験
を行った結果を示す。比較のために亜鉛メッキ浴温度45
0℃、浸漬前鋼板温度453℃、亜鉛メッキ浴成分Zn99.8
％,Al0.2％の条件により従来の浸漬メッキによって得た
メッキ鋼板の特性を示す。同図に示すように、本発明に
よって得たメッキ鋼板は従来の浸漬メッキによって得た
メッキ鋼板と同等の耐用性を有することが分かる。
本発明によって以下の効果を奏することができる。
（１） 従来の浸漬メッキ並みの平滑度を有するメッキ
帯板を製造できる。
帯板を製造できる。
（２） 吹き付けメッキの高速化が可能となる。
（３） 片面、両面のメッキ共可能である。
（４） 表面と裏面で異なったメッキを施すことが可能
となる。
となる。
第１図は本発明を実施するための設備例を示す概略図、
第２図はメッキ金属粒子の付着の様子を示す説明図、第
３図は（メッキ金属の重量平均粒子径／メッキ厚み）と
不メッキ発生率の関係を示すグラフ、第４図は吹き付け
条件と溶融メッキ金属の付着効率の関係示すグラフ、第
５図は吹き付け段数と平滑度との関係を示すグラフ、第
６図は保持温度と時間と平滑度の関係を示すグラフ、第
７図は本発明によって得られたメッキ帯板の特性を示す
グラフである。 1:連続メッキ装置、2:デフレクターロール 3:吹き付けノズル、4:加熱炉 S:鋼板
第２図はメッキ金属粒子の付着の様子を示す説明図、第
３図は（メッキ金属の重量平均粒子径／メッキ厚み）と
不メッキ発生率の関係を示すグラフ、第４図は吹き付け
条件と溶融メッキ金属の付着効率の関係示すグラフ、第
５図は吹き付け段数と平滑度との関係を示すグラフ、第
６図は保持温度と時間と平滑度の関係を示すグラフ、第
７図は本発明によって得られたメッキ帯板の特性を示す
グラフである。 1:連続メッキ装置、2:デフレクターロール 3:吹き付けノズル、4:加熱炉 S:鋼板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 裕之 福岡県北九州市八幡東区枝光１丁目１番 １号 新日本製鐵株式會社設備技術本部 内 (72)発明者 大中 逸雄 大阪府豊中市東豊中町１―32―21 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 4/14
Claims (5)
- 【請求項１】溶融金属をスプレーして溶融メッキ帯状金
属を製造する方法において、重量平均粒子径がメッキ厚
みの15倍以下の溶融メッキ金属粒子を用いることを特徴
とする溶融メッキ帯状金属の製造方法。 - 【請求項２】溶融金属をスプレーして溶融メッキ帯状金
属を製造する方法において、重量平均粒子径がメッキ厚
みの15倍以下の溶融メッキ金属粒子を帯状金属に吹き付
けた後、帯状金属を以下の式で表される温度，時間条件
下に加熱，保持し、表面を平滑化することを特徴とする
溶融メッキ帯状金属の製造方法。 ただし、Ｔ＞Tm S:保持時間（秒）d:重量平均粒子径（μｍ） T:保持温度（℃）Tm:メッキ金属融点（℃） - 【請求項３】請求項第１項記載の粒子径の溶融金属粒子
を帯状金属に吹き付けるスプレー装置を帯状金属の進行
方向に複数段に設け、吹き付けを複数段に分けて行うこ
とを特徴とする溶融メッキ帯状金属の製造方法。 - 【請求項４】請求項第１項の記載において、ニッケルを
電気メッキした帯状金属を用いることを特徴とする溶融
メッキ帯状金属の製造方法。 - 【請求項５】スプレー装置を帯状金属より以下の式で表
される距離以下の位置に設置することを特徴とする溶融
メッキ帯状金属の製造方法。 L:スプレー装置と帯状金属との距離（ｍ） θ：スプレーの噴射拡がり角度（rad） ρ：スプレーする溶融金属の比重（kg f/m3） d:スプレーする溶融金属の重量平均粒子径（ｍ） V:スプレーする溶融金属の最高速度（m/sec） α：スプレーする溶融金属の表面張力（kg f/m） 1.75:係数
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164727A JP2994436B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 溶融メッキ帯状金属の製造方法 |
| CA002044763A CA2044763C (en) | 1990-06-21 | 1991-06-17 | Process for producing spray-plated metal strip |
| DE69106061T DE69106061T2 (de) | 1990-06-21 | 1991-06-20 | Verfahren zur Herstellung von spritzplattiertem Metallband. |
| EP91110198A EP0463578B1 (en) | 1990-06-21 | 1991-06-20 | Process for producing spray plated metal strip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164727A JP2994436B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 溶融メッキ帯状金属の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452261A JPH0452261A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2994436B2 true JP2994436B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=15798752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2164727A Expired - Fee Related JP2994436B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 溶融メッキ帯状金属の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0463578B1 (ja) |
| JP (1) | JP2994436B2 (ja) |
| CA (1) | CA2044763C (ja) |
| DE (1) | DE69106061T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE202010014469U1 (de) * | 2010-10-19 | 2011-01-13 | A bis Z Oberflächenveredlung GmbH & Co. KG | Langfristiger Korrosionsschutz durch eine Spritzverzinkung des Unterwasserbereichs von Schiffen |
| DE102012007292A1 (de) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Behandlungsstrecke zum abschnittsweise Veredeln eines Metallprodukts |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2873219A (en) * | 1954-12-20 | 1959-02-10 | Joseph B Brennan | Metal-coated batt and method and apparatus for producing same |
| GB8306428D0 (en) * | 1983-03-09 | 1983-04-13 | Singer A R E | Metal-coating metallic substrate |
| FR2558850A1 (fr) * | 1984-01-26 | 1985-08-02 | Clecim Sa | Procede et dispositif de revetement d'un produit long par pulverisation d'un materiau de revetement liquide |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2164727A patent/JP2994436B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-17 CA CA002044763A patent/CA2044763C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-20 DE DE69106061T patent/DE69106061T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-20 EP EP91110198A patent/EP0463578B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| DE69106061T2 (de) | 1995-05-11 |
| EP0463578A1 (en) | 1992-01-02 |
| CA2044763C (en) | 1996-12-31 |
| DE69106061D1 (de) | 1995-02-02 |
| JPH0452261A (ja) | 1992-02-20 |
| EP0463578B1 (en) | 1994-12-21 |
| CA2044763A1 (en) | 1991-12-22 |
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|---|---|---|---|
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