JP3201727B2

JP3201727B2 - 溶融金属めっき装置およびめっき方法

Info

Publication number: JP3201727B2
Application number: JP34969596A
Authority: JP
Inventors: 雅彦多田; 千昭加藤; 敏胤松川; 一正三原; 賢一宇ノ木
Original assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JPH10195615A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の溶融金属め
っき装置及びめっき方法に関し、とくに溶融金属めっき
浴槽内のめっき浴に磁場を印加してめっき浴を保持つつ
溶融めっき浴槽の底部に設けた開口部から鋼板を侵入さ
せ上方に引き上げてめっきを行う溶融金属めっき装置及
びめっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属めっき鋼板は、溶融金属とし
て、Zn、Al、Pb、Sn等が使用され、自動車用、建材用、
家電用、缶用として広く用いられている。ここで溶融金
属めっき鋼板の一例として、Znを使用した溶融亜鉛めっ
き鋼板の一般的な製造方法を説明する。冷延鋼板を前処
理工程で表面を洗浄し、非酸化性あるいは還元性の雰囲
気中で加熱、焼鈍し、次いで、鋼板温度をめっきに適し
た温度に酸化させることなく冷却した後、めっき浴中に
連続的に浸漬させる。ついで、浴中に浸漬されたロール
（シンクロール等）にて鉛直方向に鋼板の向きを変えた
後、めっき浴から引き上げ、浴中で鋼板表面に付着した
過剰の亜鉛をガスワイピング等の付着量調整装置により
除去して付着量を調整し、冷却する。

【０００３】しかし、上記方法はシンクロール等の浴中
機器が存在するため、めっき浴槽は極めて大きくなり、
めっき浴種類の変更などに際して自由度が小さいうえ、
シンクロールのメンテナンスが煩雑、あるいはドロスが
シンクロールと被めっき鋼板との間に噛み込み、表面疵
などの品質欠陥が発生するなどの問題があった。そこ
で、シンクロール等の浴中機器を用いない方法が種々提
案されてきたが、鋼板の両面を安定してめっきできるも
のとして、いわゆる空中ポット方式が提案されている。
それは、図６に示すように、めっき浴を保持しためっき
浴槽を備え、その浴槽の底部に設けた開口部から鋼板を
侵入させ上方に引き上げてめっきを施すものである。

【０００４】ところで、この空中ポット方式めっき方法
の重要なポイントは、開口部からめっき浴を漏洩させな
いことであり、電磁力の作用を利用した方法が開示され
ている。例えば、特開平７−258811号公報では水平磁場
の作用による電磁力によりめっき浴を保持する装置が提
案され、特開昭63−310949号公報にはリニアモータで溶
融金属を保持する方法が、また、特開平５−86446 号公
報には移動磁場の作用による電磁力と高周波磁場の作用
による電磁力を利用して溶融金属を保持する方法が提案
されている。また、さらに、特開昭63−303045号公報で
は、電磁力で溶融金属を保持し、気体を吹きつけて鋼板
導入部をシールするめっき方法が開示されている。

【０００５】しかしながら、上記のような電磁力を利用
する方法では、安定操業中のめっき時に比べ、めっき液
を供給するめっき開始時およびめっき液を排出するめっ
き終了時のようなめっき浴界面が変動する非定常時で
は、電磁力の作用が不充分となるため、めっき浴槽底部
の開口部から溶融金属（以下、めっき液とする）が漏れ
だすことがあった。

【０００６】電磁力を利用する方法では、一旦めっき浴
の漏れが発生したとしても、電磁力の作用が充分になっ
た時点で漏れを防止してめっき浴保持が可能になる。し
かし、多少なりともめっき浴の漏れが発生すると、前記
開口部の下方鉛直方向で鋼板パスライン上に位置する開
口部より上流側の各鋼板支持装置（デフレクタロール、
サポートロール、ガイドロール等）にめっき液が巻きつ
き、鋼板にピックアップされて品質欠陥になるためロー
ルの清掃あるいはロールの交換等のメンテナンスを必要
とする。

【０００７】さらに、特開昭63−303045号公報に開示さ
れたような気体を鋼板導入部に吹きつける方法であって
も、めっき開始時およびめっき終了時のようなめっき浴
界面が変動するような非定常時では、変動する液面レベ
ルを検知してそれに応じて気体吹きつけ圧を制御するこ
とは極めて困難であり、めっき浴槽底部の開口部からめ
っき液が漏れ出すことがあった。

【０００８】このように、空中ポット方式のめっき方法
においては、非定常時に、円滑なめっき操業とはなって
おらず、頻繁な保守作業を必要としていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題に鑑み、めっき開始時、めっき液の漏洩を抑止し、安
定しためっき操業を可能にする溶融金属めっき装置及び
めっき方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題達成のための本
発明は、（１）底部に設けた開口部から鋼板を侵入させ
上方に引き上げてめっきを施すめっき浴槽と、該めっき
浴槽内のめっき浴に磁場を印加して該めっき浴を保持す
る電磁シール装置とからなる溶融金属めっき装置におい
て、前記開口部あるいは該開口部直上に、めっきする金
属の融点以下の温度で溶解、融解可能な物質からなるシ
ール部材を設けたことを特徴とする溶融金属めっき装
置、（２）溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に磁場を印
加して該めっき浴を保持つつ該溶融金属めっき浴槽の底
部に設けた開口部から鋼板を侵入させ上方に引き上げて
めっきを行う溶融金属めっき方法において、前記溶融金
属めっき浴槽内に溶融金属が供給されない状態でめっき
を開始するにあたり、前記開口部あるいは該開口部直上
に、めっきする金属の融点以下の温度で溶解、融解可能
な物質からなるシール部材を設置し、開口部を閉塞した
のち、鋼板を走行させるとともに溶融金属をめっき浴槽
内に供給して磁場を印加し、めっきを開始することを特
徴とする溶融金属めっき方法、である。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明の溶融金属めっき装
置について説明する。図１は本発明の１実施例である溶
融金属めっき装置を示す。本発明の溶融金属めっき装置
６は、底部に開口部３を有するめっき浴槽１と、電磁力
を発生し、めっき浴を保持する電磁シール装置２とめっ
き液の下方への漏洩を抑制するためのシール部材４とか
ら構成される。

【００１２】本発明では、めっき浴槽１の形状は、とく
に限定するものではないが、図１に示すように、鋼板が
通過する近傍にめっき浴槽底部壁が下側に張り出し、突
出部８を形成するのが好ましく、この突出部８は、鋼板
表裏面に相対して形成され、鋼板幅方向に長い長方形断
面を有する通路を形成する。その通路のほぼ中央部を鋼
板が通過する。この通路には、鋼板を挟んで両側に補助
浴槽からめっき液が供給される。なお、本発明では、こ
の通路内にめっき開始時にシール部材を容易に保持可能
とするため、開口部３側に狭くなる構造とするのが好ま
しい。

【００１３】また、突出部８が形成する鋼板通路の底部
にはスリット状の開口部３が設けられ、鋼板は下方から
この開口部３を通ってめっき浴槽内に侵入する。また、
めっき浴槽底部の開口部の形状は被めっき材である鋼板
が通過可能であればよく、とくに限定するものではな
い。また開口部の隙間は可能な限り狭いほうがめっき浴
の漏洩量を抑制できるので好ましいが、鋼板の形状によ
って制約され、10〜50mmが好適である。

【００１４】本発明の電磁シール装置２としては、開口
部３でめっき浴を保持できるものであればよく、従来公
知の電磁力発生装置がすべて適用できる。電磁シール装
置２は、磁場印加装置２ａ、２ａから構成され、鋼板表
裏に対向して溶融金属めっき浴槽１の底部で、突出部８
の両側、開口部３の両側に配設され、水平磁場あるいは
移動磁場を発生させるのが好ましい。めっき浴は、この
磁場とめっき浴中に流れる誘導電流の相互作用による電
磁力により、開口部から下方に漏れることなくめっき浴
を保持できる。

【００１５】水平磁場発生には、高周波による電磁力発
生装置が好適で、この高周波電磁印加装置は周波数：１
〜10kHz の範囲が好ましい。この水平磁場に代えて、移
動磁場印加装置を設けてもよい。移動磁場印加装置とし
ては、周波数：10〜1000Hzの範囲が好ましい。本発明の
溶融金属めっき装置の入側には、従来装置と同様に鋼板
支持装置30が配設される。この鋼板支持装置30は、非酸
化性あるいは還元性雰囲気の焼鈍炉内で焼鈍した鋼板を
酸化させることなくめっき浴槽まで導く。

【００１６】焼鈍炉50で焼鈍された鋼板Ｓはデフレクタ
ロール33によって鉛直方向に方向転換され、サポートロ
ール32で反りを矯正され、ガイドロール31で振動を抑制
される。ついで鋼板Ｓは開口部３から溶融金属めっき浴
槽１に導かれ、連続的にめっきを施される。本発明で
は、めっき開始時に、開口部３あるいは開口部３直上
に、好ましくは突出部が形成する鋼板通路内に、開口部
が閉塞するように、シール部材４を設置する。なお、シ
ール部材は、走行する鋼板に引きずられないように、め
っき浴槽に固定するとよい。

【００１７】このシール部材を設置することにより、電
磁力の作用が不充分となる、めっき浴界面が変動するよ
うなめっき開始時に、開口部からめっき液が下方へ漏れ
だすことを防止し、開口部直下の鋼板支持装置等へめっ
き液が付着するのを防止できる。シール部材４は、めっ
き金属の融点以下の温度で溶解、融解可能な物質で構成
される。シール部材は、例えば、使用するめっき液と同
一成分の金属、合金であれば好適であり、また、使用す
る金属の組成比を変えてめっき金属よりも低融点の物質
を形成し、シール部材として使用してもよい。

【００１８】シール部材の形状は特に限定するものでは
ないが、開口部あるいは開口部直上に鋼板表裏に対向し
て設置した場合、前記開口部を閉塞可能であれば問題は
ない。例えば、図２〜図３に示す形状が好適である。図
２に示す円柱形の場合、鋼板がない部分の開口部は閉塞
可能であるが、鋼板がある部分では、鋼板端部より外側
の開口部には鋼板厚み相当の隙間Ａが残存する。しか
し、鋼板の厚さが４mm以下の場合、前記のような隙間が
あったとしてもめっき浴が漏れることはなく、シール部
材でめっき浴を保持することができる。これはシール部
材間に働く表面張力の作用によるものである。

【００１９】また図３に示す、鋼板幅に応じたＬ字形の
シール部材４ｂ、４ｂを用いる場合でも、完全に開口部
が閉塞でき、いかなる鋼板を用いる場合にも好適であ
る。また、例えば、図４に示すように、鋼板端部より外
側の隙間Ａは、シール部材４ｃと、別のシール部材４ｄ
で覆えば閉塞することもできる。つぎに、本発明の装置
を使用して、めっき開始を行うめっき方法について説明
する。

【００２０】溶融金属めっき浴槽の開口部あるいは開口
部直上に、シール部材を設置する。ついで、鋼板を走行
させるとともにめっき浴槽内にめっき液（溶融金属）を
供給したのち、めっき浴槽内に電磁シール装置の磁場印
加装置により、水平方向に磁場を印加する。この時、め
っき浴は、シール部材で保持されて、めっき液の漏洩は
ない。この時、めっき浴槽内へのめっき液の供給は迅速
に行い、めっき浴槽内に所定の浴面を形成する。その
後、シール部材がめっき浴からの入熱、あるいは誘導電
流による発熱により溶解、融解するが、すでにめっき浴
の漏洩を引き起こすほどのめっき浴界面の変動はなく、
電磁力により安定しためっき浴の保持が可能になる。こ
の結果、開口部直下の鋼板支持装置へめっき液が付着す
るのを防止することができる。

【００２１】本発明の溶融金属めっき装置６の出側に
は、通常、付着量調整装置20が付設される。付着量調整
装置20は、鋼板に過剰に付着しためっき液を絞りとるた
めのものであり、高圧ガスを吹きつけるガスワイピング
ノズルを用いるのが好適である。溶融金属めっき装置６
には、補助浴槽13を付設するのが好ましい。補助浴槽13
は、溶融金属めっき浴槽１へのめっき液の供給、あるい
はめっき浴槽からのめっき液の排出を容易にするため
に、補助浴槽13の設置位置は可能な限りめっき浴槽１に
隣接するのが好ましい。12はめっき浴槽と補助浴槽とを
連結するめっき液供給通路であり、めっき開始時めっき
浴槽内へめっき液を連続的に供給するための通路であ
る。11はめっき操業中、めっき浴槽から排出されためっ
き液を補助浴槽へ移送するためのめっき液排出通路であ
る。また、めっき終了時に、めっき液排出通路から排出
できずめっき浴槽内に残存しためっき液の一部は、前記
めっき液供給通路の密閉を解除し、めっき液供給通路か
らめっき浴槽外へ排出し、残部は連続的に搬送される鋼
板に付着し、持ち出すことで除去する。

【００２２】また、補助浴槽からめっき浴槽へのめっき
液の供給方法およびめっき浴槽から補助浴槽へのめっき
液の排出方法はとくに限定するものではない。図１に示
すように、めっき液供給通路側にポンプＰを設け、めっ
き浴槽下部へ供給するのがよい。また、めっき液供給通
路を介し供給されためっき液は、１例を図５に示すよう
に、めっき浴槽１内に設置されたヘッダ16を介し吐出さ
れてもよく、またヘッダに連通しめっき液吐出通路17を
設けてもよい。これにより、めっき液の供給は均一とな
り、めっき品質が向上する。

【００２３】また、めっき液はオーバーフローにてめっ
き浴槽上部から排出され、めっき液排出通路を介し、補
助浴槽まで重力で落下させて移送するのが好ましい。な
お、以上の説明において用いられるめっき浴の溶融金属
としては、Zn、Al、Pb、Sb、Mg、Mn、Ni等の溶融金属及
びその合金、あるいは前記溶融金属中に不可避不純物を
含んだ溶融金属を用いることができる。また本発明は、
付着量を調整した後、加熱処理して合金化することを妨
げるものではない。

【００２４】

【実施例】次にこの発明を実施例によりさらに詳述す
る。（実施例１）図１に示す溶融金属めっき装置を用いて、
極低炭素鋼板に溶融亜鉛めっきを施した。

【００２５】被めっき材である鋼板Ｓは、図１において
図示しないが通常の前処理工程で洗浄し、次いで焼鈍工
程を通過した後、鋼板支持装置30（デフレクタロール、
サポートロール、ガイドロール）により鉛直上方に方向
転換及び形状矯正等を施してめっき浴槽１に入り、めっ
きを施された。めっき後の鋼板は、付着量調整装置20で
あるガスワイピング装置にて所望の付着量に調整し、そ
のまま冷却された。

【００２６】溶融金属めっき浴槽の底部には、20mm隙間
のスリット状の開口部（幅：2000mm）が設けてあり、そ
の開口部直上にシール部材を設置した。設置したシール
部材は、φ30mm、長さは2200mmの円柱で、Zn− 0.2％Al
製である。このシール部材は図１に示したようにめっき
浴槽の突出部８と鋼板Ｓの間に設置され、走行する鋼板
に引きずられないように両端をめっき浴槽に固定されて
いる。

【００２７】以下に操業条件を示す。鋼種：極低炭素鋼鋼板サイズ：幅 1200mm、厚み 1.0mm 鋼板速度： 130mpm めっき浴組成：Zn＋ 0.2％Al めっき浴温： 475℃ めっき直前の鋼板温度： 480℃ めっき浴供給量： 400 l/min めっき浴槽内のめっき浴高さ： 200mm 付着量：片面45g/m²（Ｎ₂ガス使用）磁場印加装置の交流電流周波数：２kHz 磁場印加装置コア間の磁束密度： 0.5Ｔ上記した操業条件のもとでめっき操業を開始した。

【００２８】めっき浴槽内にめっき浴を供給しない状態
で、まず、鋼板を30mpm で走行させ、ついで磁場印加装
置を作動して磁場を発生させた。次いで、補助浴槽内の
めっき液を徐々にポンプにてめっき浴槽内に供給し、所
定の供給量に調整した。つぎに、ガスワイピング装置を
作動させ、鋼板速度を所定の速度まで増加させ、めっき
操業を開始した。

【００２９】以上のようなめっき開始方法を実施した結
果、めっき浴槽底部の開口部からはめっき液の漏洩はな
く、安定かつ安全にめっき開始することができた。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、溶融金属めっき浴槽底
部の開口部から鋼板を引き上げてめっきを施す方法にお
いて、めっき開始時のめっき液の漏洩による鋼板支持装
置等の開口部直下に位置する設備の汚染を防止すること
ができ、安定しためっき操業を行うことができ、保守点
検作業が軽減されるという効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の１実施例を示す概略断面図であ
る。

【図２】シール部材の設置状態の１実施例を示す概略断
面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図であ
る。

【図３】シール部材の設置状態の１実施例を示す概略断
面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図であ
る。

【図４】シール部材の設置状態の１実施例を示す概略断
面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図であ
る。

【図５】本発明の溶融金属めっき装置の１実施例を示す
概略断面図である。

【図６】従来の溶融金属めっき装置の１例を示す概念図
である。

【符号の説明】

１めっき浴槽２電磁シール装置２ａ磁場印加装置３開口部４シール部材４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄシール部材６溶融金属めっき装置７めっき浴８突出部 10 めっき液供給装置 11 めっき液排出通路 12 めっき液供給通路 13 補助浴槽 15 配管切換装置 20 付着量調整装置 30 鋼板支持装置 31 ガイドロール 32 サポートロール 33 デフレクタロール 50 焼鈍炉ＰポンプＳ鋼板Ａ隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松川敏胤千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者三原一正広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者宇ノ木賢一広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献特開平８−337859（ＪＰ，Ａ) 特開平８−337857（ＪＰ，Ａ) 特開平５−318042（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／18198（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】底部に設けた開口部から鋼板を侵入させ
上方に引き上げてめっきを施すめっき浴槽と、該めっき
浴槽内のめっき浴に磁場を印加して該めっき浴を保持す
る電磁シール装置とからなる溶融金属めっき装置におい
て、前記開口部あるいは該開口部直上に、めっきする金
属の融点以下の温度で溶解、融解可能な物質からなるシ
ール部材を設けたことを特徴とする溶融金属めっき装
置。
【請求項２】溶融金属めっき浴槽内のめっき浴に磁場
を印加して該めっき浴を保持つつ該溶融金属めっき浴槽
の底部に設けた開口部から鋼板を侵入させ上方に引き上
げてめっきを行う溶融金属めっき方法において、前記溶
融金属めっき浴槽内に溶融金属が供給されない状態でめ
っきを開始するにあたり、前記開口部あるいは該開口部
直上に、めっきする金属の融点以下の温度で溶解、融解
可能な物質からなるシール部材を設置し、開口部を閉塞
したのち、鋼板を走行させるとともに溶融金属をめっき
浴槽内に供給して磁場を印加し、めっきを開始すること
を特徴とする溶融金属めっき方法。