JP3227044B2 - めっき装置 - Google Patents
めっき装置Info
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- JP3227044B2 JP3227044B2 JP35312393A JP35312393A JP3227044B2 JP 3227044 B2 JP3227044 B2 JP 3227044B2 JP 35312393 A JP35312393 A JP 35312393A JP 35312393 A JP35312393 A JP 35312393A JP 3227044 B2 JP3227044 B2 JP 3227044B2
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- Coating With Molten Metal (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋼材に対して溶融亜
鉛めっき等を施すためのめっき装置に関するものであ
る。
鉛めっき等を施すためのめっき装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、溶融亜鉛めっきや溶融アルミニウ
ムめっきを施すことにより、形成されるめっき被膜に優
れた防錆機能を持たせた鋼材が広く使用されている。こ
のような溶融亜鉛めっき装置を備えた鋼材の製造ライン
として、例えば図２に横型連続式の製造ラインの一例
が、図３に縦型連続式の製造ラインの一例が示されてい
る。すなわち、図２に示された製造ラインでは、鋼帯１
１はペイオフリール２１から引き出されたのちシヤー２
２，ウエルダー２３およびルーパー２４を通過し、加熱
冷却炉２５の入口に設けたダンパを通って、加熱冷却炉
２５内に運び入れられる。この加熱冷却炉２５には、図
４に示すように、入口側から順に、無酸化炉２６，スロ
ート２７，還元炉２８，冷却帯２９（徐冷帯３０および
急冷帯３１），低温保持帯３２および急冷帯３３が形成
されている。そして、鋼帯１１は、まず無酸化炉２６内
で７００〜７５０℃程度の高温にまで加熱されて鋼帯１
１表面の油分等が加熱分解されて清浄され、ついで、還
元炉２８内で還元性雰囲気下で７５０〜８００℃の温度
に保持されて還元処理されたのち、徐冷帯３０内で７０
０℃程度にまで徐冷され、急冷帯３１内で５００℃程度
にまで急冷される。そののち、低温保持帯３２内で５０
０℃程度の温度に恒温保持され、急冷帯３３内で４５０
℃程度に急冷される。図５のＸ線には加熱冷却炉２５内
での鋼帯温度が示されており、ａは無酸化炉２６での温
度、ｂは還元炉２８での温度、ｃは冷却帯２９での温
度、ｄは低温保持帯３２での温度およびｅは急冷帯３３
での温度を示している。このようにして、鋼帯１１は加
熱冷却炉２５内においてめっき浴温度の近くまで冷却さ
れたのち、亜鉛浴３４に浸漬されて溶融亜鉛めっきが行
われる。そののち、鋼帯１１はミニマムスパングル装置
３５，合金化炉３６，形状矯正装置３７，化成処理糟３
８，出側ルーパー３９およびシヤー４０を通過して、リ
ール４１に巻き取られる。また、図３の製造ラインに用
いられる加熱冷却炉４５にも予熱炉４６，直火加熱炉４
７，均熱炉４８および冷却帯４９が形成されており、上
記製造ラインと同様の処理が行われる。図３において、
図２と同様の部品には同じ番号が付いている。また、５
０はミニスパおよびガルバニール装置であり、５１はス
キンパスミルである。
ムめっきを施すことにより、形成されるめっき被膜に優
れた防錆機能を持たせた鋼材が広く使用されている。こ
のような溶融亜鉛めっき装置を備えた鋼材の製造ライン
として、例えば図２に横型連続式の製造ラインの一例
が、図３に縦型連続式の製造ラインの一例が示されてい
る。すなわち、図２に示された製造ラインでは、鋼帯１
１はペイオフリール２１から引き出されたのちシヤー２
２，ウエルダー２３およびルーパー２４を通過し、加熱
冷却炉２５の入口に設けたダンパを通って、加熱冷却炉
２５内に運び入れられる。この加熱冷却炉２５には、図
４に示すように、入口側から順に、無酸化炉２６，スロ
ート２７，還元炉２８，冷却帯２９（徐冷帯３０および
急冷帯３１），低温保持帯３２および急冷帯３３が形成
されている。そして、鋼帯１１は、まず無酸化炉２６内
で７００〜７５０℃程度の高温にまで加熱されて鋼帯１
１表面の油分等が加熱分解されて清浄され、ついで、還
元炉２８内で還元性雰囲気下で７５０〜８００℃の温度
に保持されて還元処理されたのち、徐冷帯３０内で７０
０℃程度にまで徐冷され、急冷帯３１内で５００℃程度
にまで急冷される。そののち、低温保持帯３２内で５０
０℃程度の温度に恒温保持され、急冷帯３３内で４５０
℃程度に急冷される。図５のＸ線には加熱冷却炉２５内
での鋼帯温度が示されており、ａは無酸化炉２６での温
度、ｂは還元炉２８での温度、ｃは冷却帯２９での温
度、ｄは低温保持帯３２での温度およびｅは急冷帯３３
での温度を示している。このようにして、鋼帯１１は加
熱冷却炉２５内においてめっき浴温度の近くまで冷却さ
れたのち、亜鉛浴３４に浸漬されて溶融亜鉛めっきが行
われる。そののち、鋼帯１１はミニマムスパングル装置
３５，合金化炉３６，形状矯正装置３７，化成処理糟３
８，出側ルーパー３９およびシヤー４０を通過して、リ
ール４１に巻き取られる。また、図３の製造ラインに用
いられる加熱冷却炉４５にも予熱炉４６，直火加熱炉４
７，均熱炉４８および冷却帯４９が形成されており、上
記製造ラインと同様の処理が行われる。図３において、
図２と同様の部品には同じ番号が付いている。また、５
０はミニスパおよびガルバニール装置であり、５１はス
キンパスミルである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
両製造ラインでは、加熱冷却炉２５，４５での清浄およ
び還元性雰囲気下における焼鈍工程を７５０〜８００℃
もの高温状態で行うため、エネルギー消費が大きくな
る。しかも、上記清浄および焼鈍工程における過度の加
熱により、鋼帯１１の表面酸化が生じめっきの密着性が
劣化する。
両製造ラインでは、加熱冷却炉２５，４５での清浄およ
び還元性雰囲気下における焼鈍工程を７５０〜８００℃
もの高温状態で行うため、エネルギー消費が大きくな
る。しかも、上記清浄および焼鈍工程における過度の加
熱により、鋼帯１１の表面酸化が生じめっきの密着性が
劣化する。
【０００４】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、エネルギー消費が小さくて済み、しかも、め
っきの密着性に優れためっき装置の提供をその目的とす
る。
たもので、エネルギー消費が小さくて済み、しかも、め
っきの密着性に優れためっき装置の提供をその目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明のめっき装置は、鋼材をフッ素系ガス雰囲
気下で加熱する加熱室と、窒素ガスを充満させることに
より上記加熱室内のフッ素系ガスが下流側に流れないよ
うにするガス遮断室と、このガス遮断室を通過した鋼材
を水素ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気下で加熱する
還元室と、この還元室を通過した鋼材を水素ガスと窒素
ガスとの混合ガス雰囲気下で冷却する冷却室と、この冷
却室を通過した鋼材をその温度に恒温保持する恒温保持
室と、この恒温保持室から外部に取り出した鋼材をめっ
きするめっき手段を備えたという構成をとる。
め、この発明のめっき装置は、鋼材をフッ素系ガス雰囲
気下で加熱する加熱室と、窒素ガスを充満させることに
より上記加熱室内のフッ素系ガスが下流側に流れないよ
うにするガス遮断室と、このガス遮断室を通過した鋼材
を水素ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気下で加熱する
還元室と、この還元室を通過した鋼材を水素ガスと窒素
ガスとの混合ガス雰囲気下で冷却する冷却室と、この冷
却室を通過した鋼材をその温度に恒温保持する恒温保持
室と、この恒温保持室から外部に取り出した鋼材をめっ
きするめっき手段を備えたという構成をとる。
【０００６】
【作用】すなわち、この発明のめっき装置は、加熱冷却
炉内で鋼材をＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガスの雰囲気下で焼鈍す
るに先立ち、鋼材をフッ素系ガス雰囲気下で加熱状態で
保持している。これにより、活性化したフッ素原子で鋼
材表面に付着していた加工助剤等の異物を破壊除去して
清浄化することができる。そして、この場合に、上記フ
ッ化処理時における加熱温度は、従来のように７５０〜
８００℃もの高温にする必要がなく、５５０℃程度の温
度でよく、エネルギー消費を小さくできる。したがっ
て、鋼材の表面酸化がなくめっきの密着性に優れる。
炉内で鋼材をＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガスの雰囲気下で焼鈍す
るに先立ち、鋼材をフッ素系ガス雰囲気下で加熱状態で
保持している。これにより、活性化したフッ素原子で鋼
材表面に付着していた加工助剤等の異物を破壊除去して
清浄化することができる。そして、この場合に、上記フ
ッ化処理時における加熱温度は、従来のように７５０〜
８００℃もの高温にする必要がなく、５５０℃程度の温
度でよく、エネルギー消費を小さくできる。したがっ
て、鋼材の表面酸化がなくめっきの密着性に優れる。
【０００７】つぎに、この発明について詳しく説明す
る。
る。
【０００８】この発明は、鋼材を還元性雰囲気下で焼鈍
するに先立ち、鋼材をフッ素系ガス雰囲気下で加熱す
る。
するに先立ち、鋼材をフッ素系ガス雰囲気下で加熱す
る。
【０００９】めっきの対象となるものは、鋼材である。
鋼材の中には、炭素鋼，ステンレス鋼等各種の鋼材が含
まれる。これら鋼材の形状等は特に限定するものではな
く、板やコイルの状態であっても、加工されてねじ等の
形状になっていても差し支えはない。また、この発明の
鋼材には、単体材料だけではなく、鉄を主要成分とし、
これに他の金属材料を配合した合金が含まれる。
鋼材の中には、炭素鋼，ステンレス鋼等各種の鋼材が含
まれる。これら鋼材の形状等は特に限定するものではな
く、板やコイルの状態であっても、加工されてねじ等の
形状になっていても差し支えはない。また、この発明の
鋼材には、単体材料だけではなく、鉄を主要成分とし、
これに他の金属材料を配合した合金が含まれる。
【００１０】フッ素系ガス雰囲気の形成に用いられるフ
ッ素系ガスは、ＮＦ3 ，ＢＦ3 ，ＣＦ4 ，ＨＦ，Ｓ
Ｆ6 ，Ｆ2 の単独もしくは混合物からなるフッ素成分を
Ｎ2 等の不活性ガス中に含有させたガスのことである。
上記フッ素成分のなかでも、安全性，反応性，コントロ
ール性，取り扱い性の点でＮＦ3 が最も優れており実用
的である。また、ＮＦ3 ガス１重量％＋Ｆ2 ５重量％＋
Ｎ2 ９４重量％のような混合ガスも実用に供される。こ
のようなフッ素系ガスでは、効果の点からＮＦ3 等のフ
ッ素成分が１〜１５重量％（重量基準、以下同じ）の濃
度に設定される。好ましいのは、２〜７％である。フッ
素系ガス雰囲気は、このようなフッ素系ガスを所定空間
に充満させることによって形成される。
ッ素系ガスは、ＮＦ3 ，ＢＦ3 ，ＣＦ4 ，ＨＦ，Ｓ
Ｆ6 ，Ｆ2 の単独もしくは混合物からなるフッ素成分を
Ｎ2 等の不活性ガス中に含有させたガスのことである。
上記フッ素成分のなかでも、安全性，反応性，コントロ
ール性，取り扱い性の点でＮＦ3 が最も優れており実用
的である。また、ＮＦ3 ガス１重量％＋Ｆ2 ５重量％＋
Ｎ2 ９４重量％のような混合ガスも実用に供される。こ
のようなフッ素系ガスでは、効果の点からＮＦ3 等のフ
ッ素成分が１〜１５重量％（重量基準、以下同じ）の濃
度に設定される。好ましいのは、２〜７％である。フッ
素系ガス雰囲気は、このようなフッ素系ガスを所定空間
に充満させることによって形成される。
【００１１】還元性雰囲気の形成に用いられる水素ガス
と窒素ガスは、公知のものが使用される。
と窒素ガスは、公知のものが使用される。
【００１２】この発明のめっき装置は、鋼材をめっきす
るに先立って、例えばつぎのようにして加熱冷却炉内で
熱処理する。すなわち、鋼材を上記加熱冷却炉の加熱室
内でフッ素系ガス雰囲気下で５５０℃程度にまで温度上
昇させ、これにより鋼材表面に付着した油分等の異物を
除去する。このとき、上記加熱室のフッ素系ガスが還元
室に流れ込もうとしても、ガス遮断室に充満された窒素
ガスにより加熱室内に押し戻されて還元室内に流れ込ま
ない。ついで、鋼材は還元室内で水素ガスと窒素ガスと
の混合ガスの雰囲気下において５５０℃程度で均熱され
たのち、冷却室内で５００℃程度にまで徐冷され、この
温度で恒温保持室内に恒温保持される。そののち、鋼材
はめっき手段でめっきされる。
るに先立って、例えばつぎのようにして加熱冷却炉内で
熱処理する。すなわち、鋼材を上記加熱冷却炉の加熱室
内でフッ素系ガス雰囲気下で５５０℃程度にまで温度上
昇させ、これにより鋼材表面に付着した油分等の異物を
除去する。このとき、上記加熱室のフッ素系ガスが還元
室に流れ込もうとしても、ガス遮断室に充満された窒素
ガスにより加熱室内に押し戻されて還元室内に流れ込ま
ない。ついで、鋼材は還元室内で水素ガスと窒素ガスと
の混合ガスの雰囲気下において５５０℃程度で均熱され
たのち、冷却室内で５００℃程度にまで徐冷され、この
温度で恒温保持室内に恒温保持される。そののち、鋼材
はめっき手段でめっきされる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、この発明のめっき装置に
よれば、加熱冷却炉内で鋼材をＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガスの
雰囲気下で焼鈍するに先立ち、鋼材をフッ素系ガス雰囲
気下で加熱状態で保持しているため、活性化したフッ素
原子で鋼材表面に付着していた加工助剤等の異物を破壊
除去して清浄化することができる。そして、この場合
に、上記フッ化処理時における加熱温度は、従来のよう
に７５０〜８００℃もの高温にする必要がなく、５５０
℃程度の温度でよく、エネルギー消費を小さくできる。
したがって、鋼材の表面酸化がなくめっきの密着性に優
れる。
よれば、加熱冷却炉内で鋼材をＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガスの
雰囲気下で焼鈍するに先立ち、鋼材をフッ素系ガス雰囲
気下で加熱状態で保持しているため、活性化したフッ素
原子で鋼材表面に付着していた加工助剤等の異物を破壊
除去して清浄化することができる。そして、この場合
に、上記フッ化処理時における加熱温度は、従来のよう
に７５０〜８００℃もの高温にする必要がなく、５５０
℃程度の温度でよく、エネルギー消費を小さくできる。
したがって、鋼材の表面酸化がなくめっきの密着性に優
れる。
【００１４】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、１は加熱冷却炉であり、入口から順
に、加熱室２，第１スロート３，ガス遮断室４，第２ス
ロート５，還元室６，徐冷帯７，第３スロート８，恒温
保持帯９および急冷帯１０が形成されており、入口には
ダンパ４２が、各スロート３，５，８には仕切りカーテ
ン（図示せず）がそれぞれ取り付けられている。上記加
熱室２には、その天井にフッ素系ガス導入パイプおよび
第１熱風導入パイプ（ともに図示せず）が連結されてお
り、上記フッ素系ガス導入パイプからＮＦ3 ガスが導入
され、、上記熱風導入パイプから熱風が導入されて室内
を５５０℃程度にまで温度上昇させる。この加熱室２内
に鋼帯（耐ＮＦ3 ガスを向上させたステンレス鋼）１１
を１分間通し、これにより、鋼帯１１の表面を清浄化す
る。上記ガス遮断室４には窒素ガスが充満されており、
上記加熱室２内のＮＦ3 ガスが還元室６に流れ込まない
ようにしている。上記還元室６には、その天井に第１混
合ガス導入パイプおよび第２熱風導入パイプ（ともに図
示せず）が連結されており、上記第１混合ガス導入パイ
プからＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガスが導入され、上記第２熱風
導入パイプから熱風が導入されて室内を５５０℃程度の
均熱状態に保持する。上記徐冷帯７には、その天井に第
２混合ガス導入パイプおよび第３熱風導入パイプ（とも
に図示せず）が連結されており、上記第２混合ガス導入
パイプからＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガス（この混合ガスは上記
還元室６に導入したものを再利用している）が導入さ
れ、上記第３熱風導入パイプから熱風が導入されて室内
を５００℃程度にまで徐冷される。このようにして、加
熱室２内で清浄化された鋼帯１１は、上記還元室６およ
び徐冷帯７内の還元性雰囲気下で焼鈍される。そのの
ち、上記恒温保持帯１０で５００℃程度に恒温保持され
たのち、急冷帯１０で急冷される。図５のＹ線には加熱
冷却炉１内での鋼帯温度が示されており、ｆは加熱室２
での温度、ｇはガス遮断室４での温度、ｈは還元室６で
の温度、ｉは徐冷帯７での温度、ｊは恒温保持帯３２で
の温度およびｋは急冷帯３３での温度を示している。
る。図において、１は加熱冷却炉であり、入口から順
に、加熱室２，第１スロート３，ガス遮断室４，第２ス
ロート５，還元室６，徐冷帯７，第３スロート８，恒温
保持帯９および急冷帯１０が形成されており、入口には
ダンパ４２が、各スロート３，５，８には仕切りカーテ
ン（図示せず）がそれぞれ取り付けられている。上記加
熱室２には、その天井にフッ素系ガス導入パイプおよび
第１熱風導入パイプ（ともに図示せず）が連結されてお
り、上記フッ素系ガス導入パイプからＮＦ3 ガスが導入
され、、上記熱風導入パイプから熱風が導入されて室内
を５５０℃程度にまで温度上昇させる。この加熱室２内
に鋼帯（耐ＮＦ3 ガスを向上させたステンレス鋼）１１
を１分間通し、これにより、鋼帯１１の表面を清浄化す
る。上記ガス遮断室４には窒素ガスが充満されており、
上記加熱室２内のＮＦ3 ガスが還元室６に流れ込まない
ようにしている。上記還元室６には、その天井に第１混
合ガス導入パイプおよび第２熱風導入パイプ（ともに図
示せず）が連結されており、上記第１混合ガス導入パイ
プからＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガスが導入され、上記第２熱風
導入パイプから熱風が導入されて室内を５５０℃程度の
均熱状態に保持する。上記徐冷帯７には、その天井に第
２混合ガス導入パイプおよび第３熱風導入パイプ（とも
に図示せず）が連結されており、上記第２混合ガス導入
パイプからＮ2 ＋Ｈ2 の混合ガス（この混合ガスは上記
還元室６に導入したものを再利用している）が導入さ
れ、上記第３熱風導入パイプから熱風が導入されて室内
を５００℃程度にまで徐冷される。このようにして、加
熱室２内で清浄化された鋼帯１１は、上記還元室６およ
び徐冷帯７内の還元性雰囲気下で焼鈍される。そのの
ち、上記恒温保持帯１０で５００℃程度に恒温保持され
たのち、急冷帯１０で急冷される。図５のＹ線には加熱
冷却炉１内での鋼帯温度が示されており、ｆは加熱室２
での温度、ｇはガス遮断室４での温度、ｈは還元室６で
の温度、ｉは徐冷帯７での温度、ｊは恒温保持帯３２で
の温度およびｋは急冷帯３３での温度を示している。
【００１５】このように、上記実施例によれば、加熱冷
却炉１の加熱室２内での加熱温度が従来よりも低く、こ
のため、消費エネルギーを小さくすることができる。ま
た、鋼帯１１を過度に高温にすることがないため、表面
酸化が防止できて、めっきの密着性が良くなる。
却炉１の加熱室２内での加熱温度が従来よりも低く、こ
のため、消費エネルギーを小さくすることができる。ま
た、鋼帯１１を過度に高温にすることがないため、表面
酸化が防止できて、めっきの密着性が良くなる。
【００１６】なお、上記実施例では、この発明のめっき
装置を横型連続式の製造ラインに用いているが、これに
限定するものではなく、縦型連続式の製造ラインに用い
てもよい。
装置を横型連続式の製造ラインに用いているが、これに
限定するものではなく、縦型連続式の製造ラインに用い
てもよい。
【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】横型連続式の製造ラインを示す説明図である。
【図３】縦型連続式の製造ラインを示す説明図である。
【図４】従来例を示す構成図である。
【図５】加熱冷却炉での鋼帯温度を示す図である。
１ 加熱冷却炉 ２ 加熱室 ４ ガス遮断室 ６ 還元室 ７ 冷却帯 ９ 恒温保持帯 １０ 急冷帯 １１ 鋼帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−333550（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−124837（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5168（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼材をフッ素系ガス雰囲気下で加熱する
加熱室と、窒素ガスを充満させることにより上記加熱室
内のフッ素系ガスが下流側に流れないようにするガス遮
断室と、このガス遮断室を通過した鋼材を水素ガスと窒
素ガスとの混合ガス雰囲気下で加熱する還元室と、この
還元室を通過した鋼材を水素ガスと窒素ガスとの混合ガ
ス雰囲気下で冷却する冷却室と、この冷却室を通過した
鋼材をその温度に恒温保持する恒温保持室と、この恒温
保持室から外部に取り出した鋼材をめっきするめっき手
段を備えたことを特徴とするめっき装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35312393A JP3227044B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | めっき装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35312393A JP3227044B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | めっき装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197224A JPH07197224A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3227044B2 true JP3227044B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=18428726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35312393A Expired - Fee Related JP3227044B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | めっき装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227044B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35312393A patent/JP3227044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07197224A (ja) | 1995-08-01 |
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| Date | Code | Title | Description |
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