JP3237534B2 - 溶融亜鉛めっき設備におけるドロス回収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶融亜鉛めっき設備
における溶融亜鉛浴内のドロス回収方法に関するするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛めっき設備における溶融亜鉛浴
槽（以下ポットと記す）内には、溶融亜鉛が浴面で酸化
されて生成されるＺｎＯと、ポット中に浸漬されたスト
リップ等から溶出した鉄分（Ｆｅ）がポット中に存在す
るＡｌと反応してできたＦｅ₂Ａｌ₅ からなるトップド
ロスがポット表面に存在する。また、ポット底部にはＺ
ｎとＦｅ分が反応して生じるＦｅＺｎ₇ を主成分とする
ボトムドロスが存在する。

【０００３】これらドロスがストリップに付着すると品
質欠陥を誘発するため、ドロス除去を行う必要がある。
従来のドロス除去技術としては、オンラインのポットに
おけるものが主流をなしている。例えば、トップドロス
については図９に示す特開平５−３２０８４３号公報の
ドロス回収装置がある。これは回動アームにドロス汲取
りバケットをピン結合させ、回動アームはパワーシリン
ダで横行可能としたドロス回収装置である。このドロス
回収装置はトップドロス専用であり、ボトムドロスを回
収することはできない。

【０００４】また、ボトムドロスについてはポンプでド
ロスを汲上げ、フィルタを介してドロスを除去し、亜鉛
分は循環使用させる方式が多数公報に開示されている。
その１例として図１０に示す実開昭５６−１７０２６０
がある。

【０００５】しかし、これらの装置はポンプ、フィルタ
ー、配管等の詰り、閉塞が発生し、かつ装置のメンテナ
ンス負荷が大きい。また配管等を含め加熱手段が必要で
あり、設備費、ランニングコストが高くつく等の問題が
あり、実用化に至っていないのが現状である。

【０００６】それ故に、ドロス欠陥を発生させないため
には、ポットをオフラインに切替え、ドロスをきれいに
除去する必要がある。このオフラインにおけるドロス回
収技術については図８に示す回収バケットを用いての人
力によるて対応（治具をクレーンで吊りながら行う方
法）が主流であった。

【０００７】ポット内でのボトムドロスの堆積状況は目
視では見ることができないため、作業員の微妙な感覚に
よりセラミック製ポットの底を傷つけない押付力のコン
トロールを必要とする、いわゆる熟練を要する３Ｋ作業
と位置付けられ、従来より機械化ニーズが強かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は前記のよう
な問題点を解決するためになされたものである。そし
て、セラミック製ポットの底壁部を傷つけることなく、
ポット底部に堆積したドロスを効率的に回収する方法を
提供することを課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の溶融亜鉛めっき
設備におけるドロス回収方法は、角型バケットによりポ
ット底面に堆積したドロスを回収するに際し、まず、バ
ケットをポット片端に堆積したドロス上に下降させ、バ
ケット先端を下向きにしてポット底方向に押付けながら
ポット反対端方向に移動させ、バケットの進行方向反力
が所定の値になったらバケット先端を水平にして一定深
さで移動させ、バケット先端がポットの反対端に達した
ら、バケット先端を上向きにして、バケットをポットよ
り引上げ、回収したドロスをポット外に排出することを
特徴とするものである。

【００１０】また、バケットの傾動角度を、バケット突
込み、回収時に；−５°〜−１０°、バケット移送時
に；０°（水平）、バケット上昇時に；＋１０°〜＋１
５°、ドロス排出時に；＋１０°〜＋１５°とし：ま
た、バケットの移動速度を、バケット突込み、回収時
に；５ｍ／min 以下、バケット移送時に；５ｍ／min 以
上とする共に、バケットの押付力を、バケット突込み、
回収時に、１００ｋｇ〜２００ｋｇとするものである。

【００１１】

【発明の実施の態様】こうして、昇降駆動可能に設けら
れたバケットを、移送させてドロスを回収するに際し、
各工程でのバケットの角度、バケットの移送速度及びバ
ケットの押付け力を所定の値内に抑えてドロスを回収す
ることにより、ポット底面を傷つけることなく、ドロス
を効率的に回収することができる。

【００１２】以下に、まず、本発明方法を実施するため
のドロス回収装置の１例を図１〜４に基づいて説明す
る。図１はドロス回収装置の側面図、図２はドロス回収
バケット（以下バケットと称す）を上昇させ、ドロス回
収装置を自走可能な状態にした側面図、図３はバケット
の角度調整及び開閉機構の詳細を示す側面図、図４はボ
トムドロスを掘削、回収している状態の説明図である。

【００１３】図１は、開口部を設けたフロアにポット１
をセットし、フロア開口部近傍にレール２を設置した状
態である。このレール２上にドロス回収装置の親台車３
がセットされている。この親台車３は、例えばサイクロ
減速機付きインバータモータにより走行駆動され、走行
速度が調整できるようになっている。そして、親台車３
の上に、親台車３と直交する方向に走行する小台車５が
搭載されており、この小台車５の速度も調整可能になっ
ている。

【００１４】小台車５にバケット４を昇降させ、位置決
めするための昇降シリンダ６を含む位置設定機構２０が
設けられている。具体的には、バケット４を下端に有す
る昇降アーム１２を含む垂直リンクを組込んだ平行四辺
形リンクを、揺動可能に設けられた昇降シリンダ６によ
り傾動させることにより昇降駆動されるようになってい
る。なお、昇降を容易にするために、バランス・ウエイ
ト７が取付けられている。そして、昇降シリンダ６の圧
力を調整することにより、バケット４の押付け力をコン
トロールできるようになっている。しかし、昇降駆動
を、エアシリンダに固執するものではない。

【００１５】また、バケット４のストロークを、平行四
辺形リンクの傾き角度により、表示するストローク表示
板１５が設けられている。次に、図３に示すように、バ
ケット４はピン結合９により、ロッド８を介してバケッ
ト開閉シリンダ１０に連結されている。そして、開閉シ
リンダ１０により、ロッド８を昇降駆動することによ
り、バケット４は開閉されるようになっている。なお、
バケット開閉シリンダ１０はエアの流量を調整すること
により、任意に開閉速度を変えることができる。

【００１６】一方、ドロス回収中のバケット４の突込み
先端角度を任意に設定するバケット角度設定機構２１が
設けられている。バケット４の突込み角度は、ロッド８
を昇降アーム１２に対して相対移動させることにより調
整される。このために、バケット開閉シリンダ１０が、
バケット４の突込み先端角度を任意に設定するためのバ
ケット角度調整用ウォームジャッキ１１に連結されてい
る。すなわち、バケット開閉シリンダ１０は、バケット
角度調整用ウォームジャッキ１１を操作することによ
り、スライド面１７により上下にスライドし、ロッド８
を昇降アーム１２に対して相対移動させ、バケット４の
角度を任意に設定できる構造となっている。そして、ウ
ォームジャッキ１１によるバケット開閉シリンダ１０の
スライド量により、バケットの突込み先端角度を角度表
示板１４上に表示するようになっている。

【００１７】なお、図４に示すように、バケット４によ
り、ドロス１６を回収する際にバケット４に作用する負
荷による昇降アーム１２のたわみ量を、昇降アーム１２
に接続されたゲージバー１８を介して、たわみ表示板１
９に表示するようになっている。なお、たわみ表示板の
代わりに、ロードセル等の応力測定器を用いてもよい。

【００１８】次に、本発明のドロス回収方法の一連の動
作を図５により説明する。まず、図２に示すように、バ
ケット４を上昇させた状態で、親台車３及び小台車５を
操作してバケット４をポット１中の任意の位置にセット
する（１〜２の状態）。

【００１９】次に、バケット角度調整用ウォームジャッ
キ１１を操作して、バケット４の突込み角度をバケット
角度表示板１４を見ながら設定する（２〜３の状態）。
次に、バケット４を、ストローク表示板１５を見なが
ら、昇降シリンダ６により昇降アーム１２を下降させ、
ポット１内に堆積したドロス１６の位置までバケット４
を突込む（３〜４の状態）。

【００２０】この際、バケット４の下降は、昇降シリン
ダ６で行い、エアの圧力を調整することでバケット４の
押付け力をコントロールすることができる。その後、親
台車３をバケット４がドロス１６に食込む方向に低速走
行させ、ポット底に堆積したドロスをバケット４内にに
より、掘削、回収する（４〜５の状態）。

【００２１】この際、たわみ表示板１９でたわみ量を確
認しながら、親台車３を操作する。たわみ量が小さいと
きは、親台車３の走行をいったん停止し、ドロス１６に
食込む方向へバケット角度を調整する。逆に、たわみ量
が大きいときは、装置保護のため、親台車３の走行をい
ったん停止させ、バケット角度を水平方向に戻す操作を
する（５〜６の状態）。

【００２２】親台車３を高速走行させ、ポット端までバ
ケット４を進め、停止する（６〜７の状態）。バケット
４内にドロスが回収できたら、回収したドロスがバケッ
トから出ないように、角度調整用ウォームジャッキ１１
を操作してバケット４の汲み上げ角度を設定する（７〜
８の状態）。

【００２３】そして、バケット昇降シリンダ６を上昇方
向に操作し、バケット４を上昇させ、ポット１浴上で亜
鉛切りを行う（８〜９の状態）。亜鉛切り完了後、更に
バケット４を上昇させ、廃棄バッグ１３より上方の任意
の位置に停止させる（９〜１０の状態）。

【００２４】次に、親台車３及び小台車５を操作して、
廃棄バッグ１３上にバケット４を停止させる（１０〜１
１の状態）。バケット４を下降させ、廃棄バッグ１３外
にドロスが飛散しないようにセットする（１１〜１２の
状態）。

【００２５】パケット開閉機構を操作して、回収したド
ロスを廃棄バッグ１３内に払出す（１２〜１３の状
態）。以上が一連のドロス回収操作手順である。

【００２６】次に、ポット底壁を傷つけることなく、効
率的にドロスを回収するためのバケット角度、バケット
移動速度及びバケット押付力について説明する。表１
は、バケット角度のテスト結果を示すものである。

【００２７】

【表１】

【００２８】ここで、バケット角度は、図６に示すよう
に水平を基準として、上方に傾けた時をプラス、下方に
傾けた時をマイナスと定義する。図５に示す（４〜５の
状態）すなわちバケットの突込み、回収時においては，
バケットの角度を−５°より小さくすると、ドロスへの
食い込みが浅くなり、回収効率が悪くなる。逆に−１０
°より大きな角度とすると、食い込みが深くなり、走行
抵抗が増し、装置本体が振動することが判明した。ま
た、ポット底壁を傷つける恐れがあることから、バケッ
ト角度は−５°から−１０°の範囲が適正であると評価
した。

【００２９】次に、（５〜６の状態）すなわちバケット
移送時においては、−５°とすれば、走行抵抗が増し、
図４に示す、たわみ表示ゲージバーが限界を越える結果
となり、一方、プラスに傾ければバケットの後端部がポ
ット底に堆積したドロスあるいは底壁に接触し、パケッ
トが上下に振動して回収したドロスが外に飛び出し、回
収効率が判明した。以上のことより、バケット角度は０
°（水平）が適正であると評価した。

【００３０】次に、（８〜９の状態）即ち、バケット上
昇時については、バケット角度を＋１０°から＋１５°
にすれば、ドロスが外に逃げにくく、また回収効率、亜
鉛切りとも良好であることが判明した。

【００３１】最後に、回収したドロスを払出す時のバケ
ット角度であるが、＋１０°から＋１５°にしておけ
ば、ポット上から廃棄バッグに移動させる際に、ドロス
はこぼれることなく、また、バケット開閉機構を操作し
て、払出せることが判明した。次に、表２は、バケット
移動速度のテスト結果を示すものである。

【００３２】

【表２】

【００３３】バケット突込み、回収時においては、安全
かつ確実にバケットがドロスに食い込むためには、低速
が有利である。また、バケット移送時においては、効率
を考慮して、高速走行を行ったれ結果、特に問題も生じ
ないことから、高速走行が有利であると評価した。最後
に、表３に示したバケット押付力のテスト結果について
説明する。

【００３４】

【表３】

【００３５】押付力を強くすると、セラミック製ポット
の底部を傷つけ、また、弱いとバケットがドロスに食い
込まなくなることから、図７に示す寸法のバケットを用
いるとき、押付力は１００ｋｇから２００ｋｇ程度が適
正であると判明した。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、バケット角度、バケット
移動速度及びバケット押付力を適正に管理、設定するこ
とにより、 １）ポット底壁を傷つけることなく、 ２）パスを替えて繰返すことにより、ポット全体のボト
ムドロスを回収でき、 ３）空振りがないのでボトムドロスを、ある深さに応じ
て、バケット寸法にあった量のドロスを回収することが
できる。 ４）反力を見て、バケット角度を替えるので、バケット
からドロスがあふれることが少なく、 ５）上向きにしてバケットを上げるので、バケット内の
亜鉛切りが友好にでき、 ６）定押付力でバケットを移動させるので、ドロス量に
応じてバケット内にドロスを回収することが効果的に行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するためのドロス回収装置の
一例の側面図。

【図２】バケットを上昇させ、ドロス回収装置を自走可
能な状態にした側面図。

【図３】バケットの角度調整及び開閉機構の詳細を示す
側面図。

【図４】ボトムドロスを掘削、回収している状態の説明
図。

【図５】ドロス回収基本動作パターンの説明図。

【図６】バケット角度表示基準の説明図。

【図７】テストに使用したバケット寸法図。

【図８】オフラインにおける、人手によるドロス回収作
業の説明図。

【図９】トップドロス回収における先行技術を示す説明
図。

【図１０】オンラインポットにおける、ドロス回収方法
の一例の説明図。

【符号の説明】

１…ポット、３…親台車、５…子台車、２０…バケット
位置設定機構、２１…バケット角度設定機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 2/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角型バケットによりポット底面に堆積し
   たドロスを回収するに際し、まず、バケットをポット片
   端に堆積したドロス上に下降させ、バケット先端を下向
   きにしてポット底方向に押付けながらポット反対端方向
   に移動させ、バケットの進行方向反力が所定の値になっ
   たらバケット先端を水平にして一定深さで移動させ、バ
   ケット先端がポットの反対端に達したら、バケット先端
   を上向きにして、バケットをポットより引上げ、回収し
   たドロスをポット外に排出することを特徴とする溶融亜
   鉛めっき設備におけるドロス回収方法。
2. 【請求項２】 バケットの傾動角度を、 バケット突込み、回収時 ；−５°〜−１０°、 バケット移送時 ；０°（水平）、 バケット上昇時 ；＋１０°〜＋１５°、 ドロス排出時 ；＋１０°〜＋１５°とし、 また、バケットの移動速度を、 バケット突込み、回収時 ；５ｍ／min 以下、 バケット移送時 ；５ｍ／min 以上とする共に、 バケットの押付力を、バケット突込み、回収時に、１０
   ０ｋｇ〜２００ｋｇとする、 ことを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき設備
   におけるドロス回収方法。