JP3371136B2

JP3371136B2 - 浴中ドロスの分離排出方法と装置

Info

Publication number: JP3371136B2
Application number: JP06286494A
Authority: JP
Inventors: 勝佐藤; 一郎旭; 貞夫江端
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 2003-01-27
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH07268577A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっき鋼板に
用いる溶融亜鉛、溶融アルミニウム、溶融スズ、溶融
銅、溶融ハンダ等の溶融金属の品質を確保するため、遠
心分離によりめっき浴中の溶融金属とドロスとを分離排
出して、ドロスを除去する方法および装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ストリップ（鋼板）の表面に亜鉛めっき
を施す方法の一つとして、一般に、溶融亜鉛を主成分と
するめっき浴中にストリップを連続的にどぶづけする、
いわゆる溶融亜鉛めっきがある。

【０００３】このめっき浴中には、添加剤であるアルミ
ニウムおよびストリップから溶け出した鉄分が含まれる
が、これらの成分が金属間化合物となっていわゆるドロ
スと呼ばれる微粒子不純物を生成する。

【０００４】このドロスは、アルミニウムの含有比率が
高いことから比重が軽く、めっき浴の上部に位置するト
ップドロスと、鉄の含有比率が高いことから比重が重
く、めっき浴の下部に位置するボトムドロスとに大別さ
れ、めっき浴中においては、上部にトップドロス、中間
部に溶融金属、そして下部にボトムドロスが位置する。

【０００５】めっき浴中のドロス量が増えると、めっき
の品質が著しく損なわれるので、めっき浴中からドロス
を除去する必要があるが、従来、このドロスを除去する
方法として、特開昭６３−２１９５３６号公報に開示の
手段が存在する。

【０００６】この従来技術は、めっき浴を遠心分離装置
によって、比重の軽いトップドロスと、比重の重い溶融
亜鉛とに分離し、トップドロスを上部に設けた排出口か
ら排出すると共に、溶融亜鉛を下部の排出口から排出す
ることによって、トップドロスを除去するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、主として浴湯面上に浮遊するトップドロスを回収
して分離除去するものであるため、広い浴湯面からトッ
プドロスを確実に回収することが極めて困難で、到底自
動化は望めず、かつ浴中に懸濁しているドロスやボトム
ドロスは全く除去できないので、めっき浴中からのドロ
スの除去が極めて不十分であり、単独では実用に供する
ことができない。

【０００８】すなわち、上記従来技術にあっては、トッ
プドロスを亜鉛と共に回収し、遠心分離することを狙っ
ており、浴湯面上のトップドロス回収の効率が実用化を
左右しているが、トップドロスの回収は、何度も自動化
を試みているが人手を超える事例はなく、現実に今でも
人手に頼っている。この理由は、複雑な浴中機器の間に
ドロスが残り、この残ったドロスが累積して実害を及ぼ
すためであり、広く開けた湯面上のドロスは単なるはき
だめに過ぎないため、この浴中機器の間のドロスは一定
の規則性を持った挙動を示さず、ロボットによる回収作
業では必ず残存ドロスが累積し、思わぬダメージを被る
恐れがあるため、自動化が困難となっているのである。

【０００９】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、めっき浴中
からのトップドロスおよびボトムドロス双方の除去を確
実に安定して達成することを技術的課題とし、もって品
質の良いめっき浴を得ると共に、無駄のないドロス除去
を確実に得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明に係る
方法は、四つの異なる径の槽を同軸に設けると共に、高
速回転と低速回転とを交互に繰り返し、低速回転時に最
小径の槽内に蓄積されためっき浴を、高速回転の遠心力
によってその槽の上端から溢れ出させて隣接する二番目
に小径の槽に供給するか、もしくは高速回転のままで最
小径の槽内にめっき浴を蓄積せずに経由させて二番目に
小径の槽に供給し、二番目の槽内でトップドロスを分離
して残余のめっき浴を下端部から排出して隣接する三番
目に小径の槽内に供給し、三番目の槽内でボトムドロス
を分離して残余である清浄金属をその槽の上端部から隣
接する最大径の槽に供給し、その後、低速回転に戻して
各槽内のトップドロス、ボトムドロス、および清浄金属
をその自重でそれぞれ落下させ排出することとした。

【００１１】また、本発明に係る装置は、高速回転と低
速回転とを交互に行う回転軸、回転軸に組付けられた有
底筒形状の供給槽、供給槽にめっき浴を供給すべく、こ
の供給槽に連通する供給管、トップドロス分離槽、ボト
ムドロス分離槽、および清浄金属槽とで構成した。

【００１２】トップドロス分離槽は、回転軸に組付けら
れ供給槽より大径の略有頂筒体の下端から、供給された
めっき浴を保持するに十分な長さの底堰を横設し、さら
に底堰の直上に、分離されたトップドロスを保持し、か
つ残余のめっき浴が排出できる排出通路を形成するトッ
プドロス分離堰を横設して構成した。

【００１３】ボトムドロス分離槽は、回転軸に組付けら
れトップドロス分離槽より大径の筒体の下端から、トッ
プドロス分離槽から供給された残余のめっき浴を保持す
る底板を横設すると共に、上端から分離されたボトムド
ロスを保持すべくボトムドロス分離堰を横設して構成し
た。

【００１４】そして、清浄金属槽は、回転軸に組付けら
れボトムドロス分離槽より大径で、ボトムドロス分離槽
の上端部から排出された清浄金属を収納するものであ
る。

【００１５】なお、トップドロス分離槽、ボトムドロス
分離槽および清浄金属槽の直下に、排出管を介して、そ
れぞれトップドロス受け容器、ボトムドロス受け容器、
および清浄金属受け容器を設けると良い。

【００１６】

【作用】まず、供給管から供給槽にめっき浴を連続的に
供給した状態で、回転軸が高速回転すると供給槽も同時
に高速回転し、供給槽内のめっき浴は遠心力によってそ
の上端部から溢れ出る。

【００１７】溢れ出ためっき浴はトップドロス分離槽内
に収納され、ここで遠心力の作用によって比重の小さい
トップドロスが内側に集まり分離され、トップドロス分
離堰上に保持される。

【００１８】比重の大きい残余のめっき浴（すなわちボ
トムドロスと清浄金属との混合物）は、その自重で下方
に移動して排出通路を通過した後、遠心力によって底堰
下面に沿って外側に排出される。

【００１９】この残余のめっき浴はボトムドロス分離槽
内に収納され、ここで遠心力のはたらきによってボトム
ドロスと清浄金属とに分離され、比重の大きいボトムド
ロスは、ボトムドロス分離槽のボトムドロス分離堰と底
板によって保持され当該槽内にとどまり、比重が軽く、
ボトムドロスの内側に位置する清浄金属は、ボトムドロ
ス分離槽の上端部から溢れ出て、清浄金属槽内に回収さ
れる。

【００２０】この状態で回転軸が低速回転あるいは停止
されると、各槽内に収納されたトップドロス、ボトムド
ロス、および清浄金属は、その自重によってそれぞれ落
下して各槽外へ排出される。

【００２１】こうした行程を繰り返すことによって、め
っき浴中のドロスを分離排出するものである。

【００２２】なお、トップドロス分離槽、ボトムドロス
分離槽および清浄金属槽の直下に、排出管を介して、そ
れぞれトップドロス受け容器、ボトムドロス受け容器、
および清浄金属受け容器を設けることによって、清浄金
属等の回収が容易となる。

【００２３】

【実施例】図１および図２に本発明装置の一実施例を示
す。本装置は箱型の電気炉の中にあって、４５０℃で常
時加熱保温されており、加えて酸化防止策として、炉内
は窒素ガス雰囲気となっている。

【００２４】この装置において、回転軸１に組付くトッ
プドロス分離槽４の内径はφ１０６ｍｍ、ボトムドロス
分離槽５の内径はφ１５７ｍｍとし、各分離槽内の高さ
は６０ｍｍとしている。

【００２５】本実施例に示す装置にあって、供給管２を
通って供給槽３へ送られためっき浴Ｍは、この供給槽３
からトップドロス分離槽４に供給される。トップドロス
分離槽４では、トップドロスＤｔを保持するトップドロ
ス分離堰１３の内周端を、残余のめっき浴（ボトムドロ
スＤｂと清浄金属Ｋの混合物）の内周端（すなわち低壁
の内周端）より内方に位置させている。

【００２６】こうすることによって、残余のめっき浴の
排出が円滑に達成され、分離されたトップドロスＤｔは
トップドロス分離槽４に蓄積される。

【００２７】それとともに、トップドロスＤｔ以外の残
余のめっき浴はトップドロス分離堰１３に設けた排出通
路１４を通って、底堰１５を乗り越え、その下面に沿っ
てボトムドロス分離槽５の下部へ供給される。

【００２８】ボトムドロス分離槽５では、ボトムドロス
Ｄｂが分離され、底板１２およびボトムドロス分離堰１
６で堰き止められてボトムドロス分離槽５の外周部に蓄
積される。

【００２９】清浄溶融金属は、ボトムドロス分離槽５の
上部からボトムドロス分離堰１６をオーバーフローし
て、清浄金属槽６に供給される。

【００３０】この装置を用いて、予めドロス量測定装置
によりドロス量を測定した溶融亜鉛浴Ｍ（トップドロス
約０．４wt% 、ボトムドロス約０．２wt%)から、トップ
ドロスＤｔおよびボトムドロスＤｂの分離を行った。運
転条件は本発明装置の能力、ドロス濃度から判断して５
分間１０００rpm での分離運転（高速回転運転）と、１
０秒間１００rpm での排出運転（低速回転運転）の繰り
返し運転とした。

【００３１】図２に排出運転時の状態を模式図にして示
す。１００rpm 排出運転の際には、遠心力が小さくなっ
てトップドロスＤｔ、ボトムドロスＤｂ、清浄金属Ｋと
も排出管１０を通ってトップドロス受け容器７、ボトム
ドロス受け容器８、および清浄金属受け容器９に回収さ
れる。このように、ドロス量をあらかじめ測定して運転
条件を制御することで、ドロス分離排出の効率化を図る
ことができる。

【００３２】なお、トップドロスＤｔ、ボトムドロスＤ
ｂの濃度差が著しく異なる場合は、少ないドロス成分を
含むドロス富化浴（例えば、トップドロスを多めに含む
亜鉛浴の状態）をもう一度溶融亜鉛浴と混ぜて分離し直
し、十分にドロス蓄積量を高めてから排出すると、効率
の良い分離排出を行うことができる。

【００３３】この装置による分離実験結果を表１に、成
分測定結果を表２に示す。この結果から、溶融亜鉛浴か
らトップドロスＤｔ、ボトムドロスＤｂを同時にかつ確
実に分離排出できることが確認された。

【００３４】すなわち、表１から、供給した溶融亜鉛浴
中には約０．４wt% のトップドロスＤｔと約０．２wt%
のボトムドロスＤｂとが含有されていたが、本発明装置
によって分離排出後の清浄亜鉛ＫにはトップドロスＤｔ
およびボトムドロスＤｂのいずれも含まれていないこと
がわかる。また、表２から、分離した清浄亜鉛中のアル
ミニウム濃度および鉄濃度とも、供給した亜鉛浴Ｍのそ
れより大幅に低下していることがわかる。

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【発明の効果】本発明は上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。ドロス全体を溶融金属か
らトップドロス、ボトムドロスの個別に分離して排出す
ることができるので、ドロス除去のために他の処理手法
および設備と組合わせる必要がなく、もってドロス除去
を単一の操作で連続して達成できる。

【００３８】トップドロスばかりでなくボトムドロスも
除去できるので、装置本体内からボトムドロス除去のた
めに運転を一時停止したり、専用の作業によりボトムド
ロスを装置本体内から除去する必要がなく、もってドロ
ス除去を円滑にかつ安全に達成することができる。

【００３９】ドロスの濃度が非常に薄い（２％以下）場
合にも、溶融亜鉛をドロス排出口から排出することな
く、ドロス除去を単一の操作で連続して達成できる。

【００４０】めっき浴中からの希薄なトップドロス、ボ
トムドロス双方の除去を確実に安定して達成することが
でき、品質の良いめっき浴を得ると共に、無駄のないド
ロス除去を達成できる。

【００４１】めっき鋼板の表面欠陥が解消されることで
不良品発生率が減少し、めっき鋼板の生産性が向上する
と共に、相乗効果として生産コストも低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例において、高速運転時の
状態を示す正面断面図。

【図２】図１に示した実施例において、低速運転時の状
態を示す正面断面図。

【符号の説明】

１；回転軸２；供給管３；供給槽４；トップドロス分離槽５；ボトムドロス分離槽６；清浄金属槽７；トップドロス受け容器８；ボトムドロス受け容器９；清浄金属受け容器１０；排出管１１；下位槽１２；底板１３；トップドロス分離堰１４；排出通路１５；底堰１６；ボトムドロス分離堰Ｍ；めっき浴Ｋ；清浄金属Ｄｔ；トップドロスＤｂ；ボトムドロス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江端貞夫岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献特開平５−230606（ＪＰ，Ａ) 特開平３−254362（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−219536（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−81852（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】四つの異なる径の槽を同軸に設けると共
に、高速回転と低速回転とを交互に繰り返し、低速回転
時に最小径の槽内に蓄積されためっき浴(M)を、高速回
転の遠心力によって該槽の上端から溢れ出させて隣接す
る二番目に小径の槽に供給するか、もしくは高速回転の
ままで最小径の槽内にめっき浴(M) を蓄積せずに経由さ
せて二番目に小さい径の槽に供給し、該二番目の槽内で
トップドロス(Dt)を分離して残余のめっき浴を下端部か
ら排出して隣接する三番目に小径の槽内に供給し、該三
番目の槽内でボトムドロス(Db)を分離して残余である清
浄金属(K) を該槽の上端部から隣接する最大径の槽に供
給し、その後、低速回転に戻して各槽内のトップドロス
(Dt)、ボトムドロス(Db)、および清浄金属(K) をその自
重でそれぞれ落下させて排出する浴中ドロスの分離排出
方法。
【請求項２】高速回転と低速回転とを交互に行う回転
軸(1) と、該回転軸(1) に組付けられた有底筒形状の供
給槽(3) と、該供給槽(3) にめっき浴(M) を供給すべ
く、該供給槽(3) に連通する供給管(2) と、前記回転軸
(1) に組付けられ前記供給槽(3) より大径の略有頂筒体
の下端から、前記供給槽(3) から供給されためっき浴
(M) を保持するに十分な長さの底堰(15)を横設し、該底
堰(15)の直上に、分離されたトップドロス(Dt)を保持
し、かつ残余のめっき浴が排出できる排出通路(14)を形
成すべく、トップドロス分離堰(13)を横設したトップド
ロス分離槽(4) と、前記回転軸(1) に組付けられ前記ト
ップドロス分離槽(4) より大径の筒体の下端から、前記
トップドロス分離槽(4) から供給された残余のめっき浴
を保持する底板(12)を横設すると共に、上端から分離さ
れたボトムドロス(Db)を保持すべくボトムドロス分離堰
(16)を横設したボトムドロス分離槽(5) と、前記回転軸
(1) に組付けられ前記ボトムドロス分離槽(5) より大径
で、前記ボトムドロス分離槽(5) の上端部から排出され
た清浄金属(K) を収納する清浄金属槽(6)と、から成る
浴中ドロスの分離排出装置。
【請求項３】トップドロス分離槽(4) 、ボトムドロス
分離槽(5) 、および清浄金属槽(6) の直下に、排出管(1
0)を介して、それぞれトップドロス受け容器(7) 、ボト
ムドロス受け容器(8) 、および清浄金属受け容器(9) を
設けた請求項２記載の浴中ドロスの分離装置。