JP3463635B2

JP3463635B2 - 溶融亜鉛めっき浴中のドロスの低減方法および溶融亜鉛めっき方法

Info

Publication number: JP3463635B2
Application number: JP35066999A
Authority: JP
Inventors: 照晃有岡; 雅彦堀; 敦久矢川; 雅博森川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: JP2001164349A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の溶融亜鉛め
っき処理中に生成するドロスの低減方法、そのための装
置および溶融亜鉛めっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭電化製品、建材、自動車等の
産業分野において、溶融亜鉛めっき鋼板が広く用いられ
ている。この溶融亜鉛めっき鋼板は、冷間圧延または熱
間圧延後の鋼板を、脱脂、洗浄した後、非還元性雰囲気
または還元性雰囲気中で予熱し、水素と窒素の還元性雰
囲気中で焼鈍し、次いで、めっき温度付近まで冷却し、
溶融亜鉛めっき浴に浸漬する一連の工程を連続的に行う
ことにより製造される。

【０００３】溶融亜鉛めっき浴中には、通常、０．０５
〜０．２０質量％程度のアルミニウム（Ａｌ）が含まれ
ている。これは、Ａｌ含有量が０．０５％未満ではめっ
き時に形成される合金層の厚さが厚く、めっき付着量の
制御が困難になり、一方、Ａｌ含有量が高すぎると、め
っき処理後合金化する場合に、合金化が遅延するからで
ある。そのため、めっき金属（亜鉛）の補給のために投
入する亜鉛インゴットとしてＡｌ含有量の異なる亜鉛イ
ンゴットが適宜使用され、めっき浴中のＡｌ含有量が所
定の範囲に入るように調整される。

【０００４】上記の方法によって鋼板に溶融亜鉛めっき
処理を施すに際し、めっき浴中で、鋼板の溶解によりめ
っき浴に溶出したＦｅと、ＺｎまたはＡｌとが反応し
て、Ｆｅ−Ａｌ系ドロス（Ｆｅ₂ Ａｌ₅ ）、Ｆｅ−Ｚｎ
系ドロス（ＦｅＺｎ₇ ）等からなるドロスが生成する。

【０００５】これら生成物はめっき浴中で浮遊するが、
そのうちの、亜鉛よりも比重の小さいＦｅ₂ Ａｌ₅ （比
重：約４．２）は、鋼板のめっき浴中への進入によって
引き起こされる浴の攪拌流および浮力によってめっき浴
の浴面近傍に浮かんでトップドロスとなり、亜鉛よりも
比重の大きいＦｅＺｎ₇ （比重：約７．３）はめっき槽
の底部に沈降し、堆積してボトムドロスとなる。これら
のドロスのうちの一部は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ三元系等の
金属間化合物に変化する過程で粗大化し、再び浴中を浮
遊する。

【０００６】このようにして生成した浮遊ドロスは、め
っき浴内を通過する鋼板の表面に付着する。その結果、
製造された溶融亜鉛めっき鋼板の表面にドロスの付着に
起因する凸状の欠陥が発生し、製品の外観が著しく損な
われるという問題が発生する。

【０００７】このドロス付着の問題に対して、特開平３
−４７９５６号公報では、溶融金属めっき浴中に浸漬さ
れたシンクロールの下方に遮蔽板を配置してめっき槽の
底部に溜まったボトムドロスの巻き上げを抑制する方法
が提案されている。しかし、この方法では、ボトムドロ
スの巻き上げを抑制するのみで、浴中のドロスを低減す
ることはできず、遮蔽板の下に堆積したドロスを定期的
に除去する必要があるという問題が残っている。

【０００８】特開平４−１６８２５３号公報では、めっ
き槽の内部にめっき部とめっき金属溶解部とを仕切る
（ただし、上方、下方は連通する）めっき金属整流構造
体を設けてボトムドロスの巻き上げを防止するととも
に、めっき金属溶解部とめっき部の間の浴面部に設置し
た堰によってトップドロス（Ｆｅ−Ａｌ系ドロス）の鋼
板への付着を防止できる連続溶融亜鉛めっき用めっき槽
が開示されている。しかしながら、このめっき槽を用い
ても、ボトムドロスの巻き上げを完全には防止すること
ができず、浴中のドロス量が増加する。

【０００９】また、特開平５−１８６８５７号公報に
は、溶融金属浴内のインゴット溶解部を堰で囲み、その
内部の浴温を制御することにより浴温の低下を抑え、ド
ロスの生成を防止する方法が記載されている。しかしな
がら、この方法では、インゴット溶解部以外の鋼板近傍
部やスナウト内部でドロスが大量に生成するので、ドロ
スの付着に起因するめっき鋼板表面における欠陥の発生
を防止することはできない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決するためになされたものであって、鋼板に溶融亜
鉛めっき処理を施すに際し、アルミニウムを含む溶融亜
鉛めっき浴中のドロスを減少させて、表面外観の優れた
溶融亜鉛めっき鋼板を製造し得る溶融亜鉛めっき浴中の
ドロスの低減方法、そのための装置および溶融亜鉛めっ
き方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、ドロスに関する基礎的な物性につ
いて検討を重ね、以下の知見を得た。

【００１２】（ａ）めっき槽内の全ドロス量は鋼板から
のＦｅの溶出量に依存しており、ドロスそれ自体の発生
を抑制することは困難である。

【００１３】（ｂ）ドロスの生成および成長（ドロスの
粒の成長）は、浴温が低下し、かつめっき浴のＡｌ濃度
が高い部分で起こり易く、主に、めっき金属の補給のた
めに投入するＡｌ含有量の高い亜鉛インゴットの周辺部
で起こる。亜鉛インゴットの周辺部で生成するドロスは
主として、Ｆｅ−Ａｌ系ドロスとＦｅ−Ｚｎ系ドロスで
ある。

【００１４】（ｃ）亜鉛インゴットの周辺部におけるド
ロスの生成および成長は、めっき金属の補給のために投
入する亜鉛インゴットの融点に依存し、亜鉛インゴット
の融点が高いと減少し、融点が低いと増大する。なお、
亜鉛インゴットの融点は、インゴット中のＡｌ含有量が
６％のときに最も低く、Ａｌ含有量がそれより低くても
高くても上昇する。

【００１５】（ｄ）亜鉛インゴットの周辺部で生成した
Ｆｅ−Ａｌ系ドロスとＦｅ−Ｚｎ系ドロスの成長は、イ
ンゴットの溶解が終了した後１時間程度まで続くが、そ
の後、Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ三元系等の金属間化合物からな
るドロスに変化して急激に粗大化し、粒径が１００μｍ
以上となる。この粒径１００μｍ以上のドロスがめっき
浴中を通過する鋼板のめっき表面に付着すると、製品に
凸状の欠陥が発生し、その外観が著しく損なわれる。

【００１６】（ｅ）めっき浴中のＦｅ−Ａｌ−Ｚｎ三元
系等の金属間化合物からなるドロスはめっき浴中を鋼板
が通過する際に生じる随伴流による浴の攪伴によりトッ
プドロスやボトムドロスから巻き込まれたものであり、
亜鉛インゴットの周辺部で生成したトップドロス、ボト
ムドロスを除去し、減少させることによってこの浴中の
ドロス量は低減する。

【００１７】（ｆ）亜鉛インゴットの周辺部で生成し、
成長したドロスの除去手段として、亜鉛インゴット投入
部（亜鉛インゴットを投入し、溶解する部分）と浴部
（鋼板を浸漬してめっきを施す部分。なお、「浴」また
は「めっき浴」といえば、特に断らない限り、この浴部
と亜鉛インゴット投入部を含めためっき浴全体を指す）
との間に遮蔽板を設け、遮蔽板の内側（亜鉛インゴット
投入部側）の浴面近傍からＦｅ−Ａｌ系のトップドロス
を除去し、めっき槽の底部からＦｅ−Ｚｎ系のボトムド
ロス除去する方法を採用するのが好適である。

【００１８】本発明は上記の知見に基づくものであり、
その要旨は、下記（１）の溶融亜鉛めっき浴中のドロス
の低減方法、および（２）の溶融亜鉛めっき方法にあ
る。

【００１９】（１）０．０５〜０．２０質量％のアルミ
ニウムを含む溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的に導入
してその表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際し、下記
式を満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、かつ
Ａｌ含有量が異なる複数の亜鉛インゴットを前記めっき
浴に投入して亜鉛およびアルミニウムをめっき浴に供給
するとともに、生成したドロスを除去することを特徴と
する溶融亜鉛めっき浴中のドロスの低減方法である。さ
らに、Ａｌ含有量が６％以下の亜鉛インゴットと、Ａｌ
含有量が６％を超える亜鉛インゴットを組み合わせて前
記めっき浴に投入することができる。

【００２０】めっき浴中Ａｌ含有量（質量％） ≦亜鉛インゴット中Ａｌ含有量（質量％）≦１５（質量％）・・前記ドロスの除去を、亜鉛インゴットの投入部を遮蔽板
で囲み、亜鉛インゴット投入部の浴面近傍に浮上したド
ロスと前記遮蔽板で囲まれた部分の底部に堆積したドロ
スを除去する方法により行えば、効率よくドロスを低減
することができる。

【００２１】

【００２２】（２）０．０５〜０．２０質量％のアルミ
ニウムを含む溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的に導入
してその表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際し、下記
式を満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、かつ
Ａｌ含有量が異なる複数の亜鉛インゴットの投入部を遮
蔽板で囲み、亜鉛インゴット投入部の浴面近傍に浮上し
たドロスと前記遮蔽板で囲まれた部分の底部に堆積した
ドロスを除去することを特徴とする溶融亜鉛めっき方法
である。さらに、Ａｌ含有量が６％以下の亜鉛インゴッ
トと、Ａｌ含有量が６％を超える亜鉛インゴットを組み
合わせて前記めっき浴に投入することができる。

【００２３】めっき浴中Ａｌ含有量（質量％） ≦亜鉛インゴット中Ａｌ含有量（質量％）≦１５（質量％）・・

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、上記本発明について詳細に
説明する。なお、めっき浴中および亜鉛インゴット中に
含まれるＡｌの「％」は「質量％」を意味する。

【００２５】本発明の溶融亜鉛めっき浴中のドロスの低
減方法では、めっき浴中のＡｌ含有量を０．０５〜０．
２０％とする。Ａｌ含有量が０．２０％を超えると、溶
融亜鉛めっき浴ではＦｅ−Ｚｎ系ドロスはほとんど生成
しないので、めっき槽の底部におけるボトムドロスの堆
積は認められず、ドロスの付着に起因するめっき鋼板表
面における欠陥（以下、「ドロス欠陥」という）の発生
という問題は生じない。一方、Ａｌ含有量が０．０５％
未満では、めっき時に形成される合金層の厚さが厚く、
めっき付着量の制御が困難になり、所定のめっき付着量
を有する製品の製造に支障をきたす。なお、溶融亜鉛め
っき浴には、上記の範囲のＡｌの他に、通常用いられて
いる浴に含まれている程度の不純物が存在してもよい。

【００２６】めっき浴中のＡｌ含有量のより好ましい範
囲は０．０８％以上であり、これによってめっき付着量
の制御が容易に行える。また、めっき処理後、合金化す
る場合は、めっき浴中のＡｌ含有量が高いと合金化が遅
延するので、０．１５％以下とするのが好ましい。

【００２７】本発明の溶融亜鉛めっき浴中のドロスの低
減方法では、上記の溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的
に導入してその表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際
し、下記式を満たし、残部が亜鉛および不純物からな
る亜鉛インゴットを前記めっき浴に投入して亜鉛および
アルミニウムをめっき浴に供給するとともに、生成した
ドロスを除去する。

【００２８】めっき浴中Ａｌ含有量（％） ≦亜鉛インゴット中Ａｌ含有量（％）≦１５（％）・・亜鉛インゴット中のＡｌ含有量の下限をめっき浴中のＡ
ｌ含有量とするのは、亜鉛インゴット中のＡｌ含有量が
めっき浴中のＡｌ含有量より低ければ、めっき処理を連
続して行う間に、めっき浴中のＡｌ含有量が低下し、上
述したように、めっき時におけるめっき付着量の制御が
困難になるからである。

【００２９】また、亜鉛インゴット中のＡｌ含有量の上
限を１５％とするのは、以下の理由による。

【００３０】上記の溶融亜鉛めっき浴において、ドロス
の生成および成長は浴温低下部で、かつＡｌ含有量の高
い領域で起こり易く、主に、めっき金属補給用に投入す
るＡｌ含有量の高い亜鉛インゴットの周辺部で起こる。

【００３１】一般に、溶融亜鉛めっき浴の温度は４５０
〜４７０℃に保たれているが、亜鉛インゴット中のＡｌ
含有量が１５％を超える場合には、インゴットの融点が
浴温より高くなり、インゴットの溶解速度が低下する。
そのため、めっき浴へのＡｌの供給速度が低減し、イン
ゴット周辺部でのドロスの生成量が著しく減少する。め
っき浴中におけるドロスの生成量は鋼板からのＦｅの溶
出量に依存しており、Ｆｅの溶出量は一定であるからめ
っき浴全体ではドロスの生成量も一定とみなされる。そ
のため、インゴット周辺部でのドロスの生成量が著しく
減少すると、インゴット周辺部以外の鋼板近傍部やスナ
ウト内部等でドロスが大量に生成し、ドロス欠陥が発生
し易く、製品の外観が著しく損なわれるという問題が発
生する。したがって、亜鉛インゴット中Ａｌ含有量の上
限は、１５％とした。

【００３２】上記のように、亜鉛インゴット中のＡｌ含
有量は、めっき浴中Ａｌ含有量以上で１５％以下とする
が、Ａｌ含有量がこの範囲内にあってもドロスは生成す
る。すなわち、亜鉛インゴット中のＡｌ含有量が１５％
以下では、インゴットの融点が浴温より低くなるためイ
ンゴットの溶解が促進され、浴温が低下する。浴温低下
に伴い、めっき浴中に溶出したＦｅとＡｌとが過飽和に
なり、Ｆｅ−Ａｌ系ドロス（Ｆｅ₂ Ａｌ₅ ）とＦｅ−Ｚ
ｎ系ドロス（ＦｅＺｎ₇ ）が生成し、成長する。亜鉛イ
ンゴット中のＡｌ含有量が高いほど、Ｆｅ−Ａｌ系ドロ
ス（Ｆｅ₂ Ａｌ₅ ）の発生比率が増大する。

【００３３】生成したドロスは成長しながらめっき浴中
で浮遊するが、亜鉛よりも比重の小さいＦｅ−Ａｌ系ド
ロスは鋼板のめっき浴中への進入により引き起こされる
浴の攪拌によってめっき浴の浴面近傍に浮かんでトップ
ドロスとなり、一方、亜鉛よりも比重の大きいＦｅ−Ｚ
ｎ系ドロスはめっき槽の底部に沈降し、堆積してボトム
ドロスとなる。これらＦｅ−Ａｌ系ドロスとＦｅ−Ｚｎ
系ドロスの成長は、亜鉛インゴットを浴中へ投入した後
１時間程度まで続き、粒径が２０μｍ程度となる。

【００３４】しかしながら、これらのドロスは、Ｆｅ−
Ａｌ−Ｚｎ三元系等の金属間化合物からなるドロスに変
化して、粒径が１００μｍ以上に粗大化する。その際、
ドロスの比重が浴の比重と近くなり、再び浴中を浮遊し
て、めっき浴内を通過する鋼板の表面に付着する。その
結果、製造された溶融亜鉛めっき鋼板のめっき表面にド
ロス欠陥が発生し、製品の外観が著しく損なわれる。

【００３５】そこで、本発明の溶融亜鉛めっき浴中のド
ロスの低減方法では、生成したＦｅ−Ａｌ系ドロスおよ
びＦｅ−Ｚｎ系ドロスをできるだけ早く除去する。すな
わち、Ｆｅ−Ａｌ系ドロスとＦｅ−Ｚｎ系ドロスがＦｅ
−Ａｌ−Ｚｎ三元系等の金属間化合物からなるドロスに
変化する前に、好ましくは、亜鉛インゴットを浴中へ投
入した後、２時間以内に除去する。これによって、浴中
で浮遊するドロスを効果的に低減し、ドロス欠陥の発生
を防止することができる。

【００３６】また、Ａｌ含有量が異なる複数の亜鉛イン
ゴットを使用することによって、Ｆｅ−Ａｌ系ドロスと
Ｆｅ−Ｚｎ系ドロスの生成量を調整し、両者が混じり合
った浮上または沈降しにくいドロスの生成を抑えて、ト
ップドロスとボトムドロスを生成させることが可能であ
り、ドロスの除去を一層簡便かつコスト的に有利に行う
ことができる。例えば、前述したように、亜鉛インゴッ
トのＡｌ含有量が６％のときにインゴットの融点が最も
低く、そのＡｌ含有量を境にして、Ａｌ含有量が６％以
下ではトップドロスに比べてボトムドロスの堆積量が多
く、６％を超えるとボトムドロスに比べてトップドロス
の生成量が多くなる。したがって、Ａｌ含有量が６％以
下の亜鉛インゴットと６％を超えるインゴットを組み合
わせて使用するのが好ましい。

【００３７】上記本発明の方法を実施するには、本発明
の溶融亜鉛めっき浴中のドロスの低減装置を用いるのが
好ましく、めっき浴中に生成したドロスを効率よく除去
することができる。

【００３８】本発明のドロスの低減装置は、めっき浴の
亜鉛インゴット投入部を囲む遮蔽板と、亜鉛インゴット
投入部の浴面近傍および前記遮蔽板で囲まれた部分の底
部のドロスを除去する手段を有している。なお、遮蔽板
で囲まれた部分の底部とは、めっき槽の底部、または、
例えば後述する図１（ｅ）に示すように、下方部がめっ
き槽１の底部に平行方向に折り曲げられた縦断面がＬ字
形の遮蔽板８の底部（めっき槽１の底部に平行方向にあ
る部分）を意味する。

【００３９】図１（ａ）〜図１（ｈ）は、本発明のドロ
スの低減装置の構成例を示す概略縦断面図である。

【００４０】まず、図１（ａ）に基づいて説明する。被
めっき材である鋼板２は、スナウト４を通過して所定温
度の溶融亜鉛めっき浴１０が満たされためっき槽１内に
導入され、めっき処理が施されるとともにシンクロール
３で反転されて槽１外へ搬出される。めっき槽１の亜鉛
インゴット５投入部（図示しためっき槽１の右側部分）
には、その部分を囲むステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）
製の遮蔽板８がめっき槽１の底部から浴面下５０ｍｍの
高さまで垂直に設けられている。亜鉛インゴット投入部
の浴面近傍にはトップドロス６（Ｆｅ−Ａｌ系ドロス）
が生成し、めっき槽１の底部にはボトムドロス７（Ｆｅ
−Ｚｎ系ドロス）が堆積している。

【００４１】図１（ａ）に示したドロスの低減装置は前
記のＳＵＳ３１６Ｌ製遮蔽板８と、トップドロス６（Ｆ
ｅ−Ａｌ系ドロス）を除去する手段（図示せず）と、ボ
トムドロス７（Ｆｅ−Ｚｎ系ドロス）を除去する手段
（図示せず）を有する装置である。

【００４２】浮上したトップドロス（Ｆｅ−Ａｌ系ドロ
ス）６は、浴面がほとんど流動しないので、柄杓や金網
を用い、酸化亜鉛と一緒に浴外に除去することが可能で
ある。もちろん、除去用ロボットを使用してもよい。

【００４３】沈降したボトムドロス（Ｆｅ−Ｚｎ系ドロ
ス）７の除去手段としては、溶融金属用のポンプを用い
ればよく、ボトムドロス７をめっき槽１の底部から除去
することが可能である。柄杓やバケットによる機械的な
除去手段を用いてもよく、ガスリフトポンプの利用も可
能である。

【００４４】図１（ａ）に例示した装置では、遮蔽板８
の下部がめっき槽１の底部に、また、両側はめっき槽１
の内壁に密接しており、浴部（鋼板にめっきを施す部
分）と亜鉛インゴット投入部とが完全に遮断されてい
る。したがって、ボトムドロス７を除去する際、ドロス
７を浴部へ逃がさずに効率的に浴外に除去することがで
きる。

【００４５】この装置では、浴面から下方へ５０ｍｍま
では遮蔽板８が設けられていない。亜鉛インゴット投入
部でドロスを除去することとすれば、遮蔽板８の上方で
浴部と亜鉛インゴット投入部とが必ずしも完全に遮断さ
れている必要はないからで、浴部と亜鉛インゴット投入
部間のめっき液の流通（連絡）はこの部分で行われる。
なお、浴面と遮蔽板８の上端部との距離（ｄ₁ ）は５０
ｍｍ以上とするのが好ましい。

【００４６】また、図示してはいないが、Ｆｅ−Ｚｎ系
ドロスが底部に沈降し、Ｆｅ−Ａｌ系ドロスが浴面に浮
上することを利用して、遮蔽板を底部の近傍と浴面近傍
の二ヶ所に設け、その間の遮蔽板を設けていない部分で
浴部と亜鉛インゴット投入部とが連絡する構造としても
よい。この場合、浴の流動が極めて小さいという状況が
好ましいが、浴の流動が大きくても、ドロスが亜鉛イン
ゴット投入部から浴部内に流入しなければ、構造上は問
題はない。

【００４７】遮蔽板としては、ドロスが流出しないよう
な隔壁（例えば、図１（ａ）に示したＳＵＳ３１６Ｌ
や、ＳＵＳ３０４、セラミックス等の遮蔽板）であれば
十分使用可能である。また、めっき金属（溶融亜鉛）の
浴部への供給を円滑に行うために、めっき金属は通過す
るが、ドロスは通過しないフィルター（例えば、セラミ
ックス製、ＳＵＳ３１６Ｌ製のもの）を用いてもよい。

【００４８】次に、図１（ｂ）は、ＳＵＳ３１６Ｌ製の
遮蔽板８が、浴面下５０ｍｍから、めっき槽１の底部上
方２００ｍｍまでの部分に設けられ、浴部と亜鉛インゴ
ット投入部とが浴面から下方へ５０ｍｍまでの部分と、
めっき槽１の底部からその上方２００ｍｍまでの部分と
で連絡している例である。めっき槽１の底部では浴の流
動がないので、遮蔽板８の下部がめっき槽１の底部に密
接して浴部と亜鉛インゴット投入部とが底部の近傍で必
ずしも完全に遮断されている必要はないからである。

【００４９】図１（ｃ）は、遮蔽板として、めっき槽１
の底部からその上方２００ｍｍまでの部分のみで浴部と
亜鉛インゴット投入部とが連絡している方式の、ＳＵＳ
３１６Ｌ製の遮蔽板８が用いられた例である。

【００５０】図１（ｄ）は、遮蔽板として、粒径が１０
μｍ以上のドロスを捕捉するセラミックス製のフィルタ
ー９が用いられた例である。フィルター９はめっき槽１
の底部から浴面まで連続して設けられており、浴部と亜
鉛インゴットの投入部とはフィルターを介して連絡して
いる。

【００５１】図１（ｅ）は、遮蔽板として、下方部がめ
っき槽１の底部の上方で底部に平行方向に折り曲げられ
た、縦断面がＬ字形のＳＵＳ３１６Ｌ製の遮蔽板８が用
いられた例である。浴面から５０ｍｍ下までの部分で浴
部と亜鉛インゴット投入部とが連絡している。ボトムド
ロスの除去が柄杓やバケットによる機械的な除去手段を
用いて簡便に行えるので、コスト的に有利である。

【００５２】図１（ｆ）は、遮蔽板として、下方部がめ
っき槽１の底部に平行方向に折り曲げられた、縦断面が
Ｌ字形で、かつ、図１（ｄ）と同様のセラミックス製の
フィルター９が用いられた例である。浴部と亜鉛インゴ
ット投入部とはフィルターを介して連絡しており、ま
た、ボトムドロスの除去が簡便に行えるので、コスト的
に有利である。

【００５３】図１（ｇ）は、遮蔽板として、下方部がめ
っき槽１の底部に平行方向に折り曲げられた、縦断面が
Ｌ字形のＳＵＳ３１６Ｌ製の遮蔽板８が用いられた例で
ある。浴面下５０ｍｍから遮蔽板８の底部上方２００ｍ
ｍまでの間で浴部と亜鉛インゴット投入部とが連絡して
いる。

【００５４】図１（ｈ）は、遮蔽板として、（ｇ）の遮
蔽板の液絡部（浴部と亜鉛インゴット投入部とが連絡し
ている部分）にセラミックス製のフィルター９が用いら
れた例である。

【００５５】なお、図１（ａ）〜図１（ｈ）に示した遮
蔽板またはフィルターはいずれも両側がめっき槽の内壁
に密接した平板状をなすものであるが、必ずしもこのよ
うな形状に限定されず、例えば、亜鉛インゴットの投入
部を上方から見て「コ」の字形に囲む遮蔽板またはフィ
ルターであってもよい。

【００５６】上述した本発明のドロスの低減方法を本発
明の装置を用いて実施すれば、溶融亜鉛めっき浴中に生
成したドロスを効率よく除去することができ、これによ
って、めっき浴内を通過する鋼板の表面へのドロスの付
着に起因するドロス欠陥の発生を防止し、表面外観の優
れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。

【００５７】前記の本発明の溶融亜鉛めっき方法は、上
述した本発明のドロスの低減方法を実施しつつ行うめっ
き方法である。

【００５８】この溶融亜鉛めっき方法では、０．０５〜
０．２０％のアルミニウムを含む溶融亜鉛めっき浴中に
鋼板を連続的に導入してその表面に溶融亜鉛めっき処理
を施すに際し、前記式を満たし、残部が亜鉛および不
純物である亜鉛インゴットの投入部を遮蔽板で囲み、亜
鉛インゴット投入部の浴面近傍に浮上したドロスと前記
遮蔽板で囲まれた部分の底部に堆積したドロスを除去す
るので、先に詳述したように、アルミニウムを含む溶融
亜鉛めっき浴中のドロスを減少させることができ、表面
外観の優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製造することが可能
となる。

【００５９】

【実施例】（実施例１）前記の図１（ａ）に示したステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の遮蔽板８をめっき槽１
に取り付け、めっき槽１に０．１３％のＡｌと不純物を
含むＺｎからなる２００ｔのめっき浴１０（浴温４６０
℃）を満たし、遮蔽板８に囲まれた部分（亜鉛インゴッ
ト投入部）に、０．４％のＡｌと不純物を含むＺｎから
なる直方体状の亜鉛インゴット１ｔを常温で投入した。

【００６０】遮蔽板８の大きさは、縦（高さ） 2ｍ、横
3ｍで、下端および両側はめっき槽１の底部および内壁
に密接させ、上端と浴面間の距離（ｄ₁ ）は５０ｍｍと
した。遮蔽板８に相対するめっき槽１の内壁面までの距
離（図１（ａ）に示したｗ）は０．５ｍとした。

【００６１】亜鉛インゴット５は投入後１時間で完全に
溶解した。投入直後から、亜鉛インゴット５の周辺部で
は多量のドロスが生成し、遮蔽板８に囲まれた部分のト
ップドロス６とボトムドロス７の量が次第に増加した。

【００６２】これらドロスの除去を亜鉛インゴット５の
投入直後から３０分間隔で行った。トップドロス６は金
網で汲み上げ、ボトムドロス７は柄杓で汲み上げた。

【００６３】図２は、汲み上げたドロス（トップドロス
６およびボトムドロス７）量の測定結果を示す図であ
る。亜鉛インゴットの投入後、溶解が終了するまでの約
１時間で、ドロス汲み出し量は一定、つまり飽和状態に
なることを確認した。

【００６４】図３は、汲み上げたトップドロス（Ｆｅ₂
Ａｌ₅ ）およびボトムドロス（ＦｅＺｎ₇ ）のそれぞれ
の平均粒径の測定結果を示す図である。なお、トップド
ロスの平均粒径は、汲み上げたドロスを冷却し、上部を
機械研磨した後、光学顕微鏡の視野内で１ｃｍ²当りに
存在するドロスの粒径を測定し、その平均値として求め
た。また、ボトムドロスの平均粒径は、汲み上げたドロ
スを冷却し、その底部について同様に求めた。図３に示
すように、亜鉛インゴットの投入後、溶解が終了するま
での約１時間で、Ｆｅ−Ａｌ系ドロスおよびＦｅ−Ｚｎ
系ドロスの平均粒径はほぼ一定になる。さらに１時間
後、すなわち、インゴットを投入した後２時間経過後に
は、一部がＦｅ−Ａｌ−Ｚｎ三元系等の金属間化合物か
らなるドロスに変化してドロスは急激に粗大化し、浮遊
することを確認した。

【００６５】インゴットの投入から２時間経過後、シン
クロール３の直上で、かつ浴面下１００ｍｍの浴中から
めっき浴サンプルを柄杓で汲み上げ、そのサンプルの底
部を冷却した後機械研磨し、光学顕微鏡で観察した。

【００６６】表１に、観察された粒径１０μｍ以上のド
ロス（ＦｅＺｎ₇ 、Ｆｅ₂ Ａｌ₅ およびＦｅ−Ａｌ−Ｚ
ｎ）の数を測定した結果を１ｃｍ² 当たりに換算して示
す。同表には、比較のために遮蔽板を取り付けずに上記
と同様の試験を行い、同様にめっき浴サンプルを採取
し、測定した粒径１０μｍ以上のドロス数の測定結果も
示した。

【００６７】また、めっき処理後の鋼板の表面性状を目
視観察により調査し、ドロス欠陥の発生割合が０．０５
個／ｍ² 未満の場合は「良好」、０．０５個／ｍ² 以上
の場合は「不良」と評価した。

【００６８】

【表１】

【００６９】表１の結果から、インゴット投入後、ドロ
スを除去することによって、めっき浴中のドロス量（１
ｃｍ² 当たりの粒径１０μｍ以上のドロス数で表した浴
中のドロス量）が低減することが確認できた。なお、
「評価」の欄の◎印は、前記の１ｃｍ² 当たりの粒径１
０μｍ以上のドロス数で表した浴中のドロス量が２０個
／ｃｍ² 以下であることを表し、このときは、ドロス欠
陥の発生割合が０．０３個／ｍ² 未満で、表面性状が良
好なめっき鋼板が得られた。×印は、浴中のドロス量が
３１個／ｃｍ² 以上であることを表し、このときは、ド
ロス欠陥の発生割合が０．０５個／ｍ² 以上となり、め
っき鋼板の表面性状は不良であった。

【００７０】（実施例２）めっき槽１に、前記の図１
（ａ）に示したステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の遮
蔽板８を実施例１の場合と同様に取り付け、めっき浴中
のＡｌ含有量と亜鉛インゴット中のＡｌ含有量を変化さ
せて、実施例１の場合と同様の試験を実施した。なお、
一部については、１ｔの亜鉛インゴットを投入する際
に、Ａｌ含有量が異なる１０ｋｇの亜鉛インゴットを同
時に投入する試験も行った。

【００７１】めっき浴中のドロス数の測定結果を表２お
よび表３に示す。なお、これらの表において、「亜鉛イ
ンゴット」の欄の「Ａｌ含有量」欄および「投入量」欄
に示した括弧〔〕内の値は、それぞれ、上記１ｔの亜
鉛インゴットと同時に投入した１０ｋｇ（０．０１ｔ）
の亜鉛インゴット中のＡｌ含有量およびその亜鉛インゴ
ットの投入量である。「評価」の欄の◎印および×印は
実施例１の場合と同じで、◎印は浴中のドロス量が２０
個／ｃｍ² 以下であることを表し（このときは、ドロス
欠陥の発生割合が０．０３個／ｍ² 未満で、めっき鋼板
の表面性状は良好）、×印は、浴中のドロス量が３１個
／ｃｍ² 以上であることを表す（ドロス欠陥の発生割合
が０．０５個／ｍ² 以上で、めっき鋼板の表面性状は不
良）。また、○印は、浴中のドロス量が２１〜３０個／
ｃｍ² であることを表し、このときは、ドロス欠陥の発
生割合は０．０３個／ｍ² 以上０．０５個／ｍ² 未満で
あったが、表面性状に問題ないめっき鋼板が得られた。

【００７２】

【表２】

【００７３】

【表３】

【００７４】表２および表３に示したように、亜鉛イン
ゴット中のＡｌ含有量が溶融亜鉛めっき浴のＡｌ含有量
より高く、かつ、１５％以下である場合に、めっき浴中
のドロス量（１ｃｍ² 当たりの粒径１０μｍ以上のドロ
ス数で表した浴中のドロス量）が低減した。また、１０
ｋｇ（０．０１ｔ）の亜鉛インゴットを同時に投入する
ことによって、めっき浴中のドロス量はさらに低減し
た。

【００７５】（実施例３）めっき槽１に、前記の図１
（ｂ）〜（ｈ）に示した遮蔽板８またはフィルター９を
それぞれ別個に取り付け、実施例１の場合と同様の試験
を実施した。

【００７６】これらの遮蔽板８またはフィルター９は、
いずれも、横３ｍで、両側はめっき槽１の内壁に密接さ
せ、遮蔽板８またはフィルター９に相対するめっき槽１
の内壁面までの距離（図１（ａ）に示したｗに相当する
距離）は０．５ｍとした。なお、図１（ｂ）に示した遮
蔽板８の縦（高さ）は、１．８ｍで、ｄ₂ およびｄ₃は
それぞれ５０ｍｍおよび２００ｍｍとした。また、図１
（ｃ）に示した遮蔽板８の縦（高さ）は、２ｍ、ｄ₄は
２００ｍｍとし、図１（ｄ）に示したフィルター９の縦
（高さ）は、２．２ｍ、図１（ｅ）に示した遮蔽板８で
は、ｄ₅ は５０ｍｍ、ｄ₆ は１．５ｍとした。図１
（ｆ）に示した遮蔽板８では、ｄ₇は１．５ｍとし、図
１（ｇ）に示した遮蔽板８では、ｄ₈ は５０ｍｍ、ｄ₉
は１００ｍｍ、ｄ₁₀は１．５ｍとした。また、図１
（ｈ）に示した遮蔽板８は、前記（ｇ）に示した遮蔽板
とおなじであるが（ｄ₁₁＝１．５ｍ）、ｄ₉ の部分にフ
ィルター９を取り付けたものである。

【００７７】めっき浴中のドロス数の測定結果を表４に
示す。なお、「評価」の欄の◎印および×印の意味は、
実施例１の場合と同じである。この結果から明らかなよ
うに、いずれの遮蔽板８またはフィルター９を取り付け
た場合でも、亜鉛インゴット投入後、ドロスを除去する
ことによってドロス量が低減することを確認した。特
に、図１（ｄ）〜（ｈ）に示した遮蔽板８またはフィル
ター９を用いた場合、良好な結果が得られた。

【００７８】

【表４】

【００７９】

【発明の効果】本発明のドロスの低減方法によれば、溶
融亜鉛めっき浴中に生成したドロスを効率よく除去する
ことができ、この方法を実施する本発明の溶融亜鉛めっ
き方法により表面外観の優れた溶融亜鉛めっき鋼板を製
造することができる。これらの方法は、本発明の装置に
より容易に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドロスの低減装置の構成例を示す概略
図である。

【図２】実施例の結果で、亜鉛インゴット投入後の経過
時間と汲み上げたドロスの質量との関係を示す図であ
る。

【図３】実施例の結果で、亜鉛インゴット投入後の経過
時間と汲み上げたトップドロス（Ｆｅ₂ Ａｌ₅ ）および
ボトムドロス（ＦｅＺｎ₇ ）の平均粒径との関係を示す
図である。

【符号の説明】

１：めっき槽２：鋼板３：シンクロール４：スナウト５：亜鉛インゴット６：トップドロス７：ボトムドロス８：遮蔽板９：フィルター１０：めっき液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森川雅博茨城県鹿嶋市大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献特開平11−323519（ＪＰ，Ａ) 特開平５−186857（ＪＰ，Ａ) 実開平４−649（ＪＰ，Ｕ) 特表平４−503086（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】０．０５〜０．２０質量％のアルミニウム
を含む溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的に導入してそ
の表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際し、下記式を
満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、かつアルミ
ニウム（Ａｌ）含有量が異なる複数の亜鉛インゴットを
前記めっき浴に投入して亜鉛およびアルミニウムをめっ
き浴に供給するとともに、生成したドロスを除去するこ
とを特徴とする溶融亜鉛めっき浴中のドロスの低減方
法。めっき浴中Ａｌ含有量（質量％）≦亜鉛インゴット中Ａ
ｌ含有量（質量％）≦１５（質量％）・・
【請求項２】０．０５〜０．２０質量％のアルミニウム
を含む溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的に導入してそ
の表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際し、下記式を
満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、かつアルミ
ニウム（Ａｌ）含有量が６％以下の亜鉛インゴットと、
下記式を満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、
かつアルミニウム（Ａｌ）含有量が６％を超える亜鉛イ
ンゴットを組み合わせて前記めっき浴に投入して亜鉛お
よびアルミニウムをめっき浴に供給するとともに、生成
したドロスを除去することを特徴とする溶融亜鉛めっき
浴中のドロスの低減方法。めっき浴中Ａｌ含有量（質量％）≦亜鉛インゴット中Ａ
ｌ含有量（質量％）≦１５（質量％）・・
【請求項３】前記亜鉛インゴットの投入部を遮蔽板で囲
み、亜鉛インゴット投入部の浴面近傍に浮上したドロス
と前記遮蔽板で囲まれた部分の底部に堆積したドロスを
除去することを特徴とする請求項１または２に記載の溶
融亜鉛めっき浴中のドロスの低減方法。
【請求項４】上記遮蔽板がめっき金属を通過させるがド
ロスを通過させないフィルターで構成されていることを
特徴とする請求項３に記載の溶融亜鉛めっき浴中のドロ
スの低減方法。
【請求項５】０．０５〜０．２０質量％のアルミニウム
を含む溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的に導入してそ
の表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際し、下記式を
満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、かつアルミ
ニウム（Ａｌ）含有量が異なる複数の亜鉛インゴットの
投入部を遮蔽板で囲み、亜鉛インゴット投入部の浴面近
傍に浮上したドロスと前記遮蔽板で囲まれた部分の底部
に堆積したドロスを除去することを特徴とする溶融亜鉛
めっき方法。めっき浴中Ａｌ含有量（質量％）≦亜鉛インゴット中Ａ
ｌ含有量（質量％）≦１５（質量％）・・
【請求項６】０．０５〜０．２０質量％のアルミニウム
を含む溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を連続的に導入してそ
の表面に溶融亜鉛めっき処理を施すに際し、下記式を
満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、かつアルミ
ニウム（Ａｌ）含有量が６％以下の亜鉛インゴットと、
下記式を満たし、残部が亜鉛および不純物からなり、
かつアルミニウム（Ａｌ）含有量が６％を超える亜鉛イ
ンゴットを組み合わせて投入する投入部を遮蔽板で囲
み、亜鉛インゴット投入部の浴面近傍に浮上したドロス
と前記遮蔽板で囲まれた部分の底部に堆積したドロスを
除去することを特徴とする溶融亜鉛めっき方法。めっき浴中Ａｌ含有量（質量％）≦亜鉛インゴット中Ａ
ｌ含有量（質量％）≦１５（質量％）・・
【請求項７】上記遮蔽板がめっき金属を通過させるがド
ロスを通過させないフィルターで構成されていることを
特徴とする請求項５または６に記載の溶融亜鉛めっき方
法。