JP4631913B2 - 溶融亜鉛系めっき方法およびそのための装置 - Google Patents

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Description

本発明は、溶融亜鉛系めっき方法および装置に関する。
溶融亜鉛系めっき鋼帯のドロスによる表面欠陥の発生は、溶融亜鉛系めっき鋼帯における最も深刻な問題である。ドロスは、亜鉛系溶融金属を収容しためっき槽で鋼帯から溶出した鉄と亜鉛の反応によって生じたＦｅＺｎ７などの金属間化合物であり、その大きさは球形換算の直径で５〜３００ミクロンである。このドロスは、めっき槽内の溶融金属の流れがない静止した状態であれば、めっき槽の底部に堆積する。
しかし、鋼帯の走行やめっき槽内の浴中ロールの回転、あるいは鋼帯に付着して持ち去られるめっき金属を補給する亜鉛系インゴットの溶解により生じる溶融金属の自然対流により、めっき槽内の溶融金属が攪拌される。その結果、溶融金属との比重差の小さいドロスは底部に堆積できないため、あるいは堆積したドロスが巻き上げられてめっき鋼帯に付着し、溶融亜鉛系めっき鋼帯の表面欠陥になる。
従来より、ドロスを除去するために、非常に多くの提案が行われている。これらの提案には、溶融亜鉛浴をめっき槽外に汲み出してドロスを沈澱させる方法、濾過する方法等がある。
しかし、数多くの提案が行われているにもかかわらず、従来の提案はいずれも実用化されていない。この理由は、これらの提案の技術は机上では成立するものであるが、実設備では機構の複雑さや耐久性、操業性に多くの問題があり、実際には不可能なためである。
今まで提案されたドロスの沈降分離に関しては、槽外に移送中の溶融亜鉛が凝固しないように装置を設計することが重要で、また移送配管からの溶融亜鉛が漏れた場合をも想定して設備設計しなければならないので、設備的に膨大なコストがかかり現実的なものではない。
ドロスを濾過する方法では、最初に濾過を始めた時と、濾過装置が詰まって濾過性能が低下した時とで、濾過できる金属間化合物の大きさに大きな差があり、品質欠陥の原因になる金属間化合物を効率よく安定して除去することができず、また濾過装置の濾過フィルターの交換時には、溶融亜鉛浴中で何らかの装置を用いてフィルターの取り外し、取り付けを行なう必要があり、溶融亜鉛浴の移送の場合と同様にコストがかかり現実的なものではない。
最近、従来の方法と着眼点を変えた方法として、発生したボトムドロスを直ちにめっき槽から除去する方法が提案されている。その代表的なものは、特開平４−１５４９４８号公報（以下、先行文献１（特許文献１））、特開平８−３７０７号公報（以下、先行文献２（特許文献２））、特開平７−２６８５８７号公報（以下、先行文献３（特許文献３））に開示されている。
先行文献１は、めっき槽と別に設けた沈殿槽でドロスを除去するものであり、めっき槽ではドロスが沈澱するのを防ぐため鋼帯から槽底までの距離を近づけることと、めっき槽から沈殿槽への溶融亜鉛の移送はめっき槽のトップドロスを沈殿槽に流し込むために浅い流路を介して行うことと、沈殿槽からめっき槽への溶融亜鉛の移送はポンプを介して行うことが特徴である。
先行文献２は、めっき槽内壁に近接して設けた仕切板で溶融金属を循環させる流路を形成することと、前記流路内に溶融金属を循環させる循環装置を設けることと、前記流路の入口に溶融金属を加熱してドロスを大径化し沈降を促進する加熱装置を設けることと、前記流路出口に隣接して設けたドロス回収装置で沈降したドロスを回収することが特徴である。
また、先行文献３は、金属帯にめっきを施す槽底が円弧状曲線を有するめっき浴槽とめっき浴中で生成したボトムドロスを沈澱堆積させる沈殿槽を備えることと、めっき浴槽の側壁近傍にめっき浴槽内のめっき用溶融金属が沈殿槽に進入及び／又は排出自在な連通孔を配設することと、金属板の随伴流によってドロスを含む溶融金属を沈殿槽に排出し、流速の遅い沈殿槽でボトムドロスを分離、沈澱し、ドロスを除去した溶融金属をめっき浴槽に戻すことが特徴である。
先行文献１では、沈殿槽での溶融亜鉛の吸い込み口は、構造上、浴面より大分下部にならざるを得ないので沈降中のドロスを含む溶融亜鉛が吸い込まれてめっき槽に移送される。また、沈殿槽からめっき槽への溶融亜鉛の移送をポンプで行うため、排出孔のあるめっき槽でトップドロスが多量に発生する。すなわち、ドロスを沈降・除去する効果が不十分であるだけでなく、トップドロスが発生するという問題もある。
沈殿槽の容量が大きくなり、まためっき槽と離れた沈殿槽間の溶融亜鉛の移送に伴う凝固や漏洩等の問題が解決されていないので、設備費用や操業費用が高価になるという問題がある。
先行文献２では、実施例に見られるように流路容量が小さいと考えられるので、めっき槽で発生する多量のドロスを沈降・除去する効果が不十分である。また、流路内でドロスが沈降・堆積し、流路容量が減少して溶融亜鉛の流れが速くなり、所要の沈降時間を確保できなくなりドロスの除去効率が低下するという問題がある。また、狭い流路内に堆積したドロスを取り出すことが容易でないという問題がある。
また、先行文献３では、鋼帯走行による随伴流によって溶融亜鉛をめっき槽から沈殿槽に排出するので、排出流量を制御することができない。そのため、めっき槽内のドロスを沈殿槽にを確実に排出することができないので、めっき槽内でドロスが蓄積、成長するという問題がある。
また、前記先行文献１や先行文献３では、めっき槽内の鋼帯走行方向断面の溶融亜鉛浴の流れについて考察されているだけである。本発明者等による水モデルと実機データから得られためっき槽に堆積したドロスの分布状態の模式図を第５図及び第６図に示す。第５図はめっき設備の鋼帯走行方向断面、第６図は第５図のＡ−Ａ断面を示し、また第５図、第６図において、２はシンクロール、８はドロスである。
第５図、第６図に示されるように、ドロス８は、シンクロール２の軸方向端部と回転方向の前後に堆積する、すなわちシンクロールとめっき槽内壁の間の溶融亜鉛の流動は、鋼帯走行方向の一方向断面のみで示されるような単純な流れではなく、三次元的な複雑な流れを形成していることがわかる。また、多くの場合、ドロスは溶融金属の低速部分に堆積していることも第５図、第６図からわかる。したがって、単なる鋼帯走向方向断面における鋼帯と槽底間寸法等の限定だけではドロスの堆積する場所を変更させるだけで根本的な解決にならないことが明らかである。
したがって、前記先行文献では、溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスがめっき槽内に堆積することを防止し、また発生したドロスを効率よく除去することができない。
めっき槽では溶融金属が鋼帯に付着して減少する。通常、減少する溶融金属の補充を、めっき槽で固体金属を直接溶解して行っている。また、操業中、めっき槽の溶融金属浴温を所定温度に管理する必要がある。通常のめっき槽には、めっき使用する固体金属を溶解し、また操業条件が変動しても溶融金属浴温を所定温度に制御できるように、誘導加熱装置が配設されている。
本発明者等は、めっきに使用する固体金属をめっき槽で直接溶解すると、めっき槽の浴温が変動して、ドロスの生成、成長が著しく促進されることを見出した。また、誘導加熱装置から噴射される高温の溶融金属がめっき槽に侵入してくる鋼帯に接触するため、鋼帯からの鉄溶出量が多くなり、ドロスを増加させる原因になっていることも見出した。めっき槽を小さくするほど、前記の現象がより顕著になる。
めっき槽内でドロスの堆積を防止し、また発生したドロスを効率よく除去するには、かかる点を考慮してドロスの発生量自体を減らすことが不可欠ある。前記先行文献においては、かかる重要な点について全く考慮されていない。
特開平４−１５４９４８号公報 特開平８−３７０７号公報 特開平７−２６８５８７号公報
本発明は、溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスがめっき槽内に堆積することを防止し、発生したドロスを効率よく除去できる安価で構造が簡単なめっき方法や装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
溶融金属を収容するめっき容器を上部に配設されためっき槽とその下部に配設されたドロス除去槽に分割する工程；
めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程；
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程；
ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻す工程。
前記の溶融亜鉛系めっき方法は、更に、ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解する工程を有するのが好ましい。
前記の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程は、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送することからなるのが好ましい。また、溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程は、めっき槽の溶融金属浴をめっき槽の中央底部から吸引してドロス除去槽へ移送することからなるのが望ましい。
前記溶融金属浴をめっき槽に戻す工程は、ドロスが除去された上澄み液を含む溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことからなるのが好ましい。更に、溶融金属浴をめっき槽に戻す工程は、液面より低い高さを有する鋼帯出側のめっき槽の側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴をからめっき槽に戻すことからなるのが好ましい。
前記めっき槽とドロス除去槽は、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するのが好ましい。めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量は１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下であるのが望ましい。
前記の溶融亜鉛系めっきを行う工程は、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が２００−５００ｍｍになるように側壁と底部壁を配置して溶融亜鉛系めっきを行うことからなるのが好ましい。
第２に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
溶融金属を収容するめっき容器；
該めっき容器の上部に設けられた、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う、めっき槽；
該めっき容器の下部に設けられた、溶融金属中のドロスを除去するドロス除去槽；
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する移送手段；と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためにめっき槽に配設された開口部。
該移送手段はメカニカルポンプであるのが好ましい。さらに、溶融金属を吸引するためのメカニカルポンプの吸引部がめっき槽の中央底部に配設される。
前記の溶融亜鉛系めっき装置は、更に、ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解する溶解手段を有するのが好ましい。
めっき槽に配設された開口部は、ドロス除去槽のドロスを除去した上澄み浴をめっき槽に還流可能に配設されるのが好ましい。
めっき槽が、液面より低い高さを有する鋼帯出側の側壁を有し、該側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴がからめっき槽に戻されるようにしてもよい。
前記めっき槽とドロス除去槽は、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するのが好ましい。メカニカルポンプは１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下の溶融金属浴を移送可能である。
前記めっき槽が側壁と底部壁を有し、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が２００−５００ｍｍであるのが好ましい。また、前記めっき槽はその底部を固定するためのパイプを有し、液抜きの際に該パイプを通して液抜きが行われるようにするのが好ましい。
第３に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程；
めっき領域において鋼帯にめっきを行う工程；
めっき領域の溶融金属浴をドロス除去領域へ移送する工程；
ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。
前記の溶融金属浴をドロス除去領域へ移送する工程は、めっき領域の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送するのが好ましい。
前記の溶融亜鉛系めっき方法は、更に、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御する工程を有するのが望ましい。
めっき領域がＷ１の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がＷ２の溶融金属浴の容量を持つ場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあるのが好ましい。
第４に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去する第１のドロス除去領域と第２のドロス除去領域に分割する工程；
第１のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第１のメカニカルポンプおよびめっき領域に溶融金属浴を戻す堰を配設する工程；
第２のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第２メカニカルポンプおよびめっき領域に溶融金属浴を戻す堰を配設する工程；
めっき領域において鋼帯にめっきを行う工程；
めっき領域の溶融金属浴を第１のメカニカルポンプを用いて第１のドロス除去領域へ移送してドロスを除去する工程；
第２のドロス除去領域におけるメカニカルポンプを停止して第２のドロス除去領域に堆積したドロスをめっき槽外に排出する工程。
第５に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
溶融金属を収容するめっき槽；
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁；
前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプ；と
ドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた堰。
該溶融亜鉛系めっき装置は、更に、めっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を有するのが好ましい。
めっき領域がＷ１の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がＷ２の溶融金属浴の容量を持つ場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあるのが好ましい。
第６に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
溶融金属を収容するめっき槽；
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁；
前記ドロス除去領域は第１のドロス除去領域と第２のドロス除去領域からなり；
第１のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第１のメカニカルポンプ；
第２のドロス除去領域にめっき領域から溶融金属浴を移送する第２のメカニカルポンプ；
第１のドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた第１の堰；と
第２のドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた第２の堰。
第７に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程；
めっき領域においてシンクロールを介して鋼帯に連続してめっきを行う工程；
めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送する工程；
ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。
前記の溶融亜鉛系めっき方法は、更に、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、該加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御する工程を有するのが好ましい。
めっき領域がＷ１の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がＷ２の溶融金属浴の容量を持つ場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあるのが好ましい。
第８に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
溶融金属を収容するめっき槽；
該めっき槽内に配設された、鋼帯を通板・浸漬させるためのシンクロール；
前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する、めっき槽内に配設された仕切壁；
前記めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプ；
ドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴をめっき領域に移送可能とする、前記仕切壁に設けられた堰。
前記の溶融亜鉛系めっき装置は、更に、ドロス除去領域に配設された、めっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を有するのが好ましい。
めっき領域がＷ１の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域がＷ２の溶融金属浴の容量を持つ場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあるのが好ましい。
第９に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
溶融金属を収容するめっき容器内に、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールを配設する工程；
前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽を配設し、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、めっき領域とドロス除去領域とに分割する工程；
前記めっき領域に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程；
前記めっき領域内の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に排出し、前記ドロス除去領域で溶融金属浴中のドロスを除去するする工程；と
前記ドロス除去領域の溶融金属浴を前記めっき領域に戻す工程。
めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されるのが好ましい。
第１０に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
鋼帯が内部を走行するスナウト；
前記スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器；
前記めっき容器の浴中に前記シンクロールを覆うようにめっき槽、及び、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設することによって形成された、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域；と
前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域に排出するとともにドロス除去領域の溶融金属浴をめっき領域に戻すためのメカニカルポンプ。
めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されるのが好ましい。
第１１に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
アルミニウムを０．０５ｗｔ％以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽；
該めっき浴槽に浸漬される鋼帯が内部を走行するスナウト；
めっき浴槽に仕切りを設けて形成された、鋼帯にめっきを施すめっき槽と、ドロスを沈降分離するドロス除去槽；
前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が０．１ｍ以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、また、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯の通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化し、且つ前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環するスナウト清浄化装置。
水力直径＝（流路断面積／流路の濡れ長さ）×４
めっき槽の容積が１０ｍ３以下、ドロス除去槽の容積が１０ｍ３以上であるのが好ましい。
第１２に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
アルミニウムを０．０５ｗｔ％以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を鋼帯にめっきを施すめっき槽とインゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割する工程；
前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が０．１ｍ以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯が通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに、前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環する工程。
水力直径＝（流路断面積／流路の濡れ長さ）×４
めっき槽の容積は１０ｍ３以下、ドロス除去槽の容積は１０ｍ３以上、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量は０．５ｍ３／ｈ以上、５ｍ３／ｈ以下であるのが好ましい。
第１３に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
溶融亜鉛を貯留するとともに、溶融亜鉛を加熱する加熱手段を有する溶融亜鉛槽；
この溶融亜鉛槽内の溶融亜鉛に浸漬され被めっき鋼板が巻き掛けられるシンクロール；と
前記シンクロールを収容するように設けられ、側板と底板とからなり、その上部が開口された容器；
それによって、前記溶融亜鉛槽内に連続的に供給される被めっき鋼板に溶融亜鉛めっきが施される。
前記の溶融亜鉛槽の加熱手段はコアレスの誘導加熱を行なうのが好ましい。
前記容器は、その中を走行する鋼帯、前記シンクロール、およびシンクロールを固定する治具から２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で離隔しているのが望ましい。
前記溶融亜鉛槽の溶融亜鉛に浸漬される鋼帯が前記容器に至るまでの間に、実質的に鋼帯の下面を覆うカバーを有する。
前記容器は、その側板と底板との接合部分が曲面で形成されるのが好ましい。
前記容器は、その底部に溶融亜鉛を排出する排出口を有し、この排出口を介してその中の溶融亜鉛を強制的に溶融亜鉛槽に排出するのが好ましい。
第１４に、本発明は以下の工程からなる溶融亜鉛系めっき方法を提供する：
溶融金属を収容するめっき容器をドロス除去槽と前記ドロス除去槽内に設置されるめっき槽に分割する工程；
めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程；
めっき槽の溶融金属浴を、メカニカルポンプとめっき槽に設けられた第１の開口部における鋼帯の随伴流によってドロス除去槽へと移送する工程；
ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けられた第２の開口部からめっき槽に戻す工程。
めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足し、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量が１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下であるのが好ましい。
第１５に、本発明は以下からなる溶融亜鉛系めっき装置を提供する：
溶融金属を収容するめっき容器；
該めっき容器は溶融金属中のドロスを除去するドロス除去槽と、前記ドロス除去槽内に設置された鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行うめっき槽とからなる；
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する移送手段；
めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽に鋼帯の随伴流による移送を行うためのめっき槽に配設された第１の開口部；
ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためのめっき槽に配設された第２の開口部。
めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するのが好ましい。
最良の形態１
本発明における特徴的な考え方は以下のとおりである。
１）沈澱法でドロスを除去することを基本とする。そのため沈殿槽を大きくする。
２）めっき槽では、ドロスが有害な寸法に成長する前に液を更新する。そのためには、めっき槽はできるだけ小さい方が望ましい。
３）めっき槽への原料亜鉛の供給を固体亜鉛ではなく、液体亜鉛で行う。めっき槽で浴温変動によるドロスの成長促進を防ぐためである。
４）原料亜鉛の供給は、沈殿槽で固体亜鉛（インゴット）を溶解して行う。固体亜鉛溶解部近傍の浴温変動を活用してドロス成長促進を図るためである。沈殿槽では加熱装置の設置が不可欠である。
５）沈殿槽からめっき槽への溶融亜鉛の供給を非常に穏やかな流れを介して行う。トップドロスの発生を抑えるためである。浴面で少しでも大気を巻き込むような流れが発生すると、トップドロスが激しく発生する。沈殿槽とめっき槽を開口部で結び、両者の液位を等しくすると前記条件が満たされる。
６）ドロスを除去した溶融亜鉛の沈殿槽からの排出は、沈殿槽での液面を含む流れが最適である。開口部をできるだけ上部に設けるとこの条件が満たされる。
７）以上の要件を、一つの容器を上部のめっき槽と下部のドロス除去槽に分割して行う。設備の簡素化、これによる操業の安定化、設備費の低減、設置面積の低減などを図るためである。
本発明は、前記の考えに基くものであり、最良の形態１の要旨は以下の通りである。
第１の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器を上部に配設しためっき槽とその下部に配設したドロス除去槽に分割し、めっき槽に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送し、ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、またドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第２の実施の形態は、ドロス除去槽からめっき槽に戻す溶融金属浴がドロスを除去した上澄み浴を含むものであることを特徴とする第１の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第３の実施の形態は、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下とすることを特徴とする第１の実施の形態又は第２の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第４の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なう溶融亜鉛系めっき装置において、前記めっき容器を分割して上部に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行うめっき槽およびその下部に溶融金属中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解するドロス除去槽を配設し、またさらにめっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送するメカニカルポンプ及びドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻す開口部をめっき槽に配設することを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第５の実施の形態は、開口部がドロスを除去した上澄み浴を含む溶融金属浴をめっき槽に還流可能に配設されていることを特徴とする第４の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第６の実施の形態は、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、めっき槽とドロス除去槽がＷ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するとともに、溶融金属浴を移送するメカニカルポンプが１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈの流量の溶融金属浴を移送可能であることを特徴とする第４の実施の形態又は第５の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態１においては、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固相亜鉛（インゴット）の溶解をめっき槽の下部に配設したドロス除去槽で行うので、めっき槽の溶融金属浴（融液）の温度変動が小さくなり、めっき槽におけるドロスの発生を減少できる。
めっき槽のドロスを含む融液をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽に移送するので、ガスリフトポンプに見られるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がない。また、鋼帯の随伴流を利用した融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去槽に移送できる。
ドロス除去槽内では走行する鋼帯により生じる融液の攪拌がないため流れが沈静化され、ドロスが沈澱しやすくなる。またドロス除去槽でインゴットを溶解することによって、局部的な融液温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの沈降分離が促進される。この二つの作用により、ドロス除去槽ではドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去槽でドロスが除去され、清浄化された融液が優先してめっき槽に配設された開口部からめっき槽に戻る。融液の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽とドロス除去槽の融液にはほとんど液面差がない。したがって、融液がめっき槽に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロス除去槽のドロスが除去された上澄み浴を戻すように開口部をできるだけ上部に配設すると、より清浄性に優れる浴面近傍の上澄み浴を優先してめっき槽に戻すことができる。
最良の形態１の装置は、めっき容器を上下に配置しためっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下にすると、めっき槽内において、めっき槽内の融液の流れが淀んだ部分でドロスが堆積することを防止でき、また発生したドロスをドロス除去槽で効率よく除去できるのでより好ましい。
最良の形態１について第１図及び第２図を用いて説明する。第１図は最良の形態１に係る溶融亜鉛系めっき装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。第１図及び第２図において、１はスナウト、２はシンクロール、３は溶融金属浴（融液）、４はめっき容器である。めっき容器４は、鋼帯Ｓにめっきするめっき槽１１と前記めっき槽の下部に配設され、ドロスを沈降分離しインゴット１４を溶解するドロス除去槽１２に分割されている。また、５はメカニカルポンプ、１３はめっき槽１１に配設された開口部である。
鋼帯Ｓは矢印の方向に走行してスナウト１からめっき槽１１に侵入し、シンクロール２で方向転換後、溶融金属浴３から引上げられ、図示しない付着量制御装置でめっき付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施された後、めっき鋼帯となる。
めっき槽１１のドロスを含む融液３は、メカニカルポンプ５を介してドロス除去槽１２に移送され、ドロス除去槽１２でドロスが沈降分離され、融液３は開口部１３を経てめっき槽１１に戻る。メカニカルポンプ５で移送される融液量がめっき槽１１とドロス除去槽１２間の融液３の循環量になる。
ドロス除去槽１２に一対の加熱装置（誘導加熱装置）１５、１６が配設されている。めっき槽１１の融液温度はドロス除去槽１２から戻る融液３の熱とめっき槽１１に侵入する鋼帯Ｓの板温により決まる。
本装置では、めっき槽１１には加熱装置が配設されておらず、めっき槽１１の融液の温度管理をドロス除去槽１２に配設した加熱装置１５、１６で行う。ドロス除去槽１２にインゴット１４を投入した場合、加熱装置１５、１６を適切に稼動させて、開口部１３からめっき槽１１に流入する融液温度を所定温度に保つように制御する。
インゴット１４の溶解をめっき槽１１で行わないのでめっき槽１１の融液３の温度変動が小さくなり、まためっき槽１１の融液３の温度管理をドロス除去槽１１の加熱装置１５、１６で行うので誘導加熱装置から噴射される高温の融液３が鋼帯Ｓに接触することがなくなり、鋼帯Ｓからの鉄の溶出が抑えられ、めっき槽１１におけるドロスの発生自体を低減できる。
めっき槽１１の融液３をドロス除去槽１２に移送するセラミックス製のメカニカルポンプ５がめっき容器４に配設されている。めっき槽１１とドロス除去槽１２が隣接しているので、融液３の移送距離が短く、移送時の融液３の凝固や漏洩の問題を実質的に解消できる。また、めっき槽１１の所要の領域の融液３を必要流量だけ確実にドロス除去槽１２に移送できる。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ（遠心ポンプ）やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去槽１２で、インゴット１４の溶解とボトムドロスの沈降分離を行う。ドロス除去槽１２では、融液３の流れが整流化される。この作用に加えて、インゴット溶解に伴う局部的な融液温度低下とアルミ濃度変化が大きくなり、ドロスの沈降分離が促進される。これにより、ドロスの沈降分離効率が向上する。
ドロス除去槽１２には、ボトムドロスを効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液３の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
インゴット投入部と反対側のめっき槽１１の側壁に、浴面を含む浴面近傍に流路を形成する開口部１３が配設されている。溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄化した浴面近傍の上澄み浴が優先的に開口部１３からめっき槽１１に戻る。融液３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽１１とドロス除去槽１２の融液３にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液３がめっき槽１１に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロスが除去された清浄な融液３がめっき槽１１に戻り、まためっき槽１１で発生するドロス自体も少ないので、めっき槽１１においてドロス堆積を防止する効果が優れる。
第１図の装置において、槽容量、循環流量を変更した場合のめっき槽１１におけるドロス付着による品質欠陥の発生状況について調査した。調査結果を第２図〜第４図に示す。
第２図は、ドロス除去槽１２の容量を２０ｍ３、循環流量を一定の３ｍ３／ｈにして、めっき槽１１の容量を変更して鋼帯Ｓにめっきした場合のドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を示す図である。ドロス付着による品質欠陥の発生状況は、めっき後の鋼帯Ｓの表面を目視観察してドロス付着の程度に応じてインデックス１〜５の５段階に分けて評価した。インデックス１が最も優れ、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯において求められている品質レベルである。
めっき槽１１の容量が１０ｍ３以下ではインデックスが１で品質が良好だが、めっき槽１１の容量が１０ｍ３を超えると、インデックスが大きくなり品質が低下する。めっき槽１１の容量が大きくなる程流れの淀んだ部分が発生しやすくなり、そこにボトムドロスが堆積するためである。めっき槽１１でボトムドロスの堆積を防止するにはめっき槽１１の容量を小さくすることが有効であり、めっき槽１１の容量を１０ｍ３以下にすると、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、循環流量を一定の３ｍ３／ｈにして、ドロス除去槽１２の容量を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。ドロス除去槽１２の大きさは、めっき槽１１の容量の影響を受けるので、めっき槽１１の容量（Ｗ１）をドロス除去槽１２の容量（Ｗ２）で除したパラメータＷ１／Ｗ２を用いてドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を整理した。調査結果を第３図に示す。
Ｗ１／Ｗ２が１．０以下の領域ではインデックスが１で品質が良好だが、Ｗ１／Ｗ２が１．０を超えるとインデックスが大きくなり品質が低下している。Ｗ１／Ｗ２を１．０以下にすることによって、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、めっき槽１１、ドロス除去槽１２の容量をそれぞれ一定の５ｍ３、２０ｍ３にして、循環流量を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。調査結果を第４図に示す。
循環流量が多い場合、ドロス除去槽１２でドロスの沈降分離が不十分なためにめっき槽１１に混入したと考えれる欠陥が発生した。ドロス除去槽１２では、問題となるドロスの沈降時間を考慮してドロスの沈降時間以上の滞留時間を確保することが重要である。前記欠陥は循環流量の減少と共に減少し、循環流量が１０ｍ３／ｈ以下になると品質に問題の無い製品を製造することが可能になる。しかし、循環流量がさらに減少して１ｍ３／ｈを下回るようになると、ドロスがめっき槽１１からドロス除去槽１２に排出されないでめっき槽１１内にとどまるため、逆にインデックスが大きくなり品質が低下するようになる。高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するには、循環流量を１ｍ３以上１０ｍ３以下にする必要がある。
実施例
本実施例では、第１図に示した装置において、めっき容器４の深さを２ｍ、めっき槽１１の容量を５ｍ３、ドロス除去槽１２の容量を２０ｍ３とした。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね１時間あたり１ｍ程度である。めっき容器４の深さが２ｍなので、ドロス除去槽１２では２時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が１０ｍ３以下であれば滞留時間が２時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が１ｍ３／ｈを下回ると、めっき槽１１のドロスがめっき槽１１にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を５ｍ３／ｈに設定した。
前記装置を用いて鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、従来生産量の２％程度の発生量であっためっき鋼帯のドロス欠陥の発生が皆無になり、ドロス付着による問題が全く無くなった。
最良の形態１によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき槽で堆積することを防止するとともに、めっき槽の下部に配置したドロス除去槽でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。最良の形態１によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態１の装置は、めっき容器を上下に配置しためっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題も解消できる。融液３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽１１とドロス除去槽１２の融液３にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液３がめっき槽１１に戻った際にトップドロスが発生することがない。
最良の形態１では、ドロスを沈降分離する領域が小さくて済むので、めっき容器全体を小型化できる。そのため、既存設備を改造して、最良の形態１を実施することも容易である。
最良の形態２
第１の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器を上部に配設した分割可能なめっき槽とその下部に配設したドロス除去槽に分割し、めっき槽に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送し、ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、またドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第２の実施の形態は、めっき槽の溶融金属浴をめっき槽の中央底部から吸引してドロス除去槽へ移送することを特徴とする第１の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第３の実施の形態は、ドロス除去槽からめっき槽に戻す溶融金属浴がドロスを除去した上澄み浴を含むものであることを特徴とする第１の実施の形態又は第２の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第４の実施の形態は、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下とすることを特徴とする第１の実施の形態乃至第３の実施の形態の何れかに記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第５の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なう溶融亜鉛系めっき装置において、前記めっき容器を分割して上部その下部に溶融金属中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解するドロス除去槽を配設し、まためっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽へ移送するメカニカルポンプ及びドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻す開口部をめっき槽に配設することを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第６の実施の形態は、メカニカルポンプの溶融金属の吸引部をめっき槽の中央底部に配設することを特徴とする第５の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第７の実施の形態は、開口部がドロス除去槽のドロスを除去した上澄み浴をめっき槽に還流可能に配設されていることを特徴とする第５の実施の形態又は第６の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第８の実施の形態は、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、めっき槽とドロス除去槽がＷ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するとともに、溶融金属浴を移送するメカニカルポンプが１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈの流量の溶融金属浴を移送可能であることを特徴とする第５の実施の形態乃至第７の実施の形態の何れかに記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態２においては、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固相亜鉛（インゴット）の溶解をめっき槽の下部に配設したドロス除去槽で行うので、めっき槽の溶融金属浴（融液）の温度変動が小さくなり、めっき槽におけるドロスの発生を減少できる。
また、めっき槽がめっき容器の上部に配設されているので、めっき容器の耐火物近傍に発生するような低温度領域が、めっき槽内で発生しなくなるため、ボトムドロスの発生量を低減する効果もある。
めっき槽のドロスを含む融液はメカニカルポンプを用いてドロス除去槽に移送するので、ガスリフトポンプに見られるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がない。また、鋼帯の随伴流を利用した融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去槽に移送できる。ドロス濃度の高い場所の融液を確実にドロス除去槽に移送するには、めっき槽の中央底部の融液を吸引してドロス除去槽へ移送することがより好ましい。
ドロス除去槽内では、走行する鋼帯により生じる融液の攪拌がないため流れが沈静化され、ドロスが沈澱しやすくなる。またドロス除去槽でインゴットを溶解することによって、局部的な融液温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの沈降分離が促進される。この二つの作用により、ドロス除去槽ではドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去槽でドロスが除去され、清浄化された融液が優先してめっき槽に配設された開口部からめっき槽に戻る。融液の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽とドロス除去槽の融液にはほとんど液面差がない。したがって、融液がめっき槽に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロス除去槽のドロスが除去された上澄み浴を戻すように開口部をできるだけ上部に配設すると、より清浄性に優れる浴面近傍の上澄み浴を優先してめっき槽に戻すことができる。
最良の形態２において、使用するめっき槽は概ね１０ｍ３程度であるため、ステンレスで装置を製作した場合には、溶接部の焼きなましが出来ずに、めっき容器に沈めた時に、熱歪みを生じることがあり、めっき槽の変形がひどい場合には、めっき槽をめっき容器から取出すことが不可能になる。まためっき槽の底に穴が無い場合、めっき槽をめっき容器に沈めるにはめっき槽に溶融亜鉛をポンプで供給しなくてはならないため、作業が煩雑になる。そこで、めっき槽を分割できる構造にすることによって、めっき槽をめっき容器へ容易に出し入れできるようになる。熱歪みによりめっき槽が変形を発生した場合にも、分割してあるため、めっき槽をめっき容器内からの取出しも容易になり、操業面からも簡便な装置になる。
最良の形態２の装置は、めっき容器を上下に配置しためっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下にすると、めっき槽内において、めっき槽内の融液の流れが淀んだ部分でドロスが堆積することを防止でき、また発生したドロスをドロス除去槽で効率よく除去できるのでより好ましい。
以下、本発明においてめっき槽内においてドロスの堆積を防止できる作用について、めっき槽内の融液の流れの解析に基いて説明する。
めっき槽内では、第７図に示すように、鋼帯Ｓがシンクロール１０２に接触する部分で、鋼帯Ｓとシンクロール１０２に随伴された流れの行き場所がなくなるため、横方向（ロール胴長方向）への強い流れが発生する。また、シンクロール１０２で方向転換後の鋼帯Ｓに随伴された上昇流れが発生する。
従来のめっき槽では容積が大きいために、これらの流れがロール端部やめっき槽の側壁で減衰するため、前記領域でドロスが沈降して堆積する。しかし、めっき槽を現状よりも小さくした場合、第８図に示すように、これらの流れが減衰しないで、ロール胴長方向の流れはめっき槽の側壁に衝突後、一部はめっき槽底部中央に向う活性化した流れ（第８図の流れａ）になり、また、シンクロール１０２で方向転換後の鋼帯Ｓに随伴された上昇流れは、一部浴面で反転後めっき槽の側壁に沿った下降流れとなり、さらにめっき槽底部中央に向う活性化した流れ（第８図の流れｂ）になる。これらの活性化した流れによって、めっき槽内でドロスが沈降、堆積しなくなる。
溶融亜鉛系めっきを行う際の鋼帯の寸法や通板速度は常に一定とは限らない。例えば、直火加熱炉を備えた焼鈍炉で鋼帯を加熱する場合、鋼帯板厚が厚くなると、加熱時間がかかるため低速になり、また、板幅が狭くなると直火加熱炉における加熱効率が低下して、加熱炉の排ガス温度が上昇するためにやはり低速になる。
また、本発明者等による実験結果から以下のことが判明した。鋼帯が低速で通板される場合、第９図に示すように、前記活性化した流れ（流れａ、ｂ）の部分からドロスを板幅中央部のめっき槽底部に掻き集める流れが強くなり、掻き集められたドロスがめっき槽の中央底部（領域ｃ）に堆積しやすくなる。通板速度が上昇すると、堆積したドロスが舞上る。すなわち、通板する板幅が広くなり又は板厚が薄くなって通板速度が上昇した場合、その初期に鋼帯にドロス付着が発生しやすくなる。めっき槽の中央底部の融液をポンプで吸引してめっき槽の外に移送すると、低速通板した場合における領域ｃのドロスの堆積を確実に防止できるようになる。
最良の形態２について第１０図、第１１図を用いて説明する。第１０図は最良の形態２に係る溶融亜鉛系めっき装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、第１１図は第１０図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。第１０図、第１１図において、１０１はスナウト、１０２はシンクロール、１０３は溶融金属浴（融液）、１０４はめっき容器である。めっき容器１０４は、鋼帯Ｓにめっきするめっき槽１１１と前記めっき槽の下部に配設され、ドロスを沈降分離しインゴット１１４を溶解するドロス除去槽１１２に分割されている。また、１０５はメカニカルポンプ、１１３はめっき槽１１１に配設された開口部である。めっき槽１１１は分割可能なめっき槽部材１１１ａとめっき槽部材１１１ｂから構成されており、第１１図に示すように、流れ止め治具１１７によって、めっき容器１０４に着脱可能に取り付けられている。
めっき槽１１１をめっき容器１０４に設置する場合、先ずめっき槽部材１１１ａを流れ止め冶具１１７でめっき容器１０４に固定し、次いでめっき槽部材１１１ｂの底部をめっき槽部材１１１ａの底部上に載せ、また両部材の側壁の当接部１１８の隙間がほとんどなくなるようにめっき槽部材１１１ｂの水平方向の位置を調整した後、めっき槽部材１１１ｂを流れ止め冶具１１７でめっき容器１０４に固定する。めっき槽１１１をこのように配設することによって、めっき槽部材１１１ａとめっき槽部材１１１ｂの接合部を通るめっき槽１１１とドロス除去槽１１２間の融液１０３の移動が実質的に起こらなくなり、めっき槽１１１を１つの槽として使用できる。
本装置では、めっき槽部材１１１ｂの底部は、その先端がめっき槽部材１１１ａの傾斜面に近接配置した構造になっている。この部分では鋼帯Ｓによる随伴流れの影響が弱いので、めっき槽部材１１１ａと１１１ｂが熱歪みにより変形し、両者の底部間に隙間ができてめっき槽１１１とドロス除去槽１１２が連通するようになっても、めっき槽１１１とドロス除去槽１１２の融液１０３がこの連通部を通って移動することがない。
めっき槽１１１をめっき容器１０４から取り外す場合、先ずめっき槽部材１１１ｂを取り外し、次いでめっき槽部材１１１ａを取り外す。めっき槽１１１が熱歪みにより変形しても、分割して、めっき容器１０４から容易に取出すことができる。
前記装置において、鋼帯Ｓは矢印の方向に走行してスナウト１０１からめっき槽１１１に浸漬され、シンクロール１０２で方向転換後、溶融金属浴１０３から引上げられ、図示しない付着量制御装置でめっき付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施された後、めっき鋼帯となる。
めっき槽１１１のドロスを含む融液１０３は、メカニカルポンプ１０５を介してドロス除去槽１１２に移送され、ドロス除去槽１１２でドロスが沈降分離され、融液１０３は開口部１１３を経てめっき槽１１１に戻る。メカニカルポンプ１０５で移送される融液量がめっき槽１１１とドロス除去槽１１２間の融液１０３の循環量になる。
本装置では、めっき槽１１１には加熱装置が配設されておらず、めっき槽１１１の融液の温度管理をドロス除去槽１１２に配設した加熱装置（誘導加熱装置）１１５、１１６、および通板される鋼帯温度を調整して行う。ドロス除去槽１１２にインゴット１１４を投入した場合、加熱装置１１５、１１６を適切に稼動させて、開口部１１３からめっき槽１１１に流入する融液温度を所定温度に保つように制御する。
インゴット１１４の溶解をめっき槽１１１で行わないのでめっき槽１１１の融液１０３の温度変動が小さくなり、まためっき槽１１１の融液１０３の温度管理をドロス除去槽１１２の加熱装置１１５、１１６で行うので加熱装置１１５、１１６から噴射される高温の融液１０３が鋼帯Ｓに接触することがなくなり、鋼帯Ｓからの鉄の溶出が抑えられ、めっき槽１１１におけるドロスの発生自体を低減できる。
また、めっき槽１１１をめっき容器１０４内に吊るす構造になっているので、めっき容器１０４の底部の耐火物近傍に発生する低温度領域が、めっき槽１１１内では発生することがないため、ボトムドロスの発生量を低減する効果もある。
めっき槽１１１のスナウト１０１下部の融液１０３をドロス除去槽１１２のインゴット１１４投入部側に移送するセラミックス製のメカニカルポンプ１０５がめっき容器１０４に配設されている。めっき槽１１１とドロス除去槽１１２が隣接しているので、融液１０３の移送距離が短く、移送時の融液１０３の凝固や漏洩の問題を実質的に解消できる。また、めっき槽１１１にある融液１０３を必要流量だけ確実にドロス除去槽１１２に移送できる。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ（遠心ポンプ）やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去槽１１２で、インゴット１１４の溶解とボトムドロスの沈降分離を行う。ドロス除去槽１１２では、走行する鋼帯Ｓにより生じる融液１０３の攪拌がないので、融液１０３の流れが整流化される。この作用に加えて、インゴット溶解に伴う局部的な融液温度低下とアルミ濃度変化が大きくなり、ドロスの沈降分離が促進される。これにより、ドロスの沈降分離効率が向上する。
ドロス除去槽１１２には、ボトムドロスを効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液１０３の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
インゴット投入部と反対側のめっき槽１１１の側壁に、第１１図に示すように、浴面を含む浴面近傍に流路を形成する開口部１１３が配設されている。溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄化した浴面近傍の上澄み浴が優先的に開口部１１３からめっき槽１１１に戻る。融液１０３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽１１１とドロス除去槽１１２の融液１０３にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液１０３がめっき槽１１１に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロスが除去された清浄な融液１０３がめっき槽１１１に戻り、まためっき槽１１１で発生するドロス自体も少ないので、めっき槽１１１においてドロス堆積を防止する効果が優れる。
第１０図の装置において、槽容量、循環流量を変更した場合のめっき槽１１１におけるドロス付着による品質欠陥の発生状況について調査した。調査結果を第１２図〜第１４図に示す。
第１２図は、ドロス除去槽１１２の容量を２０ｍ３、循環流量を一定の３ｍ３／ｈにして、めっき槽１１１の容量を変更して鋼帯Ｓにめっきした場合のドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を示す図である。ドロス付着による品質欠陥の発生状況は、めっき後の鋼帯Ｓの表面を目視観察してドロス付着の程度に応じてインデックス１〜５の５段階に分けて評価した。インデックス１が最も優れ、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯において求められている品質レベルである。
めっき槽１１１の容量が１０ｍ３以下ではインデックスが１で品質が良好だが、めっき槽１１１の容量が１０ｍ３を超えると、インデックスが大きくなり品質が低下する。めっき槽１１１の容量が大きくなる程流れの淀んだ部分が発生しやすくなり、そこにボトムドロスが堆積するためである。めっき槽１１１でボトムドロスの堆積を防止するにはめっき槽１１１の容量を小さくすることが有効であり、めっき槽１１１の容量を１０ｍ３以下にすると、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、循環流量を一定の３ｍ３／ｈにして、ドロス除去槽１１２の容量を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。ドロス除去槽１１２の大きさは、めっき槽１１１の容量の影響を受けるので、めっき槽１１１の容量（Ｗ１）をドロス除去槽１１２の容量（Ｗ２）で除したパラメータＷ１／Ｗ２を用いてドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を整理した。調査結果を第１３図に示す。
Ｗ１／Ｗ２が１．０以下の領域ではインデックスが１で品質が良好だが、Ｗ１／Ｗ２が１．０を超えるとインデックスが大きくなり品質が低下している。Ｗ１／Ｗ２を１．０以下にすることによって、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、めっき槽１１１、ドロス除去槽１１２の容量をそれぞれ一定の５ｍ３、２０ｍ３にして、循環流量を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。調査結果を第１４図に示す。
循環流量が多い場合、ドロス除去槽１１２でドロスの沈降分離が不十分なためにめっき槽１１１に混入したと考えられる欠陥が発生した。ドロス除去槽１１２では、問題となるドロスの沈降時間を考慮してドロスの沈降時間以上の滞留時間を確保することが重要である。前記欠陥は循環流量の減少と共に減少し、循環流量が１０ｍ３／ｈ以下になると品質に問題の無い製品を製造することが可能になる。しかし、循環流量がさらに減少して１ｍ３／ｈを下回るようになると、ドロスがめっき槽１１１からドロス除去槽１１２に排出されないでめっき槽１１１内にとどまるため、逆にインデックスが大きくなり品質が低下するようになる。高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するには、循環流量を１ｍ３以上１０ｍ３以下にする必要がある。
次に、本発明の別の実施の形態について、第１５図を用いて説明する。第１５図は、第１０図〜第１１図示した装置におけるメカニカルポンプ１０５の吸込み口をめっき槽１１１の中央底部に設けた溶融亜鉛系めっき装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
本装置では、めっき槽１１１のドロスを含む融液１０３は、めっき槽１１１の中央底部に吸込み口１１９を設けたメカニカルポンプ１０５を介してドロス除去槽１１２に移送される。鋼帯幅が狭く、鋼帯通板速度が低速になっても、めっき槽１１１の底部中央部におけるドロスの堆積を防止する効果が優れるので、鋼帯幅が広くなり、あるいは鋼帯通板速度が高速になった場合、その初期におけるドロス付着を防止する効果がより優れる。
（実施例１）
第１０図に示した装置において、めっき容器１０４の深さを２．５ｍ、めっき槽１１１の容量を１０ｍ３、ドロス除去槽１１２の容量を３０ｍ３とした。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね１時間あたり１ｍ程度である。めっき容器１０４の深さが２．５ｍなので、ドロス除去槽１１２では２．５時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が１２ｍ３／ｈ以下であれば滞留時間が２．５時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が１ｍ３／ｈを下回ると、めっき槽１１１のドロスがめっき槽１１１にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を５ｍ３／ｈに設定した。
前記装置を用いて鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、従来生産量の２％程度の発生量であっためっき鋼帯のドロス欠陥の発生が皆無になり、ドロス付着による問題が全く無くなった。
（実施例２）
第１５図に示した装置において、実施例１と同様の容量、寸法のめっき容器１０４、めっき槽１１１を使用し、実施例１と同様、融液の循環流量を５ｍ３／ｈに設定して、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、従来生産量の２％程度の発生量であっためっき鋼帯のドロス欠陥の発生が皆無になり、ドロス付着による問題が全く無く、通板速度を従来の１００ｍ／ｍｉｎから１４０ｍ／ｍｉｎに増速可能になった。
最良の形態２によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき槽で堆積することを防止するとともに、めっき槽の下部に配置したドロス除去槽でドロスを効率よく除去できる。また、融液の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽とドロス除去槽の融液にはほとんど液面差が生じず、融液がめっき槽に戻った際にトップドロスが発生することがない。そのため、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。最良の形態２によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態２の装置は、めっき容器を上下に配置しためっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題も解消できる。
最良の形態２では、ドロスを沈降分離する領域が小さくて済むので、めっき容器全体を小型化できる。そのため、既存設備を改造して、本発明を実施することも容易である。
最良の形態３
最良の形態３の要旨は以下の通りである。
第１の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき槽に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割して、めっき領域において鋼帯にめっきを行い、まためっき領域の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送し、ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴を同一浴面のめっき領域に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第２の実施の形態は、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御することを特徴とする第１の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第３の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあることを特徴とする第１の実施の形態又は第２の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第４の実施の形態は、めっき槽内に設けた仕切壁によって、めっき槽をめっき領域と２ケ所のドロス除去領域に分割するとともに、それぞれのドロス除去領域についてめっき領域から溶融金属浴を移送するメカニカルポンプおよびめっき領域に溶融金属浴を戻す堰を配設し、一方のドロス除去領域側に配設したメカニカルポンプでめっき領域の溶融金属浴を一方のドロス除去領域に移送してドロスを除去し、他方のドロス除去領域側に配設したメカニカルポンプを停止して他方のドロス除去領域に堆積したドロスをめっき槽外に除去することを特徴とする第１の実施の形態乃至第３の実施の形態のいずれかの発明に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第５の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき槽に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なう溶融亜鉛系めっき装置において、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解するドロス除去領域に分割する仕切壁をめっき槽内に配設し、さらに前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプを配設し、また前記仕切壁はドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴を同一浴面のめっき領域に移送可能とする堰を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第６の実施の形態は、ドロス除去領域にめっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を配設したことを特徴とする第５の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第７の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあることを特徴とする第５の実施の形態又は第６の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第８の実施の形態は、めっき槽内に仕切壁を配設してめっき槽をめっき領域と２ケ所のドロス除去領域に分割するとともに、それぞれのドロス除去領域についてめっき領域からドロス除去領域に溶融金属浴を移送するメカニカルポンプを配設し、またそれぞれのドロス除去領域からめっき領域に溶融金属浴を戻す堰をそれぞれのドロス除去領域とめっき領域を分割する仕切壁に備えることを特徴とする第５の実施の形態乃至第７の実施の形態のいずれかに記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態３においては、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固体亜鉛（インゴット）の溶解をドロス除去領域で行い、めっき領域にはドロス除去領域から液体亜鉛として供給されるので、めっき領域の溶融金属浴（以下、融液）の温度変動が小さくなり、めっき領域におけるドロスの発生、成長が防止される。
めっき領域のドロスを含む融液をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に移送するので、ガスリフトポンプにみられるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がなく、また鋼帯の随伴流にみられる融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去領域に移送できる。
ドロス除去領域はめっき領域と仕切壁で分離されており、ドロス除去領域内では走向する鋼帯より生じる融液の攪拌がないため流れが沈静化され、ドロスが沈降しやすくなる。またドロス除去領域でインゴットを溶解することによって局部的な融液温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの成長が促進される。この二つの作用により、ドロス除去領域では、ドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去領域でドロスが除去された上澄み浴が仕切壁に配設された堰を経て優先してめっき領域に戻る。ドロス除去領域とめっき領域の液位が等しいので、前記上澄み浴が戻る際にめっき領域でトップドロスが発生することがない。
ドロス除去領域とめっき領域が仕切壁で分離されているだけの簡易な設備で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
最良の形態３においては、ドロス除去領域に配設した加熱装置を用いてめっき領域の融液温度の制御を行う。めっき領域に加熱装置を備える場合、この加熱装置を用いてめっき領域における融液の温度が一定になるように補償する低出力の加熱を行うだけにすることが望ましい。めっき領域では、高温の融液が鋼帯に接触することがなくなるので、鋼帯から鉄の溶出が抑えられ、ボトムドロスの発生自体を低減できるので、めっき領域におけるドロスの堆積を防止する効果をより向上できる。
ドロス除去領域に２基以上の加熱装置を配設した場合、加熱装置全体を１つのグループにしてめっき領域の融液温度を制御してもよいが、加熱装置を２つのグループに分け、一方のプループの加熱装置を用いてめっき領域の融液温度を制御し、他方のグループの加熱装置を用いてドロス除去領域のインゴット溶解部近傍の融液温度を制御することによって、めっき槽全体のより合理的な加熱を行ってもよい。
めっき領域におけるメカニカルポンプの吸い込み部をめっき領域の底部から５００ｍｍ以下に配設した場合、ドロス濃度が高くめっき槽内でドロスが堆積しやすい領域の融液を優先してドロス除去領域に移送できるので、めっき領域においてドロスの堆積を防止する効果をより向上できる。
仕切壁の堰を浴面下５００ｍｍ以内に配設することによって、清浄性に優れた浴面近傍の融液を優先的にめっき領域に戻すことができるので、めっき領域における融液の清浄性がより向上する。前記堰は、溝状流路のような浅い堰にすることが最も好ましい。
めっき領域及びドロス除去領域の融液の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２以上になると、ドロス除去領域においてドロスを除去する効果をより向上できる。しかし、Ｗ１／Ｗ２が５を上回ると、ドロスを除去する効果が飽和し、逆にめっき領域の容量が大きくなり、設備費や溶融金属量が増大するので、Ｗ１／Ｗ２は０．２〜５の範囲内にあることが望ましい。
めっき槽内に２ケ所のドロス除去領域を配設し、一方のドロス除去領域にめっき領域の融液を移送してドロスを除去する間に、他方のドロス除去領域で堆積したドロスをめっき槽外に搬出することによって、めっき作業を停止することなくまためっき部に品質影響を与えることなく堆積したドロスをめっき槽の外に取り出すことができる。
最良の形態３について第１６図及び第１７図を用いて説明する。第１６図は最良の形態３係る溶融亜鉛系めっき装置の平面図、第１７図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ第１６図のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面の矢視図（拡大図）を示す。第１６図及び第１７図において、２０１はスナウト、２０２はシンクロール、２０３は溶融金属浴（融液）、２０４はめっき槽、２０５はめっき領域、２０６はドロス除去領域、２０７は堰、２１０はメカニカルポンプである。
鋼帯Ｓは矢印の方向に走行してスナウト２０１からめっき領域２０５に侵入し、シンクロール２０２で方向転換後、溶融金属浴２０３から引上げられ、図示しない付着量制御装置でめっき付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施された後、めっき鋼帯となる。また、めっき領域２０５のドロスを含む融液２０３は、メカニカルポンプ２１０を介してドロス除去領域２０６に移送され、ドロス除去領域２０６でドロスが沈降分離され、次いで融液２０３は堰２０７を経てめっき領域２０５に戻る。
めっき槽２０４は、めっき槽２０４内に設置された仕切壁２２０によって、鋼帯Ｓにめっきするめっき領域２０５とドロスを沈降分離しインゴット２１３を溶解するドロス除去領域２０６に分割されている。
めっき領域２０５には一対の加熱装置２３１、温度計２４１が配設され、ドロス除去領域２０６にはインゴット２１３の投入部付近に加熱装置２３２が配設されている。加熱装置２３１、２３２は何れも誘導加熱装置である。
めっき領域２０５の融液温度を一定にするように一対の加熱装置２３１で加熱制御するが、インゴット２１３の溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液２０３の加熱は、めっき領域２０５の温度計２４１で検出した温度が所定の温度になるように、制御装置２３６を介してドロス除去領域２０６の加熱装置２３２で加熱制御する。鋼帯Ｓに付着して持ち去られる亜鉛の溶解をめっき領域２０５で行わないのでめっき領域２０５の融液２０３の温度変動を小さくでき、また加熱装置２３１から噴射される高温の融液２０３が鋼帯Ｓに接触することがなくなるので鋼帯Ｓからの鉄の溶出が抑えられ、ボトムドロスの発生自体を低減できる。
めっき領域２０５とドロス除去領域２０６の間にめっき領域２０５の融液２０３をドロス除去領域２０６に移送するセラミックス製のメカニカルポンプ２１０を配設している。ポンプの吸い込み口２１１はめっき領域の底部から５００ｍｍ以下に配設することが好ましい。第１６図の装置ではめっき槽２０４の底部に近接して配設されている。吸い込み口２１１の幅はシンクロール２０２の軸長より４００ｍｍ長い。これによりロール端にドロスが堆積するのを防止する。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ（遠心ポンプ）やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
めっき領域２０５とドロス除去領域２０６は仕切壁２２０で隔てられているだけなので、融液２０３の移送距離が極短くなり、融液移送時の融液２０３の凝固や漏洩の問題を解消できる。融液２０３の汲み上げ高さを高くすると融液２０３が落下時に浴面を攪拌してトップドロス（酸化亜鉛）を大量に生成する。これを防止するにはポンプの汲み上げ高さをできるだけ低くすることが必要である。
第１６図の装置では、ポンプの吐出口２１２はドロス除去領域２０６内の浴面近傍に設けられているので、浴面の攪拌によるトップドロスの生成を防止できる。また、融液２０３の移送経路が実質的に槽外に配設されていないので、融液移送時の融液２０３の凝固、漏洩の問題もない。
ドロス除去領域２０６では、インゴット２１３の溶解とボトムドロス２１４の沈降分離が行われる。ドロス除去領域２０６には、インゴット２１３を効率よく溶解し、ボトムドロス２１４を沈降分離するために、仕切壁２２１、２２２が配設されている。
仕切壁２２１、２２２によって、ドロス除去領域２０６の融液２０３の流れが整流化される。これによりドロスの沈降分離効率が向上する。この作用に加えて、インゴット溶解に伴う局部的な融液温度低下とアルミ濃度の変化が大きくなり、ドロスの沈降分離が促進される。
仕切壁２２２に設ける堰２０７は浴面下５００ｍｍ以内に配設することが好ましい。第１６図の装置では、堰２０７は浴面近傍に設けられている。溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄度の高い浴面近傍の上澄み浴が優先的に堰２０７からオーバーフローしてめっき領域２０５に戻る。融液２０３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき領域２０５とドロス除去領域２０６の融液２０３にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液２０３がめっき領域２０５に戻った際にトップドロスが発生することがない。
本発明おいてドロス除去領域とめっき領域が同一浴面であるというのは、両者の浴面が同一の場合だけでなく、液面差があってもドロス除去領域２０６の融液２０３がめっき領域２０５に戻る際に品質の劣化を伴うトップドロスの発生を伴わない場合を含んでいる。また、気体を混入することなく液体で充填された状態で移送されるものを含んでいる。
第１６図の装置において、めっき領域２０５は容量１５ｍ３、深さ２ｍで、ドロス除去領域２０６は容量１２ｍ３、深さ２ｍである。第１６図の装置では、ポンプで移送される融液量が循環流量になる。除去目標のドロスの沈降速度が１時間あたり１ｍであるので、ドロス除去領域２０６内における融液２０３中のドロスの沈降分離に必要な滞留時間を２時間として、循環量は６ｍ３／ｈであれば問題ないが、第１６図の装置ではドロス除去領域２０６内の流れが完全な整流になっていないので、ドロスの沈降に要する時間を前記時間の２倍と見積もり、滞留時間を４時間とした。よって、第１６図の装置では、循環流量は３ｍ３／ｈに設定されている。
第１６図の装置では、めっき領域２０５の容量がドロス除去領域２０６の容量よりも大きいが、めっき領域２０５の容量はできるだけ小さい方が望ましい。めっき領域２０５の容量を小さくしてもドロス除去領域２０６の容量を小さくしない方が好ましい。ドロス除去領域２０６をめっき領域２０５より大幅に大きくすると、循環流量を大きくしてもドロス除去領域２０６で所要のドロス除去を行うことができる。循環流量を大きくすることによって、めっき領域２０５の攪拌が十分に行われるようになるので、めっき領域２０５でドロスの堆積を防止する作用が向上する。またドロス除去領域２０６の容量を大きくすることにより、ドロス除去領域２０６でのドロス沈降分離作用が向上する。
めっき領域２０５及びドロス除去領域２０６の融液をそれぞれＷ１とＷ２にした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にすることが好ましい。
本発明の別の実施の形態について、第１８図〜第２１図に示す溶融亜鉛系めっき装置を用いて説明する。なお、以下の図において、説明済みの第１６図、第１７図に示された部分と同じ部分には同じ符号を付してある。また、融液を移送するメカニカルポンプは第１６図、第１７図の装置の場合と同様の吸い込み口、吐出口を備えるメカニカルポンプであり、加熱装置は誘導加熱装置である。
第１８図に示す装置では、めっき槽２０４内に設置された仕切壁２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃによって、めっき槽２０４がめっき領域２０５とドロス除去領域２０６に分割されている。ドロス除去領域２２０内には、融液の流れを整流化するための２２２ｂ、２２２ｃが設置されている。めっき領域２０５に加熱装置２３１が配設され、ドロス除去領域２０６に、インゴット溶解部近傍に加熱装置２３２及びめっき槽２０４の両側壁２０４ｂに加熱装置２３３ａ、２３３ｂが配設されている。めっき領域２０５には温度計２４１、ドロス除去領域２０６には温度計２４２が配設されている。
第１６図、第１７図の装置の場合と同様、めっき領域２０５の融液温度を一定にするのは加熱装置２３１で負担し、インゴット溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液２０３の加熱はドロス除去領域２０６の加熱装置２３２、２３３ａ、２３３ｂで制御する。インゴット溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液の加熱については、温度計２４１で検出しためっき領域２０５の融液温度に基いて、制御装置２３６で加熱装置２３２、２３３ａ、２３３ｂを１グループとして各加熱装置の出力を制御してもよいし、加熱装置２３３ａと２３３ｂを第１グループ、加熱装置２３２を第２グループとし、温度計２４１で検出しためっき領域２０５の融液温度に基いて制御装置２３６で第１グループの加熱装置２３３ａと２３３ｂの出力を制御し、温度計２４２で検出したドロス除去領域２０６の融液温度に基いて第２グループの加熱装置２３２の出力を調整してもよい。後者のように加熱制御することによって、めっき領域２０５における操業に影響を与えないで、ドロス除去領域２０６におけるドロスの沈降を促進できる等、めっき槽２０４の融液のより合理的な加熱を行うことができる。
めっき領域２０５から移送された融液は、メカニカルポンプ２１０を介してドロス除去領域２０６に移送され、第１８図の矢印に示すようにドロス除去領域２０６内を流れる間に、ドロスが沈降分離される。ドロスを沈降分離後の上澄み浴は、仕切壁２２０ｂ、２２０ｃのめっき槽２０４の側壁２０４ｃ寄りの浴面近傍に設けられた堰２０７を経てめっき領域２０５に戻る。
第１８図の装置では、めっき領域２０５の三方を包むようにドロス除去領域２０６を設置することによって、ドロス除去領域２０６の容量を大きくしてドロスの沈降分離時間を長くするとともにめっき領域２０５の加熱装置２３１による加熱をさらに低下することができる。したがって、めっき領域２０５におけるドロスの発生をより低減でき、またドロス除去領域２０６におけるドロスの沈降分離をより向上できる。本装置はボトムドロスの沈降分離を優先する必要がある場合に有効である。
第１９図の装置では、めっき槽２０４がめっき領域２０５と２ケ所のドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂに分割され、めっき領域２０５と各ドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂ間には、それぞれ融液循環手段が配設されている。すなわち、めっき槽２０４は、槽内に設置された複数の仕切壁２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２４によって、めっき領域２０５とドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂに分割されている。ドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂには、それぞれメカニカルポンプ２１０ａ、２１０ｂを介してめっき領域２０５から融液が移送できるようになっている。ドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂでは、それぞれインゴット２１３を溶解でき、メカニカルポンプ２１０ａ、２１０ｂで移送された融液がショートカット流れにならないように、ドロス除去領域２０６ｂ、２０６ｃ内に鉤型の仕切壁２２２ｄ、２２２ｅが設置されている。また、仕切壁２２０ｂ、２２０ｃのめっき槽２０４の側壁２０４ｃ寄りの浴面近傍に堰２０７ａ、２０７ｂが配設されている。
めっき領域２０５に加熱装置２３１が配設され、ドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂのインゴット溶解部近傍にそれぞれ加熱装置２３２ａ、２３２ｂが配設されている。めっき領域２０５には温度計２４１、ドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂには、それぞれ温度計２４２ａ、２４２ｂが配設されている。制御装置２３６は、温度計２４１で検出しためっき領域２０５の融液温度に基いて加熱装置２３２ａ又は２３２ｂを用いてインゴット溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液２０３の加熱制御すること、またドロス除去領域２０６に配設した温度計２４２ａ又は２４２ｂで検出したドロス除去領域２０６の融液温度に基いて、加熱装置２３２ａ又は２３２ｂを用いて、それぞれドロス除去領域２０６ａ又は２０６ｂの融液温度を制御することが自在になっている。
めっき領域２０５から移送された融液は、メカニカルポンプ２１０ａ又は２１０ｂを介して、それぞれドロス除去領域２０６ａ又は２０６ｂに移送され、第１９図の矢印に示すように、融液がドロス除去領域２０６ａ又は２０６ｂ内を流れる間に、ドロスが沈降分離する。ドロスを沈降分離後の上澄み浴は、仕切壁２２０ｂ又は２２０ｃのめっき槽２０４の側壁２０４ｃ寄りの浴面近傍に設けた堰２０７ａ、２０７ｂを経てめっき領域２０５に戻る。
連続してめっき作業を行うと、メカニカルポンプを用いて融液を循環しているドロス除去領域内にボトムドロスが堆積するので、堆積したボトムドロスをめっき槽２０４の槽外に取り出す必要がある。堆積したドロスを取り出すためにめっき作業を停止すると生産性を損なう。
第１９図の装置では、２ケ所のドロス除去領域２０６ａ、２０６ｂへの融液の移送を交互に行うことによって前記問題を回避できる。すなわち、ドロス除去領域２０６ａ又は２０６ｂとめっき領域２０５間の融液の移送を交互に行い、一方のドロス除去領域を使用してドロスの沈降分離を行っている間に、他方ドロス除去領域から堆積したボトムドロスをウエルマンスコップ等を用いてめっき槽２０４から除去（以下、ドロッシング）することができるので、めっき作業を連続して行うことが可能になる。
この場合、加熱装置２３１を用いてめっき領域２０５の融液温度が一定になるように加熱を行い、温度計２４１で検出しためっき領域２０５の温度に基いて、融液を移送しているドロス除去領域に配設されている加熱装置を用いて、インゴット溶解とめっき領域の操業温度までの融液の加熱を行う。また、ドロッシングを行っているドロス除去領域の融液温度については、その領域に配設されている温度計で検出したドロス除去領域の融液温度に基き、その領域に配設されている加熱装置を用いて制御する。
ポンプを停止した場合のめっき領域２０５側の液が堰２０７ａ、２０７ｂを越えないようにしておくと、ドロッシングを行う側のポンプを止めた場合、ドロッシングを行うドロス除去領域側の液面がその領域の堰の位置まで低下して、めっき領域２０５とドロッシングを行うドロス除去領域間の融液の混合がなくなる。したがって、ドロッシングを行なった際にドロス除去領域内でボトムドロスが舞上がっても、めっき領域２０５側に影響を与えることがない。ドロス除去領域のドロスを清掃した後、一定時間経過させて取りきれなかった微細なドロスを沈降させた後、清掃したドロス除去領域への融液の移送を再開すれば良い。
また、第１９図の装置では、ポンプ停止時にドロス除去領域の融液温度を独立に制御できる。ポンプ停止時にドロス除去領域の融液温度を一旦低下させて、融液中のドロスを十分に析出させて沈降分離した後ドロッシングすることによって、効率的なボトムドロスの除去が可能になる。
溶融亜鉛系めっきでは、溶解するインゴットの成分組成を変更してめっき領域２０５の融液２０３の成分組成を変更する場合がある。第１９図の装置では、ポンプを停止したドロス除去領域に成分組成の異なるインゴットを溶解しておき、めっき領域２０５の融液２０３の成分組成の変更に迅速に対処することもできる。
第２０図の装置では、めっき槽２０４が、めっき領域２０５とドロス除去領域２０６が仕切壁壁２２０ｄによって分割され、ドロス除去領域２０６が、さらに仕切壁２２５によって、ドロスの沈降分離とインゴット２１３の溶解を行う主領域２０６ｃと主領域２０６ｃで沈降分離されなかったドロスの沈降分離を行うとともにめっき領域２０５に移送するインゴット溶解後の融液を一旦貯留する融液貯留領域２０６ｄに分割されている。仕切壁２２０ｄのめっき槽２０４の側壁寄りの液面近傍に堰２０７が配設され、また仕切壁２２５のめっき槽２０４の側壁寄りの液面近傍に堰２０８が配設されている。
めっき領域２０５に一対の加熱装置２３１、主領域２０６ｃのインゴット２１３の投入部近傍に加熱装置２３２が配設されている。加熱装置２３１は融液温度を一定にするように加熱を負担する。めっき領域２０５の温度計２４１で検出した融液温度に基いて、制御装置２３６を介して加熱装置２３２を用いてインゴット溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液の加熱を行う。
めっき領域２０５からポンプ２１０で移送された融液は、主領域２０６ｃでドロスを沈降分離し、インゴット２１３を溶解する。次いで、主領域２０６ｃの融液は、堰２０８を経て融液貯留領域２０６ｄに流入する。融液貯留領域２０６ｄの融液は堰２０７を経てめっき領域２０５に戻る。溶解するインゴット２１３の成分組成を変更するような場合、融液貯留領域２０６ｄを備えることによって、めっき領域２０５の成分組成の急激な変化を防ぐことができる。
第２１図の装置には、めっき領域２０５をドロス除去領域２０６の上部に配置するように仕切壁２２６が配設されている。（ａ）は装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ―Ｂ断面の矢視図である。堰２０７はスナウト２０１後方の仕切壁２２６の浴面近傍に配設されている。ドロス除去領域２０６には、インゴット溶解部近傍に加熱装置２３２、めっき槽２０４の両側壁に加熱装置２３３ａ、２３３ｂが配設されている。めっき領域２０５には温度計２４１、ドロス除去領域２０６には温度計２４２が配設されている。
本装置では、めっき領域２０５で放散される熱量分の加熱やインゴット溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液２０３の加熱は、全てドロス除去領域２０６の加熱装置２３２、２３３ａ、２３３ｂで行う。インゴット溶解とめっき領域２０５の操業温度までの融液２０３の加熱については、温度計２４１で検出しためっき領域２０５の融液温度に基いて制御装置２３６で加熱装置２３２、２３３ａ、２３３ｂを１グループ化して各加熱装置の出力を制御してもよいし、２３３ａと２３３ｂを第１グループ、２３２を第２グループとし、温度計２４１で検出しためっき領域２０５の融液温度に基いて制御装置２３６で第１グループの加熱装置２３３ａと２３３ｂの出力を制御し、温度計２４２で検出したドロス除去領域２０６の融液温度に基いて第２グループの加熱装置２３２の出力を調整してもよい。
めっき領域２０５の融液２０３は、メカニカルポンプ２１０を介してドロス除去領域２０６に移送され、第２１図の矢印に示すようにドロス除去領域２０６内のめっき領域２０５の側方、下方を流れる間に、ドロスを沈降分離できる。ドロスを沈降分離後の上澄み浴は、スナウト２０１後方の仕切壁２２６の浴面近傍に設けられた堰２０７を経てめっき領域２０５に戻る。
第２１図の装置では、ドロス除去領域２０６の容量を大きくできるので、ドロス除去領域２０６においてボトムドロスを沈降分離するための滞留時間を十分取ることができる。
なお、本発明においては、めっき皮膜の成分組成の大きく異なる異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるいわゆるタンデムポットのめっき設備を配設する場合、使用するめっき槽を迅速に交換できるように、前記複数のめっき槽を同一の台車上に設置して同時に移動できるようにしてもよい。
最良の形態３によれば鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき領域で堆積することを防止するとともに、めっき槽内にめっき領域と分離して設けたドロス除去領域でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。本発明によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態３では、ドロスを除去するための別の槽を設置しないので、既存設備を改造して実施することもできる。また、設備が簡易で設備費用が安価であり、融液の移送に伴う融液の凝固や漏洩の問題も解消できる。更に、ガスリフトポンプのように融液の移送に伴う新たな操業上、品質上の問題が発生することがない。
最良の形態３では、ドロス除去領域を複数備えることによって、めっき作業を停止することなくドロス除去領域で堆積したボトムドロスをめっき槽外に取り出すことができる。
また、異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるような場合においても、設置スペースが小さくて済むので有利である。
最良の形態４
最良の形態４の要旨は以下の通りである。
第１の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき槽内に配設したシンクロールを介して鋼帯を通板・浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割して、めっき領域において鋼帯にめっきを行い、まためっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域へ移送し、ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴を同一浴面のめっき領域に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第２の実施の形態は、ドロス除去領域に加熱装置を配設し、前記加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御することを特徴とする第１の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第３の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあることを特徴とする第１の実施の形態又は第２の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第４の実施の形態は、溶融金属を収容するめっき槽内に配設したシンクロールを介して鋼帯を通板・浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なう溶融亜鉛系めっき装置において、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解するドロス除去領域に分割する仕切壁をめっき槽内に配設し、さらに前記めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴を前記ドロス除去領域へ移送するメカニカルポンプを配設し、また前記仕切壁はドロス除去領域のドロスを除去した溶融金属浴の上澄み浴を同一浴面のめっき領域に移送可能とする堰を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第５の実施の形態は、ドロス除去領域にめっき領域の溶融金属浴温度を加熱制御するための加熱装置を配設したことを特徴とする第４の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
第６の実施の形態は、めっき領域及びドロス除去領域の溶融金属浴の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にあることを特徴とする第４の実施の形態又は第５の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態４においては、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固体亜鉛（インゴット）の溶解をドロス除去領域で行い、めっき領域にはドロス除去領域から液体亜鉛として供給されるので、めっき領域の溶融金属浴（以下、融液）の温度変動が小さくなり、めっき領域におけるドロスの発生、成長が防止される。
めっき領域のドロスを含む融液をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に移送するので、ガスリフトポンプにみられるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がなく、また鋼帯の随伴流にみられる融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去領域に移送できる。
ドロス除去領域はめっき領域と仕切壁で分離されており、ドロス除去領域内では走向する鋼帯より生じる融液の攪拌がないため流れが沈静化され、ドロスが沈降しやすくなる。またドロス除去領域でインゴットを溶解することによって局部的な融液温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの成長が促進される。この二つの作用により、ドロス除去領域では、ドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去領域でドロスが除去された上澄み浴が仕切壁に配設された堰を経て優先してめっき領域に戻る。ドロス除去領域とめっき領域の液位が等しいので、前記上澄み浴が戻る際にめっき領域でトップドロスが発生することがない。
ドロス除去領域とめっき領域が仕切壁で分離されているだけの簡易な設備で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
最良の形態４においては、ドロス除去領域に配設した加熱装置を用いてめっき領域の融液温度の制御を行う。めっき領域に加熱装置を備える場合、この加熱装置を用いてめっき領域における融液の温度が一定になるように補償する低出力の加熱を行うだけにすることが望ましい。めっき領域では、高温の融液が鋼帯に接触することがなくなるので、鋼帯から鉄の溶出が抑えられ、ボトムドロスの発生自体を低減できるので、めっき領域におけるドロスの堆積を防止する効果をより向上できる。
ドロス除去領域に２基以上の加熱装置を配設した場合、加熱装置全体を１つのグループにしてめっき領域の融液温度を制御してもよいが、加熱装置を２つのグループに分け、一方のプループの加熱装置を用いてめっき領域の融液温度を制御し、他方のグループの加熱装置を用いてドロス除去領域のインゴット溶解部近傍の融液温度を制御することによって、めっき槽全体のより合理的な加熱を行ってもよい。
めっき領域のシンクロール上方の領域は浴の更新が少ないので、ドロスの濃度が高くなりやすい。メカニカルポンプの吸い込み部をこの領域に設けると、高い領域の溶融金属浴を優先してドロス除去領域に移送できる。めっき領域においてドロスの堆積を防止し鋼帯にドロスが付着することを防止する効果をより向上でき、またドロス除去領域でドロスをより効果的に沈降分離できる。前記吸い込み部はシンクロール上方５００ｍｍ以内、シンクロール幅以内の領域に配設することが好ましい。
仕切壁に設ける堰を浴面下５００ｍｍ以内に配設することによって、清浄性に優れた浴面近傍の融液を優先的にめっき領域に戻すことができるので、めっき領域における融液の清浄性がより向上する。前記堰は、溝状流路のような浅い堰にすることが最も好ましい。
めっき領域及びドロス除去領域の融液の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２以上になると、ドロス除去領域においてドロスを除去する効果をより向上できる。しかし、Ｗ１／Ｗ２が５を上回ると、ドロスを除去する効果が飽和し、逆にめっき領域の容量が大きくなり、設備費や溶融金属量が増大するので、Ｗ１／Ｗ２は０．２〜５の範囲内にあることが望ましい。
最良の形態４について第２２図及び第２３図を用いて説明する。第２２図は最良の形態４に係る溶融亜鉛系めっき装置の平面図、第２３図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ第２２図のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面の矢視図（拡大図）を示す。第２２図及び第２３図において、３０１はスナウト、３０２はシンクロール、３０３は溶融金属浴（融液）、３０４はめっき槽、３０５はめっき領域、３０６はドロス除去領域、３０７は堰、３１０はメカニカルポンプである。
鋼帯Ｓは矢印の方向に走行してスナウト３０１からめっき領域３０５に侵入し、シンクロール３０２で方向転換後、溶融金属浴３０３から引上げられ、図示しない付着量制御装置でめっき付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施された後、めっき鋼帯となる。また、めっき領域３０５のドロスを含む融液３０３は、メカニカルポンプ３１０を介してドロス除去領域３０６に移送され、ドロス除去領域３０６でドロスが沈降分離され、次いで融液３０３は堰３０７を経てめっき領域３０５に戻る。
めっき槽３０４は、めっき槽３０４内に設置された仕切壁３２０によって、鋼帯Ｓにめっきするめっき領域３０５とドロスを沈降分離しインゴット３１３を溶解するドロス除去領域３０６に分割されている。
めっき領域３０５に一対の加熱装置３３１、温度計３４１が配設され、ドロス除去領域３０６にインゴット３１３の投入部付近に加熱装置３３２が配設されている。加熱装置３３１、３３２は何れも誘導加熱装置である。
めっき領域３０５の融液温度を一定にするように一対の加熱装置３３１で加熱制御するが、インゴット３１３の溶解とめっき領域３０５の操業温度までの融液３０３の加熱は、めっき領域３０５の温度計３４１で検出した温度が所定の温度になるように、制御装置３３６を介してドロス除去領域３０６の加熱装置３３２で加熱制御する。鋼帯Ｓに付着して持ち去られる亜鉛の補給をめっき領域３０５で行わないのでめっき領域３０５の融液３０３の温度変動を小さくでき、また加熱装置３３１から噴射される高温の融液３０３が鋼帯Ｓに接触することがなくなるので鋼帯Ｓからの鉄の溶出が抑えられ、ボトムドロスの発生自体を低減できる。
めっき領域３０５とドロス除去領域３０６の間にめっき領域３０５の融液３０３をドロス除去領域３０６に移送するセラミックス製のメカニカルポンプ３１０を配設している。ポンプの吸い込み口３１１はめっき領域のシンクロール上方５００ｍｍ以内、シンクロール幅以内の領域に配設することが好ましい。めっき領域３０５内のドロス濃度が高い領域の融液３０３を効率よく吸引できるので、めっき領域３０５内におけるドロスの堆積を防止できる。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ（遠心ポンプ）やタービンポンプ、容積型ポンプ等の各種ポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
融液３０３の汲み上げ高さを高くすると融液３０３が落下時に浴面を攪拌してトップドロス（酸化亜鉛）を大量に生成する。これを防止するにポンプの汲み上げ高さをできるだけ低くする必要がある。第２２図の装置では、ポンプの吐出口３１２はドロス除去領域３０６内の浴面近傍に設けられているので、浴面の攪拌によるトップドロスの生成を防止できる。また、めっき領域３０５とドロス除去領域３０６は仕切壁３２０で隔てられているだけなので、融液３０３の移送距離が短く、融液移送時の融液３０３の凝固や漏洩の問題を解消できる。
ドロス除去領域３０６では、インゴット３１３の溶解とボトムドロス３１４の沈降分離が行われる。ドロス除去領域３０６には、ボトムドロス３１４を効率良くまた確実に沈降分離するために、仕切壁３２１、３２２が配設されている。
仕切壁３２１、３２２によって、ドロス除去領域３０６の融液３０３の流れが整流化される。これによりドロスの沈降分離効率が向上する。この作用に加えて、インゴット溶解に伴う局部的な融液温度低下とアルミ濃度の変化が大きくなり、ドロスの沈降分離が促進される。
仕切壁３２２に設ける堰３０７は浴面下５００ｍｍ以内に配設することが好ましい。第２２図の装置では、堰３０７は浴面近傍に設けられている。溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄度の高い浴面近傍の上澄み浴が優先的に堰３０７からオーバーフローしてめっき領域３０５に戻る。融液３０３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき領域３０５とドロス除去領域３０６の融液３０３にはほとんど液面差が生じない。そのため、融液３０３がめっき領域３０５に戻った際にトップドロスが発生することがない。
本発明おいてドロス除去領域とめっき領域が同一浴面であるというのは、両者の浴面が同一の場合だけでなく、液面差があってもドロス除去領域３０６の融液３０３がめっき領域３０５に戻る際に品質の劣化を伴うトップドロスの発生を伴わない場合を含んでいる。また、気体を混入することなく液体で充填された状態で移送されるものを含んでいる。
第２２図の装置において、めっき領域３０５は容量１５ｍ３、深さ２ｍで、ドロス除去領域３０６は容量１２ｍ３、深さ２ｍである。第２２図の装置では、ポンプで移送される融液量が循環流量になる。除去目標のドロスの沈降速度が１時間あたり１ｍであるので、ドロス除去領域３０６内における融液３０３中のドロスの沈降分離に必要な滞留時間を２時間として、循環量は６ｍ３／ｈであれば問題ないが、第２２図の装置ではドロス除去領域２０６内の流れが完全な整流になっていないので、ドロスの沈降に要する時間を前記時間の２倍と見積もり、滞留時間を４時間とした。よって、第２２図の装置では、循環流量は３ｍ３／ｈに設定されている。
また、ポンプの吸い込み口３１１は、めっき槽３０４のシンクロール３０２に近づすぎるとシンクロールとの接触によりシンクロールに疵が発生し、シンクロールから５００ｍｍ以上離した場合シンクロール近辺に浮遊するドロスを吸引することができなかったので、シンクロールの直上３００ｍｍの位置に設置した。また吸い込み口３１１の幅は走向する鋼帯Ｓの最大幅以内にした。
第２２図の装置では、めっき領域３０５の容量がドロス除去領域３０６の容量よりも大きいが、めっき領域３０５の容量はできるだけ小さい方が望ましい。めっき領域３０５の容量を小さくしてもドロス除去領域６の容量を小さくしない方が好ましい。ドロス除去領域３０６をめっき領域３０５より大幅に大きくすると、循環流量を大きくしてもドロス除去領域３０６で所要のドロス除去を行うことができる。循環流量を大きくすることによって、めっき領域３０５の攪拌が十分に行われるようになるので、めっき領域３０５でドロスの堆積を防止する作用が向上する。またドロス除去領域３０６の容量を大きくすることにより、ドロス除去領域６でのドロス沈降分離作用が向上する。
めっき領域５及びドロス除去領域３０６の融液３０３の容量をそれぞれＷ１、Ｗ２とした場合、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にすることがより好ましい。
最良の形態４の別の実施の形態について、第２４図に示す溶融亜鉛系めっき装置を用いて説明する。なお、第２４図において、説明済みの第２２図、第２３図に示された部分と同じ部分には同じ符号を付してある。また、融液を移送するメカニカルポンプは第２２図、第２３図の装置の場合と同様の吸い込み口、吐出口を備えるメカニカルポンプであり、加熱装置は誘導加熱装置である。
第２４図の装置には、めっき領域３０５をドロス除去領域３０６の上部に配置するように仕切壁３２６が配設されている。（ａ）は装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面の矢視図である。堰３０７はスナウト３０１後方の仕切壁３２６の浴面近傍に配設されている。ドロス除去領域３０６には、インゴット溶解部近傍に加熱装置３３２、めっき槽３０４の両側壁に加熱装置３３３ａ、３３３ｂが配設されている。めっき領域３０５には温度計３４１、ドロス除去領域３０６には温度計３４２が配設されている。
本装置では、めっき領域３０５の融液温度を一定にする加熱やインゴット溶解とめっき領域３０５の操業温度までの融液３０３の加熱は、全てドロス除去領域３０６の加熱装置３３２、３３３ａ、３３３ｂで行う。インゴット溶解とめっき領域３０５の操業温度までの融液３０３の加熱については、温度計３４１で検出しためっき領域３０５の融液温度に基いて制御装置３３６で加熱装置３３２、３３３ａ、３３３ｂを１グループ化して各加熱装置の出力を制御してもよいし、３３３ａと３３３ｂを第１グループ、３３２を第２グループとし、温度計３４１で検出しためっき領域３０５の融液温度に基いて制御装置３３６で第１グループの加熱装置３３３ａと３３３ｂの出力を制御し、温度計３４２で検出したドロス除去領域３０６の融液温度に基いて第２グループの加熱装置３３２の出力を調整してもよい。
めっき領域３０５の融液３０３は、メカニカルポンプ３１０を介してドロス除去領域３０６に移送され、第２４図の矢印に示すようにドロス除去領域３０６内のめっき領域３０５の側方、下方を流れる間に、ドロスを沈降分離できる。ドロスを沈降分離後の上澄み浴は、スナウト３０１後方の仕切壁３２６の浴面近傍に設けられた堰３０７を経てめっき領域３０５に戻る。
第２４図の装置では、ドロス除去領域３０６の容量を大きくできるので、ドロス除去領域３０６においてボトムドロスを沈降分離するための滞留時間を十分取ることができる。
なお、最良の形態４においては、めっき皮膜の成分組成の大きく異なる異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるいわゆるタンデムポットのめっき設備を配設する場合、使用するめっき槽を迅速に交換できるように、前記複数のめっき槽を同一の台車上に設置して同時に移動できるようにしてもよい。
最良の形態４によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき領域で堆積することを防止するとともに、めっき槽内にめっき領域と分離して設けたドロス除去領域でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。最良の形態４によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態４では、ドロスを除去するための別の槽を設置しないので、既存設備を改造して、本発明を実施することもできる。また、設備が簡易で設備費用が安価であり、融液の移送に伴う融液の凝固や漏洩の問題も解消できる。更に、ガスリフトポンプのように融液の移送に伴う新たな操業上、品質上の問題が発生することがない。
また、異品種の溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するためにめっき槽を複数備えるような場合においても、設置スペースが小さくて済むので有利である。
最良の形態５
最良の形態５の要旨は以下の通りである。
第１の実施の形態は、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器に、鋼帯を浸漬して連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽を配設するとともに、更に鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、めっき領域とドロス除去領域とに分割し、前記めっき領域に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、前記めっき領域内の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に排出し、前記ドロス除去領域で溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、また前記ドロス除去領域の溶融金属浴を前記めっき領域に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第２の実施の形態は、めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されていることを特徴とするの第１の実施の形態に記載の溶融亜鉛系めっき方法である。
第３の実施の形態は、鋼帯が内部を走行するスナウト、および、前記スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器を備える溶融亜鉛系めっき装置において、前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽、及び、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行うめっき領域と、溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解するドロス除去領域とに分割し、更に、前記めっき領域の溶融金属浴を前記ドロス除去領域に排出するとともにドロス除去領域の溶融金属浴をめっき領域に戻すためのメカニカルポンプを配設することを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第４の実施の形態は、めっき槽の上端が、シンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されていることを特徴とする請求項３に記載の溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態５においては、めっき容器の浴中に、シンクロールを覆うようにめっき槽を配設し、更に鋼帯下面（ｏｒ裏面）側のスナウト下部とめっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設することによって、めっき容器が、めっき領域とドロス除去領域とに実質的に分割されている。
鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固体亜鉛（インゴット）の溶解をめっき領域と分離されたドロス除去領域で行うので、めっき領域の溶融金属浴の温度変動が小さくなり、めっき領域におけるドロスの発生を減少できる。
めっき領域のドロスを含む融液をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域に移送することによって、ガスリフトポンプに見られるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がない。また、鋼帯の随伴流を利用した融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去領域に移送できる。
ドロス除去領域内では、走行する鋼帯により生じる融液の攪拌がないため、流れが沈静化され、ドロスが沈澱しやすくなる。またドロス除去領域でインゴットを溶解することによって、局部的な融液温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの沈降分離が促進される。この二つの作用により、ドロス除去領域ではドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去領域でドロスが除去され、清浄化された上澄みの融液が優先してめっき領域に戻る。融液の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき領域とドロス除去領域の融液にはほとんど液面差がない。したがって、融液がめっき領域に戻った際にトップドロスが発生することがない。
めっき容器の浴中に設けるめっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるようにすると、めっき槽におけるドロス堆積を防止して、鋼帯のドロス付着の発生を低減する効果がより優れる。
本発明の装置は、めっき容器の浴中にめっき槽を設置して、めっき容器をめっき領域とドロス除去領域に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
最良の形態５について第２５図及び第２６図を用いて説明する。
第２５図は最良の形態５に係る溶融亜鉛系めっき装置の断面図（後記第２６図のＢ―Ｂ断面矢視図）、第２６図は第２５図の装置のＡ―Ａ断面矢視図である。第２５図及び第２６図において、４０１はスナウト、４０２はシンクロール、４０３は溶融金属浴（融液）、４０４はめっき容器である。めっき容器４０４の浴中にシンクロール４０２を覆うようにめっき槽４１０が配設され、また鋼帯下面側のスナウト４０１下部と前記めっき槽４１０側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材４１８が配設され、めっき容器４０４は、鋼帯Ｓにめっきするめっき領域４１１と、ドロスを沈降分離しインゴット４１４を溶解するドロス除去領域４１２に分割されている。めっき槽４１０、遮蔽部材４１８は、吊り下げ冶具によってめっき容器４０４に取り付けられ、あるいは支持用冶具を介してめっき容器４０４の底部に取り付けられる。４０５はメカニカルポンプで、めっき領域４１１の溶融金属浴をドロス除去領域４１２に排出する。ドロス除去領域４１２には一対の加熱装置（誘導加熱装置）４１５、４１６が配設されている。
第２５図の図面上では、めっき槽４１０の上部は、インゴット４１４投入部と反対側の浴中でドロス除去領域４１２に対して開放状態になっているが、実際にはシンクロール４０２以外のサポートロール４２１ａ、４２１ｂおよびこれらの浴中機器をサポートするための治具（図示されていない）が配設されているので、浴中の融液４０３を実質的にめっき領域４１１とドロス除去領域４１２とに分割することが可能であり、めっき槽４１０の上部の融液４０３はめっき領域４１１に属し、その他の部分の融液４０３はドロス除去領域４１２に属することになる。
本装置において、鋼帯Ｓが矢印の方向に走行してスナウト１からめっき領域４１１に浸漬され、シンクロール４０２で方向転換後、溶融金属浴４０３から引上げられ、図示しない付着量制御装置でめっき付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施された後、めっき鋼帯となる。
また、めっき領域４１１のドロスを含む融液４０３は、メカニカルポンプ４０５によって、ドロス除去領域４１２のインゴット４１４溶解部側に移送され、ドロス除去領域４１２でドロスが沈降分離され、ドロスが沈降分離された融液４０３が、インゴット４１４溶解部とは反対側のめっき槽４１０の上端と浴面の間を通って、めっき領域４１１に戻る。
本装置では、めっき槽４１０には加熱装置が配設されておらず、めっき領域４１１の融液の温度管理をドロス除去領域４１２に配設した加熱装置４１５、４１６、および通板される鋼帯温度を調整して行う。
ドロス除去領域４１２にインゴット４１４を投入した場合、加熱装置４１５、４１６を適切に稼動させて、インゴット４１４溶解部とは反対側のめっき槽４１０の上端と浴面の間を通ってめっき領域４１１に流入する融液温度を所定温度に保つように制御する。
遮蔽部材４１８は、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽して、加熱装置４１５、４１６からの高温の浴流動やインゴット４１４投入による局所的な浴温度低下の影響がめっき領域４１１内に及ぶのを断ち切り、めっき領域４１１内の浴温の変動、浴成分の変動を低減する。また、加熱装置４１５、４１６による浴流動によって、ドロス除去領域４１２で沈降分離したドロスが舞上がって、めっき領域４１１内に流入することを防止する。
インゴット４１４の溶解をめっき領域４１１で行わないのでめっき領域４１１の融液４０３の温度変動が小さくなり、まためっき領域４１１の融液４０３の温度管理をドロス除去領域４１２の加熱装置４１５、４１６で行うので、加熱装置４１５、４１６から噴射される高温の融液４０３が鋼帯Ｓに接触することがなくなり、鋼帯Ｓからの鉄の溶出が抑えられ、めっき領域４１１におけるドロスの発生自体を低減できる。
本装置では、めっき容器４０４に、めっき槽４１０の底部に吸込口４２２、ドロス除去領域４１２のインゴット４１４溶解部側に排出口４２３を有するセラミックス製のメカニカルポンプ４０５が配設されており、めっき槽４１０の底部のドロスを含む融液４０３をドロス除去領域４１２に移送する。メカニカルポンプ４０５の吸込口４２２が前記のように設けられているので、ライン速度が低い場合や鋼帯幅が狭い場合にめっき槽４１０の底部に堆積する可能性のあるドロスを含む融液４０３をドロス除去領域４１２に確実に移送して、めっき槽４１０におけるドロスの堆積を防止する。前記ドロスはめっき槽４１０の中央底部により堆積しやすいので、メカニカルポンプの吸込み口４０２をめっき槽４１０の中央底部付近に設けることがより好ましい。
鋼帯Ｓの通仮性やめっき槽４１０内に配設するロールやロールをサポートする冶具の着脱作業性の考慮、まためっき槽４１０底部で融液４０３の攪拌が弱くなることによるドロスの堆積防止の観点から、めっき槽４１０の内壁と鋼帯Ｓとの間隔（ｄ）およびシンクロール２軸方向端部とめっき槽４１０の内壁との間隔は、２５０〜５００ｍｍ程度にするのが好ましい。
本装置では、めっき槽４１０がめっき容器４０４の浴中に設けられているので、融液４０３の移送が非常に簡便で、移送時の融液４０３の凝固や漏洩の問題を実質的に解消できる。また、めっき領域４１１の融液４０３を必要流量だけ確実にドロス除去領域４１２に移送できる。
なお、メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ（遠心ポンプ）やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去領域４１２で、インゴット４１４の溶解とボトムドロスの沈降分離を行う。ドロス除去領域４１２では、走行する鋼帯Ｓによる生じる融液４０３の攪拌がないため，融液４０３の流れが整流化される。この作用に加えて、インゴット溶解に伴う局部的な融液温度低下とアルミ濃度変化が大きくるため、ドロスの沈降分離が促進される。これにより、ドロスの沈降分離効率が向上する。
ドロス除去領域４１２には、ボトムドロスを効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液４０３の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
ドロス除去領域４１２で、溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄化した浴面近傍の上澄み浴が、めっき槽４１０の上端と浴面の間を通って、優先的にめっき領域４１１に戻る。融液４０３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき領域４１１とドロス除去領域４１２の融液４０３には液面差が生じず、融液４０３がめっき領域４１１に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロスが除去された清浄な融液４０３がめっき領域４１１に戻り、まためっき領域４１１で発生するドロス自体も少ないので、めっき槽４１０においてドロス堆積を防止する効果が優れる。
第２５図の装置において、めっき槽４１０の垂直方向の位置を変えて、シンクロール４０２に対する相対位置を変化させ、ドロス付着による品質欠陥の発生状況について調査した。但し、めっき槽４１０は深さは１ｍ、シンクロールの直径は７５０ｍｍの場合である。調査結果を第２７図に示す。
第２７図では、横軸にめっき槽４１０の上端の位置をシンクロール４０２に対する相対的位置で示した。シンクロール下部とは、めっき槽４１０の上端がシンクロール下端までしか無いことを示し、シンクロール上部とは、めっき槽４１０の上端がシンクロール上端まであることを示す。縦軸のドロス付着による品質欠陥の発生状況は、めっき後の鋼帯Ｓの表面を目視観察し、ドロス付着の程度に応じてインデックス１〜５の５段階に分けて評価した結果を示す。インデックス１が最も優れ、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯において求められている品質レベルであり、現状レベルをインデックス５としている。
めっき槽４１０の上端がシンクロール４０２の下端よりも上、即ちめっき槽４１０をシンクロール４０２を覆うように配設すると、ドロス付着を防止して品質を向上する効果が顕著になる。めっき槽４１０の上端が、概ねシンクロール４０２の中心軸より上になるとインデックスが１になり、品質が特に良好になる。
この理由は次のように考えられる。鋼帯Ｓの通板によって随伴されている融液４０３の流れは、シンクロール４０２と鋼帯Ｓとの接触位置で板幅方向に方向転換し、めっき槽４１０の側面に衝突し、上に向かう流れと下に向かう流れに分かれる。下に向かう流れは、めっき槽４１０内でボトムドロスが堆積しないように浴を攪拌する動力源となる。この流れが生じにくくなるような浅いめっき槽では、攪拌が十分に行われず、めっき槽４１０内にボトムドロスが堆積し、通板速度の変動や通板板幅の変更により、一旦堆積したボトムドロスが舞上り、鋼帯Ｓに付着する。
なお、めっき領域４１１とドロス除去領域４１２を分離するには、めっき槽４１０の上端と浴面との距離（Ｌ）を１０００ｍｍ以下にすることが好ましい。
また、めっき槽４１０、ドロス除去領域４１２の容量をそれぞれ一定の５ｍ３、２０ｍ３にして、循環流量（メカニカルポンプの移送液量）を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。調査結果を第２８図に示す。
循環流量が多い場合、ドロス除去領域４１２でのドロスの沈降分離が不十分なため、あるいはメカニカルポンプ４０５から流れ出た融液４０３が、沈降したドロスを巻き上げて、これらがめっき領域４１１に流れ込むためと考えられる欠陥が発生した。ドロス除去領域４１２では、問題となるドロスの沈降時間を考慮してドロスの沈降時間以上の滞留時間を確保することが重要である。前記欠陥は循環流量の減少と共に減少し、循環流量が１０ｍ３／ｈ以下になると品質に問題の無い製品を製造することが可能になる。しかし、循環流量がさらに減少して１ｍ３／ｈを下回るようになると、ドロスがドロス除去領域４１２に排出されないでめっき領域４１１内にとどまるため、逆にインデックスが大きくなり品質が低下するようになる。高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するには、循環流量を１ｍ３以上１０ｍ３以下にする必要がある。
実施例
第２５図に示した装置において、めっき容器４０４の深さを２．５ｍ、めっき槽４１０の容量を５ｍ３、ドロス除去領域４１２の容量を２５ｍ３、シンクロール４０２径を７５０ｍｍ、シンクロール４０２とめっき槽４１０の底部との間隔、スナウト４０１からめっき領域４１１に進入した鋼帯Ｓがシンクロール４０２に接触するまでの間の鋼帯Ｓとめっき槽４１０の内壁との間隔、シンクロール４０２から離れた鋼帯Ｓとめっき槽４１０の側壁との間隔は、何れも３００ｍｍとし、めっき槽４１０は、上端が浴表面から７００ｍｍの位置で、シンクロールの上端とほぼ一致する位置に設置した。
通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね１時間あたり１ｍ程度である。めっき容器４０４の深さが２．５ｍなので、ドロス除去領域４１２では２．５時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が１０ｍ３以下では滞留時間が２．５時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が１ｍ３／ｈを下回ると、ドロスがめっき領域４１１にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を３ｍ３／ｈに設定した。
前記装置を用いて鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、従来生産量の２％程度の発生量であっためっき鋼帯のドロス欠陥の発生が皆無になり、ドロス付着による問題が全く無く、通板速度を従来の１００ｍ／ｍｉｎから１６０ｍ／ｍｉｎに増速が可能になった。
最良の形態５によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき槽で堆積することを防止するとともにめっき容器内のドロス除去領域でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。本発明によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態５で設置するめっき槽は、従来のめっき容器内にも設置可能であるため、既存設備を改造して、本発明を実施することも容易である。
最良の形態６
最良の形態６の要旨は以下の通りである。
（１）アルミニウムを０．０５ｗｔ％以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽と該めっき浴槽に浸漬する鋼帯が内部を走行するスナウトを備える溶融亜鉛系めっき装置において、めっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を、鋼帯にめっきを施すめっき槽と、インゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割し、また、前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が０．１ｍ以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、また、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環するスナウト清浄化装置を配設したことを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
水力直径＝（流路断面積／流路の濡れ長さ）×４
（２）前記（１）において、めっき槽の容積が１０ｍ３以下、ドロス除去槽の容積が１０ｍ３以上であることを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
（３）スナウト内を走行してきた鋼帯をアルミニウムを０．０５ｗｔ％以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽に浸漬して溶融亜鉛系めっきを行うに際して、めっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を、鋼帯にめっきを施すめっき槽とインゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割し、前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が０．１ｍ以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに、前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環することを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
水力直径＝（流路断面積／流路の濡れ長さ）×４
（４）前記（３）において、めっき槽の容積が１０ｍ３以下、ドロス除去槽の容積が１０ｍ３以上、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量が０．５ｍ３／ｈ以上、５ｍ３／ｈ以下であることを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
以下、最良の形態６について説明する。
溶融亜鉛系めっき鋼帯のめっき皮膜の加工性を良好にするために亜鉛を主成分とするめっき浴にアルミを０．０５％（以下、ｗｔ％）以上含有させる。このめっき浴に鋼帯を浸漬すると鋼帯から鉄が溶出してドロスになる。
最良の形態６では、めっき浴槽に仕切りを設けてドロス除去槽とめっき槽に分離し、めっき槽内のドロスが小さいうちにめっき槽からドロス除去槽にめっき浴（溶融金属）を移送し、ドロス除去槽で長い沈降時間をかけて、微細なドロスを含むめっき浴からドロスを沈降分離し、清浄化しためっき浴をめっき槽に戻す。
通常の操業においては、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給を一定温度に保持されているめっき槽で低温のインゴットを溶解して行う。この場合、第２９図に示すように、インゴット５１９の周辺の温度は、バルクのめっき浴温度よりも低くなる。温度低下によってめっき浴の鉄溶解度が低下するため、めっき浴中の鉄は亜鉛あるいはアルミとの金属間化合物を生成する。
最良の形態６では、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固相亜鉛（インゴット）の溶解をめっき槽とは分離したドロス除去槽で行うので、めっき槽のめっき浴の温度変動が小さくなり、めっき槽におけるドロスの発生を減少できる。
めっき浴の移送に関しては、より高品質のめっき鋼帯を製造するために、スナウトの浴面を清浄にする浴中ポンプを設置して、スナウトの長辺側の両端から溶融亜鉛を吸い込み、めっき槽の鋼帯を通板していない部分に排出する。そして、このポンプの吸い込み側のスナウト直下部分及びめっき槽の鋼帯出側部分に、めっき槽とドロス除去槽を連通する流路を設けることによって、スナウト直下部分の流路を経てドロス除去槽からめっき槽へめっき浴が流入し、鋼帯出側部分の流路を経てめっき槽からドロス除去槽にめっき浴が流出する。
通常、スナウト浴面には、酸化亜鉛、スナウト壁面から落下したダスト等が存在し、これらがめっき鋼帯の表面欠陥の原因になる場合がある。前記ポンプによって、スナウトの浴を排出してスナウト浴面の清浄性を確保して高品質なめっき鋼帯が得られるようになるばかりでなく、前記ポンプの流れにより、めっき槽の鋼帯入側から出側まで鋼帯幅方向に安定した流れを形成することが可能になり、鋼帯の随伴流を利用しためっき浴の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所のめっき浴を必要流量だけ確実にドロス除去槽に移送できるようになる。
最良の形態６では、めっき槽でドロスが有害な寸法に成長する前にめっき浴を更新する。そのためには、めっき槽の容量は１０ｍ３以下にすることが好ましい。また、めっき槽から排出されてきた微細なドロスを含むめっき浴をドロス除去槽に受け入れ、時間をかけてドロスを分離除去する。そのためにはドロス除去槽の容量は１０ｍ３以上にすることが好ましい。
また、スナウトの浴面の清浄性を確保するためには、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量は０．５ｍ３／ｈ〜５ｍ３／ｈ程度にするのがよい。０．５ｍ３／ｈ未満では浴面の更新が遅いために品質欠陥が発生し、５ｍ３／ｈ越えでは流量が多すぎて浴面に波立ちやスプラッシュが発生して別な品質欠陥の原因となるためである。また、流量を前記範囲にすると、めっき槽内のドロスが小さい内にめっき槽のめっき浴をドロス除去槽に移送するためにもより有利である。
めっき槽内のドロスは小さいうちにめっき槽からドロス除去槽に移送され、ドロス除去槽で長い沈降時間をかけてドロスを沈降分離する。ドロス除去槽内では、走行する鋼帯によるめっき浴の攪拌がないため流れが沈静化され、ドロスが沈澱しやすくなる。またドロス除去槽でインゴットを溶解することによって、局部的なめっき浴の温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの沈降分離が促進される。この二つの作用により、ドロス除去槽ではドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去槽でドロスが除去され清浄化されためっき浴が、優先してめっき槽のスナウト直下部分に配設された所定の水力直径の流路を経てめっき槽に戻る。めっき浴の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽とドロス除去槽のめっき浴にはほとんど液面差がない。したがって、めっき浴がめっき槽に戻った際にトップドロスが発生することがない。
また、本発明の装置は、めっき浴槽に仕切を設けてめっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置なので、設備費が安価であり、また、離れた槽にめっき浴を移送することにともなう設備費の問題やめっき浴の凝固、漏洩の問題を解消できる。
最良の形態６について第３０図〜第３３図を用いて説明する。第３０図は最良の形態６に係るめっき装置を示す図、第３１図は第３０図のめっき装置のＡ−Ａ断面を示す図である。
第３０図及び第３１図において、５０１はスナウト、５０２はシンクロール、５０３はめっき浴、５１０はめっき浴槽、５１１はめっき槽、５１２はドロス除去槽、５１３はメカニカルポンプである。めっき浴槽５１０は、めっき槽５１１の槽壁によってめっき槽５１１とドロス除去槽５１２に仕切られ、ドロス除去槽５１２はめっき槽５１１の下部に配設されている。５１７、５１８は加熱装置（誘導加熱装置）、５１９はインゴットである。
鋼帯Ｓはスナウト５０１から矢印の方向に走行してめっき槽５１１に浸漬されてめっきされ、シンクロール５０２で方向転換した後、めっき浴５０３から引上げられ、図示しない付着量調整装置で付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施した後、所要のめっき鋼帯となる。
本実施例では、メンテナンスの問題を考慮して、めっき槽５１１とドロス除去槽５１２を連通するスナウト直下部分に設ける流路５１５を浴面に近接して設け、鋼帯出側に設ける流路５１６を上部が開放した流路にするとともに、めっき槽５１１とドロス除去槽５１２間のめっき浴の移送をスナウト内のめっき浴面を清浄化するために設けたメカニカルポンプ５１３によって行う。
即ち、スナウト５０１のめっき槽５１１のスナウト直下部分の槽壁の浴面に近接して流路５１５及び鋼帯Ｓ出側部分の側壁に上部が開放された流路５１６が配設され、めっき槽５１１とドロス除去槽５１２のめっき浴面を同一レベルにする構造になっている。また、めっき槽５１１とドロス除去槽５１２間のめっき浴５０３の移送は、スナウト直下部分の流路５１５近傍のスナウト５０１両サイドに設けたメカニカルポンプ５１３を用いて、スナウト直下の浴面から０〜５００ｍｍの深さのめっき浴を吸込み、めっき槽５１１の鋼帯Ｓが通板していない部分に流し込む。
ドロス除去槽５１２の浴面近傍にはアルミ亜鉛系のトップドロスが浮遊する。メカニカルポンプ５１３でめっき浴５０３を吸込むことによって、ドロス除去槽５１２の浴面より少し下の清浄性の高い上澄み浴がめっき槽５１１に排出される。
めっき浴５０３をメカニカルポンプ５１３を用いて循環させるので、ガスリフトポンプに見られるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がない。
メカニカルポンプ５１３で吸込まれためっき浴５０３を、めっき槽５１１の鋼帯Ｓの走行していない部分に流すことによって、めっき槽５１１内のめっき浴５０３の流れを極力二次元化するようにして、三次元的な流れを防止する。通常、ポンプで作為的に流れを作らない場合には、めっき槽５１１内のめっき浴５０３の流れは、鋼帯Ｓの随伴流を主体とするものになるため、めっき槽５１１内には流れの淀む部分ができる。淀みの発生は、通板する鋼帯Ｓの幅が広くなった場合に、この淀み部分に堆積したドロスを舞上らせる原因になる。メカニカルポンプ５１３から排出するめっき浴５０３を鋼帯Ｓの無い部分に流すことによって、鋼帯Ｓの走行している領域では、第３２図に示されるように、鋼帯Ｓの随伴流により二次元的な流れになり、鋼帯Ｓの走行していない領域では、第３３図に示されるように、ポンプから排出されるめっき浴５０３の流れによって二次元的な流れが形成されるため、めっき槽５１１における淀みの発生を防止し、ドロスの堆積や堆積したドロスの舞上りの問題を解決できる。
鋼帯Ｓに付着して持ち出されるめっき浴５０３は、インゴット５１９をドロス除去槽５１２に供給して加熱装置５１７、５１８を用いて溶解することによってめっき浴面を一定に維持する。ドロス除去槽５１２のインゴット５１９近傍では、鉄とアルミが反応してトップドロス５３１、亜鉛と鉄が反応したボトムドロス５３２が生成される。インゴット５１９のアルミ濃度によって、ドロス発生状況は変化するものの、最終的にドロス除去槽５１２で集中的にドロスが堆積して除去できるため、めっき槽５１１でのドロスの発生が大幅に抑えられる。
流路を大きく取ると、通常のめっき槽５０４と同様になるため、流路の寸法には何らかの最適値が存在する。流路の断面形状は円形、矩形等種々の形状が考えられるため、本発明者らは水力学で使用されている水力直径を使用して検討を行なった。水力直径とは、流路の断面積を流路の濡れ長さ、すなわち流路断面の周囲の長さで割り、４を掛けたものである。円形断面の場合、水力直径は円形断面の直径と一致する。また、正方形断面の場合、正方形の一辺の長さと同一になる。
水力直径を用いて検討を行なったところ、水力直径が概ね５０ｍｍ以下の流路では、流路内に亜鉛の凝固物が発生して溶融金属を安定して移送することができず、実機に適用できる寸法ではなかった。水力直径は最小限１００ｍｍ程度は必要であった。一方、流路を大きくするにつれて、めっき槽５１１とドロス除去槽５１２の機能分担が混在するようになり、めっき槽５１１でドロスの発生が増加するので、水力直径で０．５ｍ以下にすることが好ましいことが判った。本実施例では、めっき槽５１１の容量は８ｍ３、ドロス除去槽５１２は深さ２．５ｍで容量が１２ｍ３、めっき槽５１１のスナウト直下に設けた流路５１５は、断面幅１５００ｍｍ、高さ２００ｍｍ、鋼帯立上がり側に設けた流路１６は、断面幅２５００ｍｍ、高さ１００ｍｍ、即ち水力直径は、それぞれ３５３ｍｍ、１９２ｍｍであり、ポンプの流量は循環流量が３ｍ３／ｈになるように調整した。
本実施例では、従来の生産量の２％程度あった、めっき鋼帯のドロス欠陥は皆無となり、ドロスに対する問題は全く無くなった。
別の実施例として、第３０図、第３１図に示した装置において、めっき浴槽５１０の深さを２ｍ、めっき槽５１１の容量を５ｍ３、ドロス除去槽５１２の容量を２０ｍ３とし、流路５１５、５１６は前記実施例と同様の寸法とした。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね１時間あたり１ｍ程度である。めっき浴槽５１０の深さが２ｍなので、ドロス除去槽５１２では２時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が１０ｍ３以下であれば滞留時間が２時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が０．５ｍ３／ｈを下回ると、めっき槽５１１のドロスがめっき槽５１１にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を５ｍ３／ｈに設定した。
前記装置を用いて鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、ライン速度毎分１２０ｍの条件で発生するドロス欠陥が皆無となり、ライン速度を毎分１６０ｍに増速してもドロスに対する問題は全く無くなった。
最良の形態６によれば、めっき槽で発生したドロスをめっき槽とは別のドロス除去槽に移動して、トップドロス又はボトムドロスとして除去できるので、めっき槽におけるボトムドロスの発生を低減し、ボトムドロスの堆積を防止でき、同時に、スナウトの浴面を清浄化できる。発明によれば、溶融亜鉛系めっき設備において、ドロスによる鋼帯の表面欠陥やスナウト内の酸化亜鉛等に起因する表面欠陥を防止できるので、高品質の溶融亜鉛系めっき鋼帯の製造を実現できる。
また、構造が簡単な設備で、流路におけるめっき浴の漏洩や凝固のような重大な問題点を解決でき、操業性にも優れる。
最良の形態７
本発明者らは、まず、通常の操業に使用している溶融亜鉛槽（めっきポット）での溶融亜鉛めっきの流れ、ならびにドロスの発生メカニズムおよびドロスのめっきポット内での挙動を調査した。その結果、以下のことが確認された。
すなわち、第３４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、めっきポット内の溶融亜鉛の流れが駆動力になっているのは、
１．（ａ）の記号Ａで示すめっきポット内を走行するストリップにより生じる溶融亜鉛の随伴流
２．（ｂ）の記号Ｂで示すようなストリップおよびシンクロールの接触部分で行き場所のなくなった随伴流がシンクロール胴長方向に流れる吐き出し流
３．（ｃ）の記号Ｃで示す溶融亜鉛を保熱あるいは加熱するための誘導加熱装置での電磁気力による流れ
４．（ａ）の記号Ｄで示す固相の亜鉛を供給するインゴット投入口近傍で生じる溶融亜鉛の温度不均一による自然対流による流れ
である。
鉄と鋼Ｖｏｌ．８１（１９９５）Ｎｏ．７の溶融めっき浴内流れに関するコールドモデル実験には、上述した記号Ａの流れが主体的である記述がなされているが、ドロスの沈降分布のデータを解析した結果、この流れと同等に上述した記号Ｂ、Ｃの流れが重要であることが明らかとなった。
第３４図に示すように、シンクロール近傍下部からめっきポットの端部にドロスが集中的に堆積するのは、記号Ａの流れによって、ドロスが再度巻上げられる以外に、記号Ｂの流れによって、端からドロスを含む流れが底部に生じ、ドロスが巻上げられたり、吹き寄せられ、記号Ｃの流れによって、沈静化していたドロスが巻き上がることが水モデル試験のデータから把握された。
一方、ストリップがめっきポットに進入するに際し、ストリップに付着する鉄粉およびストリップが溶融亜鉛と反応して溶出した鉄が、亜鉛との間で金属間化合物を生成する反応が初期に生じる。この金属化合物は微細なドロスであり、この微細なドロスは、ストリップの走行に随伴して流されて、一旦は溶融亜鉛めっきポット底部に達し、底部の低温めっき浴と混合することにより、また、溶融亜鉛への鉄の溶解度および金属間化合物の組織が変化することにより、成長することが判明した。
以上のようなことにより、品質欠陥の極めて少ない高品質の溶融亜鉛めっき鋼板を得るためには、溶融亜鉛中に発生するドロスをめっきポット内の溶融亜鉛めっき浴底部に速やかに沈降分離させて溶融亜鉛めっき浴を清浄化するとともに、めっき部分には大径のドロスが存在しないような流れを形成することが必要であり、そのためには、シンクロール周辺の溶融亜鉛を常に強攪拌させて、問題となる大きさのドロスよりも小さいうちに鋼帯に付着させること、一旦シンクロール近傍から流出したドロスは沈静化された部分で極力沈降分離させること、大径化したドロスは二度と巻き上がらないようにすることが必要であることを知見した。
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、第１の実施の形態は、溶融亜鉛を貯留するとともに、溶融亜鉛を加熱する加熱手段を有する溶融亜鉛槽と、
この溶融亜鉛槽内の溶融亜鉛に浸漬され被めっき鋼板が巻き掛けられるシンクロールと、
前記シンクロールを収容するように設けられ、側板と底板とからなり、その上部が開口された容器と
を具備し、前記溶融亜鉛槽内に連続的に供給される被めっき鋼板に溶融亜鉛めっきを施す溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、前記溶融亜鉛槽の加熱手段はコアレスの誘導加熱を行なうことを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態または第２の実施の形態において、前記容器は、その中を走行する鋼帯、前記シンクロール、およびシンクロールを固定する治具から２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で離隔していることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第４の実施の形態は、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態のいずれかにおいて、前記溶融亜鉛槽の溶融亜鉛に浸漬される鋼帯が前記容器に至るまでの間、実質的に鋼帯の下面を覆うカバーを具備することを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第５の実施の形態は、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態のいずれかにおいて、前記容器は、その側板と底板との接合部分が曲面で形成されていることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
第６の実施の形態は、第１の実施の形態ないし第５の実施の形態のいずれかにおいて、前記容器は、その底部に溶融亜鉛を排出する排出口を有し、この排出口を介してその中の溶融亜鉛を強制的に溶融亜鉛槽に排出することを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を提供する。
上記第１の実施の形態においては、シンクロールを収容するように側板と底板とからなり、その上部が開口された容器を設けることにより、シンクロールと鋼帯との随伴流は、溶融亜鉛槽の底部に発生せず、かつ、この容器の側板の存在により、鋼帯とシンクロールとの接触部分で胴長方向に流れる溶融亜鉛の流れも溶融亜鉛槽の底部に届かなくなる。また、この流れは容器の側板に衝突して、容器内の底部に向かう流れと、上昇する流れに分かれる。容器の底部に向かう流れは、この容器内の溶融亜鉛を充分混合させる効果を発揮し、この効果による強攪拌でドロスの堆積を防ぐことができる。また上昇した流れは溶融亜鉛槽底部のドロスを巻き上げる駆動力にはならないので、溶融亜鉛槽底部では沈静化してドロスを充分沈降分離させることが可能になる。したがって、品質欠陥の極めて少ない高品質の溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
また、第２の実施の形態のようにコアレスの誘導加熱を行うことで、従来のインジェクションヒーターでの加熱時に生じていた溶融亜鉛の対流に起因する局所的な高速流を低減することができ、品質欠陥を一層低減することができる。
さらに、第３の実施の形態のように、鋼帯、シンクロールおよびこれを支持する治具と容器との距離を２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることより、容器内の攪拌を充分行うことができる。すなわち、この容器はシンクロールなどの浴中機器を挿入する以前に設置されなければならないので、設置するのに必要な余裕を確保し、局所的な温度分布および濃度分布の発生を防ぐために２００ｍｍ以上であることが好ましく、５００ｍｍを超えると容器の底部の溶融亜鉛を攪拌する強い流れを形成し難くなる。
また、第４の実施の形態のように溶融亜鉛槽の溶融亜鉛に浸漬される鋼帯が容器に至るまでの間、実質的に鋼帯の下部を覆うカバーを設けることにより、シンクロールと鋼帯との間の随伴流を遮断する効果を増大させることができ、溶融亜鉛槽の底部の溶融亜鉛を沈静化してドロスを充分に沈降分離する効果を一層高めることができる。
さらに、第５の実施の形態のように側板と底板との接合部を曲面状にすれば流れのよどみの原因となる角部が存在しないので、容器内の攪拌効果をさらに向上させることができる。
さらにまた、第６の実施の形態のように容器の底部の排出口から強制的に溶融亜鉛を排出することにより、容器内にドロスが沈降することを一層有効に防止することができる。この場合に、この排出された流れが溶融亜鉛槽の底部のドロス巻き上げに関与しないように、溶融亜鉛を上方に向かって低速で放出させることが望ましい。
以下、添付図面を参照して、最良の形態７について具体的に説明する。
まず、第１の実施形態について、第３５図から第３７図に基づいて説明する。第３５図は本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す断面図、第３６図は第３５図のＡ−Ａ’線による断面図、第３７図は本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す平面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置は矩形状のめっきポット６０１を有し、めっきポット６０１にはめっき浴を構成する溶融亜鉛６０２が貯留されている。めっきポット６０１内には、溶融亜鉛６０２に浸漬された状態でシンクロール６０５が設けられており、このシンクロール６０５は支持治具６０４によりめっきポット６０１に取り付けられている。そして、めっきポット６０１内の溶融亜鉛６０２にスナウト６０３を経由して浸漬された鋼帯Ｓがシンクロール６０５に巻き掛けられて上方に方向転換され、連続的にめっきポット６０１の上方に通板される。シンクロール６０５の上方には一対のサポートロール６０６，６０７が設けられており、これらにより鋼帯Ｓが支持され、その形状が調整される。
めっきポット６０１内には、シンクロール６０５、支持治具６０４およびサポートロール６０６，６０７を収容するように容器６０８が設けられている。この容器６０８は、第３６図に示すように底板６０８ａと側板６０８ｂとからなり、その上部が開口されている。底板６０８ａと側板６０８ｂとの接合部は曲面状となっている。この容器６０８はその底部においてパイプ状の支持足６０９で支持されている。
容器６０８の底部の板幅方向中央部には、溶融亜鉛の排出口６１０が形成され、この排出口６１０から水平に延び途中で上方に屈曲する排出管６１０ａが設けられている。排出管６１０ａ内にはセラミックスポンプ６１１が設けられており、このセラミックスポンプ６１１は排出管６１０ａの先端部６１０ｂの上方に設けられたモータ６１２により駆動され、容器６０８内の溶融亜鉛を排出口６１０および排出管６１０ａを介してめっきポット６０１内に強制的に排出するようになっている。なお、容器６０８の底板６０８ａ、側板６０８ｂは、その中を走行する鋼帯Ｓ、シンクロール６０５，支持治具６０４，サポートロール６０６，６０７から２００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲で離隔していることが好ましく、例えば３００ｍｍに設定される。
めっきポット６０１の端部の溶融亜鉛６０２の表面近傍には、溶融亜鉛補給用の亜鉛インゴット６１３が浸漬されている。また、めっきポット６０１の外側には、めっきポット６０１内の溶融亜鉛６０２を加熱するためのインダクションヒータ６１５が設けられている。
このように構成された溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置においては、被めっき鋼帯Ｓがスナウト６０３を経由してめっきポット６０１に貯留された溶融亜鉛６０２中に連続的に浸漬される。そして、鋼帯Ｓはシンクロール６０５によって上方に方向転換された後めっきポット６０１の上方へ通板され、図示しないガスワイパーにより余分な溶融亜鉛が除去され、溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。
この際に、側板６０８ｂと底板６０８ａとからなり、その上部が開口されている容器６０８を設けたので、シンクロール６０５と鋼帯Ｓとの随伴流はめっきポット６０１の底部に発生せず、かつシンクロール６０５と鋼帯Ｓとの接触部分で胴長方向に流れる溶融亜鉛流れはめっきポット６０１の底部に届かない。また、この流れは容器６０８の側板６０８ｂに衝突して、容器６０８内の底部に向かう流れと、上昇する流れに分かれる。容器６０８の底部に向かう流れは、この容器６０８内の溶融亜鉛６０２を充分混合させる効果を発揮し、この効果による強攪拌でドロスの堆積を防ぐことができる。また上昇した流れはめっきポット６０１の底部のドロスを巻き上げる駆動力にはならないので、めっきポット６０１の底部では沈静化してドロスを充分沈降分離させることができる。したがって品質欠陥の極めて少ない高品質の溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
また、容器６０８を、走行する鋼帯Ｓ、シンクロール６０５、シンクロール６０５を支持する支持治具６０４、およびサポートロール６０６，６０７から２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で離隔するように設けることにより、容器６０８内の攪拌を充分行うことできる。さらに、容器６０８の側板６０８ｂと底板６０８ａとの接合部分が曲面状であるので、容器６０８内における溶融亜鉛の流れが良好であり、容器６０８内の攪拌効果が極めて高い。
なお、支持足６０９は、例えば２００ｍｍ直径の円筒パイプで構成されている。このため、容器６０８を沈める際に、パイプ状の支持足６０９から容器６０８に溶融亜鉛６０２が流れ込むことにより、容易に容器６０８を沈めることができる。また、容器６０８を引き上げる際に、パイプ状の支持足６０９から容器６０８内の溶融亜鉛６０２が排出されることにより、容易に容器６０８をめっきポット６０１から引き上げることができる。なお、操作中はパイプ状の支持足６０９はめっきポット６０１の底部に接地しているため、めっきポット６０１の底部の溶融亜鉛６０２が容器内に混合することはない。
また、セラミックポンプ６１１を上方に設けられたモータ６１２により駆動させて、容器６０８の板幅方向中央部に設けられた排出口６１０から排出管６１０ａを介してめっきポット６０１内に強制的に溶融亜鉛６０２を排出することにより、容器６０８内にドロスが沈降することを一層有効に防止することができる。
以上のような本実施形態の装置を用いて溶融亜鉛系めっき鋼板を製造した場合におけるドロス付着による品質欠陥を調査した。その結果、ライン速度を変化させても２週間の連続運転によって品質欠陥の発生は１％以下であることが確認された。また、プレス等の加工時に問題となる大径ドロスは皆無になったことが確認された。
次に、第２の実施形態について、第３８図から第４０図に基づいて説明する。第３８図は本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す断面図、第３９図は第３８図のＢ―Ｂ’線による断面図、第４０図は本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す平面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置は、上記第１の実施形態の装置と同様の基本構成を有しており、第１の実施形態と同じ符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態の溶融亜鉛めっき装置は溶融亜鉛を貯留した円筒状のめっきポット６２０を有している。このめっきポット６２０の周囲には加熱手段としての高周波コイル６２１が設けられており、これによりコアレス誘導加熱によって溶融亜鉛６０２を加熱するようになっている。シンクロール６０５、サポートロール６０６，６０７は第１の実施形態と同様に配置され、スナウト６０３を経由してめっきポット６２０内の溶融亜鉛６０２に浸漬された鋼帯Ｓが第１の実施形態と同様シンクロール６０５に巻き掛けられて上面に方向転換され連続的にめっきポット６０１の上方へ通板される。
めっきポット６２０内には、シンクロール６０５、支持治具６０４およびサポートロール６０６，６０７を収容するように第１の実施形態と同様の構造の容器６０８が設けられている。また、スナウト６０３を経由した鋼帯Ｓが溶融亜鉛６０２に浸漬される位置から容器８に至るまでの間、実質的に鋼帯Ｓの下面を覆うように断面Ｕ字状のカバー６１６が設けられている。
この実施形態においても、容器６０８の底部の板幅方向中央部に設けられた排出口６１０から水平に延び途中で上方に屈曲する排出管６１０ａが設けられている。排出管６１０ａの先端部にはメカニカルポンプ６１７が設けられており、このメカニカルポンプ６１７は、その上方に設けられたモータ６１２により駆動され、容器６０８内の溶融亜鉛を排出口６１０および排出管６１０ａを介してめっきポット６２０内に強制的に排出するようになっている。なお、この実施形態においても容器６０８の底板６０８ａ、側板６０８ｂは、その中を走行する鋼帯Ｓ、シンクロール６０５、支持具６０４、サポートロール６０６，６０７から２００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲で離隔していることが好ましく、例えば３００ｍｍに設定される。また、めっきポット６２０の端部の溶融亜鉛６０２の表面近傍には、溶融亜鉛補給用の亜鉛インゴット６１３が浸漬されている。
このように構成された溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置においては、第１の実施形態と同様被めっき鋼帯Ｓがスナウト６０３を経由して、めっきポット６２０に貯留された溶融亜鉛６０２中に連続的に浸漬される。そして、鋼帯Ｓはシンクロール６０５によって上方に方向転換された後めっきポット６２０の上方へ通板され、図示しないガスワイパーにより余分な溶融亜鉛が除去され、両表面に所定量の溶融亜鉛が付着した溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。
本実施形態においては、第１の実施形態と同様、容器６０８の存在により、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる他、高周波コイル６２１よりコアレスの誘導加熱を行うので、従来のインダクションヒーターでの加熱時に生じていた溶融亜鉛の対流に起因する局所的高速流を低減することができるといった効果が付加され、品質欠陥を一層減少させることができる。また、カバー６１６により、シンクロール６０５と鋼帯Ｓとの間の随伴流を遮断する効果を増大させることができ、めっきポット６２０の底部の溶融亜鉛６０２を沈静化してドロスを充分に沈降分離する効果を一層高めることができる。
また、第１の実施形態と同様、容器６０８を、走行する鋼帯Ｓ、シンクロール６０５、シンクロール６０５を支持する支持治具６０４、およびサポートロール６０６，６０７から２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で離隔するように設けることにより、容器６０８内の攪拌を充分行うことできる。さらに、容器６０８の側板６０８ｂと底板６０８ａとの接合部分が曲面状であるので、容器６０８内における溶融亜鉛の流れが良好であり、容器６０８内の攪拌効果が極めて高い。
また、メカニカルポンプ６１７により、容器６０８の板幅方向中央部に設けられた排出口６１０から排出管６１０ａを介してめっきポット６０１内に強制的に溶融亜鉛６０２を排出することによって、容器６０８内にドロスが沈降することを一層有効に防止することができる。
以上のような本実施形態の装置を用いる溶融亜鉛系めっき鋼板を製造した場合におけるドロス付着による品質欠陥を調査した。その結果、ライン速度を変化させても３週間の連続運転によって品質欠陥の発生は１％以下であることが確認された。また、プレス等の加工時に問題となる大径ドロスは皆無となることが確認された。
以上説明したように、本発明によれば、溶融亜鉛槽にシンクロールを収容する容器を設置することにより、ドロスを沈降分離させ、めっき浴を清浄化し、めっき部分に大径のドロスが存在しないような流れをつくることができ、品質欠陥の極めて少ない高品質の溶融亜鉛めっき系鋼板の製造装置を提供することができる。
最良の形態８
最良の形態８における特徴的な考え方は以下のとおりである。
１）沈澱法でドロスを除去することを基本とする。そのため沈殿槽を大きくする。
２）めっき槽では、ドロスが有害な寸法に成長する前に液を更新する。そのためには、めっき槽はできるだけ小さい方が望ましい。
３）めっき槽への原料亜鉛の供給を固体亜鉛ではなく、液体亜鉛で行う。めっき槽で浴温変動によるドロスの成長促進を防ぐためである。
４）原料亜鉛の供給は、沈殿槽で固体亜鉛（インゴット）を溶解して行う。固体亜鉛溶解部近傍の浴温変動を活用してドロス成長促進を図るためである。沈殿槽では加熱装置の設置が不可欠である。
５）沈殿槽からめっき槽への溶融亜鉛の供給を非常に穏やかな流れを介して行う。トップドロスの発生を抑えるためである。浴面で少しでも大気を巻き込むような流れが発生すると、トップドロスが激しく発生する。沈殿槽とめっき槽を開口部で結び、両者の液位を等しくすると前記条件が満たされる。
６）ドロスを除去した溶融亜鉛の沈殿槽からの排出は、沈殿槽での液面を含む流れが最適である。開口部をできるだけ上部に設けるとこの条件が満たされる。
７）ライン速度が速くても遅くても、めっき槽内のドロスが確実にめっき槽からドロス除去槽に移送され、またライン速度が速い場合にもドロス除去能力が十分にあること。
８）以上の要件を、一つの容器を上部のめっき槽と下部のドロス除去槽に分割して行う。また上部のめっき槽をさらに分割可能な構造にする。設備の設置簡素化、また、操業の安定化、設備費の低減、設置面積の低減などを図るためである。
最良の形態８は、前記の考えに基くものであり、本発明の要旨は以下の通りである。
第１の実施の形態は、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内する浴中ロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なうに際して、前記めっき容器を、ドロス除去槽と前記ドロス除去槽内に設置するめっき槽に分割し、めっき槽に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行い、めっき槽の溶融金属浴のドロス除去槽への移送を、メカニカルポンプによる移送及びめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽の側壁に設けためっき槽とドロス除去槽を連通する第１の連通部からの鋼帯の随伴流による移送によって行い、ドロス除去槽で移送されてきた溶融金属浴中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解し、ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に直角方向のめっき槽側壁に設けためっき槽とドロス除去槽を連通する第２の連通部からめっき槽に戻すことを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプで、浴中ロールを挟んで第１の連通部とは反対側のめっき槽から吸引し、吸引した溶融金属をめっき槽を挟んで前記第１の連通部とは反対側のドロス除去槽に排出することを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第３の実施の形態は、前記第１の実施の形態又は第２の実施の形態において、鋼帯がめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離を何れも２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下とし、まためっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下とすることを特徴とする溶融亜鉛系めっき方法である。
第４の実施の形態は、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内する浴中ロールが配設された、溶融金属を収容するめっき容器に鋼帯を浸漬して鋼帯に連続して溶融亜鉛系めっきを行なう溶融亜鉛系めっき装置において、前記めっき容器を、溶融金属中のドロスを除去するとともにめっきに使用する固相金属を溶解するドロス除去槽と、前記ドロス除去槽内に設置した鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行うめっき槽に分割し、めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽に移送するために、メカニカルポンプを配設し、また鋼帯の随伴流による移送を行うためのめっき槽とドロス除去槽を連通する第１の連通部を、めっき槽から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽の側壁に配設し、またドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すためのめっき槽とドロス除去槽を連通する第２の連通部を、めっき槽から引き上げられる鋼帯表面に直角方向のめっき槽側壁に配設することを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第５の実施の形態は、第４の実施の形態において、メカニカルポンプのめっき槽の溶融金属浴の吸引部を、浴中ロールを挟んで第１の連通部とは反対側のめっき槽に設け、吸引した溶融金属のドロス除去槽への排出部を、めっき槽を挟んで前記第１の連通部とは反対側のドロス除去槽に設けることを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
第６の実施の形態は、第４の実施の形態又は第５の実施の形態において、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、めっき槽とドロス除去槽がＷ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するとともに、鋼帯がめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離を何れも２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下に配設することを特徴とする溶融亜鉛系めっき装置である。
最良の形態８においては、鋼帯に付着して持ち去られる亜鉛の補給すなわち固相亜鉛（インゴット）の溶解をめっき槽の下部に配設したドロス除去槽で行うので、めっき槽の溶融金属浴（融液）の温度変動が小さくなり、めっき槽におけるドロスの発生を減少できる。
めっき槽のドロスを含む融液は、メカニカルポンプ及びめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽の側壁に設けためっき槽とドロス除去槽を連通する第１の連通部を介して、ドロス除去槽に移送するので、ガスリフトポンプに見られるヒュームやトップドロスの発生等の品質面、操業面の問題がない。また、鋼帯の随伴流だけを利用した融液の不安定な移送を改善し、ドロス濃度の高い場所の融液を必要流量だけ確実にドロス除去槽に移送できる。
すなわち、鋼帯速度が遅い場合には、発生したドロスを随伴流だけで排出するのが困難になることから、メカニカルポンプで強制的にめっき槽内のドロスを含む浴をドロス除去槽に移送させ、鋼帯速度が速い場合には、鋼帯の随伴流でめっき槽の第１の連通部からドロス除去槽に移送させることにより、鋼帯速度に依存すること無く、又メカニカルポンプの回転数制御すること無く、ドロス発生量に比例して融液の移送量を増加させることが可能になる。
ドロス除去槽内では、走行する鋼帯により生じる融液の攪拌がないため流れが沈静化され、ドロスが沈澱しやすくなる。またドロス除去槽でインゴットを溶解することによって、局部的な融液温度の低下とアルミ濃度の変化によりドロスの沈降分離が促進される。この二つの作用により、ドロス除去槽ではドロスが効率よく速やかに除去される。
ドロス除去槽でドロスが除去され、清浄化された融液が優先して、めっき槽から引き上げられる鋼帯表面に直角方向のめっき槽側壁に配設されためっき槽とドロス除去槽を連通する第２の連通部からめっき槽に戻る。融液の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽とドロス除去槽の融液にはほとんど液面差がない。したがって、融液がめっき槽に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロス除去槽のドロスが除去された上澄み浴を戻すように第２の連通部をできるだけ上部に配設すると、より清浄性に優れる浴面近傍の上澄み浴を優先してめっき槽に戻すことができる。この場合、走行する鋼帯板面に直角な面から融液を鋼帯とシンクロールに挟まれた部分に流入させることができれば、めっき槽の融液循環の効率が良くなる。前記のような流れを形成するには、第１の連通部をめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽側壁に設け、第２の連通部をめっき槽から引き上げられる鋼帯表面に直角方向のめっき槽側壁に設けるのがよい。
また、メカニカルポンプのめっき槽の融液の吸引部を、浴中ロールを挟んで第１の連通部とは反対側のめっき槽に設け、吸引した融液のドロス除去槽への排出部を、めっき槽を挟んで前記第１の連通部とは反対側のドロス除去槽に設けて、メカニカルポンプでめっき槽の融液をドロス除去槽に排出すると、融液の循環効率がさらに良くなる。
本発明の装置は、めっき容器をめっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題を解消できる。
鋼帯がめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、鋼帯とめっき槽の間隔及び浴中ロールと鋼帯の間隔を一定範囲内（２００以上４００ｍｍ以下）にすることで、鋼帯とめっき槽との接触を防ぎ、またメカニカルポンプと鋼帯の随伴流によって融液を移送することにより、鋼帯速度に関係なく、めっき槽内のドロス堆積を防止できるようになり、ドロス欠陥を防止できるようになる。
鋼帯がめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、鋼帯Ｓとめっき槽１１の間隔（第４２図中のＬ１、Ｌ２）、めっき槽と浴中ロールとの間隔（第４２図中のＬ３、第４１図のＬ４）が２００ｍｍ未満になると、通板時や操業トラブル時に鋼帯Ｓがめっき槽７１１に接触して、疵を発生させたり、溶接部での板破断が生じたり、めっき槽７１１内の温度分布が不均一になる傾向がある。また、前記間隔が４００ｍｍを超えると、めっき槽７１１内の一部分にドロスが堆積する傾向が見られる。そのため、前記間隔は２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下にすることが好ましい。
めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足するめっき槽とドロス除去槽を用い、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量を１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下にすると、めっき槽内において、めっき槽内の融液の流れが淀んだ部分でドロスが堆積することを防止でき、また発生したドロスをドロス除去槽で効率よく除去できるのでより好ましい。
最良の形態８について第４１図〜第４３図を用いて説明する。第４１図は最良の形態８に係る溶融亜鉛系めっき装置を示す図で、めっき容器の上縁位置より下方に見た場合の要部設備の配置を示す。第４２図は第４１図の装置のＡ−Ａ断面図、第４３図は第４１図の装置のＢ―Ｂ断面図である。第４１図〜第４３図において、７０１はスナウト、７０２はシンクロール（浴中ロール）、７０３は溶融金属浴（融液）、７０４はめっき容器である。めっき容器７０４は、浴中ロール７０２が配設され、鋼帯Ｓにめっきするめっき槽７１１と、前記めっき槽７１１の下部に配設され、ドロスを沈降分離しインゴット７１４を溶解するドロス除去槽７１２に分割されている。
７１３はめっき槽７１１に配設された第１の開口部（第１の連通部）で、めっき槽７１１から引き上げられる鋼帯表面に対向するめっき槽７１１の側壁に設けられ、めっき槽７１１とドロス除去槽７１２を連通する。７１７はめっき槽７１１に配設された第２の開口部（第２の連通部）で、めっき槽７１１から引き上げられる鋼帯表面に直角方向のめっき槽７１１の両側の側壁に設けられ、めっき槽７１１とドロス除去槽７１２を連通する。７０５はメカニカルポンプで、第１の開口部７１３とは浴中ロール７０２を挟んで反対側のめっき槽７１１の底部に設けた第３の開口部７１９から、めっき槽７１１の融液７０３を吸引し、吸引した融液７０３をめっき槽７１１を挟んで第１の開口部７１３とは反対側の排出口７１８からドロス除去槽７１２に排出可能に配設されている。
第４４図に前記各開口部の形状を示す。第４４図において、（ａ）は第４１図のＣ−Ｃ矢視図で、第１の開口部７１３の形状、（ｂ）は第４１図のＤ−Ｄ矢視図で、第２の開口部７１７の形状、（ｃ）は第４２図のＡ−Ａ矢視図で、第３の開口部７１９の形状を示す。第１の開口部７１３、第２の開口部７１７は、何れも浴面を含む浴面近傍に流路を形成するように配設されている。
鋼帯Ｓは矢印の方向に走行してスナウト７０１からめっき槽７１１に浸漬され、浴中ロール７０２で方向転換後、融液７０３から引上げられ、図示しない付着量制御装置でめっき付着量を調整後、冷却して所定の後処理を施された後、めっき鋼帯となる。
めっき槽７１１のドロスを含む融液７０３は、メカニカルポンプ７０５を介して開口部７１９から排出口７１８を経てドロス除去槽７１２に移送され、また鋼帯Ｓの随伴流で第１の開口部７１３からドロス除去槽７１２に流れ、ドロス除去槽７１２でドロスが沈降分離され、融液７０３は第２の開口部７１７を経てめっき槽７１１に戻る。めっき槽７１１とドロス除去槽７１２間の融液７０３の循環量は、鋼帯Ｓの随伴流で流れる第１の開口部７１３からの排出流量とメカニカルポンプ７０５からの排出流量を合わせた流量になる。
ドロス除去槽７１２に一対の加熱装置（誘導加熱装置）７１５、７１６が配設されている。本装置では、めっき槽７１１には加熱装置が配設されておらず、めっき槽７１１の融液温度はドロス除去槽７１２から戻る融液７０３の保有熱とめっき槽７１１に進入する鋼帯Ｓの板温により決まるので、めっき槽７１１の融液の温度管理をドロス除去槽７１２に配設した加熱装置７１５、７１６、および通板される鋼帯温度を調整して行う。ドロス除去槽７１２にインゴット７１４を投入した場合、加熱装置７１５、７１６を適切に稼動させて、開口部７１７からめっき槽７１１に流入する融液温度を所定温度に保つように制御する。
めっき槽７１１の温度調整を迅速に行うことができるように、めっき槽７１１の材料は、セラミックス系の材料ではなく、熱伝導性のよい材料、例えばＳＵＳ３１６Ｌのような耐食性の優れる金属材料であることが好ましい。めっき槽７１１の材料に金属材料を使用すると、めっき槽７１１をめっき容器７０４から着脱する際にも有利である。
インゴット７１４の溶解をめっき槽７１１で行わないのでめっき槽７１１の融液７０３の温度変動が小さくなり、まためっき槽７１１の融液７０３の温度管理をドロス除去槽７１２の加熱装置７１５、７１６で行うので加熱装置７１５、７１６から噴射される高温の融液３が鋼帯Ｓに接触することがなくなり、鋼帯Ｓからの鉄の溶出が抑えられ、めっき槽７１１におけるドロスの発生自体を低減できる。
めっき槽７１１のドロスを含む融液７０３を、めっき容器７０４に配設したセラミックス製のメカニカルポンプ７０５を用いてめっき槽７１１の融液７０３を第３の開口部７１９から吸引し、排出口７１８を経てドロス除去槽７１２へ移送し、また鋼帯Ｓの随伴流でめっき槽７１１の融液７０３を、第４４図（ａ）に示すように、浴面を含む浴面近傍に流路を形成する第１の開口部７１３からドロス除去槽７１２に移送する。めっき槽７１１とドロス除去槽７１２が隣接しているので、融液７０３の移送距離が短く、移送時の融液３の凝固や漏洩の問題を実質的に解消できる。また、鋼帯速度が遅い場合にはメカニカルポンプ７０５で強制的にめっき槽７１１内のドロスを含む融液７０３を第３の開口部７１９から吸引してドロス除去槽７１２に移送させ、鋼帯速度が速い場合には鋼帯Ｓの随伴流でめっき槽７１１の第１の開口部７１３からドロス除去槽７１２に移送させることにより、めっき槽７１１にある融液７０３を必要流量だけ確実にドロス除去槽７１２に移送できる。
メカニカルポンプとは、ポンプ機械の作動部に直接触れる形で融液を移送する渦巻ポンプ（遠心ポンプ）やタービンポンプ、容積型ポンプ等のポンプであり、ガスリフトポンプを含まない。
ドロス除去槽７１２で、インゴット７１４の溶解とボトムドロス７０８の沈降分離を行う。ドロス除去槽７１２では、融液７０３の流れが整流化される。この作用に加えて、インゴット溶解に伴う局部的な融液温度低下とアルミ濃度変化が大きくなり、ドロスの沈降分離が促進される。これにより、ドロスの沈降分離効率が向上する。
ドロス除去槽７１２には、ボトムドロス７０８を効率良く沈降分離するために、必要に応じて融液７０３の流れを整流化する仕切板を配設してもよい。
めっき槽７１１の側壁に、第４４図（ｂ）に示すように、浴面を含む浴面近傍に流路を形成する第２の開口部７１７が配設されている。溶解したインゴット融液が混合し、またドロスを沈降分離して清浄化した浴面近傍の上澄み浴が優先的に第２の開口部７１７からめっき槽７１１に戻る。融液７０３の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽７１１とドロス除去槽７１２の融液７０３にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液７０３がめっき槽７１１に戻った際にトップドロスが発生することがない。
ドロスが除去された清浄な融液７０３がめっき槽７１１に戻り、まためっき槽７１１で発生するドロス自体も少ないので、めっき槽７１１においてドロス堆積を防止する効果が優れる。
鋼帯Ｓがめっき槽に進入してから浴中ロールを離れるまでの間の、鋼帯Ｓとめっき槽７１１の間隔（第４２図中のＬ１、Ｌ２）、めっき槽と浴中ロールとの間隔（第４２図中のＬ３、第４１図中のＬ４）が２００ｍｍ未満になると、通板時や操業トラブル時に鋼帯Ｓがめっき槽７１１に接触して、疵を発生させたり、溶接部での板破断が生じたり、めっき槽７１１内の温度分布が不均一になる傾向がある。また、前記間隔が４００ｍｍを超えると、めっき槽７１１内の一部分にドロスが堆積する傾向が見られる。そのため、前記間隔は２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下にすることが好ましい。
第４１図〜第４３図の装置では、第１の開口部７１３、第２の開口部７１７を設けためっき槽７１１の側壁は垂直に配設されているが、側壁は垂直でなくてもよい。この場合、鋼帯Ｓがめっき槽７１１に進入してから浴中ロール７０２を離れるまでの間の、めっき槽７１１と鋼帯Ｓとの距離及びめっき槽７１１と浴中ロール７０２との距離を何れも２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下とすることが望ましいが、鋼帯Ｓが浴中ロール２を離れた後は前記距離を超えても良い。また、めっき槽７１１側壁とめっき容器７０４側壁の間隔は１００ｍｍ以上にすることが好ましい。
第４１図の装置において、めっき槽７１１と鋼帯Ｓとの距離及びめっき槽７１１と浴中ロール７０２との距離をＬ１〜Ｌ４を２００〜３００ｍｍの範囲とし、鋼帯速度：１２０ｍ／ｍｉｎで、槽容量、循環流量を変更した場合のめっき槽７１１におけるドロス付着による品質欠陥の発生状況について調査した。調査結果を第４５図〜第４７図に示す。
第４５図は、ドロス除去槽７１２の容量を２０ｍ３、循環流量を一定の５ｍ３／ｈにして、めっき槽７１１の容量を変更して鋼帯Ｓにめっきした場合のドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を示す図である。ドロス付着による品質欠陥の発生状況は、めっき後の鋼帯Ｓの表面を目視観察してドロス付着の程度に応じてインデックス１〜５の５段階に分けて評価した。インデックス１が最も優れ、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯において求められている品質レベルである。
めっき槽７１１の容量が１０ｍ３以下ではインデックスが１で品質が良好だが、めっき槽７１１の容量が１０ｍ３を超えると、インデックスが大きくなり品質が低下する。めっき槽７１１の容量が大きくなる程流れの淀んだ部分が発生しやすくなり、そこにボトムドロス７０８が堆積するためである。めっき槽７１１でボトムドロス７０８の堆積を防止するにはめっき槽７１１の容量を小さくすることが有効であり、めっき槽７１１の容量を１０ｍ３以下にすると、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、循環流量を一定の５ｍ３／ｈにして、ドロス除去槽７１２の容量を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。ドロス除去槽７１２の大きさは、めっき槽７１１の容量の影響を受けるので、めっき槽７１１の容量（Ｗ１）をドロス除去槽７１２の容量（Ｗ２）で除したパラメータＷ１／Ｗ２を用いてドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を整理した。調査結果を第４６図に示す。
Ｗ１／Ｗ２が１．０以下の領域ではインデックスが１で品質が良好だが、Ｗ１／Ｗ２が１．０を超えるとインデックスが大きくなり品質が低下している。Ｗ１／Ｗ２を１．０以下にすることによって、現在求められている高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
また、めっき槽７１１、ドロス除去槽７１２の容量をそれぞれ一定の５ｍ３、２０ｍ３にして、循環流量を変更して鋼帯Ｓにめっきを行い、ドロス付着による鋼帯Ｓの品質欠陥の発生状況を調査した。調査結果を第４７図に示す。
循環流量が多い場合、ドロス除去槽７１２でドロスの沈降分離が不十分なためにめっき槽７１１に混入したと考えられる欠陥が発生した。ドロス除去槽７１２では、問題となるドロスの沈降時間を考慮してドロスの沈降時間以上の滞留時間を確保することが重要である。前記欠陥は循環流量の減少と共に減少し、循環流量が１０ｍ３／ｈ以下になると品質に問題の無い製品を製造することが可能になる。しかし、循環流量がさらに減少して１ｍ３／ｈを下回るようになると、ドロスがめっき槽７１１からドロス除去槽７１２に排出されないでめっき槽７１１内にとどまるため、逆にインデックスが大きくなり品質が低下するようになる。高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造するには、循環流量を１ｍ３以上１０ｍ３以下にする必要がある。
鋼帯速度が速くなるにつれて、第１の開口部７１３からの流量が多くなるために、メカニカルポンプ７０５の循環流量は少な目に設定することが望ましく、１２０ｍ／ｍｉｎ以上の鋼帯速度では、メカニカルポンプ７０５の流量は６ｍ３／ｈ以下で十分である。逆に多すぎると前記同様のドロスの沈降分離不足が生じて、ドロスが再度第２の開口部７１７からめっき槽７１１に流入するため、品質の低下を招く。
なお、第４１図〜第４３図に示した装置では、めっき槽７１１とドロス除去槽７１２間で、融液７０３が、鋼帯Ｓに対向する第１の開口部７１３を経てめっき槽７１１からドロス除去槽７１２へ移送され、ドロス除去槽７１２から第２の開口部７１７を経てめっき槽７１１へと移送され、循環効率のよい融液の移送が行われるので、第１の開口部７１３と第２の開口部７１７が連続、すなわち第１の連通部と第２の連通部が連続していてもよい。
また、第４１図〜第４３図に示した装置のように、メカニカルポンプ７０５の吸引部（第３の開口部）７１９を、浴中ロール７０２を挟んで第１の開口部７１３とは反対側のめっき槽７１１に設け、吸引した融液７０３のドロス除去槽７１２への排出部を、めっき槽７１１を挟んで前記第１の開口部７１３とは反対側のドロス除去槽７１２に設けた場合、融液７０３の循環効率がさらに良好になり、前記開口部７１３、７１７以外のめっき槽７１１の上端が融液７０３の液面下に位置する、すなわちめっき槽７１１の側壁上縁全周にめっき槽７１１とドロス除去槽７１２との連通部が形成されていても良い。
第４１図〜第４３図の装置では、メカニカルポンプ７０５をめっき槽７１１底部に近接した位置に設けたが、メカニカルポンプ７０５を液面に近い位置に設けてもよい。第４８図は、メカニカルポンプを液面に近い位置に設けためっき装置の例を示す図で、めっき槽７１１及びその近傍の要部設備のみを図示しており、（ａ）は、メカニカルポンプを配設した側から見ためっき槽７１１の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
第４８図において、７１９はめっき槽７１１に設けた第３の開口部、７０５ａはメカニカルポンプ、７３１はメカニカルポンプ７０５ａを収用するポンプ室、メカニカルポンプ７０５ａが排出する融液は、ポンプ室７３１の側壁７３１ａ側に配設されている排出管から、流路が浴面上に出ることなく、ドロス除去槽７１２に排出可能である。ポンプ室７３１の側壁７３１ａには、シール部材７３３が着脱可能に配設されいる。側壁７３１ａにはＵ形の切り込み、シール部材７３３には逆Ｕ形の切り込みが形成されている。側壁７３１ａの切り込みの底部形状、シール部材７３３の頂部形状は、何れも半円形で、半径はほぼ排出管７３０の外径（半径）に等しい。
メカニカルポンプ７０５ａをポンプ室７３１に配設する場合、メカニカルポンプ７０５ａの排出管７３０が側壁７３１ａの切り込みの底部に当接するようにメカニカルポンプ７０５ａを設置し、シール部材７３３の切り込みの頂部を排出管７３０に当接させるように、シール部材７３３を側壁７３１ａに取り付け、排出管７３０の外周側をシールする。
開口部７１９から吸引されためっき槽７１１の融液７０３は導路７３２を経てポンプ室７３１に送られ、メカニカルポンプ７０５ａを用いて排出管７３０からドロス除去槽７１２に排出される。メカニカルポンプ７０５ａをポンプ室７３１から取り出す場合、シール部材７３３を側壁７３１ａから取り外し、メカニカルポンプ７０５ａをポンプ室７３１から取り出す。本装置によれば、メカニカルポンプ７０５ａの着脱を簡単に行うことができる。
実施例
第４１図に示した装置において、めっき容器７０４の深さを２．５ｍ、めっき槽７１１の容量を１０ｍ３、ドロス除去槽７１２の容量を３０ｍ３、まためっき槽７１１と鋼帯Ｓとの距離及びめっき槽７１１と浴中ロール７０２との距離をＬ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝２５０ｍｍ、Ｌ３＝３００ｍｍ、Ｌ４＝２００ｍｍとした。めっき槽７１１は厚さ６〜１５ｍｍの鋼材（ＳＵＳ３１６Ｌ）を溶接して作製した。通常の溶融亜鉛系めっきで問題となるドロスの沈降速度は、概ね１時間あたり１ｍ程度である。めっき容器７０４の深さが２．５ｍなので、ドロス除去槽７１２では２．５時間以上の滞留時間を必要とする。循環流量が１２ｍ３／ｈ以下であれば滞留時間が２．５時間を超えるので、ドロス除去の効果が期待できる。一方、循環流量が１ｍ３／ｈを下回ると、めっき槽７１１のドロスがめっき槽７１１にとどまり品質欠陥を発生させる原因となる。両者を考慮して、循環流量を３ｍ３／ｈに設定した。
前記装置を用いて鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行ったところ、従来生産量の２％程度の発生量であっためっき鋼帯のドロス欠陥の発生が皆無になり、ドロス付着による問題が全く無くなった。
最良の形態８によれば、鋼帯に溶融亜鉛系めっきを行う際に発生するドロスの発生を低減でき、また発生したドロスがめっき槽で堆積することを防止するとともに、めっき槽の下部に配置したドロス除去槽でドロスを効率よく除去できるので、鋼帯のドロス付着による品質欠陥を低減できる。本発明によれば、高品質溶融亜鉛系めっき鋼帯を製造することができる。
最良の形態８の装置は、めっき容器を上下に配置しためっき槽とドロス除去槽に分割しただけの簡易な装置で、設備費が安価であり、また、離れた槽に融液を移送することにともなう設備費の問題や融液の凝固、漏洩の問題も解消できる。
融液の流れる抵抗がほとんど無いので、めっき槽とドロス除去槽の融液にはほとんど液面差が生じない。したがって、融液がめっき槽に戻った際にトップドロスが発生することがない。また、ライン速度が速くても遅くても、めっき槽内のドロスが確実にめっき槽からドロス除去槽に移送され、めっき槽内にドロスが沈降する問題が無い。
最良の形態８では、ドロスを沈降分離する領域が小さくて済むので、めっき容器全体を小型化できる。そのため、既存設備を改造して、本発明を実施することも容易である。
第１図は、最良の形態１に係る溶融亜鉛系めっき装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 第２図は、第１図の溶融亜鉛系めっき装置において、めっき槽の容量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第３図は、第１図の溶融亜鉛系めっき装置において、めっき槽容量／ドロス除去槽容量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第４図は、第１図の溶融亜鉛系めっき装置において、循環流量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第５図は、めっき容器の鋼帯走向方向断面におけるドロス堆積状態を示す図である。 第６図は、第５図のＡ―Ａ断面におけるめっき容器のドロス堆積状態を示す図である。 第７図は、鋼帯がロールに接触する部分における鋼帯とロールに随伴された融液の流れの状態を説明する図である。 第８図は、めっき槽内における融液の流れの状態を説明する図である。 第９図は、鋼帯の通板速度が低速の場合に、めっき槽底部における融液の流れの状態とドロス堆積領域を説明する図である。 第１０図は、最良の形態２に係る溶融亜鉛系めっき装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。 第１１図は、第１０図（ａ）のＢ―Ｂ断面図である。 第１２図は、最良の形態２に係る溶融亜鉛系めっき方法において、めっき槽の容量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第１３図は、最良の形態２に係る溶融亜鉛系めっき方法において、めっき槽容量／ドロス除去槽容量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第１４図は、最良の形態２に係る溶融亜鉛系めっき方法において、循環流量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第１５図は、最良の形態２に係る他の溶融亜鉛系めっき装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。 第１６図は、最良の形態３に係る第１の溶融亜鉛系めっき装置の平面図である。 第１７図は、第１６図の溶融亜鉛系めっき装置の断面を示し、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ断面の矢視図である。 第１８図は、最良の形態３に係る第２の溶融亜鉛系めっき装置の平面図である。 第１９図は、最良の形態３に係る第３の溶融亜鉛系めっき装置を示す図である。 第２０図は、最良の形態３に係る第４の溶融亜鉛系めっき装置を示す図である。 第２１図は、最良の形態３に係る第５の溶融亜鉛系めっき装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面の矢視図である。 第２２図は、最良の形態４に係る溶融亜鉛系めっき装置の平面図である。 第２３図は、第２２図の溶融亜鉛系めっき装置の断面を示し、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ断面の矢視図である。 第２４図は、最良の形態４に係る他の溶融亜鉛系めっき装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面の矢視図である。 第２５図は、最良の形態５に係る溶融亜鉛系めっき装置の断面図である。 第２６図は、第２５図の装置のＡ−Ａ断面矢視図 第２７図は、第２５図の装置において、めっき槽とシンクロールの位置を変化させた場合における鋼帯のドロス付着による品質欠陥の発生状況を示す図である。 第２８図は、第２５図の装置において、循環流量と鋼帯のドロス付着による品質欠陥の発生状況の関係を示す図である。 第２９図は、めっき浴にインゴットを投入した際のインゴット周辺のめっき浴温度分布を示す図である。 第３０図は、最良の形態６に係るめっき装置を示す図である。 第３１図は、第３０図のめっき装置のＡ−Ａ断面を示す図である。 第３２図は、鋼帯のある場所におけるめっき浴の流れを説明する図である。 第３３図は、鋼帯のない場所におけるめっき浴の流れを説明する図である。 第３４図は、めっきポット内の溶融亜鉛の流れを示す模式図である。 第３５図は、最良の形態７における第１の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す断面図である。 第３６図は、第３５図のＡ−Ａ’線による断面図である。 第３７図は、最良の形態７における第１の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す平面図である。 第３８図は、最良の形態７における第２の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す断面図である。 第３９図は、第３８図のＢ―Ｂ’線による断面図である。 第４０図は、最良の形態７における第２の実施形態に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造装置を示す平面図である。 第４１図は、最良の形態８に係る溶融亜鉛系めっき装置の要部設備の配置を示す図である。 第４２図は、第４１図の装置のＡ−Ａ断面図である。 第４３図は、第４１図の装置のＢ−Ｂ断面図である。 第４４図は、第４１図の装置の開口部形状を示す図で、（ａ）は第１の開口部形状、（ｂ）は第２の開口部形状、（ｃ）は第３の開口部形状を示す。 第４５図は、第４１図の溶融亜鉛系めっき装置において、めっき槽の容量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第４６図は、第４１図の溶融亜鉛系めっき装置において、めっき槽容量／ドロス除去槽容量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第４７図は、第４１図の溶融亜鉛系めっき装置において、循環流量と表面欠陥程度の関係を示す図である。 第４８図は、最良の形態８に係るメカニカルポンプを液面に近い位置に設けためっき装置の例を示す図で、（ａ）はめっき槽の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

Claims (18)

  1. 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる：
    溶融金属を収容するめっき容器を上部に配設されためっき槽とその下部に配設されたドロス除去槽に分割する工程；
    めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程；
    ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解する工程；
    めっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送する工程；
    ドロス除去槽で溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
    ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻す工程。
  2. 溶融金属浴をドロス除去槽へ移送する工程は、めっき槽の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去槽へ移送することからなる請求項１記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  3. 溶融金属浴をドロス除去槽のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送する工程が、めっき槽の溶融金属浴をめっき槽の中央底部から吸引してドロス除去槽のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送することからなる請求項１または２記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  4. 溶融金属浴をめっき槽に戻す工程が、ドロスが除去された上澄み液を含む溶融金属浴をめっき槽に設けた開口部からめっき槽に戻すことからなる請求項１〜３のいずれか１項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  5. 溶融金属浴をめっき槽に戻す工程が、液面より低い高さを有する鋼帯出側のめっき槽の側壁を通してドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に戻すことからなる請求項１〜４のいずれか１項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  6. 前記めっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足し；
    めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量が１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下である請求項１〜５のいずれか１項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  7. 溶融亜鉛系めっきを行う工程が、鋼帯とめっき槽の側壁及び鋼帯とめっき槽の底部壁との距離が２００−５００ｍｍになるように側壁と底部壁を配置して溶融亜鉛系めっきを行うことからなる請求項１〜６のいずれか１項記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  8. 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる：
    溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程；
    めっき領域において鋼帯にめっきを行う工程；
    ドロス除去工程に加熱設備を配設し、該加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御するとともにめっきに使用する固相金属を溶解する工程；
    めっき領域の溶融金属浴をドロス除去領域のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送する工程；
    ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
    前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。
  9. 溶融金属浴をドロス除去領域のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送する工程が、めっき領域の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送することからなる請求項８記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  10. めっき領域はＷ１の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域はＷ２の溶融金属浴の容量を有し、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にある請求項８または９記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  11. 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる：
    溶融金属を収容するめっき槽内に仕切壁を設けて、前記めっき槽を鋼帯に溶融めっきを行うめっき領域と溶融金属浴中のドロスを除去するドロス除去領域に分割する工程；
    めっき領域においてシンクロールを介して鋼帯に連続してめっきを行う工程；
    ドロス除去領域に加熱装置を配設し、該加熱装置を用いてめっき領域の溶融金属浴温度が所定温度になるように加熱制御するとともにめっきに使用する固相金属を溶解する工程；
    めっき領域のシンクロール上方の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送する工程；
    ドロス除去領域において溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
    前記仕切壁に設けた堰を経てドロス除去領域のドロスを除去した上澄み浴をめっき領域に戻す工程。
  12. めっき領域はＷ１の溶融金属浴の容量、ドロス除去領域はＷ２の溶融金属浴の容量を有し、Ｗ１／Ｗ２が０．２〜５の範囲内にある請求項１１記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  13. 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる：
    溶融金属を収容するめっき容器内に、スナウト内を走行してきた鋼帯を案内するシンクロールを配設する工程；
    前記めっき容器の浴中に、前記シンクロールを覆うようにめっき槽を配設し、鋼帯下面側の前記スナウト下部と前記めっき槽側壁上部に形成される隙間を遮蔽する遮蔽部材を配設して、前記めっき容器を、めっき領域とドロス除去領域とに分割する工程；
    前記めっき領域に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程；
    前記ドロス除去領域においてめっきに使用する固相金属を溶解する工程；
    前記めっき領域内の溶融金属浴をメカニカルポンプを用いてドロス除去領域のめっきに使用する固相金属溶解部側に排出し、前記ドロス除去領域で溶融金属浴中のドロスを除去する工程；と
    前記ドロス除去領域の溶融金属浴を前記めっき領域に戻す工程。
  14. めっき槽の上端がシンクロールの回転軸よりも高くなるように、めっき槽が設置されている請求項１３記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  15. 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる：
    アルミニウムを０．０５ｗｔ％以上含有する溶融亜鉛系めっき浴を収容しためっき浴槽に仕切りを設けて、めっき浴槽を鋼帯にめっきを施すめっき槽とインゴットを溶解してドロスを沈降分離するドロス除去槽に分割する工程；
    ドロス除去槽の鋼帯出側になる側でめっきに使用する固相金属を溶解する工程；
    前記めっき槽とドロス除去槽を、スナウト直下および鋼帯出側の一部で、下式で定義される水力直径が０．１ｍ以上の流路で浴面が同一レベルになるように連通し、スナウト内のめっき浴をスナウトの長辺方向の両端からポンプで吸い込み、めっき槽の鋼帯が通板していない部分に排出して、スナウト内のめっき浴面を清浄化するとともに、前記めっき槽とドロス除去槽間でめっき浴を循環する工程。
    水力直径＝（流路断面積／流路の濡れ長さ）×４
  16. めっき槽の容積が１０ｍ３以下、ドロス除去槽の容積が１０ｍ３以上、めっき槽とドロス除去槽の間のめっき浴の循環流量が０．５ｍ３／ｈ以上、５ｍ３／ｈ以下である請求項１５記載の溶融亜鉛系めっき方法。
  17. 溶融亜鉛系めっき方法は以下の工程からなる：
    溶融金属を収容するめっき容器をドロス除去槽と前記ドロス除去槽内に設置されるめっき槽に分割する工程；
    めっき槽の溶融金属浴に鋼帯を浸漬して溶融亜鉛系めっきを行う工程；
    めっき槽の溶融金属浴を、めっき槽に設けられた第１の開口部から鋼帯の随伴流によってドロス除去槽へ移送する工程、または、メカニカルポンプとめっき槽に設けられた第１の開口部から鋼帯の随伴流によってドロス除去槽へ移送する工程；
    ドロス除去槽でめっきに使用する固相金属を溶解するとともに、溶融金属浴中のドロスを除去する工程；
    前記メカニカルポンプによってめっき槽の溶融金属浴をドロス除去槽のめっきに使用する固相金属溶解部側へ移送する工程；と
    ドロス除去槽の溶融金属浴をめっき槽に設けられた第２の開口部からめっき槽に戻す工程。
  18. めっき槽は、めっき槽と鋼帯との距離及びめっき槽と浴中ロールとの距離が何れも２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、まためっき槽とドロス除去槽が、めっき槽の容量をＷ１、ドロス除去槽の容量をＷ２とした場合、Ｗ１≦１０ｍ３且つＷ１≦Ｗ２の関係を満足し、めっき槽からドロス除去槽へ移送する溶融金属浴の流量が１ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下である請求項１７記載の溶融亜鉛系めっき方法。
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