JPH02111858A - 金属板の溶融めつき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融金属浴を用いることなく金属板に連続的
にめっきを施すことができる方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、銅帯表面にめっき皮膜を形成させる方法として、
予め溶融させためつき金属中に銅帯を浸漬させる、溶融
めっき法が広く行われている。

この種のめつき法の代表例である連続溶融亜鉛めっきで
は、銅帯は前処理炉で熱処理及び表面清浄化処理された
後、溶融亜鉛浴中に浸漬されてめっき皮膜が形成され、
浴から引き出された銅帯には気体絞りによるめっき付着
量調整、ガルバニール等の表面調整が施される。

このようにして得られた溶融めっき鋼板は表面が比較的
美麗で、しかも耐食性も優れているため、広く実用に供
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の溶融亜鉛めっき方法は、めっき浴を使用
することに伴う種々の問題を有している。特に最近では
、めっき銅帯には家電、自動車の外板用途等を中心にし
て従来に増して表面の均一さ、平滑さ、美麗さが求めら
れ、また品質的にも差厚めつき、片面めっき等の新規製
品の需要も高く、このため従来の溶融めっき法によるめ
っき鋼帯の品質やめつきプロセス自体に対する問題点が
顕在化してきた。そのような問題点のいくつかを以下に
述べる。

１）めっき浴中に銅帯表面からのＦｅが溶出したり、め
っき金属が酸化されることによる所謂ドロスの発生が多
く、これを汲み上げ除去しなければならないために、銅
帯に付着する以外のめつき金属の損失が生ずる。

２）めっき浴中でドロスが発生したり、ポットを構成す
る煉瓦の屑が浴中に混入する等、めっき浴に不純物が混
じりゃすく、これらが鋼帯に付着して、その外観を低下
させる。

３）浴中に投入するめっき金属地金成分と、鋼帯に付着
する成分及びドロス等の副生物として浴外に排出される
成分中の微量元素が異なるため、目標通りの必要元素を
含有するめつき浴成分に調整制御するのが困難である。

このため、めっき密着性不良や、ガル バニール材の合金化不良等、各種のめっき欠陥が発生す
る。

４）高温、高浸食性のめつき金属浴中に、銅帯通板用の
ロールや、ロール支持アーム、軸受等、鋼製の機械部品
を浸漬する必要がある。

このため、これら部材の浸食や、これ に伴うドロスの発生、さらには浴中ロール表面の浸食に
よるめっき表面外観の低下等の問題が生ずる。

更には、これらの機械部品の浸食また は損傷部を定期的に修理、交換するための操業停止時間
が必要であり、設備の生産能力を有効、最大限ｌζ生か
すことができない。

５）めっき浴中に通板ロールを使用することにより、め
っき表面にロールのグループ溝が転写しやすく、外観の
悪化を招く。

６）塔下部に堆積するボトムドロスの排出作業、浴面に
堆積するトップドロスの排出作業、浴中への鋼帯の初期
通板作業、めっき浴中ロールの手入れ作業等、高温で且
つ多食のめつき浴近傍での作業は、作業者の大きな負担
となり、且つ危険である。

７）ポット−基当り、一種のめっきしかできないため、
各種の異種めっきを行う際には、浴の汲み出しによる温
容えを行うか、または異種のめつき金属を溶解したポッ
トを予め準備し、ポットの移動を行う等の作業が必要で
ある。

８）両面めっき材と片面めっき材を単一の設備で生産す
る場合、ポット部のめっき設備の変更が必要となり、そ
のための設備負担に加え、切替のために多くの時間と労
力が必要となる。

９）両面異種めっき、多層めっき、両面差厚めつき等の
特殊なめっきを行なうことが難しい。

このように、従来の溶融めっき方法は種々の問題を有し
ているものである。

このような従来の溶融めっき方法に対し、本発明考は上
記諸問題を総て解消できる新たなめつき方法を創案した
。

この方法は、第３図に示すようにめっき金属材の加熱溶
解用の加熱体（６）を有し、且つ先端に溶融めっき金属
吐出用の上向き状の吐出ノズル（５）を有するめっき金
属材供給装置（ＩＩを用いるもので、その吐出ノズル（
５）の一方の側縁（５１）に近接してめっきすべき鋼帯
（３）を上向き通板させ、一方、装置（１）内では、固
相のめつき金属材（２）を吐出ノズル口方向に順次送り
ながら加熱体（６）により吐出ノズル口直前で先端側か
ら順次溶解させ、この溶融めっき金属（Ａ）を吐出ノズ
ル口から吐出させる。そして、これにより銅帯と吐出ノ
ズル先端とが形成するコーナー部（力に溶融めっき金属
の液溜（８）の溶融めっき金属（Ａ）を通板する銅帯面
に付着させ、めっき皮膜（９）を形成させるようにした
ものである。

この方法は固相のめつき金属材をめっき処理部方向に送
給して、これをめっき直前に目付分だけ溶融させ、この
溶融金属をめっき金属として付着させるものであり、溶
融金属浴を全く必要としないため、めっき浴使用に伴う
従来の問題を一挙に解決することができ、しかも固相の
めつき金属材を用いるためそのハンドリングが非常に容
易であり、まためっき金属材の送給速度のコントロール
により、めっき付着量のコントロールも高精度に行うこ
とができる。

しかし、この方式では銅帯の通板速度が高くなると、液
溜下方のガスが鋼帯に随伴することによりめっき皮膜中
に気泡として巻き込まれ、これが膜厚調整後も不良めっ
き部として残り表面欠陥となる場合があることが、本発
明者らの検討により明らかになった。

本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、従来の
ような溶融金属浴を用いることなく金属板に溶融めっき
を連続的に施すことができるとともに、付着量コントロ
ールを高精度に行うことができ、しかも、めっき皮膜中
への気泡の巻込みを防止し高品質の溶融めっき鋼板を得
ることができる方法を提供せんとするものである。

この、ため本発明は、めっき金属材の加熱溶解機構を有
し、且つ先端に溶融めっき金属吐出用の上向き状の吐出
ノズルを有するめっき金属材供給装置を用い、その吐出
ノズルの一方の側縁に近接して被めっき材たる金属板を
上向きに通板させ、固相のめつき金属材を、装置内で吐
出ノズル口方向に順次送りながら加熱溶解機構により吐
出ノズル口直前で先端側力１ら順次溶解させ、この溶融
めっき金属を吐出ノズル口から吐出して金属板面と吐出
ノズル先端とが形成するコーナー部に溶融めっき金属の
液溜を形成し、該液溜の溶融ぬつき金属を通板する金属
板面にめっき皮膜として付着させ、且つ該めっき処理中
１前記液溜下方の吐出ノズルと金属板間の空間内のガス
を外部に吸引排出するようにしたものである。

このような本発明の最も基本的な特徴は、固相のめつき
金属材をめっき直前にめっき目付分だけ溶融させ、これ
をめっきするようにしたことにあり、これにより上述し
た特開昭６１−２０７５５５号等に較べめっき金属のハ
ンドリングと付着量のコントロールが極めて容易になる
、 また本発明の第２の特徴は、溶解しためつき金属をその
まま金属板面に供給するのではなく、ノズル先端と金属
板間のコーナー部に一旦めっき金属の液溜を形成させ、
上向きに通板する金属板がこの液溜のめつき金属を上方
に持ち上げるようにしてめっきがなされるようにしたこ
とにある。このような方法を使用することなく、溶解し
ためつき金属をそのます金属板面にノズルで供給する方
式では、ノズル先端と板面間の間隙によりノズルからの
めつき金属供給量（金属板面に供給される量）が決まり
、したがってノズル先端と金属板面間の間隙は、めっき
皮膜厚に和尚する程度の非常に微細なものとする必要が
ある。しかし、めっきされる金属板は通板中ある程度の
振動は避けられず、また板の形状不良もあることから、
上記ノズルとの倣細な間隙を一定に保つことはなかなか
難しく、めっき厚の不均一化やノズルと板の衝突等によ
るトラブルを招き易い。これに対し、本発明の方式では
、ノズルと板面との間隙が板面へのめっき金属供給量を
左右するものではないため、上記間隙に関係なく安定し
た厚さのめつき皮膜が得られる。また、ノズルと板面と
の間隙は液溜を形成し得る限度で小さくすれば足り、こ
のため間隙を十分広くとり、板とノズルとの衝突を防ぐ
ことができる。

そして１本発明の第３の特徴は液溜下方のガスを外部に
吸引排出するようにしたことにあり、これにより、めっ
き皮膜中へのガスの巻込みを適切に防止することができ
る。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明法を鋼帯の連続めっき処理に
適用した場合の一実施例を示すもので、（１）はめつき
金属材供給装置、（２）はめつき金属材、（３）は通板
する鋼帯である。

前記めっき金属材供給装置（１）は、固相（本実施例で
は板状）のめつき金属材（２）を上向きに案内するため
の案内部（４）を有し、該案内部（４）はその先端（上
端）に溶融しためつき金属吐出用の上向きの吐出ノズル
（５）を有している。

この案内部（４）は本実施例では断面細長の筒状体によ
り構成されている。的記案内部（４）の先端側には、め
っき金属材を溶解するための加熱体（６）（加熱ヒータ
等）からなる加熱溶解機構が設けられている。

また、めっき金属材供給装置（１）には、一端が吐出ノ
ズルの側縁（５１）の下部に開口（１００）　Ｌ／たガ
ス抜き流路α１が設けられ、吸引装置（図示せず）によ
りめっき部下方のガスを吸引排出できるようになってい
る。

なお、めっき金属材供給装置（１）は、固相のめつき金
属材（２）を吐出ノズル方向に送給するため、送りロー
ラ或いはシリンダ装置等からなる送り機構（図示せず）
を有している。

このようなめつき金属材供給装置（１）に対し、銅帯（
３）は上向き状の吐出ノズル（５）の一方の側縁（５１
）に近接して上向きに通板する。一方、めっき金属材供
給装置（１）内では、固相のめっき金属材（２）が吐出
ノズル口方向に順次送られる。そして、吐出ノズル口直
前で先端側から順次溶解され、吐出ノズル（５）から吐
出される。

このようにしてノズルから吐出された溶融めっき金属（
Ａ）は、吐出ノズル先端と銅帯面とで構成されるコーナ
ー部（７）に液溜（８）を形成する。この液溜（８）の
溶融めっき金属（Ａ）は上向きに移動する鋼帯（３）に
引き上げられるようにして付着し、めっき皮膜（９）が
形成される。

そして、このようなめつき処理中、前記ガス抜き流路（
１Ｇを通し液溜（８）下方の空間（Ｓ）からのガス抜き
を行う。めっき皮膜中への気泡の巻込みは、銅帯（３）
の随伴ガス流によって空間（Ｓ）内の静圧が高くなるこ
とによるものであり、上記ガス抜きによってその圧力を
低下させ、ガス巻込みを防止する。なお、空間（Ｓ）内
の圧力はなるべく一定に保つことが好ましく、一般には
大気圧＋液溜の高さｈに和尚する圧力近傍に保たれるこ
とが好ましい。

なお、吐出ノズルの側縁（５１）と銅帯（３）との間隙
は、液溜（８）の溶融めっき金属（Ａ）がその間隙から
下方にたれない程度に近接させる必要があるが、過度に
小さいとノズルと銅帯とが衝突するおそれがあり、この
ためその間隙間）は０．５〜５咽程度の範囲とすること
が好ましい。

また、銅帯（３）とノズル先端とが形成するコーナー部
（力の角度θも適宜選択できる。例えば吐出ノズル（５
）を傾斜させ、コーナー部（力の角度θを小さくするこ
ともできる。

また、銅帯（３）の通板方向は必ずしも垂直でなくて良
く、液溜（８）が適切に形成される限度において斜め上
方に通板させることができる。

さらに案内部（４）と吐出ノズル（５）の内径は必ずし
も同じである必要はなく、例えばノズル径のほうが小さ
い構造とすることもできる。

なお、このめっき法では、銅帯を常温のままでめっき処
理することもできるが、その場合、溶融金属との接触に
よる板温の會、激な上昇によって板が不均一に熱膨張し
、板形状不良を生じるおそれがあり、これを防止するた
め、鋼帯（１）を所定のｍ度（好ましくは、めっき金属
材の融点前後の温度）に加熱し、この銅帯にめっきを行
うようにすることが好ましい。

また、以上のように形成されためつき皮膜（９）は、銅
帯の振動等に起因して若干の付着むらを生ずる場合があ
り、このむらを均一化させるため表面調整装置により均
一化処理を行うことができる。この表面調整装置として
は、例えば超音波振動子を有する超音波振動方式のもの
（所謂、超音波ごて）が用いられる。

この装置は緩衝機構を有するシリンダ装置等により保持
され、その振動板がめつき皮膜が形成された鋼帯表面に
軽く接触せしめられ、めっき皮膜に超音波振動が付加さ
れることによりめっき金属の皮膜厚が均一化される。

また１本発明法によるめっき処理は、めっきの濡れ性、
密着性を確保するため、非酸化性雰囲気（例えば、Ｎ２
：２０〜２５％、Ｎ２二８０〜７５％の混合ガス）中で
行うことが好ましい。

また本発明法においても、めっき前の銅帯表面はなるべ
く清浄化されていることが好ましい。

本発明によるめっき法は、種々の金属または合金めっき
に適用でき、本発明により例えば鋼帯のＺｎめつき、Ａ
ｌ　−Ｚ　ｎ合金めっきをはじめ、Ｃｔ）−Ｃｒ−Ｚｎ
合金めっき（例えば、１チＣｏ−１％Ｃｒ−Ｚｎ合金め
つき）、Ａｔ−Ｍｇ−Ｚｎ合金めっき（例えば、５％Ａ
Ｌ−０．６％Ｍｇ−Ｚｎ合金めつき）、ｈｔ−ｓｔ−Ｚ
ｎ合金めつき（例えば、５５％Ａｔ−１，６’％５ｉ−
ｚｎ合金めつき）、５ｉ−Ａｔ合金めっき（例えば、１
０％Ｓ　ｉ　−ｎ合金めつき）、５ｎ−Ｐｂ合金めつき
（例えば、１ｏ＊５ｎ−Ｐｂ合金めっき）等を行うこと
ができる。

また、以上の実施例では、銅帯（３）の片面に対しての
みめつき金属材（２）の供給を行っているが、銅帯両面
めっきの場合には、銅帯両側に装置（１）が配され、そ
れぞれの面に対するめつきが行われることは言うまでも
ない。なおこの場合、両面のめつきは、ライン方向の同
じ位置で行う必要はない。

また、本発明法において銅帯両面にめっきを行う場合、
鋼板両側に組成が異なるめっき金属材（２）を配するこ
とにより両面異種めっきを容易に実施することができる
。例えば、家電用等の外板素材として、片面（塗装用面
）にＦｅ　−Ｚｎ合金めつき皮膜を有し、他の片面（裸
面）にＺｎめっき皮膜を有する鋼板等を得ることができ
る。

なお、上記実施例では、いずれもめつき金属材（２）は
板状のものを用いたが、これに代え例えば粉状のものを
用いてもよい。この場合でもめつき金属材（２）は案内
部（４）内に充填され、適当な送り手段によりノズル方
向に送らｎる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、溶融金属浴を用いることな
く、金属板に溶融金属によるめっき皮膜を連続的に形成
させることができ、めっき浴を用いる従来法に較べ次の
ような利点が得られる。

１）めっき浴を使用した場合のようなドロスの発生がな
いため、銅帯に付着する以外のめつき金属の損失がない
。

２）ドロス、不純物等が表面に付着せず、外観が美麗に
保たれる。

３）めっき金属を直接溶着させるため、めっき金属材と
ほとんど同一の成分がめつきされ、めっき皮膜中成分が
均一化し、且つ成分の制御が容易となる。

４）浴中浸漬部品を使用する必要がなく、こび〕ため浸
食された機械部品の修理、交換のために操業を停止する
必要がない。

５）浴中ロールを使用する必要がないため、ロールグル
ープの転写による外観の悪化がない。

６）ボトムドロスやトップドロス排出、浴中への鋼板の
通板作業、浴中ロールの手入れ作業等が不要となり、作
業者の負担が著しく経減する。

７）各種の合金めっきを実施する場合にも、銅帯に供給
するめつき金属材を交換するだけでよく、浴替え、ポッ
トの移動等大がかりな作業を必要としないため容易に各
種のめっきが実施可能である。

８）めっき金属材の配置や供給の態様、送給速度等を選
択、変更することにより、片面めっき、多層めっき、両
面差厚めつき、両面異種めっき等、各種形態のめっきを
容易に実施することができる。

また、このような利点に加え、固相のめつき金属材を送
給して直前でめっき目付分だけ溶融させ、これを金属板
に付着させる方式であるため、めっき材のハンドリング
が非常に容易であり、まためっき付着量を固相のめつき
金属材の送給速度によりコントロールでき、このため高
度の付着量精度を確保することができる。

さらに、溶融しためつき金属をその才ま金属板面に供給
するのではなく、ノズルから吐出された溶融めっき金属
を、ノズルと金属板とが形成するコーナー部で一旦液溜
化し、この液溜のめつき金属を上向きに通板する金属板
に引き上げさせるようにして付着させる方式であるため
、通板する金属板がある程度振動しても、その板面とノ
ズルとの間隙に関係なく安定した厚さのめつき皮膜が得
られる。また、ノズルと金属板間の間隙をめっき厚オー
ダーの微細なものとする必要がなく、このため金属板に
ある程度の振動や形状不良があってもノズルとの衝突を
極力防止することができる。

さらに、液溜下方のガスを外部の吸引排出するため、め
っき皮膜中へのガスの巻込みを適切に防止することがで
き、これにより表面欠陥のない優れた品質の溶融めっき
鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体説明図、第２図はめつき処理部の部分拡大図
である。第３図は本発明が基礎とする新たなめつき方法
を示す説明図である。 図において、（Ｉ）はめつき金属材供給装置、（２）は
めつき金属材、（３）は銅帯、（４）は案内部、（５）
は吐出ノズル、（６）は加熱体、（７）はコーナー部、
（８）は液溜、（９）はめつき皮膜、α１はガス抜き流
路、（Ａ）は溶融めっき金属、（Ｓ）は空間である。 特許出願人　　日本鋼管株式会社 発　明　者　　　石　　　井　　　俊　　　大同 杉 山 峻 同 田 尻 泰 久 同 桜 井 理 孝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. めつき金属材の加熱溶解機構を有し、且つ先端に溶融め
   つき金属吐出用の上向き状の吐出ノズルを有するめつき
   金属材供給装置を用い、その吐出ノズルの一方の側縁に
   近接して被めつき材たる金属板を上向きに通板させ、固
   相のめつき金属材を、装置内で吐出ノズル口方向に順次
   送りながら加熱溶解機構により吐出ノズル口直前で先端
   側から順次溶解させ、この溶融めつき金属を吐出ノズル
   口から吐出して金属板面と吐出ノズル先端とが形成する
   コーナー部に溶融めつき金属の液溜を形成し、該液溜の
   溶融めつき金属を通板する金属板面にめつき皮膜として
   付着させ、且つ該めつき処理中、前記液溜下方の吐出ノ
   ズルと金属板間の空間内のガスを外部に吸引排出するこ
   とを特徴とする金属板の溶融めつき方法。