JPH03138345A - 溶融金属めっき方法及び装置 - 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、溶融金属めっき鋼帯を製造する方法および装
置に係り、詳しくは優れためっき外観を得るための溶融
金属めっき方法および装置に関する。

〈従来の技術〉 溶融金属めっき鋼帯は、−船釣に第２図に示すように、
予めめっきに適するように処理され、焼鈍炉端２から送
られる鋼帯ｌをＺｎ、　ＡＩ、　ｒ’ｂなどの金属を主
体としてなる溶融金属めっき浴槽１８に誘導し、浴槽１
８内で鋼帯１に溶融金属を付着した後、過剰に付着した
溶融金属を浴面直上でガスワイピングノズル８により払
拭し目標付着量に調整する。

さらに必要に応じた種々の後処理を行うことによって製
造される。この際、鋼（１）ｌをめっき浴槽１８に誘導
し、付着ｆｆ［整を行うために、浴槽内にはジンクロー
ル（浸漬ロール）１９があり、めっき浴槽１８内に浸入
した綱帯ｌはジンクロール面に接触し、垂直上方への方
向転換がはかられる。鋼ｒｆ　１がめつき浴面から立上
がる部所には付着ｆｆｉ調整を行うためにガスワイピン
グノズル８が設けられ、払拭された余剰金属は落下し、
再びめっき浴面に回収されるようになっている。

このため、溶融金属めっき１！Ｉ帯のめっき面には、上
記のめっき方法に起因するめっき外観上の欠陥が種々発
生し、品質上の重大損失をもたらしている９例えば鋼帯
ｌとジンクロール１９とが接するために、ジンクロール
面の欠落や異物付着による凹凸が鋼帯面に転写した欠陥
、鋼帯の蛇行防止のために刻まれた溝（グループ）が転
写した欠陥（グループマーク）などが発生ずる。また、
めっき浴槽１Ｂに殆ど不可避的に持込まれる不純物、例
えばめっき浴槽壁を構成するレンガの屑、めっき浴周辺
からのほこり、めっき浴面が大気と接するために生成す
る金属酸化物、鋼帯１から溶出するｒｅ元素とめっき浴
中金属とが反応して生成する合金粒、およびガスワイピ
ングノズル８による付着量調整時に溶融金属が酸化し生
成する金属酸化物などかめつき浴槽１８内に多量に浮遊
し、溶融金属とともに鋼帯ｌに付着し、最終的にめっき
外観上の欠陥となる。

従来の溶融金属めっき方法に起因するめっき表面外観上
の欠陥を解決すべく、これまでいくつかの技術が開示さ
れている。しかしながら、例えば特公昭５５−４８１０
２号公報、特開昭５４−６５１３８号公報、特開昭５５
−１４１５５４号公報のように、ガスワイピングノズル
とめっき浴面とを１体のシールボックスで囲み、該ノズ
ルからワイピング用ガスとして窒素ガスを用いることに
より付着Ｆ！ＬｊＩ？Ｊ整部とめっき浴面とを大気から
遮断し、最終的にめっき面への異物（ドロス）の付着を
防止する技術は、酸化物系ドロスに対してはその有効性
が認められるが、鋼帯から溶出するＦｅと溶融金属（溶
融亜鉛とこれに含有されるアルミニウム）との反応で析
出する合金結晶粒の生成抑制には殆ど無効であり、さら
にジンクロールに起因する欠陥に対しては全く無効であ
る。

また、ジンクロールに起因する表面外観上の欠陥に対処
する技術として、ロール面に金属プレートを強く押し当
てることによりロール面に付着する異物を除去し、ロー
ル面を平滑にする技術があるが、該技術にあっては、グ
ループマークに対しては殆ど無効である。このように従
来の技術にあっては、表面外観上の欠陥に対してその有
効性は限定されたものであった。

また、特開昭５４−１５９３３９号公報のように、従来
のジンクロールに変わるベンドフロータが従業されてい
る。このベンドフロータは、第３図に示すように、溶融
金属めっき浴槽１８内に、ジンクロールに変わる鋼帯１
の方向転換装置としてベンドフロータ４が設けられてい
る。この場合の溶融金属めっき浴槽１８は伝統的な形で
あり、槽内容積は非常に大きなものである。さらに該槽
１８内では、めっき外観上の欠陥の原因となる各種不純
物が生成し、一方的に増加する。従って、定期的にある
いは随時に不純物を取除（作業を行うが、槽内底部に溜
まり易い不純物、槽内を浮遊する不純物の除去は困難で
ある。このため、特開昭５４−１５９３３９号公報に開
示されている技術によっても、めっき面への不純物の付
着は避けられない、なお、第３図において、２は焼鈍炉
端、１６はポンプである。

〈発明が解決しようとする課題〉 このように、従来の技術にあっては、表面外観上の欠陥
に対して、有効性が限定されたものであった。

本発明は、このような従来技術の問題を解決した溶融金
属めっき方法および装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するだめの手段〉 第１の発明は、内面がほぼ半円形横断面を有する溶融金
属めっき槽の前記内面と、内部からめっき用の溶融金属
を噴出するー、ンドフロータのフロータ面との間に所定
の間隔をおいて形成されたほぼ半円弧状の間隙に、鋼帯
を浴中機器に接することなく通過させ、前記間隙内で鋼
帯に常に清浄化された溶融金属を付着させるとともに鋼
帯の進行方向を垂直方向に転換し、次いで非酸化性雰囲
気下で鋼帯に付着した溶融金属の付着量を調整すること
を特徴とする溶融金属めっき方法である。

また、第２の発明は、鋼帯に連続して溶融金属めっきを
施す装置であって、内面がほぼ半円形横断面を有する溶
融金屈めっき槽と、前記めっき槽内面との間に、鋼帯の
通路でかつ溶融金属保持部となる所定の間隔をおいてほ
ぼ半円弧状の間隙を形成するように配置され、内部から
前記間隙にめっき用の溶融金属を噴出する手段を備えた
ベンドフロータと、前記間隙の両端開放部に設けた余剰
の溶融金属の排出口と、前記溶融金属の排出口から〃ト
出された溶融金屈を清浄化した後、前記ベンドフロータ
に供給する溶融金属のＶａ環系と、溶融金属めっきされ
た鋼帯の出側に相当する前記間隙の一方の開放部上にガ
スワイピング装置と、前記ガスワイピング装置を囲撓し
て設けたシールボックスとを有することを特徴とする連
続溶融金属めっき装置である。

〈作　用〉 本発明の作用を、第１図により説明する。

本発明の第１の特徴は、溶融金属めっきに適するように
前処理を施した鋼帯ｌをベンドフロータ４のフローティ
ング面４′と溶融金属めっき槽３の、ベンドフロータ４
のフローティング面４′に対応する内面３′との間隙５
に誘導し、この間隙５で溶融金属を付着させるとともに
、ベンドフロータ４により鋼帯ｌを垂直上方に方向転換
し、非酸化性雰囲気下で付着量調整を行うことにある。

すなわち、ベンドフロータ４により熔融金属めっき浴槽
３中において鋼帯ｌがめつき浴槽３の浴中ｎ器と接する
ことなく鋼帯１が垂直上方に方向転換がはかられるよう
になり、従来の欠点である浴中ジンクロールによるグル
ープマーク等のめっき表面外観の欠陥が殆ど発生しなく
なる。また、非酸化性雰囲気下で付着量調整するとによ
り、従来付着量調整時に発生した溶融めっき金属の酸化
が抑制され、酸化物系不純物の生成が殆ど起こらなくな
る。その結果、ジンクロールによる欠陥はなくなり、さ
らに酸化物系不純物の鋼帯めっき面への付着は殆どなく
なり、めっき表面外観は著しく改善される。

本発明の第２の特徴は、ベンドフロータ４のフローティ
ング面４′と溶融金属めっき浴槽３の内面３′との間隙
５において、フローティング面４′から噴出する流体を
、鋼帯ｌに付着させるめっき金属源、ずなわら、めっき
金属と実質的に同一組成とすることにある。噴出する流
体をガス流体、非金属系液体、他の熔融金属などとする
ことも可能であるが、これらは熔融金属めっき浴槽内で
、めっき金属と混合して有害な不純物となったり、ある
いはめっき金属と化学反応、あるいは金属間化合等を起
こし不純物となることも多い０本発明のように、めっき
金属と同一組成の溶融金属を用いるならば、新たに不純
物を生成することもなく、経済的でもある。

本発明の第３の特徴は、前記間隙５内で鋼帯ｌに付着さ
せる溶融金属を、常に清浄化した溶融金属とすることに
ある。

このために、第２の発明では、次の二つの対策をとって
いる。

第１の対策は、めっき浴槽３の鋼帯入側および出側に溶
融金属排出口９ａ、９ｂを設け、これらの排出口９ａ、
９ｂより余剰の溶融金属と不純物とを排出することによ
って、入側および出側浴面部６ａ、６ｂにおいて、鋼帯
１に不純物が付着しないようにしたことである。

すなわち、排出口がない場合には、鋼帯１からめっき浴
槽３中に溶出するＦｅと溶融金属との間で生成する合金
不純物が、めっき浴槽３内に滞留・濃化し、鋼帯めっき
表面に多量に付着することになるが、排出口があれば、
これらの不純物は余剰熔融金属とともに排出される。そ
の結果、合金結晶粒系不純物の鋼帯めっき面への付着を
著しく減少させることができる。

第２の対策は、溶融金属排出口９ａ、９ｂから排出され
た不純物を含む溶融金属を溶融金属貯槽ｌＯに回収し、
ここで、熔融金属の補給と不純物の除去を行った後再び
清浄な熔融金属をベンドフロータ４に供給する一連の給
徘システムを設けたことである。

これによって、鋼帯１に付着し持ち去られて減少した溶
融金属は、充分に補給することができる。

また、溶融金属に含有される不純物は、例えばフィルタ
ーを用いる方法や溶融金属との比重差に応じた分離方法
（比重分離法）、遠心分離法などを効果的に駆使するこ
とによって分離できるが、このような熔融金属の清浄化
処理を、給排システム系に加えることによって、鋼帯が
接する溶融金属からの不純物を減少さセることができる
。

なお、発明者らの研究によれば、溶融金属の補給は、別
途設けられた予１溶解槽１２で予め溶解された溶融金属
を用いて行うのが好ましく、これを行うことによって、
給排システム系の特にベンドフロータ４に供給される溶
融金属中の不純物量が著しく減少することを知見した。

さらに、溶融金属の給ｔＪＦシステム系の各部における
溶融金属の温度は、一定温度とすることが望ましく、こ
のことによって溶融金属からの不純物の析出が抑制され
、システム系中での不純物の生成量が少なくなることを
知見した。また、ｔ８融金属の給排システムを一定温度
とするために、熔融金属めっき浴槽、配管等流路に加熱
・保温手段を設けることが肝要であることも知見した。

更に、第２の発明の特徴は、前記の非酸化性雰囲気下で
の付着■ｍ整を、めっき浴槽出側のめっき浴面部６ｂを
囲むシールボックス７内においてガスワイピングノズル
８で行い、かつノズル８から噴出するガスの種類を窒素
ガスとすることにある。ガスワイピングを窒素ガスで行
うことによって、付着量調整時の溶融金属の酸化を抑制
することができる。また、めっき浴面も大気から遮断さ
れるので浴面の酸化も抑制できる。従って、鋼帯めっき
表面の外観が改善される。さらに、付着量調整直後のめ
っき表面の酸化も抑制できることから、湯じわの発生も
抑制できる。なお、窒素ガスは、他の非酸化性ガスに比
べ、比較的安価に入手できること、安全性が比較的価れ
ていることなど、めっき鋼帯製造者に大きなメリットを
もたらすことができる。

なお、本発明のめっき装置のめ、き浴槽出側に、通常の
熔融めっき装置において、通常用いられているような浴
中サポートロール１７を設置すると、めっき後のＭ４ｊ
ＦのＣ反りが防止でき、ガスワイピングによる均一な目
付量の制御が可能となるので好ましい。

〈実施例〉 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

第１図において、溶融亜鉛めっきに通ずるように前処理
を施され、焼鈍炉端２から送られる鋼帯１を、大気に接
することなくベンドフロータ４のフローティグ４′と、
これに形の上で対応する溶融金属めっき浴槽３の内面３
′との間隙５に誘導して、入側めっき浴面６ａから出側
めつき浴面６ｂの間で綱帯１に溶ＰＡ！ｌＮ！鉛を付着
させると同時に、ベンドフロータ４により鋼帯１を垂直
上方向に方向転換し、シールボックス７で囲まれた状態
で窒素ガスを用いたガスワイピングノズル８で付着量調
整を行うようにしである。

また、めっき浴槽３の鋼帯入側および出側に設けた、溶
融金属排出口９ａ、９ｂより余剰の溶融金属と不純物と
が排出され、入側および出側の浴面部６ａ、６ｂにおい
て、鋼帯に不純物が付着しないようにしてあり、排出さ
れた不純物を含む溶融金属を溶融金属貯槽１０に回収し
、ここで、熔融金属の補給と不純物の除去を行った後、
再び清浄な溶融金属を溶融金属供給管１１を経由してベ
ンドフロータ４に供給する一連の給排システムを設けで
ある。なお、図中、１２は予ＯＩ溶解槽、１３は電磁式
鋼帯振動防止装置、１４は非常用溶融金属給排口、１５
は非常用給排管、１６はポンプ、１７はサポートロール
である。

次に、本発明の具体的な実施例を比較例とともに説明す
る。

実施例１ 本発明の実施例１は、第１図の装置において、ベンドフ
ロータ４から噴出される流体には、ドロス等の不純物を
除去した清浄な溶融亜鉛を用い、その組成は八ｌ　：　
Ｏ，１５ｗｔ％、Ｆｅ　：　０．０１ｗｔ％とした。

また、めっき浴槽における溶融亜鉛の温度は４７０°Ｃ
１めっき温浸入直前の板温は４８０°Ｃとした。

これに対し、比較例１はシールボックスで囲んだ状態で
ガスワイピングノズルによる付着ｆｆｉ調整に空気を用
いた場合、比較例２はドロス等の不純物を除去しない溶
融亜鉛をベンドフロータに供給した場合、比較例３は浴
面およびガスワイピングノズルをシールボックスで囲ま
ず大気接触の状態とした場合、比較例４は従来の熔融亜
鉛めっき方法による場合である。ただし、比較例１．２
および３の各条件は、記述の条件以外の条件は本発明の
実施例１の条件に同じとした。

これらの各条件下で溶融亜鉛めっき鋼帯を製造し、各溶
融亜鉛めっき鋼帯につき、ジンクロールに起因するグル
ープマークおよび凹凸欠陥、鋼帯めっき面に付着する酸
化物系ドロス、合金結晶系ドロスの個数および湯じわ有
無等めっき表面外観を調査した。

調査結果を第１表にまとめて示す、ただし、第１表の評
価基準は下記とした。

４１価基準 Ｏ：欠陥が殆どなし、　　　　　出荷判定：最良１：欠
陥がわずかに認められる、　　ｌ　：良２：欠陥程度中
、　　　　　　　　　　〃　：可３：欠陥程度大、　　
　　　　　　　　＃　：不可第１表から、本発明の種々
の欠陥に対して全てに有効であることが判る。また、比
較例１との比較において酸化物系ドロス、湯じわの問題
から、ガスワイピングに用いるガスを窒素ガスとするこ
との有効性は明らかであり、比較例２との比較において
、ドロス等不純物の除去の効果は明白である。さらに、
比較例３との比較において、シールボックスの効果は明
白である。

以上から、本発明の各要素は、グループマーク等表面欠
陥に対して、それぞれ有効であり、各要素を総合したと
き、殆ど全ての欠陥を解消できることが判る。

実施例２ 上記の本発明の実施例１とほぼ同様の方法により、溶融
金属として、溶融亜鉛・アルミニウム合金（亜鉛９５％
・アルミニウム５％）を用いて、溶融亜鉛・アルミニウ
ムめっき鋼帯を製造した。ただし、溶融金属の温度は４
００℃、めっき温浸入直前の鋼帯温度は３９０℃とした
。製造した溶融亜鉛・アルミニウムめっき鋼帯と従来の
方法で製造した同めっき鋼帯をめっき表面外観を比較評
価した。

その結果、実施例１と同様、めっき表面外観の改善に対
して本発明の方法の有効性がＶ１ｍ認された。

実施例３ 溶融アルミニウムめっき鋼帯の製造に本発明のめっき方
法を採用した結果、実施例１と同様の本発明の有効性を
確認できた。

なお、比較のために、ヘンドフロータから噴出する流体
に窒素ガス、溶融鉛等を用いて鋼帯を垂直上方に方向転
換し、同時に第１図非常時溶融金属給排口１１から供給
した溶融亜鉛を溶融金属めっき浴槽に満たして溶融亜鉛
めっき鋼帯を製造したが、鋼帯のフローティング面側に
多用の筋状外観不良が発生した。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は次のような極めて優れた
効果を有する。

■　溶融金属めっきに適するように前処理を施した鋼帯
を、ベンドフロータのフローティング面と溶融金属めっ
き浴槽との間隙に誘導し、この間隙内で溶融金属を付着
させ、かつＳ＋帯を垂直上方に方向転換をはかり、非酸
化性雰囲気下で付着Ｉｉ調整することによって、グルー
プマーク、凹凸欠陥のない溶融金属めっき鋼帯を製造で
きる。

■　フローティング面から噴出する流体をめっき金属と
同一組成とすることによって、表面欠陥の少ないめっき
鋼帯を安価に製造できる。

■　溶融金属めっき浴槽に溶融金属排出口を設け、排出
口より不純物を排出することによって、不純物の付着が
少ない熔融金属めっき鋼帯を製造できる。

■　溶融金属の給徘システム系の系路中で清浄化した溶
融金属を作り、これをベンドフロータに供給することに
よって、不純物付着を減少することができる。

■　非酸化性雰囲気下でのガスワイピングに窒素ガスを
用いることにより、酸化物系不純物の付着の少ないめっ
き鋼帯を安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２．３図は
従来の溶融金属めっき装置の説明図である。 １６・・・ポンプ、 １７・・・サポートロール。 ｌ・・・銅　帯、 ２・・・焼鈍炉端、 ３・・・溶融金属めっき浴槽、 ３′・・・溶融金属めっき浴槽の内面、４・・・ベンド
フロータ、 ４′・・・ベンドフロータのフローティング面、５・・
・間　隙、 ６．６ａ、６ｂ・・・めっき浴面、 ７・・・シールボックス、 ８・・・ガスワイピングノズル、 ９ａ、９ｂ・・・溶融金ｒＭ排出口、 １０・・・溶融金属貯槽、 １１・・・溶融金属供給管、 １２・・・予ＯＩ溶解槽、 １３・・・電磁式鋼帯振動防止装置、 １４・・・非常時溶融金属給徘口、 １５・・・非常用給排管、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面がほぼ半円形横断面を有する溶融金属めっき
   槽の前記内面と、内部からめっき用の溶融金属を噴出す
   るベンドフロータのフロータ面との間に所定の間隔をお
   いて形成されたほぼ半円弧状の間隙に、鋼帯を浴中機器
   に接することなく通過させ、前記間隙内で鋼帯に常に清
   浄化された溶融金属を付着させるとともに鋼帯の進行方
   向を垂直方向に転換し、次いで非酸化性雰囲気下で鋼帯
   に付着した溶融金属の付着量を調整することを特徴とす
   る溶融金属めっき方法。
2. （２）鋼帯に連続して溶融金属めっきを施す装置であっ
   て、内面がほぼ半円形横断面を有する溶融金属めっき槽
   と、前記めっき槽内面との間に、鋼帯の通路でかつ溶融
   金属保持部となる所定の間隔をおいてほぼ半円弧状の間
   隙を形成するように配置され、内部から前記間隙にめっ
   き用の溶融金属を噴出する手段を備えたベンドフロータ
   と、前記間隙の両端開放部に設けた余剰の溶融金属の排
   出口と、前記溶融金属の排出口から排出された溶融金属
   を清浄化した後、前記ベンドフロータに供給する溶融金
   属の循環系と、溶融金属めっきされた鋼帯の出側に相当
   する前記間隙の一方の開放部上にガスワイピング装置と
   、前記ガスワイピング装置を囲撓して設けたシールボッ
   クスとを有することを特徴とする連続溶融金属めっき装
   置。