JPH0347956A - ボトムドロスの巻上げ抑制方法および装置 - 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、溶融金属メッキ、特に溶融亜鉛メソキにおけ
るボトムドロスの巻上げ抑制方法および装置に関する。

（従来の技術） すでによく知られているように、現在、北米やカナダで
は、冬期の自動車スリップ事故防止のため、岩塩散布に
よる道路の凍結防止がなされている。

ところが、かかる岩塩散布により腐食の面からは自動車
車体は苛酷な腐食環境にさらされることになり、素材面
では高耐食性の表面処理鋼板が使用されつつある。した
がって、外装用の鋼板についても溶接性・加工性が冷延
鋼板並みの特性をもち、耐食性に優れた合金化処理鋼板
が注目されている。しかも、外装用のため鮮映性が要求
されるなど、ますます仕様の厳しい材料が求められるよ
うになっている。

ところで、溶融金属メッキライン、例えば溶融亜鉛メッ
キラインでは、メッキのままの状態の通常の溶融亜鉛メ
ッキ鋼板と、メッキ後合金化処理する合金化処理鋼板（
ガルバニール鋼板）とが製造されるが、一般にこの２種
類の鋼板は同一のラインにおいて適宜切り換えられるこ
とにより連続的に製造される。

しかし、ガルバニール鋼板を製造している溶融亜鉛めっ
き槽内では、槽内のＡｌを低くおさえる為、ストリップ
のＦｅが溶出してＦｅＺｎ７を主成分とするドロスが生
成し、このドロスはメッキ槽の底部に堆積する。

第３図は、このような溶融亜鉛メッキに際してのボトム
ドロスの生成および巻上げの様子の説明図であり、スナ
ウト１０を経てメッキ槽１２に送られてきたストリップ
１４はシンクロール１６を周回しながらメッキされ、メ
ッキ終了後は案内ロール１８を経てメッキ槽から取り出
される。メッキ浴内に浮遊するドロスは次第にメッキ槽
底部に溜まり、ボトムドロス２０を形成する。浮遊ドロ
スの一部は浴内のへＱと化合して塔頂部にトップドロス
２２として浮遊する。

このように堆積したボトムドロスはシンクロール下部付
近で生じるストリップの随伴流によって浴中に巻上げら
れてストリップの上側表面に付着する。

前述のように、メッキ鋼板に対する仕様が厳しくなった
現在、そのようなボトムドロスのストリップへの付着が
行われると、プレス時にプレスブッと称する表面不均一
部分が生じ、鮮映性が害されるばかりでなく、ドロスブ
ツと称する不均一部分が形成される結果、局部電池を形
成し、耐食性を低下させる原因となる表面欠陥が生じ、
メッキ鋼板に品質欠陥を生じさせるのである。

従来、ストリップへのドロス付着を防止すべく、ボトム
ドロスの生成を抑制する一般的な方法として、メッキ浴
内のＭ分を富化し、下記反応によりＦｅｚＭｓをトップ
ドロスとして浮上回収する方法がある。

２ＦｅＺｎ７＋５ＡＱ　　→ＦｅｚＡ（Ｉｓ　＋１４Ｚ
ｎ（発明が解決しようとする課題） しかし、Ａ（ｌはメッキ皮膜の合金化を抑制する作用が
あることから、製造の対象が合金化処理鋼板の場合には
可及的少ない量に制限しているのであり、トップドロス
浮上促進のためＡＱを添加すると、一部がメッキ浴に残
り、合金化不良を起こし品質低下の問題を生じさせる。

特に、すでに述べたように、合金化処理鋼板においても
優れた鮮映性などの表面性状が求められている現状から
は、ＡＱ添加によらない手段によるドロス付着を防止で
きる手段が強く求められている。さらに、ボトムドロス
を系外排出する方法がない場合には、ボトムドロスが徐
々に堆積し、やがてメッキ処理鋼板と接触し、その表面
に付着してやはりメッキ銅板の表面に品質欠陥を生じて
しまうおそれがある。

かくして、本発明の目的は、合金化処理鋼板を製造する
に際して上記問題を解決し、最終的にメッキ外観性と耐
食性のすぐれた鋼板を製造することが可能な、ボトムド
ロスの巻上げ抑制方法および装置を提供することを目的
とする。

また、本発明のより具体的目的は、メッキ浴中のＡＱ濃
度の低い条件で合金化処理鋼板、特に鮮映性に優れた合
金化処理鋼板を製造すべく、処理時のメ・２キ浴中のへ
Ｑ濃度を著しく上げることなく、メッキ鋼板へのボトム
ドロスの巻上げ抑制方法および装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上述のような目的を達成すべく流体力学
的な検討結果に基づいてボＩ・ムドロスの巻上げの抑制
を図り、ストリップへのドロス付着の低減を行うために
種々検討を重ね、次のような知見を得た。

■ボトムドロスそれ自体の発生を抑制することは困難で
あること。

■ボトムドロスの付着がスＩ・リップのメッキ浴中の走
行に伴う随伴流の発生に基づくものであること。

■シンクロールとメッキ槽底部との間に遮蔽板を設ける
ことにより、そのようなメッキ浴の流れが効果的に抑制
されること。

■ボトムドロスの発生は、スナウト部近傍であり、シン
クロール下部にそのような遮蔽板を設けてもその上にボ
トムドロスが堆積することはなく、かつシンクロール下
部の流れが早く、遮蔽板に堆積しないこと。

この■ないし■に示す知見に基づいて、本発明者らは検
討を重ね、本発明を完成するに至った。

ここに、本発明の要旨とするところは、溶融金属メッキ
を行うに際し、溶融金属メッキ槽内のメッキ浴中に浸漬
されたシンクロールと溶融金属メッキ槽底部との間に、
主としてシンクロールの下方からのメッキ浴の流れを抑
制する遮蔽板を配置して、メッキ槽底部に溜まったボト
ムドロスの上昇を抑制することを特徴とする溶融金属メ
ッキ槽のボトムドロス巻上げ抑制方法である。

本発明の好適態様によれば、前記遮蔽板の下方にはボト
ムドロスが堆積しろる空間を残してあり、メッキ槽内で
発生するボトムドロスは上記遮蔽板を回り込んで、その
下方空間内に溜められる。

また、上記の本発明および本発明の好適態様においては
、停機時にばＡＱを浴に添加すると同時にＮ２を吹き込
みボトムドロスを浮上させ浴から排出することが有効で
ある。ずなわち、ボトムドロスが堆積した低ＡＱ浴に、
ＡＱを含んだＺｎインゴットを投入し、同時にＮ２を吹
き込むことにより、２ＦｅＺｎ７＋５ＡＱ　　−＋Ｆｅ
ｚＡＱｓ　＋］４Ｚｎの反応がすみやかに進行し、ボト
ムドロスが浮上することを利用するのである。

また、別の面からは本発明は、溶融金属メッキ槽内のメ
ッキ浴に浸漬されたシンクロールと溶融金属メッキ槽底
部との間に配置された、主としてシンクロールの下方か
らのメッキ浴の流れを抑制する遮蔽板から構成され、メ
ッキ槽底部に溜まったボトムドロスの上昇を抑制するこ
とを特徴とする溶融金属メッキ槽のボトムドロス巻上げ
抑制装置である。

前記遮蔽板の形状は、前記シンクロール下方位において
は下に凸なる曲面、またはほぼ水平なる平面からなるも
のであってもよく、さらにその遮蔽板は、メッキすべき
金属板のメッキ槽への入側方位および／または出側方位
において、それぞれ同方向への傾斜を有する傾斜面を有
するように構成してもよい。

また、上記の本発明にかかるボトムドロス巻上げ抑制装
置において、停機時にＡＱ、富化したメッキ槽中へＮ２
を吹き込むためのＮ２吹き込み管を設置することが有効
である。このようにＮ２吹き込み管を設置しておくこと
により、前述のように、停機時にはＡＱを含有したＺｎ
インゴットを投入する等の方法で、浴中Ｍ濃度を上げ ２ＦｅＺｎｑ　＋　５　ＡＱ−＋ＰｅｚＡＱｓ　＋　１
４Ｚｎの反応を利用してボトムドロス（ＦｅＺｎＪをＦ
ｅＪＱｓとし浴表面に浮かびあがらせ、通常の方法で人
的に系外へ排出すれば主ポット底部に堆積したボトムド
ロスを系外へ排出できる。この際反応促進のため不活性
ガスであるＮ２をＺｎインゴット投入と同時に吹き込ん
でやれば短時間での排出が可能である。また、投入する
ＡＱ量としては前記反応が完結する量にすれば製品への
影響は回避できる。

なお、上記溶融金属メッキは溶融亜鉛メッキ、溶融アル
ミメッキ、鉛メッキ、そして鉛・すす合金メッキ等が例
示されるが、特定のものに制限されない。

（作用） 次に、添付図面を参照してさらに本発明を詳述する。

第２図（ａ）、第２図（ｂ）、第２図（Ｃ）、そして第
２図（ｄ）は、本発明にかかる遮蔽板を備えたボトムド
ロス巻上げ抑制装置の略式説明図であり、それぞれ遮蔽
板は、図面に示すようにＵ型、Ｚ型、逆Ｚ型、あるいは
平板型などが考えられ、その他種々の変更例が考えられ
るが、それらはいずれも上述の趣旨に反しない限り本発
明の範囲内にあることは理解されいる。

各図中、メッキ浴に入ってくるストリップ１４はシンク
ロール１６を周回して再び上方向に引き上げられるが、
シンクロール１６の下方には遮蔽板３０が設置されてい
る。つまり、遮蔽板がない場合、第３図のようにストリ
ップ随伴流によりポット底部に堆積したボトムドロス２
０は巻上げられ、破線部Ａにてシンクロール１６とスト
リップ１４とによって挟圧され、ストリップのメッキ層
内に押し込まれ、ドロス欠陥となるが、本発明において
は、ストリップ１４の走行に伴う随伴流の影響はこの遮
蔽板３゜によって遮蔽されて大幅に軽減され、その下方
に溜められているボトムドロス（図示せず）に影響を与
えることはなくなるため、ボトムドロスの巻上げは大幅
に低減され、ドロス欠陥の発生が抑制される。

なお、停機時には、ＡＱを浴に添加すると同時にＮ２を
吹き込み、ボトムドロスを浮上させ、浴から排出するこ
とが有効であることは、前述のとおりである。

かくして、本発明によれば、各種遮蔽板の設置により、
ボトムドロスの巻上げ量を５０〜８０％抑制できるとと
もに、停機時には、ＡＱ富化してボトムドロス自体を系
外へ排出してやる作業を交互に繰り返すことにより定常
的なドロス欠陥の抑制が可能となる。

（実施例） ここで、本発明の予備実験例および実施例について説明
する。

予備実験例 １ 第１図に概略示す装置を使い、実際のメッキ槽との流体
力学的相イ以条件を考慮した１／３水モデル実験により
、各種遮蔽板の巻上げ抑制効果を調査した。

水モデルを使った本実験は次の要領で行った。

第１図に示すように、メッキ槽に相当する容器３２に水
を張り、底部にアクリル粉（比重１．２、平均直径２５
０　ｐ）　８０Ｋｇ／ｌ、４ｍ’を置き、浴上部に設け
たスナウト部３３からストリップ３４を装入し、シンク
ロール３５を周回させてから、案内ロール３６．３６を
経て浴外へ引き上げた。ストリップ３４がシンクロール
３５と接する領域の上方に吸引サンプリング管３７を配
置し、周囲から浴の吸引を行い、ストリップ走行に伴っ
て生じる随伴流によるアクリル粉の巻上げ量を外部に設
けた濾過装置４０の濾過処理濃度の測定によって検出し
た。

第１図は、Ｕ型遮蔽板■を設置した例を示すが、同じく
図示するＺ型■、逆２型■、そして平板型■のそれぞれ
の遮蔽板を上記Ｕ型遮蔽板■に置き換えて実験を行った
。比較のため、スナウト長さ２ も通常の長さの場合のからそれを延長した場合■につい
ても巻上げ量の評価を行った。

すなわち、シンクロール３５直前のストリップ３４真上
部分から約５００ｃｃサンプリングし、濾過処理後、重
量測定を行い巻上げ量の評価を行った。

このときの遮蔽板としては比較基準として、■スナウト
通常長さのもの ■シンクロール上部接線までスナウトを延長させたもの ■長方型の板をＺ型に折った構造のもの（シンクロール
下部接線とエツジが接する）■長方型の板を逆Ｚ型に折
った構造のもの（■の逆構造） ■長方型の板をＵ字型に折りシンクロールのセンターと
エツジが接する構造を有するもの ■長方型の板をＺ型の中央部と同じ位置に置いたもの ■遮蔽板■と■を組合せたもの を用いた。

テストの一部の結果は第４図にグラフにまとめて示す。

巻上げ量は第４図に１例を示すように経時変化するが４
０分でほぼ一定になるため、４０分後のデータを比較デ
ータとして採用した。

比較基準としてスナウト通常長さ（遮蔽板無し）におけ
る巻上げ量を１００％として各遮蔽板の効果を相対値で
比較した。

第１表にこれらの結果の要約を示す。第１表からも明ら
かなように、Ｚ型遮蔽板が顕著な巻上げ抑制効果を示し
た。

第１表 なお、Ｚ型遮蔽板使用時のボトムドロスの堆積状況は第
１図に示すように第３図のくぼみ形状から平坦な形状へ
移行した。

このように、流体力学的相似条件を考慮した水モデルに
より各種遮蔽板をシンクロール直下に設置することによ
り、巻上げ量は５０〜９０％抑制できるのである。

実施例１ 本例では、第５図に配置を示す実際の溶融亜鉛メッキ槽
を使い、Ｚ型遮蔽板３０を第５図に示す寸法位置に配置
した。

その他の遮蔽板も水モデルの場合と同様に配置し、デー
タ採取した。

なお、操業形態はメッキ浴の酸濃度を目標０．１０％、
実績値０．０９〜０．１１％としたＧＡ操業に限定した
。

メッキ完了後、サンプル採取面積を板幅×５００ｍｍと
して表面のドロス付着個数を調べた。この場合、表面と
はシンクロールの押込み側をいう。

なお、Ｎ数は５０であり、単純平均でデータ比較を行っ
た。

５ ６ なお、試験結果は、第２表にまとめて示す。

し調査した。試験方法を第５図に、結果を第３表、第４
表に示す。Ｚ型遮蔽板が無い場合に比べいずれも１／３
に減少し効果があることがわかる。

■第２表に示すようにドロス付着数は各種遮蔽板および
その組合せにより低減している。

■特に、Ｚ型遮蔽板が水モデルの知見通りに、効果が顕
著であることが認められた。

さらに、水モデルで最も良い結果を得たＺ型遮蔽板を実
機で用いて、ドロス付着量を鋼板上のドロス個数で、ま
たプレスブツの発生個数を１００トンプレスを行った際
の両面プレスブツ個数で測定実施例２ ガルバニール鋼板（ＧＡ＠板）の製造比率が約６０％で
ある、ボトムドロスが堆積しやすい実機ラインにおいて
、停機時にＡＱを富化する同時にＮ２を吹き込みボトム
ドロスを排出する操作を行い第６図、第５表に示す結果
を得た。

第５表 テスト条件： テスト前ＡＱ浴中濃度：　０．１０％ Ｚｎポット容量　　　　：１６０）ン 投入Ｚｎ量　　　　　　＝　２トン （へＱＩＯ％含有） 本発明により、定常的なドロス欠陥の抑制が可能となっ
た。約１．５Ｈｒで８７％の堆積ボトムドロスが除去さ
れた。

（発明の効果） 本発明により、外装用溶融亜鉛メッキ合金処理鋼板の最
大の品質課題であったドロス付着の低減をへＱ濃度を変
えることなく、または著しく上昇させることなく、流体
力学的な手段により達成できるという効果が奏されるこ
とが分かる。

特に、Ｚ型遮蔽板により８０〜９０％のボトムドロ９ ス付着低減が可能である。また、停機時Ｎ２吹き込みに
よりドロスの浮上排出を行うことが出来、長期扱業が可
能となった結果産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の水モデルの試験要領の概略説明
図； 第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、および（ｄ）は、それ
ぞれ本発明にかかるボトムドロス巻上げ抑制装置の略式
第３図は、各種ドロスの発生状況の概略説明図：第４図
は、本発明の実施例の結果をまとめて示すグラフ：およ
び 第５図は、本発明の実施例における遮蔽板の配置の説明
図；および 第６図は、浴中ＡＱ濃度変化と反応時間との関係の説明
図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）　溶融金属メッキを行うに際し、溶融金属メッキ
   槽内のメッキ浴中に浸漬されたシンクロールと溶融金属
   メッキ槽底部との間に、主としてシンクロールの下方か
   らのメッキ浴の流れを抑制する遮蔽板を配置して、メッ
   キ槽底部に溜まったボトムドロスの上昇を抑制すること
   を特徴とする溶融金属メッキ槽のボトムドロスの巻上げ
   抑制方法。
2. （２）　前記遮蔽板の下方にはボトムドロスが堆積しう
   る空間を残してあることを特徴とする請求項１記載のボ
   トムドロスの巻上げ抑制方法。
3. （３）　停機時にはＡｌを浴に添加すると同時にＮ＿２
   をふきこみボトムドロスを浮上させ浴から排出すること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の溶融金属メ
   ッキ槽のボトムドロスの巻上げ抑制方法。
4. （４）　溶融金属メッキ槽内のメッキ浴中に浸漬された
   シンクロールと溶融金属メッキ槽底部との間に配置され
   た、主としてシンクロールの下方からのメッキ浴の流れ
   を抑制する遮蔽板とから構成されることを特徴とする溶
   融金属メッキ槽のボトムドロスの巻上げ抑制装置。
5. （５）　前記遮蔽板の形状が、前記シンクロール下方位
   においては下に凸なる曲面、またはほぼ水平なる平面か
   らなることを特徴とする請求項４記載のボトムドロスの
   巻上げ抑制装置。
6. （６）　前記遮蔽板が、メッキすべき金属板のメッキ槽
   への入側方位および／または出側方位においてそれぞれ
   同方向への傾斜を有する傾斜面をさらに有することを特
   徴とする請求項５記載のボトムドロスの巻上げ抑制装置
   。
7. （７）　停機時にＡｌ富化したメッキ槽中へＮ＿２を吹
   き込むためのＮ＿２吹込み管が設置されている請求項４
   、請求項５または請求項６記載のボトムドロスの巻上げ
   抑制装置。