JPH04168256A - 連続溶融めっき用めっき槽 - 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〕 この発明は、連続溶融亜鉛めっき等の連続溶融めっきに
おいて用いられるめっき槽に関する。

〔従来の技術〕

鋼帯の連続溶融めっき設備では、第４図に示すように、
鋼帯２１はスナウト２７を通じてめっき槽２３内に導入
され、槽内を通過する間に鋼帯表面に溶融めっき金属２
４が付着する。鋼帯２１はシンクロール２２およびスタ
ビライジングロール２５を通過した後、めっき槽２３か
ら垂直に引き上げられ、エアナイフ２６で過剰のめっき
金属が払拭され、溶融めっき層厚が調整される。前記ス
ナウト２７は前工程の還元炉とめっき槽２３とをつなぎ
、還元炉内に外部から空気が侵入することを防止してい
る。また、一般に、従来のめっき槽は箱型の形状をして
おり、底部は水平となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の連続溶融めっき槽には次のような問題
がある。

例えば溶融亜鉛めっきの場合、めっき槽で生成されるド
ロス（ＦｅＺｎ７）は、その生成初期においては粒径が
数μｍと小さく槽内を浮遊しているが、徐々に成長して
数百μｍの大きさになる。そして、このように大きくな
ったドロスは槽底部に堆積し、所謂ボトムドロスとなる
。このボトムドロスの堆積量が多くなると、鋼帯の走行
により発生するめっき金属随伴流により上方に巻き上げ
られ、この巻き上げられたボトムドロスが鋼帯表面に付
着し、溶融亜鉛めっき鋼帯の表面品質を著しく劣化させ
る。

したがって、このような問題を生じさせないためには、
定期的（はぼ１週間ごと）に清浄なめつき金属を満たし
ためっき槽に切り換える必要があり、この切り換えに伴
い約４時間程度のライン停止を余儀なくされ、また、再
開後ラインが安定的に操業されるまでに約５０トン程度
の不良品が発生するという問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するためになされ
たもので、ドロスを効果的に沈降除去させ、しかも、め
っき金属流によるドロスの巻き上げが効果的に防止でき
る構造の連続溶融めっき用めっき槽を提供しようとする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するため、本発明のめっき槽は次
のような構成を有している。

めっき槽はその内部に設けられためっき金属整流構造体
により、めっき部とめっき金属溶解部とに仕切られ、こ
れらめっき部とめっき金属溶解部は、めっき金属整流構
造体の上方及び下方で連通している。

めっき部内には、被めっき鋼帯がめつき金属溶解部側の
斜め上方からめっき部内に進入するようシンクロールが
配され、また、めっき部の底面はめっき金属溶解部方向
に下向きに傾斜している。

前記めっき金属整流構造体は、シンクロールおよびその
上方の被めっき鋼帯通板ラインと適当な間隔で対向する
傾斜した面部を有している。

以上のような基本構造に対し、より好ましい構造におい
ては、前記めっき金属整流構造体は、めっき金属溶解部
に面する第１の面部と、シンクロールおよびその上方の
被めっき鋼帯通板ラインと対向する傾斜した第２の面部
と、めっき部の前記底面と対向する第３の面部とを有し
てる。

前記第１の面部は、垂直面または凹状湾曲面、若しくは
下部側がめつき部側に傾斜するかまたは湾曲した面に構
成される。

また、前記第２の面部は、被めっき鋼帯の通板ラインと
平行であるか、またはシンクロールと対向した下部側に
おける被めっき鋼帯通板ラインとの間隔が、上部側にお
ける被めっき鋼帯通板ラインとの間隔よりも狭くなるよ
うに構成される。

さらに、前記第３の面部は、めっき部の前記底面と平行
であるか、または該底面との間隔がめつき部側よりもめ
っき金属溶解部側が広くなるように構成される。

また、前記第２の面部は、その下部をシンクロールの下
方に延出させ、この第２の面部と鋼帯通板ラインとの間
隔が前記延出部において最も狭くなるような構造とする
ことができる。

また、めっき金属溶解部の上部に溶融めっき金属の加熱
装置を配することができる。

〔作用〕

本発明のめっき槽は、めっき金属整流構造体により槽内
がめつき処理が行なわれるめっき部と、めっき金属を溶
解するめっき金属溶解部（以下、単に「溶解部」という
）とに部分される。これらめっき部と溶解部との間では
、めっき金属整流構造体の上方及び下方の連通部を通じ
てめっき金属が流通する。めっき部内には、シンクロー
ルの上方にスタビライジングロールが設けられ、また、
被めっき鋼帯を溶解部側の斜め上方からめつき部内に導
くためのスナウトが設けられる。

めっき部内に進入した被めっき鋼帯によってめっき金属
の随伴流が生じると、めっき金属は、溶解部の上部側か
らめっき金属整流構造体上方の連通部を通ってめっき部
に入り、スナウト下側→めっき金属整流構造体の面部と
被めっき鋼帯との間→シンクロール下方→スタビライジ
ングロール下方→めっき浴面へと流れ、さらに、めっき
部壁面を伝わって下降した後、下向きに傾斜しためつき
部底面に沿って流れ、連通部を通じて溶解部へと流れる
。

ここで、上記のようにしてめっき金属が流れるめっき部
内の通路のうち、特に、被めっき鋼帯通板ラインおよび
これと対向するめつき金属整流構造体の面部との間の通
路の断面は、溶解部の流路断面よりも十分に小さいため
、めっき部内でのめっき金属の流量が制限され、この結
果、溶解部でのめっき金属の線流速（めっき金属の上昇
速度）は、めっき部での流速に較べ極端に遅くなる。

ドロスは被めっき鋼帯と溶融金属との反応によって生成
されるが、亜鉛めっきの場合、鉄と亜鉛との反応により
鋼帯との密着性に劣るζ相（ＦｅＺｎ工、）が鋼帯から
剥離し、このようにして生じたドロスは、さらに熱力学
的に安定なδ相（ＦｅＺｎ、）へと変化しながら成長し
ていく。数μｍ程度のドロスはめっき槽中に浮遊するが
、このような微粒のドロスはめつき皮膜中に取り込まれ
てもめっき皮膜厚（４〜３０μｍ）と同じレベルである
ためドロス欠陥とはならない。一方、数１０μｍ〜数１
００μｍにドロスが成長すると、沈降速度が速くなり、
溶解部下部に堆積し、所謂ボトムドロスとなって浮遊し
なくなる。そして、上述したように本発明のめっき槽で
は、溶解部でのめっき金属の線流速がめつき部での流速
に較べ極端に遅くなるため、めっき部から溶解部に入っ
ためっき金属に含まれる粒径の大きいドロスは、効果的
に槽底部（溶解部底部）に沈降除去され、また、溶解部
に入っためっき金属の流速が極端に遅くなるため、めっ
き金属流による沈降したドロスの巻き上げも効果的に防
止される。

前記めっき金属整流構造体の第１の面部は、垂直面また
は凹状湾曲面、若しくは下部側がめつき部側に傾斜する
かまたは湾曲した面に構成されることが好ましいが、こ
れは、溶解部の断面をなるべく大きくシ、その内部での
線流速を小さくするためである。

また、前記第２の面部は、被めっき鋼帯の通板ラインと
平行であるか、またはシンクロールと対向した下部側に
おける被めっき鋼帯通板ラインとの間隔が、上部側にお
ける被めっき鋼帯通板ラインとの間隔よりも狭くなるよ
うに構成されることが好ましいが、これは、第２の面部
の上部側の鋼帯通板ラインとの間隔が下部側よりも狭い
と、上部側におけるめっき金属の線流速が高くなり、浴
面に浮遊するドロスを巻き込んでしまうからである。

また、前記第３の面部は、めっき部の前記底面−と平行
であるか、または該底面との間隔がめつき部側よりも溶
解部側が広くなるように構成されることが好ましいが、
これは、第３の面部の溶解部側部分のめっき部底面との
間隔がめつき部側部分よりも狭いと、溶解部入側でのめ
っき金属の線流速が高まり、・溶解部の底部に沈降した
ドロスを巻き上げてしまうからである。

また、前記第２の面部の下部をシンクロールの下方に延
出させ、第２の面部と鋼帯通板ラインとの間隔がこの延
出部において最も狭くなるような構造とした場合には１
通板する鋼帯によるめっき金属の随伴流の流れがよりス
ムーズとなり、加えて、めっき金属のめっき部内での流
量がより制限され、この結果、溶解部でのめっき金属の
上昇速度がより遅くなり、溶解部での浮遊ドロスの沈降
除去がより効果的に行われる。

また、溶解部の上部にめっき金属の加熱装置を配した構
造においては、溶解部内を上昇しためつき金属は加熱装
置により加熱され、この結果、めっき金属中の小紋径ド
ロスに溶解反応が起ってドロス粒径がさらに小さくなり
、ドロス欠陥がより生じにくい粒径レベルに達する。

ドロスの成長にはめっき槽中のめつき金属の温度変化が
大きく関与しており、次のような反応が考えられる。

・めっき金属中への鉄の溶解（高温側へ温度変化した場
合）・ドロスの成長（低温側へ温度変化した場合）（３
）Ｆｅ＋７Ｚｎ→ＦｅＺｎ、　　・・・・・・鉄の溶解
度の減少（４）ＦｅＺｎ、、→ＦｅＺｎ７＋６Ｚｎした
がって、溶解される亜鉛インゴットに起因する低温（４
２０℃付近）の亜鉛によって溶解部の底部の温度がめつ
き金属温度（４６０℃程度）よりも低下し、上記（３）
または（４）の式の反応が進行してめっき金属中の鉄溶
解度が低下するとともに、ドロスが成長し、このような
ドロスは溶解部の底部に沈降する。

そして、鉄溶解度の減少しためっき金属は、溶解部の底
部から上部へと流れていき、溶解部の上部に設けられた
加熱装置により再加熱（４６０℃程度）されるため、前
記（１）または（２）式の反応が進行してめっき金属中
に含まれる浮遊ドロスが溶解し、浮遊ドロスの粒径は小
さくなる。そして、このようなサイクルが連続して起こ
るため、めっき皮膜中に取り込まれるドロスの粒径は数
μｍ程度になり、めっき皮膜のドロス欠陥は発生しなく
なる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものである
。

めっき槽１内にはめっき金属整流構造体４が設けられ、
槽内はこのめっき金属整流構造体４により、めっき部５
と溶解部６とに仕切られている。

これらめっき部５と溶解部６は、めっき金属整流構造体
４の上方及び下方で連通２．３している。

めっき部５内には、被めっき鋼帯がめつき金属溶解部６
側の斜め上方からめっき部５内に進入するようシンクロ
ール７が配されている。

また、めっき部５の底面１０は溶解部６方向に下向きに
傾斜している。この底面１０の勾配は、小さ過ぎるとボ
トムドロスが滞留し、一方大き過ぎるとめっき槽自体の
容積が必要以上に大きくなり、経済的でない。このため
上記勾配は３０〜４５６程度が好ましい。

前記めっき金属整流構造体４は、めっき槽の幅方向に亘
って設けられるもので、溶解部６に面する第１の面部４
１と、シンクロール７およびその上方の被めっき鋼帯通
板ラインと適当な間隔で対向する傾斜した第２の面部４
２と、めっき部の前記傾斜した底面１０と対向する第３
の面部４３とを有している。

前記第１の面部４１は、上部側がほぼ垂直面で、且つ下
部側がめつき部５側に湾曲した構成となっている。なお
、この第１の面部４１は、溶解部６の流路断面をなるべ
く大きくし、その内部での線流速を小さくするため、溶
解部６側に張り出さないような構成であればよく、した
がって例えば。

全体が垂直面または凹状湾曲面、若しくは下部側がめつ
き部５側に傾斜した構成とすることもできる。

前記第２の面部４２は、通板する鋼帯との閣で形成され
るめっき金属の通路の断面が、溶解部６の流路断面より
も十分小さくなるよう、シンクロール７およびその上方
の被めっき鋼帯通板ラインに対し適当な間隔で対向して
いる。また、この面部４２は、シンクロール７と対向し
た下部側における被めっき鋼帯通板ラインとの間隔が、
上部側における被めっき鋼帯通板ラインとの間隔よりも
狭くなるように構成されている。この第２の面部４２は
、その上部側の鋼帯通板ラインとの間隔が下部側よりも
狭いと、上部側におけるめっき金属の線流速が高くなり
、浴面に浮遊するドロス１９を巻き込んでしまうため、
好ましくない。したがって、この第２の面部４２は、被
めっき鋼帯の通板ラインと平行とすることもできる。

さらに、前記第３の面部４３は、めっき部の前記底面１
０とほぼ平行に構成されている。この第３の面部４３と
底面１ｏとの間隔が、めっき部５側よりも溶解部６側の
方が狭いと、溶解部６の入側でのめっき金属の線流速が
高まり、溶解部６の底面１５に沈降したドロスを巻き上
げてしまう。

したがって、この第３の面部４３は、めっき部の底面１
０との間隔がめつき部５側よりも溶解部６側が広くなる
ように構成することもでき、このようにすることにより
、溶解部６の入側でのめっき金属の線流速が低下し、上
述したドロスの巻き上げをより確実に防止できる。

また、溶解部６の上部にはめっき金属の加熱装置１７（
例えば、インダクションヒータ等）が配されている。

その他図面において、９はスタビライジングロール、１
６は溶解されるめっき地金、１８はスナウトである。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、めっき金属
整流構造体４の第２の面部４２の下部をシンクロール７
の下方に延出２０させ、第２の面部４２と鋼帯通板ライ
ンとの間隔が、この延出部２０において最も狭くなるよ
うな構造としたものである。

前記延出部２０とシンクロール７との間隔は、溶解部６
での浮遊ドロスの沈降分離を確実なものとするため、３
００Ｉ以下、より好ましくは１゜０ＩＩＩ１１以下とす
ることが望ましい。

なお、その他の構成は第１図に示す実施例と同様である
。

以下、上記実施例に示されるめっき槽の作用を説明する
。

めっき槽１内に導かれた鋼帯８は、めっき部５でめっき
金属が両面に付着し、シンクロール７およびスタビライ
ジングロール９を経て、垂直方向に引き上げられる。

溶融亜鉛めっきの場合、めっき部５では鋼帯８の鉄と溶
融亜鉛とが反応し、浮遊ドロス（ＦｅＺｎ、３）が生成
される。このドロスは、生成された初期には粒径が数μ
ｍと小さいが、槽内を浮遊している間に相変化（ＦｅＺ
ｎ工、→ＦｅＺｎｔ）を起こしながら徐々に成長する。

そして、粒径が数１０〜数１００μｍになると槽底部に
沈降してボトムドロスとなる。

めっき部５内に進入した鋼帯８によってめっき金属の随
伴流が生じると、めっき金属は溶解部６の上部側からめ
っき金属整流構造体４上方の連通部３を通ってめっき部
５に入り、図中の矢印１２゜１１．１４で示すように、
スナウト１８下側→めっき金属整流構造体の第２の面部
４２と鋼帯８との間→シンクロール７の下方→スタビラ
イジングロール９の下方→めっき浴面へと流れ、さらに
、めっき部壁面１３を伝わって下降した後、下向きに傾
斜しためっき部底面１０に沿って流れ、さらに、めっき
金属整流構造体の第３の面部４３とめっき部底面１０と
の間を通って連通部２がら溶解部６へと流れる。

このようにめっき金属が溶解部６→連通部３→めっき部
５→連通部２と流れる過程で、めっき部５内のめっき金
属の随伴流中には浮遊ドロスが累積する。めっき金属は
めっき部５の壁面１３、底面１ｏおよび溶解部の底面１
５に沿って流れる過程で冷却され、さらに溶解部６では
、めっき地金１６を溶解させてめっき金属を補充するた
め、４２０℃近傍の低温のめっき金属が溶解部の底部１
５に流れ込む。これらの結果、ドロスの成長が促進され
る。そして、めっき金属の下降流１４が溶解部６に到達
すると、この溶解部６の底部に成長した粒径の大きいド
ロスが沈降し、めっき金属から分離される。

ここで、めっき部５内におけるめっき金属整流構造体４
の第２の面部４２と鋼帯８間のめっき金属の通路断面は
、溶解部６の流路断面よりも十分に小さいため、めっき
部５内でのめっき金属の流量が制限され、この結果、溶
解部６でのめっき金属の線流速（めっき金属の上昇速度
）はめっき部５での流速に較べ極端に遅くなる。このた
め、めっき部５から溶解部６に入っためっき金属に含ま
れる比較的粒径の大きいドロスは、効果的に槽底部（溶
解部底部）に沈降除去される。また、溶解部６に入った
めっき金属の流速が極端に遅くなるため、めっき金属流
による沈降したドロスの巻き上げも効果的に防止される
。

また、本実施例では、上記のように冷却され、且つ粒径
の大きいドロスが沈降分離されためっき金属は、溶解部
６を上昇し、加熱装置１７により所定のめっき温度、例
えば４６０℃程度に加熱される。この結果、溶解部６を
上昇してきためっき金属中の小粒径浮遊ドロスに溶解反
応が起り、ドロス粒径がさらに小さくなって、よりドロ
ス欠陥が生じにくい粒径となる。このようにして小粒径
化したドロスを含むめっき金属は、連通部３を通って再
びめっき部５に流れる。

また、第３図に示す実施例のように、第２０面部４２の
下部がシンクロール下方に延出２０した構造のめっき槽
では、延出部２０によりめっき金属の随伴流１１の流れ
がよりスムーズとなり、加えて、めっき金属のめっき部
内での流量がより制限され、この結果、溶解部６でのめ
っき金属の上昇速度がより遅くなり、溶解部６での浮遊
ドロスの沈降除去がより効果的に行われる。

なお、図において、１９は、ドロスとめっき浴中Ａ１と
の反応で生成したＦｅ、Ａｌ；や亜鉛の酸化によって生
成したＺｎ○を含むトップドロスである。

めっき部５の底面１０の勾配を３０°とした第１図に示
すような構造の連続溶融亜鉛めっき槽を用い、ライン速
度５０〜１７０ｍ／分で鋼帯の連続めっきを実施し、そ
のめっき表面を検査したところ、ドロス欠陥が全くない
高品質の溶融亜鉛めっき鋼帯が得られ、まためっき密着
性も安定して得られることが判明した。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、ドロス欠陥となるような溶
融めっき金属中のドロスを効果的に分離除去し、且つめ
っき金属流によるドロス巻き上げも適切に防止すること
ができ、このため、ドロス付着によるめっき欠陥を防止
し、しかも優れためっき密着性を有する溶融めっき鋼板
を製造することができる。

また、特に本願の請求項（２）および（３）の構成によ
れば、めっき部におけるめっき金属の流れを規制するこ
とにより、溶解部におけるドロスの沈降分離をより適切
に行なうことができる。

さらに、本願の請求項（４）の構成によれば、めっき部
に流入するドロスの粒径を小さくし、めっき欠陥の発生
をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は側面からみた説明図、第２図は平面からみた説
明図である。第３図は本発明の他の実施例を示すもので
、側面からみた説明図である。第４図は従来の連続溶融
めっき用のめっき槽を示す説明図である。 図において、１はめっき槽、２．３は連通部、４はめっ
き金属整流構造体、５はめっき部、６は溶解部、７はシ
ンクロール、１０は底面、１７は加熱装置、２０は延出
部、４１．４２．４３は面部である。 第１図 】５ 第２図 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）めっき槽がその内部に設けられためっき金属整流
   構造体により、該めっき金属整流構造体の上方及び下方
   で連通するめっき部とめっき金属溶解部とに仕切られ、
   被めっき鋼帯がめっき金属溶解部側の斜め上方からめっ
   き部内に進入するようめっき部内にシンクロールが配さ
   れ、めっき部の底面はめっき金属溶解部方向に下向きに
   傾斜し、前記めっき金属整流構造体が、シンクロールお
   よびその上方の被めっき鋼帯通板ラインと適当な間隔で
   対向する傾斜した面部を有している連続溶融めっき用め
   っき槽。
2. （２）めっき金属整流構造体が、めっき金属溶解部に面
   する第１の面部と、シンクロールおよびその上方の被め
   っき鋼帯通板ラインと適当な間隔で対向する傾斜した第
   ２の面部と、めっき部の前記底面と対向する第３の面部
   とを有し、前記第１の面部は、垂直面または凹状湾曲面
   、若しくは下部側がめっき部側に傾斜するかまたは湾曲
   した面であり、前記第２の面部は、被めっき鋼帯通板ラ
   インと平行であるか、またはシンクロールと対向した下
   部側における被めっき鋼帯通板ラインとの間隔が、上部
   側における被めっき鋼帯通板ラインとの間隔よりも狭く
   なるように構成され、前記第３の面部は、めっき部の前
   記底面と平行であるか、または該底面との間隔がめっき
   部側よりもめっき金属溶解部側が広くなるように構成さ
   れてなる請求項（１）に記載の連続溶融めっき用めっき
   槽。
3. （３）めっき金属整流構造体の第２の面部の下部が、シ
   ンクロールの下方に延出し、該第２の面部と鋼帯通板ラ
   インとの間隔が前記延出部において最も狭くなるよう構
   成されてなる請求項（１）または（２）に記載の連続溶
   融めっき用めっき槽。
4. （４）めっき金属溶解部の上部に溶融めっき金属の加熱
   装置を配してなる請求項（１）、（２）または（３）に
   記載の連続溶融めっき用めっき槽。