JPH04183844A

JPH04183844A - 亜鉛―アルミニウム合金めっき鋼線の冷却方法

Info

Publication number: JPH04183844A
Application number: JP30856790A
Authority: JP
Inventors: Jun Takeuchi; 潤竹内
Original assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd; Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Rope Manufacturing Co Ltd; Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-06-30
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JP2858043B2

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〕本発明は亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼線の冷却方法
に関する。

〔従来の技術及びその技術的課題〕

めっき鋼線として亜鉛めっき鋼線が汎用されているが、
近年、これよりも耐食性にすぐれた亜鉛−アルミニウム
合金めっき鋼線の需要が高まってる。

この亜鉛−アルミニウム合金めっき＊、ｉ！は、−般に
、鋼線を洗浄、脱脂等により清浄化処理し、次いでフラ
ッグス処理を行った後、第１段として溶融亜鉛めっきを
施し、次いで第２段としてＡＱ添加量３％以上のＺ　ｎ
　−Ａ　Ｑ合金浴にて溶融めっきするか、または、直接
ＡＱ添加量３％以上のＺｎ−ＡＱ合金浴でめっきし、め
っき浴から垂直に引き上げて、冷却後、巻き取ることで
作られる。

この亜鉛−アルミニウム合金めっき＊ｇに関し。

耐食性をより高くするため、めっき厚をたとえば２５０
ｇ／ｒｒｒ以上に厚くしたい希望がある。そのめっき付
着量を確保するためには、操業条件として、鋼線の移動
速度（線速）を少なくとも２０　ｍ／ｍｉｎ以上にして
めっき浴から高速で引き上げることが必要である。

この高速化によりめっき厚の要求は満足させることがで
きる。しかし、耐疲労性や耐食性等の面からは、さらに
、めっき厚が長手方向と直角の断面において均一で、か
つ長手方向でもバラツキが少ないことが要供される。つ
まり、めっき層の偏肉比（最大厚／最小厚）をできるだ
け１に近くし、偏径差（長径−短径）をゼロに近づける
ことが要望されている。

このような偏肉比や偏径差の小さい亜鉛−アルミニウム
合金厚めつき鋼線を得るポイントのひとつは、めっき浴
から引き上げられた後の鋼線の冷却方法であり、従来、
めっき後の線材の冷却方法として従来種々の方法が提案
されている。

すなわち、特公昭５５−１８７８０号公報には５鋼線の
移動経路と交差するように冷却液の噴流を形成する方法
が示されている。また、特公昭６０−５９？、９７号公
報には、筒体の中に中心部にオリフィスを有する仕切り
を多段に設け、これにより形成された複数段の水溜りの
中をめっき鋼線を通過させる方法が示され、さらに実公
昭５７−１３８８０号公報には、タンク内の下部に液体
旋回流を形成して一次冷却し、次いでタンク上部でスプ
レーノズルから圧縮空気を鋼線と直角方向から吹き付け
て２次冷却する方法が示されている。

しかし、これらの方法は、線材に付着しためっき層を水
冷方式で凝固させるも゛のであり、上方に向かって通過
する鋼線に対しボリュームを持つ水圧が瞬間的に強く作
用する。このため、線速が比較的低速で、めっき厚が薄
い場合にはあまり影響が出ないが、厚いめっきの場合に
は、凝固始めの軟らかなめっき層がどうしても片側に寄
せられてしまったり、垂れたり、凝集凝固により部分的
に膨らんでしまうなど、偏肉の発生を避けら九なかった
。さらにこれらの方法は多数掛けのめっきラインでの適
用が困難であるという問題があった。

この対策として、特公平１．−５４４２８号公報では、
亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼線の場合に、冷却装置
でめっきを完全には凝固させず、冷却装置より下流側の
ダイスでスキンパスすることによりめっき層の突部を機
械的に削り取ることが提案されているが、この方法では
外部からの強圧でめっき層が母地に食い込んで微小な傷
を発生させ、耐久性がかえって劣化する危険があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記のような問題点を解消するために創案され
たもので、その目的とするところは、めっき厚が２５０
　ｇ／ｒｒｒ以上と厚く、しかもその厚さが均一で偏肉
の極めて少ない亜鉛−アルミニウム合金の厚めつき鋼線
を得ることができる冷却方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、亜鉛−アルミニウム
合金めっき浴でめっきした鋼線を垂直状に引き上げつつ
冷却する際に、めっき浴から出た鋼線の軸線に対し、非
直角の所要角度をもって気体ないしミストを吹付けるこ
とでめっき層を凝固させ、凝固後に始めて水冷する手法
を採用したものである。

好ましい条件としては、めっき浴からの鋼線の引き上げ
速度を２０　ｍ／ｗｉｎ以上とし、気体ないしミストの
吹付は角度を１０〜４５°、吹付は圧力を１．０〜４．
Ｏｋｇｆ／ａｉとすることである。

以下本発明を添付図面に基いて詳述する。

第１図は、本発明による亜鉛−アルミニウム合金めっき
鋼線の冷却方法の概要を示している。

１は鋼線であり、サプライから繰り出され、鉛浴、水洗
浴、塩酸浴、水洗浴等により清浄化処理がなされ、次い
で塩化亜鉛や塩化アンモニウム等の塩化物によりフラッ
クス処理がなされ、自然乾燥または熱風乾燥される。

２は第１めっき槽であり、溶融亜鉛浴２０からなってい
る。この溶融亜鉛浴の浴組成は、工業的な地金としての
不純物を含むもの、意図的にアルミニウムなどの金属を
微量添加したものを含む。

３は第２めっき槽であり、重量％で３〜１０％のアルミ
ニウムを添加した亜鉛−アルミニウムめっき浴３０から
なっている。

前記のようにフラックス処理された鋼線１は、まず、溶
融亜鉛浴２０に装入され、浴内のガイドローラ２１を経
由して立ち上がり、任意の形式の絞り装置２またとえば
砂利を収容しこれに非酸化性ガスを流通してシールさせ
たものによりワイピングされることで亜鉛めっきされる
。

亜鉛めっきされた鋼線１は第１めっき槽上力のガイドロ
ーラ２３を介して溶融亜鉛浴２０から連続的に引き上げ
られ、その引き上げ過程で冷却される。その冷却袋ｗ４
は任意であり、この例では、鋼線１の通線方向と交差す
る方向から水流を当てているが、これに代え、後記する
亜鉛−アルミニウム厚めつき後の冷却装置を使用しても
よい。

亜鉛は鋼に対し濡れ性が良好であり、したがつてガイド
ローラ２３を経由したｍＲは、表面に下地としての亜鉛
めっきが均一の厚さに層着している。次いで、亜鉛めっ
きされた鋼線１は、亜鉛−アルミニウムめっき浴３０に
装入され、亜鉛−アルミニウム合金めっきが施される。

亜鉛−アルミニウムめっき浴３０内と浴上力にはガイド
ローラ３１．３３が配されており、亜鉛−アルミニウム
合金めっきされた鋼線１は、それらガイドローラ３１．
３３により垂直状に立ち上げられ、浴上面域に配されて
いる絞り装置３２によりワイピングされる。この絞り装
置３２は第１段のめっきと同様なものでもよい。

このようにして表面に亜鉛−アルミニウム合金めっきが
付着された鋼線１は、次いで、直ちに２段の冷却装置５
，６により冷却される。

既述のように２５０ｇ／ｎｒ以上のめっき量を実現する
ためには、鋼線１の線速は少なくとも２０ｍ／＋ｍｉｎ
以上とすべきである。上限は特に限定はないが、生産設
備上、概ね６０　ｍ／ｗｉｎであろう。

本発明者らは、この条件下で、種々実験を重ね、２５０
ｇ／ｒｒｒ以上のめっき厚の亜鉛−アルミニウム合金め
っきを冷却する場合には、ボリュームのある水による冷
却は、亜鉛−アルミニウム合金めっき層の流動性がない
性状に達するまで行わず、めっきが濡れている状態から
全めっき厚のほぼ５０％が凝固するまでの冷却を、エア
の吹付は又は／及びミストの吹付けで行うことが、偏肉
を低減させるために必須であることを見出した。

すなわち、本発明は、慣用の冷却方式と異なり、第１段
の冷却袋Ｎ５では気体またはミストの吹付けを行い、第
２段の冷却装置６において始めて水冷水による冷却を行
うのである。冷却装置６は従来の水を使った各種形式の
ものでよく、図示のものでは噴流水を使用している。

第２図と第３図は第１段の冷却工程の一例を示している
。この実施例は、亜鉛−アルミニウム合金めっきされた
鋼線１（以下単にめっき鋼線と称す）の少なくとも２方
向、たとえば、通過線ＰＬを挟んで１８０度対称位置に
、また鋼線が１本であれば３〜４方向または全周に、吹
付はノズル５〇、５１を配置したものである。

この実施例では、４本のめっき鋼線１，１，１．１を平
行に垂直移動させつつ冷却するようにしており、吹付は
ノズル５０，５１は２方向に配置している。

それら吹付はノズル５０．５１は、１段だけでもよいが
、より冷却速度を上げるため、＊、Ｓ移動方向に複数段
（図面では３段）配置することが好ましい。冷却用の気
体は一般に空気であるが、ミスト（細かい水の粒子）を
使用してもよい。

前記めっき鋼線１に対する各組の吹付はノズル５０．５
１の吹付は角度αは、同−段で好ましくは同等であり、
かつめっき鋼線１の軸線に対し、直角であってはならな
い。それは、軸線と直角からの気体やミストの吹付けは
、めっき鋼線１に軸線と交差する方向の慣性を与え、凝
固が開始された軟らかい亜鉛−アルミニウム合金めっき
層に不当な片寄りをもたらし、偏肉を生じさせるからで
ある。勿論、めっき鋼線の軸線と平行では意味がない。

気体またはミストの吹付は角度αは、具体的には、１０
〜４５°が好ましい。ここで下限（直角に近い角度）を
１０″としたのは、これ以上では軸線と交差する方向の
慣性を与える危険があるからであり、上限を４５″とし
たのは、気体やミストが作用しにくく、十分な冷却効果
を上げられないからである。

しかし、前記吹付は角度αは、図示のような多段ノズル
の場合、必ずしも全部の段が同じ角度である必要はなく
、下流はど直角に近づくように設定してもよい。吹付は
角度αの向きは、めっきされた亜鉛−アルミニウム合金
の垂れを防ぎ、かつ、絞り装置３２のシールを乱し、め
っき表面の性状を悪化させることを防止する点から上向
きが好ましい。吹付はノズル５０．５１の鋼線からの水
平距離Ｑは吹付は圧力にもよるが、−船釣に５０〜１５
０＋ｎ＋が適当である。

次に、気体またはミストＦは、線的に細いものでなく、
第３図に示すような、ある幅と厚さを持った３次元的な
ソフトなものであることが好ましい。この意味から、気
体またはミストの圧力は、１〜４．０ｋｇｆ／ｄとすべ
きである。１ｋｇｆ／ｄ未満では十分な冷却効果を上げ
ることができず、４゜Ｏｋｇ　ｆ　／ａＩを超える圧力
は、鋼線１を振動させたり、凝固最中のめっき層に不当
な絞りを与えて、めっき層の均一化をかえって妨げるか
らである。

実施例のような複数段の吹付けの場合、各段での気体ま
たはミストの圧力は必ずしも同等である必要はない。上
流側（図面で下方）の吹付は圧力を低くシ、下流側の圧
力を高くしたりすることも好適である。その場合も、圧
力は前記範囲に納めることが必要である。

言うまでもなく気体の吹付けよりもミストの吹付けは冷
却効率がよい。したがって、複数段の吹付はノズルの場
合、成る段で気体を吹付け、成る段でミストを吹き付け
るというような組合せとしてもよい。また、図示するも
のでは各段の吹付はノズルの位相が同一垂直面にあるが
、これを第１段と第２段で周方向で位相をずらしてもよ
い。

第４図は本発明の別の実施例を示している。この実施例
では、吹付はノズル５０．５１をめっき鋼線１の移動方
向に対し同高さレベルでは片側に配している。全部の吹
付はノズルを同じ側に配してもよいが、好ましくは交互
に配置する。この実施例における気体やミストの吹付は
角度、圧力は前記実施例と同様にすべきである。なお、
図示するものでは高さ方向で多段であるが一段でもよい
ことは言うまでもない。

第５図は多数水掛けのめっき鋼線冷却に好適な実施例を
示している。この場合めっき鋼線の間隔はたとえば３０
〜５０ｍｍであるため、それぞれのめっき鋼線ごとに吹
付はノズル５０又は／及び５１から気体やミストを吹き
付けるのはノズル配置スペースやコストの面から有利で
ない。そこでこのような場合には、一つの吹付はノズル
からの吹付は気体やミストを複数本のめっき鋼線に作用
させる方がよい。第５図（ａ）は複数本のめっき鋼線１
，１．１に対し１８０度対称位置の吹付はノズル５０．
５１により気体やミストＦを吹き付けたものであり、（
ｂ）は片側の吹付はノズル５０から複数本のめっき鋼線
１，１．１に対し気体やミストＦを吹き付けた＝１２− ものである。

第６図と第７図は冷却装置５の具体例を示している。冷
却装置５は、亜鉛−アルミニウム合金めっきされた複数
（４本）の鋼線１の通過を許す通路５３を有する上下開
放のケーシング５２に、複数段（３段）の吹付はノズル
機構５ａ、５ｂ、５ｃを取付けており、ケーシング５２
は図示しない支持機構により中空状に支架される。

第６図の吹付はノズル機構５ａ、５ｂ、５ｃは、それぞ
れ２個の吹付はノズル５０．５１を４組有している。こ
の例では、各吹付はノズル機構５ａ。

５ｂ、５ｃは、ケーシング５２の左右から挿入されたヨ
ーク状（リング状でもよい）の圧送管５４゜５４にそれ
ぞれ吹付はノズル５０．５１を２組ずつ取付け、圧送管
５４，５４の基部に、水とエアの混合霧化部５５を設け
、混合霧化部５５で作られたミストを、各組の吹付はノ
ズル５０，５１から亜鉛−アルミニウム合金めっきされ
た各鋼線１にそれぞれ前記した角度αと圧力で吹付ける
ようになっている。

第７図の吹付はノズル機構５ａ、５ｂ、５ｃは、湾曲状
の圧送管５４，５４にそれぞれ１つずつの吹付はノズル
５０を取付け、それら吹付はノズル５０．５０で３本ず
つのめっき鋼線に対し片側から前記した角度αと圧力で
ミストまたは空気を吹付けるようになっている。第６図
の吹付はノズルを第７図のような配置にしてもよいし、
第７図において圧送管５４，５４を第６図のような形状
ににし、他方の圧送管部位に第７図のノズルをとりつけ
てもよい。

吹付はノズル５０．５１の構造は任意であり、たとえば
第８図のようなものが用いられる６すなわち、混合霧化
部５５は、水管５５０から送られた水を吹き出す細径流
出口５５１と、外部配管５６１から送られた圧縮エアを
、前記細径流出口部５５１の外周を囲む通路５６２から
隙間５６３に吹出しあるいはその回りの補助空気穴５６
４から噴出して水を微粒にする。この装置でミスト吹付
けを行わず、エア吹付けで冷却する場合には、水管５５
０への水の供給を止めておけばよい。エア吹付は専用の
場合には、ブロワ−からのエアを整流器を介してノズル
に導けばよい。その場合のノズルは通常のエアノズル構
造のものでよい。

細径流出口５５１は好ましくは、口径ｄが０．５〜３．
０ｍｍφのものを用いる。勿論この構造に限らず、各吹
付はノズル５０．５１がそれぞれ独立した配管に設けら
れていてもよい。

なお、本発明は、第１図に示されるような溶融亜鉛めっ
きと亜鉛−アルミニウム合金めっきの２段方式に限定さ
れるものではなく、亜鉛−アルミニウム合金めっきだけ
の一段めっきにも適用し得るのは勿論である。

〔発明の作用・効果〕

本発明は前記のように、鋼線１を２０　ｍ／ｗｉｎ以上
の速度で亜鉛−アルミニウム合金めっき浴３０を通すた
め、亜鉛−アルミニウム合金を重力で落下する時間を与
えずに付着したまま引き上げることができ、厚いめっき
付着量が得られる。

そして、めっき浴より垂直に引き上げられた直後の鋼線
を、最初からボリュームのある水で冷却せず、連続的に
通過する亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼線に気体ない
しミストを、１０〜４５゜の角度をもって、かつ１〜４
．０ｋｇｆ／ｄの圧力でソフトに吹付ける。このため、
浴と絞り装置で均一に創成された濡れた厚いめっき層が
、冷却媒体の瞬間的な側圧や振動で片側に寄せられたり
、下流側に垂れたり、過度の急冷により凝集凝固するこ
とがなく凝固され始め、数段の気体ないしミストの吹付
けにより、厚めつき層は２０℃／ｓｅｅ以上の冷却速度
で安定した凝固過程をたどって冷却される。

そして、第２段として、ここで始めてボリュームのある
水により急冷される。この時点では厚さ方向で大部分の
凝固がほぼ完了し、固い殻が創成されているため、めっ
き層の片寄りは起らず、鋼線は均一な厚みを維持しなが
ら完全に冷却され、巻き取られる。

〔実　施　例〕

次に本発明の実施例を示す。

実施例１ ■、線径２ｍｍの鋼線に亜鉛−アルミニウム合金厚めつ
きを施した。

ラインにおいて、通常の清浄化処理を行い、フラックス
として細化亜鉛を主成分とするフラックスで前処理を行
い、引き続き亜鉛−アルミニウム合金厚めつきを行った
。めっき方法は、線速３５ｍ／ｗｉｎ、第１段としてＺ
ｎめっき、第２段としてＺｎ−ＡＱめっき（浴中のＡＱ
濃度＝４．６％、浴温度４４０℃）とした。第１段めっ
き後の冷却は噴流水冷却とし、Ｚｎ−ＡＱめっき後の冷
却装置として、第２図と第６図に示す３段の吹付はノズ
ル機構を第１段、噴流水冷却を第２段として使用した。

吹付はノズルの口径は１．０ｍｍφであり、１８０度の
位置に２個配置した。鋼線に対する吹付は角度と圧力を
下記第１表のように種々に設定して行った。

第　　１　　表量は３４０〜３６０ｇ／ｎ−ｒであり、バラツキは非常
に小さかった。各試料の偏肉比（最大厚／最小厚）と疲
労性（中村式回転曲げ疲労試験によ□る）の測定結果を
下記に示す。

第　　２　　表表中の疲労性は○が良好、Δがやや不良、×が不良であ
る。この表から、本発明は比較例に比べて厚さが均一で
、耐疲労性が優れた亜鉛−アルミニウム合金厚めつき鋼
線が得られることがわかる。

ことに、実験Ｎα２〜６．９〜１１．１４〜１６は、吹
付は角度と吹付は圧力が適正なため、優れている。

実施例２実施例１において、吹付は角度２０”の条件で、３段の
吹付はノズル機構の吹付は圧力に変化を持たせて冷却し
た結果を下記第３表に示す。

を高くし、上流を低くすると特性の良好なものが得られ
ることがわかる。

実施例３実施例１の条件において、冷却装置として第７図のもの
を使用し、吹付は方法を第４図にして亜鉛−アルミニウ
ム合金厚めつき鋼線の冷却を行った。吹付はノズルの口
径１．５ｍｍφとしたその結果を下記第４表に示す。

この第４表からも本発明を適用すると良好な亜鉛−アル
ミニウム合金厚めつき鋼線が得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼
線の冷却方法の概要を示す説明図、第２図は本発明にお
ける冷却手段を模式的に示す側面図、第３図は同じく平
面図、第４図は冷却媒体の吹付けの他の態様を示す説明
図、第５図は本発明の別の実施例を示す側面図、第６図
と第７図は本発明における冷却装置の一例を示す部分切
欠斜視図、第８図は混合霧化部の断面図である。１・・・鋼線、２・・・第１段めっき槽、３・・・第２
めっき槽、２０・・・溶融亜鉛浴、３０・・・亜鉛−ア
ルミニウム合金浴、５・・・第１段冷却装置、６・・・
第２段冷却装置、５０．５１・・・吹付はノズル、α・
・・吹付は角度

Claims

【特許請求の範囲】

（１）亜鉛−アルミニウム合金めっき浴でめっきした鋼
線を垂直状に引き上げつつ冷却する方法であって、めっ
き浴から出た鋼線の軸線に対し、非直角の所要角度をも
って気体ないしミストを吹付けることでめっき層を凝固
させ、その後に水冷することを特徴とする亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき鋼線の冷却方法。
（２）めっき浴からの鋼線の引き上げ速度が２０ｍ／ｍ
ｉｎ以上であり、気体ないしミストの吹付け角度が１０
〜４５°、吹付け圧力が１．０〜４．０ｋｇｆ／ｃｍ＾
２である特許請求の範囲第１項記載の亜鉛−アルミニウ
ム合金めっき鋼線の冷却方法。
（３）気体ないしミストの吹付けが鋼線移動上で複数段
で行われるものを含む特許請求の範囲第１項第２項いず
れかに記載の亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼線の冷却
方法。
（４）気体ないしミストの吹付けが鋼線移動上で複数段
で行われ、かつ吹付け圧力を鋼線移動方向上流よりも下
流を高くして行うことを含む特許請求の範囲第１項ない
し第３項いずれかに記載の亜鉛−アルミニウム合金めっ
き鋼線の冷却方法。