JPH04285195A - 錫めっきのクエンチステインの防止方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動している金属帯を
連続的に急冷する方法に係り、特に電気錫めっき金属帯
の急冷の際に起因する汚れ模様、すなわち、クエンチス
テインの発生を防止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】錫めっき鋼板は、ストリップに錫をめっ
きした後に、この表面に光沢を与えるために、通常、さ
らにストリップを加熱して表面の錫を溶融させるリフロ
ー処理を行い、次いでこれを急冷するという処理を行っ
ている。しかし、この急冷処理において商品価値が著し
く損われる。すなわち、この際めっき面にあたかも汚水
が付着して乾いたかのような汚れ模様（以下、クエンチ
ステインと称する）が生ずる。

【０００３】このようなクエンチステインの発生を防止
するための技術として、例えば特公昭４３−２６９７７
号公報記載の方法がある。この方法は、特に冷却タンク
水面をできるだけ安定化させると共に、水流をストリッ
プに沿わせストリップと平行に送ることにより、ストリ
ップを冷却タンクに入れた際にこのストリップ表面に発
生する水蒸気の気泡を除去しようというものである。

【０００４】また、クエンチステイン防止とは目的を異
にするが、リフロー後の徐冷方法として結晶の粗大化を
目的とした特公昭４２−６６４１号公報記載の方法があ
る。さらに、特公昭５４−９９７５号では、クエンチス
テイン防止方法としてクエンチタンク内での急激な冷却
の前段階でストリップとの接触点においてミストを均一
に噴霧して冷却する前段冷却方法がある。

【０００５】また、特開昭５７−３５６９４号公報では
、クエンチタンクに入る前に冷却ガスを錫めっき鋼板表
面に吹付けることにより溶融錫層を凝固させ、クエンチ
タンク内での冷却速度を均一にするという方法が開示さ
れている。また、ここで冷却ガススプレーの圧力は、ラ
イン速度により自動的に調整するというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、めっきラインの
スピード化が進められ、ストリップの移動速度は３００
〜４８０ｍ／分程度にまで高速化されており、前記特公
昭４３−２６９７７号公報記載の方法のような静かな流
れのみでは冷却能力が不足する。このように冷却能力が
不足すると、発生する蒸気を巻き込んでしまって蒸気泡
を除去することができず、ストリップの全幅にわたるす
べての点で同時に冷却液を密接させることが困難であり
、冷却速度にむらを生じ、完全にクエンチステインを防
止することができない。

【０００７】特公昭４２−６６４１号公報記載の冷却方
法は、徐冷性はよいが、冷却体との接触点の均一化と冷
却能力の点で不適当である。

【０００８】また、特公昭５４−９９７５号公報記載の
方法による第一段の冷却は霧状スプレーを用いているた
め、ストリップによって持込まれる熱量が大きい場合に
は、冷却能力の点で不適当である。

【０００９】特開昭５７−３５６９４号公報記載の方法
では、クエンチタンクに入る前にライン速度に応じて自
動的に冷却ガスの圧力を制御して、溶融錫層に吹付け凝
固させる冷却速度を均一にするという方法であるが、ク
エンチステインの発生はライン速度以外に鋼板の板厚、
板幅、合金量目標値による影響が大きい。従って、ライ
ン速度のみで冷却ガススプレーの圧力を制御するのは不
適当である。

【００１０】クエンチステインの発生は水などの沸騰現
象を有する不安定な冷却媒体を用いた場合に生じるもの
である。通常リフロー処理され、クエンチタンクに入る
前のストリップの温度は２４０〜３００℃であり、クエ
ンチタンク水温は５０〜８０℃である。そのため、リフ
ローされたストリップがクエンチタンクに入った瞬間、
沸騰が生じてしまう。従来のクエンチステイン防止方法
ではクエンチタンク内での水噴流またはクエンチタンク
前にミストを用い鋼板幅方向に均一に冷却することを目
的としているが、リフロー処理されたストリップがクエ
ンチタンクに入る前の位置で冷却した場合沸騰現象を伴
うため、ライン速度、鋼板板厚、板幅、合金量目標値が
変化したとき調整が繁雑で、作業性を落とすばかりか、
沸騰により生じた気泡により冷却むらが生じ、完全にク
エンチステインを防止し得えない状況である。

【００１１】このように従来のクエンチステインの防止
方法では、めっき条件、ライン速度、鋼板の板厚、板幅
、合金量目標値が変化する毎に前記冷却条件（冷却媒体
の圧力、流量、温度）の調整が必要なため、繁雑であり
、作業性を低下させている。

【００１２】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであって、クエンチステインのない美しい表
面を持つ錫めっき鋼板を安定して得ることができる錫め
っきのクエンチステインの防止方法を提供することを目
的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、電気錫めっきラインのクエンチ工程
において、錫めっきされたのちリフローされた金属帯が
クエンチタンクに入る前の位置で非接触温度計により前
記金属帯の温度を測定し、ライン速度、金属帯の板厚、
板幅、合金量目標値が変化しても、前記金属帯の温度が
一定になるよう前記金属帯の両面に対し高圧大容量の空
気または窒素ガスを多段冷却ノズルにより吹付けて前記
金属帯の温度をフィードバック制御し、次いで、クエン
チタンクにて前記金属帯の両面に対し高圧大容量の液中
スプレーを行うことにより冷却することを特徴とする錫
めっきのクエンチステインの防止方法が提供される。

【００１４】以下に本発明をさらに詳細に説明する。

【００１５】本発明では物質的に沸騰などの相変化を伴
なわない安定した気体に着目し、これを用いて錫凝固点
（２３２℃）以下、またクエンチタンク内で不安定な遷
移沸騰領域に入らない温度、例えば２５０℃（これはク
エンチタンク水温、ライン速度、冷却水圧力によって異
なるが、クエンチ水温６５℃、ライン速度４００ｍ／分
、圧力１．５ｋｇ／ｃｍ２のとき）以下に金属帯（以下
、ストリップという）の温度を降下させることにより、
クエンチステインを防止するものである。

【００１６】また、ライン速度、ストリップ板厚、板幅
、合金量目標値が変化した時にクエンチタンクに入る前
に非接触温度計によりストリップの温度を測定し、クエ
ンチタンク内へ入るストリップの温度が一定になるよう
、ストリップ両面に対し圧力、温度、流量を制御した空
気または窒素ガスを多段ノズルを用いて吹付けることに
より、確実にクエンチステインの防止を可能としている
。

【００１７】さらに、本発明ではクエンチタンク内でス
トリップの両面に対し高圧大容量の液中スプレイにより
冷却するのでストリップ表面に水蒸気の気泡を生じるこ
となくストリップ全面の均一冷却が可能となり、クエン
チステインの発生が防止される。

【００１８】図１および図２は本発明を実施するための
装置の一実施例を示す。図中、１は錫めっきされたスト
リップで、これはリフロー処理用マッフル炉２からクエ
ンチタンク３へと導かれる。３はクエンチタンクで、純
水が満たされている。４はシンクロールで、これによっ
てストリップ１の方向が変えられる。

【００１９】５は、多段冷却ノズルで、ストリップ１に
対面し、ストリップ１の進行方向に垂直にノズル孔が取
り付けられ、ここからストリップ１がクエンチタンク３
に入る前の位置で高圧大容量の空気または窒素が噴射さ
れる。６は非接触温度計、例えば赤外線カメラであり、
ストリップ１のクエンチタンク３に入る前で前記多段冷
却ノズル５で冷却した後の温度を測定する。この測定値
に基づき多段冷却ノズル５から噴射される空気または窒
素ガス流量、圧力、温度を制御させる。７は液中スプレ
ーノズルで非接触温度計６で温度測定され、前記クエン
チタンク３へ搬送されたストリップ１の表面に対しノズ
ル孔が４５〜９０度の角度をなすように取り付けられ、
クエンチタンク３の冷却液中で冷却液が噴射される。

【００２０】錫めっきされたストリップ１はマッフル炉
２を下降し、この炉内において通常２４０〜３００℃に
加熱されてリフロー処理され、次いで多段冷却ノズル５
により噴射された空気または窒素ガスにより急冷され、
赤外線カメラ６により測定されたストリップ１の温度が
所定の温度になるように空気または窒素ガス流量、圧力
、温度を制御する。

【００２１】所定の温度に冷却されたストリップ１はク
エンチタンク３に入り急冷され、シンクロール４を通り
クエンチタンク３を出て次工程へ送られる。

【００２２】前記多段冷却ノズル５から噴射される空気
または窒素ガスはリフローされたストリップ１に対し全
幅にわたり、均一に冷却されるよう取付けられればよく
、その本数、形状等の制限はない。空気または窒素ガス
の温度は、５〜３０℃程度と低く保持することが冷却効
果をさらに増すことができるので好ましい。高圧および
大容量の程度は一概には言えないが、例えば各冷却ノズ
ルに圧力６ｋｇ／ｃｍ２の空気を、供給すればよい。

【００２３】本発明で用いる多段冷却ノズル５の段数、
寸法、ノズル径等は、特に限定せず公知のものを使用す
ることができる。

【００２４】前記クエンチタンク３入側でのストリップ
１の温度をフィードバックして多段冷却ノズル５からの
空気または窒素の噴射条件を制御する方法は、特に限定
せず公知の方法を選択することができる。また、前記ス
トリップ温度の測定と噴射条件の制御とを自動的に行う
ことによりクエンチタンク３へ装入されるストリップ１
の温度を自動的に管理することも容易である。

【００２５】本発明で用いるクエンチタンク３は、特別
なものは必要でなく高圧大容量の液中スプレー用のノズ
ルが取付け可能なものであればよい。

【００２６】前記クエンチタンク３中で冷却液を噴射す
るノズルの本数、形状等の制限はない。また、高圧およ
び大容量の程度は一概には言えないが、例えば、容量９
０Ｎｍ３／Ｈｒ、圧力３ｋｇ／ｃｍ２のポンプを２台並
列に接続し、鋼板表裏を冷却している。

【００２７】なお、本発明において用いるストリップは
、錫めっきを施した冷延鋼板を代表例とする各種金属帯
を言う。

【００２８】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。

【００２９】（実施例１）図１に示す構成の装置を使用
し、表１に示す各条件で、多段冷却ノズルはストリップ
に対して約１００ｍｍ離してストリップ面に対し垂直に
設け、冷却媒体として２０℃の空気を用い、噴射流量は
１０ｌ／ｓとした。

【００３０】液中スプレーは、ストリップ片面当り２個
ずつ、ストリップに対して約１５０ｍｍ離し、ノズル噴
射角度はストリップ表面を上向き１５°とし裏面を下向
き１０°とした。その噴流圧力は表面１．５ｋｇ／ｃｍ
２、裏面１．２ｋｇ／ｃｍ２とし、噴射液温は６０℃と
した。

【００３１】以上の条件で本発明方法により錫めっきス
トリップをリフロー後冷却したところ、表１に示すよう
に、本発明例ではストリップにクエンチステインの発生
は全く認められなかった。なお、クエンチタンク出口で
のストリップ温度は９０℃とした。また、比較のために
多段冷却ノズルを用いない場合の条件および結果を表１
に併記した。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、リフロー処理された金属帯をクエンチタン
クに入る前の位置において非接触温度計により前記金属
帯の温度を測定し、ライン速度、鋼板の板厚、板幅、合
金量目標値が変化しても前記金属帯の温度が一定になる
よう前記金属帯の両面に対し高圧大容量の空気または窒
素ガスを多段ノズルにより吹付けて前記金属帯の温度を
フィードバック制御し、次いでクエンチタンク中での高
圧大容量の液中スプレーにより冷却することにより、め
っき条件、操業条件変化毎の冷却条件（圧力、流量、温
度）調整の繁雑さがなく、クエンチステインが全く防止
され、表面のきれいな錫めっき金属帯を高速度で多量に
安定して製造することができ産業に資するところ極めて
大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の一実施例
を示す部分縦断面図である。

【図２】図１の装置の正面図である。

【符号の説明】

１　　金属帯（錫めっき鋼板） ２　　マッフル炉 ３　　クエンチタンク ４　　シンクロール ５　　多段冷却ノズル ６　　非接触温度計（赤外線カメラ） ７　　液中スプレーノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電気錫めっきラインのクエンチ工程に
   おいて、錫めっきされたのちリフローされた金属帯がク
   エンチタンクに入る前の位置で非接触温度計により前記
   金属帯の温度を測定し、ライン速度、金属帯の板厚、板
   幅、合金量目標値が変化しても、前記金属帯の温度が一
   定になるよう前記金属帯の両面に対し高圧大容量の空気
   または窒素ガスを多段冷却ノズルにより吹付けて前記金
   属帯の温度をフィードバック制御し、次いで、クエンチ
   タンクにて前記金属帯の両面に対し高圧大容量の液中ス
   プレーを行うことにより冷却することを特徴とする錫め
   っきのクエンチステインの防止方法。