JPH0436451A - 溶融金属めっき鋼板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野Ｊ 本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛め
っき鋼板などの溶融金属めっき鋼板を連続的に製造する
方法に関するものであって、殊に溶融亜鉛（溶融亜鉛合
金を含む。以下同じ）を薄鋼板表面上にめっきするため
の操業性に優れためっき鋼板の製造方法に関する。

〔従来の技術］ 溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れ、また比較的安価で
あることから建材及び家電の分野では広く用いられてい
る。また合金化溶融亜鉛めっき鋼板は耐食性に優れると
ともに、加工度の大きいプレス加工にも耐えられること
から、自動車用鋼板としての需要が近年急速に拡大して
いる。

溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の一
般的な製造方法は次のようなものである。すなわち冷間
圧延後の薄鋼板を前処理工程で表面を清浄化してから、
無酸化性あるいは還元性の雰囲気中で焼鈍することによ
って表面酸化膜を除去し、次いで鋼板を酸化させること
なく冷却して、はぼ亜鉛浴の温度まで板温を下げてから
亜鉛洛中に侵入させる。亜鉛浴中で鋼板面に付着した過
剰の溶融亜鉛をガスワイパーで除去して亜鉛目付量を調
整し、そのまま冷却したものが溶融亜鉛めっき鋼板であ
り、溶融亜鉛目付量を調整してから、さらに亜鉛めっき
層の合金化のための加熱処理を施したものが合金化溶融
亜鉛めっき鋼板である。

ジンクロールを有する従来型の溶融亜鉛めっき装置を第
３図に示す、鋼板２はスナウト１１から亜鉛浴６中に引
き込まれ、ジンクロール１０に巻きついて鉛直方向にサ
ポートロール３を介して引上げられる。亜鉛洛中のジン
クロール１０は、溶融亜鉛の付着した鋼板２の通板を垂
直方向に方向変換させることによって、鋼板面上の溶融
亜鉛か凝固するまでロールに無接触で鋼板２を搬送して
、擦り疵などの表面欠陥の発生を防止するための重要な
装置である。なあ、７はガスワイパーである。ジンクロ
ールＩＯは約４６０℃の溶融亜鉛浴中に常時保持される
ので、耐溶損性に優れていることが必要なのは当然であ
る。ジンクロール１０表面に付着物が形成されると、鋼
板面に押し疵を作ったり、付着物が鋼板面に移行し表面
欠陥となることがある。また多くの場合、ジンクロルは
駆動系を有しないので、鋼板がスリップしてジンクロー
ルの回転が不連続になると、鋼板面には擦り疵を形成す
ることになる。さらに、長時間にわたってめっき操業を
続けるとジンクロール表面には凹凸ができるので、亜鉛
浴から取り出して手入れを行う必要があるなど、浴中機
器の存在のために操業性が悪くなる欠点があった。

またジンクロールなどの浴中機器の存在のために溶融亜
鉛の容器は極めて大きくなり、溶融亜鉛量が多くなるこ
とから、めっき種類の変更などに際して自由度が小さく
なる問題があった。このような問題を解決するために、
これまでにもジンクロールを使わない方法が提案されて
きた。

ロールコータ法、メニスカス法及びカーテンフロー法な
どが代表的なジンクロールレス型の溶融めっき方法であ
る。これらは片面めっきには適しているが、鋼板の両面
に溶融めっきを施す場合には、めっき前の熱処理が重複
し鋼板の機械的性質を確保できないから適切なめっき方
法ではない。

ジンクロールを使わずに、また両面めっきにも適用が可
能な方法として空中ポットが提案されている。すなわち
溶融亜鉛を比較的小さな容器に保持し、容器の底部から
鋼板を侵入させて、溶融亜鉛を鋼板面に付着させる製造
装置である。この製造装置における眼目は鋼板が侵入す
る容器底部での溶融亜鉛の漏出を防止する手段と、鋼板
に付着する過剰の溶融亜鉛を除去する手段にある。

特開昭６３−１０９１４９号公報や特開昭６３−３１０
９４９号公報では容器底部での亜鉛浴の保持に電磁力を
利用しており、特開昭６３、−１０９１４８号公報や特
開昭６３−３０３０４５号公報では容器底部での亜鉛浴
の保持に電磁力と静圧シールを併用している。電磁力を
うまく使うことができれば鋼板面への機械的な接触がな
いので、鋼板表面に欠陥を生成することもなく理想的な
装置となる。また、特開昭６３−１６２８４７号公報や
特開平１−１３９７４４号公報では鋼板をシールロール
間に挟持して、溶融金属の流出を抑える方法を提案して
いる。さらに、本出願人は、特願平２−９７７７８号で
、鋼板との間にわずかの隙間をあけてシール板を配置し
た、溶融金属の表面張力と移動する鋼板面での粘性流を
利用して溶融金属の流出を抑える手段を提案している。

しかしながら、鋼板の停止時と通板中では溶融亜鉛を保
持する容器底部の開口部における溶融亜鉛と鋼板面との
濡れバランスが異なるため、鋼板の通板開始と停止のよ
うな不連続時に容器底部の開口部から溶融亜鉛の漏れ出
すことがあった。

従って、操業開始時と停止時には、連続操業時とは異な
る工夫が必要である。しかし、特開昭６３−１０９１４
８号公報や特開昭６３−１０９１４９号公報では溶融亜
鉛の補給にポンプを使用しているが、ヘッド高さを制御
する機構や操業開始・終了時の工夫については何ら説明
されていない、空中ポットを利用した溶融金属めっきに
おける操業の開始方法及び終了方法について、これまで
充分な提案が行なわれていないのは空中ポットに関する
工業的な検討がまだまだ不充分なためと考えられる。

〔発明が解決しようとする課題１ 溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製
造に際して、亜鉛浴周辺での従来技術における問題点を
検討した結果１本発明ではジンクロールを省略しながら
両面めっきすることを目標にして、空中ポットを製造装
置に採用することとした。空中ポットにおいて重要な容
器底部での亜鉛浴の保持を確実にしながら、めっき方法
、操業の開始、継続、及び終了の各方法を含む次のよう
な製造方法を提案する。

〔課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、溶融めっき金属浴を保持した容器の底部の開
口部から被めっき鋼板を連続的に該浴中に侵入させた後
、めっき金属層の付着した鋼板を該浴の上方に引き上げ
、ついで余剰のめつき金属を払拭して溶融金属めっき鋼
板を製造するにあたり５次の方法を採った。すなわち、 該容器の隣接位置に該容器の内底面位置より低い位置に
内底面を有するめっき金属溶解炉用を連通配置し、該溶
解炉内においてめっき金属を溶解して所定の温度に保持
しながら該溶解炉内の溶融金属中に押し込むプランジャ
ーの押し込み量を調節して該容器内における溶融めっき
金属浴のヘッド高さを所定位置に維持すると共に、該溶
解炉と該容器との間で溶融めっき金属を循環させてめっ
きを行う溶融金属めっき鋼板の製造方法である。

めっきを開始するに当っては、空の状態の該容器中に被
めっき鋼板を所定の通板速度で通板させながら、該プラ
ンジャーを該溶解炉内に押し込み該容器内の溶融めっき
金属浴のヘッド高さを所定位置に上昇させてめっきを開
始することが望ましい。

次いで、該容器内に保持された溶融めっき金属浴のヘッ
ド高さを湯面計で連続的にオンライン測定し、該湯面計
の測定結果に基づいて該溶解炉内のプランジャーを昇降
させて所定の該ヘッド高さを維持しながらめっきを継続
すると良い。

めっきを終了するに際しては、該溶解炉の溶融金属中に
押し込まれたプランジャーを引き上げ、該容器内の溶融
金属を該溶解炉へ移送して、該容器を空にしてめっきを
終了することができる。

［作用１ 本発明の作用について次に説明する。

第１図は本発明を好適に実施できる装置の説明図である
。

（１）めっきの開始 溶融亜鉛の容器として、第１図に示すような金属溶解炉
を併置した空中ポット８を用いる。空中ポット８の詳細
は第２図に示される。すなわち本製造方法は溶融亜鉛６
を保持する空中ポット８の底部９の開口部４から、シー
ル板５を介して鋼板２を連続的に侵入させ、鋼板２面に
溶融亜鉛を付着させてからほぼ垂直方向に通板し、亜鉛
浴６上方に設けたガスワイパー７によって鋼板面に付着
した過剰の溶融亜鉛を除去するものである。

溶融亜鉛めっき鋼板の製造開始に際し、空中ポット８に
隣接して配置された亜鉛の溶解炉ｌにおいて亜鉛を溶解
し所定の温度に保持した後、被めっき鋼板２を、溶解炉
１底面より高い底面をもって配置された空の状態の空中
ポット８の底部開口部４から侵入させ、所定の通板速度
で通板させる。次いでプランジャー１５を溶解炉ｌの溶
融亜鉛浴６中に押し込み、空中ポット８に溶融亜鉛を供
給し、空中ポット８における亜鉛浴ヘッド高さを湯面計
１２でオンラインで測定し、ヘッド高さを目標値になる
ように調整する。次いで、溶解炉ｌと溶融亜鉛を保持す
る空中ポット８との間で亜鉛浴を循環し撹拌させる。こ
の過程では鋼板２が空中ポット８内を通過し始めてから
溶融亜鉛を空中ポット８内に移送するので、製造開始時
から安定状態が得られ易く被めっき鋼板とシールロール
やシール板５などの隙間から溶融亜鉛が流出することが
ない。

また、プランジャーの押込みによって溶解炉から空中ポ
ットに溶融亜鉛を移送するので溶湯ポンプなどによる移
送よりも空中ポット内の金属浴のヘッド高さが速やかに
所定位置に達するので、ロスタイムが少なく、また、非
定常めっき部分が少なく生産効率が高まる利点がある。

亜鉛浴ヘッド高さを測定する湯面計１２としては、光学
的に測定するレーザ液面計などを用いることができる。

空中ポット内の溶融亜鉛量を溶融金属容器と共に秤量し
、溶融亜鉛重量からヘッド高さを算出することも不可能
ではないが、溶解炉との接続や通板する鋼板の接触によ
る機械的な外乱のために精度の高い測定は極めて困難で
ある。

めっき金属洛中に浸漬されるプランジャーの少なくとも
表面の材質は溶融金属に対する耐溶損性や耐熱衝撃性に
優れていることが必要である。例えば窒化硼素、窒化珪
素、炭化珪素、グラファイト、及び窒化珪素−窒化硼素
、炭化珪素−窒化硼素、アルミナ−グラファイトなどの
セラミックスを主体とする焼結体及び複合焼結体を単体
で用いるか、或はこれらのセラミックス片で金属ブロッ
ク表面上を被覆して用いたり、あるいは耐熱金属にセラ
ミックスを溶射して用いることができる。

（２）めっきの継続 空中ポット８における亜鉛浴のヘッド高さを湯面計１２
によってオンライン測定すると共に、該湯面計１２の測
定結果を基に空中ポットにおけるヘッド高さが目標値に
なるように、プランジャ制御装置１３からの出力に基づ
いてプランジャー１５の押し込み量を調整するために、
プランジャー駆動装置１４によってプランジャー１５を
連続的に昇降させる。プランジャーの押込みによるヘッ
ド高さの制御は極めて応答が速く、又精度が高いもので
あるから溶融亜鉛の付着状況を厳密に制御できる利点が
ある。

（３）めっきの終了 溶融亜鉛めっき鋼板の製造を終了するに際しては溶解炉
ｌの溶融亜鉛６中に押込まれたプランジャー１５を引き
上げ、空中ポット８内の溶融亜鉛を隣接位置に配置した
溶解炉ｌへ移送して、空中ポット８内の溶融亜鉛を空に
する。鋼板を通板させながら空中ポット８内の溶融亜鉛
を溶解炉ｌへ退避させるので、ラインの停止時に溶融亜
鉛が容器底部９の開口部４から漏出することがない。

プランジャー１５を引上げて溶融亜鉛を空中ポットから
溶解炉へ移送し回収するので溶融ポンプなどにより移送
する方法よりも速やかに空中ポットを空にすることがで
きるのでロスタイムや非定常めっき部分が少なく生産効
率が高まる利点がある。

［実施例］ 次に実施例に基づいて本発明を説明する。

板幅３００ｍｍ、板厚０．７　ｍ　ｍの極低炭素鋼板を
窒素と水素の混合ガスによる還元性雰囲気中で８００℃
において焼鈍してから４６５℃まで冷却した後、デフレ
クタ−ロールで鋼板の進行を垂直方向に変化させ、次い
でサポートロールで固定してから第２図に示す空中ポッ
ト８の底部にある開口部４から侵入させた。溶解炉ｌで
亜鉛を溶解し、溶融亜鉛浴温を４６５℃に保持してから
、空中ポット８内の薄鋼板を７０ｍ／分のライン速度で
通板させた状態で、プランジャー１５を押込み、空中ポ
ット８における溶融亜鉛浴のヘッド高さを１００ｍｍに
調整して、またＮ２ガスワイパーによって溶融亜鉛の付
着量を４５ｇ／ゴに制御した。ここで空中ポット８にお
ける溶融亜鉛浴のヘッド高さはレーザ液面計１２でオン
ライン測定し、ヘッド高さが１００ｍｍになるようにプ
ランジャー１５の押し込み量を制御する制御装置■３と
プランジャー駆動装置１４によって調整したところ、操
業中におけるヘッド高さは１００ｍｍ±３ｍｍ以内に維
持された。この状態を維持しながら長時間にわたって安
定なめつき操業を持続することができた。次いで、めっ
き操業を終了する場合には、鋼板２を同一のライン速度
で通板させながら、プランジャー１５を引き上げ、空中
ポット８内の溶融亜鉛を溶解炉ｌ内に退避させてからラ
インを停止したところ、空中ポット底部の開口部から溶
融亜鉛の流出することなく、めっき操業を安全に終了す
ることができた。

なお以上の説明においては薄鋼板への溶融亜鉛めっきの
例に関してのみ述べたが、これは本発明を、溶融Ａ２及
び溶融へβ合金めっきなどの他の溶融めっきにも適用す
ること、また、過剰の溶融金属のワイピングを行なった
のちに鋼板及びめっき金属層を加熱して合金化すること
を妨げるものではない。

〔発明の効果Ｊ 以上述べたように、本発明の溶融金属めっき鋼板の製造
方法によれば、表面欠陥の原因となりやすいジンクロー
ルなどの浴中機器を用いることなく、溶融亜鉛めっき鋼
板を長時間にわたって安定に製造することができるので
、産業上の意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を好適に実施できる装置の断面の説明図
、第２図は第１図の空中ポットの断面の説明図、第３図
は従来例の装置の断面の説明図である。 １−・−溶解炉　　　　　　　２−・鋼板３・−サポー
トロール　　　４・・・開口部５・・・シール板　　　
　　　６・・・亜鉛浴７・・・ガスワイパー ９・・−底部 １２・−・液面計 １４・・・駆動装置 １５−−・プランジャ ８−・・空中ポット １０−・ジンクロール １３・・・制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶融めっき金属浴を保持した容器の底部の開口部か
   ら被めっき鋼板を連続的に該浴中に侵入させた後、めっ
   き金属層の付着した鋼板を該浴の上方に引き上げ、つい
   で余剰のめっき金属を払拭して溶融金属めっき鋼板を製
   造するにあたり、 該容器の隣接位置に該容器の内底面位置よ り低い位置に内底面を有するめっき金属溶解炉用を連通
   配置し、該溶解炉内においてめっき金属を溶解して所定
   の温度に保持しながら該溶解炉内の溶融金属中に押し込
   むプラン ジャーの押し込み量を調節して該容器内における溶融め
   っき金属浴のヘッド高さを所定位置に維持すると共に、
   該溶解炉と該容器との間で溶融めっき金属を循環させて
   めっきを行う溶融金属めっき鋼板の製造方法。 ２　請求項１記載の方法において、空の状態の該容器中
   に被めっき鋼板を所定の通板速度で通板させながら、該
   プランジャーを該溶解炉内に押し込み該容器内の溶融め
   っき金属浴のヘッド高さを所定位置に上昇させてめっき
   を開始する溶融金属めっき鋼板の製造方法。 ３　請求項１記載の方法において、該容器内に保持され
   た溶融めっき金属浴のヘッド高さを湯面計で連続的にオ
   ンライン測定し、該湯面計の測定結果に基づいて該溶解
   炉内のプランジャーを昇降させて所定の該ヘッド高さを
   維持しながらめっきを継続する溶融金属めっき鋼板の製
   造方法。 ４　請求項１記載の方法において、該溶解炉の溶融金属
   中に押し込まれたプランジャーを引き上げ、該容器内の
   溶融金属を該溶解炉へ移送して、該容器を空にしてめっ
   きを終了する溶融金属めっき鋼板の製造方法。