JPH05171383A - 溶融亜鉛めっきにおけるドロス除去方法およびその装置 - Google Patents

溶融亜鉛めっきにおけるドロス除去方法およびその装置

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JPH05171383A
JPH05171383A JP34091791A JP34091791A JPH05171383A JP H05171383 A JPH05171383 A JP H05171383A JP 34091791 A JP34091791 A JP 34091791A JP 34091791 A JP34091791 A JP 34091791A JP H05171383 A JPH05171383 A JP H05171383A
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JP
Japan
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filter
dross
intermetallic compound
pot
mesh
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JP34091791A
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Masahiko Hori
雅彦 堀
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】めっき浴に含まれているドロスを除去するに際
し、ドロスを含むめっき浴を例えばサブポット7のA部
に送り込み、FeとAlの金属間化合物、あるいはFeとAlの
金属間化合物を表面に形成させた物質からなるフィルタ
ー10を通過させてドロスを除去する方法、およびこの方
法を実施するための装置。フィルターの網目の大きさを
100μm 以上とすれば、目詰まりがなく効率よくドロス
を除去することができる。 【効果】溶融亜鉛めっき浴中に生成するボトムドロスを
効率よく除去することができるので、ボトムドロスの付
着に起因する表面欠陥の少ない、表面品質に優れた溶融
亜鉛めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する
ことができる。本発明の装置を用いれば、このような鋼
板の製造が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛めっきの際、
めっき浴中に生成するドロスを効率よく除去するための
方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】表面に亜鉛めっきを施した溶融亜鉛めっ
き鋼板は、耐食性に優れ、比較的安価であることから自
動車をはじめ、建築、家電など各種の産業分野で広く用
いられている。
【0003】自動車用鋼板については、最近、欧米諸国
に見られる塩害にも十分耐え得るように防錆対策を強化
することが要求されてきている。自動車用鋼板は、防錆
効果を高めるために通常めっき処理が施されており、め
っき方法としては、主に、電気めっき法と溶融めっき法
が用いられている。電気めっき法は、外観が美麗である
ため、従来から外装材に対するめっき法として多用され
ている。一方、溶融めっき法は、容易に厚目付にし、防
錆効果を高めることができるが、美麗さの点では電気め
っきに劣るという欠点ある。しかし、防錆効果に対する
要求が年々厳しくなるため、厚目付による対応が求めら
れ、溶融めっきによる表面の美麗なめっき鋼板の製造が
検討されている。なかでも、塗装性、溶接性に優れてい
ることから、溶融めっき後に合金化処理を施し、亜鉛め
っき層と鋼素地との間に相互拡散を行わせてめっき皮膜
のFe濃度を10重量%程度に高めた合金化溶融めっき鋼板
が有望視され、外装用としての需要が増大しつつある。
【0004】しかし、合金化溶融めっき鋼板の場合に
は、亜鉛浴中のAlは合金化反応を抑制するので、一般の
溶融亜鉛めっき鋼板の製造の際に用いられる亜鉛浴にお
けるよりもAl濃度を低く抑えて、0.10重量%程度とした
亜鉛浴を使用するため、亜鉛浴中にFeZn7 を主成分とす
るFeとZnの金属間化合物が多量に生成する。このFe−Zn
金属間化合物は溶融亜鉛の比重より若干重いため、操業
を長時間続けるとポットの底部に堆積していわゆるボト
ムドロスとなる。そして、操業時には、鋼板の随伴流に
よって亜鉛浴中に舞い上げられ、鋼板の表面に付着して
表面欠陥となるが、これは、外装用として美麗さが要求
されるめっき鋼板の品質を著しく低下させる。
【0005】このボトムドロスを除去する方法として、
ドロスをセラミックス製のフィルターで除去する方法等
が考案されているが、フィルターの網目(メッシュ)を
大きくしないと目詰まりをおこして連続的な除去ができ
ず、網目を大きくし過ぎるとドロスがフィルターを通過
してしまうなどの問題があり、除去効率のよいフィルタ
ーは未だ開発されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、溶融亜鉛めっきの際にめっき浴中に生成する
ドロスを効率よく除去するための方法と、そのための装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Al濃度が
0.14%以下の亜鉛浴中に生成するドロスをフィルターで
濾過して除去する方法について、各種のフィルターを用
いて検討を行ったところ、通常の濾過の原理を用いる限
りは、どのようなフィルター材料を使用しても、フィル
ターの網目を小さくするとドロスによる目詰まりで濾過
操作が不可能になり、また、網目を大きくすると巨大な
ドロスは除去できるが、それ以外のドロスはフィルター
の目を通り抜けてしまい浴の精製ができないことがわか
った。そこで、単に濾過するのではなく、ドロスと反応
するフィルター材料を用いてドロスを吸着除去する方法
について検討した結果、Fe−Al合金製のフィルター材料
で濾過すると、微細なドロスも除去できることを見出し
た。
【0008】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、その要旨は、下記のドロス除去方法、およびの
ドロス除去装置にある。
【0009】 めっき浴に含まれているドロスを除去
するに際し、ドロスを含むめっき浴をFeとAlの金属間化
合物からなるフィルター、またはFeとAlの金属間化合物
を表面に形成させた物質からなるフィルターを通過させ
ることを特徴とする溶融亜鉛めっきにおけるドロス除去
方法。
【0010】前記のフィルターの網目の大きさを 100μ
m 以上とすれば、長時間使用しても目詰まりがなく、効
率よくドロスを除去することができる。
【0011】 亜鉛ポットに近接して配置され、Feと
Alの金属間化合物、またはFeとAlの金属間化合物を表面
に形成させた物質からなるフィルターで内部が二分され
たサブポットと、サブポットの二分された一方へ亜鉛ポ
ットからドロスを含むめっき液を送り込む手段と、サブ
ポットの二分された他方から亜鉛ポットへ前記フィルタ
ーを通過しためっき液を送り返す手段とを備えた溶融亜
鉛めっきにおけるドロス除去装置。
【0012】前記のフィルターとは、網状のフィルタ
ー、多孔質の膜などに限定されず、例えば、ドロスが通
過できる孔を多数有するセラミックスなどの容器内に、
球形、網状、あるいはその他の種々の形状の充填物を収
納した充填層タイプのもの、微細な穴を多数有する金属
板など、その形体を問わず、濾過機能を有するものはす
べて含まれる。
【0013】
【作用】以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0014】図1は本発明方法を実施するための装置の
一例の構成を示す概略図である。この図において、1は
前工程から送られてきた素材のストリップ、2はスナウ
ト、3はシンクロール、4は案内ロール、6は亜鉛浴を
収容する亜鉛ポット(めっき槽)で、7が亜鉛ポット6
に近接して配置されたサブポット(ドロス除去槽)であ
る。このサブポット7は隔壁11と、その下方部に取り付
けられたフィルター10でAの部分とBの部分に二分され
ている。8は途中にポンプP1を有し、ボトムドロス5を
含む亜鉛浴を亜鉛ポット6からサブポット7のA部へ送
り込む汲み出し用配管、9は途中にポンプP2を有し、サ
ブポット7のA部からフィルター10を通過してB部へ流
入した溶融亜鉛を亜鉛ポット6へ送り返す戻し用配管で
ある。なお、図示していないが、サブポット7には亜鉛
ポット6から汲み出したボトムドロス5を含む亜鉛浴を
一定の温度に保つための加熱装置が取り付けられてい
る。
【0015】この装置を用いて亜鉛ポット6内のボトム
ドロス5を除去するには、ポンプP1を稼働させて汲み出
し用配管8により亜鉛ポット6からボトムドロス5を亜
鉛浴の一部とともに汲み出してサブポット7内に導入す
る。導入されたドロス5を含有する亜鉛浴はフィルター
10を通過してB部へ流入する間にドロスが除去される。
この精製された亜鉛浴は戻し用配管9により亜鉛ポット
6へ戻される。この一連のドロス除去操作を繰り返すこ
とにより、亜鉛ポット6内のボトムドロス5は除去され
る。なお、このドロス除去操作は通常の溶融亜鉛めっき
作業とは別に行われる。
【0016】上記のドロス除去操作を繰り返す際に問題
となるのは、サブポット7内に取り付けられるフィルタ
ー10の性能である。セラミックス製のフィルターを使用
する場合は、ドロスを物理的に濾し分けることによって
除去しなければならず、めっき皮膜へ付着して表面欠陥
を引き起こすドロスの大きさのレベルがおおよそ 100μ
m 以上であることから、フィルターの網目の最大サイズ
を 100μm としなければならない。しかし、このサイズ
の網目を有するフィルターを長時間使用すると、フィル
ターはドロスにより目詰まりを起こし、短時間のうちに
使用不可能になる。また、網目サイズを 100μm より大
きくして目詰まりしない状態で使用すると、大きさが 1
00μm を超えるドロスがフィルターを通してサブポット
7のBの部分に入ってしまい、亜鉛浴を精製することが
できない。
【0017】これに対して、本発明方法ではFeとAlの金
属間化合物からなるフィルターを用いており、ドロスは
このフィルターを通過する間にフィルター材料であるFe
とAlの金属間化合物と接触して反応し、これに吸着され
ることによって除去される。
【0018】従って、フィルターの網目を 100μm 以上
の大きな網目とすることが可能で、長時間使用しても目
詰まりを起こすことなく、 100μm を超えるドロスはも
ちろん、 100μm 以下のドロスでも除去することが可能
である。しかし、フィルターの網目のサイズはあまり大
きすぎると除去効率が低下する。通常は、除去効率を高
めるためにフィルターを複数枚重ねて使用することを考
慮して、網目のサイズは500μm 以下とするのが好まし
い。なお、フィルターの重ね枚数が多すぎると構造上サ
ブポットも大きくしなければならず、装置が必要以上に
大きくなるので、30枚以下とするのが望ましい。
【0019】フィルターとしては、上記のような網状の
もの、あるいは多孔質の膜、充填層タイプのものなど、
いずれも使用することができる。
【0020】FeとAlの金属間化合物は、網状のものにあ
っては、Al含有量が30〜60重量%の、Fe2Al5、FeAl3
FeAl2 のような金属間化合物を生成するFe−Al合金製の
網を用いてもよいし、例えば、鉄製の網にAlめっきを行
い、 600〜700 ℃で熱処理を施して表面にFe2Al5を形成
させたものを用いてもよい。Fe2Al5、FeAl3 、FeAl2
どの金属間化合物はいずれもドロスと反応するので効果
がある。実際には、この網状のフィルターを、後述する
図2に示すように、10枚程度重ね合わせて使用する。ま
た、網ではなく、 100μm 以上の微細な穴を多数有する
鋼材を用いてもよい。
【0021】また、鉄球や鉄網などに溶融アルミニウム
めっきを施し、その後、 600〜700℃で加熱して表面にF
eとAlの金属間化合物を形成させたものを径が 200〜100
0μm の多数の穴を持つセラミックスの容器に入れ、フ
ィルターとしてもよい。この場合は、容器内の鉄球や鉄
網などを定期的に取り替えるだけで長期間吸着能力を低
下させずに使用することができる。
【0022】ドロスを吸着させる材料としてFeとAlの金
属間化合物を使用するのは、亜鉛浴に対して比較的安定
で、その材料が亜鉛浴中に溶解して浴組成を変化させた
りすることが少ないからである。
【0023】
【実施例1】浴のFe濃度が0.21重量%の、ボトムドロス
を含有する亜鉛浴(460℃)から200gを採取し、その中
に、表面にFe2Al5を形成させた表面積が3cm2(長さ1.5c
m ×幅1.0cm ×厚さ0.05cm)の鋼板を5〜30分の範囲で
浸漬時間を変えて浸漬し、鋼板を取り出した後の浴のFe
濃度と単位面積当たりのドロスの占有率(%)を測定し
た。なお、浸漬に先立ち、ドロスとの反応を促進するた
めに鋼板をフラックス処理して、Fe2Al5の表面に存在す
る酸化物を還元除去した。ドロスの占有率とは、浴をサ
ンプリングし、固化させた状態で、1mm2 当たりのドロ
スの占める面積を顕微鏡観察により測定し、百分率で表
したものである。
【0024】鋼板表面へのFe2Al5の形成は、 600℃で溶
融Alめっきを施した鋼板を 650℃で3時間加熱して素地
鋼とAlを反応させることにより行い、X線分析でFe2Al5
の存在を確認した。また、浴から引き上げた鋼板の表面
にFe−Zn金属間化合物のドロスが吸着されている事をX
線分析で確認した。
【0025】測定結果を表1に示す。この結果から、浸
漬時間が長くなるにつれて浴のFe濃度は低下しており、
Fe−Al金属間化合物はドロスを吸着する効果を有してい
ることがわかる。
【0026】
【表1】
【0027】
【実施例2】図1に示した構成を有する溶融亜鉛めっき
装置(亜鉛ポット:容量 200トン、サブポット:容量30
トン)でドロス除去試験を行い、サブポットのB部にお
ける浴のFe濃度とドロスの最大径を測定した。
【0028】表2に、用いたフィルターの材質とフィル
ター径を示す。 No.1〜3の本発明例では、鋼製の網に
溶融アルミニウムめっきを施し、 650℃で加熱して表面
にFe2Al5を形成させた網状のフィルターを10枚重ね合わ
せたものをフィルターとして用いた。図2はこのフィル
ターの概略図で、(a) 図は全体図、(b) 図は重ね合わさ
れた網状のフィルターの一枚((a) 図のP)の一部を示
す図で、網の表面にはFe2Al5が形成されている。一つの
網目の大きさがフィルター孔径である。
【0029】No.4〜6の比較例では、ブロック状で、
多孔質のアルミナ(Al2O3)をフィルターとして用いた。
図3はこのフィルターの概略図で、(a) 図は全体図、
(b) 図はこのフィルターの表面の拡大図、(c) 図は内部
の拡大図で、このアルミナが有する微細孔の径がフィル
ター孔径である。フィルターの大きさは、本発明例、比
較例のいずれにおいても、高さ0.8 m、幅1.0 m、厚さ
0.3 mである。
【0030】試験結果を表2に併せて示す。A部からB
部への流量は30t/Hrで、サブポットのA部における浴の
Fe濃度は0.06wt%であり、ドロスの平均粒径は90〜110
μmであった。表2に示したB部における浴のFe濃度の
測定結果は、30分毎にB部でサンプリングし、Fe濃度が
一定になった時点で測定した値である。この表から明ら
かなように、アルミナ製のフィルターを使用した場合
は、サブポットのB部における浴のFe濃度が高く、ドロ
スの最大径もかなり大きいのに対して、表面にFe2Al5
形成させた鋼製の網状フィルターを使用した場合は、フ
ィルター径が 500μm の目の粗いフィルターの場合でも
B部における浴のFe濃度は低く、浴の精製が可能であっ
た。
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】本発明方法によれば、溶融亜鉛めっき浴
中に生成するボトムドロスをフィルターの目詰まりを起
こすことなく効率よく除去することができるので、ボト
ムドロスの付着に起因する表面欠陥の少ない、表面品質
に優れた溶融亜鉛めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼
板を製造することができる。本発明の装置を用いれば、
このような鋼板の製造が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための装置の一例の構成
を示す概略図である。
【図2】実施例で用いた網状フィルターの概略図であ
る。
【図3】比較例で用いたブロック状のアルミナ製フィル
ターの概略図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】めっき浴に含まれているドロスを除去する
    に際し、ドロスを含むめっき浴をFeとAlの金属間化合物
    からなるフィルター、またはFeとAlの金属間化合物を表
    面に形成させた物質からなるフィルターを通過させるこ
    とを特徴とする溶融亜鉛めっきにおけるドロス除去方
    法。
  2. 【請求項2】フィルターの網目の大きさが 100μm 以上
    である請求項1記載の溶融亜鉛めっきにおけるドロス除
    去方法。
  3. 【請求項3】亜鉛ポットに近接して配置され、FeとAlの
    金属間化合物、またはFeとAlの金属間化合物を表面に形
    成させた物質からなるフィルターで内部が二分されたサ
    ブポットと、サブポットの二分された一方へ亜鉛ポット
    からドロスを含むめっき液を送り込む手段と、サブポッ
    トの二分された他方から亜鉛ポットへ前記フィルターを
    通過しためっき液を送り返す手段とを備えた溶融亜鉛め
    っきにおけるドロス除去装置。
JP34091791A 1991-12-24 1991-12-24 溶融亜鉛めっきにおけるドロス除去方法およびその装置 Pending JPH05171383A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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