JPH05171388A

JPH05171388A - ドロス除去方法及び装置

Info

Publication number: JPH05171388A
Application number: JP35644291A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kurobe; 淳黒部; Shigeo Matsubara; 茂雄松原; Kazunari Nakamoto; 一成中本; Zenichiro Morita; 善一郎森田; Manabu Iguchi; 学井口
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1991-12-25
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】めっき槽を下降するめっき金属の流れを防止
し、懸濁しているドロスを効率よく除去し、表面性状に
優れためっき材料を製造する。【構成】被めっき材料である金属帯材１は、スナウト
２からめっき浴４に導入され、シンクロール５を経て引
き上げられる。金属帯材１の上昇に伴っためっき金属の
上昇流は、隔壁７の頂部７ｃを乗り越えて副めっき槽３
ｂに流入する。そして、外部循環路８の濾過装置８ａで
ドロスが除去された後、清浄なめっき金属として吐出管
８ｃから主めっき槽３ａに返送される。【効果】シンクロール５を経て上昇する金属帯材１に
隔壁７の垂直部を接近させて配置するとき、金属帯材１
に随伴されるめっき金属の上昇流は、実質的に副めっき
槽３ｂに流入し、主めっき槽３ａの内部を循環する流れ
とならない。したがって、発生したドロスが効率よく除
去され、ドロス噛込みに起因した欠陥がめっき層に発生
することがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼帯等の金属帯材を連
続的に溶融めっきする際、めっき欠陥等の原因となるド
ロスをめっき浴から除去する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯材の耐食性を改善するため、溶融
めっき，電気めっき，蒸着めっき等によって帯材表面に
Ｚｎ，Ａｌ又はこれらの合金をめっきする方法が採用さ
れている。このうち、溶融めっきは、連続搬送されてい
る金属帯材に対し、比較的厚目付けのめっき層を短時間
で形成することができる長所を持っている。

【０００３】溶融めっき法には、たとえば図１に概略を
示す設備が使用される。めっきされる金属帯材１０は、
還元炉で表面の酸化皮膜等が除去された後、スナウト２
０を経てめっき槽３０に収容されているめっき浴４０に
導入される。金属帯材１０は、めっき浴４０に浸漬され
ているシンクロール５０を周回したあと、めっき浴４０
から引き上げられる。

【０００４】めっき浴４０を通過する間に、めっき浴の
Ｚｎ，Ａｌ等のめっき金属が金属帯材１０の表面と反応
し、所定のめっき金属が付着しためっき帯材１１として
めっき浴４０から引き上げられる。めっき帯材１１の表
面に付着している溶融状態のめっき金属は、一部が自重
によって落下し、めっき浴４０に返送される。めっき帯
材１１は、ワイピングによって表面に付着しているめっ
き金属の付着量を調整した後、必要に応じて合金化炉に
送り込まれる。

【０００５】めっき金属は、金属帯材１０と反応してめ
っき層となるものの他に、金属帯材１０からめっき浴４
０に析出するＦｅと反応して金属間化合物となり、めっ
き浴４０に懸濁するものもある。また、めっき浴４０の
液面が雰囲気に露出していることから酸化反応が生じ
る。その結果、めっき浴４０にドロスが発生・堆積す
る。

【０００６】めっき浴４０に懸濁しているドロスは、め
っき帯材１１の表面性状に悪影響を与える。特に、入側
金属帯材１０と出側金属帯材１０で囲まれた鋼帯間領域
４１にあるドロスは、スナウト２０の内部や金属帯材１
０とシンクロール５０との間に入り込み易い。たとえ
ば、めっき反応初期の段階でドロスが金属帯材１０の表
面に付着すると、その上に形成されるめっき層の密着性
を低下させる。また、形成されためっき層の上にドロス
が付着すると、表面品質が著しく損なわれる。しかも、
めっき層にドロスが噛み込まれることにより、所与の耐
食性をめっき帯材１１に与えることができなくなる。

【０００７】めっき層に悪影響を与えるドロスをめっき
浴４０から除去するため、これまで各種の提案が行われ
ている。たとえば、特開昭６３−１４００７０号公報で
は、めっき浴からポンプによってめっき金属を汲み上
げ、セラミックスフィルターを取り付けた副槽に吐出
し、副槽内でセラミックスフィルターによりめっき金属
からドロスを除去し、めっき金属のみをめっき浴に返送
することが紹介されている。また、特開昭５３−８８６
３３号公報では、副槽においてめっき金属を冷却し、鉄
分を結晶化・沈澱させることにより、ドロスを除去する
ことが紹介されている。更に、実開昭５５−１２４４６
３号公報では、めっき浴から電磁力でめっき金属を副槽
に汲み上げることが紹介されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、めっき金属
は、めっき浴４０内で金属帯材１０が走行する運動に随
伴され、めっき浴４０内に図１の矢印で示したような流
れＤ₁ となって流動する。めっき浴４０の下方に流動し
ためっき金属は、めっき槽３０を巡回し、金属帯材１０
の入側に至る。また、めっき金属の一部は、入側金属帯
材１０及び出側金属帯材１０で囲まれた領域４１に傍流
Ｄ₂ として流れ込むものもある。ドロスも、このめっき
金属の流れＤ₁ ，Ｄ₂ に乗って、めっき槽３０内を流動
する。

【０００９】この点、前掲した各文献で紹介されている
ドロス除去手段は、めっき浴４０の上層部に浮遊してい
るドロスを除去することを狙っている。そのため、めっ
き浴４０を下方Ｄ₁ に流れるドロスに対しては、有効な
方法とはいえない。下方Ｄ₁に流れたドロスは、めっき
槽３０を巡回した後、スナウト２０の内部や入側金属帯
材１０と出側金属帯材１０との間の鋼帯間領域４１に入
り込み易い。その結果、依然としてドロスに起因した欠
陥がめっき帯材に発生することが避けられない。

【００１０】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、めっき浴を下方に向かって流れる
ドロスを捕捉し、金属帯材の入側に循環流動するめっき
金属にドロスが含まれないようにすることにより、表面
性状，密着性等に優れためっき材料を得ることを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のドロス除去方法
は、その目的を達成するため、めっき浴を通過する金属
帯材に随伴されて上昇するめっき金属を、前記金属帯材
の出側近傍のめっき浴に浸漬したダムを乗り越えさせ、
濾過装置を備えた循環路に送り込み、前記濾過装置で前
記めっき金属からドロスを除去し、清浄化されためっき
金属を前記めっき浴の金属帯材入側に返送することを特
徴とする。

【００１２】また、ドロス除去装置は、金属帯材をめっ
き浴に送り込むスナウトと、前記めっき浴に浸漬され、
前記金属帯材が周回するシンクロールと、該シンクロー
ルを通過した後で前記めっき浴から引き上げられる前記
金属帯材の出側近傍で前記めっき浴に浸漬されたダム
と、前記ダムを乗り越えた前記めっき金属を金属帯材入
側の前記めっき浴に返送する循環路と、該循環路を流れ
る前記めっき金属からドロスを除去する濾過装置とを備
え、前記ダムは、前記シンクロールを通過した後で上昇
する前記金属帯材に随伴されるめっき金属の上昇流領域
に設けられていることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明者等は、めっき槽３０内を流動するめ
っき金属の挙動を調査するため、シュミレーション可能
な水モデル装置を使用し、流れの可視化実験を行った。
その結果、従来のめっき槽では、図１を使用して説明し
たように、めっき槽３０内に金属帯材１０に随伴されて
入側から出側まで流動した後、めっき槽３０の内壁に沿
って流下するめっき金属の流れＤ₁ が観察された。ま
た、流れＤ₁ の一部が分岐し、鋼帯間領域４１に流入す
る流れＤ₂ も観察された。そこで、めっき金属の流れＤ
₁ を抑制するとき、ドロスに起因する悪影響を被めっき
材である金属帯材に与えることがなくなると推察した。

【００１４】めっき槽３０の内壁に沿って流下するめっ
き金属の流れＤ₁ を抑制するためには、めっき帯材１１
の出側近傍におけるめっき金属の流動状態を変更するこ
とが必要である。本発明においては、図２に示すような
水モデル装置を使用し、めっき浴を流動するめっき金属
及び随伴されるドロスの流れ挙動を調べた。

【００１５】水モデル装置は、上部が解放された水槽５
１の側壁５１ａ及び底壁５１ｂで区画された内部空間に
側壁板５２ａ及び底壁板５２ｂを配置し、主槽５３ａ及
び副槽５３ｂに区分した。副槽５３ａを形成する側壁５
１の上部及び底壁５１ｂに開口５４ａ，５４ｂを設け、
外部循環路５５の配管を接続した。外部循環路５５の途
中に濾過装置５６及びポンプ５７を設け、吐出管５８を
主槽５３ａの帯材１５の入側に当る部分に臨ませた。そ
して、帯材１５を、シンクロール５１及び送りロール５
２，５３で形成される無限軌道に沿って巡回させた。

【００１６】着色したアクリルビーズを浮遊させた試験
水６１を水槽５１に注入し、ポンプ５７によって主槽５
３ａ→副槽５３ｂ→外部循環路５５→主槽５３ａの順に
試験水６１を循環させた。試験水６１の流れは、アクリ
ルビーズにより可視化され、その挙動を把握することが
できた。その結果を図３に示す。

【００１７】試験水６１は、導入された帯材１５に随伴
する流れ６１ａがシンクロール５１を経て上昇流６１ｂ
となった。次いで、側壁板５２ａの頂部を乗り越え、下
降流６１ｃとなって副槽５３ｂに流入した。下降流６１
ｃは、底壁５１ｂと底壁板５２ｂとの間を流れる水平流
６１ｄとなった後、開口５４ａ，５４ｂから外部循環路
５５に流入した。試験水６１は、濾過装置５６でアクリ
ルビーズが完全に除去された後、吐出管５８から主槽５
３ａに戻された。

【００１８】この水モデル試験において、シンクロール
５１から上昇している帯材１５に側壁板５２ａを接近さ
せたとき、図１で説明した下降流Ｄ₁ は観察されなかっ
た。これは、帯材１５と側壁板５２ａとの間が、帯材１
５に随伴される試験水６１の上昇流領域になっているこ
とを示すものである。これに対し、帯材１５から側壁板
５２ａを離間させると、帯材１５と側壁板５２ａとの間
で側壁板５２ａに近い部分に沈降するアクリルビーズ、
すなわち試験水６１の下降流が観察された。

【００１９】試験水６１の下降流発生の有無は、帯材１
５と側壁板５２ａとの間の距離の他に、帯材１５の幅や
表面状態，帯材１５の走行速度，試験水６１の液面から
側壁板５２ａの頂部までの浸漬深さ等に応じて変わっ
た。そのため、下降流を発生させない帯材１５と側壁板
５２ａとの間の距離を、一元的に決めることはできなか
った。しかし、アクリルビーズの挙動によって試験水６
１の上昇流６１ｂを把握することができるので、この上
昇流領域に側壁板５２ａを配置している限り、帯材１５
と側壁板５２ａとの間に生じた上昇流６１ｂは、全て側
壁５１ａと側壁板５２ａとの間を流下する下降流６１ｃ
となることが判った。

【００２０】

【実施例】以上の水モデル試験から、図４に示した溶融
めっき装置を組み立てた。この溶融めっき装置は、めっ
き槽３の内部に隔壁７を配置し、主めっき槽３ａ及び副
めっき槽３ｂに分割した。主めっき槽３ａには、還元炉
２ａから延びたスナウト２の下端を浸漬し、内部にシン
クロール５を配置した。また、開口３ｃ，３ｄを介して
副めっき槽３ｂを外部循環路８に接続した。外部循環路
８には、セラミックスフィルターを内蔵した濾過装置８
ａ及びポンプ８ｂを組み込み、出側の吐出管８ｃを主め
っき槽３ａの入側に臨ませた。

【００２１】めっき槽３には、１７０トンのＺｎを注入
し、温度４６０℃に保持しためっき浴４を用意した。そ
して、ポンプ８ｂによって、溶融Ｚｎを主めっき槽３ａ
から副めっき槽３３ｂを経て主めっき槽３ａに送り返し
た。このとき、外部循環路８を流れる溶融Ｚｎの流量
を、１０００ｋｇ／分に設定した。

【００２２】金属帯材１として板厚１ｍｍの普通鋼鋼板
を４８５℃で還元処理した後、通板速度９０ｍ／分でス
ナウト２を介して主めっき槽３ａに送り込み、シンクロ
ール５を経てめっき浴４から引き上げた。また、シンク
ロール５を経て上昇する金属帯材１と隔壁７の側壁部７
ａとの間の距離を３６０ｍｍとし、めっき浴４の液面か
ら下方２５０ｍｍの位置に側壁部７ａの頂部７ｃを維持
した。

【００２３】この条件下で金属帯材１の溶融めっきを６
時間継続した状態で、めっき浴４に懸濁しているドロス
の状況を調査した。調査結果を図５に示す。図５から明
らかなように、発生したドロスの７０％が外部循環路８
に設けた濾過装置８ａで回収された。これに伴い、鋼帯
間領域４ａに存在するドロスは、２５％程度まで減少し
た。また、他の領域に懸濁するドロスは、極めて少なく
なった。

【００２４】これに対し、図１に示した従来の溶融めっ
き装置を使用して同様な条件下で金属帯材１の溶融めっ
きを行った比較例では、発生したドロスのうち、８０％
が鋼帯間領域４ａに存在していた。また、残りの３０％
のドロスは、その他の領域に懸濁していた。

【００２５】めっき浴に懸濁するドロスの相違によっ
て、得られためっき帯材１ｂの表面性状が大きく異なっ
ていた。すなわち、本発明実施例で得られためっき帯材
１ｂには、ドロス噛込みに起因した欠陥のないめっき層
が形成されていた。他方、ドロスの除去を行わない比較
例では、多数のドロス噛込みが検出され、表面性状に劣
るめっき帯材が製造された。

【００２６】なお、以上の実施例においては、めっき槽
３の内部を隔壁７によって主めっき槽３ａ及び副めっき
槽３ｂに区分している。しかし、本発明はこれに拘束さ
れるものではなく、金属帯材１に随伴されためっき金属
の上昇流が下降流Ｄ₁ （図１）となってめっき槽３を巡
回することを防止する限り、種々の方法を採用すること
ができる。たとえば、めっき浴４の液面下方にめっき金
属の流動方向を変更するガイドを浸漬し、金属帯材１に
随伴されためっき金属の上昇流をめっき槽３の外部に導
くことも可能である。

【００２７】ガイドとしては、めっき槽３の底壁まで延
びる必要はなく、出側近傍にあるめっき金属の表層部が
外部循環路８に流入するように、所定の高さをもった堰
板等が使用される。前述した実施例における隔壁７及び
このようなガイドを、特許請求の範囲において「ダム」
で総称している。

【００２８】また、隔壁７や堰板等を、図４の左右方向
に移動可能に配置してもよい。これによって、たとえば
側壁部７ａと金属帯材１との間の距離を、通板速度を始
めとするめっき条件に対応して調整することができる。
そして、過去のデータやシュミレーションテスト等で得
たデータに基づいて側壁部７ａと金属帯材１との間の距
離を設定すると、めっき条件の変更に拘らず下降流の発
生が防止され、ドロス噛込みのない高品質のめっき材料
が製造される。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、被めっき材料である金属帯材に随伴されて上昇して
きためっき金属が下降流となってめっき槽の内部を循環
することを防止している。そして、めっき金属の上昇流
をめっき槽の外部に取り出し、ドロスを除去した後でめ
っき槽に返送している。これにより、発生したドロスの
大半が除去され、特に金属帯材の入側やスナウト内部に
おけるドロスを少なくし、めっき浴を常に清浄な状態に
維持することができる。その結果、ドロス噛込みに起因
する欠陥がない優れためっき層を持つめっき材料が製造
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の溶融めっき装置

【図２】めっき金属の流れを調べるための水モデル装
置

【図３】同水モデル装置における試験水の流れを示
す。

【図４】本発明実施例で使用した溶融めっき装置

【図５】ドロス発生状況等を実施例と比較例で対比さ
せたグラフ

【符号の説明】

１金属帯材２スナウト３めっき槽
４めっき浴５シンクロール７隔壁（ダム）８外部循環路
８ａ濾過装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田善一郎大阪府茨木市総持寺１−18−18 (72)発明者井口学大阪府堺市土師町1907−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき浴を通過する金属帯材に随伴され
て上昇するめっき金属を、前記金属帯材の出側近傍のめ
っき浴に浸漬したダムを乗り越えさせ、濾過装置を備え
た循環路に送り込み、前記濾過装置で前記めっき金属か
らドロスを除去し、清浄化されためっき金属を前記めっ
き浴の金属帯材入側に返送することを特徴とするドロス
除去方法。
【請求項２】金属帯材をめっき浴に送り込むスナウト
と、前記めっき浴に浸漬され、前記金属帯材が周回する
シンクロールと、該シンクロールを通過した後で前記め
っき浴から引き上げられる前記金属帯材の出側近傍で前
記めっき浴に浸漬されたダムと、前記ダムを乗り越えた
前記めっき金属を金属帯材入側の前記めっき浴に返送す
る循環路と、該循環路を流れる前記めっき金属からドロ
スを除去する濾過装置とを備え、前記ダムは、前記シン
クロールを通過した後で上昇する前記金属帯材に随伴さ
れるめっき金属の上昇流領域に設けられていることを特
徴とするドロス除去装置。