JPH05295505A

JPH05295505A - めっき浴清浄化装置

Info

Publication number: JPH05295505A
Application number: JP12932492A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Suzukawa; 豊鈴川; Toshio Sato; 俊雄佐藤; Shunichi Sugiyama; 峻一杉山; Tsutomu Takeuchi; 力竹内
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】連続めっき作業を中断することなく、めっき
浴中のドロスを効率的に除去して該めっき浴を清浄化
し、それによって優れためっき製品を製造することがで
きるようにしようとするものである。【構成】ガスリフトポンプ3によってめっき液2と共に
気液セパレータ4内に汲み上げられ、該セパレータ4内の
液面近傍に浮上したドロスを、ドロス分離排出系たる排
出口5からめっき液2と共に排出する。又セパレータ4内
を下降しようとするドロスは、配管7から噴出せしめら
れ、フィルタ6によって微細化されたガス気泡に吸着さ
れて浮上し、再び排出口5から排出される。それでも残
ったドロスはフィルタ6に捕獲される。そうして残され
ためっき液2は気液セパレータ4の戻り管41からめっき浴
中に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続的に走行する鋼ス
トリップに亜鉛などの耐蝕性金属をめっきする場合に、
めっき液中のドロスを除去して、めっき浴を清浄に保つ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続溶融めっき法は、溶融しているめっ
き液浴に鋼ストリップを連続的に供給浸漬した後、これ
を引上げながらガスワイピングノズル等でその付着量を
調整するめっき法であり、その代表的なものが連続溶融
亜鉛めっき法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】連続溶融めっき法で
は、めっき浴中に鋼ストリップから鉄が溶出し、溶融し
ているめっき液と結合して固相の化合物を生成する。こ
れは、一般にドロスと呼ばれる。たとえば、連続溶融亜
鉛めっき法の場合、金属間化合物ＦeＺn₇等が生成した
り、溶融亜鉛中にアルミニウムが添加されている場合に
は金属間化合物Ｆe₂Ａl₅等が生成してドロスとなる。こ
のようなドロスは、めっき液との比重差が小さく、その
大きさが小さいので、めっき浴中に浮遊している滞留時
間が長い。従って、ドロスが浮遊しているめっき浴中で
めっきを行うとストリップ表面にドロスが付着し、めっ
き外観性を悪化させたり、表面品質を著しく低下させる
問題がある。また、めっき液より比重が大きいドロスは
やがてめっき浴底部に堆積するが、これがラインスピー
ド変更などの操業条件変更に際して渦巻きながら浮上
し、めっき浴を汚す原因となる。従って、めっき浴底部
に堆積したドロスも一定時間間隔で生産を中断して除去
する必要があり、生産効率低下の原因ともなる。

【０００４】そのため、片面めっき法では、実開昭５７
−５２５６３号のようにめっき液流路にフィルタを設け
ている例もある。しかし、この方法は両面めっきの場合
には直ちに流用できる方法ではない。また、特開平２−
１４６１５３号では、めっき浴底部に堆積したドロスを
ガスリフトポンプで汲み上げ、その全量をフィルタでろ
過することでドロス除去を行っている。しかし、汲み上
げた液の全量をフィルタに通過させながらドロス除去を
行っているため、本発明者らの経験では、設備が大きく
なるばかりでなく、短時間でフィルタの目詰りによる分
離効率の低下が生じるなど課題の多い技術である。さら
に、特開平３−１８３７５１号では、めっき浴中に不活
性ガスを吹き込んでドロスを浮上分離する方法が開示さ
れている。この方法では、めっき浴中の回転羽根の作用
により浴中のめっき液が適度に循環するので、回転羽根
を一箇所に取り付けるだけで浴中全体にわたってドロス
濃度を低下させられるとしている。しかし本発明者らの
経験では、めっき浴の隅では流れが淀み、この部分に堆
積したドロスを除去するのは容易でない。また、以上の
様な構成では、めっき浴中に回転羽根のような可動部分
があるため、めっき液による浸食等によって回転羽根の
破損等の事故を生じ、その信頼性は十分に高いものとは
言えない。

【０００５】本発明は、以上のような連続溶融めっきに
おけるドロス除去の問題に鑑み、連続めっき作業を中断
することなくドロス除去作業を行なえるめっき浴清浄化
装置を提供し、ドロスのない清浄なめっき浴によって優
れためっき製品を製造することができるようにするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明のめっき
浴清浄化装置は、鋼ストリップが通過するめっき浴中に
その下端が浸漬するガスリフトポンプと、該ガスリフト
ポンプで汲み上げられためっき液からガスを分離して排
出すると共に、めっき液を前記めっき浴中に戻す気液セ
パレータと、該気液セパレータ内の液面近傍のめっき液
をめっき浴の外に排出するドロス分離排出系と、前記気
液セパレータ内で反転してくるめっき液の流れに対向さ
せてガス気泡を噴出せしめるガス噴出装置と、ガス気泡
噴出方向の上方に設けられたフィルタとを有することを
基本的特徴としている。

【０００７】

【作用】以上のめっき浴清浄化装置の構成では、前記め
っき浴中に存在するドロスをガスリフトポンプによって
めっき液と共に気液セパレータ内に汲み上げ、この時ガ
ス気泡に吸着して気液セパレータ内の液面近傍に浮上し
たドロスをドロス分離排出系によって分離除去して外部
に排出する。又ガスリフト管内でガス気泡に吸着されな
かったドロスは気液セパレータ内をめっき液の流れに随
伴して下降するが、フィルタ下部にガス噴出装置によっ
て供給されたガス気泡が該フィルタによって微細化さ
れ、そのめっき液中を上昇してくることから、このガス
気泡に下降してくるドロスが吸着されて気液セパレータ
内の液面まで運ばれる。更に微細化されながら上昇して
くるガス気泡にも吸着されなかったドロスはフィルタに
到達し、捕獲される。この様にして清浄化されためっき
液は気液セパレータからめっき浴中に戻し、該めっき浴
を清浄に保つようにする。

【０００８】尚、本発明の構成では、ガスリフトポンプ
に吹込むガスの流量を調整するか、ガス噴出装置によっ
て噴出せしめられるガス気泡の噴出量を調整すること
で、ドロス分離排出系から排出されるめっき液流量を制
御することが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の具体的実施例につき詳述する。

【００１０】図１は本発明に係るめっき浴清浄化装置の
一実施例構成を示しており、同図中1はめっき浴槽で、
その中に亜鉛等の耐蝕性めっき液2が溶解してある。3は
ガスリフトポンプの構成を示しており、そのうち30はガ
スリフト管で、その一端は溶解しためっき液2中に浸し
てある。又31は不活性ガスをガスリフト管30の底部に吹
込むための管で、窒素、アルゴン等の不活性ガス供給源
につながっている（この不活性ガスはめっき液2の温度
まで予熱して供給するのが好ましい）。4はガスリフト
管30出口に接続した気液セパレータであって、そのうち
40は不活性ガスの排出口、41はドロスが除去されためっ
き液2をめっき浴に戻すための戻り管である。更に5は気
液セパレータ4内の液面近傍のめっき液をドロスと共に
排出するドロス分離排出系たる排出口である。一方8は
シンクロール、9はガスワイピングノズルで、めっき付
着量を調整するためのものである。Ｘは鋼ストリップで
ある。

【００１１】更に図２にガスリフト管30出口に接続した
気液セパレータ4の垂直断面図を示す。同図において気
液セパレータ4は仕切り板42によって２室に分けられて
おり、ガスリフト管30によってめっき液2と共に汲み上
げられてきたドロスを戻り管41側の隣室に流入せしめる
ことを防止している。又6は脱着可能なフィルタであ
り、その下にガス噴出装置として不活性ガス供給源（図
示なし）からつながっている配管7が設けられており、
該配管7に複数穿設されたガス供給孔7aから該フィルタ6
に向けて、窒素、アルゴン等の不活性ガスが噴出される
ようになっている。この不活性ガスの流量はドロスを系
外に排出しない場合には、液面がドロス排出口以下にな
るような流量とし、ドロスを系外に排出する場合には、
流量を増加させる。41aはめっき液をめっき浴に戻すた
めの戻り管41の入口で、セパレータ4底部からの高さは
ｈである。又前記ドロス排出口5のセパレータ4底部から
の高さＨは、フィルタ6をめっき液が通過する時に発生
する流体抵抗と気泡の存在により液面が上昇することを
加味して前記ｈより5〜10cm程度高くしてある（Ｈの値
は50cm以上であることが望ましい）。なお、20は液面を
示し、32はガス気泡を示している。

【００１２】このような装置において、ガスリフト管30
に不活性ガスを配管31を通じて吹き込むと、ガスリフト
管30内にめっき液2と不活性ガスの気液混合物の上昇流
を生じる。このようなガスリフトポンプ3構成によって
汲み上げられるめっき液2中にはドロスが含まれている
ため、特開平３−１８３７５１号の構成の場合と同様
に、めっき浴中のドロスの一部は不活性ガスの気泡32に
吸着されて気液セパレータ4の液面20まで運ばれる。こ
こでガス気泡32は破裂し、不活性ガスは排出口5、40か
ら排出され、ドロスは浮力を失うが、ドロスとめっき液
2との比重差が小さく、またドロス粒径が小さいためド
ロスは長時間気液セパレータ4の液面20近傍に滞留す
る。一方、ガスリフト管30内でガス気泡32に吸着されな
かったドロスは気液セパレータ4内をめっき液2の流れに
随伴して下降するが、フィルタ6下部に供給された不活
性ガスが該フィルタ6で微細化され、めっき液2中を上昇
してくることから、このガス気泡にドロスが吸着されて
気液セパレータ4の液面20まで運ばれる。さらに、微細
化されながら上昇してくるガス気泡にも吸着されなかっ
たドロスはフィルタ6に到達し、捕獲される。なおこの
フィルタ6には下方から不活性ガスが供給されているの
で、長時間使用しても目詰りが少ない。このようにし
て、ガスリフトポンプ3の構成によってめっき液2を循環
すると、やがて、気液セパレータ4内のフィルタ6上部の
めっき液2中のドロス濃度が上昇し、めっき浴中のドロ
ス濃度に比べて5〜100倍程度に濃縮される。特に、気液
セパレータ4の液面20近傍のドロス濃度が高くなる。

【００１３】気液セパレータ4のフィルタ6上部のめっき
液2中のドロス濃度が十分高くなった状態でフィルタ6に
供給する不活性ガスの流量を増加すると、ガスの浮力の
増加と、フィルタ6を通過するめっき液2の流動抵抗の増
加により、気液セパレータ4内めっき液2の液位が上昇し
てドロス排出口5から高い濃度のドロスを含むめっき液2
が流出する。この時、液面20近くのドロス濃度の高い部
分が先に排出されるので、効率良くドロスを排出するこ
とができる。また、めっき浴では液面上に浮上したドロ
スは、濃度が高くなると流動性が悪化することがある
が、本発明では、気液セパレータ4内の液面20は気泡に
より乱れが生じているため、流動性が悪化することがな
く容易に排出することができる。なお、ドロスの排出は
このように間欠的に行うこともできるが、ガスリフトポ
ンプ3及び／又は前記配管7から噴出される不活性ガスの
流量を調整することで、連続的に行うことも容易にでき
る。このようにしてドロスが除去されためっき液2は戻
り管41を通してめっき浴に戻される。

【００１４】以上のようにして、ガスリフトポンプ3の
構成によって汲み上げられためっき液2から連続的にド
ロスを除去しつつ系外に排出し、ドロスが除去された清
浄なめっき液2のみを、めっき浴に循環してやれば、め
っき浴を清浄に保つことができる。なお、このような操
作はドロス濃度が低ければ間欠に行っても良い。

【００１５】既設の連続溶融亜鉛めっきラインに前記図
１に示す装置を組込んでめっきを行った。この時の、め
っき液2の循環量は一時間あたり約5m³であり、不活性ガ
スの使用量は、一時間あたり約10m³である。その結果、
１月あたりに発生するドロス付着によるめっき鋼板表面
の欠陥の発生回数が、従来に比べて約1／10に減少し
た。また、めっき金属浴中のドロスが低減したばかりで
なく、めっき金属浴底部に堆積するドロスの量も大幅に
減少し、めっき液変更時以外には除去する必要がなくな
った。

【００１６】以上のような方法で清浄化されためっき液
を用いて連続的にめっきを行ない得られためっき鋼板
は、めっき外観性に優れ、また耐蝕性にも優れている。
しかも、ドロスがめっき金属浴底部に堆積する量が、微
量となるので、めっき金属浴底部に堆積したドロスを除
去する必要がなくなり、生産効率も良くなる。また、系
外に排出されたドロス中に含まれるめっき液2濃度が従
来より大幅に低くなるので、めっき液2の歩留りも向上
するので経済的である。更に本発明では、めっき液に接
する部分に可動部が無く信頼性が高くなるばかりか、そ
の構造、使用材料はいずれも安価で加工しやすいものが
使用でき、設備費が安価となる。一方、構造が簡単であ
り、設置、取り外しが容易であるので、既設のめっきラ
インのめっき浴を改造することなく適用することが可能
である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述した本発明のめっき浴清浄化装
置によれば、めっき作業を中断することなく、ドロス除
去作業を効率的に行なうことができるようになる。従っ
て、めっき外観性に優れ、また耐蝕性にも優れためっき
鋼板が得られるようになり、しかも、めっき液浴底部に
堆積したドロスを除去する必要がなくなって、生産効率
が良くなるという効果もある。また、系外に排出された
ドロス中に含まれるめっき液濃度が従来より大幅に低く
なるので、めっき液の歩留りも向上するので経済的であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例構成を示す説明図である。

【図２】本実施例における気液セパレータに備えられた
各構成を示す断面図である。

【符号の説明】

1 めっき浴槽 2 めっき液 3 ガスリフトポンプ 4 気液セパレータ 5 排出口 6 フィルタ 7 配管 8 シンクロール 9 ガスワイピングノズル 20 液面 30 ガスリフト管 31 配管 32 気泡 40 排出口 41 戻り管 42 仕切り板Ｘ鋼ストリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内力東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼ストリップが通過するめっき浴中にそ
の下端が浸漬するガスリフトポンプと、該ガスリフトポ
ンプで汲み上げられためっき液からガスを分離して排出
すると共に、めっき液を前記めっき浴中に戻す気液セパ
レータと、該気液セパレータ内の液面近傍のめっき液を
めっき浴の外に排出するドロス分離排出系と、前記気液
セパレータ内で反転してくるめっき液の流れに対向させ
てガス気泡を噴出せしめるガス噴出装置と、ガス気泡噴
出方向の上方に設けられたフィルタとを有することを特
徴とするめっき浴清浄化装置。
【請求項２】請求項第１項記載のめっき浴清浄化装置
において、ガスリフトポンプに吹込むガスの流量を調整
することにより、ドロス分離排出系から排出されるめっ
き液流量を制御することを特徴とする請求項第１項記載
のめっき浴清浄化装置。
【請求項３】請求項第１項乃至第２項記載のめっき浴
清浄化装置において、ガス噴出装置によって噴出せしめ
られるガス気泡の噴出量を調整することにより、ドロス
分離排出系から排出されるめっき液流量を制御すること
を特徴とする請求項第１項乃至第２項記載のめっき浴清
浄化装置。
【請求項４】請求項第１項乃至第３項記載のめっき浴
清浄化装置において、ガスリフトポンプを駆動するガス
及び／又はガス噴出装置から噴出されるガスが不活性ガ
スであって、めっき液が溶融亜鉛であることを特徴とす
る請求項第１項乃至第３項記載のめっき浴清浄化装置。