JPH0630844Y2 - 連続式溶融亜鉛めっき設備 - Google Patents

連続式溶融亜鉛めっき設備

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JPH0630844Y2
JPH0630844Y2 JP13310689U JP13310689U JPH0630844Y2 JP H0630844 Y2 JPH0630844 Y2 JP H0630844Y2 JP 13310689 U JP13310689 U JP 13310689U JP 13310689 U JP13310689 U JP 13310689U JP H0630844 Y2 JPH0630844 Y2 JP H0630844Y2
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hot dip
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roll
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哲矢 大原
壽男 小田島
茂登 藤井
良平 溝口
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Nippon Steel Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は連続式溶融亜鉛めっき設備に関し、特にめっき
密着性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板を低コストで得るこ
とができるコンパクトで安価な連続式溶融亜鉛めっき設
備を提供するものである。
(従来の技術) 従来、一般に溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき原板に供せ
られる鋼板を酸化性雰囲気中で加熱処理して鋼板表面を
酸化した後、還元雰囲気中で均熱還元して活性な鋼板表
面を得て、還元雰囲気中で溶融亜鉛めっきに適した温度
(溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度によって異なる)ま
で冷却し、溶融亜鉛浴中に浸漬する方法で製造されてい
る。
このような方法は鋼板を切板にせずコイルのままで連続
めっきが行なえる作業上の利点から、一般に多く行なわ
れている。
しかしながらこのような方法においては、還元雰囲気中
で均熱還元して活性な鋼板表面を得なければめっき密着
性を確保できないため、フルハード材といわれる焼鈍不
要冷延鋼板や酸洗熱延鋼板がめっき原板であっても、高
濃度水素雰囲気、例えば15%Hとしても600℃程
度で長時間(2〜3分)還元しなければならない。その
ため酸化加熱も600℃程度としなければならない。また
溶融亜鉛浴に浸漬するに際しては、上記均熱還元後、還
元雰囲気中で溶融亜鉛めっきに適した温度(溶融亜鉛浴
中のアルミニウム濃度によって異なる浴導入鋼板温度)
まで冷却しなければならない。
上記均熱還元工程、冷却工程を省略し、上記溶融亜鉛め
っきに適した温度まで加熱して直ちに溶融亜鉛浴に浸漬
して密着性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板を得ることがで
きれば、エネルギー原単位、還元ガス原単位が大幅に低
減でき、溶融亜鉛めっき鋼板の製造コストを大幅に低下
することができる。またその連続式溶融亜鉛めっき装置
の装置費も大幅に削減することができる。
このような低温加熱、還元冷却工程省略型の溶融亜鉛め
っき方法が、特公昭46−19282号公報に提案され
ている。
その提案内容は鋼板上にニッケルを析出させたのち非酸
化性または弱還元性雰囲気中で加熱し、空気にふれるこ
となくアルミニウムを含む溶融亜鉛浴に浸漬して亜鉛め
っきするというものである。同公報によれば鋼板上にニ
ッケルを0.07〜1.0g/m2析出させることにより、アルミ
ニウムを0.15〜0.3%含む溶融亜鉛浴の場合、加熱温度
を200℃まで低下してもめっき密着性に優れた溶融亜鉛
めっき鋼板が得られることが示され、鋼板の走行方向
に、ニッケル電気めっき装置、不活性およびまたは還元
性ガス雰囲気加熱装置、出側に溶融亜鉛付着量調整装置
を設けた溶融亜鉛めっき装置を順次配列すれば、低温加
熱、還元冷却工程省略型の連続式溶融亜鉛めっき設備が
構成されると考えられるが、そのような連続式溶融亜鉛
めっき設備の加熱装置の具体的な構成については示され
ていない。
一方特公昭63−48925号公報には、ニッケル電気
めっきした鋼板を、不活性ガスもしくは水素10%以下
を混入する不活性ガスの雰囲気に保持された間接加熱炉
を用いて浴導入鋼板温度まで加熱することが示されてお
り、低温加熱、還元冷却工程省略型の連続式溶融亜鉛め
っき設備の上記加熱装置として間接加熱炉を用いること
が示されている。
上記間接加熱炉は輻射加熱であるため、耐火ライニング
炉体が必要であり、加熱速度が小さく、上記浴導入温度
まで加熱するのに必要な炉長が大きくなり、大規模で高
価な加熱装置となる。このような加熱装置を採用した低
温加熱、還元冷却工程省略型の連続式溶融亜鉛めっき設
備は大規模となり、その設備費が高価となる問題があ
る。
(考案が解決しようとする課題) 本考案はコンパクトで安価な加熱装置を採用したコンパ
クトで安価な低温加熱、還元冷却工程省略型の連続式溶
融亜鉛めっき設備を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 本考案の要旨は次の通りである。
鋼板の走行方向に、ニッケル電気めっき装置、不活性お
よびまたは還元性ガス雰囲気加熱装置、出側に溶融亜鉛
付着量調整装置を設けた溶融亜鉛めっき装置を順次配列
した連続式溶融亜鉛めっき設備において、 上記加熱装置は、鋼板が走行する空間を形成したリング
トランスの入側に設けたコンダクターロールと溶融亜鉛
めっき装置の溶融亜鉛浴とを導電部材で接続し、溶融亜
鉛浴浸漬点とコンダクターロール接触点との間の走行鋼
板で上記トランスの2次コイルを形成すると共に通電電
流に対する上記鋼板の抵抗Rと通電部材の抵抗R
の関係がR≫Rとなるように設定し、更にコンダク
ターロールの入側または後方から溶融亜鉛浴の浴面直下
までの鋼板を包囲して雰囲気室を形成し、この雰囲気室
に不活性およびまたは還元性ガスを供給する雰囲気ガス
供給装置を設けてなることを特徴とする連続式溶融亜鉛
めっき設備。
(実施例) 以下、本考案について実施例にもとづき詳細に説明す
る。
第1図は本考案の設備の概略を示したものであり、表面
が清浄化された鋼板Sの走行方向にニッケル電気めっき
装置1、リンス装置2、ドライヤー装置3、不活性およ
びまたは還元性ガス雰囲気加熱装置4、出側に溶融亜鉛
付着量調整装置6を設けた溶融亜鉛めっき装置5を順次
配列してなるものであり、表面が清浄化された鋼板S
は、ニッケル電気めっき装置1により低温加熱で鋼板S
と溶融亜鉛との密着性を高める仲介を行なう0.07〜1.0g
/m2のニッケル被覆層を形成し、リンス装置2で水洗さ
れ、ドライヤー装置3で乾燥され、ついで不活性および
または還元性ガス雰囲気装置4で所定の浴導入温度に、
ニッケル被覆鋼板の酸化を防止しつつ加熱し、大気に触
れることなくそのまま溶融亜鉛めっき装置5の溶融亜鉛
浴中を通過して溶融亜鉛めっきされる。
第2図は不活性およびまたは還元性ガス雰囲気加熱装置
4の詳細説明図で、第3図は第2図のA−A断面図であ
る。
第2,3図において、7,8は鋼板Sのパスラインを形
成するターンダウンロール、溶融亜鉛ポット9の溶融亜
鉛浴10中のシンクロールであり、鋼板Sはターンダウ
ンロール7まで水平走行し、ターンダウンロール7から
シンクロール8まで斜め下向きに走行し、シンクロール
8から上方へ走行するようになっている。
11はターンダウンロール7の入側に、リングトランス
の空間を鋼板Sが走行するように配置したリングトラン
スで、12および13はリングトランス11の鉄心およ
び1次コイルである。1次コイル13の両端は図示しな
い交流電源に接続されている。
14はリングトランス11の入口に設けたシールロー
ル、15はシールロール14の直後から溶融亜鉛浴10
の浴面直下までの走行鋼板Sおよびターンダウンロール
7を包囲して形成した雰囲気室である。この雰囲気室1
5を形成する包囲体16の浴面直上、直下部17は導電
体、例えばステンレススチールで形成され、他部18は
非磁性体、例えばステンレススチールで形成し、導電性
包囲体17と非磁性包囲体18とは電気絶縁体19、例
えばアスベストを介して連結している。
20は雰囲気室15にNおよびまたはHガス等の不
活性およびまたは還元性ガスを供給する雰囲気ガス供給
装置で、非磁性包囲体18に連結した供給管21と供給
管21と接続するガス源22とからなる。雰囲気ガス供
給装置20より雰囲気室15に供給された雰囲気ガス
は、雰囲気室15内を満たし、シールロール14と非磁
性包囲体18との対向間隙より流出する。
23はシールロール14の入側に設けたコンダクターロ
ールであり、24はコンダクターロール23に鋼板Sを
面接触させるためゴム等をライニングしたバックアップ
ロールである。
25はコンダクターロール23と導電性包囲体17とを
接続するブスバーで、このブスバー25および導電性包
囲体17よりなる導電部材は溶融亜鉛浴浸漬位置とコン
ダクターロール接触位置との間の走行鋼板S、溶融亜鉛
浴10と共に上記リングトランス11の2次コイルを形
成する。
第4図は上記加熱装置の電気回路図である。図における
11はトランスであり、このトランス11の一次側は端
子26,27を介して図示しない交流電源に接続されて
いる。トランス11の二次側の、23はコンダクターロ
ール、10は溶融亜鉛浴、コンダクターロール23と溶
融亜鉛浴10を結び、Rとして示す抵抗を含む回路が
コンダクターロール接触位置と溶融亜鉛浴浸漬位置との
間の鋼板S、溶融亜鉛浴10とコンダクターロール23
の間を結び、Rとして示す抵抗を含む回路がブスバー
25および導電性包囲体17よりなる導電部材であり、
これらにより二次側閉回路が構成される。この二次側閉
回路上のRは鋼帯Sの、またRはブスバー25およ
び導電性包囲体17よりなる導電部材の等価抵抗分をそ
れぞれ表している。ここで鋼板Sは比較的電気抵抗が大
きく、またブスバー25および導電性包囲体17よりな
る導電部材は断面積等諸元を任意に設定可能であるの
で、鋼板Sの抵抗Rとブスバー25および導電性包囲
体17よりなる導電部材の抵抗Rとの関係をR≫R
とすることは極めて容易であり、電気抵抗が十分低い
ブスバー25および導電性包囲体17よりなる導電部材
を電流の帰線として閉回路が成立しているので、ブスバ
ー25および導電性包囲体17よりなる導電部材に較べ
て遥かに電気抵抗の高い鋼板Sを回路として流れる電流
が鋼板Sを高効率で加熱することができる。
更にコンダクターロール23と溶融亜鉛浴10間にトラ
ンス11を位置させ、抵抗の十分高い鋼板Sを二次側と
しているので、給電電圧は負荷電流としてコンダクター
ロール23と溶融亜鉛浴10間にある鋼板Sの加熱に殆
ど消費され、無負荷電圧が消失して外部への漏電を殆ど
生じさせない作用がある。すなわち、外部に表れる電圧
U′は無負荷電圧をUとすると、U′=((R)/
(R+R))×Uの関係にあるが、R≫Rであ
るので、上記作用がもたらされる。
コンダクターロールを用いて鋼板に電流を流して鋼板を
加熱する場合、その電流量を高めていくと、コンダクタ
ーロールと鋼板との間でスパークが発生し、鋼板にスパ
ーク疵が生じる。ニッケル被覆鋼板のスパーク疵は溶融
亜鉛めっき後、不めっき部となる。
また、一般に鋼板の温度が高くなるに従って、スパーク
発生を伴うことなく流せる電流(許容電流)は、小さく
なり、鋼板の高温側の通電をコンダクターロールで行う
場合には、鋼板の低温側のコンダクターロールの許容電
流よりも小さな高温側のコンダクターロールの許容電流
までしか流し得ないが、本考案では高温側の鋼板への電
流の通電はスパーク発生の恐れのない溶融亜鉛によって
行われるので、低温側のコンダクターロールの許容電流
まで高めて流すことができ、加熱速度を有利に高めるこ
とができる。
例えば、鋼板温度が50℃の許容線電流密度は100A
/mm2であるのに鋼板温度が500℃になった際の許容
線電流密度は15A/mm2であり、高温鋼板への通電を
溶融亜鉛によって行うようにした上記加熱装置を用いる
と、6.0mm×950mmの50℃の鋼板Sを40mpmで500℃
まで加熱するに必要な加熱長(コンダクターロール23
と溶融亜鉛浴10の浴面との間の鋼板長)は16mとす
ることができる。
一方、従来の間接加熱炉を用いて、上記鋼板Sを上記条
件で加熱するのに必要な加熱長は炉温を1000℃とし
ても90m必要となる。また1000℃の炉温を維持す
るためには耐火ライニング炉体が必要となるが、本考案
の加熱装置は鋼板に流れる電流によって鋼板は加熱され
るので、鋼板の雰囲気加熱室を構成する包囲体には、上
記高温の炉温を維持するための耐火ライニングは必要と
しない。
このように本考案の雰囲気加熱装置は、高効率且つ安全
に、従来の間接加熱炉よりも遥かに高い加熱速度で、鋼
板を溶融亜鉛浴導入温度まで加熱することができるの
で、その加熱長を間接加熱炉よりも大幅に減少できる。
また本考案の装置は通電加熱方式なので雰囲気加熱室を
構成する包囲体には従来の間接加熱炉の輻射加熱方式で
は必須不可欠な耐火ライニングが不要となる。そして加
熱長が短く、高温度に耐える耐火ライニングが不要であ
るから装置は安価となる。
なお本実施例のようにコンダクターロール23の後方に
シールロール14を設け、シールロール14直後から溶
融亜鉛浴10の浴面までの鋼板を包囲して、非酸化性ま
たは弱還元性または還元性雰囲気室15を形成し、ニッ
ケル被覆鋼板の酸化を防止する場合、シールロール14
の配置位置は次のような考え方に基づいて決定する。コ
ンダクターロール23からシールロール14までのニッ
ケル被覆鋼板は、大気中での通電加熱下にあり酸化され
酸化膜が生成する。一方溶融亜鉛浴10には酸化膜還元
能力がある。上記酸化膜生成量が上記酸化膜還元能力を
上回ると、めっき密着性を確保できず、逆に上記酸化膜
生成量が上記酸化膜還元能力と等しいか下回っていれ
ば、めっき密着性を確保できる。また酸化膜生成量は、
加熱雰囲気酸素濃度、加熱時間、加熱温度等より決ま
り、一方の酸化膜還元能力は溶融亜鉛浴中のアルミニウ
ム濃度、溶融亜鉛浴温度、浸漬時間等で決まる。
従って、コンダクターロール23の後方にシールロール
14を設け、シールロール14直後から溶融亜鉛浴10
の浴面までの鋼板を包囲して、非酸化性または弱還元性
または還元性雰囲気室15を形成する場合には、シール
ロール14は上記ニッケル被覆鋼板の酸化膜生成量と上
記酸化膜還元能力とが等しくなるニッケル被覆鋼板位置
またはこの位置よりもコンダクターロール23側に設け
る必要がある。
このようなコンダクターロール23〜シールロール14
間の酸化膜生成量が溶融亜鉛浴の酸化膜還元能力と等し
いか小さいという条件が満足されるならば、本実施例の
ように鋼帯の走行方向にコンダクターロール23、シー
ルロール14、トランス11の順に配列する必要はな
く、例えばコンダクターロール23、トランス11、シ
ールロール14の順に配列してもよい。
またコンダクターロール23の入側またはコンダクター
ロール23の直後にシールロール14を設けてコンダク
ターロール23の入側またはコンダクターロール23の
直後から溶融亜鉛浴10まで雰囲気室15を形成しても
よい。さらにコンダクターロール23およびバックアッ
プロール24をシールロールとして活用し、シールロー
ル14を省略してもよい。
さらになお本実施例では包囲体16の一部、導電性包囲
体17を、コンダクターロール23と溶融亜鉛浴10と
を接続する導電部材の一部として活用しているが、コン
ダクターロール23に接続したブスバー25の他端を直
接溶融亜鉛浴10に浸漬して、ブスバー25のみで導電
部材を形成してもよい。
(考案の効果) 以上詳細に説明したようなコンパクトで安価な雰囲気加
熱装置を採用した本考案の低温加熱、還元冷却工程省略
型の連続式溶融亜鉛めっき設備はコンパクトで安価とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案設備の概略の説明図、第2図は雰囲気加
熱装置の詳細説明図、第3図は第2図のA−A断面図、
第4図は雰囲気加熱装置の電気回路図である。 1……ニッケル電気めっき装置 2……リンス装置、3……ドライヤー装置 4……雰囲気加熱装置、5……溶融亜鉛めっき装置 6……溶融亜鉛付着量調整装置 7……ターンダウンロール 8……シンクロール、9……溶融亜鉛ポット 10……溶融亜鉛浴、11……リングトランス 12……鉄心、13……一次コイル 14……シールロール、15……雰囲気室 16……包囲体、17……導電性包囲体 18……非磁性包囲体、19……電気絶縁体 20……雰囲気ガス供給装置 21……供給管、22……ガス源 23……コンダクターロール 24……バックアップロール 25……ブスバー、26,27……端子 S……鋼板、R1,R2……等価抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 溝口 良平 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭61−199062(JP,A) 特開 昭63−128125(JP,A) 特公 昭57−57537(JP,B2)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板の走行方向に、ニッケル電気めっき装
    置、不活性およびまたは還元性ガス雰囲気加熱装置、出
    側に溶融亜鉛付着量調整装置を設けた溶融亜鉛めっき装
    置を順次配列した連続式溶融亜鉛めっき設備において、 上記加熱装置は、鋼板が走行する空間を形成したリング
    トランスの入側に設けたコンダクターロールと溶融亜鉛
    めっき装置の溶融亜鉛浴とを導電部材で接続し、溶融亜
    鉛浴浸漬点とコンダクターロール接触点との間の走行鋼
    板で上記トランスの2次コイルを形成すると共に通電電
    流に対する上記鋼板の抵抗Rと通電部材の抵抗R
    の関係がR≫Rとなるように設定し、更にコンダク
    ターロールの入側または後方から溶融亜鉛浴の浴面直下
    までの鋼板を包囲して雰囲気室を形成し、この雰囲気室
    に不活性およびまたは還元性ガスを供給する雰囲気ガス
    供給装置を設けてなることを特徴とする連続式溶融亜鉛
    めっき設備。
JP13310689U 1989-11-17 1989-11-17 連続式溶融亜鉛めっき設備 Expired - Lifetime JPH0630844Y2 (ja)

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JP4734081B2 (ja) * 2005-10-12 2011-07-27 新日本製鐵株式会社 溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法
JP4757667B2 (ja) * 2006-03-10 2011-08-24 新日本製鐵株式会社 Sn−Znメッキ鋼板の製造方法

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