JPH0681092A - 溶融金属めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】連続溶融金属めっきにおいて、ガスワイピング
の際、または／および合金化処理の際にストリップの温
度を迅速かつ正確に所定の温度に加熱する。 【構成】ストリップ（Ｓ）を連続的に溶融金属浴(2) に
浸漬してめっきを施すに際して、溶融金属浴(2) と、ガ
スワイピングノズルより上方に設置した少なくとも１対
のタッチロール（６、8)とを電極としてストリップに直
接通電し、これを加熱する。 【発明の効果】めっきの目付け量の調整、めっき層の合
金化処理の促進が容易にできる。この方法は、製品の種
類の変更等に対する応答性も優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属めっきを施
した金属板、例えば溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法
であって、めっき厚（目付け量）の調整を精密に行うこ
と、または／および溶融めっき層の合金化処理を適切に
行うことが可能なめっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯状の薄い金属板（ストリップ）を連続
的に溶融金属浴に浸漬してめっきを施す技術は、錫、
鉛、アルミニウム等の比較的融点の低い金属のめっき製
品の製造に多用されているが、なかでも溶融亜鉛めっき
鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造において最
も大規模に実施されている。

【０００３】連続溶融金属めっきを行う場合、そのめっ
き厚（目付け量）を制御するのにはガスワイピング装置
が一般的に用いられている。この装置は、幅数mmの狭い
スリット状のノズルから高圧でガスを噴射し、衝突圧力
を利用しストリップ表面上の溶融金属を均一に絞る装置
である。

【０００４】例えば、めっき厚の薄い、いわゆる薄目付
け製品を製造する場合、ノズルとストリップとの距離を
狭めるか、または、ワイピングガスの圧力や流量を高め
る方法により衝突圧を大きくして薄く絞り込む。ところ
が、ストリップ表面に接触するガス量が増すと、ストリ
ップ表面の温度が低下し溶融金属が所定よりも早く凝固
するという問題がある。これを防ぐために、通常、噴射
するガスの温度を高めることが行われている。

【０００５】しかし、ワイピングガスの温度を調整する
方法では、ストリップのサイズやライン速度が変化した
とき等にガス温度を瞬時に変更できないために、過渡的
に不安定な条件での製造を余儀なくされる。また、ガス
温度を高温にしすぎると、ストリップとノズルとの距離
を一定に保つためにワイピング装置の直上に設けられて
いるタッチロールに、凝固しないままのめっき金属（例
えば溶融亜鉛）が接触し、これがロール表面に凝固して
付着し、製品表面に押し込み疵を発生させるという問題
がある。

【０００６】溶融亜鉛めっき鋼板では、めっきの後さら
に加熱・拡散処理を施し、めっき層を合金化させて、い
わゆる合金化溶融亜鉛めっき鋼板とすることも多い。こ
の合金化処理は、ワイピング装置でめっき厚さを調整し
た後、引き続きストリップを走行させながら 500〜600
℃の温度に加熱して行われる。加熱には、例えばコーク
ス炉ガス（Ｃガス）を燃焼させる炉を用いるのが普通で
ある。しかし、この加熱炉方式では、加熱速度は高々20
〜30℃／秒であるため、急速加熱が必要な場合やストリ
ップの通板速度を大きくする場合に対応できないという
問題点がある。

【０００７】急速加熱が可能な方法として電磁誘導加熱
装置を使用することも提案されている。しかし、この方
法はランニングコストが高く、ストリップの反りや振動
に敏感で処理ムラ (合金化のムラ) が発生しやすいとい
う難点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガスワイピ
ングの際、または／および合金化処理の際にストリップ
の温度を迅速かつ正確に所定の温度に加熱する方法の開
発を課題としてなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、帯状の金属板
（ストリップ）を連続的に溶融金属浴に浸漬してめっき
を施すに際して、溶融金属浴と、ガスワイピングノズル
より上方に設置した少なくとも１対のタッチロールとを
電極としてストリップに直接通電し、これを加熱するこ
とを特徴とする溶融金属めっき方法、を要旨とする。

【００１０】以下、溶融亜鉛めっきおよび合金化溶融亜
鉛めっきを例として本発明方法を説明する。図１および
図２は、本発明方法の原理を説明するための溶融亜鉛め
っき装置の概略図である。図１はタッチロール６を一方
の電極とする場合、図２は加熱炉内のタッチロール８を
一方の電極とする場合、である。

【００１１】図１と図２に示すように、焼鈍炉（図示せ
ず）で焼鈍されたストリップ（めっき原板）Ｓは、スナ
ウト１を通りめっき浴（溶融亜鉛浴）２に入る。浴中で
はターンロール３で上向きに方向転換し、ガイドロール
４を経て浴外へ出る。次いでガスワイピングノズル５で
付着した溶融金属が所定の厚さに絞られる。合金化処理
を施す場合には、加熱炉７内で所定温度に加熱され、さ
らに保熱炉９および冷却帯10を通って製品となる。

【００１２】本発明方法の特徴は、めっき浴２と、タッ
チロール６または／および８とを電極として、ストリッ
プＳに直接通電してこれを加熱するところにある。この
加熱は、ワイピングまたは／および合金処理を的確に行
うことを目的とするものである。以下、それぞれの場合
に分けて作用効果を説明する。

【００１３】

【作用】

(1) ワイピングの調整を目的とする場合（図１の形
態）。

【００１４】この場合は、タッチロール６とめっき浴２
とを電源11に接続する。こうすることによって、めっき
浴とタッチロール６の間においてストリップには電気が
流れ、ジュール熱によって加熱される。電極の一方はめ
っき浴とするのであるが、その方法は図示のように溶融
金属に導線を浸漬する方法でも、また、ターンロール３
または案内ロール４に導線を接続する方法でもよい。一
方の電極となるタッチロールは、連続溶融金属板めっき
装置内のストリップのパスを安定にするために設けられ
ているタッチロールを兼用してもよいし、これと別に通
電用のタッチロールを設けてもよい。使用する電源は直
流電源でも交流の商用電源でもよい。

【００１５】この方法によれば、流す電流量の調整によ
ってストリップの温度を迅速に、かつ正確に制御しつつ
ワイピングを行うことができる。従って、例えば薄目付
けを目的にして、ワイピングガスの流量を増してもスト
リップの温度低下を懸念する必要がない。ワイピングの
速度を高めることができるからライン速度を上げ、設備
の生産性を高めることも容易である。

【００１６】ワイピングの操作自体は通常の方法でよ
い。用いるガスは、空気、N₂、Arその他、一般に使用さ
れているどのようなガスでもよく、またガスを所定温度
に加熱して用いてもかまわない。

【００１７】(2) 合金化処理の調整を主な目的とする場
合（図２の形態）。

【００１８】この場合、めっき浴が一方の電極となるこ
とは前記(1) の場合と同じであるが、他方の電極として
は加熱炉７内のタッチロール８、またはこれと別に設け
た専用の通電ロールを使用する。なお、本発明方法で
は、従来のガス燃焼加熱炉等は必ずしも必要ではない。
通電加熱だけでも合金化に必要な温度にストリップを加
熱することは容易である。しかし、従来の加熱炉と通電
加熱を併用するのが実際的である。

【００１９】前記のように、加熱炉７内ではめっき後の
ストリップを加熱してめっき層と原板の間での元素の拡
散を促してめっき層を合金化するのであるが、その温度
の制御が重要である。特に、ライン速度やストリップサ
イズの変更が生じたときには、それらに応じて迅速に温
度変更を行う必要がある。図２に示す方法によれば、め
っき浴とタッチロール８との間でストリップに供給する
電流量の調整によってこの温度制御を素早く、正確に実
施できる。なお、加熱炉内は、従来のようにＣガス等の
燃焼ガスで加熱しておき、上記の通電加熱を温度の微調
整用として用いるのが望ましい。

【００２０】図２の方法では、ガスワイピング時点での
ストリップの温度調整も当然できるが、これを更に精密
に行うために、図２に破線で示すようにめっき浴とタッ
チロール６との間に別の電源12をおいて、電源11とは独
立に制御してもよい。

【００２１】ストリップ（Ｓ）の温度は一方の電極（め
っき浴）と他方の電極（タッチロール６または８）との
間で走行する間にほぼ直線的に上昇し、めっき浴からワ
イピングノズルまでの短い区間でも鋼板の温度を迅速に
所定の温度まで加熱することができる。このような効果
は、ガス燃焼加熱では期待できないものである。さら
に、直接通電加熱はエネルギー効率が高く、ストリップ
の振動等による影響も小さいという利点がある。

【００２２】以上、溶融亜鉛めっきと合金化溶融亜鉛め
っきを例として説明したが、本発明方法は、亜鉛以外の
溶融金属めっきにも適用できできることは言うまでもな
い。

【００２３】

【実施例】本発明の効果を実施例によって説明する。

【００２４】図３に概要を示す実生産装置の約1/10の試
験装置を用いて前記(1) のワイピングの調整を目的とす
る実験を行った。

【００２５】ポット31の中で亜鉛 (Al: 0.1 重量％を含
む) を 460℃で溶解し、厚さ0.8mm、幅100mm の鋼板32
を２秒間浸漬した後、20 cm/秒の速度で上方に引き上
げ、ガスワイピングノズル33で窒素ガスを使用して亜鉛
を絞った。ワイピングガスの圧力と温度を表１に示す。

【００２６】ワイピングノズル33の上方には通電用のロ
ール34を一対設け、商用周波数 (60ヘルツ) の電源35に
より溶融亜鉛との間で表１に示す出力で電流を流して加
熱した。これら一連の操作は、石英管36で囲った20％H₂
＋80％N₂の非酸化性雰囲気中で行った。なお、鋼板は浸
漬前に 800℃×60秒の還元焼鈍後 460℃まで放冷する処
理を施した。

【００２７】表１に示す No.１〜７ (比較例) は、通電
加熱を行わなかった例である。これらに比べて通電加熱
を行った No.８〜21の本発明例では、同じガス圧力でも
目付け量が薄く絞れているのがわかる。No.22 〜24は通
電加熱をせずにワイピングガス温度を変化させた比較例
である。常温のガスを用いる場合よりも目付け量は薄く
できるが、ガス温度を 200℃以上にするとロール34の表
面に亜鉛が付着し、めっきした鋼板の表面に押し込み疵
が発生した。これに比較して本発明では No.20、21のよ
うに薄く絞り込む場合でも、ワイピングガスが常温であ
るため溶融したままの亜鉛がロール34まで達することが
なく、従って、このロールへの亜鉛の付着がない。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【実施例２】前述した図２に示す構造の実生産ライン
（ただし、電源12は使用せず) で、厚さ 0.8mm、幅1000
mmの鋼ストリップを原板として合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の製造を行った。

【００３０】上記のストリップを 800℃×40秒の条件で
焼鈍した後、Alを0.1 重量％含む温度 460℃の溶融亜鉛
めっき浴２に通板速度 100ｍ/ 分で浸漬した。目付け量
は片面60g/m²の一定になるようにワイピング条件を設定
した。

【００３１】表２に、Ｃガス燃焼によって調整した加熱
炉７の温度（炉温）、電源11によるストリップの直接通
電加熱の出力、ストリップ温度、および得られためっき
鋼板の合金化の状態を示す。なお、電源11としては商用
交流電源 (周波数60ヘルツ、200 V)を用いた。ストリッ
プ温度はタッチロール８の直上で測定した。

【００３２】表２のNo.1と２は、通電加熱をしない従来
方法に相当する。炉温を約1100℃と高温にした場合には
合金化は完了しているが、炉温を921 ℃とすればストリ
ップ温度が低過ぎて合金化は不完全である。これに対し
て、通電加熱を併用した本発明例のNo.3〜４では、炉温
を約 920〜930 ℃と低くしても通電加熱の効果でストリ
ップ温度が高くなり、合金化が完全になされている。ガ
ス燃焼加熱によって炉温を急速に高めることは困難であ
るが、通電加熱ではこれが容易であるから、炉温を低く
設定しておき、通電加熱の電源制御によってストリップ
温度を調整する方法をとるのは極めて合理的なものであ
ると言える。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】本発明方法によれば、溶融金属めっきの
目付け量の調整、めっき層の合金化処理の促進が容易に
できる。この方法は、従来のめっきラインの僅かな改造
で実施することができて経済的であり、製品の種類の変
更等に対する応答性も優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一つを説明する溶融金属めっきラ
インの概略図である。

【図２】本発明方法の他の一つを説明する溶融金属めっ
きラインの概略図である。

【図３】実施例で使用した実機の1/10サイズのめっき装
置の概略図である。

【符号の説明】

Ｓ：ストリップ、 １: スナウト、 ２: めっき浴（溶
融金属浴）、３: ターンロール、４：ガイドロール、
５: ガスワイピングノズル、６,８: タッチロール、
７：加熱炉、９: 保温炉、 10 ：冷却帯、 11,
12：電源、 31：ポット、 32：鋼板、 33：ガスワイ
ピングノズル、34：通電用ロール、 35：電源、 36：
石英管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状の金属板を連続的に溶融金属浴に浸漬
   してめっきを施すに際し、溶融金属浴と、ガスワイピン
   グノズルより上方に設置した少なくとも一対のタッチロ
   ールとを電極として金属板に直接通電し、金属板を加熱
   することを特徴とする溶融金属めっき方法。