JPH07224366A - 金属板の溶融めっきにおけるめっき厚み制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、金属板の溶融めっきにおけるめっ
き厚み制御方法に係り、気体絞り方法を利用した金属板
の溶融めっき方法において、溶融金属漕から金属板に引
き上げられるめっき金属量を制御し、めっき金属の厚み
を制御する方法を目的とする。 【構成】 めっき金属の溶湯に一旦浸漬した金属板を引
き上げながら、その金属板表面に付着しためっき金属の
厚みを制御する気体絞り方法において、予め一対の長尺
の冷却体を、その間を金属板が通過できるように組み合
わせて、めっき金属溶湯湯面にほぼ平行に浸漬し、上記
冷却体の間隔を金属板が下方から上方に通過する際にお
いてその金属板に付着しためっき金属を絞りとるように
調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、金属板の溶融めっき法
に係り、特に、気体絞り方法を利用した鋼板の溶融亜鉛
めっき方法において、溶融金属槽から金属板に付着して
引き上げられるめっき金属量を制御することによって、
めっき金属の厚みを調整し、付着量の制御を行なう方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板に連続的に亜鉛めっきする方
法は図６に示す方法が採られる。即ち、溶融した亜鉛３
をめっき槽３１に保持し、鋼板２を一定の傾斜角度で、
溶融亜鉛めっき浴に連続的に供給して浸漬させ、シンク
ロール３２を介して鋼板２を上向きに引上げ、めっきを
行なう方法である。この際、めっき厚みを制御する方法
として、いわゆる気体絞り方法が一般に行なわれてい
る。この方法は、気体絞りノズル７ａ，７ｂから加熱又
は常温の気体を吐き出させ、鋼板２の表面に吹き付ける
ことにより、鋼板面に付着して引き上げられてくる溶融
亜鉛３を絞り落として付着量を制御する方法である。

【０００３】この気体絞り法は非接触でめっき厚みを調
整しているために、表面欠陥が少ないという利点を有し
ている。しかし、この方式で薄い目付量を得ようとする
と、生産速度、即ち、引上げ速度を下げるか、気体絞り
の衝突圧を上げなければならない。この高い衝突圧、即
ち、ワイピング圧力はしばしば溶融亜鉛のスプラッシュ
を発生させ、めっき鋼板面を汚染したり、多量にドロス
を生成させたり、製造上の大きな障害となっている。こ
の問題を回避するため、鋼板による亜鉛の引き上げ量を
低減させ、気体絞りの程度を軽減させる方法が提案され
ている。

【０００４】特開昭５７−１６９０７６号公報は、図７
において示すように、めっき浴中に鋼板を挟み一対のロ
ール８ａ，８ｂを浸漬し、鋼板の移動方向と逆に回転さ
せ引きげ量を軽減させる方法を提案している。また、同
図に示すように、移動磁界型の電磁コイル９ａ，９ｂを
設け、付着してくる溶融亜鉛を下向きに移動させ、めっ
き厚みを更に薄くしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術は、逆
転するロール間を走行する鋼板との間にある程度の隙間
があるため引きげ量の抑制が十分でないことに問題があ
る。図８にこの間隙の片側を拡大し、この間の亜鉛の流
速分布を模式的に示した。図中Ａの領域は鋼板に付随し
て引き上げられる亜鉛で、走行する鋼板のバタツキ（振
動）を考慮すると、絞りロール面１０ｂと鋼板２の間隙
は数ｍｍ以上が必要であり、引上げ量がほとんど抑止さ
れない。

【０００６】他の方法として、ロールで鋼板をピンチし
て絞る方法が提案されているが、ロールが高温で活性な
亜鉛にさらされるために溶損などにより損耗が激しく安
定に製造できない。またロール外面は亜鉛との合金層を
作り、安定な外面形状が保持されない。そこで、本発明
は、このめっきの薄目付けをするため、従来の気体絞り
を利用した鋼板の溶融亜鉛めっき方法をさらに改善し、
亜鉛の引き上げ量を抑制し、従来不可能であった高生産
速度における薄めっきをする新たなる方法を提案するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属板、例え
ば鋼板による溶融亜鉛の引上げ量を低減させるため、メ
ニスカス部（湯面）を長尺の冷却体により強制的に冷却
し、亜鉛浴面を部分的に凝固させて余分な溶融亜鉛が鋼
板面上に供給されないようにすることに特徴を有する。
さらに、この冷却体外面に凝固して付着した亜鉛層を固
定する場合と摺動させる場合の２通りの方法に大別でき
る。

【０００８】（１）請求項１の発明は、めっき金属の溶
湯に一旦浸漬した金属板を引き上げながら、該金属板の
表面に付着しためっき金属の厚みを気体絞り法により制
御する方法において、下記の特徴を備えた金属板の溶融
めっきにおけるめっき厚み制御方法である。 （ａ）予め一対の長尺の冷却体を、該一対の長尺の冷却
体の間に被めっき金属板が通過できるように組み合わせ
て、めっき金属の溶湯湯面にほぼ平行に浸漬し、（ｂ）
前記一対の冷却体の間隔を、該冷却体の間を前記金属板
が前記溶融金属の湯面の下方から上方に通過する際にお
いて該金属板の表面に付着しためっき金属を絞り取るよ
うに調節する。

【０００９】（２）請求項２の発明は、前記一対の長尺
の冷却体が、その内部を冷却媒体で冷却されたチルブロ
ックである請求項１記載の金属板の溶融めっきにおける
めっき厚み制御方法である。

【００１０】（３）請求項３の発明は、前記一対の長尺
の冷却体が、その内部を冷却媒体で冷却された回転可能
なロールである請求項１記載の金属板の溶融めっきにお
けるめっき厚み制御方法である。

【００１１】（４）請求項４の発明は、前記金属板が鋼
板であり、かつ、めっき金属が亜鉛または亜鉛合金であ
る請求項１から３のいずれかの金属板の溶融めっきにお
けるめっき厚み制御方法

【００１２】

【作用】本発明の内、一対の長尺の冷却体がチルブロッ
クである場合を図１により説明する。チルブロック外周
面に付着した凝固亜鉛層を、固定している場合である。
図１においてチルブロック１ａ，１ｂは冷却媒体、例え
ば冷却水が通る冷却管４ａ，４ｂを内部に備え、鋼板２
を挟んで亜鉛浴３のメニスカス部に置かれている。チル
ブロックは板幅以上の幅を有し、冷却管４ａ，４ｂはチ
ルブロックの幅方向に配置され、全体を均一に冷却す
る。また、チルブロックの一部はめっき金属の浴面上に
あり、他の一部は浴面より十分深い所まで及んでいる。
さらに、このチルブロックは互いに鋼板を挟み、かつあ
る程度鋼板に押し付けられて配置される。

【００１３】図１のチルブロックの位置が固定されてい
る場合、一定の冷却条件下でチルブロック外面上の亜鉛
は凝固し、鋼板を取り囲むように凝固層５が成長する。
一方、鋼板の走行により新しい亜鉛が流入されるため、
自ら流路が形成される。冷却を強めるとこの流路は狭く
なり殆ど凝固層は鋼板に接するようになる。更に、チル
ブロックを鋼板を挟んで互いに押し付ける。この押し付
け力と冷却水量の調節により、鋼板によって引上げられ
る亜鉛の厚みを１ｍｍ以下の薄い膜とする。

【００１４】図２は、一対の長尺の冷却体がロールであ
る場合を示す。このロール６ａ、６ｂは、冷却媒体、例
えば冷却水を、冷却管４ａ，４ｂに通すことにより、冷
却される。この冷却によりロール外表面に亜鉛の凝固層
５ａ，５ｂを生成させ、あたかも亜鉛ロールの如くす
る。水冷ロール６ａ，６ｂは鋼板２を挟んで互いに数ｍ
ｍの間隔を置いて配置する。ロール表面の亜鉛層５ａ，
５ｂがある程度厚くなると鋼板をピンチするようにな
る。この場合、ロールが板幅よりも広くしてあるために
鋼板の通過部のみが凹部となり、ロールが板に力を及ぼ
さなくなる。このために図３に示す如く鋼板の通過部が
ロール外面の特定の位置とならないようにロールを回転
させると、、ロール外周に付着した凝固亜鉛層の外周径
は幅方向でほぼ常時均一となり、ロールの板への押付け
力も一定にでき、より均一な薄めっきが可能となる。

【００１５】図２の冷却体として、水冷ロールを用いる
場合、ロール表面に凝固する亜鉛層５ａ，５ｂは水冷ロ
ールの溶損を保護する役目と、持上げられる溶融亜鉛を
絞る役目と、ロール外面が傷ついても、表面の修復作用
があり、常に均一なロール外面が得られるなどの働きが
ある。冷却水の流量調整によって亜鉛層の付着量は鋼板
がもたらす顕熱とバランスし一定となる。この時のロー
ル位置を凝固亜鉛層と鋼板とが接する様にすると、引き
上げられる亜鉛量を絞る効果が現れる。

【００１６】また、このロール幅を板幅より広くしてお
き、ロールに対する鋼板の位置を一定にすると、この部
分でロール外周に付着した亜鉛の凝固層は凹となって絞
り効果がなくなってしまう。これを避けるためには、図
３に示すように走行する鋼板の上昇速度の１／10〜１／
100 の低速でロールを板幅方向に往復駆動させることが
望ましい。このように、冷却水量、一対のロールの間
隔、および、必要によりロールを相互に慴動させること
により、鋼板表面に付着する亜鉛層の厚みを１ｍｍ以下
に制御する。

【００１７】以上、鋼板の溶融亜鉛めっきの場合につい
て述べたが、このような方法は、金属板の溶融めっき全
てに適用できる。例えば、鋼板の溶融アルミニウムめっ
きに対しても適用できる。また、冷却媒体としては、水
のほか、例えばアルコールのような液体でも、空気の様
な気体でもよい。また、Ｚｎ合金としては、例えばＡｌ
−Ｚｎ合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎ合金等の例がある。上記
のような長尺の冷却体により、亜鉛浴から引け上げられ
た鋼板の表面に付着している亜鉛を絞った後は、従来行
なわれている気体絞り法を行ない付着している亜鉛量を
更に絞ればよい。

【００１８】

【実施例】実施例１ 本発明を溶融亜鉛めっき鋼板の製造ラインで実施した例
を図４により説明する。鋼板２は概略100 〜150 ｍ／分
で走行し、460 ℃の溶融している亜鉛浴３中に連続的に
浸漬され、めっきされる。鋼板は低炭素鋼の厚さ１ｍ
ｍ、幅1200ｍｍの焼鈍された薄鋼板である。この時浴中
へ侵入する板温は概略450 ℃である。チルブロック１
ａ，１ｂはＳＵＳ３０４Ｌで制作したブロックに外面を
セラミックス溶射したチルブロックで、サイズは、幅15
00ｍｍ、厚さ200 ｍｍ、深さ300 ｍｍで、内部には流量
30 ｌ／分の冷却水が通るように内直径１インチの円管
流路を螺旋状にした流路を形成している。この冷却水の
流路幅はめっきする板幅に応じて切替え可変としてい
る。このチルブロックはスクリウモーター（図示せず）
連結され、互いに例えば、５ｋｇｆの力でストリップを
挟むように押し合っている。

【００１９】気体絞りノズル７ａ，７ｂは最終的にめっ
き膜厚を調整する機能を有し、高さ１ｍｍ、幅1800ｍｍ
のスリット状の開口部より、ヘッダー圧力で０．４ｋｇ
ｆ／ｃｍ² （ゲージ）の常温の空気を吐出、ストリップ
面上に衝突させている。この結果、従来、浴面から板に
よって持上げられる亜鉛の膜厚が１〜２ｍｍ（片側）程
度あったものが0.1 ｍｍ程度にまで薄くなり、気体絞り
によって最終的に４μｍ（片側）のめっきが得られる
た。

【００２０】実施例２ 図５には本発明の内、水冷ロールによって亜鉛を絞り除
く方式を溶融亜鉛めっき鋼板の製造ラインで実施した場
合を示した。図中２は概略100 〜150 ｍ／分で走行する
鋼板（幅1800ｍｍ×厚み0.3 〜1.6 ｍｍ）で460 ℃の溶
融亜鉛浴３に連続的に浸漬めっきされる。６ａ，６ｂは
水冷ロールで、鋳鉄製ロールをセラミック溶射したもの
を用いた。外形150 ｍｍφ×長さ2100ｍｍで、内部に冷
却水（流量約35ｌ／分）を通している。冷却水はロール
の中心を通る冷却管により供給され、冷却水は、中空ロ
ールの内面と中心部を通る冷却管との間で構成される同
心円状の間隙を通過し、ロールを冷却する。また、この
ロールの回転方向は鋼板と同一方向で周速は鋼板の速度
の90％としている。

【００２１】ロール間隔はストリップを挟んで互いに10
ｍｍ離隔した。ロールは回転と同時に板幅方向に200 ｍ
ｍ／分で摺動している。７ａ，７ｂは最終的に膜厚を調
整する気体絞りノズルである。その他の条件は前実施例
とほぼ同様である。本発明の実施の結果、亜鉛の引き上
げ量を軽減でき、最終的に片面３μｍのめっきを達成で
きた。

【発明の効果】以上のように本発明によれば金属板を連
続的に溶融金属めっきを行なう事に当たって、溶融金属
槽からの金属板が引き上げられるに際し、金属板がめっ
き金属浴より搬出する周囲のめっき金属を凝固させ、金
属板に付着してくる溶融金属を絞り、最終的に従来より
均一かつ薄い金属めっき鋼板を可能とすることが可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチルブロックを利用した方法を説明す
る概略図である。

【図２】本発明の冷却ロールを利用した方法を説明する
概略図である。

【図３】本発明の図２に図示した方法において、ロール
を水平方向に相互に摺動させる場合を説明するための概
略図である。

【図４】本発明のチルブロックを利用した実施例を示し
た図である。

【図５】本発明の冷却ロールを利用した実施例を示した
図である。

【図６】従来の溶融亜鉛めっき鋼板の製造法の概略図で
ある。

【図７】従来の溶融亜鉛めっき鋼板の他の製造方法の概
略図である。

【図８】従来技術の問題を説明するための図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ チルブロック ２ めっきされる金属板 ３ めっき金属浴 ３’ 引上げられためっき金属 ４ａ，４ｂ チルブロックまたはロール内の冷
却管 ５ チルブロック外面に凝固しためっ
き金属 ５ａ、５ｂ 冷却ロール外面に凝固しためっき
金属 ６ａ，６ｂ 冷却ロール ７ａ，７ｂ 気体絞りノズル ８ａ，８ｂ 絞りロール。 ９ａ，９ｂ 電磁コイル。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき金属の溶湯に一旦浸漬した金属板
   を引き上げながら、該金属板の表面に付着しためっき金
   属の厚みを気体絞り法により制御する方法において、下
   記の特徴を備えた金属板の溶融めっきにおけるめっき厚
   み制御方法。（ａ）予め一対の長尺の冷却体を、該一対
   の長尺の冷却体の間に被めっき金属板が通過できるよう
   に組み合わせて、めっき金属の溶湯湯面にほぼ平行に浸
   漬し、（ｂ）前記一対の冷却体の間隔を、該冷却体の間
   を前記金属板が前記溶融金属の湯面の下方から上方に通
   過する際において該金属板の表面に付着しためっき金属
   を絞り取るように調節する。
2. 【請求項２】 前記一対の長尺の冷却体が、その内部を
   冷却媒体で冷却されたチルブロックである請求項１記載
   の金属板の溶融めっきにおけるめっき厚み制御方法。
3. 【請求項３】 前記一対の長尺の冷却体が、その内部を
   冷却媒体で冷却された回転可能なロールである請求項１
   記載の金属板の溶融めっきにおけるめっき厚み制御方
   法。
4. 【請求項４】 前記金属板が鋼板であり、かつ、めっき
   金属が亜鉛又は亜鉛合金である請求項１から３のいずれ
   かの金属板の溶融めっきにおけるめっき厚み制御方法。 【０００１】