JPH07228959A

JPH07228959A - 溶融めっき浴内浮遊ドロス回収装置および回収方法

Info

Publication number: JPH07228959A
Application number: JP2041394A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Yamanaka; 静雄山中; Koichi Takeuchi; 孝一武内
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な装置にてめっき浴中を浮遊中のドロス
を効率よく捕捉し回収し、鋼板へのドロスの付着による
欠陥を減少させる。【構成】浮遊ドロスを回収するにあたり、一箇所以上
の開口部を有するパイプまたは容器を、溶融めっき浴内
に設ける。【効果】めっき槽等の改造を伴わない簡易な装置であ
るが、めっき浴中の浮遊中ドロスを直接効率よく捕捉し
回収し、鋼板へのドロスの付着を防止し、ドロス欠陥を
減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続溶融めっきにおけ
るめっき浴清浄化のため、浮遊ドロス (不純物) を回収
する装置と方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続溶融めっき方法は、一般に図
１に示すように、鋼板２をスナウト３の間を通し、めっ
き槽１中のめっき浴15中に浸漬し、めっき浴深部にある
シンクロール４、スナップロール５を経由して鋼板２を
引上げる方法である。

【０００３】この工程で、鋼板から溶出したFe14は、め
っき浴中のAl、Znと反応して、例えばFeZn₇およびFe₂A
l₅等からなる、ドロスと呼ばれる不純物を生じる。一般
にFeZn₇はめっき槽底部に堆積するボトムドロス11とし
て、Fe₂Al₅は浴表面に浮く形のトップドロス12として存
在する。

【０００４】これらのドロスがめっき浴内の浮遊ドロス
13として鋼板２表面に付着し、ガスワイピング等による
目付けコントロール後にも残存すると、ドロス欠陥とな
る。矢印16はめっき浴の流れを示す。特にシンクロール
４と鋼板２の接触面では、間に挟まったドロスが押し込
まれてより強固な付着となり、ワイピング時においても
除去が困難で、ドロス欠陥となりやすい。

【０００５】ドロスは、完全に堆積または浮上していれ
ば、鋼板に付着しにくく、除去も容易なため、不良とな
りにくい。しかし、浴中を浮遊するドロスは除去が難し
く鋼板表面に付着し品質を損ない、時には修正不能とな
り、スクラップとしなければならないこともある。この
浮遊ドロスは、シンクロールの回転および鋼板による随
伴流によりボトムドロスの一部が巻き上げられたもの
（100 μｍ程度の比較的大きいドロス）や、鋼板から離
れたFeがZnと結合して浮遊中のもの (FeZn₇系)、浴中
のFeがAlと結合してトップドロス化に向けて上昇中のも
の (Fe₂Al₅系) がある。

【０００６】このように、ドロスは鋼板の不良を引き起
こすが、ドロスの発生をなくすことは溶融めっきの本質
から言って無理であるため、従来からドロスの除去技術
が求められている。

【０００７】ドロスのうち、トップドロス化し浴表面に
浮いているものは、除去が容易であり、一般に網などで
の汲み出しが行われている。しかしこれでは、ボトムド
ロスの除去ができないため十分な浮遊ドロスの除去効果
があがらない。特開平３−267357号公報には、ボトムド
ロスをめっき槽底部から抜き出して除去する方法が開示
されている。

【０００８】また、特開平３−47956 号公報などには、
ボトムドロスの巻き上げの原因であるめっき浴の流れを
抑制する遮蔽板をめっき槽底部に設ける方法、装置が開
示されている。さらに、めっき槽を深くし、シンクロー
ルとボトムドロスの距離をおくことで、ボトムドロスの
巻き上げを抑制し浮遊ドロスを減少する対策もされてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】先に述べた従来の方法
は、浮遊ドロス量をある程度減らす効果はあるものの以
下の課題がある。特開平３−267357号公報の方法は、設
備の大幅改造を伴うものであり、改造工事費の増加を伴
う。

【００１０】特開平３−47956 号公報の方法は、シンプ
ルでかつ電気、ガス等のエネルギーを必要としないが、
沈降したドロスを別途系外に取り出す労力と時間が必要
である。

【００１１】めっき槽を深くする方法は、多量のめっき
浴が必要になり浴維持管理のエネルギーコストの上昇、
ボトムドロス除去作業の困難化、改造工事費の増加等の
負担増が避けられない。

【００１２】さらには、上記の従来技術は全て、ボトム
ドロスの巻き上げを抑制する技術であり、発生後、堆積
または浮上するまでの間のドロスを回収するものではな
い。またそのようなドロスは、めっき浴が流動している
ため多く、ドロス欠陥の原因として無視できないのであ
る。

【００１３】図２は特開平３−47956 号公報記載の装置
において、Ｚ型整流板６により、ボトムドロス11の巻き
上げは抑制するものの、浮遊ドロス13がめっき浴の流れ
16にのり、堆積または浮上しにくいため、めっき浴内を
長時間浮遊していることを示す説明図である。なお、図
１と同一符号は同一要素を示す。以下同じ。

【００１４】このように、従来の技術によっては、めっ
き浴中のドロスを十分には除去できない。したがって、
めっき浴中を浮遊するドロスを直接回収する技術が必要
なのである。

【００１５】本発明の目的は、簡易な装置にてめっき浴
中を浮遊中のドロスを効率よく捕捉し回収し、鋼板への
ドロスの付着を減少させるための装置と方法を提供する
ことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、浮遊中ド
ロスの低減方法の検討に際し、まずめっき浴の流体力学
的な挙動を調査した。図3(a)および図3(b)は一般的なめ
っき浴の流れの説明図である。このように、めっき浴の
流れ16は、通板方向入側から鋼板２に沿って出側へ向う
流れが主力で、鋼板入口側では下向き、めっき槽底部で
は通板方向、出口側では上向き、めっき浴上部では通板
方向と逆に流れ、浮遊ドロス13も共に循環する。図３
(b) の破線は下向きの流れを示す。また点線はシンクロ
ール４の下側の流れを示す。

【００１７】本発明者らは、上記のめっき浴の流体力学
的な挙動をふまえ、めっき浴の流れの中に、パイプや容
器といったトラップを設け、そこで、めっき浴および浮
遊ドロスの流れをトラップ状の回収装置内に誘導、減速
することで、その空間内にて沈降または浮上させ、ポン
プ等の設備を使用しなくとも、流れに乗ってくる浮遊ド
ロスを容易に除去できることを知見し、本発明を完成し
た。

【００１８】ここに本発明の要旨は、一箇所以上の開
口部を有するパイプまたは容器を、溶融めっき浴内に設
けることを特徴とする浮遊ドロス回収装置である。好ましくは、浮遊するドロスを回収装置内に誘導、捕
捉する遮蔽板を有することを特徴とする前記の浮遊ド
ロス回収装置である。

【００１９】さらに好ましくは、前記浮遊ドロス回収
装置内部の上部および／または下部に凸状に突出したド
ロス保管空間を有することを特徴とする前記または
いずれかの浮遊ドロス回収装置である。

【００２０】本発明は別の面からは、上記のないし
はのいずれかに記載の回収装置を１個以上溶融めっき
浴内に配置し、溶融めっき浴内を浮遊するドロスを捕捉
させることを特徴とする浮遊ドロス回収方法である。

【００２１】本発明の好適態様は、上記に記載の方
法であって、めっき浴中に浸漬されたシンクロールと溶
融めっき槽底部との間に、整流板を配置してめっき槽底
部に溜まったボトムドロスの上昇を抑制することを特徴
とする浮遊ドロス回収方法である。

【００２２】

【作用】本発明に関する作用を添付図面を参照して説明
する。図４は、本発明に係る浮遊ドロス回収装置20の配
置例を示す概略説明図である。回収装置20は鋼板２、シ
ンクロール４等により生じるめっき浴の流れ16を利用で
きる位置に設ける。図示例では上昇流を利用する鋼板引
上げ側の位置に回収装置20a 、下降流を利用する鋼板挿
入側の位置に回収装置20b を設ける。なお、回収装置20
の設置場所それ自体は他の場所であっても、例えば鋼板
付近、シンクロール４の上方など、作業上問題がなく、
浮遊するドロスを随伴する浴の流れがある位置であれば
設置可能である。

【００２３】図5(a)、(b) 、(c) は、本発明の回収装置
20を例示する略式斜視図である。図5(a)は丸パイプから
なる回収装置20、図5(b)は三角パイプからなる回収装置
20、図5(c)は四角パイプからなり、内部に流れを遮り、
ドロスを蓄積しやすくするための仕切板30を設けた回収
装置20をそれぞれ示す。図示例において、めっき浴の流
れに随伴してきたドロスは、左側開口部34から入り、パ
イプ内で側壁の抵抗などで減速され、浮遊ドロスは空間
内底部に沈降するもの (FeZn₇系ドロス) と浮上するも
の (Fe₂Al₅系ドロス) に分離回収される。

【００２４】図6(a)、(b) 、(c) は、本発明の回収装置
20の別の例を示す略式斜視図である。図6(a)は丸パイプ
からなり、遮蔽板31を設けた回収装置20、図6(b)は三角
パイプからなり、同じく遮蔽板31を設けた回収装置20、
図6(c)は四角パイプからなり、同じく遮蔽板31を設けた
回収装置20をそれぞれ示す。いずれも遮蔽板31は、回収
装置20の本体の断面の一部を出入口の開口部34から外方
に向かって「ひさし」状に延在させて構成される。これ
らの図示例においては、浴の流れをパイプ長手方向の流
れに方向転換するための遮蔽板31を設けたことによりめ
っき浴の流れに乗って移動中の浮遊ドロスを効率よく空
間内に導入することが可能になる。なお、この「遮蔽
板」は浴の流れをパイプ長手方向の流れに方向転換して
パイプ内の浴流れの導入を促進するものであれば特定の
形態のものに制限されない。

【００２５】図7(a)、(b) 、(c) に本発明の回収装置20
のさらに別の例を示す。これらは、図6(a)、(b) 、(c)
にそれぞれ示す形状に対応するものであってさらにその
回収装置20内の上部および下部に突出したドロス保管空
間35を持った構造であり、ドロスの浮上、沈降空間を拡
大することによって浴流れの減速効果を強化するととも
にドロスをより多く蓄積することができるようにする。
これらの例の場合にも、好ましくは、ドロス保管空間35
にそれぞれ仕切板30を併せて設けてもよく、これにより
ドロス減速効果は一層強化される。

【００２６】図８は、パイプの一方を塞いだ形状、換言
すれば、開口部34が１箇所である容器状の本発明の回収
装置20の例である。本例の場合１つの開口部34がめっき
浴の出入口を兼ねることになるが、これは例えばめっき
浴の流れに直角方向に配置すると、浴流の衝突による変
化により、回収装置20内において、正圧と負圧が繰り返
されることとなって、図中、矢印で示すようにめっき浴
の循環流れが容器内に生じるからである。図示例では鋼
板２の走行方向に直角に延在するように、かつ鋼板に平
行して回収装置20を対に閉じた端面が対向するように配
置させている。これは浴の流れと共に、回収装置20内に
誘導されたドロスが鋼板２により持ち出されないためで
ある。このような容器状回収装置20も有用な回収装置で
ある。さらに前記の遮蔽板を設けたり、設置位置、角度
を調節すれば、回収機能がさらに向上する。

【００２７】図9(a)、(b) 、(c) に本発明の回収装置20
の変更例と、配置例、めっき浴の流れ（流れの方向を矢
印で表示）を示す。図9(a)は、両端に開口部34を備えた
１本のパイプからなる回収装置20を、鋼板引上げ側に鋼
板と平行にして設けた例である。図9(b)は、適宜手段で
連結された３本のパイプからなる回収装置20を、鋼板引
上げ側に同じく鋼板と平行に設けた例である。図9(c)
は、パイプの下側中央部を切取り、遮蔽板31とし、この
遮蔽板により連結された２つのパイプからなる回収装置
20を、鋼板引上げ側に同じく鋼板と平行にして設けた例
である。

【００２８】各図中の矢印はその大きさによってめっき
浴の流れの強さを表わすが、流れが最も大きい箇所に回
収装置20の側面あるいは遮蔽板31がくるように配置する
ことで開口部34へのあるいはそれからの浴流れの出入り
を大きくすることができる。このように、めっき浴の流
れの分布等を考慮して回収装置20の構造および配置を選
択することで、回収装置20に入るめっき浴の速度を調整
することができる。

【００２９】図10は、本発明の回収装置20のうちの遮蔽
板のさらに別な変更例を示すものであり、より効率よく
めっき浴を回収装置20に導入するために、遮蔽板31にさ
らに垂直に (回収装置側に垂下する方向に) 第２の遮蔽
板32を設けたものである。この第２の遮蔽板32をめっき
浴流れに平行に配置することによって横方向に逃げるめ
っき浴が減少し、開口部34から回収装置20内へのめっき
浴の流入量が増加する。

【００３０】図11は、山形遮蔽板31によって連結された
２つのパイプから成る本発明の回収装置20のさらに別の
変更例を示すものであり、両パイプを互いに傾斜させて
山形状になるようにそれぞれ遮蔽板31に取り付け、両端
に捕捉したドロスの流出防止板33を設けた例である。流
出防止板は、図示例では半円板状であってパイプの上半
分は開いており、めっき浴の流出口となっている。これ
によってドロスの捕捉量を増加させることができる。

【００３１】ドロスを捕捉した本発明の回収装置20は、
ドロスで満たされるまでにめっき浴から引き上げなけれ
ばならないが、これはめっき操業中でも行わなければな
らないことがあり、そのような場合、回収装置20をめっ
き浴から引き上げる際には、仕切りまたは囲いを適宜設
けることによって周囲のめっき浴から区画し、その区画
内のドロスが流れ出して再浮遊するのを防止することが
好ましい。

【００３２】図12は板または網から構成される囲い22ま
たは仕切り23を使って行うその引上げ操作の説明図であ
る。なお、前述の図４にも示すように回収装置20の引き
上げ時には仕切り23または囲い22をめっき浴の中に下ろ
し、周囲のめっき浴と十分に隔離し、区画してからその
区画内で回収装置20をゆっくり引き上げる。ここで用い
る囲い22または仕切り23は、板で製作されたものまたは
網で製作されたものなどが例示できる。

【００３３】本発明の回収装置20と特開平３−47956 号
公報の方法( めっき槽底部に整流板を設ける) 、または
特開平３−267357号公報の方法( めっき槽底部から、ボ
トムドロスを排出する) を組みあわせることは、さらに
浮遊ドロスを減少させることとなり、好ましい。

【００３４】以上のように本発明によれば、回収装置20
の内部空間内において浴流の減速が起こり、めっき浴と
の比重差により、浮遊ドロスは沈降するものと浮上する
ものに分離され、回収装置20内に捕捉されるので、めっ
き浴中の浮遊ドロス量が減少し、ドロス欠陥が防止でき
る。

【００３５】

【実施例】実施例によってさらに本発明を詳述する。実
施例全般に共通な試験条件は次の通りであった。 (1) 鋼板寸法厚さ0.6mm ×幅1200mm (2) 浴組成 Al: 0.10〜0.12％、残部: Znおよび不可避不純物 (3) 浴温度 460 ±10℃ (4) 通板速度 100m/min (5) シンクロール直径600 mm、中心の高さめっき槽
底より750 mm (6) ドロス回収装置中心の高さめっき槽底より1050
mm。

【００３６】上記条件で連続溶融めっきを実施し、気体
絞りによる目付け調整を行い合金化溶融亜鉛めっき鋼板
を製造した。その際に使用した回収装置の形状を表１に
示す。また、装置の配置は図４に示すめっき浴流れ16の
上昇流れおよび下降流れの領域の２ヶ所であって、流れ
に直交するように延設した。さらにめっき槽の底部に整
流板を設けた場合についても試験を行った。

【００３７】

【表１】

【００３８】図13は、本発明例により回収できた浮遊ド
ロスの量を示すグラフである。なお、これらのデータは
30日間のめっき処理の平均値を表わす。本発明例１のよ
うに単なるパイプからなる回収装置でも十分回収できる
ことが確認できた。さらに、本発明例２のように遮蔽板
や、本発明例３のようにドロス保管空間を設けること
が、より効果的なことも確認できた。

【００３９】図14は上記の試験を継続的に行いながら、
鋼板幅×1000mm長さのサンプルをそれぞれ20枚切出し、
鋼板のシンクロール接触面のドロス付着個数変化を製造
経過日数に対して調査したグラフである。従来例では、
時間経過に伴い、付着個数が増加しているが、本発明例
では、いづれの調査結果もドロス付着個数が増加するこ
と無く安定している。この場合でも、本発明例３のよう
にドロス保管空間を設けること、さらに特開平３−4795
6 号公報に開示のＺ型整流板を設けることが、より効果
的なことも確認できた。

【００４０】図15は単位面積あたりのドロス付着個数を
示すグラフである。このように、本発明の回収装置を用
いることにより、鋼板へのドロス付着量を著しく減少で
きた。さらに、本発明例２の遮蔽板や、本発明例３のド
ロス保管空間を設けること、特開平３−47956 号公報に
開示の整流板（Ｚ型整流板）を設けることが、より効果
的で、ドロス付着量を極限まで下げることができた。

【００４１】

【発明の効果】本発明の装置および方法は、めっき槽等
の改造を伴わない簡易な装置であるが、めっき浴中の浮
遊中ドロスを直接効率よく捕捉し回収し、鋼板へのドロ
スの付着を防止できるので、めっき鋼板の品質向上に大
きな貢献をする。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は従来の一般的なめっき槽の側断面図であ
る。

【図２】図２は特開平３−47956 号公報開示のめっき槽
の側断面図である。

【図３】図３は一般的なめっき浴の流れの説明図であ
り、図3(a)は側断面図、図3(b)は平面図である。

【図４】図４は本発明に係る浮遊ドロス回収装置のめっ
き槽内での配置を示す側断面図である。

【図５】図5(a)、(b) 、(c) は本発明の回収装置の例を
示す斜視図である。

【図６】図6(a)、(b) 、(c) は、めっき浴の流れを方向
転換するために遮蔽板を付与した、本発明の回収装置の
例を示す斜視図である。

【図７】図7(a)、(b) 、(c) は本発明の回収装置のさら
に別の例を示す斜視図である。

【図８】図８は、パイプの一方を塞いだ、開口部が１箇
所である容器状の本発明の回収装置の一例を示す説明図
である。

【図９】図9(a)、(b) 、(c) は本発明の回収装置の別の
例と配置例、めっき浴の流れ（流れの方向を矢印で表
示）の説明図である。

【図１０】図10は、本発明の回収装置の遮蔽板にさらに
垂直に遮蔽板を設けた別な例を示す斜視図である。

【図１１】図11は、本発明の回収装置を斜めに取り付
け、両端に捕捉したドロスの流出防止板を設けた例を示
す斜視図である。

【図１２】ドロスを捕捉した本発明の回収装置をめっき
浴から引き上げる際に用いる、仕切りまたは囲いの斜視
図である。

【図１３】図13は、本発明例により回収できた浮遊ドロ
スの量を示すグラフである。

【図１４】図14は実施例の結果を示すグラフである。

【図１５】図15は単位面積あたりのドロス付着量を示す
グラフである。

【符号の説明】

1 :めっき槽 2 :鋼板 3 :スナウト 4 :シンクロール 5 :スナップロール 6 :Ｚ型整流板 11 :ボトムドロス 12 :トップドロス 13 :浮遊ドロス 14 :鋼板から溶出し
たFe 15 :めっき浴 16 :めっき浴の流れ 20a:本発明の浮遊ドロス回収装置 (鋼板引上げ側) 20b:本発明の浮遊ドロス回収装置 (鋼板挿入側) 22 :回収装置引き上げ時の囲い 23 :回収装置引き上
げ時の仕切り 30 :回収装置内の仕切板 31 :回収装置の遮蔽
板 32 :回収装置の断面方向遮蔽板 33 :捕捉ドロス流出
防止板 34 :回収装置の開口部 35 :回収装置内のド
ロス保管空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一箇所以上の開口部を有するパイプまた
は容器から構成され、溶融めっき浴内に設けることを特
徴とする浮遊ドロス回収装置。
【請求項２】浮遊するドロスを回収装置内に誘導、捕
捉する遮蔽板を有することを特徴とする請求項１記載の
浮遊ドロス回収装置。
【請求項３】前記浮遊ドロス回収装置内部の上部およ
び／または下部に凸状に突出したドロス保管空間を有す
ることを特徴とする請求項１または２記載の浮遊ドロス
回収装置。
【請求項４】請求項１ないしは３のいずれかに記載の
回収装置を１個以上溶融めっき浴内に配置し、溶融めっ
き浴内を浮遊するドロスを捕捉させることを特徴とする
浮遊ドロス回収方法。
【請求項５】請求項４記載の方法であって、めっき浴
中に浸漬されたシンクロールと溶融めっき槽底部との間
に、整流板を配置して、めっき槽底部に溜まったボトム
ドロスの上昇を抑制することを特徴とする浮遊ドロス回
収方法。