JPH08239742A - 生産品種切り替えが容易な連続溶融亜鉛めっき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融亜鉛めっきラインで、溶融亜鉛めっき鋼
板と合金化溶融亜鉛めっき鋼板を造り分ける際の切り替
え時間を大幅に短縮することを目的とする。 【構成】 溶融亜鉛めっき浴中に浸入する鋼帯を通過さ
せるために設けられ、先端が溶融亜鉛めっき浴中に浸漬
された内側スナウトと、その外面に所定の間隔をあけて
配設された外側スナウトからなる２重構造のスナウトと
した溶融亜鉛めっき装置であって、前記内側スナウトと
前記外側スナウトの間隔から高濃度のアルミニウムを含
む亜鉛塊をめっき浴中に投入する手段が設けられ、かつ
外側スナウトの浸漬長さを調整自在とすることによる、
生産品種切り替え容易な連続溶融亜鉛めっき装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車、家電、建材等に
使用される防錆用亜鉛めっき鋼板を製造する際の連続溶
融亜鉛めっき装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法として
は、現在はゼンジマー方式が主流である。この方法で
は、鋼板の表面を高温下での水素気流によって還元・活
性化処理した後、鋼板を溶融した亜鉛浴中に浸漬し、数
１０〜百数１０ｍ／毎分の速度で通過させ、鋼板を溶融
亜鉛浴より引き上げ、ガス流等によりめっき付着量を調
整することにより溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。こ
の際、鉄−亜鉛の合金層が厚く生成してめっき層の密着
性を劣化させる事がないように、溶融亜鉛浴中に、０．
１５−０．２重量％のアルミニウムを添加するのが通常
である。添加されたアルミニウムは亜鉛浴中で亜鉛より
も優先的に鋼板と反応し、鉄−アルミニウムまたは鉄−
亜鉛−アルミニウムの合金層（以下鉄−アルミニウム合
金層と略す）を生成する事により、鉄−亜鉛の合金化反
応を抑制し、これによって密着性の良好な溶融亜鉛めっ
き鋼板を製造することができる。

【０００３】また、自動車用防錆鋼板等に用いられる合
金化溶融亜鉛めっき鋼板は、溶融亜鉛めっきされた鋼板
を加熱することにより亜鉛を鋼板と反応させ、鉄−亜鉛
合金で鋼板を被覆したものである。この場合には、合金
化反応が進みやすいように、溶融亜鉛浴中のアルミニウ
ム濃度を、０．１０重量％程度に設定される。

【０００４】このように、溶融亜鉛めっき鋼板と合金化
溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際には、溶融亜鉛浴中の
アルミニウム濃度を０．１％と０．２％に変更する必要
がある。アルミニウム濃度を高くする場合には、純アル
ミニウムまたは高濃度のアルミニウムを含む亜鉛塊を溶
解することにより、比較的容易に目的を達成することが
できる。しかし、アルミニウム濃度を低下させるために
は、溶融亜鉛浴を所定量汲みだし、純亜鉛を添加する必
要がある。溶融亜鉛浴の温度が通常４５０℃程度であ
り、また溶融亜鉛ポットの容量が１００トン以上にもな
ることを考えると、この作業は大変な労力、費用、時間
を伴うものであることはいうまでもない。このため、こ
の２種類の溶融亜鉛めっき鋼板を１つの溶融亜鉛めっき
ライン（以下ライン）で造り分ける場合には、溶融亜鉛
のポットを２つ準備し、いったんラインを停止させたう
えでポットを移動させて交換するか、あるいはパスライ
ンを変更して別のポットに鋼板を浸漬する方法がとられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な方法により製造品種を切り替えた場合でも、品種の切
り替えにはまだ数時間が必要とされる。また２つのポッ
トを亜鉛を溶解した状態で準備しておくことは無駄が大
きいことはいうまでもない。

【０００６】本発明は、従来のようにライン停止を行う
ことなく、溶融亜鉛めっき鋼板と合金化溶融亜鉛めっき
鋼板を短時間で切りかえて造り分けるための装置を提供
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の生産品種切り替
え容易な連続溶融亜鉛めっき装置は、溶融亜鉛めっき浴
中に浸入する鋼帯を通過させるために設けられ、先端が
溶融亜鉛めっき浴中に浸漬された内側スナウトと、その
外面に所定の間隔をあけて配設された外側スナウトから
なる２重構造のスナウトとした溶融亜鉛めっき装置であ
って、前記内側スナウトと前記外側スナウトの間隔から
高濃度のアルミニウムを含む亜鉛塊をめっき浴中に投入
する手段が設けられ、かつ前記外側スナウトの浸漬長さ
を調整自在としたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明装置を用いて合金化溶融亜鉛めっき鋼板
と溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際の亜鉛浴中アルミニ
ウム濃度は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合
の低濃度、通常０．１％前後にしておく。そして、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板から溶融亜鉛めっき鋼板に製造品
種を切り替える際には、外側スナウトの浸漬長を大き
くし、内側スナウトと外側スナウト間のストリップ非
接触部に高濃度のアルミニウムを含む亜鉛塊を投入し、
適当な方法でスナウト内の浴温度を高く保持すればよ
い。また、製造品種を逆に変えるには、高濃度のアル
ミニウムを含む亜鉛塊の投入を中止し（場合によっては
スナウト内部に浮遊している亜鉛塊を除去し）、外側
スナウトの浸漬長を通常長にもどせばよい。この場合、
亜鉛浴全体のアルミニウム濃度が若干（スナウト内の体
積と亜鉛浴全体の体積の比率からすれば極くわずかであ
るが）上昇する可能性があるため、必要に応じてと
の操作に適度な時間差をもたせればよい。これにより、
数分〜数十分程度の時間で溶融めっきラインにおける品
種切り替えが可能となる。

【０００９】なお、本発明装置を用いて溶融亜鉛めっき
を施すに当っては、外側スナウトの内部の溶融亜鉛浸漬
部に特殊なシール設備を必要としないためには、種々の
制約を考慮すればよい。そのための最も重要な条件とし
て、ストリップの最高速度に制約が必要である。具体的
な上限速度は、当然、設備によって異なるものである
が、本発明者らの実験によれば、１００ｍ／ｍｉｎ以下
であることが必要であり、のぞましくは９０ｍ／ｍｉｎ
以下である。さらに、スナウト内に添加する亜鉛塊の
量、そのアルミニウム含有量等を正確に制御すること、
その他の種々の操業上の工夫もスナウト内外の溶融亜鉛
の混合を最小限に抑制するために必要である。

【００１０】なお、本発明は、めっき浴の切り替え時間
を従来よりも短時間化するものであり、製造品種の短時
間の切り替えには、合金化炉、ミニマムスパングル化装
置が短時間で交換できる等、めっき浴以外にも種々の条
件が求められる事はいうまでもない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を連続溶融めっきラインに適用
した一実施例につき、図１を参照しながら説明する。図
１に示す実施例装置は、めっき付着量調整のためのガス
ワイピングノズル、ガスワイピングノズル部でのストリ
ップの形状矯正のための浴内サポートロール等の本特許
に直接の関係のない設備は省略してある。

【００１２】図１は、連続溶融めっきラインのスナウト
部を二重にした本発明の実施例を示している。炉２で表
面活性化されたストリップ１は、大気に接触しないま
ま、先端がめっき浴７内に浸漬された内側スナウト４内
を通りめっき浴に浸漬され、引き続いて外側スナウト５
のなかを通過した後、シンクロール６で方向転換され、
めっき浴より上方に引き上げられる。そして、本例で
は、炉２の下方に位置して外側スナウト５に、高アルミ
ニウム濃度亜鉛塊の投入装置８が設けられている。図中
３はターンダウンロールを示す。

【００１３】上記構造として、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板から溶融亜鉛めっき鋼板に切り替える際には、内側ス
ナウトと外側スナウトの間に高アルミニウム濃度の亜鉛
塊を投入すると、鋼板が最初に亜鉛浴と接触する内側ス
ナウト４内の、特に浴表面のアルミニウム濃度を局部的
に高め、鋼板表面に鉄−アルミニウム合金層を生成する
事により、スナウト外のめっき浴中のアルミニウム濃度
が０．１％あるはそれ以下においても鉄−亜鉛の合金化
反応を抑制し、これによって密着性の良好な溶融亜鉛め
っき鋼板を製造することができる。

【００１４】ここで内側スナウト４と外側スナウト５の
隙間に投入された高アルミニウム濃度の亜鉛塊は、めっ
き浴に比較して密度が小さく、また、５％前後のアルミ
ニウムを含有するアルミニウム−亜鉛合金は、純亜鉛よ
りも融点が低い。このため、添加された亜鉛塊は、内側
スナウト４と外側スナウト５の間に浮遊しながら徐々に
溶解してゆき、その結果として、内側スナウト４内部の
アルミニウム濃度を高く維持することができる。

【００１５】なお、本発明装置においては、スナウト内
のシール設備を特に必要としない。そのため、鋼板の
浸入板温をスナウト外の浴温よりも高めに設定すること
で、スナウト内の浴温度を高く保持し、スナウト内の溶
融亜鉛浴の密度を小さくする。スナウト内へ添加する
高アルミニウム濃度亜鉛塊を予熱して投入する。めっ
きによって持ち出される亜鉛の追加にあたっては、必要
に応じてアルミニウムを含まない純亜鉛塊をスナウト外
に投入する、等の操業上の工夫は非常に重要である。本
発明装置を用いるめっき方法においては、高アルミニウ
ム濃度の亜鉛を固体のままスナウト内に投入するため、
スナウト内の浴温が低下しやすい。このため、前記した
，は重要であり、設備の生産能力が大きい場合等、
状況によってはスナウトの局部加熱装置が必要となる可
能性もある。また、溶融亜鉛浴の流動による混合を十分
に抑制できたとしても、鋼板表面に生成した鉄−アルミ
ニウム合金の一部がスナウト外部でめっき浴中に溶解し
てゆくことによる、スナウト内部からスナウト外部への
アルミニウムの持ち出しは防止不可能である。このた
め、によるスナウト外部のアルミニウム濃度制御も、
条件によっては必要となる。

【００１６】この、スナウト内のアルミニウムがめっき
浴全体に混合してゆく速度は、スナウトの浸漬長、断面
積等その設備によって異なってくることが当然予想され
るため、製造条件は、設備毎に決定されなければならな
い。ただし、スナウト内の高アルミニウム濃度の亜鉛が
浴内に混合しないための最も重要な要素はライン速度で
ある。図２に示されるように、本発明装置を用いた場合
には、（スナウト浸漬長が１ｍの場合）、８０ｍｐｍが
安定な操業を続ける目安となる。

【００１７】図２は本発明装置を用いて低Ａｌ濃度浴で
溶融Ｚｎめっき鋼板を製造した場合の、浴中Ａｌ濃度の
推移を示す図である。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、溶融亜鉛めっきライン
で、溶融亜鉛めっき鋼板と合金化溶融亜鉛めっき鋼板製
造の切り替えに要する時間が大幅に短縮され、かつ設備
コスト、ランニングコストも大幅に低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例装置の説明図。

【図２】本発明装置を用いて低Ａｌ濃度浴で溶融Ｚｎめ
っき鋼板を製造した場合の浴中Ａｌ濃度の推移を示す
図。

【符号の説明】

１…ストリップ ２…炉 ３…ターンダウンロール ４…内側スナウト ５…外側スナウト ６…シンクロール ７…めっき浴 ８…高アルミニウム濃度亜鉛塊投入装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融亜鉛めっき浴中に浸入する鋼帯を通
   過させるために設けられ、先端が溶融亜鉛めっき浴中に
   浸漬された内側スナウトと、その外面に所定の間隔をあ
   けて配設された外側スナウトからなる２重構造のスナウ
   トとした溶融亜鉛めっき装置であって、前記内側スナウ
   トと前記外側スナウトの間隔から高濃度のアルミニウム
   を含む亜鉛塊をめっき浴中に投入する手段が設けられ、
   かつ前記外側スナウトの浸漬長さを調整自在としたこと
   を特徴とする、生産品種切り替え容易な連続溶融亜鉛め
   っき装置。