JPH08333664A

JPH08333664A - めっき浴成分の濃度調整装置

Info

Publication number: JPH08333664A
Application number: JP13946595A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tada; 雅彦多田; Chiaki Kato; 千昭加藤; Kazuo Mochizuki; 一雄望月; Kazuya Miyagawa; 和也宮川; Takashi Nito; 隆嗣仁藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】めっき層がいわゆる空中ポット方式で小容量の
溶融金属保持容器に、均一に混合されためっき浴となる
溶融金属を供給するめっき浴成分の濃度調整装置を提供
することを目的としている。【構成】めっき浴となる溶融金属を満たし、その中を貫
通して鉛直上方に向かい鋼帯が走行する溶融金属保持容
器に連結されるめっき浴成分の濃度調整装置であって、
上記溶融金属保持容器に供給する溶融金属を調合する少
なくとも１個の調合槽と、該調合槽内へ供給する溶融金
属を予め溶解、保持する複数個の溶解槽で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっき鋼板の
製造装置に関し、詳しくは、めっき浴中を貫通して鉛直
上方に鋼帯を走行させてめっきする所謂空中ポット方式
の溶融金属保持容器に、溶融金属を供給する技術に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属（例えばＺｎ、Ａｌ，Ｍｎ、Ｐ
ｂ及びその合金）めっき鋼板の一般的な製造方法は以下
の通りである。すなわち、冷延鋼板の表面を前処理工程
で清浄してから、該鋼板を非酸化性あるいは還元性雰囲
気中で加熱、焼鈍し、次いでめっきに適した温度に酸化
させることなく冷却した後、めっき浴中に連続的に浸漬
させる。該浴中で鋼板表面に付着した過剰の溶融金属
は、ガスワイピング等の付着量調整装置により除去して
その付着量を調整し、冷却する。そして、該めっき鋼板
の製造は、通常、主成分である溶融金属中に不可避不純
物を添加して行われ、代表的な製品に、溶融亜鉛めっき
鋼板（合金化溶融亜鉛めっき鋼板を含む）及び溶融アル
ミニウムめっき鋼板がある。具体的には、溶融亜鉛めっ
き鋼板では、主成分である溶融亜鉛中に微量のＡｌが、
溶融アルミニウムめっき鋼板では、主成分である溶融Ａ
ｌ中に微量のＳｉが一般に添加される。それらの添加理
由は、溶融金属と素地鋼板との界面に硬くて脆い合金層
が厚く成長するのを抑制し、めっき密着性を向上するた
めである。しかし、該合金層の成長を適度に抑制するた
めには、その添加量を適正範囲に管理しなければならな
い。

【０００３】溶融亜鉛めっき鋼板の場合で述べると、添
加されたＡｌは、溶融亜鉛浴中でＺｎよりも優先的に鋼
板と反応し、めっき層と素地鋼板界面にＡｌ富化層（Ｆ
ｅ−Ａｌ金属間化合物）を生成することで、Ｆｅ−Ｚｎ
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、さらには耐パウダリング性（加工
性）の良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。

【０００４】ところで、かかる溶融亜鉛めっき浴に添加
されたＡｌの量は、（１）優先的なＡｌ富化層の生成、
（２）ドロスの生成及び該ドロスのめっき浴外への排
除、等により減少するので、その減少した分をめっき浴
へ補給する必要がある。その補給方法としては、従来よ
り、目標とするあるいはそれより高濃度のＡｌ量を含有
したＺｎインゴット及び純Ｚｎインゴットを該めっき浴
中に投入して行われていた。しかし、該インゴットによ
るＡｌの補給方法では、めっき浴に投入されたインゴッ
トがめっき浴中で溶解、拡散して、均一なめっき浴にな
るまでに時間がかかったり、またインゴットが全て溶
解、拡散してから次のインゴット投入時までは、該浴中
のＡｌ濃度は減少し続けるため、インゴットを投入する
ピッチに対応して、めっき浴中のＡｌ濃度が大きく変動
するという問題があった。つまり、上記のごとくめっき
浴中のＡｌ濃度が変動すると、前述したＡｌ富化層の生
成が不均一となり、安定しためっき品質を得ることがで
きなかった。

【０００５】そこで、かかる問題を解決するために、特
開平１−１６５７５３号公報は、補給成分を予め溶融、
保持した複数個のプリメルトポット（本願では溶解槽と
表現）を用い、必要な補給成分の濃度及びめっき浴の減
少量に対応するようプリメルトポットから成分をめっき
槽に補給することを特徴としたり、又は補給成分を予め
溶融、保持した少なくとも１つのプリメルトポット及び
補給成分の金属塊あるいは金属粉粒を入れた少なくとも
１つのホッパを用い、必要な補給成分の濃度及びめっき
浴の減少量に対応するよう前記プリメルトポット及びホ
ッパから成分をめっき槽に補給することを特徴とするめ
っき浴への成分補給方法を開示した。また、特開平２−
１０４６４９号公報は、補給成分を予め溶融、保持した
複数個のプリメルトポット又は少なくとも１つのホッパ
を用い、必要な補給成分の濃度及びめっき浴の減少量に
対応するよう、めっき浴内に設けた混合槽（本願では調
合槽と表現）に、前記プリメルトポット、又はプリメル
トポット及びホッパから成分を供給し、前記混合槽内か
ら噴射ノズルを用いてめっき浴内へ噴射して成分を補給
することを特徴とするめっき浴への成分補給方法を開示
した。

【０００６】しかしながら、前記特開平１−１６５７５
３号公報記載の方法では、めっき槽に補給成分を供給す
るためのノズル近傍と、それ以外の場所では成分濃度が
ばらついて、実際にめっきが行われる溶融金属保持容器
内のめっき浴成分の濃度分布が不均一になり、めっき鋼
板全体で品質が不均一になるという問題が生じた。しか
も、それは、従来のめっき設備、つまり、めっき浴中に
鋼板搬送用のロール（シンクロール、サポートロール
等）を使用する大容量（通常では１００〜２００ｔｏｎ
程度）で、成分偏析が起き難いめっき槽においてであ
る。

【０００７】また、本発明は、特開平４−３５６号公報
あるいは特開平７−４８６６０号公報に開示された所謂
空中ポットをめっき槽に使用する場合を対象にしている
が、この場合にはめっき浴の容量は１ｔｏｎにも満たな
い程度の小容量となり得る。すなわち、めっき浴が小容
量であるために、供給されためっき浴は直ちに鋼板に付
着し、めっきされることになるので、ますます補強成分
の供給方法が重要になる。ところが、前記特開平２−１
０４６４９号公報記載の補給方法では、実際にめっきが
行われるめっき槽への成分供給は、複数個の成分濃度の
異なる溶融金属を保持したプリメルトポットから混合槽
へ各溶融金属を単に集めた後に、めっきポットへ供給す
る方法であり、該混合槽内の溶融金属が確実に均一調合
されている補償はなく、めっき浴としての成分濃度にば
らつきが生じる恐れがあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
を鑑み、めっき槽が所謂空中ポット方式で小容量の溶融
金属保持容器に、均一に混合されためっき浴となる溶融
金属を供給するめっき浴成分の濃度調整装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するために、従来技術の問題点を鋭意見直し、それら
を組み合わせることに成功した。すなわち、本発明は、
めっき浴となる溶融金属を満たし、その中を貫通して鉛
直上方に向かい鋼帯が走行する溶融金属保持容器に連結
されるめっき浴成分の濃度調整装置であって、上記溶融
金属保持容器に供給する溶融金属を調合する少なくとも
１個の調合槽と、該調合槽内へ供給する溶融金属を予め
溶解、保持する複数個の溶解槽とからなることを特徴と
するめっき浴成分の濃度調整装置である。また、本発明
は、上記調合槽に溶融金属の撹拌手段を備えたり、上記
撹拌手段が該調合槽内に設けた少なくとも１つの堰であ
たり、上記調合槽、溶解槽及びそれらの連結通路内にあ
る溶融金属表面を非酸化性雰囲気にするガス導入手段を
備えるようにしたことを特徴とするめっき浴成分の濃度
調整装置である。

【００１０】

【作用】本発明では、めっき浴となる溶融金属を満た
し、その中を貫通して鉛直上方に向かい鋼帯が走行する
溶融金属保持容器に連結されるめっき浴成分の濃度調整
装置を、上記溶融金属保持容器に供給する溶融金属を調
合する少なくとも１個の調合槽と、該調合槽内へ供給す
る溶融金属を予め溶解、保持する複数個の溶解槽とから
なるようにしたので、溶融金属保持容器へ供給される溶
融金属（めっき浴）組成が均一となり、その結果、めっ
き製品の外観や耐パウダリング性（加工性）が向上する
ようになる。特に、本発明では、めっき槽が所謂空中ポ
ットであり、調合槽を従来に比べて小容量であるので、
めっき浴組成の変更を容易にし、複数個の異なる組成の
溶融金属を溶解、保持する溶解槽を使用することで、調
合槽内のめっき浴組成の制御性が向上するようになり、
めっきの多品種化も容易になる。また、本発明では、上
記調合槽に溶融金属の撹拌手段を備えたり、上記撹拌手
段が該調合槽内に設けた少なくとも１つの堰であるよう
にしたので、一層めっき浴組成の均一化が向上するし、
特に後者の発明では、撹拌動力が不要となる。さらに、
本発明では、上記調合槽、溶解槽及びそれらの連結通路
内にある溶融金属表面を非酸化性雰囲気にするガス導入
手段を備えるようにしたので、溶融金属の酸化に起因す
るめっき浴成分の変動が抑えられるようになり、上記効
果が確実に達成できるようになる。

【００１１】以下、実施例において、図１〜９に基づ
き、本発明の内容を具体的に説明する。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）本発明に係るめっき浴成分の濃度調整装置
を種々の態様で図１から図５及び図９に示す。図１の装
置が、本発明の基本形であり、３つの溶解槽７、８、９
と、調合槽６と、両者間の連結通路と、溶融金属を移送
するポンプ１０、１１、１２、１３で形成されている。
そして、各溶解槽及び調合槽は密閉式でその天井には不
活性ガス導入手段３９（図１以外では図示せず）が備え
てある。

【００１３】図２の装置は、めっき槽である溶融金属保
持容器２が、めっき浴３の浴面高さ調整手段４を設けた
補助容器４０を連設してあり、図３の装置は、さらに上
記調合槽６に電磁撹拌手段２０が追設されてある。図４
は、図３の装置のポンプ１０、１１、１２、１３を電磁
ポンプ２２、２３、２４、２５としてあり、図５では前
記電磁撹拌手段２０に代え、機械的撹拌手段２６を設け
てある。なお、本発明では、撹拌動力を削減するため、
図９に示す堰３３を設け、溶融金属３の撹拌を行うこと
もできる。

【００１４】次に、図１の本発明に係る装置を用いて下
記条件にて冷間圧延後のアルミキルド鋼板に溶融亜鉛め
っきを行った後、合金化加熱処理を施した。溶融金属保持容器内のめっき浴条件（目標値）浴組成：０．２３±０．０５ｗｔ％Ａｌ−０．００２±
０．００１ｗｔ％Ｐｂ−Ｚｎ浴温：４７０±５℃ 第１溶解槽７浴組成：純Ｚｎ浴温：４８０±１０℃ 第２溶解槽８浴組成：１．０ｗｔ％Ａｌ−Ｚｎ浴温：４８０±１０℃ 第３溶解槽９浴組成：０．１ｗｔ％Ｐｂ−Ｚｎ浴温：４８０±１０℃ 調合槽６浴組成：０．２４±０．０５ｗｔ％Ａｌ−０．００２±
０．００１ｗｔ％Ｐｂ−Ｚｎ浴温：４７０±５℃ 「その他めっき条件」鋼帯厚：０．７ｍｍ鋼帯幅：１４００ｍｍ鋼帯の走行速度：１００ｍ／ｍｉｎ鋼帯のめっき浴中浸漬時間：０．０１秒めっき付着量：５０ｇ／ｍ² （片面）侵入鋼帯温度：４７５±５℃ 「合金化条件」合金化温度：４８０℃ 合金化時間：２４秒以上のめっき条件にて溶融亜鉛めっきを行ったが、平均
的な補給量は、操業中のｍａｓｓ−バランスを計算する
ことで求めることができる。すなわち、溶融金属保持容
器２内のめっき浴減少量は１４ｋｇ／ｍｉｎであり、調
合槽６からの平均供給量は１４ｋｇ／ｍｉｎとした。ま
た、第１、第２、第３溶解槽からの溶融金属（浴）の平
均供給量は、それぞれ１０．３ｋｇ／ｍｉｎ、３．４ｋ
ｇ／ｍｉｎ、０．３ｋｇ／ｍｉｎとした。また、各溶解
槽間の連結部はヒータにより加熱し、溶融金属の凝固を
防止した。さらに、各溶解槽は、不活性ガスを供給し、
非酸化性雰囲気としてある。

【００１５】実施成績は、図１に示した濃度センサ１４
にてめっき浴３中のＡｌ濃度変化を測定して評価した。
また、得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の所定位置か
らサンプルを採取し、以下の規準で表面外観を観察して
評価を行った。合金化不均一（未合金化部分わずかにあり）：外観不良合金化均一：外観良好その結果を図８のＡ曲線で示すが、めっき浴中のＡｌ濃
度は、経時的にみても目標とする管理範囲内に制御する
ことができた。めっき鋼板の表面は均一に合金化されて
いた。

【００１６】（実施例２）図２及び図３に示す装置を用
い、それぞれ下記条件以外は実施例１と同一条件で冷間
圧延後のアルミキルド鋼板に溶融亜鉛めっきを行い、合
金化加熱処理を施した。第２溶解槽８浴組成：０．３重量％Ａｌ−Ｚｎ浴温度：４７５℃ また、第１、第２、第３溶解槽からの溶融金属（浴）の
平均供給量は、それぞれ２．５ｋｇ／ｍｉｎ、１１．２
ｋｇ／ｍｉｎ、０．３ｋｇ／ｍｉｎとした。

【００１７】実施成績は、濃度センサ１４にてめっき浴
３中のＡｌ濃度の経時変化を測定して評価した。また、
得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の所定位置からサン
プルを採取して、表面外観及び耐パウダリング性の評価
を行った。なお、表面外観は上記の規準に従い、耐パウ
ダリングは下記方法で行った。「耐パウダリング性の評価」合金化溶融亜鉛めっき鋼板
（サンプル）の圧縮曲げ側にセロテープを貼り、１８０
°曲げ戻しテスト後に該セロテープを剥離し、該セロテ
ープに付着した剥離亜鉛量を蛍光Ｘ線にて測定、２段階
評価を行う。

【００１８】評価１：不良、評価２：良好。その結果を図１０に一括して示す。図２の装置（浴面高
さ調整手段４を有する補助容器４０付）を用いた場合を
曲線Ａで、図３の装置（図２に電磁撹拌手段２０を追
加）を用いた場合を曲線Ｂで示すが、めっき浴中のＡｌ
濃度は、経時的にみても目標とする管理範囲内に落ち着
いていた。また、表面外観は、均一に合金化されてお
り、耐パウダリング性（加工性）も良好であった。

【００１９】（比較例１）比較例として、めっき浴組成
及びその他のめっき条件は上記実施例１と同様にし、図
７に示す従来のめっき装置を用いて溶融亜鉛めっきを行
った。つまり、図７では本発明に係る調合槽６なしであ
る。該比較例についての成績は、図７に示した濃度セン
サ１４にてめっき浴中のＡｌ濃度を経時的に測定するこ
とで行った。また、得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の所定位置からサンプリングし、前記表面外観の評価を
行った。その結果を図８のＢ曲線で示すが、めっき浴中
Ａｌ濃度の経時変化は、一部の期間、目標管理範囲を越
えてばらつき、目標管理範囲内に制御することができな
かった。目標管理範囲の上限を越えた部分では、未合金
化部があり、外観不良であった。

【００２０】（比較例２）図７の従来めっき装置で実施
例２と同一条件の溶融亜鉛めっきを行い、合金化加熱処
理を施した。実施成績、表面外観の観察及び耐パウダリ
ング性の評価は、実施例２と同様に行い、その結果を前
出図１０に曲線Ｃで示す。めっき浴中のＡｌ濃度の経時
変化は、一部の期間、目標管理範囲の上限を超え、目標
内に制御することができなかった。上限を超えた期間の
製品は、合金化が不均一となり、表面外観も悪い。ま
た、めっき浴中のＡｌ濃度が目標管理範囲の下限値を下
回った期間の製品は、耐パウダリング性が不良であっ
た。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明を介して溶融
金属をめっき槽に供給することにより、該めっき槽内の
成分濃度のばらつきを抑制して目標管理範囲内に制御す
ることができた。その結果、良好なめっき品質の溶融金
属めっき製品を連続的に安定して製造することができる
ようになった。

【００２２】また、めっき条件が変化した場合も、溶解
槽からの溶融金属の供給量を制御することで迅速に該条
件変化に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るめっき浴成分の濃度調整装置を連
結しためっき設備を示す縦断面図である。

【図２】図１の別態様を示す縦断面図である。

【図３】図１〜２の別態様を示す縦断面図である。

【図４】図１〜３の別態様を示す縦断面図である。

【図５】図１〜４の別態様を示す縦断面図である。

【図６】溶融金属保持容器内に直接めっき浴成分を補給
するめっき設備の縦断面図である。

【図７】調合槽を使用しないで、溶融金属保持容器にめ
っき浴成分を補給するめっき設備の縦断面図である。

【図８】本発明の実施例１及び比較例１において得ため
っき浴成分（Ａｌ）濃度の経時変化を示す図である。

【図９】本発明に係る調合槽の平断面を示す図である。

【図１０】本発明の実施例２及び比較例２において得た
めっき浴中のＡｌ濃度の経時変化を示す図である。

【符号の説明】

１鋼帯（鋼板）２溶融金属保持容器（めっき槽）３溶融金属（めっき浴）４浴面高さ調整手段５ガイドロール６調合槽７、８、９溶解槽１０、１１、１２、１３ポンプ１４、３０濃度センサ１５、３１データ変換器１６、３２モニタ１７第１溶融金属１８第２溶融金属１９第３溶融金属２０電磁撹拌手段２１浴面高さ調整手段の制御部２２、２３、２４、２５電磁ポンプ２６撹拌手段２７モータ２８入力部２９制御部３３堰（邪魔板）３４供給口３５排出口３６排液ポット３７ドロス除去装置３８インゴット３９不活性ガス導入手段４０補助容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月一雄千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者宮川和也千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者仁藤隆嗣千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき浴となる溶融金属を満たし、その
中を貫通して鉛直上方に向かい鋼帯が走行する溶融金属
保持容器に連結されるめっき浴成分の濃度調整装置であ
って、上記溶融金属保持容器に供給する溶融金属を調合する少
なくとも１個の調合槽と、該調合槽内へ供給する溶融金
属を予め溶解、保持する複数個の溶解槽とからなること
を特徴とするめっき浴成分の濃度調整装置。
【請求項２】上記調合槽に溶融金属の撹拌手段を備え
たことを特徴とする請求項１記載のめっき浴成分の濃度
調整装置。
【請求項３】上記撹拌手段が該調合槽内に設けた少な
くとも１つの堰であることを特徴とする請求項２記載の
めっき浴成分の濃度調整装置。
【請求項４】上記調合槽、溶解槽及びそれらの連結通
路内にある溶融金属表面を非酸化性雰囲気にするガス導
入手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か記載のめっき浴成分の濃度調整装置。