JPH0892711A - 溶融金属めっき浴装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 めっきの表面品質向上を図ると共に、転がり
軸受１３、１３の耐久性を向上させる。 【構成】 運転開始直後を除き、回転駆動用のシャフト
２０と軸１５の端部との係合を外す。この状態でサポー
トロール９は、表面にめっき処理を施す帯状金属板の表
面との摩擦によってのみ回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼板、アルミニウム板
等、芯材となる長尺な帯状金属板の表面に、亜鉛、アル
ミニウム、これらの合金等の溶融金属を付着させる事
で、上記表面にめっき処理を施す溶融金属めっき浴装置
の運転方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属表面に他の金属のめっき層を形成す
る場合、電気化学的処理によるめっきの他、芯材となる
金属を上記他の金属を溶融させためっき浴中に浸漬す
る、所謂溶融金属めっき浴によるめっき処理が、広く行
なわれている。この様な溶融金属めっき浴に使用される
溶融金属めっき浴装置は従来から、例えば実開昭６１−
９０８５２号公報、特開平５−１８７４４５号公報に記
載されている様に、広く知られている。

【０００３】図４は、従来から知られた溶融金属めっき
浴装置を示している。アンコイラ１から送り出された、
鋼板、アルミニウム板等の帯状金属板２は、適宜の搬送
ロール３により案内されつつ、この帯状金属板２を予熱
する為の連続炉４からスナウト５を通り、亜鉛、アルミ
ニウム等の溶融金属６を貯溜しためっき槽７に導き入れ
られる。そして上記帯状金属板２は、このめっき槽７の
底部に水平方向に亙って設けられたシンクロール８によ
り折り返されて上方に方向転換されつつ、このめっき槽
７内を送られる事で、表面に溶融金属６を付着させる。
次いで上記帯状金属板２は、サポートロール９、９によ
って反りの矯正及び通板の安定化を図りつつ、めっき処
理済の帯状金属板２ａとして、上記めっき槽７外に取り
出される。めっき槽７外に出る際に上記帯状金属板２ａ
は、ノズル１０、１０の間を通過する事で、溶融金属６
の付着量を規制される。上記ノズル１０、１０を通過し
た、めっき処理済の帯状金属板２ａは、表面に付着した
金属を冷却固化させてから、リコイラ１１に巻き取る。

【０００４】上述の様に、高温の溶融金属６中に浸漬さ
れた状態で、表面に溶融金属６を付着させた帯状金属板
２ａと当接するサポートロール９、９は、例えば図５に
示す様に、１対の支持腕１２、１２の先端部（下端部）
に転がり軸受１３、１３を介して、回転自在に支持され
る。即ち、上記各支持腕１２、１２の先端部に形成した
円孔１４、１４の内周面と、サポートロール９の両端面
中心部から突出した軸１５、１５の外周面との間にそれ
ぞれ転がり軸受１３、１３を設ける事により、上記サポ
ートロール９が軽い力で回転する様にしている。

【０００５】転がり軸受１３、１３としては、高度の耐
熱性を要求される事から、例えばセラミック製のものを
使用する。即ち、各転がり軸受１３、１３を、それぞれ
窒化珪素等のセラミックにより造られた、外輪１６と内
輪１７と複数の転動体１８、１８とから構成している。
尚、これら複数の転動体１８、１８は、図示しない保持
器により、隣り合う転動体１８、１８同士の間に所定の
間隔をあけた状態で、転動自在に保持している。

【０００６】上述の様な転がり軸受１３、１３によりそ
の両端部を支持されたサポートロール９、９は、溶融金
属めっき浴装置の操業時に、図６に示す様な回転駆動装
置１９とシャフト２０とにより、前記帯状金属板２ａ
（図４）の送り速度と同期して回転駆動される。この回
転駆動装置１９は、それぞれが前記めっき槽７外に設け
られた電動モータ２１と減速機２２とから構成される。
電動モータ２１の回転は、減速機２２及び自在継手２３
を介してシャフト２０に伝達され、更にこのシャフト２
０から上記サポートロール９に伝達され、このサポート
ロール９を駆動する。上述の様な回転駆動装置１９を従
来は、溶融金属めっき浴装置によるめっき作業の間中、
回転駆動していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様な
従来の溶融金属めっき浴装置により帯状金属板２の表面
にめっき処理を施す場合、サポートロール９、９を回転
駆動する事に起因して、次のの様な問題を生じる。

【０００８】 帯状金属板２ａの送り速度とサポート
ロール９、９の回転速度とを同期させる事が難しく、制
御装置に高精度が要求される為、設備費が嵩む。即ち、
上記両速度が正確に同期しない場合には、帯状金属板２
ａの表面とサポートロール９、９の外周面とが摩擦し合
い、この帯状金属何２ａ表面のめっき層の品質が悪くな
る。従って、上記両速度を正確に同期させるべく、高精
度の制御装置が必要になり、設備費が嵩んでしまう。

【０００９】 回転駆動装置１９及びシャフト２０の
振動がサポートロール９、９に伝わる事で、帯状金属板
２ａ表面のめっき層の品質が悪くなるだけでなく、この
サポートロール９、９を支承している転がり軸受１３、
１３の摩耗が促進される。

【００１０】上記の問題を解消する為には、上記サ
ポートロール９、９を回転駆動する事なく、単に転がり
軸受１３、１３により回転自在に支承する事が考えられ
る。しかしながら、上記サポートロール９、９を全く回
転駆動しない場合には、アンコイラ１（図４）から引き
出してめっき槽７を通過させた帯状金属板２、２ａをリ
コイラ１１（図４）に巻き付ける、所謂通板作業を行な
う事が困難になる。本発明の溶融金属めっき浴装置の運
転方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

【００１１】

【課題を解決する為の手段】本発明の溶融金属めっき浴
装置の運転方法により運転される溶融金属めっき浴装置
は、前述の従来から知られた溶融金属めっき浴装置と同
様に、互いに間隔をあけて配置され、それぞれの下端部
を溶融金属を貯溜しためっき槽中に挿入された１対の支
持腕と、両支持腕の間に水平方向に亙って設けられたロ
ールと、このロールの両端面中心部から突出した軸と、
この軸を上記各支持腕に対し回転自在に支持する転がり
軸受と、上記めっき槽外に設けられた回転駆動装置と、
この回転駆動装置の駆動軸にその基端部を結合すると共
にその先端部を上記軸の端部に係脱自在としたシャフト
と、表面にめっき処理を施していない帯状金属板を上記
めっき槽に向けて送り出すアンコイラと、このめっき槽
を通過する事で表面にめっき処理を施された帯状金属板
を巻き取るリコイラを備えている。

【００１２】この様に構成される溶融金属めっき浴装置
の運転方法である、本発明の溶融金属めっき浴装置の運
転方法は、溶融金属めっき浴装置の運転開始直後で、上
記帯状金属板を上記アンコイラから引き出して上記リコ
イラに巻き取るまでの間は、上記シャフトの先端部と上
記軸の端部とを係合させて、上記ロールを上記帯状金属
板の送り速度と同期して回転させる事により、この帯状
金属板が安定して送られる定常運転に移行させる。そし
て、定常運転時には、上記シャフトの先端部と上記軸の
端部との係合を外して上記ロールを、その外周面と帯状
金属板の片面との摩擦のみによって回転させる。

【００１３】

【作用】上述の様に構成される、本発明の溶融金属めっ
き浴装置の運転方法の場合には、溶融金属めっき浴装置
の運転開始直後には回転駆動装置によりロールを、帯状
金属板の送り速度と同期して回転させる為、アンコイラ
から引き出してめっき槽を通過させた帯状金属板をリコ
イラに巻き付ける通板作業を容易に行える。

【００１４】又、通板完了後、定常運転時には、シャフ
トの先端部と軸の端部との係合を外して上記ロールを、
その外周面と帯状金属板の片面との摩擦のみによって回
転させる為、回転駆動装置やシャフトの振動がこのロー
ルに伝わる事がない。この為、振動に基づくめっき層の
品質悪化や転がり軸受の耐久性低下を防止できる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の効果を確認する為に行った実
験に就いて説明する。尚、本発明の方法により運転する
溶融金属めっき浴装置の構造自体は、従来から知られた
溶融金属めっき浴装置の構造と変わる点はない。又、シ
ャフト２０の先端部と軸１５の端部とを係脱させる構造
も、溶融金属めっき浴装置には従来から組み込まれてい
る。これは、例えばサポートロール９を支持する転がり
軸受１３、１３の交換作業を行う際に、上記シャフト２
０が交換作業の妨げとならない様にする為である。

【００１６】この様な、シャフト２０の先端部と軸１５
の端部とを係脱させる構造を実現する為に、図１に示す
様に、上記シャフト２０の先端部には係合ピン２４を、
このシャフト２０の直径方向に亙って固定し、この係合
ピン２４の両端部を上記シャフト２０の外周面よりも突
出させている。一方、上記軸１５の端部には、先端側
（図１の右側）が開口した円筒状の受具２５を固定して
いる。この受具２５の直径方向反対位置には切り欠き
（図示省略）を形成している。

【００１７】この様な構造で、上記シャフト２０の回転
を上記軸１４に伝達する場合には、上記係合ピン２４の
両端部を上記切り欠きに係合させつつ、上記シャフト２
０の先端部を上記受具２５内に挿入する。又、シャフト
２０と軸１５との係合を外す場合には、シャフト２０を
（図示しない台車に載った回転駆動装置１９ごと図１の
右方に）後退させ、このシャフト２０の先端部を上記受
具２５から抜き出すと共に、上記係合ピン２４の両端部
を上記切り欠きから抜き出す。この結果上記シャフト２
０は、上記受具２５による支持力を喪失する為、チェン
２６により吊り上げたり、或は図示しない支持ローラに
より支持する。

【００１８】本発明の溶融金属めっき浴装置の運転方法
は、溶融金属めっき浴装置の運転開始時（めっき操業立
ち上げ時）には、前述した図６の状態で、サポートロー
ル９、９を回転駆動しつつ、帯状金属板２、２ａをアン
コイラ１から引き出してリコイラ１１に巻き取る。そし
て、上記サポートロール９、９を回転駆動した状態のま
ま、溶融金属６の液面に浮遊する不純物（ドロス）の掻
き落とすと同時に、各サポートロール９、９の温度分布
の均一化を図る。尚、この間、上記サポートロール９、
９部分を通過する帯状金属板は、製品とはならない、所
謂ダミーコイルである為、各サポートロール９、９が振
動したり、或はサポートロール９、９の回転速度と帯状
金属板２、２ａの送り速度とが正確に同期しなくても、
特に問題とはならない。

【００１９】そして、上記掻き落としが完了し、各サポ
ートロール９、９の温度分布が均一化され、上記帯状金
属板２、２ａの送り速度が安定する定常運転に移行した
ならば、上記図１に示す様に、シャフト２０の先端部と
軸１５の端部との係合を外す。そして、上記サポートロ
ール９を、その外周面と帯状金属板２の片面との摩擦の
みによって回転させる。

【００２０】上述の様な本発明の溶融金属めっき浴装置
の運転方法の効果を確認する為に、本発明者は、次の条
件で連続運転試験を行ない、サポートロール９、９に生
じる振動、転がり軸受１３、１３の寿命、溶融めっきを
施された帯状金属板２ａの表面品質に就いて検証した。
尚、表面品質に就いては、めっき厚さの均一性、チャタ
ーマーク欠陥、さざなみ模様欠陥の３種類に就いて検証
した。

【００２１】試験条件は次の通りである。 溶融金属の種類 ： 亜鉛 帯状金属板２の種類 ： 鋼板 同厚さ ： ０．６mm 同幅 ： ８００mm サポートロール９の外径 ： ３００mm 転がり軸受１３の種類 ： 深溝型玉軸受 同材質 ： セラミック（窒化珪素） 同内径 ： ８０mm 同外径 ： １１５mm 同幅 ： ４５mm １対の転がり軸受１３、１３同士のピッチ ： １９００mm

【００２２】上記した条件で、図６に示す様にシャフト
２０の先端と軸１５の端部とを係合させて、電動モータ
２１によりサポートロール９を回転駆動する状態と、図
１に示す様にシャフト２０の先端と軸１５の端部との係
合を外して、サポートロール９を帯状金属板２、２ａの
摩擦により回転させる状態、即ち非駆動状態とでの振
動、寿命、表面品質に就いて検証した。その結果、表面
品質に関しては、次の表１に示す様な結果が得られた。
尚、上記した試験条件は、帯状金属板２の厚さが小さく
（薄く）、幅が狭いと言った、サポートロール９の非駆
動化にとって不利な条件である。

【００２３】

【表１】

【００２４】この表１の記載から明らかな通り、試験条
件が厳しいにも拘らず、サポートロール９を非駆動状態
とする本発明の運転方法によれば、サポートロール９を
駆動状態としたままとする従来の運転方法に比べて、サ
ポートロール９に生じる振動、転がり軸受１３、１３の
寿命、溶融めっきを施された帯状金属板２ａの表面品質
の何れに就いても、良好な結果を得られた。帯状金属板
２として、より厚さが大きく、幅が広いものを使用した
場合には、本発明の効果はより顕著になるものと考えら
れる。尚、上記表１中、振動は、試験開始直後、転がり
軸受１３、１３が殆ど摩耗していない状態での数値を示
している。又、転がり軸受１３、１３の寿命は、この転
がり軸受１３、１３の摩耗量の総和（外輪、玉、内輪の
摩耗量の合計）が１mmに達した時点とした。ちなみに、
使用した転がり軸受１３、１３は、摩耗量の総和が３mm
に達した時点で、玉を保持する保持器が内輪の外周面と
外輪の内周面との間で挟持され、円滑な回転支持を行な
えなくなる（転がり軸受として機能しなくなる）。又、
表面品質を表わす上記表１の符号中、◎はきわめて良好
なレベルを、○は良好なレベルを、△は改善を要するレ
ベルを、それぞれ表わしている。

【００２５】又、本発明者は、転がり軸受１３、１３の
摩耗に伴う振動の変化に就いて測定した。この結果を図
２に示す。この図２で、実線ａは本発明の運転方法によ
る場合の振動の変化を、破線ｂは従来の運転方法による
場合の振動の変化を、それぞれ表わしている。又、各線
ａ、ｂの途中に記載した白丸及び黒丸は、各時点での振
動の平均値を、これら各丸から上下方向に伸びた線分の
下端は各時点での振動の下限値を、上端は同じく上限値
を、それぞれ表わしている。前記表１及びこの図２の記
載から明らかな通り、従来の運転方法の場合には、運転
開始直後から振動が大きく（強く）、しかも時間の経過
と共に振動が大きくなる程度が著しい。これに対して、
本発明の運転方法によれば、サポートロール９、９の振
動を運転開始初期から小さく（弱く）抑える事が可能
で、しかも長期間運転後に於いても振動が大きくなる程
度が少ない。

【００２６】更に、本発明者は、転がり軸受１３、１３
の摩耗に伴うこの転がり軸受１３、１３の全隙間量に就
いて測定した。この結果を図３に示す。この図３で、実
線ａは本発明の運転方法による場合の全隙間量（＝摩耗
量の総和）の変化を、破線ｂは従来の運転方法による場
合の全隙間量の変化を、それぞれ表わしている。又、各
線ａ、ｂの途中に記載した白丸及び黒丸は、各時点での
全隙間量を表わしている。この図３の記載から明らかな
通り、従来の運転方法の場合には、運転開始直後から全
隙間量が比較的急に増大し、３０日経過した時点で転が
り軸受１３、１３の寿命として規定した１mmに達し、６
８日経過した時点で全隙間量が３mmに達して、上記サポ
ートロール９、９の回転が損なわれる状態となった。こ
れに対して、本発明の運転方法によれば、全隙間量の増
大が緩徐である。そして、８８日間経過した時点でも上
記全隙間量が、転がり軸受１３、１３の寿命として規定
した１mmよりも遥かに少なかった。尚、試験は８８日経
過した時点で終了した。

【００２７】

【発明の効果】本発明の溶融金属めっき浴装置の運転方
法によれば、次のの様な効果を得られる。 定常運転時には、帯状金属板の送り速度とロールの
回転速度とが自動的に同期する為、制御装置は特にこれ
ら両速度を同期させる制御を行う必要がなく、制御装置
の簡略化により、設備費の低減を図れる。 定常運転時に於けるロールの振動が少なくなり、帯
状金属板表面のめっき層の品質向上を図ると同時に、こ
のロールを支承している転がり軸受の摩耗低減を図れ
る。この結果、転がり軸受の交換周期を長くして、溶融
金属めっき浴装置のメンテナンスに要する費用の低減を
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】サポートロールとシャフトとの係合を外した状
態を示す、図６と同様の図。

【図２】溶融金属めっき浴装置運転時に於けるサポート
ロールの振動の経時的変化を示す線図。

【図３】サポートロールを支承する転がり軸受の内部隙
間の経時的変化を示す線図。

【図４】溶融亜鉛めっき装置の略縦断側面図。

【図５】図４の拡大Ｘ−Ｘ断面図。

【図６】サポートロールの回転駆動装置を示す、図５と
同方向から見た図。

【符合の説明】

１ アンコイラ ２、２ａ 帯状金属板 ３ 搬送ロール ４ 連続炉 ５ スナウト ６ 溶融金属 ７ めっき槽 ８ シンクロール ９ サポートロール １０ ノズル １１ リコイラ １２ 支持腕 １３ 転がり軸受 １４ 円孔 １５ 軸 １６ 外輪 １７ 内輪 １８ 転動体 １９ 回転駆動装置 ２０ シャフト ２１ 電動モータ ２２ 減速機 ２３ 自在継手 ２４ 係合ピン ２５ 受具 ２６ チェン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 幸夫 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 橋本 孝夫 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 矢川 敦久 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 森 俊博 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 野島 克広 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 安藤 功司 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友金 属工業株式会社鹿島製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに間隔をあけて配置され、それぞれ
   の下端部を溶融金属を貯溜しためっき槽中に挿入された
   １対の支持腕と、両支持腕の間に水平方向に亙って設け
   られたロールと、このロールの両端面中心部から突出し
   た軸と、この軸を上記各支持腕に対し回転自在に支持す
   る転がり軸受と、上記めっき槽外に設けられた回転駆動
   装置と、この回転駆動装置の駆動軸にその基端部を結合
   すると共にその先端部を上記軸の端部に係脱自在とした
   シャフトと、表面にめっき処理を施していない帯状金属
   板を上記めっき槽に向けて送り出すアンコイラと、この
   めっき槽を通過する事で表面にめっき処理を施された帯
   状金属板を巻き取るリコイラとを備えた溶融金属めっき
   浴装置の運転方法であって、溶融金属めっき浴装置の運
   転開始直後で、上記帯状金属板を上記アンコイラから引
   き出して上記リコイラに巻き取るまでの間は、上記シャ
   フトの先端部と上記軸の端部とを係合させて、上記ロー
   ルを上記帯状金属板の送り速度と同期して回転させる事
   により、この帯状金属板が安定して送られる定常運転に
   移行させ、定常運転時には、上記シャフトの先端部と上
   記軸の端部との係合を外して上記ロールを、その外周面
   と帯状金属板の片面との摩擦のみによって回転させる溶
   融金属めっき浴装置の運転方法。