JPH09217159A - 溶融めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】めっき中にスナウト内のめっき浴表面に発生す
る浮遊物を鋼帯より遠ざけて、鋼帯表面に接触、付着す
るのを防止し、不めっき等の表面欠陥のないめっき鋼板
が得られる溶融めっき方法を提供する。 【解決手段】鋼帯を連続的に溶融めっき浴中を通過させ
てめっきする溶融めっき方法であって、めっき浴面上に
一部出た状態で、かつ鋼帯に対面させてガス流動方向制
御板を設け、鋼帯とガス流動方向制御板との間に設けた
ガス噴射ノズルから鋼帯の両側端方向にめっき浴面に沿
って不活性ガスを噴射して、めっき浴面の浮遊物が鋼帯
表面に接触するのを防止しつつめっきすることを特徴と
する溶融めっき方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の連続溶融め
っき方法に係わり、さらに詳しくは、スナウト内のめっ
き浴面に浮遊する酸化物等の浮遊物が鋼板に付着するの
を防止した溶融めっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融めっき鋼板の製造方法は、鋼帯を連
続炉に送給して加熱焼鈍した後、スナウトを通して大気
に触れることなくめっき浴中に浸漬し、浴中のシンクロ
ールにより方向転換して引上げ、ガス吹き付けにより目
付量を調整し、必要により合金化処理を施す工程による
方法が主流となっている。

【０００３】スナウト内のめっき浴面には、めっき浴が
気化して凝固落下した酸化物が浮遊する。例えば、溶融
亜鉛めっきの場合、酸化物は酸化亜鉛粉であり、また鋼
板から溶出したＦｅと浴中成分との化合物（Ｆｅ₂ Ａｌ
₅ ）等の浮遊物が発生し、めっき処理量に比例して増加
する傾向にある。

【０００４】図２は、めっき中のめっき浴槽の断面図
で、（ａ）はめっき浴槽とスナウト先端部の断面図、
（ｂ）はスナウト先端部分の拡大図である。

【０００５】鋼帯２は、スナウト３の先端部からめっき
槽１内のめっき浴に侵入し、シンクロール４で方向転換
し、サポートロール５を経てめっき浴外に出る。

【０００６】同図（ｂ）に示すように、めっき浴表面に
浮いて存在する浮遊物６は、めっき浴への鋼帯の浸入に
よって生じる浴流れ７に引き寄せられて鋼板に接触す
る。この浮遊物が鋼板表面に接触すると、浮遊物が付着
した状態でめっきされることになる。そうすると、めっ
き皮膜に不均一な模様が発生したり、浮遊物が被膜中に
取り残されたり又接触部において不めっき状態になった
りする。

【０００７】主な浮遊物は、めっき浴の溶融金属が気化
してスナウト内壁に付着し、冷却されて凝固したものが
剥がれてめっき浴に落下したものである。この落下浮遊
物の発生を防止する方法として、スナウト内の外壁部に
ヒーターを設置する方法がある。すなわち、気化した酸
化物等がスナウトの壁に付着しても凝固しないようにヒ
ーターによりスナウトの壁を加熱する方法である。ま
た、スナウト内の水素濃度を上げて酸化を抑制する方法
もある。

【０００８】しかし、これ等の方法では充分な効果が得
られないので、浮遊物をポンプにて汲み取る方法が一般
的におこなわれているが、浮遊物は浴表面の全面に広が
って浮遊するので、集めて除去するのに多くの労力を要
する。また、ポンプによる汲み取り時のポンプ移動によ
り浴面が波立ち、一時的に多くの浮遊物が鋼帯表面に接
触することがあり、製品として出荷できず、スクラップ
にせざるを得なくなる。

【０００９】特開平２ー１１７４３号公報には、上記問
題に対処するための装置が開示されている。この装置
は、スナウトが２重構造になっており、それぞれが別々
に上下動可能で、それぞれのスナウト内に非酸化性ガス
をめっき浴面に噴射する手段を備えている。すなわち、
この装置の内側のスナウトをめっき浴面より少し上に上
げ、ガスを噴射して内側スナウト内のめっき浴面に浮遊
しているアッシュ（酸化亜鉛粒を含む亜鉛粒）をスナウ
ト外に移動させ、内側スナウトをめっき浴内に降ろす。
次いで外側スナウトをめっき浴面より少し上に上げ、ガ
ス噴射してアッシュを外側スナウト外に移動させて除去
する装置である。

【００１０】しかし、この装置による除去方法では、ス
ナウト内からアッシュを排出することは可能であるが、
スナウトの上下動の時、およびガス噴射時に浴面に波打
ちが発生するので、波打ちによる鋼板表面へのアッシュ
の接触を防止することはできない。

【００１１】また、特開平７ー１５７８５４号公報に
は、浴面に発生するヒュウムを除去するため、還流口と
吸引口とをスナウト側面に対にして設け、通板する鋼板
に対して下向きに窒素ガスを吹き付けるノズルを設けた
スナウト内浄化方法および装置が開示されている。

【００１２】この装置では、スナウト上下動による浴面
の波打ちはないが、下向きノズルからのガス吹き付けに
より波打ちが発生し、波打ちについての改善がなされて
いない。また、スナウトが一重構造なので常時鋼板近傍
でこの現象が発生することになり浮遊物接触を防止する
ことは困難である。また、還流と吸引によってスナウト
内ヒュウム濃度は減少するが浮遊物をなくすまでにはい
たらない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、めっき中に
スナウト内のめっき浴表面に発生する浮遊物を鋼帯より
遠ざけて、鋼帯表面に接触、付着するのを防止し、不め
っき等の表面欠陥のないめっき鋼板が得られる溶融めっ
き方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、めっき浴
面の浮遊物の回収効率をあげるため、窒素ガスを用い浮
遊物を特定箇所へ集積する方法について繰り返し実験を
おこなった。その際、溶融めっき浴面からノズルを離し
てガス噴射すると浴面が大きく波打ち、浴面と平行にガ
スを噴射すと波打ちが非常に小さくなり、かつ噴射ガス
により浮遊物を容易に移動させることが可能であること
を見出した。しかし、数分経過すると噴射方向の反対側
を中心に、新たな浮遊物が流入してきて安定した浮遊物
の除去対策とはならなかった。

【００１５】そこで、ガス流動方向制御板を鋼板と平行
に配置し、ガスの流量コントロールを試みると共に、反
対側からの浮遊物の流入を防止するため、相反する方向
にも噴射ノズルを設けることにより、めっき浴面の浮遊
物が鋼帯表面に接触するのを防止することができるとの
知見を得た。

【００１６】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
でその要旨は、「鋼帯を連続的に溶融めっき浴中を通過
させてめっきする溶融めっき方法であって、めっき浴面
上に一部出た状態で、かつ鋼帯に対面させてガス流動方
向制御板を設け、鋼帯とガス流動方向制御板との間に設
けたガス噴射ノズルから鋼帯の両側端方向にめっき浴面
に沿って不活性ガスを噴射して、めっき浴面の浮遊物が
鋼帯表面に接触するのを防止しつつめっきすることを特
徴とする溶融めっき方法」にある。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法を説明する
ためのスナウト先端部の断面図である。

【００１８】スナウト３内を通過する鋼帯２に対面させ
て、めっき浴面から一部出た状態でガス流動方向制御板
９が設けられ、その制御板と鋼帯２との間にガス噴射ノ
ズル８が、めっき浴面に近接して設置されている。

【００１９】ガス流動方向制御板は、ガス噴射ノズルか
らの噴射ガスを鋼帯幅方向に誘導するため、およびスナ
ウトの壁とガス流動方向制御板との間の浮遊物が、鋼帯
に接近するのを防止するために設ける。ガス制御板をめ
っき浴面から一部出すのは、浮遊物がガス流動方向制御
板を越えて鋼帯に接近するのを防止するためである。

【００２０】ガス流動方向制御板と鋼帯間の距離は、５
０〜１５０ｍｍ程度にするのが好ましい。あまり距離を
とると、噴射するガスの量を増加させる必要があり、ま
た、ガス流動方向制御板とスナウト壁間の浮遊物の待機
スペースが狭くなるのでるので好ましくない。一方、５
０ｍｍ以下にすると高速通板等で鋼帯に振動が発生した
場合、鋼帯がノズルに接触する危険がある。したがっ
て、ガス流動方向制御板は、鋼帯より７０ｍｍ程度離
し、通板中の鋼帯とほぼ平行させて設置するのがよい。

【００２１】ガス流動方向制御板の寸法、形状は限定し
ないが、幅は鋼帯の幅よりも１００〜２００ｍｍ程度広
幅にしておくのが好ましい。そうすることにより、鋼帯
が通板のセンターラインからどちらかに片寄っても、ガ
ス流を誘導することができるからである。

【００２２】ガス流動方向制御板の幅を鋼帯幅と同じに
する場合は、鋼帯がセンターラインからずれたときに
は、それに合わせて制御板も移動させればよい。

【００２３】また、形状は湾曲していてもガス流の制御
効果はあるが、浮遊物を最短距離で効率よく移動させる
には平坦な形状が好ましい。

【００２４】図４は、ガス流動方向制御板が湾曲してい
る形状の例を示す図である。

【００２５】この制御板の材質は、めっき浴温で溶融し
ないセラミックスのような耐熱性を有し、めっき浴と濡
れ性の悪い材質がよい。

【００２６】なお、ガス流動方向制御板のスナウト内で
の設定は、主として浮遊物が集まり易い鋼帯の後側（シ
ンクロール非接触面側）に配置して使用するのが好まし
い。

【００２７】ただし、めっき浴面でのめっき浴の気化が
活発で浮遊物が鋼帯の前側（シンクロール接触面側）に
も存在する場合には、鋼帯の前側にも設けるのがよい。

【００２８】図３は、ガス噴射ノズルの形状例を示す図
で、（ａ）はガス噴射口の断面が円形状のノズル、
（ｂ）はガス噴射口がスリット状のノズルを示す。

【００２９】このようなガス噴射ノズルを、鋼帯とガス
制御板の間に鋼帯幅方向の中央部に設け、鋼帯の両側端
方向にめっき浴面に沿って不活性ガスを噴射する。した
がって、ガス噴射ノズルの噴射口は、図３に示すように
２ヶ所からそれぞれ相反する方向に向いている。めっき
浴面に沿うようにガスを噴射するのは、めっき浴面を波
立てないためである。したがって、ノズルは浴面に近接
して設けるのが好ましい。なお、ガスの噴射方向は必ず
しもめっき浴面と平行でなくとも、めっき浴面が波立た
ない程度に下方（浴面方向）に向けて噴射してもよい。

【００３０】ガス噴射は、鋼帯の両側端方向に同時に噴
射して浮遊物を鋼帯端部より外側に押し出さなければな
らないので、ガス噴射ノズルは鋼帯幅方向の中央部に設
置するのが好ましい。すなわち、ノズル先端から鋼帯側
端までの距離をそれぞれ同じにすることにより、浮遊物
を押し出すのに必要な最低限のガス流量で噴射すればよ
いからである。

【００３１】好ましい噴射ガスの流量を求めるため、噴
射ガスの流量を２〜３０Ｎｍ³ ／時間の範囲内で変化さ
せ、鋼板と流動方向制御板間に残った浮遊物を写真撮影
し、浮遊物の占める面積率を画像処理により測定し、そ
の結果から浮遊物の除去率を求めた。鋼板と流動方向制
御板との距離は、７０ｍｍとした。

【００３２】図５は、測定結果を示し、噴射ガスの流量
は１５〜２５Ｎｍ³ ／時間程度が適当であることがわか
る。流量をあまり少なくすると浮遊物の移動が遅かった
り、浮遊物が大量であるとガス流動方向制御板に付着し
た状態で残ることがある。また、大量に流すと、ガスの
浪費につながり、極端に流量を増やせばスプラッシュ
（微小溶滴）が発生する。

【００３３】ガスは不活性ガスであればよく、窒素ガス
やアルゴンガスが適している。最も経済的なのは、スナ
ウト内の雰囲気ガスをスナウトから抜き、ガスをフィル
ターに通して清浄化してノズルに供給できるように配管
して、雰囲気ガスを循環使用する方法である。

【００３４】上記のようにガスを噴射することにより、
めっき浴面のガス噴射圧力の影響が減少してめっき浴面
の波打ちの発生が防止でき、鋼板への浮遊物引き込みが
激減する。

【００３５】このようにして、スナウト内の浮遊物が鋼
板に接近し付着するのを防止することができるととも
に、鋼板を清浄な状態でめつき浴に浸入させることがで
きるので、不めっき等の表面欠陥の発生を防止でするこ
とがきる。

【００３６】以下、実施例に基づき本発明方法の効果を
説明する。

【００３７】

【実施例】厚さ０．６ｍｍ、幅１２１９ｍｍの炭素鋼帯
を用い、下記条件で溶融めっきをおこなった。

【００３８】 めっき浴組成： Ａｌ ０．１０〜０．２０重量％、他Ｚｎ及び不純物 めっき浴温 ： ４６０゜±１０゜Ｃ 通板速度 ： ９０ｍｍ／ｍｉｎ 合金化処理温度： ５２０゜Ｃ 本発明例では、図３（ａ）、（ｂ）に示す２種の噴射ノ
ズルと、厚さ７ｍｍ、幅１４００ｍｍ、長さ６２０ｍｍ
の平坦なセラミックス板をガス流動方向制御板として用
いてめっきをおこなった。また、従来例では、これらを
用いない通常の方法でめっきをおこなった。

【００３９】なお、図３中の数字の単位はｍｍである。

【００４０】この実施例では、ガス流動方向制御板と鋼
帯との距離は７０ｍｍとした。また、ガスの流量は、図
（ａ）に示すノズルでは１５Ｎｍ³ ／Ｈｒ、（ｂ）に示
すノズルでは２０Ｎｍ³ ／Ｈｒとした。両ノズルとも、
ノズルの噴射口が半分めっき浴に侵漬する状態で設置し
た。

【００４１】めっき後、合金化処理しためっき鋼板か
ら、巾１２１９ｍｍ、長さ１０００ｍｍのサンプルをそ
れぞれ２０枚採取し、両面の不めっき部および模様を目
視検査にて調査した。さらに、めつき皮膜中に残存して
いる浮遊物の個数を砥石研磨し、目視検査により調べ
た。その結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】同表から明らかなように、ガス流動方向制
御板およびガス噴射ノズルを用いた本発明の方法では、
不めっき部、異常模様はなく、まためっき被膜中に浮遊
物は残っていない。一方、従来例では、めっき被膜中に
浮遊物が残存しており、不めっき部が多い。

【００４４】

【発明の効果】本発明の方法によれば、連続溶融めっき
におけるスナウト内浮遊物によるめっき欠陥が激減し、
表面品質の良好なめっき鋼板を安定して製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を説明するためのスナウト先端部
の断面図である。

【図２】めっき中のめっき浴槽の断面図で、（ａ）はめ
っき浴槽とスナウト先端部の断面図、（ｂ）はスナウト
先端部分の拡大図である。

【図３】ガス噴射ノズルの形状例を示す図で、（ａ）は
ガス噴射口の断面が円形状のノズル、（ｂ）はガス噴射
口がスリット状のノズルを示す。

【図４】ガス流動方向制御板の形状例を示す図である。

【図５】ガス流量とガス流動方向制御板と鋼帯間の浮遊
物の除去率の関係を示す図である。

【符号の簡単な説明】

１：めっき槽 ２：鋼帯 ３：スナウト ４：シンクロール ５：サポートロール ６：スナウト内浮遊物 ７：スナウト内鋼帯近傍の流れ ８：ガス噴射用ノズル ９：ガス流動方向制御板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼帯を連続的に溶融めっき浴中を通過させ
   てめっきする溶融めっき方法であって、めっき浴面上に
   一部出た状態で、かつ鋼帯に対面させてガス流動方向制
   御板を設け、鋼帯とガス流動制御板との間に設けたガス
   噴射ノズルから鋼帯の両側端方向にめっき浴面に沿って
   不活性ガスを噴射して、めっき浴面の浮遊物が鋼帯表面
   に接触するのを防止しつつめっきすることを特徴とする
   溶融めっき方法。