JPH11131202A

JPH11131202A - 溶融金属めっき装置

Info

Publication number: JPH11131202A
Application number: JP29547797A
Authority: JP
Inventors: Hironori Shimogama; 宏徳下釜; Yasunori Kani; 保宣可児; Moroo Nakagawa; 師夫中川; Junji Sakai; 淳次酒井; Yukio Saito; 幸雄斉藤; Hidetoshi Nishi; 英俊西
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、めっき層の品質が向上する溶
融金属めっき装置を提供することにある。【解決手段】鋼帯１は、溶融金属ポット１２内の溶融金
属１３の浴中に導入され、シンクロール１４によって進
行方向を上方向に変えられ、溶融金属１３の浴外へと出
る。ここで、シンクロール１４は、鉄鋼材料からなる母
材１４ｂと、母材１４ｂの表面に形成された母材１４ｂ
の金属中に含まれる元素と化学的に結合可能な元素を堆
積させ、金属中の元素と結合した耐食性を有するセラミ
ックス処理層からなる表面層１４ａとから構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属めっき
装置に係り、特に、鋼帯のめっきを行うに好適な溶融金
属めっき装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶融金属めっき装置においては、
めっき装置用ロールのように溶融金属と接触する部品材
料の表面を、ＷＣ（タングステンカーバイト）・モリブ
デン溶射，ＰＶＤ，ＣＶＤ，クロームめっき処理したも
のを用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
溶融金属めっき装置においては、ＷＣ溶射層の剥離や、
母材金属と溶融金属との化学反応により不純物（ドロ
ス）が発生するため、めっき層の品質が低下するという
問題があった。本発明の目的は、めっき層の品質が向上
する溶融金属めっき装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、鋼帯に溶
融金属によりめっきをする溶融金属めっき装置におい
て、上記溶融金属と接触する金属部材の表面に、金属中
に含まれる元素と化学的に結合可能な元素を堆積させ、
金属中の元素と結合した耐食性を有する化合物からなる
表面層を形成するようにしたものである。かかる構成に
より、母材金属材料の溶損を無くして、めっき層の品質
を向上し得るものとなる。

【０００５】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記表面層は、セラミックス処理層としたものである。

【０００６】（３）上記（２）において、好ましくは、
上記セラミックス処理層は、硼化物系セラミックス処理
層としたものである。

【０００７】（４）上記（３）において、好ましくは、
上記硼化物系セラミックス処理層は、硼化鉄物系セラミ
ックス処理層としたものである。

【０００８】（５）上記（２）において、好ましくは、
上記セラミックス処理層は、炭化物系セラミックス処理
層としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を用いて、本
発明の一実施形態による溶融金属めっき装置について説
明する。最初に、図１を用いて、本発明の一実施形態に
よる溶融金属めっき装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による溶融金属めっき装置
の全体構成を示すシステム構成図である。

【００１０】本実施形態による連続溶融金属めっき装置
では、鋼帯１は、No.１巻出機２又はNo.2巻出機３から
払い出される。払い出された鋼帯１は、フィードレベラ
ー４で鋼帯１の巻癖を矯正した後、シャー５で鋼帯１の
先端部を切断され、溶接機６で先行する鋼帯１と溶接さ
れ、連続した鋼帯１となる。その後、鋼帯１は、No.１
ブライドル７及び入側ルーパー８を介して、前処理装置
９に導入され、鋼帯１の表面を洗浄される。鋼帯１は、
さらに、No.2ブライドル１０を介して加熱炉１１に導入
され、還元雰囲気中で溶融金属めっきに適した温度まで
加熱される。

【００１１】加熱炉１１で加熱された鋼帯１は、スナウ
ト３８中を通って溶融金属ポット１２へと導入される。
鋼帯１は、溶融金属１３の浴中を通り、シンクロール１
４を介して進行方向を変えられる。さらに、鋼帯１は、
溶融金属１３の浴上のガスパイピング装置１５におい
て、鋼帯１の表面上に持ち上げられた溶融金属１３の厚
みを制御して、所定の厚みになるように溶融金属１３は
落とされる。ガスパイピング装置１５の上部に設置した
めっき表面処理及び冷却装置１６，冷却装置１８及びト
ップロール２９を備えた冷却塔１７において、鋼帯１は
冷却され、連続的に溶融金属めっきが鋼帯１に施され
る。

【００１２】冷却塔１７で冷却された鋼帯１は、No.3ブ
ライドル１９を介して、圧延機２０で所定の圧下がなさ
れる。さらに、No.4ブライドル２１を介して、テンショ
ンレベラー２２で所定の伸びを鋼帯１に与えることで、
圧延機２０での圧下との組み合わせで鋼帯１の機械的特
性を調整される。その後、No.5ブライドル２３を介して
後処理装置２４で所定の後処理を鋼帯１に施し、出側ル
ーパー２５、No.6ブライドル２６を通って、出側シャー
２７で所定の長さに切断される。切断された鋼帯１は、
巻取機２８でコイル状に巻取ることで、連続的に溶融金
属のめっきを施しためっき鋼帯１が得られる。

【００１３】次に、図２を用いて、本発明の一実施形態
による溶融金属めっき装置の要部について説明する。図
２は、本発明の一実施形態による溶融金属めっき装置の
要部の断面図である。

【００１４】図１において説明したように、加熱炉１１
で所定温度まで加熱された鋼帯１は、スナウト３８中を
通り、溶融金属ポット１２内の溶融金属１３の浴中に導
入され、シンクロール１４によって進行方向を上方向に
変えられ、溶融金属１３の浴外へと出る。鋼帯１に対す
る溶融金属めっきは、溶融金属１３の浴中で施され、そ
の厚みは、前記溶融金属１３浴上のガスワイピング装置
１５で調整される。鋼帯１の振動防止、反り修正等のた
め、溶融金属１３浴中には、サポートロール３２が設置
され、さらに、ガルバニール等の合金化炉をガスワイピ
ング１５の上部に設置する場合には、ガイドロール３９
が設置される。

【００１５】ここで、シンクロール１４の構成について
説明する。シンクロール１４は、その中心の母材１４ｂ
と、母材１４ｂの表面に形成された表面層１４ａによっ
て構成されている。母材１４ｂは、鉄鋼材料等の安価な
材料からなっている。表面層１４ａは、本実施形態で
は、硼化鉄系セラミックスからなっている。表面層１４
ａは、セラミックス処理層であり、母材１４ｂの表面
に、母材１４ｂの金属中に含まれる元素と化学的に結合
可能なセラミックスを堆積させて形成する化学的合成法
により形成される処理層であり、母材１４ｂの金属中の
元素と結合した溶融金属１３に対して耐食性を有する化
合物によって、母材１４ｂの表面に形成されたものであ
る。従って、このセラミックス処理層である表面層１４
ａが、層ごと剥離したり、表面層１４ａを浸透して母材
１４ｂの金属が溶融金属に溶損されることが無いもので
ある。

【００１６】シンクロール１４が、溶融金属１３と接触
する際、シンクロール１４の表面層１４ａが溶融金属１
３と接触することとなるため、母材１４ｂの金属が溶融
金属に溶損されることが無くなるものである。即ち、シ
ンクロール１４の表面に形成されたセラミックス表面処
理材料からなる表面層１４ａは、めっき用溶融金属１３
とは濡れないため、溶融金属１３中の鉄ドロス等の不純
物発生量を削減でき、清浄な表面肌を有するめっき鋼帯
を得ることができ、めっき層の品質が向上するものであ
る。

【００１７】また、シンクロール１４の損傷は、鋼帯１
との接触摩耗だけとなるため、ロール寿命の延長がで
き、ロール交換周期を従来の３〜５倍とすることができ
た。

【００１８】さらに、本実施形態においては、サポート
ロール３２及びガイドロール３９も、その表面にセラミ
ックス表面処理材料からなる表面層を設けるようにして
いる。即ち、サポートロール３２は、図示するように、
鉄鋼材料からなる母材３２ｂと、硼化鉄系セラミックス
表面処理材料からなる表面層３２ａによって構成されて
いる。ガイドロール３９も、鉄鋼材料からなる母材３９
ｂと、硼化鉄系セラミックス表面処理材料からなる表面
層３９ａによって構成されている。

【００１９】従って、サポートロール３２及びガイドロ
ール３９からの溶融金属１３中の鉄ドロス等の不純物発
生量を削減でき、清浄な表面肌を有するめっき鋼帯を得
ることができ、めっき層の品質が向上するものである。
また、これらのロール寿命の延長ができ、ロール交換周
期を従来の３〜５倍とすることができた。

【００２０】さらに、本実施形態においては、シンクロ
ール１４及びサポートロール３２のフレーム等の表面
に、硼化鉄系セラミックス表面処理材料からなる表面層
を形成するようにしており、これによって、フレームの
溶融金属１３に対する溶損が無くなるため、フレーム等
の金属材料の溶融金属１３への溶損が無くなることによ
り、溶融金属１３中の鉄ドロス等の不純物発生量を削減
でき、清浄な表面肌を有するめっき鋼帯を得ることがで
きた。また、フレームの溶損が無くなることにより、フ
レームの予備品を従来の１／２とすることができた。

【００２１】また、溶融金属１３と間接的に接触する部
位の金属材料、例えば、ガスワイピング装置１５及びめ
っき装置フレームの表面に対しても、硼化鉄系セラミッ
クス表面処理層を用いることにより、母材金属が損傷さ
れることが無くなり、予備品も従来の１／２とすること
ができた。

【００２２】更には、めっき後の鋼帯１と接触する各種
ロール（トップロール２９、ブライドルロール１９，２
１，２６、圧延機２０用作業ロール、後処理用コータロ
ール、デフロール）の表面に、硼化鉄系セラミックス処
理層を設けることにより、ロール表面層が鋼帯のめっき
金属に対する耐食性を有し、ロール表面へのめっき用金
属の付着を無くすことができ、各種ロールの寿命を従来
の２〜４倍に延長することができた。

【００２３】なお、上述した説明では、表面層として、
硼化鉄系セラミックス表面処理層を用いているが、炭化
鉄系セラミックス表面処理層を用いることも可能であ
る。

【００２４】さらに、表面処理層を施したシンクロール
１４等の母材としては、鉄鋼材料を用いているため、表
面処理層は、硼化鉄系セラミックス若しくは炭化鉄系セ
ラミックとしているが、溶融金属と接触する部材の母材
が鉄鋼材料以外の金属からなる場合には、それらの金属
の元素と化学的に結合可能な元素を堆積させ、この金属
元素と結合した耐食性を有する硼化物系セラミックス若
しくは炭化物系セラミックスを用いることができる。

【００２５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、溶融金属と間接的に接触する部材からの溶融金属中
の鉄ドロス等の不純物発生量を削減でき、清浄な表面肌
を有するめっき鋼帯を得ることができ、めっき層の品質
を向上できる。

【００２６】また、これらの部材の寿命を長くすること
ができる。

【００２７】次に、図３を用いて、本発明の第２の実施
形態による溶融金属めっき装置について説明する。な
お、本実施形態による溶融金属めっき装置の全体構成
は、図１に示したものと同様である。図３は、本発明の
第２の実施形態による溶融金属めっき装置の要部の断面
図である。

【００２８】加熱炉１１で所定温度まで加熱された鋼帯
１は、スナウト３８中を通って溶融金属ポット１２内の
溶融金属１３の浴中に導入され、シンクロール１４で進
行方向を上方向に変えられ、溶融金属１３の浴外へと出
て行く。鋼帯１への溶融金属めっきは、溶融金属１３浴
中で施され、その厚みは、溶融金属１３ｍｐ浴上部の絞
りロール４０で調整される。

【００２９】ここで、シンクロール１４は、図２に示し
たものと同様に、中心の鉄鋼材料からなる母材１４ｂ
と、母材１４ｂの表面に形成された硼化鉄系セラミック
スからなる表面層１４ａによって構成されている。

【００３０】また、絞りロール４０も、中心の鉄鋼材料
からなる母材４０ｂと、母材４０ｂの表面に形成された
硼化鉄系セラミックスからなる表面層４０ａによって構
成されている。

【００３１】従って、シンクロール１４及び絞りロール
４０の母材の金属が溶融金属に溶損されることが無くな
り、セラミックス表面処理材料からなる表面層１４ａ，
４０ａは、めっき用溶融金属１３とは濡れないため、溶
融金属１３中の鉄ドロス等の不純物発生量を削減でき、
清浄な表面肌を有するめっき鋼帯を得ることができ、め
っき層の品質が向上するものである。

【００３２】また、シンクロール１４及び絞りロール４
０の損傷は、鋼帯１との接触摩耗だけとなるため、ロー
ル寿命の延長ができ、ロール交換周期を従来の３〜５倍
とすることができた。

【００３３】また、シンクロール１４及び絞りロール４
０のフレーム等の表面に、セラミックス表面処理材料か
らなる表面層を用いることにより、フレームの溶融金属
に対する溶損が無くなるため、フレームの予備品を従来
の１／２とすることができた。

【００３４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、溶融金属と間接的に接触する部材からの溶融金属中
の鉄ドロス等の不純物発生量を削減でき、清浄な表面肌
を有するめっき鋼帯を得ることができ、めっき層の品質
を向上できる。

【００３５】また、これらの部材の寿命を長くすること
ができる。

【００３６】次に、図４を用いて、本発明の第３の実施
形態による溶融金属めっき装置について説明する。な
お、本実施形態による溶融金属めっき装置の全体構成
は、図１に示したものと同様である。図４は、本発明の
第３の実施形態による溶融金属めっき装置の要部の断面
図である。

【００３７】加熱炉１１で所定温度まで加熱された鋼帯
１は、スナウト３８中を通って無酸化雰囲気のチャンバ
ー４５中に導入され、ターンロール４４で進行方向を上
方向に変えられ、めっきロール４１の対の間で溶融金属
めっきを施される。溶融金属１３は、溶融金属供給用ノ
ズル５０でめっきロール（アプリケータロール）４１
間、めっきロール４１とピックアップロール４２との
間、あるいは溶融金属受けパン４３に供給され、めっき
ロール４１で鋼帯１に溶融金属めっきを施すように構成
している。

【００３８】ここで、めっき４１及びピックアプップロ
ール４２は、それぞれ、図示するように、中心の鉄鋼材
料からなる母材４１ｂ，４２ｂと、母材４１ｂ，４２ｂ
の表面に形成された硼化鉄系セラミックスからなる表面
層４１ａ，４２ａによって構成されている。

【００３９】従って、めっき４１及びピックアプップロ
ール４２の母材の金属が溶融金属に溶損されることが無
くなり、セラミックス表面処理材料からなる表面層４１
ａ，４２ａは、めっき用溶融金属１３とは濡れないた
め、溶融金属１３中の鉄ドロス等の不純物発生量を削減
でき、清浄な表面肌を有するめっき鋼帯を得ることがで
き、めっき層の品質が向上するものである。

【００４０】また、めっき４１及びピックアプップロー
ル４２の損傷は、鋼帯１との接触摩耗だけとなるため、
ロール寿命の延長ができ、ロール交換周期を従来の３〜
５倍とすることができた。

【００４１】また、めっき４１及びピックアプップロー
ル４２のフレーム等の表面に、セラミックス表面処理材
料からなる表面層を用いることにより、フレームの溶融
金属に対する溶損が無くなるため、フレームの予備品を
従来の１／２とすることができた。

【００４２】さらに、溶融金属受けパン４３，溶融金属
供給用ノズル４６及び溶融金属用配管系の表面に、セラ
ミックス表面処理材料からなる表面層を用いることによ
り、溶融金属１３に対する溶損が無くなるため、溶融金
属受けパン４３，溶融金属供給用ノズル４６及び溶融金
属用配管系の予備品を従来の１／２とすることができ
た。

【００４３】更には、溶融金属受けパン４３，溶融金属
供給用ノズル４６及び溶融金属用配管系等の金属材料の
溶融金属１３への溶損が無くなることにより、溶融金属
１３中の鉄ドロス等の不純物発生量を削減でき、清浄な
表面肌を有するめっき鋼帯を得ることができた。

【００４４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、溶融金属と間接的に接触する部材からの溶融金属中
の鉄ドロス等の不純物発生量を削減でき、清浄な表面肌
を有するめっき鋼帯を得ることができ、めっき層の品質
を向上できる。

【００４５】また、これらの部材の寿命を長くすること
ができる。

【００４６】次に、図５及び図６を用いて、本発明の第
４の実施形態による溶融金属めっき装置について説明す
る。なお、本実施形態による溶融金属めっき装置の全体
構成は、図１に示したものと同様である。図５は、本発
明の第４の実施形態による溶融金属めっき装置の配管系
の説明図であり、図６は、図５に示した配管の断面図で
ある。

【００４７】最初に、図５を用いて、溶融金属１3を溶
融金属ポット１２ａから溶融金属ポット１２ｂや他の場
所に移す溶融金属配管系の概要について説明する。溶融
金属ポット１２ａ中の溶融金属１３は、溶融金属用ポン
プ３４で配管系へ汲み上げられ、溶融金属用配管３３，
３５，３６を通って、溶融金属ポット１２ｂ他へと移送
される。溶融金属の供給量の調整は、溶融金属用バルブ
３７で行われる。

【００４８】次に、図６を用いて、配管３３，３５，３
６の断面構造について説明する。溶融金属用配管３３
は、鉄鋼材料からなる配管の母材３３ｂと、この母材３
３ｂの内面及び外面に形成された溶融金属１３に対し耐
食性の優れた硼化鉄系セラミックスのようなセラミック
ス処理層の表面層３１で構成している。したがって、内
部の母材金属３０が溶融金属に対して溶損されることが
無く、溶融金属と接触する部位の材料として使用される
金属材料の寿命を従来の３〜５倍に延長することができ
た。配管３５，３６も、配管３３と同様に形成されてい
る。

【００４９】ここで、表面層３３ａは、母材３３ｂの金
属中の元素と化学的に結合した化学合成法によるセラミ
ックス処理層であるため、図５に示した溶融金属配管系
中の溶融金属ポット１２ａ，１２ｂや、溶融金属用ポン
プ３４、溶融金属用バルブ３７、エルボ、Ｔ字継手等の
複雑な溶融金属用配管としても適用することができる。

【００５０】従来の溶融金属用ポンプ及び溶融金属用配
管等においては、溶融金属と接触する部位には、サイア
ロン等の高価なセラミックスを用いていたため、脆く、
熱衝撃に弱く十分な予熱が必要で、取り扱いも非常に注
意を要していたが、本実施形態の溶融金属用配管系の材
料は、母材が鉄鋼材料のため熱伝導が良く熱衝撃に対し
ても強くなり、取り扱いが非常に容易となるため、溶融
金属配管系のセッティング、予熱の時間も短縮できる。

【００５１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、溶融金属と間接的に接触する部材からの溶融金属中
の鉄ドロス等の不純物発生量を削減でき、清浄な表面肌
を有するめっき鋼帯を得ることができ、めっき層の品質
を向上できる。

【００５２】また、これらの部材の寿命を長くすること
ができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、溶融金属めっき装置に
おけるめっき層の品質を向上することができる。

【００５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による溶融金属めっき装置
の全体構成を示すシステム構成図である。

【図２】本発明の一実施形態による溶融金属めっき装置
の要部の断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態による溶融金属めっき
装置の要部の断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態による溶融金属めっき
装置の要部の断面図である。

【図５】本発明の第４の実施形態による溶融金属めっき
装置の配管系の説明図である。

【図６】図５に示した配管の断面図である。

【符号の説明】

１…ストリップ２…No.1巻出機３…No.2巻出機４…フィードレベラー５…シャー６…溶接機７…No.1ブライドル８…入側ルーパー９…前処理装置１０…No.2ブライドル１１…加熱炉１２…溶融金属ポット１３…溶融金属１４…シンクロール１５…ガスパイピング装置１６…めっき表面処理及び冷却装置１７…冷却棟１８…冷却装置１９…No.３ブライドル２０…圧延機２１…No4.ブライドル２２…テンションレベラー２３…No.5ブライドル２４…後処理装置２５…出側ルーパー２６…No.6ブライドル２７…出側シャー２８…巻取機２９…トップロール３０…母材金属３３…溶融金属用配管３４…溶融金属用ポンプ３５…溶融金属用配管（エルボ）３６…溶融金属用配管（T継手）３７…溶融金属用バルブ３８…スナウト３９…ガイドロール４０…絞りロール４１…溶融金属めっきロール（アプリケータロール）４２…溶融金属めっきロール（ピックアップロール）４３…溶融金属受けパン４４…ターンロール４５…チャンバー４６…後処理用溶剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者酒井淳次茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者斉藤幸雄茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者西英俊東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼帯に溶融金属によりめっきをする溶融金
属めっき装置において、上記溶融金属と接触する金属部材の表面に、金属中に含
まれる元素と化学的に結合可能な元素を堆積させ、金属
中の元素と結合した耐食性を有する化合物からなる表面
層を形成したことを特徴とする溶融金属めっき装置
【請求項２】請求項１記載の溶融金属めっき装置におい
て、上記表面層は、セラミックス処理層からなることを特徴
とする溶融金属めっき装置。
【請求項３】請求項２記載の溶融金属めっき装置におい
て、上記セラミックス処理層は、硼化物系セラミックス処理
層であることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項４】請求項３記載の溶融金属めっき装置におい
て、上記硼化物系セラミックス処理層は、硼化鉄物系セラミ
ックス処理層であることを特徴とする溶融金属めっき装
置。
【請求項５】請求項２記載の溶融金属めっき装置におい
て、上記セラミックス処理層は、炭化物系セラミックス処理
層であることを特徴とする溶融金属めっき装置。