JPS5823464B2 - 溶融メッキ法 - Google Patents

溶融メッキ法

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JPS5823464B2
JPS5823464B2 JP52105463A JP10546377A JPS5823464B2 JP S5823464 B2 JPS5823464 B2 JP S5823464B2 JP 52105463 A JP52105463 A JP 52105463A JP 10546377 A JP10546377 A JP 10546377A JP S5823464 B2 JPS5823464 B2 JP S5823464B2
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strip
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/24Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using magnetic or electric fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/14Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness
    • C23C2/16Removing excess of molten coatings; Controlling or regulating the coating thickness using fluids under pressure, e.g. air knives
    • C23C2/18Removing excess of molten coatings from elongated material
    • C23C2/20Strips; Plates

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融メッキ法に関し、詳しくはそのメッキ厚さ
制御法に係る。
従来、溶融メッキにおいて、そのメッキ厚さの制御は主
にガスワイピング法が主流であり、その方法はスl−I
Jツブ等被処理材を溶融金属浴中に連続的に通過させて
メッキ処理し、その後溶融金属浴からの浮上箇所直上に
おいて、被処理材の表面にノズルから高温、高圧の加熱
気体を吹付け、この吹付は圧力によって被処理材表面の
余剰のメッキ金属を下方の浴中に流下させメッキ厚さを
制御していた。
しかしこのメッキ厚さ制御方法はメッキ厚さの制御を気
体噴射だけにたよるため、どうしても噴射気体を高圧、
高速度にせざるをえず、従って加熱気体がノズル噴射口
において共鳴し、激しい騒音が発生して作業環境を著し
く悪化させるとともに、溶融状態にあるメッキ金属が飛
散し、これがノズル噴射口等の設備に付着したり、ある
いは加熱気体の流れを乱し、不均等なこの流れに伴って
メッキ表面は乱雑な縞模様が発生しやすく均一なメッキ
厚さを得ることは容易でない。
また適正な運転条件範囲に制限があり、厳しい運管理理
が要求される。
次にメッキ厚さ制御法として被処理材に移動磁界を付加
してこれにより誘起される電磁力によってメッキ厚さを
制御する方法がある。
しかしこの方法では大きな電磁力を必要とし、これに対
し従来はメッキ処理された溢血上の被処理材のみに移動
磁界を付加して電磁力を誘発しているので、メッキ層が
薄くてこのとき誘発される電流に対して抵抗が大きく、
このため電磁力は大きくならなかった。
このため磁極を被処理材に近接したり、大電流を投入し
て電磁力の増大をはかつていたが、その結果被処理材が
磁極に吸着又は接触して正常な運転が容易でなかった。
さらに電磁力と気体噴射とを併用する方法(特公昭44
−7444号)も採用されたが、やはりメッキ処理後の
溢血上の被処理物に限定して電磁力を誘発させているの
で、このとき誘起される電流によって熱容量の小さいメ
ッキ層と被処理材が異常加熱される。
この異常加熱は後の気体噴射によりある程度防止できる
が、この気体噴射の役割はメッキ膜厚制御が主で、メッ
キ鋼板などメッキ処理材の生産条件によって種々に噴射
条件が異なるため、温度制御まで行うことは困難である
またノズルによる気体噴射も浴浮上直後の浮上箇所近傍
に施しており、しかも気体の噴射方向が水平より大きく
傾斜しているため、気体は不安定に被処理材表面及び浴
表面に衝突して激しく乱れ、この部分で気体の乱流が生
じ、これに伴ない溶融金属が激しく飛散し、メッキ金属
表面の均一性、美麗さに欠けたメッキ製品しか得られな
い。
またこの溶融金属の飛散により作業性が著しく劣化する
という欠点がある。
本発明は溶融メッキ法における前述のような欠点を除去
し、均一で美麗な表面を有するメッキ処理材を得、かつ
メッキ処理作業を改善する目的で提案されたもので、被
処理材を溶融金属浴中を通過させてメッキ処理を施すに
際して、浴から浮上した直後の被処理材及び同浮上箇所
近傍の浴表面に移動磁界を付加して被処理材の表面及び
被処理材の浮上位置近傍の浴表面に沿って溶融金属のド
ラッグアウトを防止する向きに電磁力を誘発し、次に該
電磁力が作用する範囲外の上方に位置し噴射角がほぼ水
平から上方に5°程度の範囲に設置されたノズルから加
熱気体を被処理材のメッキ面に噴射することを特徴とす
る溶融メッキ法。
溶融メッキ法は予め表面を活性化した被処理材を連続的
に溶融メッキ金属浴中を通してメッキ処理を行い、沿か
ら浮上したメッキ処理材のメッキ厚さの調整を行うので
あるが、メッキ厚さの調整に際して本発明法においては
、移動磁界を温厚上直後の被処理材のみならず、熱容量
が非常に大きなその近傍の浴表面にも付加し電流を誘起
して電磁力を発生させるため、メッキ層及び被処理材に
異常加熱が発生しない。
もし徐々に浴の温度が上昇することがあれば、メッキ金
属を溶融状態に維持するための熱源の制御なと非常に容
易な方法で解決できる。
また被処理材浮上箇所近傍の浴表面に溶融金属のドラッ
グアウトを防止する向きに電磁力が誘発されるため、浴
表面の溶融金属が常に被処理材の浮上箇所から離れる方
向に流動し、従って常に活性な溶融金属がメッキされる
ことになり、酸化金属被膜などの不純物が付着しない。
従ってこのような不純物の除去作業が不要となり、はと
んど無人化に近い運転が可能となる。
本発明法では、電磁力による余剰メッキの除去に引続い
て、ノズルから加熱気体をメッキ面に噴射してメッキ厚
さを制御するわけであるが余剰メッキの大部分の除去を
電磁力で行い、加熱気体の噴射によるメッキ厚制御は最
終仕上げ的な制御と均一化を果たす役割に停めるため、
ノズルの噴射条件をそれほど高圧高速度にする必要がな
くなり従ってメッキ金属の飛散及び気体の複雑な流動に
よる縞模様が発生せず、かつ運転条件に余裕ができる。
またノズルの設置位置を電磁力が作用する範囲外、例え
ば浴表面から上方へ約300〜500 mmの位置する
ことにより、さらに噴射気体の乱流を小さくし、メッキ
厚の均−性及びメッキ表面の美麗さを向上し得る。
またメッキ面に対する気体噴射の角度の如何により、気
体の乱れが異なってくるのは周知であるが、被処理材が
垂直に移動する場合噴射角は水平か、又は上方5°程度
傾けた範囲が最も気体の乱れを防ぐことができる。
このように本発明法においては、均一なメッキ厚さ及び
秀麗なメッキ表面を有する製品を得ることができ、さら
に所望のメッキ厚さを極めて精密に得ることができると
ともに、これらの調整を遠隔操作によって行うことが可
能であり、従って作業入貢の大幅な削減が可能である。
本発明法の一実施例について図面に基いて説明する。
第1図及び第2図において、1は被メツキ処理材である
ス) IJツブ、2は溶融亜鉛浴3を満たしたメッキ浴
槽、4は浴表面直下にスl−IJツブ1を支持するため
に設けられた1対のピンチロール、5は浴3中に設けら
れたテ゛イツプロール、6は内部を無酸化性雰囲気で満
たしたスナウト、7はスナウト5内に設けられたストリ
ップ走行用ロール8及び8′はス) IJツブ1が浴3
から浮上する箇所にストリップ1の表裏両面及びストリ
ップ浮上箇所周囲の浴表面に近接かつ対向して設けられ
たりニアモータで、主として鉄心9,9′とコイル10
.10’とで構成されている。
11及び11′はりニアモータ8,8′が誘起する電磁
力が発生する範囲外にストリップ1をはさんで設けられ
た気体噴射ノズルである。
12は浴槽2の上方に設けられたストリップ走行用ロー
ルである。
このような装置において、表面を清浄化したストリップ
1が無酸化性雰囲気で満たされたスナウト5内部の走行
用ロール7を経て、メッキ浴槽2内溶融亜鉛浴3中をデ
ィップロール5及びピンチロール4を通過して表面に溶
融亜鉛メッキを施された後、浴3からほぼ乗値に浮上し
矢印入方向に移動して上部走行用ロール12を通過する
この装置においてメッキ厚さを制御するのは、ストリッ
プ1の浮上箇所に設けられたりニアモータ8及び8′及
びその上方に設けられた気体噴射ノズル11及び11′
で行うのであるが、これらによるメッキ厚さ制御の原理
を説明すると、第2図において、スl−IJツブ1は矢
印c、c’方向に回転するピンチロール4に支持されて
浴3からほぼ垂直に浮上する。
このとき浴3にはスt−IJッヅ1の矢印A方向の運動
の作用を受けて、力f、f’が作用し、浴面は3′のよ
うに引き上げられ、ドラッグアウトが生じる。
このドラッグアウトがストリップ1の表面に余剰のメッ
キ層を形成させるのであり、ストリップ1の進行速度が
上昇するに従いドラッグアウト量は増大する。
ドラッグアウトによりスト’lJツブ表面に付着したメ
ッキ量は浴表面から離れ上部に向うに従い重力の影響を
受けて少量となり、バランスしたところでその量は一定
となりメッキ厚さも一定となる。
このような浴のドラッグアウトに対し、力f。
f′を減殺するため、温厚上直後のストリップ1及びこ
の浮上箇所近傍の浴表面に近接して設けたりニアモータ
8,8′によりストリップ1及びこの近傍の浴表面に移
動磁界を発生させる。
即ちコイル10.10’には多相交流を通電させ、移動
磁界を矢印B 、 B’の方向に発生させこれによりス
トリップ表面のメッキ層及びストリップ近傍の浴表面に
電磁力F、F’を作用させ、電磁力F 、 F’が力f
f′に打ち勝って浴をF、F’の方向に流動させること
によりドラッグアウト量を制御する。
さらに最終的なメッキ厚さの調整と仕上げを行うため、
ノズル11.11’から高温、高圧気体をメッキ面に噴
射する。
このときスl−IJツブ表面の余剰メッキは下方の浴に
向って流動し、さらに電磁力の作用範囲では加速度的に
流下する。
本実施例では、移動磁界を温厚上直後のスl−IJツブ
のみならず、熱容量が非常に大きなその近傍の浴表面に
も付加しているため、誘起された電流による異常加熱が
発生せず、また電磁力F、F’が浴表面の溶融金属をス
トリップから離す方向に作用しているため、浴表面に浮
遊した酸化物などの不純物がストリップ1の近傍から遠
ざけられ、従って常に活性な純金属のみがメッキされる
さらに本実施例では、余剰メッキの大部分の除去を電磁
力で行い、読いて行うノズル11 、11’の気体噴射
による工程は単に最終仕上げ的な制御とメッキ厚の均一
化を果たす役割に停めるため、ノズルの噴射条件をそれ
ほど高圧高速度にする必要がなくなる。
従ってメッキ金属の飛散及び気体の複雑な流動による縞
模様が発生せず、かつノズル11.11’を電磁力が作
用する範囲外に設けたことと含まって、表面が秀麗で均
一な厚さを有するメッキ製品が得られる。
このように本実施例ではリニア千−夕8,8′はより誘
起される電磁力と気体噴射との併用によるメッキ厚制御
とを行っているため、コイル10゜10′への投入電力
の調整及びノズル11.11’による気体噴射条件の調
整により任意のメッキ厚さを得ることができ、またこれ
らの調整を遠隔操作によって行うことが可能であり、従
って作業人員の大幅な削減が可能である。
次に第1,2図の装置により実際にメッキ処理した実験
結果を示す。
厚さ0.4間のスt−IJツブを用い、溶融亜鉛浴3を
450℃に保持し、ストリップ1を矢印A方向に走行速
度60m/分で走行させ、リニアモータ8,8′に商用
周波三相電源から交流電流を投入し、スl−IJツブ1
の浮上箇所近傍の浴表面に磁束密度0.2Wb/m2の
移動磁界を発生し、続いて加熱気体噴射ノズル11.1
1’の先端はスt−IJツブ表面との距離を35MIL
&;設置し、圧力0.8 Ky/cr/l、温度300
℃の過熱水蒸気を噴射した結果、ス) IJツブ片面の
メッキ厚さは13μであった。
また磁界と過熱水蒸気の噴射を止めストリップの走行を
同様に60 m/ mmでメッキした結果、ストリップ
片面のメッキ厚さは90μ増大した。
これは明らかに磁界と過熱水蒸気の効果によることを示
している。
さらに過熱水蒸気の噴射を止め、磁界のみを付加してメ
ッキした結果、同一ストリップ走行速度で片面のメッキ
厚さは24μであり、磁界の作用のみでもメッキ厚さを
制御することが可能であることがわかる。
次に本発明法の別の実施例を第3図に基いて説明する。
第3図のようにリニアモーター8a及び8′aを溶融亜
鉛3aの表面の近接した位置に平行に設置し、電磁力が
温厚上直後のストリップ1a及びその近傍の浴表面に矢
印F、F’の方向に働くよう移動磁界を発生させる。
次に前実施例と同様にリニアモータ8a、8′a上方の
電磁力が作用する範囲外においてストリップ1aの近傍
に加熱気体噴射ノズル11a及び11′aを設置する。
このような構造配置においてス) IJツブ1aを浴3
aの内部のピンチロール4aを通過させてメッキした後
、リニアモータ8aと8′aとの間ならびにノズル11
aと11′aとの間を通し、矢印Aの方向に走行させる
この装置においてリニアモータ8a及び8′aに交流電
流が投入された場合の磁界分布状態を第4図に示す。
第4図に示すように磁界が温厚上直後のストリップ1a
及びその近傍の浴表面に分布し、この磁界中を矢印Aの
方向にスl−IJツブ1aが進行し磁束を切ると、ここ
に電磁誘導作用が生まれ。
■の方向(紙面に垂直)に起電力が誘発し、同方向に電
流が流れる。
この電流の方向と磁界の方向によって左手の法則が成立
し、電磁力がスl−IJツブ1aに矢印Fの方向に発生
し、スt−IJツブ表面の余剰メッキが流下する。
このような装置で先の実施例と同様な制御条件でメッキ
厚さを匍りした結果メッキ厚さは片面16μであり、加
熱水蒸気の噴射を止め磁界のみで制御した結果は30μ
であった。
以上詳述したとおり本発明法は極めて有効にメッキ厚さ
を制限しており、ストリップの走行速度。
磁界の強さ、加熱水蒸気の噴射条件を種々に変化させる
ことにより各種メッキ厚さのメッキ製品を得ることが可
能である。
また、メッキ表面は従来品に劣らない優れた表面を呈す
るとともに作業条件も改善されるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法の一実施例を示す溶融メッキ装置の縦
断面図、第2図は第1図の装置のうちメッキ厚さ制御装
置の拡大詳細図、第3図は本発明法の他の実施例を示す
溶融メッキ装置のうちメッキ厚さ制御装置の拡大詳細図
、第4図は第3図の装置により発生する磁力線分布を示
す説明図である。 1.1a・・・ストリップ、2・・・メッキ浴槽、3゜
3a・・・溶融メッキ浴、6・・・スナウト、8,8’
。 ga、8’a・・・リニアモータ、9.9’、9a、9
’a・・・鉄心、10.10’、 10a、 10’a
・・・コイル、11.11’、11a、ll’a・・・
気体噴射ノズル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被処理材を溶融金属浴中を通過させてメッキ処理を
    施すに際して、浴から浮上した直後の被処理材及び同浮
    上箇所近傍の浴表面に移動磁界を付加して被処理材の表
    面及び被処理材の浮上位置近傍の浴表面に沿って溶融金
    属のドラッグアウトを防止する向きに電磁力を誘発し。 次に該電磁力が作用する範囲外の上方に位置し噴射角が
    ほぼ水平から上方に5°程度の範囲に設置されたノズル
    から加熱気体を被処理材のメッキ面に噴射することを特
    徴とする溶融メッキ法。
JP52105463A 1977-09-02 1977-09-02 溶融メッキ法 Expired JPS5823464B2 (ja)

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