JP2624075B2

JP2624075B2 - 溶融金属めっき浴中異物の除去方法および装置

Info

Publication number: JP2624075B2
Application number: JP4040135A
Authority: JP
Inventors: 睦雄相良; 富男近藤; 康男辻本
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH05209258A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶融金属めっき槽底
部に堆積するボトムドロスと称する溶融金属めっき浴中
異物を除去する方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、耐食性、溶接性および塗装性に優
れた溶融金属めっき鋼板等の表面処理鋼板は、自動車
用、土木、建築用あるいは家電用等の用途の需要が急速
に拡大している。この表面処理鋼板の製造法としては、
主として連続溶融亜鉛めっき法、連続溶融アルミニウム
めっき法等の連続溶融金属めっき法が採用されている。
連続溶融金属めっき法は、図２に示すとおり、連続炉に
おいて機械的性質の調整ならびに表面を清浄、活性化さ
れた鋼帯２１は、スナウト２２を介して溶融金属槽２３
中のめっき金属２４中に浸漬され、浴中のシンクロール
２５によって進行方向が転換され、サポートロール２
６、２７を経由して溶融金属槽２３から引上げられたの
ち、ワイピングノズル２８から気体を噴射して過剰のめ
っき液を絞リ取ってめっき付着量が調整される。しかる
のち、めっき鋼帯２１は、トップロール２９を経由して
その後常温まで冷却される。

【０００３】上記連続金属めっき法の溶融金属槽２３中
のめっき金属２４中においては、めっき鋼帯２１あるい
は溶融金属槽２３中に浸漬配設されたシンクロール２
５、サポートロール２６、２７等の浴中ロールや、該浴
中ロールの支持フレームより溶出したＦｅが、めっき金
属のＺｎと反応してＦｅＺｎ₇を主成分とするボトムド
ロス３０を生成する。このボトムドロス３０の比重は、
めっき金属のＺｎよりも重いため、溶融金属槽２３底部
に沈降堆積する。この傾向は、めっき金属２４中にＡｌ
添加量の少ない合金化溶融亜鉛金属めっき鋼帯の製造ラ
インの溶融金属槽２３において特に顕著である。溶融金
属槽２３底部に堆積したボトムドロス３０は、めっき鋼
帯２１の移動によって溶融金属槽２３底部から巻上げら
れ、めっき鋼帯２１の表面に付着して鋼帯表面の製品外
観を著しく阻害することとなる。このボトムドロス３０
の付着しためっき鋼帯２１は、自動車の外板のような極
めて表面品質の厳しい用途に使用される鋼板においては
特に問題となる。このため、溶融金属槽２３底部に堆積
したボトムドロス３０は、除去することが必要である。

【０００４】溶融金属槽底部に堆積したボトムドロスの
除去方法としては、従来定期的に連続溶融めっきライン
全体を数日間完全停止し、あるいは作業を中断し、溶融
金属槽底部に堆積したボトムドロスを、あまり掻き出し
効果の良くない人力作業で行っていた。しかし設備投資
の大きいラインを数日間休止することは、極めて不経済
である。この対策としては、溶融亜鉛めっき浴よりも高
比重の鉄もしくは鉄合金と反応して亜鉛めっき浴よりも
低比重の鉄系金属を生成させるような合金成分（例えば
Ａｌ）を添加し、該成分のめっき浴表面部における濃度
を浴中の他部のそれよりも高め、鉄鋼製品の溶融亜鉛め
っきの際生成するボトムドロスを浴表面に浮上せしめる
方法（特開昭４７−３８６３０号公報）、また、この反
応促進のための補助手段として、図３に示すとおり、前
記反応により生成してめっき浴中に浮遊している浮遊ド
ロス３１を、小径の気体吹込み管３２を介してＮ₂等の
気体を吹込み、気泡３３によって浮遊ドロス３１を浮上
せしめて除去処理する方法が実施されている。また、こ
の原理を利用した方法としては、溶融金属槽内に仕切り
を設け、溶融金属槽内に攪拌機を付設した反応溶解槽を
設けた溶融金属槽も開発されている。また、他の方法と
しては、セラミック繊維製のシートをその長手方向の一
部が亜鉛めっき浴内に没するように配設し、めっき浴内
のシートに付着したボトムドロスを、シートをめっき浴
外の一方から繰出しつつ他方で引上げることにより取出
す方法（特開昭６１−１９００５５号公報）、電磁ポン
プに付設して溶融めっき金属浴の一部を***する溶融金
属流動ガイドの溶融めっき金属通路にドロスフィルター
を設け、溶融めっき金属を電磁ポンプで循環させてドロ
スフィルターでドロスを除去する方法（実開昭５７−５
２５６３号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
４７−３８６３０号公報に開示の方法は、Ａｌ添加によ
る単なる置換反応だけでは、ボトムドロスの浮上処理に
長時間を要し、また、Ｎ₂吹込み等の補助手段を用いた
としても、亜鉛浴の比重が大きく、しかも気体吹込み量
に限度があるため、処理時間の短縮が十分ではない。ま
た、大量の気体の吹込みは、気体の急速浮上によってめ
っき浴が溶融金属槽の周囲に飛散し、安全上の問題を生
ずる等種々の問題を生じていた。また、溶融金属槽内に
攪拌機を付設した反応溶解槽を設けた溶融金属槽を使用
する方法は、Ａｌがめっき皮膜の合金化を抑制する作用
があるため、めっきラインの生産品質が合金化処理鋼板
の場合には可及的に少ない量に制限されており、トップ
ドロスの生成および浮上促進のためＡｌを多量に常時添
加すると、その一部がめっき浴中に残留し、合金化不良
を起して品質低下を生じる。

【０００６】さらに、特開昭６１−１９００５５号公報
に開示の方法は、多量のセラミック繊維製のシートを用
いるのでその分コスト高になるため、現在までのところ
実用化されるまでには至っていない。さらにまた、実開
昭５７−５２５６３号公報に開示の技術は、ドロスフィ
ルターが短時間で目詰りを起すため、実用的ではない。

【０００７】この発明の目的は、溶融金属めっき浴の底
部に堆積するボトムドロスを、定期修理による溶融金属
めっきライン停止時に浮上促進元素を添加して除去する
に際し、ボトムドロスと浮上促進元素との置換反応およ
び浮上化を促進し、めっき浴内の堆積ボトムドロスの除
去時間を大幅に短縮できる溶融金属めっき浴内異物の除
去方法および装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、溶融金
属めっき浴中でめっき浴を吸引して溶融金属めっき浴底
部に堆積するボトムドロスに向けて吐出させることによ
って、めっき浴の強制攪拌による対流を生じさせれば、
めっき浴を空気酸化させることなく、鉄−亜鉛合金とＡ
ｌとの置換反応および堆積異物の浮上化を促進できるこ
とを究明し、この発明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、溶融金属めっき槽底
部に堆積する異物を、定期修理による溶融金属めっきラ
イン停止時に異物浮上促進元素を添加して浮上させて除
去する方法において、異物浮上促進元素を添加したの
ち、めっき金属浴を吸引して堆積異物に向けて吐出せし
め、めっき金属浴に強制攪拌による対流を生じさせ、異
物形成合金と異物浮上促進元素との置換反応および浮上
化を促進するのである。

【００１０】また、溶融金属めっき槽上部に設けた移動
自在のポンプ支持機構と、該ポンプ支持機構に支持され
た駆動部と、該駆動部と接続されて吐出口を溶融金属め
っき槽底部に向けて浸漬した溶融めっき金属浴ポンプと
からなる溶融金属めっき浴中異物の除去装置である。

【００１１】

【作用】この発明においては、定期修理による溶融金属
めっきライン停止時に溶融金属めっき槽内に異物浮上促
進元素を添加したのち、めっき金属浴を吸引して堆積異
物に向けて吐出せしめ、めっき金属浴に強制攪拌による
対流を生じさせるから、めっき金属浴を空気酸化させる
ことなく、異物を形成する合金と異物浮上促進元素との
置換反応が強制攪拌による対流によって促進されると共
に、堆積異物の浮上化が促進される。この結果、異物を
形成する合金と異物浮上促進元素との置換反応により生
成しためっき金属浴よりも比重の軽い鉄−異物浮上促進
元素合金は、強制攪拌による対流に乗って急速に浮上す
るため、反応時間および堆積異物の浮上処理時間を大幅
に短縮することができ、ライン停止期間を短縮できる。

【００１２】また、この発明の溶融金属めっき浴中異物
の除去装置は、駆動部とこれに連結する溶融めっき金属
浴ポンプを支持するポンプ支持機構を移動自在に設けた
から、ポンプ支持機構を移動させることによって、吐出
口を溶融金属めっき槽全体に均一に位置させることがで
きる。この結果、溶融金属めっき槽底部に堆積した異物
は、吐出口から吐出される溶融めっき金属によって強制
的に攪拌され、沈降堆積していたボトムドロスと異物浮
上促進元素との置換反応が促進して浮遊ドロス化すると
同時に、溶融めっき金属浴上への浮上化が促進されてト
ップドロスとして浮上する。そして溶融めっき金属浴上
へ浮上したトップドロスは、人力または機械力により溶
融金属めっき槽外へ排出除去されることとなる。

【００１３】この発明におけるポンプ支持機構は、駆動
部とこれに連結する溶融めっき金属浴ポンプを支持して
移動できるものであれば、いかなる構造でもよく、例え
ば、クレーンのフックにワイヤで吊支した支持台に設置
された駆動部と、該駆動部の駆動軸とカップリングを介
してポンプケーシング内のインペラー軸を連結し、支持
台に設けた方向変換レバーを人力によって動かしてクレ
ーンのフックを回転させたり、クレーンを移動させるこ
とによってポンプ支持機構を移動自在とするか、あるい
は溶融金属めっき槽上部へ進退自在の吊支機構に、駆動
部とこれに連結する溶融めっき金属浴ポンプを設置した
方式等が推奨される。また、この発明における異物浮上
促進元素としては、例えば、溶融めっき金属がＺｎであ
れば、Ｆｅに対する親和力がＺｎよりも強いＡｌをめっ
き浴に添加する。

【００１４】

【実施例】

実施例１以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示す図１に基
いて説明する。図１はこの発明の溶融亜鉛めっき浴中異
物除去装置の全体構成図である。図１において、１は溶
融亜鉛めっき槽、２は溶融亜鉛めっき槽１中の亜鉛浴、
３は溶融亜鉛めっき槽１の底部に沈降堆積したボトムド
ロス、４は亜鉛浴２中の浮遊ドロス、５は亜鉛浴２表面
のトップドロスである。６は図示しないクレーンのフッ
ク、７はフック６にワイヤ８で吊支された支持台で、該
支持台７には、電動モータ９が設置され、電動モータ９
の回転軸１０とカップリング１１を介して連結された溶
融亜鉛用ポンプ１２のインペラー軸１３を介してポンプ
ケーシング１４内の図示しないインペラーを回転させれ
ば、吸込み口１５から亜鉛浴２を吸入し、吐出管１６か
ら溶融亜鉛めっき槽１の底部に沈降堆積したボトムドロ
ス３に向かって噴射するよう構成する。なお、１７はガ
イドロッド、１８は方向変換レバーで、方向変換レバー
１８を人力により操作することによって、溶融亜鉛用ポ
ンプ１２の吐出管１６の位置を変更できるよう構成す
る。

【００１５】上記のとおり構成したから、溶融亜鉛めっ
き槽１の底部に沈降堆積したボトムドロス３を除去する
場合は、溶融亜鉛めっき槽１中にＡｌを例えば０．３５
％程度の濃度となるように添加したのち、図示しないク
レーンのフック６にワイヤ８で吊支された支持台７に設
置された溶融亜鉛用ポンプ１２を溶融亜鉛めっき槽１の
亜鉛浴２中に挿入する。そして電動モータ９を駆動して
インペラー軸１３を介してポンプケーシング１４内の図
示しないインペラーを回転させれば、吸込み口１５より
吸入された溶融亜鉛は吐出管１６から溶融亜鉛めっき槽
１の底部に沈降堆積したボトムドロス３に向かって循環
噴射される。これによって亜鉛浴２は、溶融亜鉛用ポン
プ１２の吐出管１６から吐出された溶融亜鉛により強制
的に攪拌され、亜鉛浴２の対流を生じて沈降堆積してい
たボトムドロス３が浮遊するため置換反応が大幅に促進
され、Ｆｅ−Ｚｎ合金が亜鉛浴２よりも比重の軽いＦｅ
−Ａｌ合金となって浮遊ドロス４化すると同時に、亜鉛
浴２の表面への浮上化が促進され、トップドロス５とし
て亜鉛浴２の表面へ浮上する。この亜鉛浴２の表面へ浮
上したトップドロス５は、人力または機械力によって溶
融亜鉛めっき槽１外へ排出除去する。この場合、本発明
では、従来の気体での攪拌と異なり、溶融亜鉛めっき槽
１内の亜鉛浴２中での攪拌のため、亜鉛浴２の吹上げ等
の危険がなく、また、亜鉛浴２が酸化されることもない
ので、酸化によるドロス生成を抑制することができる。
また、方向変換レバー１８を人力により操作することに
よって、溶融亜鉛用ポンプ１２の吐出管１６の位置を変
更することによって、溶融亜鉛めっき槽１の底部全体の
ボトムドロス３をトップドロス５に変換して短時間で除
去することができる。

【００１６】実施例２実施例１の溶融金属めっき浴中の異物除去装置を用い、
容量１６０トンの亜鉛めっき槽におけるボトムドロスの
除去を実施し、従来行っていた小径パイプによるＮ₂吹
込みの場合と比較した。小径パイプによるＮ₂吹込みの
場合は、約２４時間要していたが、本発明法では８〜１
０時間まで短縮することができ、大幅に作業時間を短縮
することができた。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明の溶融金属
めっき浴中異物の除去方法および装置によれば、従来溶
融金属めっき槽内異物処理の制約で設定されていた補修
時間を大幅に短縮することができ、定期修理による溶融
金属めっきラインの停止期間の短縮が可能となり、その
分溶融めっき鋼帯生産量を増産できる。また、従来に比
較して溶融金属の飛散等が防止されて安全性が向上する
等大きな利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるこの発明の溶融亜鉛めっき浴
中異物除去装置の全体構成図である。

【図２】一般的な連続溶融金属めっきラインの概要を示
す模式図である。

【図３】従来の溶融亜鉛めっき浴中異物除去方法のの概
略説明図である。

【符号の説明】

１溶融亜鉛めっき槽２亜鉛浴３，３０ボトムドロス４，３１浮遊ドロス５トップドロス６フック７支持台８ワイヤ９電動モータ１０回転軸１１カップリング１２亜鉛浴ポンプ１３インペラー軸１４ケーシング１５吸込み口１６吐出管１７ガイドロッド１８方向変換レバー２１鋼帯２２スナウト２３溶融金属槽２４溶融めっき金属２５シンクロール２６，２７サポートロール２８ワイピングノズル２９トップロール３２小径管３３気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−34761（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−128569（ＪＰ，Ａ) 特開平４−99258（ＪＰ，Ａ) 特開昭47−38630（ＪＰ，Ａ) 特開平５−17859（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融金属めっき槽底部に堆積する異物
を、定期修理による溶融金属めっきライン停止時に異物
浮上促進元素を添加して浮上させて除去する方法におい
て、異物浮上促進元素を添加したのち、めっき金属浴を
吸引して堆積異物に向けて吐出せしめ、めっき金属浴に
強制撹拌による対流を生じさせ、異物形成合金と異物浮
上促進元素との置換反応および浮上化を促進することを
特徴とする溶融金属めっき浴中異物の除去方法。
【請求項２】溶融金属めっき槽上部に設けた移動自在
のポンプ支持機構と、該ポンプ支持機構に支持された駆
動部と、該駆動部と接続されて吐出口を溶融金属めっき
槽底部に向けて浸漬した溶融金属めっき浴ポンプとから
なる溶融金属めっき浴中異物の除去装置。