JP2643048B2 - 溶融めっき装置および溶融めっき装置の操業方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融亜鉛めっきをはじ
めとする溶融めっき装置および溶融めっき装置の操業方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、溶融亜鉛めっきをはじめとする
溶融金属めっきのめっきポットにおいては、金属インゴ
ットを補給する部分において、金属インゴットの溶解に
起因するポット内の一時的な温度低下により浴中にドロ
スが発生し、またこれが被めっき材近傍まで浴面あるい
は浴中を流動する。そこでこれが被めっき材に付着する
のを防止する目的で、金属インゴットを補給する部分を
包囲し、ドロスの流動を防止するための堰の設置が行わ
れている。また、めっきポット内の局部的な温度低下を
防止するために、めっきポットとは別に金属インゴット
を溶解するためのサブポットを設置し、このサブポット
内で金属インゴットを溶解したのちに得られた溶融金属
をめっきポットに移送するという方法が提案されてい
る。

【０００３】例えば、特開昭６３−２３８２５２号、特
開昭６３−２２７７５６号、特開平１−１４７０４７号
の各公報等に開示されている技術はこの方法の一例であ
り、サブポットからめっきポットへの移送方法は異なる
が、いずれもサブポットにおいて金属インゴットを溶解
したのちドロスを分離した上、めっきポットに溶融金属
を移送している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のポット
内のインゴット装入部を堰で包囲した場合において、堰
内の局部的な温度低下があった。また、従来技術で挙げ
たサブポットにおいては、設備の大型化は避け難く、ま
たサブポットからめっきポットへの溶融金属の移送制御
が容易でなく、従って、めっきポットの浴レベル制御が
困難であるばかりか、浴成分をきめ細かく制御するため
にはサブポットを複数基必要とする等の問題があった。
本発明は、設備を大型化することなくドロス発生の少な
いめっき浴を実現し、かつ浴成分、浴レベルを連続的に
理想的な範囲内に保つことができる溶融めっき装置およ
び溶融めっき装置の操業方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためにめっきポット内の金属インゴット装入部
および加熱手段の一部を溶融金属浴との連通孔を有する
堰で包囲し、堰内の浴温を堰外の浴温とは独立して温度
制御することにより、金属インゴット装入部の浴温低下
およびこれに起因するドロスの発生、さらには被めっき
材への流動付着を防止するとともに、金属インゴットを
複数でまたは単独で溶融金属浴に浸漬することのできる
インゴット装入手段を設けることにより、浴成分に見合
ったインゴットの装入を可能とするものである。また、
前記インゴット装入手段においてめっきポットへの金属
インゴットの浸漬量を任意に設定可能とすることによ
り、要求する浴レベルに見合っためっき金属の補給を容
易に達成するものである。

【０００６】即ち、上記目的を達成するための本発明の
第一の態様によれば、被めっき材を連続して溶融めっき
する装置であって、溶融金属浴および加熱手段を有する
溶融ポットと、インゴットを該溶融金属浴に浸漬するこ
とができるインゴット装入手段と、溶融金属浴内のイン
ゴット装入手段の近傍の部分とインゴット装入手段から
遠い部分にそれぞれ配設された、溶融金属浴の浴温度を
測定する手段と、溶融金属浴の浴レベルを測定する手段
と、溶融金属浴の浴温度の目標値と測定値との差に基づ
いて加熱手段を制御する温度制御装置と、溶融金属浴の
浴レベルの目標値と測定値との差に基づいてインゴット
装入手段により溶融金属浴に浸漬するインゴットの浸漬
量を制御するインゴット浸漬制御装置とを有することを
特徴とする溶融めっき装置が提供される。

【０００７】本発明の第二の態様によれば、被めっき材
を連続して溶融めっきする装置であって、溶融金属浴お
よび加熱手段を有する溶融ポットと、成分組成の異なっ
たインゴットを複数でまたは単独で該溶融金属浴に浸漬
することができるインゴット装入手段と、溶融金属浴内
のインゴット装入手段の近傍の部分とインゴット装入手
段から遠い部分にそれぞれ配設された、溶融金属浴の浴
温度を測定する手段と、溶融金属浴の浴レベルを測定す
る手段と、溶融金属浴の浴成分を測定する手段と、溶融
金属浴の浴温度の目標値と測定値との差に基づいて加熱
手段を制御する温度制御装置と、溶融金属浴の浴レベル
及び浴成分のそれぞれの目標値と測定値との差に基づい
てインゴット装入手段により溶融金属浴に浸漬するイン
ゴットの種類及び浸漬量を制御するインゴット浸漬制御
装置とを有することを特徴とする溶融めっき装置が提供
される。

【０００８】本発明の第三の態様によれば、前記溶融め
っき装置において、溶融金属浴内でインゴット装入区域
を包囲するとともに該インゴット装入区域の内部と外部
の溶融金属浴との連通孔を有する堰を設けることを特徴
とする溶融めっき装置が提供される。ここで、前記溶融
ポットは、インゴット装入区域内の溶融金属浴の加熱手
段を有することが好ましい。

【０００９】本発明の第四の態様によれば、上記の第一
の態様の溶融めっき装置を操業するに際し、該溶融めっ
き装置の溶融金属浴の浴レベルが目標値より低下したと
きに補給量を決定してインゴット装入手段からのインゴ
ットの浴への浸漬量を決定し、浴温を適切に制御した
後、この情報に基づいてインゴットを浴に、決定された
量浸漬することを特徴とする溶融めっき装置の操業方法
が提供される。

【００１０】また、本発明の第五の態様によれば、上記
の第二の態様の溶融めっき装置を操業するに際し、該溶
融めっき装置の溶融金属浴の浴レベルが目標値より低下
したときに補給量を決定してインゴット装入手段からの
インゴットの浴への浸漬量を決定し、浴成分の目標値と
浴成分の測定値とを比較して装入すべきインゴットの種
類を選定し、浴温を適切に制御した後、これらの情報に
基づいて選定されたインゴットを浴に、決定された量浸
漬することを特徴とする溶融めっき装置の操業方法が提
供される。

【００１１】以下に本発明をさらに詳細に説明する。図
１および図２は、それぞれ本発明の一実施例を示す溶融
めっき装置の縦断面図および部分断面平面図である。以
下の説明では、溶融金属が亜鉛の場合について説明す
る。図１および図２において、溶融ポット１には、例え
ば亜鉛量約２００トンの溶融亜鉛浴２と加熱手段として
インダクター７とを有し、前記浴２へ亜鉛を補給する目
的でインゴット装入手段９を２台設けている。加熱手段
としては前記インダクターに限るものではなく、燃焼バ
ーナ、電熱ヒータ等を挙げることができる。また、イン
ゴット装入手段９としては、溶融亜鉛浴２中に任意量だ
けインゴット１０を浸漬できるものであればよく、例え
ば、図示のように直方体のインゴットを把持して送りね
じにより連続的に装入する手段を挙げることができる。

【００１２】前記インゴット装入手段９を用いることに
より、前記浴２の浴レベルが目標値に対し所定量以上減
少したときに必要な量のインゴット１０を浴２中へ浸漬
して浴レベルを目標値に保持することができる。前記イ
ンゴット装入手段９は一台配設して、インゴット１０を
単独で浴２中へ浸漬してもよいが、図２に示すように二
台または三台以上配設し、例えば二台設置し、夫々に亜
鉛を主成分とする高濃度Ａｌ合金インゴットと低濃度Ａ
ｌ合金インゴットを搭載し、図示しない演算器にて溶融
亜鉛浴２中のＡｌ濃度と予め設定した目標Ａｌ濃度とを
連続的に比較することにより、補給に適したインゴット
を上記二種類のインゴットから選択し、補給することが
可能である。

【００１３】また、図１、２に示すように、インゴット
装入手段９によりインゴット１０が浴２に浸漬される部
分を包囲するように堰８を設け、溶融亜鉛浴２の一部を
仕切るようにする。前記堰８の材質は、例えばＳＵＳ３
１６Ｌ等の耐熱性、耐食性に優れたものであればいずれ
でもよい。前記堰８は図１に示すように溶融亜鉛浴２を
部分的に仕切る壁の部分と、この仕切壁の下端に固着
し、前記溶融亜鉛浴２の底部からやや上方に設ける底壁
とで構成されている。前記堰８の底壁には堰８の内側と
外側とを連通するための孔１３を有する。なお、前記孔
１３の位置は底壁に限るものでなく浴レベルより下方で
あればよい。また、孔１３の形状および個数は限定しな
い。

【００１４】溶融した亜鉛が堰８の内側より堰８の外側
へ流出する孔１３を前記堰８の底壁に設けることによ
り、インゴット１０装入部で発生したトップドロスが堰
８の外側へ流出することがなく、鋼帯３へのドロスの付
着を減少し、めっき品質を著しく向上することができ
る。また、図１、２に示すように溶融亜鉛浴２内の堰８
の外側の浴を加熱するためのインダクター７とは別に堰
８の内側の浴、即ちインゴット装入手段９の近傍の浴を
加熱するためのインダクター６を設けることにより、イ
ンゴット１０を浸漬した時の浴温低下を速やかに解消す
ることができる。

【００１５】また、図１に示すように温度計１１ａおよ
び１１ｂを堰８の内側および外側の浴中、即ち溶融亜鉛
浴２内のインゴット装入手段９の近傍の部分とインゴッ
ト装入手段９から遠い部分に設け、インダクター６、イ
ンダクター７の制御を独立に行うようにすることによ
り、例えば重量１トンのインゴット１０を一気にポット
１内へ浸漬した際に、シンクロール４の近傍での浴２の
温度降下は従来の約１０℃から３℃程度まで軽減でき、
著しくドロスの発生が低減できる。

【００１６】さらに、レベル計１２を設けることによ
り、前記浴レベルを測定し、目標の浴レベルから、例え
ば５ｍｍ低下したときにインゴット１０の補給量を算出
して浸漬する量を決定し補給することができる。その結
果、溶融亜鉛浴２の成分および浴レベルの制御精度を著
しく向上させることができる。

【００１７】また、インゴット１０の装入において温度
計１１ａ、１１ｂを用いて溶融亜鉛浴２の浴温が予め設
定した値より低い場合は、インゴットの装入を行わない
ようにすることにより、堰８の内側、外側において急激
な浴温の低下がなくなりドロスの発生を減少することが
できる。前記溶融めっき装置において、前記温度計１１
ａ、１１ｂ、レベル計１２および図示しない制御手段、
例えばデジタルシーケンサーを設けることにより、イン
ゴット１０の浸漬時、浸漬量および種類を自動的に選定
することが可能である。前記制御の具体例については後
述する。

【００１８】なお、上記説明では溶融亜鉛めっきにおい
てインゴット装入手段９を二台有し、三台のインダクタ
ーのうち一台を堰８の内側に包囲して設ける場合につい
て説明したが、本発明は溶融亜鉛めっきに限るものでは
なく、また、インゴット装入手段９の台数、構造、加熱
の方式、温度計１１ａ、１１ｂの種類、レベル計１２の
種類等についても他の公知のものを用いることができ
る。また、上記実施例は鋼帯等の金属帯の溶融めっき装
置について述べたが、鋼管その他の種々のめっきを行う
ための溶融めっき装置についても有効である。

【００１９】つぎに、本発明の溶融金属浴の制御方法を
図３に示すフロー図の一例を参照しながら説明する。本
発明は、例えば図１、２に示すようなインゴット装入手
段９を二台以上有し、溶融ポット１内を堰８で仕切り、
この堰８の内、外の溶融金属浴２に各温度計１１ａ、１
１ｂを設け、この溶融金属浴２の浴面を測定するレベル
計１２を有する溶融めっき装置に適用される。

【００２０】即ち、予め前記溶融ポット１内の溶融金属
浴２の浴成分目標値、浴レベル目標値および堰内、外の
浴温目標値を設定し、演算器へ入力しておき、つぎに前
記レベル計１２の指示値を入力して前記浴レベル目標値
と比較し浴レベルの低下が目標値に対し、５ｍｍ以上に
なったとき、図３による制御をスタートする。まず、レ
ベル計１２の指示値と目標値を比較、演算して溶融金属
の補給量を決定してインゴット装入手段９からのインゴ
ットの浴への浸漬量を決定する。

【００２１】一方、溶融金属浴２の成分を、例えば定期
的な測定による成分分析値やめっき付着量検出値により
算出し、この浴成分算出値を入力して前記浴成分目標値
と比較演算し、装入すべきインゴットを選定する。この
とき、溶融金属浴２の浴温１１ａまたは１１ｂが、前記
浴温目標値に対し低下していない場合（図３においてＮ
Ｏのとき）には前記選定されたインゴットの装入を指令
する。これに対して浴温目標値よりも浴温が低下してい
る場合（図３においてＹＥＳのとき）には前記選定され
たインゴットの装入を行わず、インダクター６または７
の作動により浴温を上昇させ浴温低下を解消させ浴温を
適切に制御したあとで前記選定されたインゴットを装入
する。

【００２２】以上の演算器操作を連続して行うことによ
り、常に適正な状態に溶融金属浴２を制御することがで
きる。このように管理された溶融金属浴２中へ被めっき
材である金属帯３を装入しながら前記浴制御を継続し、
浴中の金属帯３をシンクロール４を介して引きあげ、ワ
イピングノズル５にて目付量を調整することにより、め
っき品質の優れた製品が得られる。

【００２３】

【作用】本発明によれば、溶融ポット１に金属インゴッ
ト１０を任意の量だけ浸漬するインゴット装入手段９を
設けることにより、溶融金属浴２レベルにみあう補給を
することができる。また、インゴット装入手段を二台以
上設けることにより、目標とする浴成分に応じた種類の
インゴットによって補給することが出来るようになる。

【００２４】また、上記インゴットの補給部分およびこ
の近傍の溶融金属を加熱するための手段を包囲する堰８
を設け、堰８内外を連通する孔１３を浴レベルより下方
に設けるようにしたから、インゴットの溶解により発生
したドロスが、溶融金属浴面または浴中を流動すること
がなく被めっき材へ付着することが防止出来るようにな
る。

【００２５】さらには、溶融金属の浴温を測定する温度
計を堰８の内外に設け、堰８の内外の溶融金属の加熱手
段を、それぞれ独立して制御するようにしたから、堰８
の内側においては金属インゴット装入時に迅速な浴温上
昇が可能となり、浴温低下によるドロスの発生を低減す
ることが可能となる。また、溶融ポット１以外にサブポ
ットを設置する場合に比べ設備の大型化を避けることが
可能となる。

【００２６】一方、溶融金属浴２のレベルを連続的に測
定するレベル計１２を設け、このレベル計１２の測定値
と目標レベルとの比較により必要とする溶融金属の補給
量を算出し、これと浴成分値、インゴットの種類からイ
ンゴットが選定され、そのインゴットを必要量装入する
ようにしたから、サブポットを設けた場合に比べて溶融
金属浴２の浴レベルの制御が容易となる。さらに、堰８
の内外の浴温監視の下にインゴットを補給するようにし
たから、二次作用として被めっき材の進入等による溶融
金属浴２の浴温変動を減少させることが可能となる。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。 （実施例１） 図１、２に示す溶融めっき装置を用い、被めっき材とし
て幅１２００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの冷延鋼帯の亜鉛め
っきを行った。各条件は下記によった。 溶融ポット内溶融亜鉛量 約２００ｔ インゴット装入装置 ２台（種類：第１、２図に示した送りねじ方 式） インゴット重量 １ｔ 温度計 ２式（種類：熱電対） レベル計 １式（種類：レーザー式） 堰 底壁に内径１００ｍｍの孔３箇所、溶融金属 浴２の底面と堰の底壁との距離１００ｍｍ、 材質ＳＵＳ３１６Ｌ、厚さ３０ｍｍ 溶融金属加熱装置 ３台（種類：インダクター方式）

【００２８】インゴット装入装置には、夫々亜鉛を主成
分とするＡｌ合金インゴットとしてＡｌ濃度が０％およ
び１．８％のものを取付けた。溶融亜鉛浴の制御は図３
に示すフローにて行った。以上により亜鉛めっきを行っ
た結果、溶融亜鉛浴の浴組成、浴レベルおよび浴温は、
いずれも下記の設定基準値どおりに管理でき、めっき品
質の優れた製品を連続して製造することができた。 Ａｌ ：０．１５０±０．０５％以内 レベル：目標値に対して±５ｍｍ以内 液温 ：４６０℃±３℃以内

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上に説明したように構成され
ているので、下記のような効果を奏する。 （１）溶融めっき装置に溶融金属浴と加熱手段を有する
溶融ポットと、成分組成の異なったインゴットを複数で
または単独で前記溶融金属浴に任意の量だけ浸漬するこ
とができるインゴット装入手段とを有するようにしたか
ら、浴内の溶融金属が所定量以上減少したときに必要な
量のインゴットを浴中へ浸漬して補給することができ
る。また、補給に適したインゴットを選択して補給する
ことができる。この結果、浴レベル、浴成分の制御精度
を向上させることができるようになった。

【００３０】（２）溶融金属浴中のインゴット装入手段
によりインゴットが装入される部分を堰で包囲し、溶解
した金属が堰の内側から堰の外側へ流出するための孔を
浴レベルより下方に設けるようにしたから、堰内で発生
したトップドロスが堰の外側へ流出しなくなり、ドロス
の付着を防止することができるようになった。 （３）堰の内側に加熱手段を設け、堰の内側および外側
の浴温を夫々独立に制御するようにしたから、インゴッ
トの装入による堰の外側および内側の温度の低下を減少
させることができ、ドロスの発生を低減させることがで
きるようになった。 （４）堰の内外の浴温監視の下にインゴットを装入する
ようにしたから、急激な浴温低下がなくなり、これによ
りドロスの発生を減少させることができるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す溶融めっき装置の縦
断面図である。

【図２】 図１に示す溶融めっき装置の部分断面平面図
である。

【図３】 本発明の溶融めっきの制御方法の一例を示す
フロー図である。

【符号の説明】

１ 溶融ポット ２ 溶融金属浴（溶融亜鉛浴） ３ 金属帯 ４ シンクロール ５ ワイピングノズル ６ インダクター ７ インダクター ８ 堰 ９ インゴット装入手段（装置） １０ インゴット １１ａ 温度計 １１ｂ 温度計 １２ レベル計 １３ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−188250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−83637（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−232236（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−36446（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被めっき材を連続して溶融めっきする装置
   であって、 溶融金属浴および加熱手段を有する溶融ポットと、 インゴットを該溶融金属浴に浸漬することができるイン
   ゴット装入手段と、 溶融金属浴内のインゴット装入手段の近傍の部分とイン
   ゴット装入手段から遠い部分にそれぞれ配設された、溶
   融金属浴の浴温度を測定する手段と、 溶融金属浴の浴レベルを測定する手段と、 溶融金属浴の浴温度の目標値と測定値との差に基づいて
   加熱手段を制御する温度制御装置と、 溶融金属浴の浴レベルの目標値と測定値との差に基づい
   てインゴット装入手段により溶融金属浴に浸漬するイン
   ゴットの浸漬量を制御するインゴット浸漬制御装置とを
   有することを特徴とする溶融めっき装置。
2. 【請求項２】被めっき材を連続して溶融めっきする装置
   であって、 溶融金属浴および加熱手段を有する溶融ポットと、 成分組成の異なったインゴットを複数でまたは単独で該
   溶融金属浴に浸漬することができるインゴット装入手段
   と、 溶融金属浴内のインゴット装入手段の近傍の部分とイン
   ゴット装入手段から遠い部分にそれぞれ配設された、溶
   融金属浴の浴温度を測定する手段と、 溶融金属浴の浴レベルを測定する手段と、 溶融金属浴の浴成分を測定する手段と、 溶融金属浴の浴温度の目標値と測定値との差に基づいて
   加熱手段を制御する温度制御装置と、 溶融金属浴の浴レベル及び浴成分のそれぞれの目標値と
   測定値との差に基づいてインゴット装入手段により溶融
   金属浴に浸漬するインゴットの種類及び浸漬量を制御す
   るインゴット浸漬制御装置とを有することを特徴とする
   溶融めっき装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の溶融めっき装置に
   おいて、溶融金属浴内でインゴット装入区域を包囲する
   とともに該インゴット装入区域の内部と外部の溶融金属
   浴との連通孔を有する堰を設けることを特徴とする溶融
   めっき装置。
4. 【請求項４】該溶融ポットは、インゴット装入区域内の
   溶融金属浴の加熱手段を有する請求項３に記載の溶融め
   っき装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の溶融めっき装置を操業す
   るに際し、 該溶融めっき装置の溶融金属浴の浴レベルが目標値より
   低下したときに補給量を決定してインゴット装入手段か
   らのインゴットの浴への浸漬量を決定し、 浴温を適切に制御した後、この情報に基づいてインゴッ
   トを浴に、決定された量浸漬することを特徴とする溶融
   めっき装置の操業方法。
6. 【請求項６】請求項２に記載の溶融めっき装置を操業す
   るに際し、 該溶融めっき装置の溶融金属浴の浴レベルが目標値より
   低下したときに補給量を決定してインゴット装入手段か
   らのインゴットの浴への浸漬量を決定し、 浴成分の目標値と浴成分の測定値とを比較して装入すべ
   きインゴットの種類を選定し、 浴温を適切に制御した後、これらの情報に基づいて選定
   されたインゴットを浴に、決定された量浸漬することを
   特徴とする溶融めっき装置の操業方法。