JPH06108216A - 真空槽を付設した溶融めっき装置 - Google Patents

真空槽を付設した溶融めっき装置

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JPH06108216A
JPH06108216A JP28077192A JP28077192A JPH06108216A JP H06108216 A JPH06108216 A JP H06108216A JP 28077192 A JP28077192 A JP 28077192A JP 28077192 A JP28077192 A JP 28077192A JP H06108216 A JPH06108216 A JP H06108216A
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JP
Japan
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hot
plating
metal
vacuum
bath
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Withdrawn
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JP28077192A
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English (en)
Inventor
Yasushi Fukui
康 福居
Tadaaki Miono
忠昭 三尾野
Minoru Saito
実 斎藤
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空槽の減圧雰囲気からめっき浴を切り離
し、多様なめっき金属の使用を可能にし、溶融めっき装
置の汎用性を高める。 【構成】 真空槽30で活性化処理,蒸着等を施した
後、金属帯材10を真空シール装置50を経て溶融めっ
き浴41に導入する。溶融めっき浴41の上方空間は、
真空シール装置50によって真空槽30の減圧雰囲気か
ら遮断され、大気圧等の高圧に維持される。 【効果】 めっき金属の蒸発が抑制され、真空槽30内
部の機械系統や電気系統が故障することがなくなる。ま
た、スナウト42を上昇するめっき金属の量が少なくな
るため、作業性及び安全性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空雰囲気下で活性化
処理,蒸着等が施された金属帯材を溶融めっきする装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】表面活性状態の低さ等に起因してめっき
し難い金属帯材に溶融めっきを施す場合、溶融めっき槽
の前段に真空槽を配置し、真空雰囲気の下で活性化処
理,蒸着等を行ってめっき金属の付き回り性が良好な表
面に改質している。また、同様な真空槽における蒸着に
よって形成したCr層等をめっき下地として使用すると
き、耐食性が非常に高められためっき鋼板が得られる。
たとえば、特願平3−86170号では、ステンレス鋼
等の難溶融めっき鋼板をめっきするとき、溶融めっき槽
の前段に設けられた真空槽中でプラズマエッチング又は
イオンビームエッチングにより鋼板表面から酸化膜を除
去し、活性な金属表面として溶融めっき浴に送り込むこ
とが紹介されている。また、特願平4−73560号で
は、真空槽中でCrを蒸着しためっき原板を溶融めっき
浴に浸漬することにより、耐食性の優れためっき鋼板が
得られることを紹介している。
【0003】このとき使用するめっき設備は、たとえば
図1に示すようにペイオフリール11から送り出される
金属帯材10の通板方向に沿って、真空槽30及び溶融
めっき槽40を配置している。真空槽30は、入側が真
空シール装置31でシールされ、出側が溶融めっき浴4
1からスナウト42を上昇しためっき金属43でシール
される。真空槽30は、真空ポンプ32,33で排気さ
れた減圧雰囲気に維持され、通板している金属帯材10
に活性化,蒸着等の処理を施す。真空槽30で前処理さ
れた金属帯材10は、溶融めっき浴41に浸漬され、シ
ンクロール44,45を周回して、溶融めっき浴41か
ら引き上げられる。これにより、金属帯材10が溶融め
っきされ、めっき帯材15となる。めっき帯材15に付
着している過剰のめっき金属は、ガスワイピング装置4
6で除去される。そして、目付け量が調節されためっき
帯材15は、デフレクターロール16〜18を経て巻取
りリール19に巻き取られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】真空槽30を図1のよ
うに配置した設備で、蒸気圧の高いZn等をめっき金属
として溶融めっきするとき、或いは蒸気圧の高い合金元
素を添加しためっき浴41を使用して溶融めっきすると
き、溶融めっき浴41が真空槽30の減圧雰囲気に臨む
ことから、蒸気圧の高い金属が優先的に蒸発し、真空槽
30中に飛散する。めっき金属の蒸発・飛散は、金属帯
材10が最初に溶融めっき浴と接触するスナウト42に
あるめっき金属43の表面層で活発に行われる。その結
果、めっき金属43の組成が局部的に変動し、溶融めっ
き層の性状を不安定にする。他方、溶融めっき浴41か
ら蒸発・飛散しためっき金属の蒸気は、真空槽30内の
種々の部分に入り込み、駆動部,回転部,真空ポンプ3
2,33等の内部機器に付着し、作動不良や絶縁不良等
のトラブルを起こす原因となる。このようなめっき金属
の蒸発・飛散による弊害は、真空槽30の出側に設けた
隔壁34だけでは完全に解消することができない。
【0005】したがって、真空槽を付設した溶融めっき
設備では、使用可能なめっき金属の種類に制約を受け、
AlやAl−Si等の蒸気圧が低い金属又は合金が使用
されているに過ぎない。また、めっき浴41に添加され
る元素としても、Ti,Cr等の蒸気圧が低い元素に限
られていた。すなわち、真空槽を付設した溶融めっき設
備は、汎用性に劣る欠点がある。また,Al又はAl−
Si等をめっき金属として使用した場合にあっても、比
重が小さいことから、大気圧によってスナウト42に多
量のめっき金属43が持ち上げられる。そのため、真空
槽30の内部にめっき金属43の侵入がないように、ス
ナウト42の高さを大きく設定することが必要になり、
作業性の劣化,設備の大型化等を招く。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、溶融め
っき浴が臨む雰囲気を真空槽の内部雰囲気から独立させ
ることにより、設備の大型化を招くことなく各種のめっ
き金属を使用することができ、需要に応じためっき鋼板
等を製造することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の溶融めっき装置
は、その目的を達成するため、連続走行する金属帯材に
前処理を施す真空槽と、前記金属帯材が導入される溶融
めっき浴を有する溶融めっき装置と、前記真空槽と前記
溶融めっき装置との間に配置された真空シール装置とを
備え、前記真空槽の減圧雰囲気から切り放した雰囲気に
溶融めっき浴が維持されることを特徴とする。
【0007】本発明に従っためっき装置は、たとえば図
2に示すように、真空槽30と溶融めっき層40との間
に真空シール装置50を配置している。真空シール装置
50としては、真空槽30の入側に設けた真空シール装
置31と同じ構造をもったもので良く、一対のシールロ
ール511 ,512 ・・・51n を多段に配置し、角シ
ールロール511 ,512 ・・・51n で遮断された区
分室521 ,522 ・・・52n の雰囲気圧を溶融めっ
き槽40に向けて段階的に上げる。このとき、各区分室
521 ,522 ・・・52n 内にある金属帯材10の表
面酸化を防止するため、各区分室521 ,522 ・・・
52n 又はスナウト42内にN2 ,Ar等の不活性ガス
又はH2 ,H2 +N2 等の還元性ガスを送り込むことが
好ましい。
【0008】真空シール装置50を介在させることによ
り、真空槽30の真空度を低下させることなく、溶融め
っき槽40を大気圧又は大気圧近傍の圧力雰囲気に維持
することができる。そのため、めっき浴41からスナウ
ト42を上昇するめっき金属は皆無、或いは極めて少な
くなる。また、めっき浴41から蒸気圧の高いめっき金
属や添加元素の蒸発・飛散をより完全に抑えたい場合、
真空シール装置50の出側、すなわちスナウト42が臨
む雰囲気を加圧する。
【0009】
【作 用】真空槽30と溶融めっき槽40との間に真空
シール装置50を組み込むことにより、めっき浴41が
真空雰囲気に臨むことが避けられる。そして、真空シー
ル装置50に送り込む不活性ガス,還元性ガス等のガス
圧を制御することにより、めっき浴41上方の雰囲気圧
を自由に設定することができる。たとえば、めっき浴4
1上方の雰囲気圧を大気圧に設定するとき、図3(a)
に示すように、スナウト42の内外でめっき浴41の液
面が同じレベルになる。これにより、蒸気圧が高いZn
等のめっき金属の蒸発・飛散が抑えられ、真空槽30の
内部に配置している各種機器の故障が防止される。ま
た、めっき作業の開始に当って、スナウト42の準備を
短時間で行うことができる。
【0010】Al,Al−Si等の蒸気圧が低いめっき
金属を使用する場合、スナウト42内を減圧状態に維持
することができる。このとき、スナウト42を上昇した
めっき金属43の液面は、図3(b)に示すように、ス
ナウト42外のめっき浴41の液面よりも若干高くな
る。しかし、スナウト42を真空槽30の出側に直結し
た図1の場合に比較して、めっき金属の上昇高さが著し
く小さくなっている。そのため、作業性の向上が図られ
ることは勿論、仮にスナウト42が破損しても、めっき
金属43がめっき槽40の外に流出する危険がない。ま
た、構造が簡単なシール装置を使用することができるた
め、設備負担の増加を招かない。
【0011】真空シール装置50の出側を加圧雰囲気に
設定するとき、スナウト42内のめっき金属43が押し
下げられる。その結果、めっき金属43の液面は、図3
(c)に示すように、スナウト42外にあるめっき浴4
1の液面よりも低くなる。この状態では、めっき金属4
3から真空シール装置50側に蒸発・飛散するめっき金
属の量が一層少なくなる。
【0012】Alキルド鋼,Ti添加鋼,普通鋼等を金
属帯材10、すなわちめっき原板として使用するとき、
ガス還元によって鋼板表面を活性化することができる。
そこで、図4に示すように真空槽30の前段に、通常の
連続式溶融亜鉛めっき設備で用いられているものと同様
の無酸化炉20及びガス還元炉25を配列した構成を採
用することができる。なお、図4の設備構成では、補助
加熱装置35,プラズマエッチング装置36及びアーク
蒸着装置37を金属帯材10の通板方向に沿って真空槽
30の内部に配列している。
【0013】金属帯材10は、無酸化炉20で表面に付
着している油脂等が燃焼除去された後、ガス還元炉25
で酸化膜がH2 ,H2 +N2 等の還元ガスによって還元
除去される。次いで、入側真空シール装置31を経て真
空槽30に導入され、アーク蒸着装置37によってCr
等が蒸着された後、めっき浴41に導入される。このと
き、めっき浴41に導入される時点で金属帯材10の板
温がめっき浴41の浴温と等しくなるように、補助加熱
装置35で金属帯材10を温度調節することが好まし
い。この温度調節によって、めっき浴41に導入された
金属帯材10に温度変動が少なく、製造安定性が向上す
る。
【0014】ステンレス鋼やSi含有鋼等をめっき原板
とするとき、鋼板表面の酸化膜は、ガス還元によって除
去できない。そこで、電解洗浄等によって脱脂した鋼板
を金属帯材10として通板し、真空槽30内のプラズマ
エッチング装置36によって表面酸化膜をエッチング除
去した後、めっき浴41に導入する。この場合、無酸化
炉20を稼動することなく、ガス還元炉25を単純な加
熱装置として使用し、金属帯材10の板温を酸化膜が成
長しない温度まで上昇させる。そして、真空槽30内に
配置した補助加熱装置35で更に金属帯材10を加熱
し、最終的な温度調整を図る。
【0015】
【実施例】設備構成を図4に示した溶融めっき設備を使
用して、板厚0.5mm及び板幅100mmのAlキル
ド鋼及びステンレス鋼SUS430にZnめっき及びA
l−9.5重量%Siめっきを施した。金属帯材10の
走行速度を30m/分に設定し、スナウト42に露点−
40℃以下の窒素ガスを導入しながら、溶融めっきを行
った。得られためっき帯材15には、不めっき,密着不
良等の欠陥がない良好なめっき層が形成されていた。ま
た、機械系統及び電気系統の何れにも故障が発生せず、
めっき浴41からのめっき金属の蒸発・飛散が抑制され
ていることが確認された。
【0016】各めっき浴41においてスナウト42内の
圧力を変化させ、めっき金属の蒸発量及び作業性を調査
した。めっき金属の蒸発量は、めっき浴41の上方で浴
面と平行に配置した水冷板に付着するめっき金属の量
を、水冷板の重量増加で測定した。作業性は、スナウト
42の保守に必要とする時間が2時間未満の場合を○,
2時間を超える場合を×として評価した。
【0017】
【表1】
【0018】表1から明らかなように、スナウト42の
圧力を高く設定することによって、めっき金属の蒸発が
抑制されていることが判る。また、圧力の上昇に伴っ
て、スナウト42を上昇するめっき金属43の高さを抑
えることができるため、めっき作業の立上げのために行
われるスナウト42の保守を短時間で行うことができる
ようになった。
【0019】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の溶融め
っき装置においては、真空槽と溶融めっき槽との間に真
空シール装置を介在させ、めっき浴上方の雰囲気を真空
槽内の減圧雰囲気から切り離した大気圧又は大気圧近傍
の高圧に維持している。そのため、蒸気圧が高いめっき
金属の蒸発・飛散が抑制され、用途に応じて多様なめっ
き鋼板を製造することができる汎用性の高い設備とな
る。しかも、スナウトを上昇するめっき金属の量が少な
くなるため、スナウトの保守に要する作業時間が短縮さ
れると共に、仮にスナウトが破損した場合においてもめ
っき金属の流出が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の真空槽を付設した溶融めっき装置
【図2】 真空槽と溶融めっき槽との間に真空シール装
置を介在させた溶融めっき装置
【図3】 スナウト内にあるめっき金属の液面と雰囲気
圧との関係
【図4】 本発明実施例で使用した溶融めっき装置
【符号の説明】
10 金属帯材 15 めっき帯材 3
0 真空槽 36 補助加熱装置 36 プラズマエッチング装
置 37 アーク蒸着装置 40 溶融めっき槽 4
1 溶融めっき浴 42 スナウト 43 めっき金属 5
0 真空シール装置 511 ,512 ・・・51n シールロール 521 ,522 ・・・52n 区分室

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続走行する金属帯材に前処理を施す真
    空槽と、前記金属帯材が導入される溶融めっき浴を有す
    る溶融めっき装置と、前記真空槽と前記溶融めっき装置
    との間に配置された真空シール装置とを備え、前記真空
    槽の減圧雰囲気から切り放した雰囲気に溶融めっき浴が
    維持されることを特徴とする真空槽を付設した溶融めっ
    き装置。
JP28077192A 1992-09-25 1992-09-25 真空槽を付設した溶融めっき装置 Withdrawn JPH06108216A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078914A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Posco Method for producing hot-dip aluminized stainless steel sheet using atmospheric pressure plasma

Cited By (2)

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WO2008078914A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Posco Method for producing hot-dip aluminized stainless steel sheet using atmospheric pressure plasma
KR101372624B1 (ko) * 2006-12-27 2014-03-10 주식회사 포스코 상압 플라즈마를 이용한 용융 알루미늄 도금 스테인레스강판 제조방법

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