JPS63114982A - 鋼板の連続金属めっき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ｆｓ板面に対し、各種めっき金属を接触さ
せて溶着し、連続的にめっきを行なう装置に関するもの
で２種々のめっき金属を効率的かつ美麗に被めっき鋼帯
表面上に被覆し、従来の溶融めっき作業において認めら
れる各種問題の解消を図ることを目的とする。

〈従来の技術〉 従来、鋼板表面に合金化反応によるめっき被膜を形成さ
せる方法としては、予め溶融しためっき金属中に、被め
っき鋼板、又は鋼帯を浸漬する溶融めっき法が広く行な
われている。

この方法は、めフき前鋼板表面の前処理方法により、幾
つかのプロセスに分けられるが、めっき部分のみを取り
上げると、その基本は全て共通である。

１例として、鋼帯を連続的にめっきする。連続溶融亜鉛
めっきライン（Ｃ，Ｇ、Ｌ、）　について説明する。

第３図は、Ｃ，Ｇ、Ｌ、の１例を示すものである。

第３図において、（１）は鋼帯（９）表面の油分及び汚
れを燃焼除去し、鋼帯を所定温度迄加熱する直火加熱帯
、（２〕は鋼帯表面の酸化皮膜を雰囲気中の水素にて還
元し、がっ、焼鈍を行なう還元炉、（３）は鋼帯を所定
のヒートサイクルに従って冷却する冷却炉である。

前記（１）〜（３）の前処理炉で熱処理及び。

表面を清浄化された鋼帯は、溶融亜鉛浴（４）中に浸漬
される。

ここで、鋼帯表面には、溶融亜鉛めっきの被膜が形成さ
れる。

次いで、銅帯は、溶融亜鉛浴から連続的に引き出される
が、浴の直上に配置された気体絞りノズル（５）により
、めっき被膜量が制御される。被膜量調整後のめっき鋼
帯は、ミニマムスパングル装置又は、ガルバニール装置
等（６）により所定の表面調整が施される。

この様な工程にて得られた溶融めっき鋼帯は、表面が比
較的美麗でかつ、耐食性も優れるため、広く実用に供さ
れている。

しかし、従来、建材、パイプ関係、及び、家電。

自動車向では、主に内板用途に用いられてきた本製品に
対し、最近、家電、自動車の外板用途等を中心にして従
来に増して表面の均一さ、平滑さ。

美麗さが求められている。更に品種的には差厚めつき９
片面めっき、及び構造物の軽量化を目的とした高張力亜
鉛めっき鋼板等、新規需要が高まってきた。このため、
従来のめっき品質や、めっきプロセス自体に関する問題
点が顕在化してきている。

問題点は、下記の様に分類出来る。

■、常時、多量のめっき金属を溶融保持した溶融めっき
浴を使用することに伴う問題。

■、めっき付着量の調整に気体絞り法を適用することに
よる問題。

■、長大な前処理炉を使用することによる問題。

更に、上記に分類した各項目についての問題内容を下記
に詳述する。

■、連融めっき浴使用に伴う問題 １）めっき浴中に鋼帯表面からのＦｅが溶出し、また、
めっき金属が酸化されることによるいわゆるドロスの発
生が多く、これを汲み上げ除去しなければならないため
に、銅帯に付着する以外のめっき金属の損失が生ずる。

２）めっき浴中に、前記ドロスの発生や、浴を保持する
ポットを構成する煉瓦の屑混入等、不純物が混じりやす
く、これらが銅帯に付着しで、外観を低下させる。

３）浴中に投入するめつき金属地金成分と、銅帯に付着
する成分、及び、ドロス等の副生物として洛外に排出さ
れる成分中の微量元素が異なるため、目標通りの必要元
素を含有するめっき浴成分に調整制御するのが困難であ
る。

このため、めっき密着性不良や、ガルバニール材の合金
化不良等各種のめつき欠陥が発生する。

４）高温、高浸食性のめっき金属浴中に、銅帯通板用の
ロールや、ロール支持アーム、軸受等。

ｆｌ製の機械部品を浸漬する必要がある。

このため、これらのめつき金属の浸食の進行や、これに
伴うドロスの発生、及び、浴中ロール表面の浸食による
めっき表面外観の低下等の問題が生ずる。

更には、これらの機械部品の浸食又は損傷部を定期的に
修理、交換するための、操業停止時間が必要であり、設
備の生産能力を有効、最大限に生かすことが出来ない。

５）めっき浴中に通板用ロール（７）を使用することに
より、めっき表面にロールのグルー・プ溝が転写しやす
く、外観の悪化を招く。

また、気体絞り前に設置した絞りロール（８）によって
も、ロールとストリップとの接触によるストリップ表面
の疵や、微小なドロス粒の付着が発生することがある。

６）塔下部に堆積するボトムドロスの排出作業。

浴面に堆積するトップドロスの排出作業、浴中への銅帯
の初期通板作業、めっき浴中ロールの手入作業等、高温
、多量のめっき浴近傍での作業は１作業者の負担となり
、かつ、危険である。

７）ポット−基当り、一種のめっきしか出来ないため、
各種の異種めっきを行なう際には、浴の汲み出しによる
浴替え、又は、異種のめっき金属を溶解したポットを予
め準備し、ポットの移動を行なう等の作業が必要である
。

これらの作業は、多くの時間、労力と、ボット増設が必
要となる。

８）両面めっきと片面めっきを単一の設備で生産する場
合、ポット部のめつき設備の変更が必要となり、前記と
同様、設備投資に加え、多くの時間と、労力が必要とな
る。

■、・着量調整に伴う問題 １）気体絞りによる付着量調整は、空気、燃焼生成ガス
、窒素ガス蒸気等の気体を用いて行なわれるが、これに
伴い、昇圧用ブロアー運転費が必要であり、更に燃焼生
成ガスの場合は、燃料費、窒素ガス蒸気の場合はガス費
用等を要する。

又、付帯のガス温度調整設備、ガス量、ガス圧力調整装
置が必要である。

２）目標付着量変更時、気体絞り条件の調整に時間がか
かるため、目標とする付着量の製品を直ちに得ることが
出来ない。

３）被めっき鋼帯の幅方向で、気体絞りガスの圧力及び
、流速分布が必ずしも均一でないため、幅方向で均一な
めっきの付着量を得ることが容易でない。

４）気体絞り時に、ノズルからの気体と、鋼帯表面の溶
融めっき被膜が衝突する際に微小なめっき金属の飛沫が
発生し、これが、めっき表面に付着し、外観を低下させ
る。

また、この飛沫が、気体絞りノズルの気体吐出部や、そ
の周辺に付着し、ガス圧力、流速分布を乱すため、めっ
きの付着量むらが生じやすい。

５）気体絞り時、鋼帯表面を流下するめつきの流動性が
各部で異なるため、めっき表面に、大〜小の波形模様が
残り、外観上の問題となる。

また１本現象は、不活性ガスの中で、めっき表面に酸化
皮膜を形成させなければ軽減されることが知られている
が、気体絞り作業を全て、不活性ガス雰囲気で行なうこ
とは、従来方法においては、設備、操業面での開運が少
なくない。

６）気体絞りに伴って発生する飛沫が、酸化された状態
で表面に堆積する。これはトップドロスとして、浴外に
排出されるため、めっき金属の損失が生ずる。

また、排出にも、多くの労力が必要となる。

７）気体絞りにより調整可能な付着量範囲が存在し、極
端な薄めつき（約３０ｇ／ｒｒｒ以下）。

厚めっき（約５００　ｇ／ｒｒｌ’以上）の製造は困難
である。

即ち、薄めつきの場合では気体衝突力によっては付着量
を絞り切れず、厚めつきの場合では、めっき表面を平滑
、美麗に保つことが難しい。

■、前叉１Ｊ杯Ｊ隠Ｌし睡虱 Ｓｉ、Ｍｎ添加高張力鋼では、前処理炉における。直火
加熱、還元、冷却操作中に、易酸化性元素である、Ｓｉ
、Ｍｎが表層に酸化濃化して、めっき密着性、濡れ性が
阻害される現象が生ずる。

このような現象は、従来の様な長大な前処理炉を使用す
る以上、免れ得ない現象であり、高張力鋼として使用出
来る鋼種が限定される。

〈発明の概要〉 本発明は上記した従来の溶融めっき金属浴を用いためっ
き方法の欠点を改善するためになされたもので、めっき
金属浴を必要としない連続金属めっき装置を提供しよう
とするものである。

この目的のために、本発明はめっき金属板送り装置とめ
っき金属板加熱装置とめっき表面調整装置とを有する。

めっき金属板送り装置は被めっき鋼板に同程度の巾のめ
っき金属板をその表面に向けてほぼ直角方向に接触させ
、順次送り出す。このめっき金属板は加熱装置により所
定温度に加熱されており、被めっき鋼板表面に接触しつ
つ、めっきを施す。

施されためっきはめっき表面調整装置により調整される
。

〈実施例〉 以下本発明装置をその実施例に基づいて説明する。まず
その装置の概要を第１図を使用して説明する。

所定寸法に調整しためっき金属板（１ｏ）を送りローラ
ー（１１）によって、所定温度に調整した走行する鋼帯
（９）の表面上に送り、接触させる。この際、めっき金
属板のうち、鋼帯に接触する部分（１２）でのめっき金
属の溶融が生ずる様に、鋼帯及び、めっき金属は予め加
熱しておくことが必要である。

めっき金属先端から溶は出しためっき金属が。

（１３）の斜線部で示す様に、銅帯表面に付着するが、
この際、めっき金属板（１０）の幅は、付着するめっき
金属が銅帯表面のほぼ全幅を覆う様に、銅帯の幅に合わ
せて決定することが好適である。

めっき金属板の送り速度は、目標付着量を鋼帯全面に与
えるとして必要めっき金属量を計算し。

決定すれば良い。また、めっき金属板を予熱する必要が
あるときには、誘導加熱装置（１６）等適当な加熱装置
を設ける。

めっき金属板から溶着したままのめっき被膜はそのまま
では、若干の付着量むらがあり、また、鋼帯全幅に広が
りにくいので、被膜を均一化する装置が必要である。第
１図にはこの例として、超音波振動方式の表面調整装置
（１４）を示しである。

表面調整装置（１４）には、超音波振動子（１５）が付
帯しており、調整装置に適当な周波数。

出力の超音波振動を与える。

めっき金属の付着したｆ；Ｒ’ｔ；表面に、この表面調
整装置を適度な圧下刃で接触させると、めっき金属は、
銅帯全面に均一に広がり９通常の溶融めっきと類似のめ
っき被膜が形成される。

この表面調整板を接触させる際の超音波振動付与の効果
は、めっきの濡れ不良を著しく低減し。

均一で２表面平滑な被膜を与えるものである。

上記説明した本発明では、めっき被膜と銅帯との接合は
２通常の溶融めっき法と同じ、金属量の相互拡散現象に
よるものであり、めっき金属板接触前の鋼板表面は、酸
化物汚れ等のない、清浄な表面でなければならない。

このため、第１図で示した本発明は、大気中においては
、フラックス処理された鋼板面に適用可能である。又、
炉内で還元処理済みの鋼板面に対しては、非酸化性の不
活性ガス、又は、還元性ガス雰囲気中で実施する必要が
ある。

被めっき鋼帯は、表面が清浄化されていれば良く、従来
の溶融めっきラインで浴に浸入する直前の鋼帯や、連続
焼鈍ライン出側の鋼帯に適用可能である。また、別種の
表面清浄化装置との組合せによっても使用可能なのは言
うまでもない。

本発明を第２図の実施装置の１例に基づいて更に説明す
る。

第２図は２本発明の装置を、第３図に示す従来の溶融め
っき設備前処理炉の後端（１７）に接続したものである
。

鋼帯（９）は、従来の溶融めっき設備前処理炉で表面を
還元、清浄化された状態のまま、シールボックス（１８
）によって、不活性又は、還元性に保たれた雰囲気下に
入り、めっき金属溶着に必要な温度まで、加熱装置（１
９）によって加熱される。

一方、めっき金属板（１０）は、鋼帯の表裏面から、鋼
帯表面に送られ、溶着が行なわれる。この際、めっき金
属板は、ホルダー（２０）内に多数セットされており、
金属板送給シリンダー（２１）、（２２）によって、自
動的に送りロール（１１）に噛み込むように送られる。

めっき金属板は、めっきに消耗される量に見合った量だ
け、送りロールによって鋼帯表面に向って送給される。

また、めっき金属板は、溶着前に必要に応じて加熱装置
（１６）にて予熱される。めっき金属溶着後の表面に対
し、超音波振動子を付帯した表面調整板（１４）を適度
に接触させる。表面調整装置全体は、衝撃緩衝装置の付
いた特殊なシリンダー（２３）で保持されており、極く
軽度の接触が可能であり不使用時は、所定位置迄の退避
が出来る構造となっている。

また２表面調整板には加熱装置が組込まれており、使用
時には所定温度迄加熱して用いられる。

表面調整後の鋼帯は、溶着めつき後、各種の処理を経て
冷却されたのち、不活性又は還元性に保たれたシールボ
ックス外に出る。

１例として、第２図には１合金化加熱炉（２４）を使用
して合金化処理を施す例を示す。めっき後の鋼帯は、必
要に応じて、電気誘導加熱方式等による加熱炉（２４）
にて、加熱処理され、めっきと鋼帯素地との合金化処理
が施される。

（２５）は、不活性又は、還元性ガス雰囲気中でのガス
吹付による冷却装置、（２６）は、同雰囲気中での水冷
装置、（２７）は、同雰囲気中での水冷後の乾燥装置で
ある。

溶着めつき及び９合金化処理後の鋼帯は、不活性又は還
元性ガス雰囲気中で常温迄冷却された後、同雰囲気から
、大気雰囲気中に出る。

（２８）は、溶着めつき前の鋼帯表面処理装置であり、
高ＳＬ、Ｍｎ入高張力鋼帯を前処理炉で加熱、還元処理
する場合に表面に濃化生成するＳｉ、Ｍｎ等の難めつき
被膜の除去を目的とする。

ここでは、ブラシング等による難めつき被膜の機械的研
磨除去や、放電処理等による電気的な被膜の破壊除去を
行なう。この雰囲気も、不活性又は還元性であることは
いうまでもない。

又、第２図では、横型装置の例を示したが、縦型配置の
使用でも特に差しつかえはない。以上。

本発明は従来の溶融めっき法の持つ欠点のほとんどを解
消可能であり、その効果は次の通りである。

■、漬　めっき゛を必；　としないことによる利屯１）
めっき金属と鉄との反応及び、めっき金属が酸化される
ことによるドロスの発生がなく。

ｍｓに付着する以外のめっき金属の損失がない。

２）ドロス、不純物等が表面に付着せず、外観が美麗に
保たれる。

３）めっき金属を直接溶着させるため、めっき金属板と
ほとんど同一の成分がめっきされ、めっき層中成分の制
御が容易となる。

４）浴中浸漬部品を使用する必要がなく２機械部品の溶
食による修理、交換に起因する操業停止時間が短縮され
る。

５）めっき洛中のロールを使用する必要がないため、浴
中ロールグループの転写による外観の悪化、絞りロール
による腰折れ等、製品品質の悪化が生じない。

６）ボトムドロス、トップドロス排出、浴中への銅版の
通板作業、浴中ロールの手入れ作業が不要となり、作業
者の負担が著しく軽減する。

７）各種の合金めっきを実施する場合にも、銅帯に溶着
させるめっき金属板を交換するだけで良く浴替え、ポッ
トの移動等大がかりな作業を必要とせず容易に各種のめ
っきが実施可能である。

例えば、各種のＺｎ−Ａ１合金めっき（５〜１００％Ａ
１）、スパングル消去を目的としたｐｂ抜Ｚｎめっき等
が容易に達成できる。

８）銅帯の表裏に配設しためっき金属板送給装置の使用
有無の選択、及び、送給速度を変更することにより、各
種形態のめっき鋼帯を容易に得ることが可能である。

例えば１片側の送給を停止することにより片面めっき鋼
板が２両側の送給速度を違えることにより、差厚めつき
鋼板が容易に製造可能である。

更に９片面毎にめっき層成分の異なる異種合金めっき鋼
板等も製造可能となる。

■、付着量調整における利点 １）めっきの付着量調整は、基本的に、めっき金属板の
送給量調整によって行なえる。このため、従来溶融めっ
きにおいて用いられている気体絞りの必要がなく、保守
の面倒な気体絞りノズルや、付帯の温度、量、圧力調整
膜ｆｆｆｌが不要となる。また、昇圧用ブロアー運転費
。

燃焼生成ガス利用の場合の燃料費、窒素ガス利用の場合
のガス費用が削減出来る。

２）目標付着量変更時は、めっき金属板送給速度を変更
するだけで良く、付着量の迅速変更が可能である。

３）めっき溶着後の表面調整は、表面平滑な表面調整板
を、鋼帯面に対し平行に押し当てることにより行なうた
め１幅方向で均一なめつき付着量を得ることが可能であ
る。

４）めっき後、めっき鋼帯が常温付近に低下する迄、不
活性又は、還元性雰囲気に保持することにより、めっき
被膜の表面酸化、及び気体絞りに起因するめっき表面の
波状模様が発生せず美麗な表面性状が得られる。

５）めっき金属板の送給量により、付着量調整が可能な
ため現在の気体絞り法では不可能な極薄から極厚めつき
の製品を得ることが可能となる。

■、葱１い１巌よ（７）ＩＪ仁 １）めっき浴、気体絞りを使用しないことにより、めっ
き部会体を不活性又は還元性ガスシールすることが容易
に可能となる。

このため、めっき表面の酸化被膜の生成が抑制され２表
面美麗な製品を得ることが出来る。

２）めっき直前に、被めっき鋼帯表面の清浄化処理（例
えば、ブラシによる研磨、放電による酸化膜の破壊）が
容易に行なえるため、連続焼鈍中に表面に難めっき性酸
化被膜の生成するＳｉ、Ｍｎ添加高張力鋼等、従来の溶
融めっきにおいて使用が制限されていた難めっき鋼種に
も適用が可能となる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明のめっき装置によれば、従来
種々の問題を生じていためっき浴を用いることなく、連
続的に金属めっきを施すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるめっき装置の一実施例の概要を示
す斜視図、第２図はその側断面図、第３図は従来装置の
一例を示す側面図である。 １０・・・めっき金属板、１１・・・めっき金属板送り
装置、１２・・・めっき金属板、銅帯接触部分、１３・
・・溶着めっき金属被膜、１４・・・めっき表面調整装
置。 １５・・・超音波振動子、１６・・・めっき金属板加熱
装置、１７・・・溶融めっき設備前処理炉後端、１８・
・・シールボックス、１９・・・被めっき鋼帯加熱装置
。 ２０・・・めっき金属板ホルダー、２１・・・めっき金
属板送給シリンダー、２２・・・めっき金属板送給シリ
ンダー、２３・・・表面調整装置保持用シリンダー。 ２４・・・めっき後の合金化加熱炉、２５・・・空冷装
置。 ２６・・・水冷装置、２７・・・乾燥装置、２８・・・
被めっき鋼帯前処理装置 第１図 手続補正書（自発） 昭和ｂ／年／２月Ｊ） ｆ′＋、ｉ’ｌ’ｌ’＋１七゛１゛ｉ黒田明雄　殿ｆｆ
、’ｉ、ｆｔ１ｉ信ｅＹ＋　　　　　　　　　　　殿）
】、事件の表示 昭和　ｂ／　　年　　特　　許　　願第２６／’７／ｌ
ｌ−号２、発明の名称 細板／）を糸剋令槁めフと装、■ ３・補正をする者　　　　　　　持　　許事ｆ牛との関
係　　　　　　　出願人 （４１２）　　日本鋼管株式会社 ４、代理人 明細ＴＤｃＰ発明の詳細な説明の才關及び°図　面（第
ユ　図）補　　　正　　　内　　　容 １本願明細書中筒１５頁５行目に「電気誘導加熱方式等
」とあるを「電磁誘導加熱方式等」と訂正する。 二回書第１７頁５行目冒頭に「鋼板の」とあるを「鋼板
の」と訂正する。 ユ同書第１７頁９行目冒頭に「良く」とある次に「、」
と加入する。 弱本願添附図面中「第２図」を別紙のとおり訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被めっき鋼板に同程度の巾のめっき金属板をその表面に
   向けてほぼ直角方向に接触させ順次送り出すめっき金属
   板送り装置と、前記めっき金属板を加熱する加熱装置と
   、めっき後のめっき表面を調整するめっき表面調整装置
   とを有することを特徴とする鋼板の連続金属めっき装置
   。