(57)【要約】【課題】  スナウト内の浮遊ドロス等の異物が鋼板表面に付着しないようにし、表面欠陥の無い高品質のめっき鋼板を製造できる連続溶融亜鉛めっき装置の提供。【解決手段】  スナウトを通じて溶融亜鉛めっき浴に浸漬される鋼板を、めっき浴面を含む上下の位置で、鋼板との距離を開けて挟み込むように設置されたガイド板と、該ガイド板の中央より溶融亜鉛を吐出させるためのポンプ及び噴射ノズルとを備え、そして、該ガイド板の端部で溶融亜鉛及びめっき浴上の浮遊物を吸引させるためのポンプ及び吸引ノズルを備えていることを特徴とする連続溶融亜鉛めっき装置。【選択図】      図２
2008231484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続焼鈍炉の還元性雰囲気下で加熱焼鈍した鋼板の連続溶融亜鉛めっき装置において、スナウトを通じて溶融亜鉛めっき浴に浸漬される鋼板を、めっき浴面を含む上下の位置で、鋼板との距離を開けて挟み込むように設置されたガイド板と、該ガイド板の中央より溶融亜鉛を吐出させるためのポンプ及び噴射ノズルとを備え、そして、該ガイド板の端部で溶融亜鉛及びめっき浴上の浮遊物を吸引させるためのポンプ及び吸引ノズルを備えていることを特徴とする連続溶融亜鉛めっき装置。
【請求項２】
鋼板とガイド板との距離を３０〜７０ｍｍにすることを特徴とする請求項１記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【請求項３】
ガイド板は、表面にセラミックス皮膜を形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【請求項４】
スナウトに加熱装置を設置したことを特徴とする請求項１または２記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【請求項５】
溶融めっき浴中に鋼板を挟持する一対のロールを設けたことを特徴とする請求項１〜３の内のいずれか１項に記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の連続溶融亜鉛めっき装置に関し、特に、連続溶融亜鉛めっき時にスナウト内のめっき浴面をドロス等の浮遊物のない良好な浴面状態を維持し、浮遊物に起因するめっき鋼板の表面欠陥を防止し得る連続溶融亜鉛めっき装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続溶融亜鉛めっき装置は、図１に示すように、連続焼鈍炉で焼鈍された鋼板１を連続焼鈍炉に連結したスナウト２内にターンダウンロール５から進行させ、溶融めっき浴３に導入して、シンクロール４を介して溶融めっき浴中を通過させることにより溶融めっきを行うことができるように構成されている。通常、スナウト内は、大気と遮断されていて、窒素ガス等の非酸化性雰囲気に保持され、鋼板表面の酸化汚染を防止している。この非酸化性雰囲気中には、微量の酸素や水分が含有されているので、この酸素や水分がめっき浴表面の溶融金属と反応して浮遊ドロスを不可避的に生成する。また、鋼板からめっき浴中に溶出したＦｅとめっき密着性向上のため浴に微量添加したＡｌとが反応してドロスを生成する。これらのドロスは、めっき浴表面に浮遊し、めっき浴内に連続的に導入される鋼板の表面に付着して、ドロス疵と呼ばれるめっき不良の原因となることが知られている。
【０００３】
その防止策として、スナウト内の浮遊ドロスを除去する技術が従来から数多く提案されている。
【０００４】
例えば、スナウト内に溶融亜鉛の吸引口と供給口との両方を設け、吸引口に向かう溶融亜鉛の流れを作りドロスを除去するめっき装置としては、鋼板を溶融金属浴に導くスナウト内の鋼板幅方向両端に１台ずつメタルポンプを配設し、１台をスナウト内吐出型、他１台をスナウト内吸引型とし、該スナウト内吐出型のメタルポンプは吐出口高さを可変機構とし、かつスナウト内鋼板表裏面に吐出口を鋼板面および金属浴面に平行に１個ずつ配設したことを特徴とする溶融金属めっき装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、めっき浴に導入される鋼板に、ドロスのない新鮮な溶融金属を接触させるようにしためっき装置としては、溶融亜鉛めっき浴に浸漬される鋼板をめっき浴面を含む上下の位置でガイド板により囲繞し、該ガイド板と鋼板との間に溶融亜鉛を導き、吐出し、溢流せしめるポンプならびに噴射ノズルを設けたことを特徴とする連続溶融亜鉛めっき装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、スナウト内で特定の浴流を強制的に生成させて、めっき浴に浸漬される鋼板の表面にめっき金属以外の浮遊物が漂着するのを抑制して、鋼板表面に線帯状光沢むらの発生を防止する方法として、スナウト内に鋼板と平行に仕切り版を設け、鋼板の一方の端から他方の端に向けて鋼板面と平行な一方向性の浴面流を強制的に生成させることを特徴とした表面外観の優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
ところが、特許文献１では、スナウト内周辺部の浮遊ドロスがポンプからの流れにより鋼板表面に付着するという問題があり、特許文献２では、めっき浴の溶融亜鉛を溢流させるために大きなポンプ能力が必要となる問題がある。また、特許文献３では、鋼板の全幅に亘って浴面流を強制的に生成させているため、流動距離が長く、浮遊物が存在すると鋼板全幅と接触する可能性があるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９３１０７号公報
【特許文献２】特開平２−１１７４７号公報
【特許文献３】特開２０００−６４０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みて、連続溶融亜鉛めっき装置において、めっき浴に導入される鋼板の表裏両側に、鋼板と所定の距離をもってガイド板を設け、ガイド板の中央から鋼板とガイド板との間に溶融亜鉛を吐出することで、スナウト内の浮遊ドロス等の異物が鋼板表面に付着しないようにし、かつ、ガイド板と鋼板との接触を防止して、表面欠陥の無い高品質のめっき鋼板を製造することができる連続溶融亜鉛めっき装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、めっき浴に浸漬された鋼板の表裏両側で、且つ、めっき浴面を含む上下の位置で、鋼板を挟み込むようにガイド板を設けて、ガイド板の中央から新鮮な溶融亜鉛を吐出させ、ガイド板の両端から溶融亜鉛及びドロス等の異物を吸引することで、めっき浴に浸漬される鋼板を、常に新鮮な溶融亜鉛と接触させることができ、表面欠陥の無い高品質のめっき鋼板が得られることを見出して本発明を完成した。
【００１０】
本発明の要旨は、次の通りである。
（１）  連続焼鈍炉の還元性雰囲気下で加熱焼鈍した鋼板の連続溶融亜鉛めっき装置において、スナウトを通じて溶融亜鉛めっき浴に浸漬される鋼板を、めっき浴面を含む上下の位置で、鋼板との距離を開けて挟み込むように設置されたガイド板と、該ガイド板の中央より溶融亜鉛を吐出させるためのポンプ及び噴射ノズルとを備え、そして、該ガイド板の端部で溶融亜鉛及びめっき浴上の浮遊物を吸引させるためのポンプ及び吸引ノズルを備えていることを特徴とする連続溶融亜鉛めっき装置。
【００１１】
（２）  鋼板とガイド板との距離を３０〜７０ｍｍにすることを特徴とする上記（１）項記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【００１２】
（３）  ガイド板は、表面にセラミックス皮膜を形成されていることを特徴とする上記（１）または（２）項記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【００１３】
（４）  スナウトに加熱装置を設置したことを特徴とする上記（１）〜（３）の内のいずれか１項に記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【００１４】
（５）  溶融めっき浴中に鋼板を挟持する一対のロールを設けたことを特徴とする上記（１）〜（４）の内のいずれか１項に記載の連続溶融亜鉛めっき装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の連続溶融亜鉛めっき装置によれば、めっき浴に浸漬される鋼板は常に新鮮な溶融亜鉛と接触することができ、浴面上に浮遊するドロス等の異物が鋼板表面に付着することが防止できるので、表面欠陥の無い高品質のめっき鋼板を安定して製造することが可能となる。
【００１６】
また、スナウト壁を加熱することで、ガイド板、めっき浴表面及び浮遊ドロスに対する給熱効果が得られる。このため、ガイド板の温度降下が防止でき、ガイド板へのドロスの固着が防止できると共に、めっき浴表面の浮遊ドロスの流動状態が維持できるので、吸引ポンプにより、その排出を容易にすることができる。
さらに、浴中に鋼板を挟持する浴中ロールを設置したことで、鋼板の振動及び鋼板の反りを防止できるので、鋼板がガイド板と接触して疵を発生させることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明装置について図面を参酌して詳細に説明する。
【００１８】
図２は、本発明の連続溶融亜鉛めっき装置の概要を示す断面図であり、図３は、連続溶融亜鉛めっき装置の概要の平面図を示している。
【００１９】
図２に示すように、鋼板１は連続焼鈍炉で焼鈍されて、溶融亜鉛めっき浴に導くスナウト２からめっき浴中に浸漬され、連続的に溶融亜鉛めっきされる。なお、本発明装置は、溶融亜鉛めっき、亜鉛合金めっき（Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ系等）等に適用することができる。
【００２０】
めっき浴面９を含む上下の位置で、鋼板１と間隙を持って鋼板を挟み込むように鋼板と平行にガイド板６が設置されていて、めっき浴面に浮遊するドロスが鋼板に接触しないように保護してある。
【００２１】
ガイド板は、溶融亜鉛に対して濡れ性及び反応性が低い表面とすることが好ましい。例えば、ステンレス鋼板や耐熱性鋼板の表面にセラミックスの溶射皮膜を形成した鋼板を用いることができる。セラミックスとしては、ＣａＯ−ＳｉＯ2系やＺｒＯ2−ＳｉＯ2−ＣａＯ系セラミックス等が挙げられる。そして、セラミックス皮膜の厚さとしては、１５０〜５００μｍの範囲が好ましい。１５０μｍより薄いと皮膜の寿命が乏しく、一方、５００μｍを超えるとガイド板の基体とセラミックスとの熱膨張の差で剥離しやすくなるからである。
【００２２】
なお、セラミックス皮膜の下にアンダーコートを設けて皮膜の密着性を高めても良い。
【００２３】
ガイド板６は、図２に示すように、めっきされる鋼板１との距離１００ｍｍ以下、好ましくは３０〜７０ｍｍの間隙を設けて、鋼板１を挟み込むように鋼板と平行に鋼板の表裏面に設置される。間隙は狭いほうが良いが、鋼板に振動（ブレ）や反りがあるため、狭いと鋼板とガイド板とが接触して鋼板の表面に疵が生じ、また、間隙内の浴流の流れが悪くなるので、その下限を３０ｍｍとすることが好ましい。また、間隙は装置の構造上１００ｍｍ以下にするが、広すぎると吐出流を形成するポンプの能力を大きくしなければ、ガイド板内のめっき浴流や浮遊ドロス流の流動を効果的に確保することが困難となるので７０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２４】
また、ガイド板６は、スナウト２或いはめっき浴槽に固定して設置することができ、めっき浴面９上に突出する高さ及びめっき浴面下に浸漬されている深さの上限は、特に限定する必要はないが、それぞれめっき装置の構造上から５００ｍｍ以下とすることが好ましい。また、その下限はスナウト浸漬深さと同様に、連続めっき時に生じる浴面の変動を考慮し、２５ｍｍ以上とすることが好ましい。そして、２枚のガイド板は、互いに大きさが等しい形状とすることが好ましく、その幅は鋼板幅よりも大きくし、噴射ノズルから吐出された溶融亜鉛が吸引ノズルに流れ込むようにすることが必要である。
【００２５】
ポンプでくみ上げられた溶融亜鉛は、図３に示すように、噴射ノズル１０によりガイド板６の中央からガイド板と鋼板との間隙に吐出される。
【００２６】
噴射ノズルから吐出された溶融亜鉛の一部は、ガイド板と鋼板との間隙に沿って、矢印に示すように鋼板の両端部に向かって流動する。
【００２７】
ガイド板の両端部には、ポンプに接続してある吸引ノズル１１が備えられているので、これによって溶融亜鉛及びめっき浴上の浮遊物は吸引される。このため、鋼板は、常に新鮮な溶融亜鉛と接触させられ、かつ、浮遊ドロス等の浮遊物（異物）との接触が防止される。
【００２８】
即ち、ガイド板の中央から吐出された溶融亜鉛は、鋼板の中央から鋼板端部に向かって、鋼板表面に沿って強制的に流動し、仮に浮遊物が存在していても鋼板幅の半分としか接触する可能性が無く、表面欠陥を生じにくい。しかも、溶融亜鉛の強制流動距離は、鋼板幅の半分となるので、鋼板全幅を強制流動させるよりも、容易に流動させることが可能となる。
【００２９】
図４は、ガイド板と噴射ノズルとの配置関係を示す図である。
【００３０】
噴射ノズル１０は、図４（ａ）に示すように、ガイド板６に窓１２を設けて、その窓から噴射ノズルにより溶融亜鉛をガイド板と鋼板との間隙に吐出される。噴射ノズルからの溶融亜鉛の吐出方向は、鋼板に対して少なくとも３０度以上の噴射角で吐き出させることが好ましい。これによって溶融亜鉛を鋼板端部に向かって流動させることが容易となる。
【００３１】
また、ガイド板に窓を設けることに代えて、図４（ｂ）に示すように、ガイド板の中央部を外側に湾曲させて凹部を形成し、その凹部に噴射ノズル１０を配設して、溶融亜鉛を吐出させても良い。
【００３２】
噴射ノズルは、図示していないポンプ（メタルポンプ）に配管で接続されていて、ポンプアップされた溶融亜鉛が噴射ノズルから吐き出される。なお、ポンプは公知のポンプを使用すればよい。
【００３３】
また、吸引ノズル１１は、図５に示すように、ガイド板６の両端部に吸引ノズル１１が配設されていて、噴射ノズル１０から矢印の方向に吐き出された溶融亜鉛及び浮遊ドロスを吸引ノズル１１で吸引できるようになっている。吸引ノズルは、めっき浴面に設けられていて、めっき浴面の上下動に応じて吸引ノズルの位置は上下動できるようになっている。
【００３４】
また、吸引ノズルはポンプ（メタルポンプ）と配管で接続されていて、ポンプを駆動することによって吸引ノズルが作用する。
【００３５】
めっき浴中に導入される鋼板は、振動することが避けられず、また、鋼板に反りがある場合もある。鋼板が振動したり、反っていると、鋼板の表裏面に距離を置いて設置したガイド板と接触して鋼板表面に疵が発生するので、図２に示すように、本発明ではめっき浴中に浸漬した一対の浴中ロール７で鋼板を挟持して、鋼板の振動及び反りを防止している。なお、必要に応じて、めっき浴面上で鋼板を挟持するロールを設けても良い。
【００３６】
さらに、本発明では、スナウト壁加熱装置（ヒーター）８を設置してスナウト壁を加熱することが好ましい。スナウト壁を加熱すると、加熱されたスナウト壁から、ガイド板、めっき浴表面層及び浮遊ドロスに対して給熱効果が生じる。その結果、ガイド板の温度低下が防止でき、かつ、めっき浴面の凝固が防止できると共に、めっき浴面上に浮遊するドロスを軟化状態に保持してガイド板やスナウト壁への固着を防止できる。さらに、浮遊ドロスが軟化状態になっているので、ガイド板両端に設けた吸引ノズルで浮遊ドロスを容易に吸引することができる。
【００３７】
溶融亜鉛めっき浴の温度は、通常約４５０℃に設定されているので、スナウト壁の加熱温度はめっき浴の温度より１０〜１００℃高い温度に調整することが好ましい。１０℃未満の低い温度ではガイド板、めっき浴表面層及び浮遊ドロスに対する給熱効果が不十分であり、一方、１００℃超の高温度域に加熱するとめっき浴からの金属蒸気が凝固堆積することとなり好ましくない。
【００３８】
スナウト壁を加熱する加熱装置としては、電気抵抗発熱体、電磁誘導加熱装置やガス燃焼バーナ等を用いることができる。
【００３９】
スナウト壁を加熱する加熱装置の温度制御は、めっき浴の浴温用測定温度計及びスナウト型の温度測定用温度計とのそれぞれの検出信号をスナウト加熱装置の温度制御装置にフィードバックして、加熱装置の出力制御を行うことで達成できる。
【００４０】
図２に示す連続溶融亜鉛めっき装置を用いて、板幅１０００ｍｍ、板厚０．７ｍｍの鋼板をライン速度１２０ｍ／ｍｉｎで、めっき浴温４５０℃に設定された溶融亜鉛めっき浴により溶融亜鉛めっきを行った。鋼板の振動を防止するため浴中ロールで鋼板を挟持して通板を行った。
【００４１】
スナウト深さが２００ｍｍであったので、スナウト外の溶融亜鉛浴表面下４００ｍｍの深さにメタルポンプの吸い込み口を設け、この吸い込み口から吸い込んだ溶融亜鉛を、間隙５０ｍｍに設定してあるガイド板と鋼板との間隙内に、ガイド板中央に設置してある噴射ノズルから吐出させた。吐出量は２０×１０-3ｍ3／ｍｉｎであった。一方、ガイド板の両端部に設けた吸引ノズルから浴面を吸引した。また、めっき中はスナウト壁を加熱装置により４７０℃に加熱した。
【００４２】
連続溶融亜鉛めっきにより得られためっき鋼板の表面を調査したところ、表面にドロス疵等の表面欠陥は存在しておらず、高品質のめっき鋼板が得られていた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の連続溶融亜鉛めっき装置を示す図である。
【図２】本発明の連続溶融亜鉛めっき装置の概要を示す断面図である。
【図３】本発明の連続溶融亜鉛めっき装置の概要を示す平面図である。
【図４】ガイド板と噴射ノズルとの配置関係を示す図である。
【図５】吸収ノズルの配置状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  鋼板
２  スナウト
３  溶融亜鉛めっき浴
４  シンクロール
５  ターンダウンロール
６  ガイド板
７  浴中ロール
８  ヒーター
９  浴面
１０  噴射ノズル
１１  吸引ノズル
１２  窓
１３  凹部
【図１】
2008231484.tif 000003
【図２】
2008231484.tif 000004
【図３】
2008231484.tif 000005
【図４】
2008231484.tif 000006
【図５】
2008231484.tif 000007