(57)【要約】【課題】溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さが推定可能な溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法ならびに溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置を提供する。【解決手段】溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定する。推定結果に基づいて、ドロスの発生および／または前記ドロスの鋼板への付着を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造する。【選択図】図２
2016037663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために前記鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定することを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
【請求項２】
前記溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で前記温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドロスの堆積高さを推定することを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
【請求項３】
前記溶融亜鉛めっき浴の底部の複数箇所で前記温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドロスの堆積高さを推定することを特徴とする請求項１または２に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
【請求項４】
前記溶融亜鉛めっき浴内に設置されるシンクロールの下方で前記温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドロスの堆積高さを推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
【請求項５】
鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法であり、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法による推定結果に基づいて、前記ドロスの発生および／または前記ドロスの鋼板への付着を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法であり、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法による推定結果に基づいて、前記鋼板の通板速度を低下させること、前記溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、前記溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、前記溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも一つを行うことで、前記ドロスの発生および／または前記ドロスの鋼板への付着を抑制することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項７】
溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために前記鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを測定する溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置であって、
前記溶融亜鉛めっき浴内に設けられ、
前記溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で、溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する測定手段と、
該測定手段による結果に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定する推定手段を備えることを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置。
【請求項８】
溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために前記鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを測定する溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置であって、
前記溶融亜鉛めっき浴の底部に複数設けられ、
前記溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で、溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する測定手段と、
該測定手段による結果に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定する推定手段を備えることを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置。
【請求項９】
前記測定手段は、前記溶融亜鉛めっき浴内に設置されるシンクロールの下部に備えられていることを特徴とする請求項８に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板製造中に発生するドロスの高さ測定方法と装置、ならびに溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属めっき鋼板、特に、溶融亜鉛めっき鋼板は、建材、自動車、家電等の分野で広く使用されている。
【０００３】
溶融亜鉛めっき鋼板は、一般的には、溶融亜鉛めっき浴(以下、めっき浴、または、浴と称することもある)中に鋼板を浸漬して、めっき浴中を通過させることで製造される。
【０００４】
図１は、従来の製造方法の概略図を示す。図１に示すように、従来の製造方法では、鋼板１００がスナウト１０１を介して溶融亜鉛で満たされているめっき浴槽１０２に送給され、めっき浴槽１０２内に設置されたシンクロール１０３を周回して通板され、めっき浴槽１０２内を上昇する。そして、鋼板１００は、浴中サポートロール１０４を経て、めっき浴槽１０２外に出て行く。このような製造工程において、めっき浴槽１０２では、鋼板１００から溶出したＦｅがＡｌ、Ｚｎと合金化することで、ＦｅＺｎ７やＦｅ２Ａｌ５を成分に含むドロスが発生する。ドロスの成分中、ＦｅＺｎ７は主にめっき浴槽１０２の底部にボトムドロス２００（以下、ドロスと称することもある）として堆積（沈殿）し、Ｆｅ２Ａｌ５等は、めっき浴表面に浮上しトップドロス２０１となる。
【０００５】
ボトムドロスの堆積高さが大きくなると、鋼板の浴侵入による随伴流により、ボトムドロスが巻上げられ鋼板に付着し、品質欠陥が発生する。
【０００６】
ボトムドロスの巻上げを防止するには、ボトムドロスを適正な高さに抑える必要がある。すなわち、めっき浴内でボトムドロスの堆積量が巻上げの起こらない許容高さを超えているか否かを判断する必要がある。これに対して、従来、ボトムドロスの堆積高さの測定は、オペレータが長い棒を溶融亜鉛めっき浴内に差し込むことで行っている。
【０００７】
また、特許文献１および２では、浴内の電気抵抗を測定し、その測定結果に基づいて、めっき浴内に沈殿する堆積物（ドロス）の堆積高さを測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2008-231481号公報
【特許文献２】特開2009-256739号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のオペレータによるボトムドロス堆積高さ測定は、長い棒を使用することから、オペレータの負担が大きい。また、溶融亜鉛めっき浴近辺の作業であることから、作業上安全の問題がある。また、高頻度で測定することは難しく、ボトムドロス高さの連続的な推移を知ることはできない。
特許文献１、２の方法では複数点での電気抵抗を測定する必要であり、設備コストがかかり、電気抵抗測定装置の寿命と安定性に問題がある。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さが推定可能な溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法ならびに溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために検討した。その結果、溶融亜鉛めっき浴内の温度とボトムドロス中の温度に着目したところ、両者には温度差が生じていることがわかった。さらに検討を進めたところ、溶融亜鉛めっき浴内の温度よりもボトムドロス内の温度の方が低く、この溶融亜鉛めっき浴内の温度とボトムドロス中の温度の差を利用することで溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さが推定可能となること知見した。
【００１２】
本発明は上記知見に基づくものであり、特徴は以下の通りである。
[１]溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために前記鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定することを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
［２］前記溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で前記温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドロスの堆積高さを推定することを特徴とする前記［１］に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
［３］前記溶融亜鉛めっき浴の底部の複数箇所で前記温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドロスの堆積高さを推定することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
［４］前記溶融亜鉛めっき浴内に設置されるシンクロールの下方で前記温度を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドロスの堆積高さを推定することを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法。
［５］鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法であり、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法による推定結果に基づいて、前記ドロスの発生および／または前記ドロスの鋼板への付着を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［６］鋼板を溶融亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっき浴中を通過させることで、鋼板表面に亜鉛めっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法であり、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法による推定結果に基づいて、前記鋼板の通板速度を低下させること、前記溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、前記溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、前記溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも一つを行うことで、前記ドロスの発生および／または前記ドロスの鋼板への付着を抑制することを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［７］溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために前記鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを測定する溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置であって、前記溶融亜鉛めっき浴内に設けられ、前記溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で、溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する測定手段と、該測定手段による結果に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定する推定手段を備えることを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置。
［８］溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにて、鋼板表面に亜鉛めっきを施すために前記鋼板が通板される溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを測定する溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置であって、前記溶融亜鉛めっき浴の底部に複数設けられ、前記溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で、溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する測定手段と、該測定手段による結果に基づいて、前記溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定する推定手段を備えることを特徴とする溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置。
［９］前記測定手段は、前記溶融亜鉛めっき浴内に設置されるシンクロールの下部に備えられていることを特徴とする前記［８］に記載の溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定装置。
【００１３】
なお、本発明において、溶融亜鉛めっき鋼板とは、溶融亜鉛めっき処理後合金化処理を施さないめっき鋼板（以下、ＧＩと称することもある）、合金化処理を施すめっき鋼板（以下、ＧＡと称することもある）のいずれも含むものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡単な構成で溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さを推定できる。そして、その推定した高さに基づいて、ドロスの発生および／またはドロスの鋼板への付着を抑制しながら、溶融亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【００１５】
さらに、ドロス高さとして重要な指標である溶融亜鉛めっき浴内に設置されるシンクロール下方のドロス高さを測定することも可能であり、ドロスの発生および／またはドロスの鋼板への付着をより一層抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の説明に用いた図である。
【図２】本発明のドロス高さ測定装置のめっき浴槽内における設置状態を示す図である。
【図３】各温度測定点における温度を示す図である。
【図４】各温度測定点における温度を示す図である。
【図５】各温度測定点における温度を示す図である。
【図６】本発明のドロス高さ測定装置のめっき浴槽内に設置する前の状態を示す図である。
【図７】本発明のドロス高さ測定装置のめっき浴槽内における設置状態を示す正面図である。
【図８】本発明のドロス高さ測定装置のめっき浴槽内における設置状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図２は、ドロス高さ測定装置のめっき浴槽内における設置状態を示す図である。図２に示すように、鋼板１００がスナウト１０１を介して溶融亜鉛で満たされているめっき浴槽１０２に送給され、めっき浴槽１０２内に設置されたシンクロール１０３を周回して通板され、めっき浴槽１０２内を上昇し、鋼板１００は、浴中サポートロール１０４を経て、めっき浴槽１０２外に出て行くように構成されている。
【００１９】
さらに、図２では、ドロス高さ測定装置１がめっき浴槽１０２内のめっき浴内に浸漬されている。このとき、ドロス高さ測定装置１は、５箇所の温度測定点２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅがめっき浴槽１０２の深さ方向に並ぶように備えられている。具体的には、図２に示すように、ボトムドロス２００内やドロス高さ上限値付近やボトムドロス２００が堆積して問題となる高さ付近等に温度測定点２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅが位置するように設置している。また、なお、ドロス高さ上限値とは、ボトムドロス２００の巻上げを制御可能なドロス高さの上限値である。
【００２０】
図２によれば、温度測定点２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅで溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する。そして、その測定した温度に基づいて、溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの堆積高さを推定する。このとき、上述したように、各温度測定点での温度は、溶融亜鉛めっき浴中（２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ）の場合とボトムドロス２００内（２ａ）の場合では異なり、ボトムドロス２００内（２ａ）の方が低い値になる。これは、温度測定点２ａはボトムドロス２００内にあるため、浴流れが滞留し、浴内の温度に対し低下するためと考えられる。そして、この測定結果（温度）を基に、温度が低い値となった測定点はボトムドロス２００内と判定し、ボトムドロスの高さを推定できる。
【００２１】
以上のようにして、溶融亜鉛めっき浴内の温度に基づいて、簡単な構成でボトムドロスの高さを測定できる。これにより、溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにおいて、ボトムドロスの堆積高さを常時監視でき、操業を妨げることなく、最適なタイミングでドロス除去作業を実施できる。
【００２２】
しかしながら、溶融亜鉛めっき浴内のドロス堆積の分布は、一様ではなく、製造サイクルや鋼板サイズの装入構成によって異なってくる場合がある。そのため、溶融亜鉛めっき浴内の一部のボトムドロスの高さを測定するだけでは、溶融亜鉛めっき浴全体のボトムドロスの堆積分布を知ることができない場合がある。検討したところ、溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する測定手段を溶融亜鉛めっき浴底部に複数設け、複数個所で、好ましくは溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定することが有効であることがわかった。また、溶融亜鉛めっき浴内に設置されるシンクロール下方に堆積したボトムドロスは、鋼板との距離が近く巻上げられやすいため、シンクロール下方におけるボトムドロスの高さはボトムドロスの鋼板への付着抑制の指標として重要であることがわかった。
【００２３】
図６は、本発明の他の実施形態であり、溶融亜鉛めっき浴槽内に設置する前のドロス高さ測定装置を示す図である。図６は、ドロス高さ測定手段(温度計)３が格子状に複数組まれ架台４に設置する構成となっている。図７、８は、図６に示すドロス高さ測定装置１を溶融亜鉛めっき浴槽内に設置した図であり、図７は正面図、図８は平面図である。図７、８では、ドロス高さ測定装置１を、シンクロール１０３を溶融亜鉛めっき浴内に設置する前に、溶融亜鉛めっき浴中シンクロール１０３直下に設置し、ボトムドロス２００が巻上げられやすい溶融亜鉛めっき浴中のシンクロール１０３下方の複数個所で溶融亜鉛めっき浴内の温度が測定可能となるように設置している。さらに、ドロス高さ測定手段(温度計)３は、高さが溶融亜鉛めっき浴底部からシンクロール１０３下方までとなっており、溶融亜鉛めっき浴の深さ方向に深さが異なる複数箇所で溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定することが可能となっている。また、測定温度が溶融亜鉛めっき浴外で観察可能となっている。また、ドロス高さ測定１を設置する毎にドロス高さ測定装置１の位置が同じとなるように、溶融亜鉛めっき浴の端には、架台４の大きさに合わせたガイド５を設置している。また、架台４は、溶融亜鉛めっき浴槽内にドロス高さ測定装置１を設置しやすくする点から、吊り環（図示せず）を設けることもできる。
【００２４】
図６によれば、ドロス高さ測定手段(温度計)３により、溶融亜鉛めっき浴中のシンクロール１０３下方の複数個所で溶融亜鉛めっき浴内の温度を測定する。そして、その測定した温度に基づいて、溶融亜鉛めっき浴内に沈殿するドロスの高さを推定する。このとき、上述したように、各ドロス高さ測定手段(温度計)３での温度は、溶融亜鉛めっき浴中の場合とボトムドロス２００内の場合では異なり、ボトムドロス２００内の方が低い値になる。よって、この測定結果（温度）を基に、温度が低い値となった測定点はボトムドロス２００内と判定し、シンクロール下方におけるドロス堆積高さを推定する。また、複数個所（各測定点）のドロス堆積高さ推定結果を基に、ボトムドロスの高さ分布を推定する。その結果、溶融亜鉛めっき鋼板製造ラインにおいて、ボトムドロスの堆積高さを常時監視でき、操業を妨げることなく、最適なタイミングでドロス除去作業を実施できるのに加え、ドロスの発生および／またはドロスの鋼板への付着をより一層抑制することが可能となる。
【００２５】
さらに、上記溶融亜鉛めっき浴内のドロス高さ測定方法による推定結果に基づいて、ドロスの発生および／またはドロスの鋼板への付着を抑制しながら、亜鉛めっき鋼板を製造することができる。具体的には、例えば、ボトムドロス高さが許容量（堆積高さの上限値）を超えたと判断する場合は、鋼板の通板速度を低下させること、溶融亜鉛めっき浴の温度を上昇させること、溶融亜鉛めっき浴の浴中サポートロールの押付量を増加させること、溶融亜鉛めっき浴への亜鉛インゴットの投入間隔時間を大きくすることの少なくとも一つを行う。その結果、ドロスの発生および／またはドロスの鋼板への付着を抑制することができる。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明を、実施例に基いて具体的に説明する。
図２に示すドロス高さ測定装置を用いて、ボトムドロス堆積高さ推定を行った例を示す。深さ方向に温度測定点を２ａ〜２ｅまで5点配置している。以下の３通りのボトムドロス堆積高さの場合について、それぞれの温度測定点で温度を測定した。
【００２７】
ボトムドロス堆積高さが温度測定点２ａより低い場合
各温度測定点における温度測定の結果を図３に示す。図３に示すように、各測定点における温度は460℃付近で一様である。
【００２８】
ボトムドロス堆積高さが温度測定点２ａより高く、温度測定点２ｂより低い場合
各温度測定点における温度測定の結果を図４に示す。図４に示すように、温度測定点２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにおける温度は460℃付近で一様であるが、温度測定点２ａにおける温度は445℃付近と温度測定点２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅにおける温度より低く乖離している。これは、温度測定点２ａはボトムドロス２００内にあるため、浴流れが滞留し、溶融亜鉛内の温度に対し低下するためである。
【００２９】
ボトムドロス堆積高さが温度測定点２ｂより高く、温度測定点２ｃより低い場合
各温度測定点における温度測定の結果を図５に示す。図５に示すように、温度測定点２ｃ、２ｄ、２ｅにおける温度は460℃付近で一様であるが、温度測定点２ｂにおける温度は温度測定点２ｃ、２ｄ、２ｅにおける温度より低く、さらに温度測定点２ａにおける温度は温度測定点２ｃ、２ｄ、２ｅにおける温度より低くなっている。また、温度測定点２ａにおける温度は、２ｂにおける温度より低くなっている。これは、温度測定点２ａ、２ｂがボトムドロス２００内にあるためである。
【符号の説明】
【００３０】
１  ドロス高さ測定装置
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ  温度測定点
３  ドロス高さ測定手段（温度計）
４  架台
５  ガイド
１００  鋼板
１０１  スナウト
１０２  めっき浴槽
１０３  シンクロール
１０４  サポートロール
２００  ボトムドロス
２０１  トップドロス
【図１】
2016037663.tif 000003
【図２】
2016037663.tif 000004
【図３】
2016037663.tif 000005
【図４】
2016037663.tif 000006
【図５】
2016037663.tif 000007
【図６】
2016037663.tif 000008
【図７】
2016037663.tif 000009
【図８】
2016037663.tif 000010