溶融亜鉛めっき装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法
【課題】 溶融亜鉛ポットへの、亜鉛インゴットの投下に伴って、ドロスが発生、堆積するのを、簡単なしくみで抑制できる、溶融亜鉛めっき装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法を提供する。
【解決手段】 亜鉛インゴット４６の投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えることができる形状をした、インゴット受け８０を設ける。
【解決手段】 亜鉛インゴット４６の投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えることができる形状をした、インゴット受け８０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの金属板（金属帯も含む意味とする）を亜鉛めっきする方法としては、大きく分けて電気亜鉛めっきと溶融亜鉛めっきとがあり、どちらも多用されているが、簡単な方式で量産に適した溶融亜鉛めっきでは、加熱して溶融させた４５０℃内外の亜鉛を溶融亜鉛ポット（以下、ポット）内に貯留し、ここに金属板を浸漬しては取り出すことで亜鉛めっきを行っている。
【０００３】
図１１に、一般的な鋼帯の連続溶融亜鉛めっきライン１００の概要を示す。
１０はペイオフリールであり、コイル状に巻かれた鋼帯Sを巻き出す。２つのリールがあり、片側のリールから鋼帯Sの尾端を巻き出し終わると、もう片側のリールから別の鋼帯Sの先端を巻き出し、そのもう片側のリールからその別の鋼帯Sを巻き出している間に、最初のリールには、図示しないさらに別のコイル状に巻かれた鋼帯Sをセットする、という動作を、両方のリールにて交互に繰り返し、溶接機２０で次々と鋼帯Sを溶接しては連続溶融亜鉛めっきライン１００に供給するしくみである。
【０００４】
加熱帯３０で加熱後の鋼帯Sが、ポット４０内の溶融した亜鉛中に連続して通帯され、浸漬され、取り出される、という一連のプロセスを経ることで、鋼帯Sの全長がめっきされ、切断機５０にて溶接部を目標に鋼帯Sが切断され、テンションリール６０により巻き取られる。片側のリールで切断後の鋼帯Sの尾端を巻き取り終わると、もう片側のリールで、切断後の別の鋼帯Sの先端を巻き取り、そのもう片側のリールでその別の鋼帯Sを巻き取っている間に、最初のリールからはコイル状に巻かれた鋼帯Sを搬出する、という動作を、両方のリールにて交互に繰り返す。合金化炉７０により加熱し、鋼帯Sに付着した亜鉛を、鋼帯Sに合金一体化させる場合もある。
【０００５】
ポット４０とそれに付随する主要構成設備の概要を図１２に示すが、酸化しにくい雰囲気に調整されたスナウト４１内を通帯されてきた鋼帯Sは、ポット４０内に配置されたシンクロール４２により上方へ通帯方向を転換し、反り矯正ロール４３を通過後、鋼帯Sの表面に付着した溶融亜鉛を、ガスワイピング装置４４から噴射される気体Gによって目標とする目付量範囲内に調整後、さらにワイピングロール４５を通過する、という方法が一般的にとられている。
【０００６】
また、鋼帯Sの表面に付着して失われる分の亜鉛を新たに供給する方法としては、特許文献１に記載のごとく、図１３に示すように、ポット４０内に常温の亜鉛インゴット４６を投下して、４５０℃内外の溶融亜鉛から受ける熱で、徐々に亜鉛インゴット４６を溶解させる方法も一般的にとられている。
大気中への放熱や新たな亜鉛インゴット４６の投下による抜熱分を補償するため、特許文献２に記載のごとく、既出図１２に示すように、溶融した亜鉛を補償的に加熱する加熱装置４７を設ける場合もある。その場合の加熱装置４７の原理としては、誘導加熱によるものなどが知られ、図１２中のＣ−Ｃ図示のごとく、誘導加熱用コイル４８をその周囲に配した流路を２つ設け、吸引用のものと排出用のものに使い分けるとともに、吸引用の流路から吸引した溶融亜鉛を誘導加熱して昇温した後、排出用の流路から排出するしくみである。
【０００７】
さて、溶融亜鉛めっき浴中には、通常、鋼板から溶け出したFe分や、めっき品質上必要となるAl分が含まれるが、ポット４０中の溶融亜鉛のうち、局部的に低温の部分では、これらFeやAlの化合物が析出し、ドロス（４９）と呼ばれる細かい粒子となってポット４０の底に堆積し、これら浴の流動により巻き上げられるなどして通帯される鋼帯Sに付着し、品質上の欠陥となる場合がある。
【０００８】
ちなみに、溶融した亜鉛を補償的に加熱する加熱装置４７は、多くの場合、上に向けて設置され、図１２中のθは０〜４０°の範囲に固定して設定される。
さて、ここで、亜鉛インゴット４６の投下に話を戻すが、常温でかつ、かなりの熱容量をもつ亜鉛インゴット４６をポット４０内の溶融亜鉛中に投下すると、亜鉛インゴット４６がポット４０の底に着地した際、その周囲では、局部的に溶融亜鉛の温度が下がり、さらにドロスが発生しやすい条件となるため、これを防止、あるいは抑制する目的で、様々な方法が提案されている。
【０００９】
例えば、先述の特許文献１では、既出図１３に示したように、亜鉛インゴット投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７からの溶融亜鉛の吐出口下端付近に、前記亜鉛インゴットを寝せた状態で支えることができる形状の、インゴット受け８０を設けるとともに、ポット４０を堰等で区切って、亜鉛インゴット４６を投下する領域を設け、該領域内の溶融亜鉛を温度制御する方法が、同時に提案されている。
【００１０】
また、特許文献３では、浸漬した亜鉛インゴット４６近傍に流れを与えるなどして、溶融亜鉛の温度低下を抑制する方法が提案されている。
さらに、特許文献４では、ポットの上方で亜鉛インゴット４６を溶解して落下させることにより、ドロス４９の発生を防止する方法が提案されている。
そして、特許文献５では、亜鉛インゴット４６投下時に発生した低温の溶融亜鉛がめっき領域に流れ込んでFeと反応してドロスが生成することを防止する目的で、亜鉛インゴット４６投下領域とめっき領域とを分離し、かつ亜鉛インゴット４６投下領域からめっき領域に通ずるラビリンス様の流路を設けることが提案されている。
【００１１】
最後に、特許文献６では、図１４に示すごとく、一対の爪で亜鉛インゴット４６を掴んでおき、溶融亜鉛を満たしたポット４０中に徐々に下降させて溶融させ、最後に亜鉛インゴット４６の下部を開閉式の一対の支持板４９１を閉塞させて支持する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第２６４３０４８号公報
【特許文献２】特開平０５?０７８８００号公報
【特許文献３】特開２０００?１４４３５７号公報
【特許文献４】特開２００１?２５４１６２号公報
【特許文献５】特開２００２?２１２６９６号公報
【特許文献６】特開平０７?０１８３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
亜鉛インゴットを、溶融亜鉛を満たしたポット４０の底まで投下すると、低温の熱源となり、周辺でドロス４９が発生して、ポット４０の底への堆積を促進してしまう。
さらに、低温であるほど溶融亜鉛の比重は大きくなることから、これも、低温の溶融亜鉛ほど下に沈もうとする作用としてはたらき、一層ドロスの堆積を促進してしまう原因になる。こうして堆積したドロスは、鋼帯Sの通帯に伴って発生するポット４０内での溶融亜鉛の流動や、亜鉛インゴット４６の投下に伴い、巻き上げられて、めっきすべき金属帯に付着して品質上の欠陥になる場合がある、という問題がある。
【００１３】
先述の特許文献１の方法では、亜鉛インゴット投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７からの溶融亜鉛の吐出口下端付近に、前記亜鉛インゴットを寝せた状態で支えることができる形状の、インゴット受け８０（既出図１３参照）を設けているため、ドロスの発生や、ポット４０へのドロスの流入は相当程度抑制されるが、若干の改善の余地があった。
【００１４】
また、特許文献３のような方法では、亜鉛インゴット４６近傍に流れを与える、とはいっても、結局、亜鉛インゴット４６を下部だけ溶融亜鉛中に浸漬させ、残余の亜鉛インゴット４６の部分を溶融亜鉛外で把持しておく手段が当然必要であり、その把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わると、残余の亜鉛インゴット４６の部分は、ポット４０内の溶融亜鉛に投下するしかない。すると、残余の亜鉛インゴット４６がポット４０の底に着地するため、低温の熱源となり、周辺でドロスが発生してしまう。
【００１５】
これを防止しようと、溶融亜鉛を流動させる範囲を、亜鉛インゴット４６を保持している状態での高さ方向位置および投下後着地した状態での高さ方向位置の２ヶ所とする必要が生じ、装置が複雑で大がかりなものとなってしまうという問題がある。
さらに、特許文献４のような方法では、亜鉛インゴット４６を把持する爪が把持している、その亜鉛インゴット４６の部分を、加熱手段が加熱し、溶解した時点で、残余の亜鉛インゴット４６がポット４０の底に着地するため、低温の熱源となり、周辺でドロスが発生してしまうという、前述特許文献３と同様の問題がある。
【００１６】
そして、特許文献５のような方法では、亜鉛インゴット４６投下領域とめっき領域とを分離し、かつ亜鉛インゴット４６投下領域からめっき領域に通ずるラビリンス様の流路を設けるため、装置が複雑で大がかりなものとなってしまうという問題がある。
最後に、特許文献６のような方法では、一対の爪で亜鉛インゴット４６を掴んでおき、溶融亜鉛を満たしたポット４０中に徐々に下降させ、溶融させる、その速度の制御が大変であり、制御装置も含めると、やはり、装置が複雑で大がかりなものとなってしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、溶融亜鉛ポットへの、亜鉛インゴットの投下に伴って、ドロスが発生、堆積するのを、簡単なしくみで抑制できる、溶融亜鉛めっき装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上述のような課題を解決するべくなされたものである。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）溶融亜鉛を満たしたポットに鋼板を浸漬させてめっきする溶融亜鉛めっき装置であって、亜鉛インゴットの投下位置直下でかつ、前記ポット付設の加熱装置の溶融亜鉛吐出口の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、前記亜鉛インゴットの下端を支えることができる形状をした、インゴット受けを設けたことを特徴とする溶融亜鉛めっき装置。
（２）前記インゴット受けは、前記亜鉛インゴットの下端の一部を支えるものであり、その一部の、水平面への投射面積は、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、３５％以上を占めることを特徴とする（１）に記載の溶融亜鉛めっき装置。
（３）前記インゴット受けに、前記亜鉛インゴットの下端を支えたときに、前記亜鉛インゴットの側方に仕切壁を設けたことを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融亜鉛めっき装置。
（４）前記仕切壁は、前記インゴットの下端に相当する位置から、１００ｍｍ以上、上方の位置に、その下端が位置するものであることを特徴とする（３）に記載の溶融亜鉛めっき装置。
（５）前記インゴット受けのさらに下方に、平板を設けたことを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置。
（６）（１）ないし（５）のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置を用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、溶融亜鉛ポットへの、亜鉛インゴットの投下に伴って、ドロスが発生、堆積するのを、簡単なしくみで抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図を用いながら説明する。
図１は、（１）の本発明の溶融亜鉛めっき装置について、その実施の形態の一例を示したものである。
基本的に、従来の図１２のものの構成を踏襲しているが、（１）の本発明の溶融亜鉛めっき装置は、亜鉛インゴット４６の投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えることができる形状をした、インゴット受け８０を設ける。
【００２１】
溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにするのは、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられ、投下初期の亜鉛インゴット４６がまだ十分に加熱されていない時期に低温の熱源になって、ドロスが発生するのを極力抑制するためである。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、先述の特許文献１に記載のごとく、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合でも、あるいは、図１（ｂ）に示すように、（ｉｉ）亜鉛インゴット４６を下部だけ溶融亜鉛中に浸漬し（特許文献６のように徐々に浸漬させていくのではなくて、単純に、ある一定の高さだけ下部を浸漬させるようにする）、残余の亜鉛インゴット４６の部分を溶融亜鉛外で把持しておき、その把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わった段階で、残余の亜鉛インゴット４６の部分を、ポット４０内の溶融亜鉛に投下してしまい、インゴット受け８０の上に立てた状態で支える場合でも、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすることによって、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないようにすることができる。
【００２３】
亜鉛インゴット４６の下端を支える位置が、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、下方に１００ｍｍ未満だと、どう亜鉛インゴット４６の寸法を調整しても、上述の（ｉ）の場合であれば、図２（ａ）に示すようにして、また、上述の（ｉｉ）の場合であれば、図２（ｂ）に示すようにして、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられてしまう。
【００２４】
図２中、ポット４０内の溶融亜鉛中、実線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の流れの向きが、水平方向に対してθ＝４０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものであり、点線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れの向きが、水平方向すなわちθ＝０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものである。ともに、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられてしまうようすを示している。
【００２５】
（ｉ）の場合、実際、亜鉛インゴット４６を寝せるため、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法Dを、予め、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないような寸法に、適宜に調整しておくことができる。例えば、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法Dを、仮に３００ｍｍとし、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにした場合でも、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、２００ｍｍ分だけ、亜鉛インゴット４６は上方に突き出るが、実質的に、この程度突き出ていても、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れは、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられことはない。
【００２６】
寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法を、３００ｍｍではなく、それよりも低い、例えば１００ｍｍとしたような場合でも、もちろん、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れは、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられることはない。しかしながら、こういうふうに、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法を、低くすると、その分、亜鉛インゴット４６の長さを長くする必要があるから、その方の条件から自ずと限界はある。
【００２７】
逆に、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法を、３００ｍｍではなく、それよりも高い、例えば４００ｍｍとしたような場合に、もしも、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられ、沈降して、ドロス４９の発生が促進されるようなことがあれば、そのときは、１００ｍｍ分だけ、亜鉛インゴット４６の下端を支える位置を、さらに下方に調整すべく、インゴット受け８０の設置位置を、５０ｍｍ分だけ、下方に修正するなどして調整が可能である。
【００２８】
いずれにしても、このあたりの現実性からして、亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすることによって、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないようにすることができる。
【００２９】
（ｉｉ）の場合も、把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わった段階の、図１（ｂ）でいえば、残余の亜鉛インゴット４６の部分の高さの寸法Hを、把持する、という目的上、１００ｍｍ確保すれば十分であり、あるいは、余裕をみて３００ｍｍ確保したというような場合でも、前述の（ｉ）の場合と同じ理由により、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすることによって、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないようにすることができる。
【００３０】
亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにする位置を、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、５００ｍｍ以内、とする理由は、それよりも下方に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすると、亜鉛インゴット４６がポット４０の底に近づくため、低温の熱源となり、周辺でドロスが発生してしまうからである。
図３に示すように、ポット４０内の溶融亜鉛中、実線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れの向きが、水平方向に対してθ＝４０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものであり、点線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れの向きが、水平方向すなわちθ＝０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものである。ともに、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、５００ｍｍの位置に流れが戻ってきており、このあたりの高さまで、加熱された溶融亜鉛の影響が及ぶことが推定できる。
【実施例】
【００３１】
実施例１（本発明の請求項１に関する）：
実際、図４に示すように、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにする位置を、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、ｄ（ｍｍ）とし、ｄを変化させた場合に、亜鉛インゴット４６を２００本投下し、一週間（７日）鋼帯の溶融亜鉛めっきの操業をしたときのドロスの堆積量（ポット４０の底からの高さ）は、θ＝４０°の場合も、θ＝０°の場合も、ともに、ｄ＝５００ｍｍを境に、それより大きくなると、急激に大きくなることがわかる。このことより、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにする位置を、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、５００ｍｍ以内、とすれば、ドロス４９の堆積を抑制できることがわかる。
【００３２】
ちなみに、図４は、図１（ａ）のタイプの溶融亜鉛めっき装置で操業した場合の実験結果であり、他の条件および結果は、以下に述べる通りである。
ポット４０内の溶融亜鉛の平均温度は４６０℃、ポット４０の底から５０ｍｍの高さの位置の溶融亜鉛の温度は４５８℃、誘導加熱装置４７より上の部分の平均温度は４６２℃、インゴット受け８０は、水平面に投射した場合、８００ｍｍ×８００ｍｍで、空隙はなかった。亜鉛インゴット４６の外形寸法は１２００ｍｍＨ×４００ｍｍW×３００ｍｍDで、爪によりくぼみを掴んで溶融亜鉛中に浸漬している。亜鉛インゴット４６の溶融亜鉛中に浸漬している部分が溶けて、高さ寸法が１００ｍｍになった時点で爪が溶融亜鉛の浴面直上となったため、ここで爪を離して亜鉛インゴット４６を落下させ、インゴット受け８０で一旦受けた。この後、ポット４０の底から５０ｍｍの高さの溶融亜鉛の温度は４５６℃まで低下したが、亜鉛インゴット４６の温度が上昇するに連れて一旦４５７．５℃まで回復した。その後、亜鉛インゴット４６がインゴット受け８０の空隙からポット４０の底に着地した段階で４５７℃となったが、亜鉛インゴット４６が完全に溶解し、すぐに４５８℃に回復した。
【００３３】
この後も亜鉛インゴット４６の投下を繰り返して操業したところ、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後でも、ポット４０の底には、一週間で１００ｍｍの高さまでドロス４９が堆積し、インゴット受け８０上には１０ｍｍの高さまでドロス４９が堆積した。一週間経過時点で、鋼板に付着したドロスは１個/m2以下であった。
なお、インゴット受け８０がない場合（比較例）には、亜鉛インゴット４６はポットの底に着地し、このとき、ポットの底から５０ｍｍの高さの位置の溶融亜鉛の温度は、４５３℃まで低下した。これが亜鉛インゴット４６の溶解とともに４５６℃まで回復したが、めっきに必要な亜鉛の供給のため、次の亜鉛インゴット４６を浸漬開始した結果、再び４５３℃まで低下した。この後も亜鉛インゴット４６の投下を繰り返して操業したところ、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ１５０ｍｍであった。また、鋼板へのドロスの付着も直径0.2mm以上のものが２０個/m2と、インゴット受け８０がある場合に比較して格段に多かった。
【００３４】
ここで、話は変わり、本発明の溶融亜鉛めっき装置をどのように用いるか、そして、本発明の溶融亜鉛めっき装置は、どのような作用により、先述の課題を解決できるか、について、次に説明する。
特許文献１に記載のごとく、
（ｉ）ポット４０内に常温の亜鉛インゴット４６を投下するとともに、亜鉛インゴット４６の投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７からの溶融亜鉛の吐出口下端付近に、亜鉛インゴット４６を寝せた状態で支えることができる形状の、インゴット受け８０を設け、４５０℃内外の溶融亜鉛から受ける熱で、徐々に亜鉛インゴット４６を溶解させる（図１（ａ））か、
あるいは、特許文献３、４に記載のごとく、
（ｉｉ）亜鉛インゴット４６を下部だけ溶融亜鉛中に浸漬させ、残余の亜鉛インゴット４６の部分を溶融亜鉛外で把持しておき、その把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わると、残余の亜鉛インゴット４６の部分を、ポット４０内の溶融亜鉛に投下してしまい、インゴット受け８０の上に立てた状態で、４５０℃内外の溶融亜鉛から受ける熱で、徐々に亜鉛インゴット４６を溶解させる（図１（ｂ））ようにする。
【００３５】
ここまでは、従来の特許文献１、３、４などと一部共通している。
本発明の溶融亜鉛めっき装置は、特許文献４のように、爪を用いて亜鉛インゴット４６を掴んでおき、溶融亜鉛を満たしたポット４０中に溶解する場合であっても、爪を開放して亜鉛インゴット４６を投下したときに、ポット４０の底まで達せずに、インゴット受け８０に支えられる。これにより、ポット４０の底近くの溶融亜鉛の温度低下およびドロスの発生を抑制できる。
【００３６】
本発明の溶融亜鉛めっき装置は、また、特許文献３のような積極的な流動による溶融亜鉛の温度低下抑制手段をとらないため、当該インゴット受け８０上の亜鉛インゴット４６近傍の溶融亜鉛については、その温度低下は避けられないものの、ポット４０内に不可避的に発生する対流や熱拡散により、ポット４０内全体の溶融亜鉛の温度低下としては抑制され、ポット４０の底に直接亜鉛インゴット４６が着地した場合に比較して、ドロス４９の生成も少なくなる。また、発生したドロス４９も、堆積する前に拡散、再溶解する場合があるため、めっきすべき金属板に品質上の悪影響を与える可能性も小さくなる。
【００３７】
実施例２（本発明の請求項２に関する）：
ところで、インゴット受け８０は、平板状でもよいが、先述の図１に示すように、孔（空隙）を設けてもよい。ポット４０内の対流による溶融亜鉛の流動を促進するためである。インゴット受け８０を水平面に投射した形状の例を、いくつか、図５に示すが、ここに挙げた例以外の形状であってもよい。
【００３８】
（２）の本発明の溶融亜鉛めっき装置は、インゴット受け８０が、亜鉛インゴット４６の下端の一部を支えるものであり、その一部の、水平面への投射面積が、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、３５％以上を占める。
図５中の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）いすれに示すタイプのインゴット受け８０を用いても、亜鉛インゴット４６の下端の一部を支える、その一部の、水平面への投射面積が、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、占める比率αが、３５％を下回ると、完全に溶融するに至る前に亜鉛インゴット４６が空隙をすり抜けてポット４０の底に着地してしまう結果、図６に示すように、一週間（７日）鋼帯の溶融亜鉛めっきの操業をしたときのドロスの堆積量（ポット４０の底からの高さ）が、若干増える傾向にある。
【００３９】
一つの例を示すと、インゴット受け８０に空隙を設けること以外、実施例１と同じ条件で、インゴット受け８０を水平面に投射した場合の全体的な大きさを変えずに、空隙率を４４％として操業したところ、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ９０ｍｍであった。また、鋼板へのドロスの付着個数も0.6個/m2まで減少した。
【００４０】
空隙をすり抜けるまでに小さくなった亜鉛インゴット４６は、ポット４０の底に着地することは避けられないが、インゴット受け８０で支えられていた間に温度が上がっているため、αが、３５％を下回ると、ドロスの堆積量が、若干増える傾向にあるとはいえ、ポット４０の底に着地した際にドロス４９を発生させる作用は、ある程度は軽減でき、ドロスが発生、堆積するのを、抑制する、という本発明の効果は得られる。
【００４１】
実施例３（本発明の請求項３に関する）：
また、（３）の本発明のように、インゴット受け８０には、亜鉛インゴット４６の下端を支えたときに、亜鉛インゴット４６の側方に仕切壁８１を設けるようにしてもよい。この仕切壁８１は、特に、図１（ａ）のタイプのもののように、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合、投下した亜鉛インゴット４６をブロックしなければならない事情があることから、インゴット受け８０と完全に密着一体化させたものでもよいが、図７に示すように、溶融亜鉛の流れが通過できるように、インゴット受け８０とは別に設置してもよい。投下した亜鉛インゴット４６をブロックできる限度において、図１（ａ）のタイプのもののように、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合であっても、もちろん、インゴット受け８０とは別に設置してもよい。
【００４２】
一つの例を示すと、インゴット受け８０に空隙を設けること以外、実施例１と同じ条件で、図７に示すような、仕切壁８１を設けた場合、空隙率を２５％まで低下させた場合でも、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ１００ｍｍに抑えることができた（図１０）。鋼板へのドロスの付着個数も0.6個/m2であった。溶融亜鉛の流れがスムーズになったことによるものと推定される。
【００４３】
なお、本発明では、仕切壁８１の上端は、特許文献１のものとは異なり、つながっている。これにより、亜鉛インゴット４６の投下位置直下の領域と、それ以外の領域とで、溶融亜鉛が行き来できるようになっている。
実施例４（本発明の請求項４に関する）：
さらに、（４）の本発明のように、仕切壁８１は、インゴット受け８０とは別に設置し、図８に示すように、仕切壁８１は、亜鉛インゴット４６の下端に相当する位置から、１００ｍｍ以上、上方の位置に、その下端が位置するものとするのが好ましい。
【００４４】
一つの例を示すと、インゴット受け８０に空隙を設けること以外、実施例１と同じ条件で、図８に示すような、仕切壁８１を設け、仕切壁８１は、亜鉛インゴット４６の下端に相当する位置から、１００ｍｍ上方の位置に、その下端が位置するものとした場合、空隙率を２５％まで低下させた場合でも、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ９０ｍｍに抑えることができた（図１０）。鋼板へのドロスの付着個数も0.6個/m2であった。
【００４５】
実施例５（本発明の請求項５に関する）：
あるいは、別な形態として、図９に示すように、インゴット受け８０のさらに下方に、平板８２を設けるようなものも考えられる。投下初期の亜鉛インゴット４６がまだ十分に加熱されていない時期に低温の熱源になって、ドロスが発生し、インゴット受け８０の上にドロスが堆積することがあるが、図１（ａ）のタイプのもののように、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下する場合、このような形態とすれば、衝撃により、空隙からドロスが落下し、溶融亜鉛中に浮遊し、通帯される金属帯Sに付着し、品質上の欠陥となるのを抑制できる。
【００４６】
実施例６（本発明の請求項５に関する）：
以上の実施例１ないし５のいずれの形態の溶融亜鉛めっき装置であっても、例えば、図１１に示すような、鋼帯の連続溶融亜鉛めっきライン１００中のポット４０として適用すれば、通帯される鋼帯Sに付着し、品質上の欠陥となるのを効果的に抑制できる。
鋼帯の連続溶融亜鉛めっきのみならず、あらゆる材質の金属帯の溶融亜鉛めっきにも、同様なことが言える。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一つの実施の形態を示す図である。
【図２】比較例を示す図である。
【図３】本発明の作用を示す図である。
【図４】本発明の効果を示す図である。
【図５】本発明に用いるインゴット受けを水平面に投射した形状の例を示す図である。
【図６】本発明に用いるインゴット受けを水平面に投射した形状の違いによる、効果の違いを示す図である。
【図７】本発明のさらに別な実施の形態を示す図である。
【図８】本発明のさらにまた別な実施の形態を示す図である。
【図９】本発明のさらにまた別な実施の形態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の違いによる、効果の違いを示す図である。
【図１１】従来技術を示す図である。
【図１２】従来技術を示す図である。
【図１３】従来技術を示す図である。
【図１４】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ ペイオフリール
２０ 溶接機
３０ 加熱帯
４０ ポット
４１ スナウト
４２ シンクロール
４３ 反り矯正ロール
４４ ガスワイピング装置
４５ ワイピングロール
４６ 亜鉛インゴット
４７ 加熱装置
４７１ 溶融亜鉛吐出口
４８ 誘導加熱用コイル
４９ ドロス
４９１ 支持板
５０ テンションリール
６０ 切断機
７０ 合金化炉
８０ インゴット受け
８１ 仕切壁
８２ 平板
１００ 連続溶融亜鉛めっきライン
Ｓ 鋼帯
Ｇ 気体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの金属板（金属帯も含む意味とする）を亜鉛めっきする方法としては、大きく分けて電気亜鉛めっきと溶融亜鉛めっきとがあり、どちらも多用されているが、簡単な方式で量産に適した溶融亜鉛めっきでは、加熱して溶融させた４５０℃内外の亜鉛を溶融亜鉛ポット（以下、ポット）内に貯留し、ここに金属板を浸漬しては取り出すことで亜鉛めっきを行っている。
【０００３】
図１１に、一般的な鋼帯の連続溶融亜鉛めっきライン１００の概要を示す。
１０はペイオフリールであり、コイル状に巻かれた鋼帯Sを巻き出す。２つのリールがあり、片側のリールから鋼帯Sの尾端を巻き出し終わると、もう片側のリールから別の鋼帯Sの先端を巻き出し、そのもう片側のリールからその別の鋼帯Sを巻き出している間に、最初のリールには、図示しないさらに別のコイル状に巻かれた鋼帯Sをセットする、という動作を、両方のリールにて交互に繰り返し、溶接機２０で次々と鋼帯Sを溶接しては連続溶融亜鉛めっきライン１００に供給するしくみである。
【０００４】
加熱帯３０で加熱後の鋼帯Sが、ポット４０内の溶融した亜鉛中に連続して通帯され、浸漬され、取り出される、という一連のプロセスを経ることで、鋼帯Sの全長がめっきされ、切断機５０にて溶接部を目標に鋼帯Sが切断され、テンションリール６０により巻き取られる。片側のリールで切断後の鋼帯Sの尾端を巻き取り終わると、もう片側のリールで、切断後の別の鋼帯Sの先端を巻き取り、そのもう片側のリールでその別の鋼帯Sを巻き取っている間に、最初のリールからはコイル状に巻かれた鋼帯Sを搬出する、という動作を、両方のリールにて交互に繰り返す。合金化炉７０により加熱し、鋼帯Sに付着した亜鉛を、鋼帯Sに合金一体化させる場合もある。
【０００５】
ポット４０とそれに付随する主要構成設備の概要を図１２に示すが、酸化しにくい雰囲気に調整されたスナウト４１内を通帯されてきた鋼帯Sは、ポット４０内に配置されたシンクロール４２により上方へ通帯方向を転換し、反り矯正ロール４３を通過後、鋼帯Sの表面に付着した溶融亜鉛を、ガスワイピング装置４４から噴射される気体Gによって目標とする目付量範囲内に調整後、さらにワイピングロール４５を通過する、という方法が一般的にとられている。
【０００６】
また、鋼帯Sの表面に付着して失われる分の亜鉛を新たに供給する方法としては、特許文献１に記載のごとく、図１３に示すように、ポット４０内に常温の亜鉛インゴット４６を投下して、４５０℃内外の溶融亜鉛から受ける熱で、徐々に亜鉛インゴット４６を溶解させる方法も一般的にとられている。
大気中への放熱や新たな亜鉛インゴット４６の投下による抜熱分を補償するため、特許文献２に記載のごとく、既出図１２に示すように、溶融した亜鉛を補償的に加熱する加熱装置４７を設ける場合もある。その場合の加熱装置４７の原理としては、誘導加熱によるものなどが知られ、図１２中のＣ−Ｃ図示のごとく、誘導加熱用コイル４８をその周囲に配した流路を２つ設け、吸引用のものと排出用のものに使い分けるとともに、吸引用の流路から吸引した溶融亜鉛を誘導加熱して昇温した後、排出用の流路から排出するしくみである。
【０００７】
さて、溶融亜鉛めっき浴中には、通常、鋼板から溶け出したFe分や、めっき品質上必要となるAl分が含まれるが、ポット４０中の溶融亜鉛のうち、局部的に低温の部分では、これらFeやAlの化合物が析出し、ドロス（４９）と呼ばれる細かい粒子となってポット４０の底に堆積し、これら浴の流動により巻き上げられるなどして通帯される鋼帯Sに付着し、品質上の欠陥となる場合がある。
【０００８】
ちなみに、溶融した亜鉛を補償的に加熱する加熱装置４７は、多くの場合、上に向けて設置され、図１２中のθは０〜４０°の範囲に固定して設定される。
さて、ここで、亜鉛インゴット４６の投下に話を戻すが、常温でかつ、かなりの熱容量をもつ亜鉛インゴット４６をポット４０内の溶融亜鉛中に投下すると、亜鉛インゴット４６がポット４０の底に着地した際、その周囲では、局部的に溶融亜鉛の温度が下がり、さらにドロスが発生しやすい条件となるため、これを防止、あるいは抑制する目的で、様々な方法が提案されている。
【０００９】
例えば、先述の特許文献１では、既出図１３に示したように、亜鉛インゴット投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７からの溶融亜鉛の吐出口下端付近に、前記亜鉛インゴットを寝せた状態で支えることができる形状の、インゴット受け８０を設けるとともに、ポット４０を堰等で区切って、亜鉛インゴット４６を投下する領域を設け、該領域内の溶融亜鉛を温度制御する方法が、同時に提案されている。
【００１０】
また、特許文献３では、浸漬した亜鉛インゴット４６近傍に流れを与えるなどして、溶融亜鉛の温度低下を抑制する方法が提案されている。
さらに、特許文献４では、ポットの上方で亜鉛インゴット４６を溶解して落下させることにより、ドロス４９の発生を防止する方法が提案されている。
そして、特許文献５では、亜鉛インゴット４６投下時に発生した低温の溶融亜鉛がめっき領域に流れ込んでFeと反応してドロスが生成することを防止する目的で、亜鉛インゴット４６投下領域とめっき領域とを分離し、かつ亜鉛インゴット４６投下領域からめっき領域に通ずるラビリンス様の流路を設けることが提案されている。
【００１１】
最後に、特許文献６では、図１４に示すごとく、一対の爪で亜鉛インゴット４６を掴んでおき、溶融亜鉛を満たしたポット４０中に徐々に下降させて溶融させ、最後に亜鉛インゴット４６の下部を開閉式の一対の支持板４９１を閉塞させて支持する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第２６４３０４８号公報
【特許文献２】特開平０５?０７８８００号公報
【特許文献３】特開２０００?１４４３５７号公報
【特許文献４】特開２００１?２５４１６２号公報
【特許文献５】特開２００２?２１２６９６号公報
【特許文献６】特開平０７?０１８３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
亜鉛インゴットを、溶融亜鉛を満たしたポット４０の底まで投下すると、低温の熱源となり、周辺でドロス４９が発生して、ポット４０の底への堆積を促進してしまう。
さらに、低温であるほど溶融亜鉛の比重は大きくなることから、これも、低温の溶融亜鉛ほど下に沈もうとする作用としてはたらき、一層ドロスの堆積を促進してしまう原因になる。こうして堆積したドロスは、鋼帯Sの通帯に伴って発生するポット４０内での溶融亜鉛の流動や、亜鉛インゴット４６の投下に伴い、巻き上げられて、めっきすべき金属帯に付着して品質上の欠陥になる場合がある、という問題がある。
【００１３】
先述の特許文献１の方法では、亜鉛インゴット投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７からの溶融亜鉛の吐出口下端付近に、前記亜鉛インゴットを寝せた状態で支えることができる形状の、インゴット受け８０（既出図１３参照）を設けているため、ドロスの発生や、ポット４０へのドロスの流入は相当程度抑制されるが、若干の改善の余地があった。
【００１４】
また、特許文献３のような方法では、亜鉛インゴット４６近傍に流れを与える、とはいっても、結局、亜鉛インゴット４６を下部だけ溶融亜鉛中に浸漬させ、残余の亜鉛インゴット４６の部分を溶融亜鉛外で把持しておく手段が当然必要であり、その把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わると、残余の亜鉛インゴット４６の部分は、ポット４０内の溶融亜鉛に投下するしかない。すると、残余の亜鉛インゴット４６がポット４０の底に着地するため、低温の熱源となり、周辺でドロスが発生してしまう。
【００１５】
これを防止しようと、溶融亜鉛を流動させる範囲を、亜鉛インゴット４６を保持している状態での高さ方向位置および投下後着地した状態での高さ方向位置の２ヶ所とする必要が生じ、装置が複雑で大がかりなものとなってしまうという問題がある。
さらに、特許文献４のような方法では、亜鉛インゴット４６を把持する爪が把持している、その亜鉛インゴット４６の部分を、加熱手段が加熱し、溶解した時点で、残余の亜鉛インゴット４６がポット４０の底に着地するため、低温の熱源となり、周辺でドロスが発生してしまうという、前述特許文献３と同様の問題がある。
【００１６】
そして、特許文献５のような方法では、亜鉛インゴット４６投下領域とめっき領域とを分離し、かつ亜鉛インゴット４６投下領域からめっき領域に通ずるラビリンス様の流路を設けるため、装置が複雑で大がかりなものとなってしまうという問題がある。
最後に、特許文献６のような方法では、一対の爪で亜鉛インゴット４６を掴んでおき、溶融亜鉛を満たしたポット４０中に徐々に下降させ、溶融させる、その速度の制御が大変であり、制御装置も含めると、やはり、装置が複雑で大がかりなものとなってしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、溶融亜鉛ポットへの、亜鉛インゴットの投下に伴って、ドロスが発生、堆積するのを、簡単なしくみで抑制できる、溶融亜鉛めっき装置およびそれを用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上述のような課題を解決するべくなされたものである。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）溶融亜鉛を満たしたポットに鋼板を浸漬させてめっきする溶融亜鉛めっき装置であって、亜鉛インゴットの投下位置直下でかつ、前記ポット付設の加熱装置の溶融亜鉛吐出口の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、前記亜鉛インゴットの下端を支えることができる形状をした、インゴット受けを設けたことを特徴とする溶融亜鉛めっき装置。
（２）前記インゴット受けは、前記亜鉛インゴットの下端の一部を支えるものであり、その一部の、水平面への投射面積は、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、３５％以上を占めることを特徴とする（１）に記載の溶融亜鉛めっき装置。
（３）前記インゴット受けに、前記亜鉛インゴットの下端を支えたときに、前記亜鉛インゴットの側方に仕切壁を設けたことを特徴とする（１）または（２）に記載の溶融亜鉛めっき装置。
（４）前記仕切壁は、前記インゴットの下端に相当する位置から、１００ｍｍ以上、上方の位置に、その下端が位置するものであることを特徴とする（３）に記載の溶融亜鉛めっき装置。
（５）前記インゴット受けのさらに下方に、平板を設けたことを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置。
（６）（１）ないし（５）のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置を用いた溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、溶融亜鉛ポットへの、亜鉛インゴットの投下に伴って、ドロスが発生、堆積するのを、簡単なしくみで抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図を用いながら説明する。
図１は、（１）の本発明の溶融亜鉛めっき装置について、その実施の形態の一例を示したものである。
基本的に、従来の図１２のものの構成を踏襲しているが、（１）の本発明の溶融亜鉛めっき装置は、亜鉛インゴット４６の投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えることができる形状をした、インゴット受け８０を設ける。
【００２１】
溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにするのは、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられ、投下初期の亜鉛インゴット４６がまだ十分に加熱されていない時期に低温の熱源になって、ドロスが発生するのを極力抑制するためである。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、先述の特許文献１に記載のごとく、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合でも、あるいは、図１（ｂ）に示すように、（ｉｉ）亜鉛インゴット４６を下部だけ溶融亜鉛中に浸漬し（特許文献６のように徐々に浸漬させていくのではなくて、単純に、ある一定の高さだけ下部を浸漬させるようにする）、残余の亜鉛インゴット４６の部分を溶融亜鉛外で把持しておき、その把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わった段階で、残余の亜鉛インゴット４６の部分を、ポット４０内の溶融亜鉛に投下してしまい、インゴット受け８０の上に立てた状態で支える場合でも、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすることによって、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないようにすることができる。
【００２３】
亜鉛インゴット４６の下端を支える位置が、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、下方に１００ｍｍ未満だと、どう亜鉛インゴット４６の寸法を調整しても、上述の（ｉ）の場合であれば、図２（ａ）に示すようにして、また、上述の（ｉｉ）の場合であれば、図２（ｂ）に示すようにして、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられてしまう。
【００２４】
図２中、ポット４０内の溶融亜鉛中、実線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の流れの向きが、水平方向に対してθ＝４０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものであり、点線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れの向きが、水平方向すなわちθ＝０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものである。ともに、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられてしまうようすを示している。
【００２５】
（ｉ）の場合、実際、亜鉛インゴット４６を寝せるため、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法Dを、予め、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないような寸法に、適宜に調整しておくことができる。例えば、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法Dを、仮に３００ｍｍとし、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにした場合でも、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、２００ｍｍ分だけ、亜鉛インゴット４６は上方に突き出るが、実質的に、この程度突き出ていても、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れは、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられことはない。
【００２６】
寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法を、３００ｍｍではなく、それよりも低い、例えば１００ｍｍとしたような場合でも、もちろん、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れは、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられることはない。しかしながら、こういうふうに、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法を、低くすると、その分、亜鉛インゴット４６の長さを長くする必要があるから、その方の条件から自ずと限界はある。
【００２７】
逆に、寝せた状態での亜鉛インゴット４６の高さの寸法を、３００ｍｍではなく、それよりも高い、例えば４００ｍｍとしたような場合に、もしも、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられ、沈降して、ドロス４９の発生が促進されるようなことがあれば、そのときは、１００ｍｍ分だけ、亜鉛インゴット４６の下端を支える位置を、さらに下方に調整すべく、インゴット受け８０の設置位置を、５０ｍｍ分だけ、下方に修正するなどして調整が可能である。
【００２８】
いずれにしても、このあたりの現実性からして、亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすることによって、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないようにすることができる。
【００２９】
（ｉｉ）の場合も、把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わった段階の、図１（ｂ）でいえば、残余の亜鉛インゴット４６の部分の高さの寸法Hを、把持する、という目的上、１００ｍｍ確保すれば十分であり、あるいは、余裕をみて３００ｍｍ確保したというような場合でも、前述の（ｉ）の場合と同じ理由により、溶融亜鉛吐出口４７１の下端から、１００ｍｍ以上、下方の位置に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすることによって、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れが、投下した亜鉛インゴット４６によって妨げられないようにすることができる。
【００３０】
亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにする位置を、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、５００ｍｍ以内、とする理由は、それよりも下方に、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにすると、亜鉛インゴット４６がポット４０の底に近づくため、低温の熱源となり、周辺でドロスが発生してしまうからである。
図３に示すように、ポット４０内の溶融亜鉛中、実線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れの向きが、水平方向に対してθ＝４０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものであり、点線で示した矢印は、加熱装置４７から吐出される溶融亜鉛の影響によって発生する対流による流れの向きが、水平方向すなわちθ＝０°の場合の、流れの大まかなようすを示したものである。ともに、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、５００ｍｍの位置に流れが戻ってきており、このあたりの高さまで、加熱された溶融亜鉛の影響が及ぶことが推定できる。
【実施例】
【００３１】
実施例１（本発明の請求項１に関する）：
実際、図４に示すように、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにする位置を、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、ｄ（ｍｍ）とし、ｄを変化させた場合に、亜鉛インゴット４６を２００本投下し、一週間（７日）鋼帯の溶融亜鉛めっきの操業をしたときのドロスの堆積量（ポット４０の底からの高さ）は、θ＝４０°の場合も、θ＝０°の場合も、ともに、ｄ＝５００ｍｍを境に、それより大きくなると、急激に大きくなることがわかる。このことより、亜鉛インゴット４６の下端を支えるようにする位置を、加熱装置４７の溶融亜鉛吐出口４７１の下端から下方に、５００ｍｍ以内、とすれば、ドロス４９の堆積を抑制できることがわかる。
【００３２】
ちなみに、図４は、図１（ａ）のタイプの溶融亜鉛めっき装置で操業した場合の実験結果であり、他の条件および結果は、以下に述べる通りである。
ポット４０内の溶融亜鉛の平均温度は４６０℃、ポット４０の底から５０ｍｍの高さの位置の溶融亜鉛の温度は４５８℃、誘導加熱装置４７より上の部分の平均温度は４６２℃、インゴット受け８０は、水平面に投射した場合、８００ｍｍ×８００ｍｍで、空隙はなかった。亜鉛インゴット４６の外形寸法は１２００ｍｍＨ×４００ｍｍW×３００ｍｍDで、爪によりくぼみを掴んで溶融亜鉛中に浸漬している。亜鉛インゴット４６の溶融亜鉛中に浸漬している部分が溶けて、高さ寸法が１００ｍｍになった時点で爪が溶融亜鉛の浴面直上となったため、ここで爪を離して亜鉛インゴット４６を落下させ、インゴット受け８０で一旦受けた。この後、ポット４０の底から５０ｍｍの高さの溶融亜鉛の温度は４５６℃まで低下したが、亜鉛インゴット４６の温度が上昇するに連れて一旦４５７．５℃まで回復した。その後、亜鉛インゴット４６がインゴット受け８０の空隙からポット４０の底に着地した段階で４５７℃となったが、亜鉛インゴット４６が完全に溶解し、すぐに４５８℃に回復した。
【００３３】
この後も亜鉛インゴット４６の投下を繰り返して操業したところ、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後でも、ポット４０の底には、一週間で１００ｍｍの高さまでドロス４９が堆積し、インゴット受け８０上には１０ｍｍの高さまでドロス４９が堆積した。一週間経過時点で、鋼板に付着したドロスは１個/m2以下であった。
なお、インゴット受け８０がない場合（比較例）には、亜鉛インゴット４６はポットの底に着地し、このとき、ポットの底から５０ｍｍの高さの位置の溶融亜鉛の温度は、４５３℃まで低下した。これが亜鉛インゴット４６の溶解とともに４５６℃まで回復したが、めっきに必要な亜鉛の供給のため、次の亜鉛インゴット４６を浸漬開始した結果、再び４５３℃まで低下した。この後も亜鉛インゴット４６の投下を繰り返して操業したところ、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ１５０ｍｍであった。また、鋼板へのドロスの付着も直径0.2mm以上のものが２０個/m2と、インゴット受け８０がある場合に比較して格段に多かった。
【００３４】
ここで、話は変わり、本発明の溶融亜鉛めっき装置をどのように用いるか、そして、本発明の溶融亜鉛めっき装置は、どのような作用により、先述の課題を解決できるか、について、次に説明する。
特許文献１に記載のごとく、
（ｉ）ポット４０内に常温の亜鉛インゴット４６を投下するとともに、亜鉛インゴット４６の投下位置直下でかつ、ポット４０付設の加熱装置４７からの溶融亜鉛の吐出口下端付近に、亜鉛インゴット４６を寝せた状態で支えることができる形状の、インゴット受け８０を設け、４５０℃内外の溶融亜鉛から受ける熱で、徐々に亜鉛インゴット４６を溶解させる（図１（ａ））か、
あるいは、特許文献３、４に記載のごとく、
（ｉｉ）亜鉛インゴット４６を下部だけ溶融亜鉛中に浸漬させ、残余の亜鉛インゴット４６の部分を溶融亜鉛外で把持しておき、その把持した部分より下側の亜鉛インゴット４６の部分が溶解し終わると、残余の亜鉛インゴット４６の部分を、ポット４０内の溶融亜鉛に投下してしまい、インゴット受け８０の上に立てた状態で、４５０℃内外の溶融亜鉛から受ける熱で、徐々に亜鉛インゴット４６を溶解させる（図１（ｂ））ようにする。
【００３５】
ここまでは、従来の特許文献１、３、４などと一部共通している。
本発明の溶融亜鉛めっき装置は、特許文献４のように、爪を用いて亜鉛インゴット４６を掴んでおき、溶融亜鉛を満たしたポット４０中に溶解する場合であっても、爪を開放して亜鉛インゴット４６を投下したときに、ポット４０の底まで達せずに、インゴット受け８０に支えられる。これにより、ポット４０の底近くの溶融亜鉛の温度低下およびドロスの発生を抑制できる。
【００３６】
本発明の溶融亜鉛めっき装置は、また、特許文献３のような積極的な流動による溶融亜鉛の温度低下抑制手段をとらないため、当該インゴット受け８０上の亜鉛インゴット４６近傍の溶融亜鉛については、その温度低下は避けられないものの、ポット４０内に不可避的に発生する対流や熱拡散により、ポット４０内全体の溶融亜鉛の温度低下としては抑制され、ポット４０の底に直接亜鉛インゴット４６が着地した場合に比較して、ドロス４９の生成も少なくなる。また、発生したドロス４９も、堆積する前に拡散、再溶解する場合があるため、めっきすべき金属板に品質上の悪影響を与える可能性も小さくなる。
【００３７】
実施例２（本発明の請求項２に関する）：
ところで、インゴット受け８０は、平板状でもよいが、先述の図１に示すように、孔（空隙）を設けてもよい。ポット４０内の対流による溶融亜鉛の流動を促進するためである。インゴット受け８０を水平面に投射した形状の例を、いくつか、図５に示すが、ここに挙げた例以外の形状であってもよい。
【００３８】
（２）の本発明の溶融亜鉛めっき装置は、インゴット受け８０が、亜鉛インゴット４６の下端の一部を支えるものであり、その一部の、水平面への投射面積が、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、３５％以上を占める。
図５中の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）いすれに示すタイプのインゴット受け８０を用いても、亜鉛インゴット４６の下端の一部を支える、その一部の、水平面への投射面積が、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、占める比率αが、３５％を下回ると、完全に溶融するに至る前に亜鉛インゴット４６が空隙をすり抜けてポット４０の底に着地してしまう結果、図６に示すように、一週間（７日）鋼帯の溶融亜鉛めっきの操業をしたときのドロスの堆積量（ポット４０の底からの高さ）が、若干増える傾向にある。
【００３９】
一つの例を示すと、インゴット受け８０に空隙を設けること以外、実施例１と同じ条件で、インゴット受け８０を水平面に投射した場合の全体的な大きさを変えずに、空隙率を４４％として操業したところ、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ９０ｍｍであった。また、鋼板へのドロスの付着個数も0.6個/m2まで減少した。
【００４０】
空隙をすり抜けるまでに小さくなった亜鉛インゴット４６は、ポット４０の底に着地することは避けられないが、インゴット受け８０で支えられていた間に温度が上がっているため、αが、３５％を下回ると、ドロスの堆積量が、若干増える傾向にあるとはいえ、ポット４０の底に着地した際にドロス４９を発生させる作用は、ある程度は軽減でき、ドロスが発生、堆積するのを、抑制する、という本発明の効果は得られる。
【００４１】
実施例３（本発明の請求項３に関する）：
また、（３）の本発明のように、インゴット受け８０には、亜鉛インゴット４６の下端を支えたときに、亜鉛インゴット４６の側方に仕切壁８１を設けるようにしてもよい。この仕切壁８１は、特に、図１（ａ）のタイプのもののように、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合、投下した亜鉛インゴット４６をブロックしなければならない事情があることから、インゴット受け８０と完全に密着一体化させたものでもよいが、図７に示すように、溶融亜鉛の流れが通過できるように、インゴット受け８０とは別に設置してもよい。投下した亜鉛インゴット４６をブロックできる限度において、図１（ａ）のタイプのもののように、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下し、インゴット受け８０の上に寝せた状態で支える場合であっても、もちろん、インゴット受け８０とは別に設置してもよい。
【００４２】
一つの例を示すと、インゴット受け８０に空隙を設けること以外、実施例１と同じ条件で、図７に示すような、仕切壁８１を設けた場合、空隙率を２５％まで低下させた場合でも、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ１００ｍｍに抑えることができた（図１０）。鋼板へのドロスの付着個数も0.6個/m2であった。溶融亜鉛の流れがスムーズになったことによるものと推定される。
【００４３】
なお、本発明では、仕切壁８１の上端は、特許文献１のものとは異なり、つながっている。これにより、亜鉛インゴット４６の投下位置直下の領域と、それ以外の領域とで、溶融亜鉛が行き来できるようになっている。
実施例４（本発明の請求項４に関する）：
さらに、（４）の本発明のように、仕切壁８１は、インゴット受け８０とは別に設置し、図８に示すように、仕切壁８１は、亜鉛インゴット４６の下端に相当する位置から、１００ｍｍ以上、上方の位置に、その下端が位置するものとするのが好ましい。
【００４４】
一つの例を示すと、インゴット受け８０に空隙を設けること以外、実施例１と同じ条件で、図８に示すような、仕切壁８１を設け、仕切壁８１は、亜鉛インゴット４６の下端に相当する位置から、１００ｍｍ上方の位置に、その下端が位置するものとした場合、空隙率を２５％まで低下させた場合でも、亜鉛インゴット４６を２００本投下後の一週間後、ポット４０の底のドロス４９の堆積高さを調べたところ９０ｍｍに抑えることができた（図１０）。鋼板へのドロスの付着個数も0.6個/m2であった。
【００４５】
実施例５（本発明の請求項５に関する）：
あるいは、別な形態として、図９に示すように、インゴット受け８０のさらに下方に、平板８２を設けるようなものも考えられる。投下初期の亜鉛インゴット４６がまだ十分に加熱されていない時期に低温の熱源になって、ドロスが発生し、インゴット受け８０の上にドロスが堆積することがあるが、図１（ａ）のタイプのもののように、（ｉ）亜鉛インゴット４６を、元の形状のまま投下する場合、このような形態とすれば、衝撃により、空隙からドロスが落下し、溶融亜鉛中に浮遊し、通帯される金属帯Sに付着し、品質上の欠陥となるのを抑制できる。
【００４６】
実施例６（本発明の請求項５に関する）：
以上の実施例１ないし５のいずれの形態の溶融亜鉛めっき装置であっても、例えば、図１１に示すような、鋼帯の連続溶融亜鉛めっきライン１００中のポット４０として適用すれば、通帯される鋼帯Sに付着し、品質上の欠陥となるのを効果的に抑制できる。
鋼帯の連続溶融亜鉛めっきのみならず、あらゆる材質の金属帯の溶融亜鉛めっきにも、同様なことが言える。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一つの実施の形態を示す図である。
【図２】比較例を示す図である。
【図３】本発明の作用を示す図である。
【図４】本発明の効果を示す図である。
【図５】本発明に用いるインゴット受けを水平面に投射した形状の例を示す図である。
【図６】本発明に用いるインゴット受けを水平面に投射した形状の違いによる、効果の違いを示す図である。
【図７】本発明のさらに別な実施の形態を示す図である。
【図８】本発明のさらにまた別な実施の形態を示す図である。
【図９】本発明のさらにまた別な実施の形態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の違いによる、効果の違いを示す図である。
【図１１】従来技術を示す図である。
【図１２】従来技術を示す図である。
【図１３】従来技術を示す図である。
【図１４】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０ ペイオフリール
２０ 溶接機
３０ 加熱帯
４０ ポット
４１ スナウト
４２ シンクロール
４３ 反り矯正ロール
４４ ガスワイピング装置
４５ ワイピングロール
４６ 亜鉛インゴット
４７ 加熱装置
４７１ 溶融亜鉛吐出口
４８ 誘導加熱用コイル
４９ ドロス
４９１ 支持板
５０ テンションリール
６０ 切断機
７０ 合金化炉
８０ インゴット受け
８１ 仕切壁
８２ 平板
１００ 連続溶融亜鉛めっきライン
Ｓ 鋼帯
Ｇ 気体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融亜鉛を満たしたポットに鋼板を浸漬させてめっきする溶融亜鉛めっき装置であって、
亜鉛インゴットの投下位置直下でかつ、
前記ポット付設の加熱装置の溶融亜鉛吐出口の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、
前記亜鉛インゴットの下端を支えることができる形状をした、
インゴット受けを設けた
ことを特徴とする溶融亜鉛めっき装置。
【請求項２】
前記インゴット受けは、前記亜鉛インゴットの下端の一部を支えるものであり、
その一部の、水平面への投射面積は、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、３５％以上を占める
ことを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項３】
前記インゴット受けに、前記亜鉛インゴットの下端を支えたときに、
前記亜鉛インゴットの側方に
仕切壁を設けた
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装置。
【請求項４】
前記仕切壁は、
前記インゴットの下端に相当する位置から、１００ｍｍ以上、上方の位置に、
その下端が位置するものである
ことを特徴とする請求項３に記載の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項５】
前記インゴット受けのさらに下方に、平板を設けた
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置を用いた
溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法。
【請求項１】
溶融亜鉛を満たしたポットに鋼板を浸漬させてめっきする溶融亜鉛めっき装置であって、
亜鉛インゴットの投下位置直下でかつ、
前記ポット付設の加熱装置の溶融亜鉛吐出口の下端から、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以内、下方の位置に、
前記亜鉛インゴットの下端を支えることができる形状をした、
インゴット受けを設けた
ことを特徴とする溶融亜鉛めっき装置。
【請求項２】
前記インゴット受けは、前記亜鉛インゴットの下端の一部を支えるものであり、
その一部の、水平面への投射面積は、前記亜鉛インゴットの、水平面への投射面積に対し、３５％以上を占める
ことを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項３】
前記インゴット受けに、前記亜鉛インゴットの下端を支えたときに、
前記亜鉛インゴットの側方に
仕切壁を設けた
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装置。
【請求項４】
前記仕切壁は、
前記インゴットの下端に相当する位置から、１００ｍｍ以上、上方の位置に、
その下端が位置するものである
ことを特徴とする請求項３に記載の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項５】
前記インゴット受けのさらに下方に、平板を設けた
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の溶融亜鉛めっき装置を用いた
溶融亜鉛めっき金属帯の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２４１５７０（Ｐ２００６−２４１５７０Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６２２７６（Ｐ２００５−６２２７６）
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月７日（２００５．３．７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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