溶融金属めっき浴中のドロスの除去方法および溶融金属めっき装置
【課題】 めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置を提供する。
【解決手段】 連続的にめっきを施す溶融金属めっきにおけるめっき浴中のドロス除去方法であって、ドロス除去槽10として、めっき液流入口11と、ドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、めっき液流出口15を有するドロス除去槽10を用い、ドロス除去槽10をめっき浴１に浸漬し、めっき液を、浴中シンクロール３の回転によって生じるめっき液の流れＦを駆動力としてドロス除去槽10内に導入し、冷却せしめた後、邪魔板13、14の下方または上方を通過せしめドロスを比重分離した後、昇温し、めっき液流出口15からめっき浴１中に再循環する。
【解決手段】 連続的にめっきを施す溶融金属めっきにおけるめっき浴中のドロス除去方法であって、ドロス除去槽10として、めっき液流入口11と、ドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、めっき液流出口15を有するドロス除去槽10を用い、ドロス除去槽10をめっき浴１に浸漬し、めっき液を、浴中シンクロール３の回転によって生じるめっき液の流れＦを駆動力としてドロス除去槽10内に導入し、冷却せしめた後、邪魔板13、14の下方または上方を通過せしめドロスを比重分離した後、昇温し、めっき液流出口15からめっき浴１中に再循環する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の連続溶融金属めっきにおいて、簡易な方法、装置で、めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、装置の保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に、従来の鋼帯の連続溶融金属めっき装置を縦断面図によって示す。なお、図８において、１は溶融金属であるめっき浴、２はめっき用ポット、３はめっき浴１中に配設されたシンクロール（以下、浴中シンクロールまたはシンクロールと記す）、４は鋼帯、５はスナウト、f1は鋼帯の搬送方向（通板方向）、f2はシンクロールの回転方向を示す。
【０００３】すなわち、鋼帯の連続溶融金属めっき装置においては、鋼帯を溶融金属であるめっき浴１中に連続的に侵入させ、シンクロール３を周回後、方向転換し、めっき浴１液面より上方へ引き上げて連続的にめっきを施す。以下、溶融金属めっきにおける従来技術を、鋼帯の連続溶融金属めっきの代表例である溶融亜鉛めっきを例として説明する。
【０００４】現在、溶融亜鉛めっきラインにおいては、一般的に、めっきしたままの通常の溶融亜鉛めっき鋼板と、溶融亜鉛めっき後、合金化処理を施す合金化溶融亜鉛めっき鋼板を、同一ラインで適宜処理を切り替えることにより製造している。この内、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、耐食性、溶接性および加工性に優れた特性を有するため、主に自動車用鋼板として広く使用されているが、特に外装用鋼板として使用される場合には、塗装後の高鮮映性も要求されるなど、品質に対する要求が益々厳しくなっている。
【０００５】かかる状況下において、溶融亜鉛めっきポット内では、鋼帯（以下ストリップとも記す）から溶出するFeとZnが反応して、FeZn7 を主成分とするボトムドロスが生成し、めっきポット内の底部に堆積する。また、めっき液中のAlとFeが反応しFe2Al5を主成分とする浮上ドロスが生成し、めっき浴上に浮上する。
【０００６】この場合、ボトムドロスは、めっき浴中のシンクロールを周回して搬送されるストリップの随伴流であるめっき液に巻き上げられてストリップに付着する。また、浮上ドロスは再度めっき液中に一部巻き込まれ、上記と同様にストリップに付着する。この結果、製造されためっき鋼板のプレス時に、プレスブツと称する表面不均一部分が生じ、鮮映性が損なわれるばかりでなく、付着ドロスが金型に損傷を与えるという問題がある。
【０００７】上記した問題を解決するため、特開平６−248405号公報において、溶融亜鉛めっき浴中に、取り外し可能な槽からなるドロス除去装置を設置し、ポンプによって浴内の溶融亜鉛を吸い上げ、槽の上部側壁に設けた流入口から槽内に流入せしめ、槽内に配設した複数枚の邪魔板によってドロスを沈降させた後、溶融亜鉛を槽の上部側壁に接続した返送管から浴内に返送することによってめっき浴中のドロスを除去するドロスの除去方法および装置が開示されている。
【０００８】しかしながら、上記した方法は、下記■〜■の問題を有している。
■ポンプの交換および配管の閉塞：浴内の溶融亜鉛を吸い上げ、ドロス除去装置の槽内に流入せしめるために、回転翼などを用いたポンプが必要となる。この結果、ポンプおよび配管が亜鉛もしくはドロスによって閉塞もしくは破損することが避けられず、ポンプの交換および配管中の閉塞物の除去など装置の保守が必要となる。
【０００９】■めっき鋼板へのFe-Al 系ドロスの付着：前記したように、めっき鋼板の付着ドロスとしては、溶融亜鉛より比重の重いFe-Zn 系のドロスと溶融亜鉛より比重の軽いFe-Al 系のドロスの両者が生成する。これに対して、上記したドロスの除去方法、除去装置の場合、その構成上、除去装置の槽が密閉式の構造となり、比重の軽いFe-Al 系のドロスの分離が不可能であり、Fe-Al 系のドロスが浴中に再循環され、前記しためっき鋼板へのドロス付着による問題を解決することができない。
【００１０】■めっき鋼板へのFe-Zn 系ドロスの付着：Fe-Zn 系ドロスの除去が必ずしも十分ではなく、めっき用ポットの槽底へのFe-Zn 系ドロスの堆積が避けられず、通板速度の増加によって槽底ドロスが巻き上げられてストリップに付着する。特開平４−52257 号公報では、めっきポット底部の一部にドロス溜まりを設け、該ドロス溜まりが設けられた空間とシンクロールが設けられた空間とを遮断する開閉自在な開口を有する遮断部材を設け、該遮断部材の作用により、ドロス溜まりに堆積したボトムドロスがめっき浴中を浮遊してストリップ表面に付着することを防止する方法が提案されている。
【００１１】また、特開昭55−128569号公報では、めっきポット内を、上部に開閉可能な開口を有し下部が解放された隔壁によりめっき用槽と反応用槽とに２分割し、前記めっき用槽の底部を反応用槽に向かうにつれて下降する傾斜面とすることで、反応用槽内にボトムドロスを導き入れ、反応用槽内の撹拌機を運転することでボトムドロスを浮上させてトップドロスとして回収する方法が提案されている。
【００１２】しかしながら、特開平４−52257 号公報で提案された方法の場合、シンクロールが設けられた空間を開閉自在な遮断部材で囲むことは、現実的にはスナウトが障害となって設置スペースを確保するのが困難であり、また浴面に浮遊しているトップドロスを掻き寄せて除去・回収する作業を著しく困難にするなどの問題があり現実的でない。
【００１３】また、特開昭55−128569号公報で提案された方法の場合、めっき用槽の傾斜底面によりボトムドロスを反応用槽内に導き入れることは可能だが、解放されたままの隔壁下部の開口および隔壁上部の開口から反応用槽内で撹拌されたボトムドロスがめっき用槽内へ入り込むため、ドロス付着防止効果が不十分であるという問題があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、連続溶融金属めっきにおいて、簡易な方法、装置で、めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、装置の保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、鋼帯を溶融金属であるめっき浴１中に連続的に侵入させ、浴中シンクロール３を周回後、方向転換し、めっき浴１液面より上方へ引き上げて連続的にめっきを施す溶融金属めっきにおけるドロス除去槽10を用いた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法であって、前記ドロス除去槽10をめっき浴１に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽10として、槽内へのめっき液流入口11と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、槽内からのめっき液流出口15を有するドロス除去槽10を用い、めっき液を、前記めっき液流入口11から前記ドロス除去槽10内に導入し、冷却せしめた後、前記複数枚の邪魔板13、14のそれぞれの下方または上方を通過せしめ、めっき液中のドロスを比重分離した後、昇温し、前記めっき液流出口15からめっき浴１中に再循環することを特徴とする溶融金属めっき浴中のドロス除去方法である。
【００１６】前記した第１の発明においては、前記ドロス除去槽10の前記めっき液流入口11に、ドロス除去槽10内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12を取り付け、該可動整流板12によってドロス除去槽10内へのめっき液流入量を調整することが好ましい（第１の発明の第１の好適態様）。また、前記した第１の発明、第１の発明の第１の好適態様においては、前記しためっき液を前記めっき液流入口11から前記ドロス除去槽10内に導入する方法が、浴中シンクロール３の回転および鋼帯の浴中における搬送によって生じるめっき液の流れＦを駆動力として前記しためっき液を前記めっき液流入口11から前記ドロス除去槽10内に導入する方法であることが好ましい（第１の発明の第２の好適態様、第３の好適態様）。
【００１７】第２の発明は、鋼帯を溶融金属であるめっき浴１中に連続的に侵入させ溶融金属めっきを施すめっき用ポット２と、鋼帯を方向転換させめっき浴１液面より上方へ引き上げるための浴中シンクロール３と、溶融金属めっき浴中のドロスを除去するためのドロス除去槽10を有する溶融金属めっき装置であって、前記ドロス除去槽10をめっき浴１に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽10として、槽内へのめっき液流入口11と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、槽内からのめっき液流出口15を有するドロス除去槽10を用い、ドロス除去槽10の槽内へのめっき液流入口11側にめっき液冷却装置16を配設し、槽内からのめっき液流出口15側にめっき液昇温装置17を配設したことを特徴とする溶融金属めっき装置である。
【００１８】前記した第２の発明においては、前記めっき液流入口11を、前記めっき液流出口15に対して浴中シンクロール３の回転によって生じるめっき液の流れの上流側に配置することが好ましい（第２の発明の第１の好適態様）。また、前記した第２の発明、第２の発明の第１の好適態様においては、前記ドロス除去槽10の槽内へのめっき液流入口11に、槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12を設けることが好ましい（第２の発明の第２の好適態様、第３の好適態様）。
【００１９】また、前記した第２の発明、第２の発明の第１〜３の好適態様においては、前記めっき液流出口15を、該めっき液流出口15の開口部最下端の位置が、ドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置となるように配置することが好ましい（第２の発明の第４〜７の好適態様）。また、前記した第２の発明、第２の発明の第１〜３の好適態様においては、前記めっき液流出口15を、該めっき液流出口15の開口部最下端の位置が、ドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置で、かつ、ドロス除去槽10内のめっき液液面の高さおよびドロス除去槽10槽外のめっき浴１浴面の高さの両者よりも低い高さの位置となるように配置することが好ましい。
【００２０】なお、前記した第１の発明の第１の好適態様、第２の発明の第２の好適態様、第３の好適態様における前記可動整流板12としては、前記ドロス除去槽10のめっき液流入口11に設けられ、めっき液の流れに対して抵抗を与える面を有し、めっき浴１内のめっき液をドロス除去槽10内に導入すると共に、上記した面が傾動および／または移動することが可能な可動部材であればその形状、構造は特に制限を受けるものではない。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明者らは前記した課題を解決するために、図６R>６に示す槽内に複数枚の邪魔板32、33を各々上下方向に取り付けたドロス除去槽30を用い、ドロス除去槽内の溶融亜鉛31の流量を変化させ、ドロスの比重分離実験を行った。
【００２２】図７に、得られた結果を示す。なお、図７に示す溶融亜鉛流量は、溶融亜鉛中の粒子の移動速度、溶融亜鉛の流れと直交する槽内断面の面積および溶融亜鉛の密度から求め、ドロス除去効率：η1 は下記式(1) から求めた。
ドロス除去効率：η1 ＝〔（Ａ−Ｂ）／Ａ〕×100 ％………(1) なお、上記式(1) 中、Ａ：ドロス除去槽入口の溶融亜鉛中の粒子径≧20μm の粒子の個数Ｂ：ドロス除去槽出口の溶融亜鉛中の粒子径≧20μm の粒子の個数を示し、上記した個数は、ドロス除去槽入口、出口の溶融亜鉛をサンプリングし、凝固後の亜鉛の断面の観察によって測定した。
【００２３】図７に示されるように、上記した実験によって、一定値以下の溶融亜鉛流量、すなわち上記した実験装置においては、0.5t/min以下の溶融亜鉛流量でほぼ100％に近いドロス除去効率η1 が得られることが分かった。一方、ドロス除去効率η1 はドロス除去槽内の溶融亜鉛流量によって大きく影響を受け、ドロス除去効率η1 を高くするためにはドロス除去槽内での溶融亜鉛流量を低下させる必要がある。
【００２４】この結果、例えば溶融亜鉛めっきの場合、めっき浴におけるドロスの生成速度が速い場合、めっき浴におけるドロス生成量とドロス除去槽におけるドロス除去量とのバランスがとれず、めっき浴槽底部におけるボトムドロスおよび浮上ドロスの量が増加し、ストリップへのドロス付着を効果的に防止することが困難となる。
【００２５】このため、ストリップの溶解によって溶融亜鉛中に存在するFeを強制的にドロスとして晶出せしめ、ドロス除去槽で除去する方法について検討した。図３R>３に溶融亜鉛中でのFe溶解度の浴温度依存性を模式的に示す。溶融亜鉛めっきの場合、ドロスは、溶融亜鉛浴中のFeが高濃度となることで、Feの飽和濃度あるいはFe-Al 濃度積が飽和溶解度を超えるため晶出する。
【００２６】このため、溶融亜鉛の温度を低下させることによって、溶融亜鉛中のFeの飽和濃度、Fe-Al の飽和溶解度積が下がり、Fe-Zn ドロスやFe-Al ドロスが晶出する。すなわち、ドロス除去槽内の溶融亜鉛の温度を低下させることによって、ドロス生成の原因となる溶融亜鉛中の溶解Feを強制的にドロスとして晶出させ、除去することができる。
【００２７】このため、前記した図６に示すドロス除去槽30を用い、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度を変えて、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛中のFe濃度およびドロス除去槽出口の溶融亜鉛中のFe濃度を測定し、それらのFe濃度の差からドロス除去槽におけるドロス除去効率η2 を求めた。図４に、得られた結果を示す。
【００２８】なお、図４においては、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度が溶融亜鉛めっき浴の基準の浴温である470 ℃の場合のドロス除去効率η2 を1.0 として示している。この結果、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度を低下するにしたがってほぼ直線的にドロス除去効率η2 が大となり、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度を溶融亜鉛めっき浴の基準の浴温（470 ℃）に対して30℃低下させることによって、ドロス除去効率η2 が2.6 倍に上昇することが分かった。
【００２９】すなわち、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度が低温であればあるほど、ドロス除去効率η2 が上昇することが分かった。しかしながら、溶融亜鉛めっき浴から溶融亜鉛を抜き出し、温度を低下させた溶融亜鉛をドロス除去槽に供給することによってドロスおよびドロス生成の原因となる溶融亜鉛めっき浴中のFeを除去する方法は、前記した従来技術と同様にポンプの交換および配管の閉塞の問題を有している。
【００３０】すなわち、浴内の溶融亜鉛を吸引し、ドロス除去槽の槽内に流入せしめるために、回転翼などを用いたポンプが必要となる。この結果、ポンプおよび配管が亜鉛もしくはドロスによって閉塞もしくは破損することが避けられず、ポンプの交換および配管中の閉塞物の除去など装置の保守が必要となる。
【００３１】本発明者らは、前記した実験で得られた■複数枚の邪魔板によるドロスの比重分離および■溶融亜鉛温度とFe除去効率との関係と共に、■回転する浴中シンクロールを用いた鋼帯の連続溶融金属めっきのめっき浴におけるめっき液の循環流に着目した。すなわち、回転する浴中シンクロールを用いた鋼帯の連続溶融金属めっきのめっき浴においては、浴中シンクロールの回転方向に沿ってめっき液が流れ、めっき浴内に循環流が形成される。
【００３２】本発明者らは、ドロス除去槽をめっき浴に浸漬配置すると共に、上記した循環流を有効に活用し、ドロス除去槽内に溶融金属を導入することによって、ポンプを用いずにめっき浴中のドロスを比重分離できるのではないかと考えた。このため、めっき浴内に、めっき浴の循環流を利用したドロス除去槽を浸漬配置して実験を行った。
【００３３】この結果、後記する実施例で示すように、めっき液の冷却装置および昇温装置を配設したドロス除去層をめっき浴内に浸漬配置することによって、めっき浴中のドロスおよびドロス生成の原因となる溶解Feが効率的に分離され、溶融金属めっき鋼板へのドロス付着を極めて効果的に防止することが可能であることが分かり本発明に至った。
【００３４】図１に、本発明の溶融金属めっき装置およびドロス除去槽の１例を平面図(a)、Ａ−Ａ部矢視図（縦側面図）(b) およびＢ−Ｂ部断面図（縦断面図）(c) によって示す。なお、図１において、１は溶融金属であるめっき浴、２はめっき用ポット、３は浴中シンクロール（：シンクロール）、４は鋼帯、５はスナウト、10はドロス除去槽、11はドロス除去槽10内へのめっき液流入口、12はめっき液流入口11に設けられたドロス除去槽10内へのめっき液流入量調整用の可動整流板、12S は可動整流板12の回転軸、13、14は板面が上下方向に配設されためっき液中のドロス比重分離用の邪魔板、15はドロス除去槽10内からのめっき液流出口、16はめっき液冷却装置、17はめっき液昇温装置、Ｆはめっき液の流れ、ｆはめっき液の流れ方向、f1は鋼帯の搬送方向（通板方向）、f3は可動整流板12の回転方向、ｈはめっき液流出口15の開口部最下端部のドロス除去槽10内槽底に対する高さ、θはめっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（以下、整流板角度とも記す）を示す。
【００３５】ドロス除去槽10内に配設されるめっき液冷却装置16としては、水などの冷媒を内部に送通した冷却フィンなどを適用することを好適とする。また、めっき液昇温装置17としては、誘導加熱装置、電気ヒータなどを適用することを好適とする。ただし、めっき液冷却装置16とめっき液昇温装置17が、これらに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００３６】図１に示す溶融金属めっき装置においては、溶融金属めっき浴中のドロスを除去するためのドロス除去槽10がめっき浴１に浸漬されている。また、上記ドロス除去槽10として、槽内へのめっき液流入口11と、めっき液流入口11に設けられた槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されためっき液中のドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、槽内からのめっき液流出口15を有するドロス除去槽10を配設した。
【００３７】なお、図１に示すドロス除去槽10は、槽全体をめっき浴に浸漬することなく、ドロス除去槽10の槽壁がめっき浴浴面（めっき浴液面）より上方に突き出し、またドロス比重分離用の邪魔板13および邪魔板14が下記に示すように配置されている。すなわち、図１に示す溶融金属めっき装置においては、ドロス比重分離用の邪魔板13は、板面上方端部がめっき液液面より上方に突き出すと共に、板面下方端部とドロス除去槽10内の槽底との間にめっき液流通用の流路を形成するように配置されている。
【００３８】また、ドロス比重分離用の邪魔板14は、板面上方端部がめっき液中に浸漬され、板面上方端部上方にめっき液流通用の流路を形成し、板面下方端部がドロス除去槽10内の槽底に至るように配置されている。また、ドロス比重分離用の邪魔板13と邪魔板14の両者は、邪魔板13の板面下方端部が邪魔板14の板面上方端部より低い位置となるように配置されている。
【００３９】この結果、めっき液がドロス除去槽10内に配設された邪魔板13、14のそれぞれの下方または上方を通過することによって、ドロス除去槽10内にめっき液の下降流および上昇流の両者が形成され、めっき液中の比重の軽いドロスは、ドロス除去槽10内のめっき液液面に浮上し、めっき液中の比重の重いドロスは、ドロス除去槽10内の槽底に沈積し、めっき液中のドロスが比重分離される。
【００４０】また、図１に示す溶融金属めっき装置においては、ドロス除去槽10内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12が、板面が上下方向となるように配設されると共に、整流板が、可動整流板12の回転軸12S を中心として水平方向（f3の方向）に回転可能な構成となっている。この結果、めっき液の流れが可動整流板12によって抵抗を受け、めっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（：整流板角度）θを調整することによって、ドロス除去槽10内へのめっき液流入口11の開口部の開度を調整し、ドロス除去槽10内へのめっき液の流入量を調整することができる。
【００４１】なお、本発明における前記可動整流板12としては、上記した目的からドロス除去槽10のめっき液流入口11に設けられ、めっき液の流れに対して抵抗を与える面を有し、めっき浴１内のめっき液をドロス除去槽10内に導入すると共に、上記した面が傾動および／または移動することが可能な可動部材であればその形状、構造は特に制限を受けるものではない。
【００４２】次に、図２に、上記した図１に示す溶融金属めっき装置を斜視図に示す。なお、図２において、18はドロス除去槽10の保守時に、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴から引き上げるためにドロス除去槽10に取り付けられた懸架用部材を示し、その他の符号は図１と同一の内容を示す。以上述べた図１、図２に示す本発明の溶融金属めっき装置によれば、めっき液を、浴中シンクロール３の回転によって生じるめっき液の流れＦを駆動力としてドロス除去槽10のめっき液流入口11からドロス除去槽10内に導入し、複数枚の邪魔板13、14のそれぞれの下方または上方を通過せしめ、めっき液中のドロスを比重分離した後、めっき液流出口15からめっき浴１中に再循環することが可能となった。
【００４３】本発明の溶融金属めっき装置によれば、比重の重いドロスがドロス除去槽10の槽内底部に沈降し分離されるばかりでなく、ドロス除去槽10内のめっき液液面の上方を大気開放とするか空間を形成することが可能であるため、比重の軽いドロスはドロス除去槽10の槽内のめっき液液面に浮上、滞留し、浮上ドロスが再度めっき液中に巻き込まれることが防止される。
【００４４】この結果、本発明によれば、連続溶融金属めっきにおいて、めっき浴中のドロスを効果的に除去することが可能となった。さらに、本発明によれば、ポンプおよび配管が不要であり、ポンプおよび配管の亜鉛もしくはドロスによる閉塞もしくは破損に対する保守が不要となり、保守性に優れた連続溶融金属めっき装置を達成できた。
【００４５】また、本発明においては、ドロス除去槽10のめっき液流出口15を、めっき液流出口15の開口部最下端の位置がドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置となるよう配置することが好ましい。これは、めっき液流出口15を、上記した条件を満足するように配置することによって、ドロス除去槽10出口側の槽底に沈降したドロスの槽外めっき浴への流出を防止できるためである。
【００４６】また、本発明においては、ドロス除去槽10のめっき液流出口15から槽外のめっき浴１へのめっき液の流出が阻害されないように、めっき液流出口15を、めっき液流出口15の開口部最下端の位置が、ドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置で、かつ、ドロス除去槽10内のめっき液液面の高さおよびドロス除去槽10槽外のめっき浴１浴面の高さの両者よりも低い高さの位置となるよう配置することが好ましい。
【００４７】さらに、本発明においては、前記した複数枚の邪魔板13、14の少なくとも一枚を取り外し可能な構造とすることが好ましい。複数枚の邪魔板13、14の少なくとも一枚を取り外し可能な構造とすることによって、溶融金属めっき装置の稼働中においても、邪魔板を取り外し、ドロス除去槽10内の槽底に沈積した槽底ドロスを容易に掻き出し、回収することが可能となる。
【００４８】なお、上記した溶融金属めっき装置の稼働中に槽底ドロスを掻き出し、回収する際には、前記したドロス除去槽10のめっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（：整流板角度）θを０度としめっき液流入口11を閉鎖し、ドロス除去槽10内におけるめっき液の流れを停止することによって、ドロス除去槽10内の槽底ドロスおよびドロス除去槽10内の浮遊ドロスの槽外めっき浴中への流出を防止できる。
【００４９】さらに、本発明においては、図２に例示するようにドロス除去槽10に懸架用部材18などを取り付け、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴１から引き上げ可能な構造とすることが好ましい。これは、ドロス除去槽10を上記した構造とし、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴１から引き上げることによって、ドロス除去槽10の保守、補修を容易に行うことができ、また保守、補修の時間を短縮することができるためである。
【００５０】また、ドロス除去槽10を上記した構造とすることによって、軽微な保守、補修の場合は、溶融金属めっき装置の稼働中においても、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴１から引き上げ、保守、補修を行うことができる。さらに、本発明によれば、ドロス除去槽10をめっき浴１内に浸漬配置するため、めっき浴外にドロス除去槽を設ける場合の放散熱量が大幅に低減でき、省エネルギーを達成できるという効果も有する。
【００５１】また、本発明によれば、ドロス除去槽10をめっき浴１内に浸漬配置するため、ドロス除去槽からのめっき液の漏洩の問題が無く、安全上の問題も無い。以上本発明について述べたが、本発明における溶融金属めっきの溶融金属としては、溶融亜鉛に限定されることはなく、亜鉛を主成分とする溶融（亜鉛−アルミ：Zn-Al ）、アルミを主成分とする溶融（アルミ−亜鉛：Al-Zn ）など、溶融亜鉛以外の溶融金属を用いることもできる。
【００５２】すなわち、本発明は、前記した本発明の作用、効果に基づき、溶融亜鉛以外の溶融金属を用いた溶融金属めっきにおける溶融金属めっき浴中のドロスの除去方法および溶融金属めっき装置としても好適に用いることができる。
【００５３】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明および本発明により得られる効果をさらに具体的に説明する。図１、図２R>２に示す本発明の溶融金属めっき装置を用いて鋼帯への連続溶融亜鉛めっきを行い、鋼板へのドロス付着状況を調べた。
【００５４】また、図８に示す従来の溶融金属めっき装置を用いて鋼帯への連続溶融亜鉛めっきを行い、本発明の溶融金属めっき装置で得られた鋼板のドロス付着状況と従来の溶融金属めっき装置で得られた鋼板のドロス付着状況との比較を行った。なお、図１、図２に示す溶融金属めっき装置において、めっき液流出口15の開口部最下端の位置は、ドロス除去槽10内の槽底から 500mmの高さとした。
【００５５】すなわち、図１(b) 、図２においてｈ＝ 500mmとした。
（実施例１）図１、図２に示す本発明の溶融金属めっき装置を用い、予め、ドロス除去槽10のめっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（：整流板角度）θと、ドロス除去槽10内の循環溶融亜鉛流量との関係を、前記した図７と同様の方法で調査した。
【００５６】図５に、得られた結果を示す。なお、図５に示す循環溶融亜鉛流量は、可動整流板12を取り付ける前のドロス除去槽10内の循環溶融亜鉛流量を１とし、相対値で示した。図５に示されるように、整流板角度：θ＝90度の時に最大の循環溶融亜鉛流量が得られ、以下の実験では整流板角度：θ＝90度と設定した。
【００５７】次に、下記条件下で鋼帯の連続溶融亜鉛めっきを行い、得られた溶融亜鉛めっき鋼板の品質を下記試験方法で評価した。なお、ドロス除去槽入側において、流入するめっき液を、流入液温−30℃に冷却し、出側において、流出するめっき液を、流出液温＋30℃となるように加熱した。
【００５８】（溶融亜鉛めっきの条件：）
鋼帯：冷延鋼板、板厚0.4 〜1.6mm ×板幅750 〜1850mm溶融亜鉛めっき浴侵入板温：470 〜480 ℃溶融亜鉛めっき浴Al濃度 ：0.13〜0.15％通板速度 ：30〜150m/min（溶融亜鉛めっき鋼板の試験方法：）得られた鋼帯50コイルについて下記試験を行い、品質を評価した。
【００５９】■溶融亜鉛めっき鋼板のドロス付着による不良率：溶融亜鉛めっき鋼板をプレス加工し、プレス加工後の鋼板のドロス付着個数が２個／m2以上の製品を不良とし、全製品中における不良製品の発生率を不良率と定義した。
■付着ドロスの最大粒径：溶融亜鉛めっき鋼板表面の付着ドロスを顕微鏡で観察し、各コイルの付着ドロスの最大粒径を求め、全コイルについての付着ドロスの平均最大粒径を求めた。
【００６０】表１に、得られた試験結果を示す。
（比較例）図８に示す従来の溶融金属めっき装置を用いた以外は前記した実施例１と同様の条件で鋼帯への連続溶融亜鉛めっきを行い、得られた溶融亜鉛めっき鋼板の品質を前記した実施例１と同様の方法で評価した。
【００６１】表１に、得られた試験結果を示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】表１の前記した実施例１と比較例との対比で示されるように、本発明によれば、本発明に係わるドロス除去槽および浴中シンクロールによるめっき液の循環流の作用・効果によって、めっき浴中のドロスが効率的に比重分離され、溶融金属めっき鋼板へのドロス付着を極めて効果的に防止することが可能であることが分かった。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、連続溶融金属めっきにおいて、極めて簡易な装置で、めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、装置の保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置を提供可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融金属めっき装置およびドロス除去槽の１例を示す平面図(a) 、Ａ−Ａ部矢視図（縦側面図）(b) 、および、Ｂ−Ｂ部断面図（縦断面図）(c) である。
【図２】本発明の溶融金属めっき装置の１例を示す斜視図である。
【図３】溶融Znめっき浴温とFe溶解量の関係を模式的に示すグラフである。
【図４】ドロス除去槽の入側浴温とドロス除去効率η2 の関係を示すグラフである。
【図５】整流板角度θとドロス除去槽内の循環溶融亜鉛流量との関係を示すグラフである。
【図６】ドロス除去槽を示す縦断面図である。
【図７】ドロス除去槽内の溶融亜鉛流量とドロス除去効率η1 との関係を示すグラフである。
【図８】従来の溶融金属めっき装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ めっき浴（溶融金属）
２ めっき用ポット
３ 浴中シンクロール（：シンクロール）
４ 鋼帯
５ スナウト
10 ドロス除去槽
11 ドロス除去槽内へのめっき液流入口
12 ドロス除去槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板
12S 可動整流板の回転軸
13、14 めっき液中のドロス比重分離用の邪魔板
15 ドロス除去槽内からのめっき液流出口
16 めっき液冷却装置
17 めっき液昇温装置
18 ドロス除去槽懸架用部材
20 抵抗板
Ｆ めっき液の流れ
ｆ めっき液の流れ方向
f1 鋼帯の搬送方向（通板方向）
f2 浴中シンクロールの回転方向
f3 可動整流板の回転方向
ｈ めっき液流出口の開口部最下端部のドロス除去槽内槽底に対する高さ
θ 整流板角度
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯の連続溶融金属めっきにおいて、簡易な方法、装置で、めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、装置の保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に、従来の鋼帯の連続溶融金属めっき装置を縦断面図によって示す。なお、図８において、１は溶融金属であるめっき浴、２はめっき用ポット、３はめっき浴１中に配設されたシンクロール（以下、浴中シンクロールまたはシンクロールと記す）、４は鋼帯、５はスナウト、f1は鋼帯の搬送方向（通板方向）、f2はシンクロールの回転方向を示す。
【０００３】すなわち、鋼帯の連続溶融金属めっき装置においては、鋼帯を溶融金属であるめっき浴１中に連続的に侵入させ、シンクロール３を周回後、方向転換し、めっき浴１液面より上方へ引き上げて連続的にめっきを施す。以下、溶融金属めっきにおける従来技術を、鋼帯の連続溶融金属めっきの代表例である溶融亜鉛めっきを例として説明する。
【０００４】現在、溶融亜鉛めっきラインにおいては、一般的に、めっきしたままの通常の溶融亜鉛めっき鋼板と、溶融亜鉛めっき後、合金化処理を施す合金化溶融亜鉛めっき鋼板を、同一ラインで適宜処理を切り替えることにより製造している。この内、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、耐食性、溶接性および加工性に優れた特性を有するため、主に自動車用鋼板として広く使用されているが、特に外装用鋼板として使用される場合には、塗装後の高鮮映性も要求されるなど、品質に対する要求が益々厳しくなっている。
【０００５】かかる状況下において、溶融亜鉛めっきポット内では、鋼帯（以下ストリップとも記す）から溶出するFeとZnが反応して、FeZn7 を主成分とするボトムドロスが生成し、めっきポット内の底部に堆積する。また、めっき液中のAlとFeが反応しFe2Al5を主成分とする浮上ドロスが生成し、めっき浴上に浮上する。
【０００６】この場合、ボトムドロスは、めっき浴中のシンクロールを周回して搬送されるストリップの随伴流であるめっき液に巻き上げられてストリップに付着する。また、浮上ドロスは再度めっき液中に一部巻き込まれ、上記と同様にストリップに付着する。この結果、製造されためっき鋼板のプレス時に、プレスブツと称する表面不均一部分が生じ、鮮映性が損なわれるばかりでなく、付着ドロスが金型に損傷を与えるという問題がある。
【０００７】上記した問題を解決するため、特開平６−248405号公報において、溶融亜鉛めっき浴中に、取り外し可能な槽からなるドロス除去装置を設置し、ポンプによって浴内の溶融亜鉛を吸い上げ、槽の上部側壁に設けた流入口から槽内に流入せしめ、槽内に配設した複数枚の邪魔板によってドロスを沈降させた後、溶融亜鉛を槽の上部側壁に接続した返送管から浴内に返送することによってめっき浴中のドロスを除去するドロスの除去方法および装置が開示されている。
【０００８】しかしながら、上記した方法は、下記
【０００９】
【００１０】
【００１１】また、特開昭55−128569号公報では、めっきポット内を、上部に開閉可能な開口を有し下部が解放された隔壁によりめっき用槽と反応用槽とに２分割し、前記めっき用槽の底部を反応用槽に向かうにつれて下降する傾斜面とすることで、反応用槽内にボトムドロスを導き入れ、反応用槽内の撹拌機を運転することでボトムドロスを浮上させてトップドロスとして回収する方法が提案されている。
【００１２】しかしながら、特開平４−52257 号公報で提案された方法の場合、シンクロールが設けられた空間を開閉自在な遮断部材で囲むことは、現実的にはスナウトが障害となって設置スペースを確保するのが困難であり、また浴面に浮遊しているトップドロスを掻き寄せて除去・回収する作業を著しく困難にするなどの問題があり現実的でない。
【００１３】また、特開昭55−128569号公報で提案された方法の場合、めっき用槽の傾斜底面によりボトムドロスを反応用槽内に導き入れることは可能だが、解放されたままの隔壁下部の開口および隔壁上部の開口から反応用槽内で撹拌されたボトムドロスがめっき用槽内へ入り込むため、ドロス付着防止効果が不十分であるという問題があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従来技術の問題点を解決し、連続溶融金属めっきにおいて、簡易な方法、装置で、めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、装置の保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、鋼帯を溶融金属であるめっき浴１中に連続的に侵入させ、浴中シンクロール３を周回後、方向転換し、めっき浴１液面より上方へ引き上げて連続的にめっきを施す溶融金属めっきにおけるドロス除去槽10を用いた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法であって、前記ドロス除去槽10をめっき浴１に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽10として、槽内へのめっき液流入口11と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、槽内からのめっき液流出口15を有するドロス除去槽10を用い、めっき液を、前記めっき液流入口11から前記ドロス除去槽10内に導入し、冷却せしめた後、前記複数枚の邪魔板13、14のそれぞれの下方または上方を通過せしめ、めっき液中のドロスを比重分離した後、昇温し、前記めっき液流出口15からめっき浴１中に再循環することを特徴とする溶融金属めっき浴中のドロス除去方法である。
【００１６】前記した第１の発明においては、前記ドロス除去槽10の前記めっき液流入口11に、ドロス除去槽10内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12を取り付け、該可動整流板12によってドロス除去槽10内へのめっき液流入量を調整することが好ましい（第１の発明の第１の好適態様）。また、前記した第１の発明、第１の発明の第１の好適態様においては、前記しためっき液を前記めっき液流入口11から前記ドロス除去槽10内に導入する方法が、浴中シンクロール３の回転および鋼帯の浴中における搬送によって生じるめっき液の流れＦを駆動力として前記しためっき液を前記めっき液流入口11から前記ドロス除去槽10内に導入する方法であることが好ましい（第１の発明の第２の好適態様、第３の好適態様）。
【００１７】第２の発明は、鋼帯を溶融金属であるめっき浴１中に連続的に侵入させ溶融金属めっきを施すめっき用ポット２と、鋼帯を方向転換させめっき浴１液面より上方へ引き上げるための浴中シンクロール３と、溶融金属めっき浴中のドロスを除去するためのドロス除去槽10を有する溶融金属めっき装置であって、前記ドロス除去槽10をめっき浴１に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽10として、槽内へのめっき液流入口11と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、槽内からのめっき液流出口15を有するドロス除去槽10を用い、ドロス除去槽10の槽内へのめっき液流入口11側にめっき液冷却装置16を配設し、槽内からのめっき液流出口15側にめっき液昇温装置17を配設したことを特徴とする溶融金属めっき装置である。
【００１８】前記した第２の発明においては、前記めっき液流入口11を、前記めっき液流出口15に対して浴中シンクロール３の回転によって生じるめっき液の流れの上流側に配置することが好ましい（第２の発明の第１の好適態様）。また、前記した第２の発明、第２の発明の第１の好適態様においては、前記ドロス除去槽10の槽内へのめっき液流入口11に、槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12を設けることが好ましい（第２の発明の第２の好適態様、第３の好適態様）。
【００１９】また、前記した第２の発明、第２の発明の第１〜３の好適態様においては、前記めっき液流出口15を、該めっき液流出口15の開口部最下端の位置が、ドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置となるように配置することが好ましい（第２の発明の第４〜７の好適態様）。また、前記した第２の発明、第２の発明の第１〜３の好適態様においては、前記めっき液流出口15を、該めっき液流出口15の開口部最下端の位置が、ドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置で、かつ、ドロス除去槽10内のめっき液液面の高さおよびドロス除去槽10槽外のめっき浴１浴面の高さの両者よりも低い高さの位置となるように配置することが好ましい。
【００２０】なお、前記した第１の発明の第１の好適態様、第２の発明の第２の好適態様、第３の好適態様における前記可動整流板12としては、前記ドロス除去槽10のめっき液流入口11に設けられ、めっき液の流れに対して抵抗を与える面を有し、めっき浴１内のめっき液をドロス除去槽10内に導入すると共に、上記した面が傾動および／または移動することが可能な可動部材であればその形状、構造は特に制限を受けるものではない。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明者らは前記した課題を解決するために、図６R>６に示す槽内に複数枚の邪魔板32、33を各々上下方向に取り付けたドロス除去槽30を用い、ドロス除去槽内の溶融亜鉛31の流量を変化させ、ドロスの比重分離実験を行った。
【００２２】図７に、得られた結果を示す。なお、図７に示す溶融亜鉛流量は、溶融亜鉛中の粒子の移動速度、溶融亜鉛の流れと直交する槽内断面の面積および溶融亜鉛の密度から求め、ドロス除去効率：η1 は下記式(1) から求めた。
ドロス除去効率：η1 ＝〔（Ａ−Ｂ）／Ａ〕×100 ％………(1) なお、上記式(1) 中、Ａ：ドロス除去槽入口の溶融亜鉛中の粒子径≧20μm の粒子の個数Ｂ：ドロス除去槽出口の溶融亜鉛中の粒子径≧20μm の粒子の個数を示し、上記した個数は、ドロス除去槽入口、出口の溶融亜鉛をサンプリングし、凝固後の亜鉛の断面の観察によって測定した。
【００２３】図７に示されるように、上記した実験によって、一定値以下の溶融亜鉛流量、すなわち上記した実験装置においては、0.5t/min以下の溶融亜鉛流量でほぼ100％に近いドロス除去効率η1 が得られることが分かった。一方、ドロス除去効率η1 はドロス除去槽内の溶融亜鉛流量によって大きく影響を受け、ドロス除去効率η1 を高くするためにはドロス除去槽内での溶融亜鉛流量を低下させる必要がある。
【００２４】この結果、例えば溶融亜鉛めっきの場合、めっき浴におけるドロスの生成速度が速い場合、めっき浴におけるドロス生成量とドロス除去槽におけるドロス除去量とのバランスがとれず、めっき浴槽底部におけるボトムドロスおよび浮上ドロスの量が増加し、ストリップへのドロス付着を効果的に防止することが困難となる。
【００２５】このため、ストリップの溶解によって溶融亜鉛中に存在するFeを強制的にドロスとして晶出せしめ、ドロス除去槽で除去する方法について検討した。図３R>３に溶融亜鉛中でのFe溶解度の浴温度依存性を模式的に示す。溶融亜鉛めっきの場合、ドロスは、溶融亜鉛浴中のFeが高濃度となることで、Feの飽和濃度あるいはFe-Al 濃度積が飽和溶解度を超えるため晶出する。
【００２６】このため、溶融亜鉛の温度を低下させることによって、溶融亜鉛中のFeの飽和濃度、Fe-Al の飽和溶解度積が下がり、Fe-Zn ドロスやFe-Al ドロスが晶出する。すなわち、ドロス除去槽内の溶融亜鉛の温度を低下させることによって、ドロス生成の原因となる溶融亜鉛中の溶解Feを強制的にドロスとして晶出させ、除去することができる。
【００２７】このため、前記した図６に示すドロス除去槽30を用い、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度を変えて、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛中のFe濃度およびドロス除去槽出口の溶融亜鉛中のFe濃度を測定し、それらのFe濃度の差からドロス除去槽におけるドロス除去効率η2 を求めた。図４に、得られた結果を示す。
【００２８】なお、図４においては、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度が溶融亜鉛めっき浴の基準の浴温である470 ℃の場合のドロス除去効率η2 を1.0 として示している。この結果、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度を低下するにしたがってほぼ直線的にドロス除去効率η2 が大となり、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度を溶融亜鉛めっき浴の基準の浴温（470 ℃）に対して30℃低下させることによって、ドロス除去効率η2 が2.6 倍に上昇することが分かった。
【００２９】すなわち、ドロス除去槽入口の溶融亜鉛の温度が低温であればあるほど、ドロス除去効率η2 が上昇することが分かった。しかしながら、溶融亜鉛めっき浴から溶融亜鉛を抜き出し、温度を低下させた溶融亜鉛をドロス除去槽に供給することによってドロスおよびドロス生成の原因となる溶融亜鉛めっき浴中のFeを除去する方法は、前記した従来技術と同様にポンプの交換および配管の閉塞の問題を有している。
【００３０】すなわち、浴内の溶融亜鉛を吸引し、ドロス除去槽の槽内に流入せしめるために、回転翼などを用いたポンプが必要となる。この結果、ポンプおよび配管が亜鉛もしくはドロスによって閉塞もしくは破損することが避けられず、ポンプの交換および配管中の閉塞物の除去など装置の保守が必要となる。
【００３１】本発明者らは、前記した実験で得られた
【００３２】本発明者らは、ドロス除去槽をめっき浴に浸漬配置すると共に、上記した循環流を有効に活用し、ドロス除去槽内に溶融金属を導入することによって、ポンプを用いずにめっき浴中のドロスを比重分離できるのではないかと考えた。このため、めっき浴内に、めっき浴の循環流を利用したドロス除去槽を浸漬配置して実験を行った。
【００３３】この結果、後記する実施例で示すように、めっき液の冷却装置および昇温装置を配設したドロス除去層をめっき浴内に浸漬配置することによって、めっき浴中のドロスおよびドロス生成の原因となる溶解Feが効率的に分離され、溶融金属めっき鋼板へのドロス付着を極めて効果的に防止することが可能であることが分かり本発明に至った。
【００３４】図１に、本発明の溶融金属めっき装置およびドロス除去槽の１例を平面図(a)、Ａ−Ａ部矢視図（縦側面図）(b) およびＢ−Ｂ部断面図（縦断面図）(c) によって示す。なお、図１において、１は溶融金属であるめっき浴、２はめっき用ポット、３は浴中シンクロール（：シンクロール）、４は鋼帯、５はスナウト、10はドロス除去槽、11はドロス除去槽10内へのめっき液流入口、12はめっき液流入口11に設けられたドロス除去槽10内へのめっき液流入量調整用の可動整流板、12S は可動整流板12の回転軸、13、14は板面が上下方向に配設されためっき液中のドロス比重分離用の邪魔板、15はドロス除去槽10内からのめっき液流出口、16はめっき液冷却装置、17はめっき液昇温装置、Ｆはめっき液の流れ、ｆはめっき液の流れ方向、f1は鋼帯の搬送方向（通板方向）、f3は可動整流板12の回転方向、ｈはめっき液流出口15の開口部最下端部のドロス除去槽10内槽底に対する高さ、θはめっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（以下、整流板角度とも記す）を示す。
【００３５】ドロス除去槽10内に配設されるめっき液冷却装置16としては、水などの冷媒を内部に送通した冷却フィンなどを適用することを好適とする。また、めっき液昇温装置17としては、誘導加熱装置、電気ヒータなどを適用することを好適とする。ただし、めっき液冷却装置16とめっき液昇温装置17が、これらに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００３６】図１に示す溶融金属めっき装置においては、溶融金属めっき浴中のドロスを除去するためのドロス除去槽10がめっき浴１に浸漬されている。また、上記ドロス除去槽10として、槽内へのめっき液流入口11と、めっき液流入口11に設けられた槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されためっき液中のドロス比重分離用の複数枚の邪魔板13、14と、槽内からのめっき液流出口15を有するドロス除去槽10を配設した。
【００３７】なお、図１に示すドロス除去槽10は、槽全体をめっき浴に浸漬することなく、ドロス除去槽10の槽壁がめっき浴浴面（めっき浴液面）より上方に突き出し、またドロス比重分離用の邪魔板13および邪魔板14が下記に示すように配置されている。すなわち、図１に示す溶融金属めっき装置においては、ドロス比重分離用の邪魔板13は、板面上方端部がめっき液液面より上方に突き出すと共に、板面下方端部とドロス除去槽10内の槽底との間にめっき液流通用の流路を形成するように配置されている。
【００３８】また、ドロス比重分離用の邪魔板14は、板面上方端部がめっき液中に浸漬され、板面上方端部上方にめっき液流通用の流路を形成し、板面下方端部がドロス除去槽10内の槽底に至るように配置されている。また、ドロス比重分離用の邪魔板13と邪魔板14の両者は、邪魔板13の板面下方端部が邪魔板14の板面上方端部より低い位置となるように配置されている。
【００３９】この結果、めっき液がドロス除去槽10内に配設された邪魔板13、14のそれぞれの下方または上方を通過することによって、ドロス除去槽10内にめっき液の下降流および上昇流の両者が形成され、めっき液中の比重の軽いドロスは、ドロス除去槽10内のめっき液液面に浮上し、めっき液中の比重の重いドロスは、ドロス除去槽10内の槽底に沈積し、めっき液中のドロスが比重分離される。
【００４０】また、図１に示す溶融金属めっき装置においては、ドロス除去槽10内へのめっき液流入量調整用の可動整流板12が、板面が上下方向となるように配設されると共に、整流板が、可動整流板12の回転軸12S を中心として水平方向（f3の方向）に回転可能な構成となっている。この結果、めっき液の流れが可動整流板12によって抵抗を受け、めっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（：整流板角度）θを調整することによって、ドロス除去槽10内へのめっき液流入口11の開口部の開度を調整し、ドロス除去槽10内へのめっき液の流入量を調整することができる。
【００４１】なお、本発明における前記可動整流板12としては、上記した目的からドロス除去槽10のめっき液流入口11に設けられ、めっき液の流れに対して抵抗を与える面を有し、めっき浴１内のめっき液をドロス除去槽10内に導入すると共に、上記した面が傾動および／または移動することが可能な可動部材であればその形状、構造は特に制限を受けるものではない。
【００４２】次に、図２に、上記した図１に示す溶融金属めっき装置を斜視図に示す。なお、図２において、18はドロス除去槽10の保守時に、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴から引き上げるためにドロス除去槽10に取り付けられた懸架用部材を示し、その他の符号は図１と同一の内容を示す。以上述べた図１、図２に示す本発明の溶融金属めっき装置によれば、めっき液を、浴中シンクロール３の回転によって生じるめっき液の流れＦを駆動力としてドロス除去槽10のめっき液流入口11からドロス除去槽10内に導入し、複数枚の邪魔板13、14のそれぞれの下方または上方を通過せしめ、めっき液中のドロスを比重分離した後、めっき液流出口15からめっき浴１中に再循環することが可能となった。
【００４３】本発明の溶融金属めっき装置によれば、比重の重いドロスがドロス除去槽10の槽内底部に沈降し分離されるばかりでなく、ドロス除去槽10内のめっき液液面の上方を大気開放とするか空間を形成することが可能であるため、比重の軽いドロスはドロス除去槽10の槽内のめっき液液面に浮上、滞留し、浮上ドロスが再度めっき液中に巻き込まれることが防止される。
【００４４】この結果、本発明によれば、連続溶融金属めっきにおいて、めっき浴中のドロスを効果的に除去することが可能となった。さらに、本発明によれば、ポンプおよび配管が不要であり、ポンプおよび配管の亜鉛もしくはドロスによる閉塞もしくは破損に対する保守が不要となり、保守性に優れた連続溶融金属めっき装置を達成できた。
【００４５】また、本発明においては、ドロス除去槽10のめっき液流出口15を、めっき液流出口15の開口部最下端の位置がドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置となるよう配置することが好ましい。これは、めっき液流出口15を、上記した条件を満足するように配置することによって、ドロス除去槽10出口側の槽底に沈降したドロスの槽外めっき浴への流出を防止できるためである。
【００４６】また、本発明においては、ドロス除去槽10のめっき液流出口15から槽外のめっき浴１へのめっき液の流出が阻害されないように、めっき液流出口15を、めっき液流出口15の開口部最下端の位置が、ドロス除去槽10内の槽底から100mm 以上の高さの位置で、かつ、ドロス除去槽10内のめっき液液面の高さおよびドロス除去槽10槽外のめっき浴１浴面の高さの両者よりも低い高さの位置となるよう配置することが好ましい。
【００４７】さらに、本発明においては、前記した複数枚の邪魔板13、14の少なくとも一枚を取り外し可能な構造とすることが好ましい。複数枚の邪魔板13、14の少なくとも一枚を取り外し可能な構造とすることによって、溶融金属めっき装置の稼働中においても、邪魔板を取り外し、ドロス除去槽10内の槽底に沈積した槽底ドロスを容易に掻き出し、回収することが可能となる。
【００４８】なお、上記した溶融金属めっき装置の稼働中に槽底ドロスを掻き出し、回収する際には、前記したドロス除去槽10のめっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（：整流板角度）θを０度としめっき液流入口11を閉鎖し、ドロス除去槽10内におけるめっき液の流れを停止することによって、ドロス除去槽10内の槽底ドロスおよびドロス除去槽10内の浮遊ドロスの槽外めっき浴中への流出を防止できる。
【００４９】さらに、本発明においては、図２に例示するようにドロス除去槽10に懸架用部材18などを取り付け、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴１から引き上げ可能な構造とすることが好ましい。これは、ドロス除去槽10を上記した構造とし、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴１から引き上げることによって、ドロス除去槽10の保守、補修を容易に行うことができ、また保守、補修の時間を短縮することができるためである。
【００５０】また、ドロス除去槽10を上記した構造とすることによって、軽微な保守、補修の場合は、溶融金属めっき装置の稼働中においても、ドロス除去槽10を一体（全体）としてめっき浴１から引き上げ、保守、補修を行うことができる。さらに、本発明によれば、ドロス除去槽10をめっき浴１内に浸漬配置するため、めっき浴外にドロス除去槽を設ける場合の放散熱量が大幅に低減でき、省エネルギーを達成できるという効果も有する。
【００５１】また、本発明によれば、ドロス除去槽10をめっき浴１内に浸漬配置するため、ドロス除去槽からのめっき液の漏洩の問題が無く、安全上の問題も無い。以上本発明について述べたが、本発明における溶融金属めっきの溶融金属としては、溶融亜鉛に限定されることはなく、亜鉛を主成分とする溶融（亜鉛−アルミ：Zn-Al ）、アルミを主成分とする溶融（アルミ−亜鉛：Al-Zn ）など、溶融亜鉛以外の溶融金属を用いることもできる。
【００５２】すなわち、本発明は、前記した本発明の作用、効果に基づき、溶融亜鉛以外の溶融金属を用いた溶融金属めっきにおける溶融金属めっき浴中のドロスの除去方法および溶融金属めっき装置としても好適に用いることができる。
【００５３】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明および本発明により得られる効果をさらに具体的に説明する。図１、図２R>２に示す本発明の溶融金属めっき装置を用いて鋼帯への連続溶融亜鉛めっきを行い、鋼板へのドロス付着状況を調べた。
【００５４】また、図８に示す従来の溶融金属めっき装置を用いて鋼帯への連続溶融亜鉛めっきを行い、本発明の溶融金属めっき装置で得られた鋼板のドロス付着状況と従来の溶融金属めっき装置で得られた鋼板のドロス付着状況との比較を行った。なお、図１、図２に示す溶融金属めっき装置において、めっき液流出口15の開口部最下端の位置は、ドロス除去槽10内の槽底から 500mmの高さとした。
【００５５】すなわち、図１(b) 、図２においてｈ＝ 500mmとした。
（実施例１）図１、図２に示す本発明の溶融金属めっき装置を用い、予め、ドロス除去槽10のめっき液流入口11に対する可動整流板12の水平方向の角度（：整流板角度）θと、ドロス除去槽10内の循環溶融亜鉛流量との関係を、前記した図７と同様の方法で調査した。
【００５６】図５に、得られた結果を示す。なお、図５に示す循環溶融亜鉛流量は、可動整流板12を取り付ける前のドロス除去槽10内の循環溶融亜鉛流量を１とし、相対値で示した。図５に示されるように、整流板角度：θ＝90度の時に最大の循環溶融亜鉛流量が得られ、以下の実験では整流板角度：θ＝90度と設定した。
【００５７】次に、下記条件下で鋼帯の連続溶融亜鉛めっきを行い、得られた溶融亜鉛めっき鋼板の品質を下記試験方法で評価した。なお、ドロス除去槽入側において、流入するめっき液を、流入液温−30℃に冷却し、出側において、流出するめっき液を、流出液温＋30℃となるように加熱した。
【００５８】（溶融亜鉛めっきの条件：）
鋼帯：冷延鋼板、板厚0.4 〜1.6mm ×板幅750 〜1850mm溶融亜鉛めっき浴侵入板温：470 〜480 ℃溶融亜鉛めっき浴Al濃度 ：0.13〜0.15％通板速度 ：30〜150m/min（溶融亜鉛めっき鋼板の試験方法：）得られた鋼帯50コイルについて下記試験を行い、品質を評価した。
【００５９】
【００６０】表１に、得られた試験結果を示す。
（比較例）図８に示す従来の溶融金属めっき装置を用いた以外は前記した実施例１と同様の条件で鋼帯への連続溶融亜鉛めっきを行い、得られた溶融亜鉛めっき鋼板の品質を前記した実施例１と同様の方法で評価した。
【００６１】表１に、得られた試験結果を示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】表１の前記した実施例１と比較例との対比で示されるように、本発明によれば、本発明に係わるドロス除去槽および浴中シンクロールによるめっき液の循環流の作用・効果によって、めっき浴中のドロスが効率的に比重分離され、溶融金属めっき鋼板へのドロス付着を極めて効果的に防止することが可能であることが分かった。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、連続溶融金属めっきにおいて、極めて簡易な装置で、めっき浴中のドロスを効果的に除去し、かつ、装置の保守性に優れた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法および溶融金属めっき装置を提供可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融金属めっき装置およびドロス除去槽の１例を示す平面図(a) 、Ａ−Ａ部矢視図（縦側面図）(b) 、および、Ｂ−Ｂ部断面図（縦断面図）(c) である。
【図２】本発明の溶融金属めっき装置の１例を示す斜視図である。
【図３】溶融Znめっき浴温とFe溶解量の関係を模式的に示すグラフである。
【図４】ドロス除去槽の入側浴温とドロス除去効率η2 の関係を示すグラフである。
【図５】整流板角度θとドロス除去槽内の循環溶融亜鉛流量との関係を示すグラフである。
【図６】ドロス除去槽を示す縦断面図である。
【図７】ドロス除去槽内の溶融亜鉛流量とドロス除去効率η1 との関係を示すグラフである。
【図８】従来の溶融金属めっき装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ めっき浴（溶融金属）
２ めっき用ポット
３ 浴中シンクロール（：シンクロール）
４ 鋼帯
５ スナウト
10 ドロス除去槽
11 ドロス除去槽内へのめっき液流入口
12 ドロス除去槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板
12S 可動整流板の回転軸
13、14 めっき液中のドロス比重分離用の邪魔板
15 ドロス除去槽内からのめっき液流出口
16 めっき液冷却装置
17 めっき液昇温装置
18 ドロス除去槽懸架用部材
20 抵抗板
Ｆ めっき液の流れ
ｆ めっき液の流れ方向
f1 鋼帯の搬送方向（通板方向）
f2 浴中シンクロールの回転方向
f3 可動整流板の回転方向
ｈ めっき液流出口の開口部最下端部のドロス除去槽内槽底に対する高さ
θ 整流板角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】 鋼帯を溶融金属であるめっき浴(1) 中に連続的に侵入させ、浴中シンクロール(3) を周回後、方向転換し、めっき浴(1) 液面より上方へ引き上げて連続的にめっきを施す溶融金属めっきにおけるドロス除去槽(10)を用いた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法であって、前記ドロス除去槽(10)をめっき浴(1) に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽(10)として、槽内へのめっき液流入口(11)と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板(13 、14) と、槽内からのめっき液流出口(15)を有するドロス除去槽(10)を用い、めっき液を前記めっき液流入口(11)から前記ドロス除去槽(10)内に導入し、冷却せしめた後、前記複数枚の邪魔板(13 、14) のそれぞれの下方または上方を通過せしめ、めっき液中のドロスを比重分離した後、昇温し、前記めっき液流出口(15)からめっき浴(1) 中に再循環することを特徴とする溶融金属めっき浴中のドロス除去方法。
【請求項２】 前記ドロス除去槽(10)の前記めっき液流入口(11)に、ドロス除去槽(10)内へのめっき液流入量調整用の可動整流板(12)を取り付け、該可動整流板(12)によってドロス除去槽(10)内へのめっき液流入量を調整することを特徴とする請求項１記載の溶融金属めっき浴中のドロス除去方法。
【請求項３】 前記しためっき液を前記めっき液流入口(11)から前記ドロス除去槽(10)内に導入する方法が、浴中シンクロール(3) の回転および鋼帯の浴中における搬送によって生じるめっき液の流れＦを駆動力として前記しためっき液を前記めっき液流入口(11)から前記ドロス除去槽(10)内に導入する方法であることを特徴とする請求項１または２記載の溶融金属めっき浴中のドロス除去方法。
【請求項４】 鋼帯を溶融金属であるめっき浴(1) 中に連続的に侵入させ溶融金属めっきを施すめっき用ポット(2) と、鋼帯を方向転換させめっき浴(1) 液面より上方へ引き上げるための浴中シンクロール(3) と、溶融金属めっき浴中のドロスを除去するためのドロス除去槽(10)を有する溶融金属めっき装置であって、前記ドロス除去槽(10)をめっき浴(1) に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽(10)として、槽内へのめっき液流入口(11)と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板(13 、14) と、槽内からのめっき液流出口(15)を有するドロス除去槽(10)を用い、ドロス除去槽(10)の槽内へのめっき液流入口(11)側にめっき液冷却装置(16)を配設し、槽内からのめっき液流出口(15)側にめっき液昇温装置(17)を配設したことを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項５】 前記めっき液流入口(11)を、前記めっき液流出口(15)に対して浴中シンクロール(3) の回転によって生じるめっき液の流れの上流側に配置したことを特徴とする請求項４記載の溶融金属めっき装置。
【請求項６】 前記ドロス除去槽(10)の槽内へのめっき液流入口(11)に、槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板(12)を設けたことを特徴とする請求項４または５記載の溶融金属めっき装置。
【請求項１】 鋼帯を溶融金属であるめっき浴(1) 中に連続的に侵入させ、浴中シンクロール(3) を周回後、方向転換し、めっき浴(1) 液面より上方へ引き上げて連続的にめっきを施す溶融金属めっきにおけるドロス除去槽(10)を用いた溶融金属めっき浴中のドロス除去方法であって、前記ドロス除去槽(10)をめっき浴(1) に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽(10)として、槽内へのめっき液流入口(11)と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板(13 、14) と、槽内からのめっき液流出口(15)を有するドロス除去槽(10)を用い、めっき液を前記めっき液流入口(11)から前記ドロス除去槽(10)内に導入し、冷却せしめた後、前記複数枚の邪魔板(13 、14) のそれぞれの下方または上方を通過せしめ、めっき液中のドロスを比重分離した後、昇温し、前記めっき液流出口(15)からめっき浴(1) 中に再循環することを特徴とする溶融金属めっき浴中のドロス除去方法。
【請求項２】 前記ドロス除去槽(10)の前記めっき液流入口(11)に、ドロス除去槽(10)内へのめっき液流入量調整用の可動整流板(12)を取り付け、該可動整流板(12)によってドロス除去槽(10)内へのめっき液流入量を調整することを特徴とする請求項１記載の溶融金属めっき浴中のドロス除去方法。
【請求項３】 前記しためっき液を前記めっき液流入口(11)から前記ドロス除去槽(10)内に導入する方法が、浴中シンクロール(3) の回転および鋼帯の浴中における搬送によって生じるめっき液の流れＦを駆動力として前記しためっき液を前記めっき液流入口(11)から前記ドロス除去槽(10)内に導入する方法であることを特徴とする請求項１または２記載の溶融金属めっき浴中のドロス除去方法。
【請求項４】 鋼帯を溶融金属であるめっき浴(1) 中に連続的に侵入させ溶融金属めっきを施すめっき用ポット(2) と、鋼帯を方向転換させめっき浴(1) 液面より上方へ引き上げるための浴中シンクロール(3) と、溶融金属めっき浴中のドロスを除去するためのドロス除去槽(10)を有する溶融金属めっき装置であって、前記ドロス除去槽(10)をめっき浴(1) に浸漬配置すると共に、該ドロス除去槽(10)として、槽内へのめっき液流入口(11)と、槽内に設けられかつ板面が上下方向に配設されたドロス比重分離用の複数枚の邪魔板(13 、14) と、槽内からのめっき液流出口(15)を有するドロス除去槽(10)を用い、ドロス除去槽(10)の槽内へのめっき液流入口(11)側にめっき液冷却装置(16)を配設し、槽内からのめっき液流出口(15)側にめっき液昇温装置(17)を配設したことを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項５】 前記めっき液流入口(11)を、前記めっき液流出口(15)に対して浴中シンクロール(3) の回転によって生じるめっき液の流れの上流側に配置したことを特徴とする請求項４記載の溶融金属めっき装置。
【請求項６】 前記ドロス除去槽(10)の槽内へのめっき液流入口(11)に、槽内へのめっき液流入量調整用の可動整流板(12)を設けたことを特徴とする請求項４または５記載の溶融金属めっき装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００２−２７５６０７（Ｐ２００２−２７５６０７Ａ）
【公開日】平成１４年９月２５日（２００２．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−７９６７９（Ｐ２００１−７９６７９）
【出願日】平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）
【出願人】（０００００１２５８）川崎製鉄株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年９月２５日（２００２．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）
【出願人】（０００００１２５８）川崎製鉄株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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