JPH05302157A

JPH05302157A - 溶融金属めっき浴中のドロスの除去装置

Info

Publication number: JPH05302157A
Application number: JP13165992A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Uehara; 俊秀上原; Masao Mogi; 正男茂木; Shoji Onaka; 将司大中; Toyonori Masuda; 豊記益田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1993-11-16
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JP2830611B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金属ストリップに対し、溶融金属めっき処理
を施すに際し、溶融金属めっき浴の表面上に浮遊するト
ップドロスを、人力を必要とせず、高い効率で安全に除
去し得る装置を提供する。【構成】めっき槽１の幅方向に沿って移動可能に設け
られたロボット本体４と、ロボット本体４に設けられ
た、めっき槽１の長さ方向に延びる、複数の屈折部６に
よって屈折可能なアーム７と、アーム７の先端に取り付
けられたドロス捕集網８とからなっており、めっき浴中
へのドロス捕集網８の浸漬、ドロス捕集網８によるドロ
ス10のかき寄せおよび保持、捕集されたドロスのめっき
浴中からの引き上げおよびドロス回収箱12への投入を所
定のプログラムで自動的に順次行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属ストリップの溶
融金属めっき処理中に生成し、溶融金属めっき浴の表面
上に浮遊するドロスを、効率的に除去するための装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼ストリップに対する連続溶融
亜鉛めっきは、図10に示すような装置によって行われて
いる。即ち、溶融亜鉛めっき浴２を収容した溶融亜鉛め
っき槽１は、垂直隔壁15によって、めっき室16と反応室
17とに分割されている。めっき室16の底壁16a は、反応
室17に向って下方に傾斜しており、そして、底壁16a よ
りも低い、反応室17の平坦な底壁17a につながってい
る。垂直隔壁15の下端は、めっき室16の底壁16a から離
れて位置しており、垂直隔壁15の下端と底壁16a との間
に空隙18が形成されている。また、垂直隔壁15の上部に
は開口19が形成されている。従って、めっき室16および
反応室17は、空隙18および開口19を通して相互に連通し
ている。

【０００３】めっき室16の上方には、鋼ストリップ28
を、めっき室16内の溶融亜鉛めっき浴２中に導入するた
めのスナウト20が設けられている。めっき室16内の溶融
亜鉛めっき浴２中には、鋼ストリップ28の進行方向を上
方に向って反転させるためのシンクロール21および１対
のピンチロール22が設けられている。めっき室16内のピ
ンチロール22の上方には、鋼ストリップ28に形成された
亜鉛めっき層の厚さを調節するための気体絞り装置23が
設けられている。

【０００４】反応室17内の溶融亜鉛めっき浴２中には、
めっき浴２を攪拌するための攪拌機24が垂直に設けられ
ている。更に、反応室17内の溶融亜鉛めっき浴２中に
は、亜鉛インゴット25が浸漬されており、反応室17の側
壁には、亜鉛インゴット25を溶解するためのインダクシ
ョンヒータ26が設けられている。溶融亜鉛めっき槽１内
の溶融亜鉛めっき浴２は、攪拌機24の攪拌作用によって
めっき室16から空隙18を通って反応室17内へ、そして、
反応室17から開口19を通ってめっき室16内へと、図中に
矢印で示すように循環する。

【０００５】上述した溶融亜鉛めっき装置において、鋼
ストリップ28を、スナウト20を通って、めっき室16内の
溶融亜鉛めっき浴２中に連続的に導き入れる。鋼ストリ
ップ28は、シンクロール21によって進行方向を上方に反
転され、１対のピンチロール22を経てめっき室16から引
き出され、めっき槽１の上方に設けられた気体絞り装置
23から噴射される気体によって、鋼ストリップ28の表面
上に形成された亜鉛めっき層の厚さが調節され、かくし
て、溶融亜鉛めっき鋼ストリップが製造される。

【０００６】上述した溶融亜鉛めっき操業中に、上述し
た方法によって、鋼ストリップ28に対し、例えば連続溶
融亜鉛めっき処理を施すに際し、鋼ストリップを構成す
る鋼（Fe）と、溶融亜鉛めっき浴の亜鉛（Zn）および／
またはアルミニウム（Al）とが下記式のように反応し
て、トップドロス10およびボトムドロス11が生成し、ボ
トムドロス11はめっき槽１の底部に沈み、トップドロス
10はめっき槽１内の溶融亜鉛めっき浴２の表面に浮上す
る。ボトムドロス： Fe ＋ 7Zn → FeZn₇ トップドロス： 2Zn ＋ 0₂ → 2ZnO 2FeZn₇＋5Al → Fe₂Al₅＋14Zn

【０００７】めっき槽１内の溶融亜鉛めっき浴２の表面
に浮上したトップドロス（2ZnOおよびFe₂Al₅）10は、連
続溶融亜鉛めっきの進行と共に増加する。従って、これ
を除去しないと、トップドロス10がめっき浴２内を通過
中の鋼ストリップ28の表面上に付着する結果、製造され
た溶融亜鉛めっき鋼ストリップの亜鉛めっき層の表面上
に、ドロスの付着による凸状の欠陥が発生し、著しく製
品の外観を損なう問題が発生する。

【０００８】上述したトップドロスの除去手段として
は、従来、作業員が、図11に示すような、例えばステン
レス製のドロス捕集網27を使用し、人力によってこれを
掻き集め、すくい出して除去していた。なお、ボトムド
ロスの除去手段としては、例えば、特開昭63-206458 号
等に開示されているように、溶融亜鉛めっき浴中にアル
ミニウム等を添加し、ボトムドロスをアルミニウムと反
応させ、その比重を亜鉛の比重よりも小さくなしてめっ
き浴の表面上に浮上させ、除去するほか、特開平１−15
9946号に開示されているように、フィルタによって除去
する方法等が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】トップドロスの除去手
段として、従来一般に行われているような、ドロス捕集
網を使用した人力による除去方法には、次のような問題
がある。溶融亜鉛めっき槽内の溶融亜鉛めっき浴の温度は約
450 ℃である上に、めっき槽内から溶融亜鉛が飛散する
おそれがあり、しかも、ドロス捕集網で１回にすくい出
すトップドロスの重量は５〜20Kgもある。従って、トッ
プドロスの除去は、高熱環境下での重筋力を要する危険
な作業であり、安全衛生上、問題が多い。

【００１０】上述したトップドロスの除去作業は、
１日数回場合によっては１時間に数回行わなければなら
ず、そのために、専任の作業員が必要になる。人力によるトップドロスの除去作業では、フィルタ
リングを充分に行うことができないために、溶融亜鉛め
っき浴中からすくい出されたトップドロス中には、めっ
き金属である純亜鉛が多量に含まれている。その結果、
めっき金属である亜鉛の歩留りが低下する。

【００１１】トップドロスを機械的に除去すること
も試みられているが、ドロスの除去効率が悪く、また、
めっき金属である亜鉛の歩留り低下を招くため、未だ、
実操業に使用されるには至っていない。上述した問題は、溶融亜鉛めっきに限られるものではな
く、例えば、溶融アルミニウムめっき、溶融鉛めっき
等、他の各種の溶融金属めっきの場合においても同様で
ある。

【００１２】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、金属ストリップに対して溶融金属めっき処理
を施すに際し、溶融金属めっき浴の表面上に浮遊するト
ップドロスを、人力を必要とせずに、高い効率で安全に
除去し、しかも、溶融金属めっき浴中から除去したトッ
プドロス中には殆どめっき金属が含有されず、従って、
めっき浴中のめっき金属歩留りが低下することのない、
溶融金属めっき浴中からのドロスの除去装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の装置は、その
中に溶融金属めっき浴が収容された溶融金属めっき槽の
幅方向に沿って移動可能に設けられたロボット本体と、
前記ロボット本体に設けられた、前記めっき槽の長さ方
向に延びる、複数の屈折部によって屈折可能なアーム
と、前記アームの先端に取り付けられたドロス捕集網と
からなる、溶融金属めっき浴中のドロスの除去装置であ
って、前記装置は、前記めっき浴中への前記ドロス捕集
網の浸漬、前記ドロス捕集網によるドロスのかき寄せお
よび保持、前記ドロス捕集網により捕集されたドロスの
めっき浴中からの引き上げおよび移送、および、移送さ
れたドロスのドロス回収箱への投入の各工程を、それぞ
れ所定時間毎に順次行うプログラム制御機構を有してい
ることに特徴を有するものである。

【００１４】

【作用】この発明の装置によれば、溶融金属めっき槽の
幅方向に沿って移動可能に設けられた、めっき槽の長さ
方向に延びる、その先端にドロス捕集網が取り付けられ
た屈折可能なアームを有するロボットによって、ドロス
のかき寄せおよび保持、かき寄せられたドロスのめっき
浴からの引き上げおよび移送、ドロス回収箱内へのドロ
スの投入が、一定のプログラムによって順次行われる。
従って、溶融金属めっき浴の表面上に浮遊するトップド
ロスを、人力を必要とせずに、高い効率で安全に、しか
も、めっき金属の歩留りが低下することなく除去するこ
とができる。

【００１５】図１は、鋼ストリップに溶融亜鉛めっき処
理を施す際における、この発明の装置の一実施態様を示
す概略正面図、図２は、図１の概略平面図である。図１
および図２に示すように、鋼ストリップに溶融亜鉛めっ
き処理を施すための、その中に溶融亜鉛めっき浴２が収
容されている溶融亜鉛めっき槽１に、その幅方向に沿っ
てレール３が敷設されており、レール３上には、ロボッ
ト本体４が移動可能に設けられている。

【００１６】ロボット本体４は、回動自在な基台５と、
基台５に取り付けられた、めっき槽１の長さ方向に延び
る、複数の屈折部６によって屈折可能なアーム７とを有
する６軸駆動であって、アーム７の先端には、めっき浴
２の上面に浮遊するトップドロス10をかき寄せそしてす
くい上げるためのドロス捕集網８が取り付けられてい
る。

【００１７】ドロス捕集網８は、図３に概略斜視図で示
すように、その底面8aおよび３側面8bが、例えばステン
レス製、セラミック製またはセラミックコーティング製
の網目９からなる平面方形状であって、軸8cによりアー
ム７に取り付けられている。

【００１８】次に、この発明の装置の作動を、図４に示
す説明図、図５に示す、アーム先端に取り付けられたド
ロス捕集網の移動位置の経時的変化を示すグラフによっ
て説明する。先ず、図４および図５に符号ａで示すよう
に、アーム７を、その先端のドロス捕集網８がめっき槽
１の上方に位置するように、めっき槽１の一方の側壁1a
側に待機させる。作動開始と共にアーム７が下降し、符
号ｂで示すように、ドロス捕集網８がめっき槽１のめっ
き浴２中に浸漬される。

【００１９】次いで、符号ｃで示すように、アーム７が
めっき槽１の他方の側壁1b側に移動し、ドロス捕集網８
によって、めっき浴２の表面に浮遊しているトップドロ
ス10をかき集めた後、符号ｄで示すように、他方の側壁
1b側において所定時間停止し、ドロス捕集網８にかき集
められたトップドロス10を、めっき浴２中において所定
時間保持する。

【００２０】次いで、符号ｅで示すように、アーム７を
上昇させ、ドロス捕集網８を、めっき浴２の上方に上昇
させた後、符号ｆで示すように、アーム７を、めっき槽
１に隣接して設けられたドロス回収箱12の上方に移動す
る。そして、符号ｇで示すようにアーム７を回動させ
て、ドロス捕集網８に捕集されたトップドロス10を、ド
ロス回収箱12内に投入する。

【００２１】この発明の装置においては、上述した工程
をそれぞれ所定時間毎に順次行うプログラム制御機構を
有しており、この制御機構によって、図２に符号Ａ，
Ｂ，Ｃで示すように、めっき槽１内をその長さ方向に順
次移動して、めっき浴２の表面上に浮遊しているトップ
ドロス10を捕集する。

【００２２】ドロス捕集網８の網目９の間隔は、６〜12
mmの範囲内とすることが好ましい。図６は、ドロス捕集
網８の網目間隔と、ドロス率（ドロス捕集量−純亜鉛量
／ドロス捕集量）およびドロス捕集量との関係を示すグ
ラフである。図６から明らかなように、ドロス捕集網８
の網目間隔が６mm未満では、ドロス率が悪い。一方、網
目間隔が12mmを超すと、ドロス捕集量が低下する。網目
９の材質としては、めっき浴による腐食に耐えられるよ
うな、例えば、スレンレス（SUS 316L）材、セラミック
材またはセラミックコーティング材等が好ましい。

【００２３】前述した工程のうち、ドロス捕集網８によ
って捕集したトップドロス10を、めっき槽１の他方の側
壁1b側のめっき浴２中において所定時間保持すること
は、捕集したトップドロス中に含まれているめっき金属
の純亜鉛をドロス捕集網８から除去するために必要な工
程である。上記保持時間は、５〜25秒間であることが好
ましい。図７は、網目間隔10mmのドロス捕集網８を使用
した場合の、上記保持時間とドロス率との関係を示すグ
ラフである。図７から明らかなように、保持時間が５秒
未満ではドロス率が悪い。一方、保持時間が25秒を超え
ても、より以上ドロス率は向上しないばかりか、捕集し
たドロスがドロス捕集網８中において固化する結果、ド
ロス回収箱12中に落下しにくくなる。

【００２４】また、アーム７を回動させて、ドロス捕集
網８に捕集されたトップドロス10をドロス回収箱12内に
投入する際の、アーム７の回動速度は、90°/sec以上で
あることが好ましい。アーム７の回動速度が90°/sec未
満では、ドロス捕集網８に捕集されたトップドロス10
の、ドロス捕集網８からの落下率が悪い。

【００２５】アーム７の回動だけでは、ドロス捕集網８
に捕集されたトップドロス10をドロス回収箱12内に落下
させることが困難な場合には、図９に概略斜視図で示す
ように、ドロス回収箱12の上端に、ドロス捕集網８が取
り付けられたアーム７の衝突用ロッド13を、スプリング
14を介して水平に設けてもよい。

【００２６】図８は、上述したアームの回動速度とドロ
ス落下率との関係を示すグラフである。図８において、
斜線Ｄは、アームを回動させた場合のみのドロス落下率
を示し、斜線Ｅは、アームを回動させ且つ衝突用ロッド
にアームを衝突させたときのドロス落下率を示す。図８
から明らかなように、何れの場合でも、アームの回動速
度が90°/sec未満では、ドロスの落下率が悪い。

【００２７】

【実施例】次に、この発明の装置の作動を実施例によっ
て説明する。図１および図２に示した６軸型ＡＣサーボ
駆動のロボットからなる装置を使用した。その作動角度
は200 °〜700 °であり、アームの作動断面積は、3.4m
²×300 °であった。ドロス捕集網の網目は、直径２mm
のステンレスワイヤからなっており、その網目間隔は10
mmであった。

【００２８】上述した装置により、下記工程によって、
溶融亜鉛めっき槽内の溶融亜鉛めっき浴上面に浮遊して
いるトップドロスを除去した。ａ待機：ｂアームの下降によるドロス捕集網のめっき槽中への
浸漬：20秒ｃアームの移動によるドロスかき寄せ： 50秒 (1.
5m) ｄアームの停止によるドロス保持： 2秒ｅアームの上昇によるドロス持ち上げ： 10秒 (保
持時間) ｆアームの移動によるドロス移送ｇアームの回動によるドロス落下： 180 °/s
ec（アーム回動速度）

【００２９】その結果、溶融亜鉛めっき浴の表面上に浮
遊しているトップドロスを、人力を要することなく、効
率高く確実に捕集することができ、しかも、捕集したド
ロス中のドロス率は、従来よりも20％向上し、めっき浴
の亜鉛歩留りを向上させることができた。

【００３０】この発明の装置は、上述した、鋼ストリッ
プに対し溶融亜鉛めっき処理を施す場合に限られるもの
ではなく、例えば、溶融アルミニウムめっき、溶融鉛め
っき等、各種の溶融金属めっきの場合に適用して同様の
効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の装置によ
れば、金属ストリップに対して溶融金属めっき処理を施
すに際し、溶融金属めっき浴上に浮遊するトップドロス
を、人力を必要とせずに高い効率で安全に除去し、しか
も、溶融金属めっき浴中から除去したトップドロス中に
は殆どめっき金属が含有されず、従って、めっき浴中の
めっき金属歩留りが低下することがない等、工業上有用
な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の一実施態様を示す概略正面図
である。

【図２】図１に示した装置の概略平面図である。

【図３】この発明の装置に使用されるドロス捕集網の概
略斜視図である。

【図４】この発明の装置の作動を示す説明図である。

【図５】アーム先端に取り付けられたドロス捕集網の移
動位置の経時的変化を示すグラフである。

【図６】ドロス捕集網の網目間隔と、ドロス率およびド
ロス捕集量との関係を示すグラフである。

【図７】ドロス捕集網により捕集されたドロスの保持時
間とドロス率との関係を示すグラフである。

【図８】ドロス捕集網に捕集されたトップドロスをドロ
ス回収箱内に投入する際の、アーム７の回動速度とドロ
ス落下率との関係を示すグラフである。

【図９】ドロス回収箱の上面に設けられたアーム衝突棒
の概略斜視図である。

【図10】従来の装置の概略垂直断面図である。

【図11】従来のドロス捕集網を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１溶融亜鉛めっき槽、２溶融亜鉛めっき浴、３レール、４ロボット本体、５基台、６屈折部、７アーム、８ドロス捕集網、９網目、 10 トップドロス、 11 ボトムドロス、 12 ドロス回収箱、 13 スプリング、 14 ロッド、 15 垂直隔壁、 16 めっき室、 17 反応室、 18 空隙、 19 開口、 20 スナウト、 21 シンクロール、 22 ピンチロール、 23 気体絞り装置、 24 攪拌機、 25 亜鉛インゴット、 26 インダクションヒータ、 27 ドロス捕集網、 28 鋼ストリップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者益田豊記東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その中に溶融金属めっき浴が収容された
溶融金属めっき槽の幅方向に沿って移動可能に設けられ
たロボット本体と、前記ロボット本体に設けられた、前
記めっき槽の長さ方向に延びる、複数の屈折部によって
屈折可能なアームと、前記アームの先端に取り付けられ
たドロス捕集網とからなる、溶融金属めっき浴中のドロ
スの除去装置であって、前記装置は、前記めっき浴中へ
の前記ドロス捕集網の浸漬、前記ドロス捕集網によるド
ロスのかき寄せおよび保持、前記ドロス捕集網により捕
集されたドロスのめっき浴中からの引き上げおよび移
送、および、移送されたドロスのドロス回収箱への投入
の各工程を、それぞれ所定時間毎に順次行うプログラム
制御機構を有していることを特徴とする、溶融金属めっ
き浴中のドロスの除去装置。
【請求項２】前記ドロス捕集網によりかき寄せられた
前記ドロスの保持時間を、５〜25秒の範囲内とする、請
求項１記載の装置。
【請求項３】前記移送されたドロスを前記ドロス回収
箱へ投入する際の前記アームの回動速度を 90 °/sec以
上とする、請求項１記載の装置。
【請求項４】前記ドロス捕集網の網目間隔が６〜12mm
の範囲内である、請求項１記載の装置。
【請求項５】前記移送されたドロスを前記ドロス回収
箱へ投入する際における前記ドロス捕集網からのドロス
の落下を容易にするために、前記ドロス回収箱の上端
に、前記アームの衝突用ロッドが、スプリングを介して
水平に設けられている、請求項１記載の装置。