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JPH07173590A - 溶融亜鉛めっき浴中のドロスを大径化させる方法 - Google Patents

溶融亜鉛めっき浴中のドロスを大径化させる方法

Info

Publication number
JPH07173590A
JPH07173590A JP34482993A JP34482993A JPH07173590A JP H07173590 A JPH07173590 A JP H07173590A JP 34482993 A JP34482993 A JP 34482993A JP 34482993 A JP34482993 A JP 34482993A JP H07173590 A JPH07173590 A JP H07173590A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dross
temperature
bath
dip galvanizing
hot dip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34482993A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Oi
利彦 大居
Soichi Shimada
聰一 島田
Masaki Omura
雅紀 大村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP34482993A priority Critical patent/JPH07173590A/ja
Publication of JPH07173590A publication Critical patent/JPH07173590A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融亜鉛めっき浴中のドロスは、大きい方が
その除去が容易であるとの観点から、ドロスを大径化す
る。 【構成】 溶融亜鉛めっき槽中に収容された、所定温度
の、ドロスを含む溶融亜鉛めっき浴を、500〜750
℃の温度まで昇温し、次いで、昇温された前記溶融亜鉛
めっき浴を前記所定温度以下の温度まで10℃/分以下
の冷却速度によって冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鋼板に溶融亜鉛めっ
きを行う連続溶融亜鉛めっきラインの溶融亜鉛めっき浴
中に浮遊または沈降しているドロスを大径化させる方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】連続溶融亜鉛めっきライン(continuous
galvanizing line :以下、「CGL」という)では、
通常の溶融亜鉛めっき鋼板(galvanized steel sheet:
以下、「CI」という)と、溶融亜鉛めっき後に熱拡散
処理を行うことによってめっき層を鉄と亜鉛の合金層と
した合金化溶融亜鉛めっき鋼板(galvannealed steel s
heet :以下、「GA」という)とが製造されている。
一般に両者は同一ラインで適宜製造条件を切り換えるこ
とによって連続的に製造されるものである。
【0003】このような場合、溶融亜鉛めっき槽内で鋼
板から溶融亜鉛めっき浴中に鉄が溶出してFeZn13
たはFeZn7 等の金属間化合物を主体とするドロスが
生成する。これらドロスは、亜鉛よりも比重がわずかに
重いので、比較的大きなものは溶融亜鉛めっき槽の底部
に沈降して堆積するが、小さなものは鋼板の連続的な侵
入による溶融亜鉛めっき浴の攪拌によって舞い上がり、
常に溶融亜鉛めっき浴中に浮遊して漂っている状態とな
る。
【0004】この溶融亜鉛めっき浴中の浮遊ドロスが鋼
板に付着すると、プレス成形時に表面欠陥を生じる原因
となるため、特に優れた鮮映性が要求される自動車外板
用鋼板等には不適切である。
【0005】このようなドロスの問題を解決する手段と
して、以下に示すような技術が開示されている。
【0006】特開昭53−88633号公報では、溶融
亜鉛めっき槽とは別に設けた補助浴槽に溶融亜鉛めっき
浴を導いて温度低下させることでドロスを晶出、沈降せ
しめ、次いで、溶融亜鉛めっき槽の浴温と同一の温度に
昇温した後に、溶融亜鉛めっき槽に戻すとしている(以
下、「従来技術1」という)。
【0007】特開平4−9455号公報では、補助浴槽
に導いた溶融亜鉛めっき浴を高温に保持することでドロ
スを溶解させて50μm以下に微細化し、次いで、溶融
亜鉛めっき槽の浴温と同一の浴温に冷却した後に、溶融
亜鉛めっき槽に戻すとしている(以下、「従来技術2」
という)。
【0008】特開平4−99258号公報では、補助浴
槽に導いた溶融亜鉛めっき浴を高温に保持してAlを添
加し、例えば、下記(1)式に示す反応を促進せしめて
Fe2 Al5 をトップドロスとして浮上させて除去し、
次いで、溶融亜鉛めっき槽の浴温と同一の浴温に冷却し
た後に、溶融亜鉛めっき槽に戻すとしている。 2FeZn7 +5Al → Fe2 Al3 +14Zn・・・(1) (以下、「従来技術3」という)。
【0009】特開平4−221049号公報では、まず
溶融亜鉛めっき浴を静定槽に導いて大径ドロスを沈降さ
せ、その上澄液を別の補助浴槽に導き高温に保持してド
ロスを微細化し、次いで、溶融亜鉛めっき槽の浴温と同
一の浴温に冷却した後に、溶融亜鉛めっき槽に戻すとし
ている(以下、「従来技術4」という)。
【0010】特開平4−221050号公報では、補助
浴槽に導いた溶融亜鉛めっき浴を420℃未満の温度に
保持して飽和Feを析出せしめ、その後420℃以上の
温度に加熱してドロスを成長、沈降させ、次いで、溶融
亜鉛めっき槽の浴温と同一の浴温に冷却した後に、溶融
亜鉛めっき槽に戻すとしている(以下、「従来技術5」
という)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
いずれも溶融亜鉛めっき槽と別に補助浴槽を設け、その
中で温度操作等を加えることでドロスを除去または無害
化する点に特徴がある。しかしながら、これらの従来技
術はそれぞれ以下のような問題点を有している。
【0012】従来技術1の実施例によると、溶融亜鉛め
っき槽の溶融亜鉛めっき浴の浴温が450℃に対し、補
助浴槽の浴温は430℃なので、浴温低下は20℃であ
る。この程度の温度低下では過飽和となる鉄の量が少な
いために晶出するドロスの大きさは数10μmとなり、
これが補助浴槽の底部に沈降するためには多大なる時間
を要するので、実際にはドロスはほとんど沈降せずに浴
中に浮遊したままで、溶融亜鉛めっき槽に再び戻って行
く可能性が高い。
【0013】従来技術2のように、一度高温に保持して
ドロスを微細化したものを元の浴温に戻したのでは、溶
解して微細化したドロスの周囲に鉄が晶出して再び元の
大きさに戻るので何らの効果も期待できない。
【0014】従来技術3では、補助浴槽中で溶融亜鉛め
っき浴に純アルミニウムを添加してAl濃度を高くする
ので、この溶融亜鉛めっき浴を溶融亜鉛めっき槽に戻す
ときに純亜鉛を添加して浴Al濃度を調整する必要があ
る。しかしながら、このような方法で浴組成をたびたび
調整すると、浴の量が必要以上に増えてしまう。また、
Al濃度の制御を適切に行わないと、Al濃度が変動し
やすくなり、特にAl濃度が高くなり過ぎた場合には、
Alはめっき被膜の合金化を抑制する作用があるため、
GAの製造時に合金化不良を起こして品質低下や歩留り
低下の問題が生じる。
【0015】従来技術4は、従来技術2と同様の理由で
効果は期待できない。また、従来技術4は、最初にドロ
スを沈降除去してしまうので、上澄液を昇温したときに
ドロスが溶解してできるFe分は非常に少なくなる。従
って、これを元の温度に戻してもドロスが大径化するこ
とはない。また、従来技術4は、ドロスの大径化ではな
く、昇温による微細化のみを意図している。
【0016】従来技術5では、補助浴槽に導いた溶融亜
鉛めっき浴を一度420℃未満の温度に冷却するとある
が、亜鉛の融点は約420℃なので、このように融点近
傍まで冷却するとこの亜鉛めっき浴が部分的または全体
的に凝固する恐れがあり、これを再溶解するのは処理時
間およびエネルギー原単位の面から考えても問題があ
る。
【0017】このように、従来技術によってドロスを効
果的に除去または無害化することは非常に困難であり、
この問題に関する根本的な解決方法が求められている。
本発明は、このような点に鑑みて、効率的なドロス除去
を行うにはどのような除去方法を用いるにせよ、ドロス
が大きい方がよりその除去が容易であるとの観点から、
ドロスを積極的に大径化することを目的としてなされた
ものである。ドロスの除去を効率的に行うためのドロス
大径化の目安としては、沈降による場合でも、または、
何らかのフィルターを使用する場合でも、100μm以
上は必要である。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明は、溶融亜鉛め
っき槽中に収容された、所定温度の、ドロスを含む溶融
亜鉛めっき浴を、500〜750℃の温度まで昇温し、
次いで、昇温された前記溶融亜鉛めっき浴を前記所定温
度以下の温度まで10℃/分以下の冷却速度によって冷
却することに特徴を有するものである。
【0019】
【作用】溶融亜鉛めっき槽中の、所定温度の、ドロスを
含む溶融亜鉛めっき浴を、500〜750℃の温度まで
昇温することにより、ドロスが溶解または小径化する。
昇温された溶融亜鉛めっき浴の温度を前記所定温度以下
の温度まで10℃/分以下の冷却速度で冷却することに
より積極的にドロスを大径化することができる。
【0020】次に、この発明を上述のように構成した理
由を、以下に説明する。
【0021】溶融亜鉛めっき槽中に収容された、所定温
度の、ドロスを含む溶融亜鉛めっき浴を、500〜75
0℃の温度に昇温(昇温後この昇温温度で所定時間保持
することを含む)するのは、浴温度を前記所定温度、即
ち、昇温する前の溶融亜鉛めっき浴の温度よりも高くす
ることで溶融亜鉛に対する鉄の溶解度を増加させてドロ
スを溶解するためである。このとき、もともと溶融亜鉛
めっき浴中に存在したドロスのうち、細かいものは完全
に溶解し、大きなものは溶解して小径化する。昇温する
温度の下限を500℃としたのは、500℃未満では、
昇温する前の溶融亜鉛めっき浴の温度(溶融亜鉛めっき
槽中に収容されているときの浴温)(以下、「初期温
度」という)との温度差が小さいので、昇温による溶解
度の増加量も少なく、その結果、完全に溶解するドロス
が少ないことから顕著な効果が期待できないからであ
る。昇温する温度の上限を750℃としたのは、ドロス
の溶解はほぼこの温度域で最大となり、750℃を超え
る温度に昇温しても効果は変わらないことと、これより
も温度が高くなると亜鉛の蒸気圧が高くなりすぎて亜鉛
ヒュームの発生等の問題を生じるからである。
【0022】昇温温度(500〜750℃)と初期温度
との温度差は、大きい方が良い。この温度差が大きけれ
ばFe溶解度変化分も増大するので、ドロスの成長余地
も拡大する。この温度差(昇温温度−初期温度)は、2
0℃以上であることが好ましい。
【0023】次に、昇温後の溶融亜鉛めっき浴を初期温
度以下の温度まで冷却するのは、昇温によってドロスが
溶解してできた鉄分を、温度を下げることで過飽和状態
とし再びドロスとして晶出させるためである。冷却温度
の上限を初期温度としているのは、初期温度を超える高
い温度を冷却温度とすると、鉄溶解度が、初期温度の溶
融亜鉛めっき浴、即ち、昇温前の溶融亜鉛めっき浴の鉄
溶解度よりも多くなるので、溶融亜鉛めっき浴を補助浴
槽から溶融亜鉛めっき槽に戻したときにその鉄分が新た
なドロス発生源になるからである。
【0024】次に、10℃/分以下の冷却速度で冷却す
るのは、冷却によって過飽和状態となった鉄分が再びド
ロスとして晶出する際に、ドロスの大径化を促進するた
めである。冷却速度の上限を10℃/分としたのは、1
0℃/分を超えて早く冷却すると過飽和状態となって鉄
分が再びドロスとして晶出する際に、新たなドロス核を
生成する反応の方が既存のドロスを核として晶出、成長
するよりも優先的に起きるためである。
【0025】ドロスの除去を効率的に行うためのドロス
大径化の目安としては、沈降による場合でも、または、
何らかのフィルターを使用する場合でも、100μm以
上は必要である。めっき浴中におけるドロスの沈降速度
を、既知の物性値に基づいて、下記(2)式(ストーク
スの式)により算出した。 U=g・(ρP −ρ)・DP 2 /18μ(m/sec)・・・(2) なお、使用した物性値は、下記の通りである。 g :重力加速度 ;9.8m/sec2 ρP :ドロスの密度;6860kg/m3 (460℃で
のFeZn7 の推定値 ρ :亜鉛の密度 ;6630kg/m3 (460℃) DP :ドロスの粒径(m) μ :亜鉛の粘度 ;0.0038kg/m・sec
(460℃)
【0026】上記による算出結果を図2に示す。図2か
ら明らかなように、ドロスの粒径が小さくなるに従っ
て、そのめっき浴中における沈降速度は遅くなる。
【0027】
【実施例】次に、この発明を図面に示す実施例に基づい
て説明する。
【0028】図1は、この発明の温度操作を模式的に示
したものである。初期温度T1℃の、ドロスを含んだ溶
融亜鉛めっき浴を、T2℃の昇温温度まで昇温し、t分
間保持後、CR℃/分の冷却速度でT3℃の冷却温度ま
で冷却した。
【0029】表1は本発明の実施例(本発明例)および
比較例を示すものである。実際に操業しているCGLか
ら、所定の初期温度T1、Al濃度Aのときにドロスを
含んだ溶融亜鉛めっき浴を採取した。Fe溶解度S1は
T1とAとによって決まる物性値で、亜鉛中に溶解して
存在することのできる鉄の濃度である。平均Fe濃度F
は、採取した試料中に存在する鉄の濃度で、どのような
形であれ試料中に含まれる全鉄量を示す。ドロス形成F
e量F−S1は、全鉄量から溶解している分を引いたも
ので、ドロスを形成している鉄濃度を示す。ドロス平均
粒径d1は、採取したままの試料中に存在するドロスの
粒径を測定したものである。このような溶融亜鉛めっき
浴を昇温温度T2まで昇温して保持時間tで保持し、冷
却速度CRで冷却温度T3まで冷却した。Fe溶解度S
2はT3とAとによって決まる物性値である。ドロス形
成Fe量F−S2は、温度操作終了後のドロスを形成し
ている鉄濃度を示す。ドロス平均粒径d2は、温度操作
終了後のドロスの粒径を測定したものである。d1とd
2とを比べることでどれだけドロスの大径化が図れたか
がわかる。
【0030】なお、本発明の実際の操業は、溶融亜鉛め
っき槽中に収容されたドロスを含む溶融亜鉛めっき浴を
補助浴槽に移し、ここで温度操作(昇温、保持および冷
却)を実施し、しかる後に溶融亜鉛めっき槽に戻すこと
により行なわれる。
【0031】
【表1】
【0032】本発明例1〜5は、初期温度T1、Al濃
度Aを変えた場合である。初期温度は、460℃、48
0℃または500℃、Al濃度Aは、0.10wt.%、
0.12wt.%または0.14wt.%とした。その結果、こ
れらの条件によらずドロスは大径化することがわかる。
【0033】本発明例7〜10、比較例6、11は、昇
温温度T2を変えた場合である。その結果、昇温温度T
2は500℃以上必要であることがわかる。および、7
50℃程度で大径化の効果は飽和することがわかる。ま
た、比較例11は昇温温度T2が800℃であり、亜鉛
ヒュームの発生が著しかった。
【0034】本発明例12〜14は、昇温温度T2での
保持時間tを変えた場合である。その結果、保持時間t
はドロスの大径化に特に影響せず、昇温温度T2が問題
であることがわかる。
【0035】本発明例15〜17、比較例18、19
は、冷却速度CRを変えた場合である。その結果、ドロ
スの大径化には、冷却速度CRを10℃/分以下とする
必要があることがわかる。
【0036】本発明例20、21、比較例22、23
は、冷却温度T3を変えた場合である。その結果、冷却
温度T3が溶融亜鉛めっき槽の浴温(初期温度)T1よ
りも高いときはFe溶解度S2がFe溶解度S1よりも
多くなるので、ドロスの大径化は出来るが再びドロスを
発生させる鉄分が以前として浴に含まれることがわか
る。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、溶融亜鉛めっき浴中に存在するドロスの除去が効率
的且つ容易に行えるように積極的にドロスを大径化する
ことができ、かくして、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】この発明の温度操作を模式的に示す図である。
【図2】ドロス沈降速度とドロス粒径との関係を示すグ
ラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融亜鉛めっき槽中に収容された、所定
    温度の、ドロスを含む溶融亜鉛めっき浴を、500〜7
    50℃の温度まで昇温し、次いで、昇温された前記溶融
    亜鉛めっき浴を前記所定温度以下の温度まで10℃/分
    以下の冷却速度によって冷却することを特徴とする溶融
    亜鉛めっき浴中のドロスを大径化させる方法。
JP34482993A 1993-12-20 1993-12-20 溶融亜鉛めっき浴中のドロスを大径化させる方法 Pending JPH07173590A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34482993A JPH07173590A (ja) 1993-12-20 1993-12-20 溶融亜鉛めっき浴中のドロスを大径化させる方法

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JP34482993A JPH07173590A (ja) 1993-12-20 1993-12-20 溶融亜鉛めっき浴中のドロスを大径化させる方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112964363A (zh) * 2021-01-26 2021-06-15 武汉钢铁有限公司 一种锌锅的锌渣定位方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112964363A (zh) * 2021-01-26 2021-06-15 武汉钢铁有限公司 一种锌锅的锌渣定位方法及装置
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