(57)【要約】      （修正有）【課題】通常通板速度においても、また高速通板時においても、スプラッシュの発生を低減し、表面外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できる溶融金属めっき鋼帯製造設備及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法を提供する。【解決手段】溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯３の表面に、ワイピングノズル１から気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、前記ワイピングノズル１の下方の鋼帯エッジより内側に、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有して形成された補助ノズル２を設け、該補助ノズル２から鋼帯面にガスを噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、ワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、
前記ワイピングノズルの下方の鋼帯エッジより内側に、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有して形成された補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯面にガスを噴射することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【請求項２】
前記補助ノズルは、出口断面が矩形のスリットノズルであることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【請求項３】
前記所定角度は、補助ノズルの上方から補助ノズルを見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度が５〜３０°で、鋼帯面に鉛直方向から見たときのガス噴射方向と鋼帯進行方向との角度が２０〜７０°であることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかの項に記載の溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融めっきプロセスにおいて、通常通板速度においても、また高速通板時においても、溶融金属のスプラッシュの発生を低減し、表面外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できる溶融金属めっき鋼帯製造設備及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続溶融めっきプロセス等においては、図４に示すように、一般的に溶融金属が満たされているめっき浴８に鋼帯３を浸漬させシンクロール７で方向転換した後、該鋼帯３を鉛直上方に引き上げる工程の後に、鋼帯表面に付着した溶融金属が板幅方向および板長手方向に均一に所定のめっき厚になるように、この鋼帯３を挟んで対向して設けた鋼帯幅方向に延在するワイピングノズル１から加圧気体を鋼帯上に噴出させて、余剰な溶融金属を絞り取り、溶融金属の付着量（めっき付着量）を制御するガスワイピング装置が設けられている。
【０００３】
ガスワイピング部での鋼帯走行位置を安定化させるために、通常、シンクロール７上方の浴面下のめっき浴中に、サポートロール６が配置され、また合金化処理等を行う場合は必要に応じてワイピングノズル１上方にサポートロール５が設置される。
【０００４】
ワイピングノズル１は、多様な鋼帯幅に対応すると同時に鋼帯引き上げ時の幅方向のズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く、すなわち鋼帯３の幅端部より外側まで延びている。このようなガスワイピング装置では、鋼帯３に衝突した噴流の乱れによって鋼帯下方に落下する溶融金属が周囲に飛び散る、いわゆるスプラッシュが発生して、鋼帯の表面品質の低下を招く。
【０００５】
また、連続プロセスにおいて、生産量を増加させるには、鋼帯通板速度を増加させればよいが、連続溶融めっきプロセスにおいてガスワイピング方式でめっき付着量を制御する場合、溶融金属の粘性により、鋼帯通板速度の増加に伴って鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量（持ち上げ量）が増加するため、めっき付着量を一定範囲内に制御するには、ワイピングガス圧力をより高圧に設定せざるを得ず、それによってスプラッシュが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなる。
【０００６】
上記の問題を解決するため、溶融金属めっき槽からガスワイピング部に到達する前に、鋼帯にガスを噴射してある程度余剰な溶融金属を削減しておく方法が以下の通り開示されている。
【０００７】
特許文献１には、図５に示すように、ワイピングノズル１１直下に、ワイピングノズル１１と平行に設けた補助ノズル１２から鋼帯１３にガスを噴射し、鋼帯１３に付着した余剰金属を除去するとともに、鋼帯表面に沿って流下するワイピングガス１４の流れを減衰させる方法が開示されている。
【０００８】
特許文献２には、図６に示すように、ワイピングノズル１１上方で、鋼帯エッジより外側に配置した補助ノズル１６から、鋼帯中央方向に角度をつけてガスを噴射することで、鋼帯１３に付着した余剰金属を除去する方法が開示されている。
【０００９】
特許文献３には、図７に示すように、鋼帯１３の幅方向延長線上に設けたサイドノズル（補助ノズル）１７より鋼帯１３のエッジに向けてガスを噴射して鋼帯１３に付着した余剰金属を除去し、エッジオーバーコートを低減する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１５０３２７号公報
【特許文献２】特開平６−２５６９２３号公報
【特許文献３】特開平６−１５８２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、特許文献１に開示された方法では、ワイピングノズル１１で絞られて鋼帯面上を流下する溶融金属が、下部の補助ノズル１２からのガスによって堰きとめられ、スプラッシュが余計に増えてしまい、ワイピングノズル１１本体への溶融金属の付着も激しく、操業に耐えられるものではなかった。
【００１２】
特許文献２に開示された方法では、補助ノズル１６からの噴射ガス圧力をワイピングノズル１１からのガス噴流を突き抜ける程度まで高めなくてはならず、鋼帯エッジ部分の余剰金属は除去可能であったが、代わりにめっき浴面に到達するガス流速が上がったために浴面スプラッシュが大量に発生し、結果としてスプラッシュ欠陥を抑制することはできなかった。また、鋼帯幅に応じて補助ノズルを幅方向に移動させる装置が必要である。
【００１３】
特許文献３に開示された方法では、板幅に対応して移動するサイドノズル１７からガスを噴射しているが、両方のサイドノズル１７からのガスが鋼帯センター部分で干渉し、非常に強い乱れを生じ、結果として多量のスプラッシュが発生することがわかった。
【００１４】
本発明は、上記問題点を考慮し、通常通板速度においても、また高速通板時においても、スプラッシュの発生を低減し、表面外観に優れる溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できる溶融金属めっき鋼帯製造設備及び溶融金属めっき鋼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】
【００１５】
本発明者らは鋭意検討を重ねた。そして、操業上特に問題となるのは鋼帯エッジで発生するエッジスプラッシュであり、ワイピングノズルに到達する前に余剰亜鉛を除去するのは非常に有効な手段であるが、流下してくる溶融金属の流れやワイピングガスの流れに対向するような機構では、結果として別の箇所でスプラッシュを増加させてしまい、十分な効果が得られないことを把握するとともに、流下する溶融金属に噴射するガスの向きによって、溶融金属のスプラッシュ発生状況が大きく変化することを突き止めた。そして、以下の特徴を有する発明を完成させた。
【００１６】
［１］溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、ワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造装置において、
前記ワイピングノズルの下方の鋼帯エッジより内側に、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有して形成された補助ノズルを設け、該補助ノズルから鋼帯面にガスを噴射することを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【００１７】
［２］  ［１］において、前記補助ノズルは、出口断面が矩形のスリットノズルであることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【００１８】
［３］  ［１］または［２］において、前記所定角度は、補助ノズルの上方から補助ノズルを見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度が５〜３０°で、鋼帯面に鉛直方向から見たときのガス噴射方向と鋼帯進行方向との角度が２０〜７０°であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯製造装置。
【００１９】
［４］  ［１］〜［３］のいずれかの溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、補助ノズルによって余剰めっき金属を鋼帯上をめっき浴上に流下させることで、ワイピングノズルでワイプされて流下してくる溶融金属の流れやワイピングガスの流れに対向するような流れを生成することなく、余剰なめっき金属を削減した後にガスワイピングでめっき厚を調整できるので、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、スプラッシュの発生量を大幅に低減し、表面欠陥の無いめっき鋼帯を高い生産性を維持したまま安定製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置の一実施形態を示す側面図である。
【図３】補助ノズルのガス噴射方向を説明する図で、（ａ）は鋼帯面に鉛直方向から見たときのガス噴射方向と鋼帯進行方向との角度を示し、（ｂ）は上方から補助ノズルを見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度を示す。
【図４】一般的な溶融金属めっき装置を示す図である。
【図５】特許文献１に記載の補助ノズル示す図である。
【図６】特許文献２に記載の補助ノズル示す図である。
【図７】特許文献３に記載の補助ノズル示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置の一実施形態を図１及び図２に示す。図１は概略正面図、図２は側面図である。図１及び図２において、１はワイピングノズル、２は補助ノズル、３は鋼帯である。
【００２４】
補助ノズル２は、ワイピングノズル１の下方に配置され、鋼帯３を挟み、両方の鋼帯エッジより内側に、鋼帯面から所定距離離れた位置に配置される。
【００２５】
補助ノズル２は、鋼帯エッジ部分の余剰金属を面で除去するのが効果的であるため、出口断面が矩形のスリットノズルであることが望ましい。噴射ガス量を極力抑制する観点から、スリットノズルのスリットギャップは１〜３ｍｍ、長さは５０〜２００ｍｍ、噴射ガス圧は、０．０２〜０．４ｋｇｆ／ｃｍ２が望ましい。
【００２６】
補助ノズル２は、ガス噴射方向が鋼帯幅方向センタから鋼帯エッジに向かって下向きでかつ鋼帯面に近づくように、鋼帯進行方向及び鋼帯面と所定角度を有するようにする。
【００２７】
前記所定角度は、鋼帯面に鉛直方向から見たときのガス噴射方向と鋼帯進行方向との角度（図３（ａ）中の角度α）が２０〜７０°、上方から補助ノズル２を見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度（図３（ｂ）中の角度β）が５〜３０°であることが好ましい。このような配置にすることで、余剰めっき金属は鋼帯上をめっき浴方向に流下するか、板道外に少量飛散するようになり、鋼帯品質を劣化させることなく、ワイピングノズル噴射前の余剰めっき金属を削減可能となる。
【００２８】
前記角度α、βは、各々ガス噴射方向中心（スリットノズルでは、噴射口長手方向中心及びスリットギャップ中心におけるガス噴射方向である。）と鋼帯進行方向との角度、上方から補助ノズルを見たときのガス噴射方向と鋼帯面との角度である。
【００２９】
所定角度α、βが前記範囲外になると、流下する溶融金属を堰きとめてしまったり、浴面に向かうガス速度が高くなりすぎてしまったり、ライン外まで溶融金属のスプラッシュを吹飛ばしてしまうため、好ましくない。
【００３０】
スリットノズルは、設置のし易さ等から、噴射口長手方向を鋼帯面に平行に配置することを基本とするが、噴射口長手方向を鋼帯面に対して５°程度傾斜させて配置してもよい。
【００３１】
補助ノズルの高さ方向位置は、ワイピングノズル１から５０〜３００ｍｍ下方で且つ浴面から１００ｍｍ以上上方が望ましい。これは、以下の理由による。補助ノズル２の位置がワイピングノズルから５０ｍｍ未満になると、ワイピングノズルからのガス噴流と補助ノズル２からのガス噴流の干渉が激しくなってスプラッシュが発生しやすく、また発生したスプラッシュが補助ノズル２に付着しやすくなる。補助ノズルの位置が浴面から１００ｍｍ未満になると、補助ノズル２から噴き付けたガスによって浴面からスプラッシュが発生しやすくなる。スリットノズルでは、噴射口長手方向全てが上記範囲内にあることが好ましい。
【００３２】
溶融金属めっき鋼帯製造装置には、種々サイズの鋼帯が通板される。補助ノズル２から噴射したガスは鋼帯面に噴き付ける必要がある。補助ノズル２の鋼帯幅方向の設置位置は、上記角度で補助ノズル２を設置したときに、補助ノズル中心線の延長線が、通板する鋼帯最小幅のエッジ位置と交わる位置に設置すればよい。通板鋼帯幅が変わっても、補助ノズル２から噴射するガスが鋼帯面に噴き付けられるようになる。補助ノズル２が鋼帯に近すぎるとワイピングノズルからのスプラッシュが付着しやすくなり、離れすぎると補助ノズル２からのガス噴流が弱まって余剰めっき金属除去効果が低下するので、補助ノズル２は鋼帯面から２０〜１００ｍｍ離して設置するのが好ましい。補助ノズル２と鋼帯面の距離は、補助ノズル２の鋼帯側端部と鋼帯面との鉛直距離である。スリットノズルは、噴射口長手方向全長が上記を満足するように配置することが好ましい。
【００３３】
本発明の補助ノズルは、鋼帯センターからエッジに向けてガスを噴射するので、最小幅のときに鋼帯エッジにガスが当たるようにしておけば、それより広い幅の鋼帯でも外向きに余剰なめっき金属を流して溶融金属浴上に除去することができる。ワイピングノズルによってワイプされて流下してくる溶融金属の流れやワイピングガスの流れに対向するような流れを生成することなく、余剰なめっき金属を削減できる。鋼帯幅が変わっても補助ノズルの幅方向位置を変更する必要が無いので、補助ノズルの鋼帯幅方向位置を調整する装置を設置する必要がない。
【００３４】
本発明の溶融金属めっき鋼帯製造装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼帯を製造すると、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、スプラッシュの発生量を大幅に低減し、表面欠陥の無いめっき鋼帯を高い生産性を維持したまま安定製造することが可能となる。
【実施例】
【００３５】
溶融亜鉛めっき鋼帯の製造条件は、ワイピングノズルのスリットギャップ０．９ｍｍ、ワイピングノズル−鋼帯距離８ｍｍ、溶融亜鉛浴からのワイピングノズル高さ４５０ｍｍ、溶融亜鉛浴温度４６０℃とし、製造する鋼帯サイズは、０．８ｍｍ厚×１．４ｍ幅、めっき付着量は片面５０ｇ／ｍ２とした。補助ノズルに供給するガスは、鋼帯の片面に１本の導管を設け、それを二股にして両エッジの補助ノズルに接続した。補助ノズルの噴射ガス圧力は、二股に分岐する手前のライン外の位置にある圧力計および調整バルブで調整可能で、実施例１では０．１５ｋｇｆ／ｃｍ２、実施例２では０．３ｋｇｆ／ｃｍ２にした。
【００３６】
本発明の補助ノズルは、スリットギャップ２ｍｍ、長さ１００ｍｍのフラットなスリットノズルであり、鉛直下向きに対して、鋼帯エッジに向けて、鋼帯通板方向との角度（図３（ａ）の角度α）を６０°、鋼帯面との角度（図３（ｂ）の角度β）を１０°、スリット長手方向は鋼帯面に平行とし、製造鋼帯の最エッジ部から２００ｍｍの位置に当たるようにし、ワイピングノズルの２００ｍｍ下方で、鋼帯から３０ｍｍの位置に設置した。
【００３７】
比較例のサイドノズルは、吹き付け角度が下向き４５°、吹き付け圧力はワイピングノズルと同圧力に設定した。
【００３８】
その他の製造条件および製品品質の指標となるスプラッシュ発生量の調査結果を表１に示す。スプラッシュ発生量は、各製造条件で通過した鋼帯長さに対する検査工程でスプラッシュ欠陥ありと判定された鋼帯長さの比率であり、実用上問題とならない軽度のスプラッシュ欠陥を含んでいる。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
通板速度２．５ｍ／ｓの条件では、補助ノズルを使用しない比較例１はスプラッシュ発生率が１．２０％であった。特許文献３に記載の補助ノズルを使用した比較例３は、スプラッシュ発生率は比較例１より若干減少しただけであった。これに対して、本発明の補助ノズルを使用した実施例１は、スプラッシュ発生率が、比較例１に対して９０％以上、比較例３に対して８８％減少した。
【００４１】
通板速度を４．０ｍ／ｓに上昇した条件では、補助ノズルを使用しない比較例２、特許文献３に記載の補助ノズルを使用した比較４は、スプラッシュ発生率が操業不可能なレベルになったが、本発明の補助ノズルを使用した実施例２は、通板速度２．５ｍ／ｓで補助ノズルを使用しない比較例１と同程度のレベルのスプラッシュ発生率で操業が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、通常通板速度においても、また通板速度を上昇しても、スプラッシュの発生量を大幅に低減し、表面欠陥の無いめっき鋼帯を高い生産性を維持したまま安定製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１、１１    ワイピングノズル
２、１２、１６    補助ノズル
３、１３    鋼帯
５、６    サポートロール
７    シンクロール
８、１８    溶融金属めっき浴
１４    ワイピングガス
１７    サイドノズル（補助ノズル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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