(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯が走行する溶融金属めっき浴中に浸漬、配置した浴中ロールの表面に押付けられ、ロール表面の付着物を削り落とすドクターブレードと、該ドクターブレードを支持するロッドと、めっき浴の上方に該めっき浴を横切って設けられ、ドクターブレードを浴中ロールの軸に沿って移動自在とするスクリュー軸とを備えた溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置において、
前記スクリュー軸に移動自在に係設し、前記ロッドを上下動自在に係合してなるガイドと、
前記ロッドに、前記溶融金属めっき浴中に浸漬して付設し、浮力を生じさせる浮箱と、
を備えており、
該浮箱の浮力を調整することで、前記ドクターブレードが浴中ロールに安定して当接するようにしたことを特徴とする溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置。
【請求項２】
前記浮箱を、その浮力が、前記ドクターブレードと浴中ロールが略無荷重で当接するように調整してなる浮箱とし、その後、前記ロッドに所望の重さの錘を付与することで、前記ドクターブレードの浴中ロールへの当接荷重を自在に調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載の溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置。
【請求項３】
前記ガイドが、ボールスプライン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浴中ロールの付着物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続式溶融金属めっきラインにおいて、溶融金属めっき浴に浸漬して配設されたシンクロール等の浴中ロール表面から、ドロス等の付着物を除去し、金属帯の表面に発生する押疵を防止する技術に関する。
なお、以下では、溶融金属めっき浴中の溶融金属を溶融亜鉛とし、浸漬する金属帯を鋼帯（鋼板ということもある）とした例について説明するが、これらに限定するものでないことは明らかである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図３に基づき、連続式溶融亜鉛めっきラインについて説明する。
図示しない焼鈍炉からスナウト１を介して溶融亜鉛めっき浴２中に導かれた鋼帯Ｓは、浴中のシンクロール３で上方に方向転換され、浴中サポートロール4a、4bでそのパスライン位置と反りが矯正され、浴外に引き上げられた後ガスワイピングノズル５によって所定のめっき付着量に調整される。更に、必要に応じて合金化炉７で熱処理が行われ、亜鉛めっき層中に鉄を拡散させた合金化溶融亜鉛めっき処理を行う場合もある。
【０００３】
ところで、めっき浴中には、亜鉛（Zn）の他にめっき層の密着性やパウダリング性を向上させるために添加する0.1 〜0.2 質量％程度のアルミニウム（Al）、および、鋼帯から溶出してくる鉄分（Fe）が含まれる。これらのZn、Fe、Alの各成分はドロスと呼ばれる金属間化合物を形成し、Al濃度や浴温の条件による差はあるが、FeとZnが結びついたFeZn7 、FeとAlが結びついたFe2Al5となる。
【０００４】
連続めっきを長時間行っていると、これらのドロスが浴中のシンクロールや浴中サポートロール（以下、これらを浴中ロールと総称する。）の表面に付着する現象が発生し、この付着物が押し疵欠陥となって鋼帯に傷を付けたり鋼帯の局部的な伸びを生じさせたりして品質を低下させてしまう問題が発生する。
この溶融亜鉛めっき鋼板は、比較的安価で防錆能力に優れるため、自動車用鋼板や家電製品用鋼板として従来から広く使用されている。
【０００５】
特に、近年は、自動車用鋼板として合金化溶融亜鉛めっき鋼板が多用されるようになってきており、自動車メーカの品質要求は従来に比べて更に厳しくなり、めっき鋼板の表面には微少な欠陥といえども許されない状況となってきている。そのため、鋼板の供給者にとっては、上記の浴中ロール表面へのドロス付着に起因する押し疵欠陥がさらに大きな問題となっている。
【０００６】
この対策については、従来から研究が行なわれており、例えば浴中ロールであるシンクロールの表面にドロスが付着し難いセラミックを溶射する技術が提案されている。しかしながら、この技術では、シンクロール表面へのドロスの付着を完全に防止することはできない。
そのため、浴中ロール表面の異物を機械的に除去する方法が開発され、すでに実用化されている。具体的には、浴中ロール表面に、その軸方向の全体にわたる長さの刃物（ドクターブレードと称されている）を押し付け、異物を削り取って除去する技術である。従来の技術では、該ドクターブレードをシンクロール表面の軸方向全体に均一に接触させる必要があったが、この均一接触が非常に難しく、いまだシンクロール表両を完全に満足できる状態にするまでには至っていないのが現状である。
【０００７】
特に、ドクターブレードは、使用によって摩耗し、均一接触を一層困難にするという欠点がある。さらに、ドクターブレードの一部が偏摩耗すると、均一接触のためにはドクターブレード全体を交換する必要が有り、ドクターブレード費用も大きくなるという問題があった。
そのため、ドクターブレードをロール幅よりも狭くし、その狭くしたドクターブレードをロールの軸方向に移動させて異物除去を行う方式もすでに開発されている。
【０００８】
以下に、そのいくつかの具体例を示す。
▲１▼  実開昭61-16428号公報、実開平2-51253 号公報
浴中ロールの幅より狭いワイパーブレード、あるいは、スクレーパーブレード（すなわち、本願で言うドクターブレード）を浴中のロールへ押付けるシリンダ等の圧下装置を備えると共にロール軸方向へ移動させる。
▲２▼  特公平5-20496 号公報
ドクターブレードの浴中ロールへの押付力をトルクセンサにより検出し、この検出値に基づきドクターブレードの前進後退用駆動手段を制御して押付力を適性値に調整する。
【０００９】
浴中ロールは、一般に電動機によって回転されておらず、該ロールに接触して走行する鋼帯により回転されるので、押し付け力が大き過ぎると、停止して不転状態となり、操業が円滑に行えなくなるのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼で開示の技術においては、一般に、圧下装置としてエアシリンダが適用される。しかしながら、浴中ロールの不転防止とブレードによるロール表面への傷つきを防止しつつ付着物を除去するには、エアシリンダの微妙な圧下力調整が必要となる。ところが、エアシリンダは、シリンダとピストンの間の摺動抵抗があるため、エア圧力の調整だけでは実際に作用する押付力が大きくばらつく。そのため、付着物除去効果にも大きなバラツキが生じ、めっき品質が安定しないという問題があった。
【００１１】
また、上記▲２▼で開示の技術では、トルクセンサの検出値に基づくフィードバック制御が必要であり、機械装置のみでなく制御装置まで要し設備費が高くなってしまう。さらに、トルクセンサを押付機構の途中に設置することから設備の剛性が弱くなり、安定した付着物の除去が行えないという問題もある。
更に、上記の制御手段を溶融亜鉛めっき浴の直上に設置しなければならないということも問題であった。すなわち、該制御手段の直近には、溶融亜鉛めっきの付着量を調整するため、前記のガスワイピングノズル等が設置されているが、そのワイピングに用いたガスで鋼帯に付着していた溶融金属めっきの一部が飛散し、非常に劣悪な環境下に置かれることになる。そのため、制御手段の調整や保守点検整備が困難になるということも問題である。
【００１２】
本発明は、ドクターブレード方式の異物除去装置において、上記の問題を解決する技術を提供するものである。すなわち、本発明は、簡単な構造で設備費が安く、故障が少なく、かつ、保守性に優れており、さらに、めっき品質を安定にすることを可能とする溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属帯が走行する溶融金属めっき浴中に浸漬、配置した浴中ロールの表面に押付けられ、ロール表面の付着物を削り落とすドクターブレードと、該ドクターブレードを支持するロッドと、めっき浴の上方に該めっき浴を横切って設けられ、ドクターブレードを浴中ロールの軸に沿って移動自在とするスクリュー軸とを備えた溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置において、前記スクリュー軸に移動自在に係設し、前記ロッドを上下動自在に係合してなるガイドと、前記ロッドに、前記溶融金属めっき浴中に浸漬して付設し、浮力を生じさせる浮箱と、を備えており、該浮箱の浮力を調整することで、前記ドクターブレードが浴中ロールに安定して当接するようにしたことを特徴とする溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置によって上記課題を解決した。
【００１４】
また、本発明は、前記浮箱を、その浮力が、前記ドクターブレードと浴中ロールが略無荷重で当接するように調整してなる浮箱とし、その後、前記ロッドに所望の重さの錘を付与することで、前記ドクターブレードの浴中ロールへの当接荷重を自在に調整可能としたことを好適とすることを見出したものである。
さらに、本発明は、以上の発明において、前記ガイドがボールスプラインであることを好適とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を図１に基づいて説明する。なお、すでに図３において説明した従来の連続式溶融亜鉛めっきラインにおける各部材と同一の部材には同一の番号を付し、ここでの説明を省略する。
また、以下では、適用する浴中ロールをシンクロールとした例を説明するが、浴中サポートロールに対しても同様に適用可能であることは言うまでもない。
【００１６】
ところで、ドクターブレード11は、ロッド13の先端に装着され、押付け荷重を受けて、鋼帯Ｓの搬送につれて回転しているシンクロール３に当接され、ロール表面の異物除去を行う。
ここで、本発明では、ロッド13を、ガイド14に上下動自在となるように係合することを一つの特徴とする。
【００１７】
ガイド14は、ロッド13との摺動抵抗を極力小さくできるようにすることを好適とし、ベアリング等を内蔵したガイドとすることが好適である。特に、摺動抵抗がほとんどなく、上下動自在とすることが可能なボールスプラインを適用することを好適とする。
ガイド14は、横行フレーム15に装着されている。また、横行フレーム15は、スクリュー軸18に係設され、スクリュー軸18は、シンクロール３の軸方向と平行に配設された浴機器フレーム19に取り付けられており、シンクロール３の軸方向に自在に横行する。そして、シンクロール３全面に渡る付着物の除去を可能としている。
【００１８】
ここで、横行フレーム15には、エアシリンダに代表される退避手段17を具備し、その退避手段17には、ロッド13に係着したブラケット16を取り付けておく。こうすることで、該退避手段17を動作させて、ドクターブレード11を浴２の外に自在に退避させることが可能となる。
また、本発明では、ロッド13に浮箱12を備えることも特徴の一つである。
【００１９】
浮箱12には、溶融亜鉛めっき浴２から浮力を受け、ドクターブレード11をシンクロール３から退避させる方向に力が働くことになる。浮箱12は、ＳＵＳ３１６Ｌ等のZnに対する耐食性のある材料とし、溶接して箱体とすればよい。
一方、ドクターブレード11には、ドクターブレード11自体、それを支えるロッド13、ロッド13に係着したブラケット16、および、浮箱12の総和重量が自重としてかかることになる。そして、本発明者らは、シンクロール３へドクターブレード11を当接して押付ける重量は、比較的小さな値で十分であり、この自重だけでも十分に重く、それだけでシンクロール３への押付け圧力の最適値を超えてしまう点に着目して本発明をするに至ったのである。
【００２０】
本発明では、浮箱12の浮力を調整して、前記の自重との差を相殺することで、ドクターブレード11がシンクロール３へ当接する押付け荷重を最適としたものである。なお、浮力調整の際には、浴中に浸漬されたドクターブレード11やロッド13にかかる浮力も考慮する必要があることは当然である。
ここで、本発明は、ガイド14を付与したことで、スクリュー軸18に係設するロッド13の摺動抵抗を無視しうる程度に抑えることができた点に負うところが大である。
【００２１】
また、本発明の別の実施態様として、図２に示すように、ロッド13に所望の重さの錘20を付与することを好適とする。
この実施態様の場合、まず、前記の浮箱12での浮力調整の際に、錘20なしの状態で、ドクターブレード11にかかる押付け荷重をゼロとするように調整しておき、次に、錘20の付与でその押付け荷重を調整できるようにする。
【００２２】
こうすることで、ドクターブレードにかかる押付け荷重を浴の外部から自在に調整可能となり、操業時の現場調整が極めて容易となる。
以上のことから明らかなように、本発明では、ドクターブレードにかかる押付け荷重が変動することが無くなり、また、ドクターブレードの浴中ロールへの押付力を安定させることができ、安定して確実に付着物を除去することができるようになった。
【００２３】
【実施例】
図１に示した本発明に係る溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置を、鋼帯の溶融亜鉛めっき浴に配設し、実際に連続溶融亜鉛めっき操業を行った。
鋼帯は、極低炭素鋼の連鋳片を冷間圧延したもので、板厚0.5 〜1.6mm 、板幅800 〜1600mmである。また、ライン速度は80〜120mpmの範囲とした。溶融亜鉛めっき浴の温度は465 ℃とした。
【００２４】
一方、シンクロールの幅は2000mmとし、これに対してドクターブレードの幅は300mm とした。ドクターブレードの横行速度は30mm／sec である。
ドクターブレード等の総和荷重は200kg であり、浮箱等の総浮力を170kg となるように調整し、押付力を30kg相当とした。
以上のように、本発明の溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置を適用した操業を実施した結果、平均15日間浴中ロール表面に起因する問題が一切無く操業可能であることを確認した。一方、従来は、平均で６日目以降に面荒れ等の品質問題が発生しており、本発明の効果は明らかである。
【００２５】
【発明の効果】
本発明により、ドクターブレードの浴中ロールへの押付力を安定化させることができ、浴中ロールの不転防止と付着物の除去を同時に達成することができたので、めっき品質を安定化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融金属めっき浴中ロールの付着物除去装置の模式図である。
【図２】本発明の別の実施形態を示す模式図である。
【図３】従来の溶融金属めっき浴での連続めっきを説明する模式図である。
【符号の説明】
１    スナウト
２    溶融金属めっき浴（溶融金属液）
３    シンクロール（浴中ロール）
4a、4b    浴中サポートロール（浴中ロール）
５    ガスワイピングノズル
６    浴上サポートロール
７    合金化炉
11    ドクターブレード
12    浮箱
13    ロッド
14    ガイド（ボールスプライン）
15    横行フレーム
16    ブラケット
17    退避手段（エアシリンダ）
18    スクリュー軸
19    浴機器フレーム
20    錘
【図１】
0003680757.tif 000002
【図２】
0003680757.tif 000003
【図３】
0003680757.tif 000004