(57)【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鉛直上方に引き上げられた鋼帯の表面にガスワイピングノズルを介してガスジェットを吹付けて鋼帯のめっき付着量を調整する連続溶融金属めっき方法において、ガスワイピングノズルと溶融金属めっき浴面の間に排気機構を設けるとともに、該排気機構の下部にガス吹付け手段を付設し、該ガス吹付け手段から鋼帯にガス吹付け角度θを水平方向に対して上向きに下式を満足する範囲に設定してガスを吹付けながら、該排気機構によってガスジェットの下降流及び該ガス吹き付け手段から鋼帯に吹付けたガスの上向き成分を吸引排気することを特徴とする連続溶融金属めっき方法。
sin-1(Ｑ1-Ｑ2)/Ｑ2°＜θ＜tan-1ｂ/ａ°
但し、
ａ：ガス吹付け手段のガス吹出し口と鋼帯面間の距離
ｂ：ガス吹付け手段のガス吹出し口とガスワイピングノズル間の距離
Ｑ1：ガスワイピングノズルのガスジェット流量
Ｑ2：ガス吹付け手段のガス吹出し流量
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続溶融金属めっき方法において、溶融金属めっき浴から発生する金属スプラッシュの発生を防止する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な連続溶融金属めっき装置の断面図を図６に示す。図６において、鋼帯１は溶融金属の入っためっき浴６中に連続的に浸漬された後、シンクロール５で進行方向を垂直上方に変更され、めっき浴６から引き上げられた位置で、ガスワイピングノズル３からガスジェットが該鋼帯１面に吹付けられ、過剰に付着した溶融金属を除去し、所定のめっき付着量に調整される。
【０００３】
前記のようにして鋼帯１に溶融金属めっきをする際に、めっき浴６から引き上げられた鋼帯１から鋼帯１に沿って下方に落下するように周囲に飛び散ったり、ガスジェットによって、溶融金属がめっき浴面から飛散したりする、つまり金属スプラッシュが発生する。この金属スプラッシュが前記ガスワイピングノズル３や鋼帯１面に付着すると、めっき鋼帯の品質不良や生産性低下を引き起こすことになる。この問題を防止するために、以下に示すような提案がある。
【０００４】
例えば特開平１０−３１０８５７号公報では、ガスワイピングノズルとめっき浴との間に、該ガスワイピングノズルの下面に沿って整流板を設け、鋼帯面やガスワイピングノズルへの金属スプラッシュの付着を防止する方法が提案されている。
【０００５】
また特開平１０−３０６３５９号公報では、ガスワイピングノズルのガス吹付け角度を水平面に対して上向きに１〜１０°傾けることにより金属スプラッシュの付着を防止する方法が提案されている。
【０００６】
前記提案によって、金属スプラッシュの鋼帯面への付着をある程度防止できる。しかし、いずれの提案においても、ガスワイピングノズルから鋼帯面への吹付けガスにより発生する、鋼帯面に沿った下降流成分は除去できない。そのため下降流成分によってめっき浴面が撹拌され、金属スプラッシュが発生する。すなわち前記提案は金属スプラッシュの発生そのものを防止する技術ではないため、金属スプラッシュの鋼帯面への付着を完全に防止することは不可能である。また、前記提案では発生した金属スプラッシュが浴面で酸化して酸化金属になるため、めっき浴面の酸化金属の掻きだし作業が不可欠であり、そのための作業負荷が増加するという問題がある。
【０００７】
さらに特開平１０−３１０８５７号公報では、整流板への金属スプラッシュ付着量が非常に多くなり、整流板のメンテナンス頻度が増大し、生産性が低下するという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、前記従来技術では避けられなかった金属スプラッシュの発生そのものを防止し、結果として鋼帯面やガスワイピングノズルへの金属スプラッシュの付着を防止し、また酸化金属の掻きだし作業を低減できる連続溶融金属めっき方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成するため、金属スプラッシュが発生する原因を詳細に検討し、以下の知見を得た。すなわち図１に示すように、ガスワイピングノズル３から吹出したガスは鋼帯１面に達した後、鋼帯１面に沿って下降流成分９と上昇流成分１０に別れる。該スプラッシュは上記成分の内、下降流成分９がめっき浴６に到達し、浴面を叩くために発生することを見いだした。そこで本発明者等は、この下降流成分９がめっき浴６に到達しないようにする方法について検討し、本発明に至ったものであり、その要旨は以下のとおりである。
【００１０】
溶融金属めっき浴から連続的に鉛直上方に引き上げられた鋼帯の表面にガスワイピングノズルを介してガスジェットを吹付けて鋼帯のめっき付着量を調整する連続溶融金属めっき方法において、ガスワイピングノズルと溶融金属めっき浴面の間に排気機構を設けるとともに、該排気機構の下部にガス吹付け手段を付設し、該ガス吹付け手段から鋼帯にガス吹付け角度θを水平方向に対して上向きに下式を満足する範囲に設定してガスを吹付けながら、該排気機構によってガスジェットの下降流及び該ガス吹き付け手段から鋼帯に吹付けたガスの上向き成分を吸引排気することを特徴とする連続溶融金属めっき方法である。
sin-1(Ｑ1-Ｑ2)/Ｑ2°＜θ＜tan-1ｂ/ａ°
但し、
ａ：ガス吹付け手段のガス吹出し口と鋼帯面間の距離
ｂ：ガス吹付け手段のガス吹出し口とガスワイピングノズル間の距離
Ｑ1：ガスワイピングノズルのガスジェット流量
Ｑ2：ガス吹付け手段のガス吹出し流量
【００１４】
本発明では、前記したような構成にしたため、ガスワイピングノズルから鋼帯に吹付けられたガスジェットの下降流がめっき浴を叩くことがなくなり、めっき浴面の金属スプラッシュの発生が抑えられる。その結果、鋼帯面やガスワイピングノズルへの金属スプラッシュの付着を低減できるので、めっき品質に優れた溶融金属めっき鋼帯を安定的に製造できるようになり、またガスワイピングノズルのメンテナンス頻度や酸化金属の掻きだし作業頻度を低減でき、生産性を向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態を説明するための連続溶融金属めっき装置の要部を示す断面図である。図２の装置には、図６に示した装置に加えて、更に、ガスワイピングノズル３から鋼帯１に吹付けられたガスジェットの下降流を吸引排気する排気装置（排気機構）７、及び、ガスワイピングノズル３のガスジェットの下降流９がめっき浴６に到達することを防止するとともに、前記ガスワイピングノズル３のガスジェットの下降流９の排気装置７による吸引排気を促進するガス吹付け装置（ガス吹付け手段）８が付設されている。図３は、図２の装置の排気装置７とガス吹付け装置８の要部を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【００１７】
図２、図３において、ガスワイピングノズル３下縁、前記ガスワイピングノズル３の鋼帯幅方向寸法（以下、幅）と同一幅の下部排気部材７ｃ、及び、ガスワイピングノズル３と下部排気部材７ｃの幅方向両端部を結ぶ面７ｄで囲まれる閉領域が排気装置７の排気部７ｂを構成しており、排気部７ｂは、図示されていない排気ポンプに接続されている。本装置では、排気装置７がガスワイピングノズル３の下部に連接して配設されていることになる。
【００１８】
ガスワイピングノズル３から吹付けられたガスジェットの下降流成分９は、鋼帯１の全幅にわたって、排気装置７の排気口７ａから、図示されていない排気ポンプによって吸引され、排気部７ｂを経て系外に排気可能に配設されている。
【００１９】
また、ガス吹付け装置８が排気装置７の下部に配設されており、その鋼帯幅方向の寸法（以下、幅）はガスワイピングノズル３幅と同一である。ガス吹付け装置８では、図示されていない加圧ポンプによって、ガス吹出し口８ａから鋼帯１に向ってガスが吹付け可能に配設されている。なお、本装置では、排気装置７の下部に連接してガス吹付け装置８が配設されており、排気装置７の下部排気部材７ｃは、ガス吹付け装置８の上部部材を兼ねている。
【００２０】
本装置では、鋼帯１はめっき浴６に連続的に浸漬され、シンクロール５で進行方向が垂直上方に変更され、サポートロール４で支持されて移動し、めっき浴６から引き上げられた位置で、ガスワイピングノズル３からガスジェットが鋼帯１面に吹付けられ、過剰に付着した溶融金属が除去される。
【００２１】
ガスワイピングノズル３から吹付けられ、鋼帯１面に達したガスジェットの下降流成分９は、排気装置７の排気口７ａから吸引されて系外に排気される。その際、ガスジェットで飛散した金属スプラッシュが同時に排気され、また下降流成分９がめっき浴面を叩くことがなくなり、めっき浴面での金属スプラッシュ及び酸化金属の発生が無くなる。その結果、金属スプラッシュによるガスワイピングノズル３の目詰まりや、鋼帯１への金属スプラッシュ付着による品質不良の問題を低減でき、めっき浴面で発生した酸化金属の掻きだし作業頻度の低減が可能で、生産性を向上できる。
【００２２】
前記装置には、排気装置７の下部にガス吹付け装置８が配設されている。ガス吹付け装置８のガス吹出し口８ａからガスを鋼帯１に吹付けることにより、ガスジェットの下降流成分９がめっき浴面を叩くことを打ち消すのに必要な排気装置７の排気能力を効率的に削減できる。またガス吹付け装置８からのガス吹付けにより、ガスジェットで飛散した金属スプラッシュをより確実に排気口７ａに誘導して系外に排気できるようになる。
【００２３】
また本発明では、ガス吹出し口８ａからのガス吹付け角度θは、水平方向に対して上向きに5°以上90°以下に設定する。前記角度θが5°未満ではガス吹出し口８ａからのガスによる新たな下降流が発生、これがめっき浴６に到達し金属スプラッシュを発生させる。一方90°越えではガスワイピングノズル３から吹付けられたガスジェットの鋼帯１に沿って流れる下降流成分９を打ち消すことが出来なくなるからである。
【００２４】
更に、本発明では、図４に示すように、ガス吹出し口８ａと鋼帯１面間の距離をａ、ガス吹出し口８ａとガスワイピングノズル３間の距離をｂ、ガスワイピングノズルのガスジェット流量をＱ１、ガス吹付け手段のガス吹出し流量をＱ２、ガス吹出し口８ａのガス吹付け角度θは、水平方向に対して上向きにｓｉｎ−１（Ｑ１−Ｑ２）／Ｑ２°＜θ＜ｔａｎ−１ｂ／ａ°の範囲に設定するのがもっとも好ましい。
【００２５】
ガス吹出し口８ａの角度θがこの角度より小さい場合は、下降流成分９を打ち消す力が小さくなり、逆に大きい場合はガスワイピングノズル３からのガスジェット流が乱され、付着量制御性に悪影響を及ぼすようになる。つまりガス吹出し口８ａの角度θを、水平方向に対して上向きに前記範囲に設定した場合に、付着量制御性を劣化させることなく下降流成分９を効率的に打ち消すことが出来る。
【００２６】
ガスワイピングノズル３からのガスジェットの下降流成分９とガス吹付け装置８から鋼帯１に吹付けられたガスの上向き成分の両方を、排気装置７によって系外に排出する必要がある。ガスジェットの下降流成分９の流量Ｑ4は、ガスジェット流量Ｑ1の1/2、すなわちＱ1/2になる。またガス吹付け装置８の上向き成分の流量Ｑ5は、Ｑ2×(1+sinθ)/2になる。従って、排気装置７の排気量Ｑ3は、Ｑ4+Ｑ5以上、すなわち、Ｑ1/2+Ｑ2×(1+sinθ)/2以上にすることが好ましい。
【００２８】
排気装置７によって系外に排出する流量が多すぎると、ガスジェット流が乱されて付着量制御性を劣化させるので、排気装置７の排気量Ｑ３は、ガスジェット流を乱さない範囲にすることが好ましい。
【００２９】
【実施例】
溶融亜鉛めっき鋼帯の製造ラインに図２に示した装置を設置した。排気口７ａ及びガス吹出し口８ａの幅はガスワイピングノズル３と同一幅とし、排気口７ａとガス吹出し口８ａの距離ａを６ｍｍ、ガス吹出し口８ａとガスワイピングノズル３の距離ｂを１００ｍｍ、ガス吹出し口８ａのガス吹出し流量をガスワイピングノズル３のガスジェット流量の約５２％、排気口７ａからの排気量をガスワイピングノズル３のガスジェット流量の約１．１倍に設定し、更にガス吹出し口８ａのガス吹付け角度θを０°から９０°まで変え、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造実験を行い、鋼帯面の金属スプラッシュの付着量を調査した。
【００３０】
調査結果を図５に示す。図５から、ガス吹付け角度θが水平方向上向きに５°以上９０°以下の場合にスプラッシュの付着量を減少する効果が大きく、特にガス吹付け角度θが８０°のときに金属スプラッシュの付着量が最も少ないことが分かった。
【００３１】
そこで、前記装置において、ガス吹付け角度θを水平面に対して上向きに８０°の角度でガスが吹出すように調整し、その他の条件は前記と同一の条件で溶融亜鉛めっき鋼帯の製造試験を行い、めっき鋼帯の金属スプラッシュに起因する格落ち率を調査したところ、排気装置とガス吹付け装置を配設してない装置を用いて溶融亜鉛めっき鋼帯を製造した従来法に比べて、金属スプラッシュに起因する格落ち率は０．１８％から０．０１％へと低減された。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来発生が抑えられなかった金属スプラッシュ及び金属酸化の発生を抑えることが可能になる。その結果、鋼帯面への金属スプラッシュの付着を低減し、外観の優れた溶融金属めっき鋼帯を安定して製造できる。更にガスワイピングノズルへの金属スプラッシュの付着を防止して、メンテナンスの軽減ができるので、生産性を向上でき、また、めっき浴面の酸化金属の掻きだし作業を低減できるので、作業負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な連続溶融金属めっき装置における、ガスジェットの流れを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の説明に使用した連続溶融金属めっき装置の要部を示す断面図である。
【図３】図２に示した連続溶融金属めっき装置の排気装置とガス吹付け装置の要部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】本発明において、ガス吹付け手段のガス吹出し口と鋼帯面間の距離ａ、ガス吹出し口とガスワイピングノズル間の距離ｂ、ガス吹付け角度θ、及びガス流量Ｑ１〜Ｑ５を説明する図である。
【図５】ガス吹付け角度θと金属スプラッシュの付着量の関係を示す図である。
【図６】一般的な連続溶融金属めっき装置の断面図である。
【符号の説明】
１  鋼帯
３  ガスワイピングノズル
４  サポートロール
５  シンクロール
６  溶融金属（めっき浴）
７  排気装置（排気機構）
７ａ  ガス排気口
８  ガス吹付け装置（ガス吹付け手段）
８ａ  ガス吹出し口
９  ガスジェットの下降流成分
１０  ガスジェットの上昇流成分
【図１】
0003589085.tif 000002
【図２】
0003589085.tif 000003
【図３】
0003589085.tif 000004
【図４】
0003589085.tif 000005
【図５】
0003589085.tif 000006
【図６】
0003589085.tif 000007