(57)【要約】【課題】スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できるガスワイピング装置を提供する。【解決手段】本発明のガスワイピング装置２０は、ワイピングノズル３０のスリット３３に挿入可能な寸法の先端プレート４４を有する清掃治具４０を備える。また、スリット３３の近傍に位置する変位センサ８０が、スリット内における飛散溶融金属の有無および位置を検出する。変位センサ８０から出力された飛散溶融金属の位置情報に基づいて、制御部７０が駆動機構を作動させて、清掃治具４０を移動させる。具体的には、先端プレート４４をスリット内に挿入させ、さらにスリット内を鋼帯の板幅方向Ｘに沿って飛散溶融金属Ｐの位置まで移動させることで、先端プレート４４により飛散溶融金属Ｐを掻き取り除去する。【選択図】図２
2018070904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属浴から引き上げられた鋼帯にガスを吹き付けて、前記鋼帯の表面の溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置であって、
前記ガスの噴射口を構成し、前記鋼帯の幅方向に延在するスリットを先端に有するワイピングノズルと、
前記スリットの外に位置して前記スリット内に挿入可能な寸法の先端プレートを含む清掃治具と、
前記清掃治具を移動させる駆動機構と、
前記駆動機構の作動を制御する制御部と、
前記スリットの近傍に位置し、前記スリット内における飛散溶融金属の有無と、前記鋼帯の板幅方向に関する前記飛散溶融金属の位置を検出する変位センサと、
を有し、前記制御部は、前記変位センサから出力された前記飛散溶融金属の位置情報に基づいて前記駆動機構を作動させて、前記先端プレートを前記スリット内に挿入させ、さらに前記スリット内を前記鋼帯の板幅方向に沿って前記飛散溶融金属の位置まで移動させることで、前記先端プレートにより前記スリット内に付着した前記飛散溶融金属を掻き取り除去することを特徴とするガスワイピング装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記先端プレートに、前記飛散溶融金属の位置を中心として前記板幅方向に所定移動量の往復運動をさせる、請求項１に記載のガスワイピング装置。
【請求項３】
前記変位センサは非接触式の光学式変位センサである、請求項１又は２に記載のガスワイピング装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、前記先端プレートを、前記スリット内で前記板幅方向に加えて、板厚方向及び／又は板長方向に移動させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【請求項５】
前記駆動機構は電動モータを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【請求項６】
前記変位センサは、前記飛散溶融金属の位置情報に関して、前記板幅方向に関する位置に加えて、板厚方向及び／又は板長方向に関する位置を含む２次元又は３次元位置情報を取得する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【請求項７】
前記先端プレートは、前記スリットの奥に向かうほど幅広の形状であり、前記先端プレートの両端が前記鋼帯の板厚方向に対してなす角θが10〜60度である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【請求項８】
溶融金属浴に連続的に鋼帯を浸漬し、
前記溶融金属浴から引き上げられる鋼帯を挟んで配置した、請求項１〜７のいずれか一項に記載の一対のガスワイピング装置から、前記鋼帯にガスを吹き付けて、該鋼帯の両面の溶融金属の付着量を調整して、
連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造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、溶融金属浴から引き上げられた鋼帯にガスを吹き付けて、鋼帯の表面の溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置、及び該ガスワイピング装置を用いた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】
溶融金属めっき鋼板の一種である溶融亜鉛めっき鋼板は、建材、自動車、家電等の分野で広く使用されている。そして、これらの用途では、外観に優れることが溶融亜鉛めっき鋼板に対して要求される。ここで、塗装後の外観は、めっき膜厚むら、疵、異物付着等の表面欠陥の影響を強く受けるため、溶融亜鉛めっき鋼板には表面欠陥が存在しないことが重要である。
【０００３】
溶融金属めっき鋼帯は、一般的には図１０に示すような連続溶融金属めっきラインで製造される。すなわち、還元雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍された鋼帯Ｓは、スナウト１０内を通過して、めっき槽１２内の溶融金属浴１４中に連続的に導入される。その後鋼帯Ｓは、溶融金属浴１４中のシンクロール１６、サポートロール１８を介して溶融金属浴１４の上方に引き上げられ、一対のワイピングノズル３０で所定のめっき厚みに調整された後に、冷却されて後工程に導かれる。一対のワイピングノズル３０は、めっき槽１２上方に、鋼帯Ｓを挟んで対向して配置され、ガスの噴射口は、鋼帯Ｓの板幅方向に延在するスリット３３により構成される。スリット３３から噴射されたガスが鋼帯Ｓの表面に吹き付けられ、その結果、余剰な溶融金属が掻き取られて、鋼帯表面のめっき付着量が調整されるとともに、鋼帯表面に付着した溶融金属が板幅方向及び板長手方向で均一化される。
【０００４】
このようなワイピングノズル３０において、ガス噴射によって飛散した溶融金属の液滴Ｐ（以下、「スプラッシュ」と称する。）がスリット３３内に付着すると、付着したスプラッシュＰがガスを遮るため、板幅方向に均一にガスを噴射することができなくなる。その結果、スリット３３内のスプラッシュＰが付着した位置に対応する鋼帯表面の位置に、膜厚むらの表面欠陥が生じる。従って、溶融金属めっき鋼帯の品質向上のためには、スリット３３に付着したスプラッシュＰを、迅速に除去する必要がある。
【０００５】
この除去作業を人手で行う場合、例えば細長い金属板の清掃治具をスリット３３に入れ、板幅方向に動かす方法がある。しかし、作業中に通板された鋼帯は全てスクラップとなるところ、この方法では作業時間が長いため、歩留りが低下する。また、非常に高温の溶融金属浴１４の近傍で行う作業のため、安全性の観点から好ましくない。
【０００６】
そこで特許文献１では、スリットの一端からスリット内にレーザビームを小出力で照射し、他端に設けた光検出部での光検出量の変化に基づいて、スリット内におけるスプラッシュの付着を検出し、スプラッシュの付着が検出された場合には、レーザ光の出力を増加して、レーザ光によりスプラッシュを溶融除去する技術が記載されている。
【０００７】
また特許文献２では以下のような技術が記載されている。一対のワイピングノズルの通板方向下流で鋼帯Ｓを挟んで対向して配置された一対の距離センサによって、めっき厚さを測定し、これが安定しない場合にスリット内にスプラッシュが付着したことを検出する。ワイピングノズルには、スリット内に挿入可能な先端プレートを有する目詰まり除去治具が備えられている。スリット内にスプラッシュが付着した場合、先端プレートをスリット内で鋼帯の板幅方向に一端から他端まで移動させ、先端プレートによりスプラッシュを掻き取り除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１２５５１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８１１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、スプラッシュを溶融させるためのレーザ光によって、スリットを形成するノズル部分も加熱されるため、当該ノズル部分が膨張し、変形してしまうという問題がある。また、スリット形成するノズル部分とスプラッシュとが合金化反応を起こし、スプラッシュが除去不可能となることが判明した。
【００１０】
また特許文献２に記載された方法では、距離センサによってスリット内にスプラッシュが付着しているかどうかの判断はできても、スプラッシュがスリット内のどこに付着しているかまでは分からない。そのため、目詰まり除去治具の先端プレートを、スリットの一端から他端まで全幅で動かす必要があり、また一回の動作で除去ができなかった場合は、その一連の動作を繰り返す必要がある。そのため、作業時間が長く、歩留りが低下するという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できるガスワイピング装置、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するべく本発明者らが鋭意検討したところ、変位センサをワイピングノズルのスリットの近傍に設置し、変位センサでスリットの内部を常に監視することで、スプラッシュがスリット内に付着した場合に、付着したという情報と、その付着位置を瞬時にデータとして出力できることに着想した。このデータに基づいて、目詰まり除去治具の先端プレートを当該付着位置まで動かして、スプラッシュを掻き取り除去する。これにより、先端プレートをスリットの一端から他端まで全幅で動かすことなく、スプラッシュを自動で効率的かつ迅速に除去できることが判明した。
【００１３】
上記知見に基づき完成された本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）溶融金属浴から引き上げられた鋼帯にガスを吹き付けて、前記鋼帯の表面の溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置であって、
前記ガスの噴射口を構成し、前記鋼帯の幅方向に延在するスリットを先端に有するワイピングノズルと、
前記スリットの外に位置して前記スリット内に挿入可能な寸法の先端プレートを含む清掃治具と、
前記清掃治具を移動させる駆動機構と、
前記駆動機構の作動を制御する制御部と、
前記スリットの近傍に位置し、前記スリット内における飛散溶融金属の有無と、前記鋼帯の板幅方向に関する前記飛散溶融金属の位置を検出する変位センサと、
を有し、前記制御部は、前記変位センサから出力された前記飛散溶融金属の位置情報に基づいて前記駆動機構を作動させて、前記先端プレートを前記スリット内に挿入させ、さらに前記スリット内を前記鋼帯の板幅方向に沿って前記飛散溶融金属の位置まで移動させることで、前記先端プレートにより前記スリット内に付着した前記飛散溶融金属を掻き取り除去することを特徴とするガスワイピング装置。
【００１４】
（２）前記制御部は、前記先端プレートに、前記飛散溶融金属の位置を中心として前記板幅方向に所定移動量の往復運動をさせる、上記（１）に記載のガスワイピング装置。
【００１５】
（３）前記変位センサは非接触式の光学式変位センサである、上記（１）又は（２）に記載のガスワイピング装置。
【００１６】
（４）前記駆動機構は、前記先端プレートを、前記スリット内で前記板幅方向に加えて、板厚方向及び／又は板長方向に移動させる、上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【００１７】
（５）前記駆動機構は電動モータを含む、上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【００１８】
（６）前記変位センサは、前記飛散溶融金属の位置情報に関して、前記板幅方向に関する位置に加えて、板厚方向及び／又は板長方向に関する位置を含む２次元又は３次元位置情報を取得する、上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【００１９】
（７）前記先端プレートは、前記スリットの奥に向かうほど幅広の形状であり、前記先端プレートの両端が前記鋼帯の板厚方向に対してなす角θが10〜60度である、上記（１）〜（６）のいずれか一項に記載のガスワイピング装置。
【００２０】
（８）溶融金属浴に連続的に鋼帯を浸漬し、
前記溶融金属浴から引き上げられる鋼帯を挟んで配置した、上記（１）〜（７）のいずれか一項に記載の一対のガスワイピング装置から、前記鋼帯にガスを吹き付けて、該鋼帯の両面の溶融金属の付着量を調整して、
連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造する溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のガスワイピング装置、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法によれば、スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態で用いる連続溶融金属めっき設備１００の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるガスワイピング装置２０の模式的な斜視図である。
【図３】ガスワイピング装置２０におけるワイピングノズル３０の、鋼帯及び浴面に垂直な模式断面図である。
【図４】ガスワイピング装置２０における清掃治具４０の模式側面図である。
【図５】清掃治具の先端プレート４４の形状の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるガスワイピング装置２０の模式側面図である。
【図７】図６に示すガスワイピング装置２０の模式上面図である。
【図８】図６に示すガスワイピング装置２０の模式正面図である。
【図９】先端プレートの両端が板厚方向に対してなす角θと、スプラッシュ除去の平均作業時間及び鋼帯歩留まりとの関係を示すグラフである。
【図１０】従来の連続溶融金属めっき設備の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図１〜５を参照して、本発明の第１の実施形態によるガスワイピング装置２０、及び該ガスワイピング装置２０を用いた溶融金属めっき鋼帯の製造方法を説明する。
【００２４】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態で用いる連続溶融金属めっき設備１００は、スナウト１０と、溶融金属を収容するめっき槽１２と、シンクロール１６と、サポートロール１８とを有する。スナウト１０は、鋼帯Ｓが通過する空間を区画する、鋼帯進行方向に垂直な断面が矩形状の部材であり、その先端は、めっき槽１２に形成される溶融金属浴１４に浸漬されている。一実施形態において、還元雰囲気の連続焼鈍炉で焼鈍された鋼帯Ｓは、スナウト１０内を通過して、めっき槽１２内の溶融金属浴１４中に連続的に導入される。その後鋼帯Ｓは、溶融金属浴１４中のシンクロール１６、サポートロール１８を介して溶融金属浴１４の上方に引き上げられ、一対のガスワイピング装置２０で所定のめっき厚みに調整された後に、冷却されて後工程に導かれる。
【００２５】
本実施形態の溶融金属めっき鋼帯の製造方法では、溶融金属浴１４に連続的に鋼帯Ｓを浸漬し、溶融金属浴１４から引き上げられる鋼帯Ｓを挟んで配置した一対のガスワイピング装置２０から、鋼帯Ｓにガスを吹き付けて、鋼帯Ｓの両面の溶融金属の付着量を調整して、連続的に溶融金属めっき鋼帯を製造するものである。
【００２６】
図１に加えて図２も参照して、一対のガスワイピング装置２０は、めっき槽１２上方に、鋼帯Ｓを挟んで対向して配置される。ガスワイピング装置２０は、その先端で鋼帯の板幅方向Ｘに延在する噴射口３３（スリット）から鋼帯Ｓに向けてガスを吹き付ける。片方のガスワイピング装置２０からは鋼帯の片面に向けてガスが吹き付けられ、他方のガスワイピング装置２０からは鋼帯の他面に向けてガスが吹き付けられる。これにより、鋼帯Ｓの両面において、余剰な溶融金属が掻き取られて、めっき付着量が調整され、かつ、板幅方向Ｘ及び板長方向Ｚで均一化される。ガスワイピング装置２０は、多様な鋼帯幅に対応するとともに、鋼帯引き上げ時の幅方向の位置ズレなどに対応するため、通常、鋼帯幅より長く構成され、鋼帯の幅方向端部より外側まで延びている。
【００２７】
本実施形態において、ガスワイピング装置２０は、ワイピングノズル３０、清掃治具４０、駆動機構５０、制御部７０、及び変位センサ８０を有する。以下、各要素について、説明する。
【００２８】
（ワイピングノズル３０）
図３を参照して、ワイピングノズル３０は、上ノズル部材３１及び下ノズル部材３２を有する。上ノズル部材３１と下ノズル部材３２とを上下に合わせることで、ワイピングノズル３０の先端にスリット３３が区画され、さらにスリット３３に連通する中空部３４が区画される。すなわち、上下ノズル部材３１，３２の先端部分は、互いに平行に対向した平面を有しており、これら平面間の空間がスリット３３となる。スリット３３は、ガスの噴射口を構成し、板幅方向Ｘに延在している。
【００２９】
ワイピングノズル３０の縦断面形状は、図３に示すように、先端に向かって先細りするテーパ形状となっている。上下ノズル部材３１，３２の先端部の厚みは、1〜3ｍｍ程度とすればよい。また、スリットの寸法は特に限定されないが、スリットの長さＬ１（図２参照）は鋼帯幅に応じて余裕を見て設定されるものであり、例えば1500〜2500ｍｍ程度とすることができ、スリットの奥行きＬ２（図３参照）は10〜30ｍｍ程度、スリットの幅Ｌ３（図３参照）は0.5〜3.0ｍｍ程度とすることができる。上下ノズル部材３１，３２は、その基端側にガス供給管３６が接続されており、ガス供給管３６と中空部３４とは、上下ノズル部材３１，３２の基端によって区画されるガス供給路３５によって連通する。図示しないガス供給機構から供給されるガスが、ガス供給管３６、ガス供給路３５、及び中空部３４を介して、スリット３３から噴射されて、鋼帯Ｓの表面に吹きつけられる。
【００３０】
ワイピングノズル３０の材質は特に限定されないが、溶融亜鉛等の溶融金属に対して親和性の無いWC、Al2O3、ZrO2等の物質をコーティングしたものを使用するのが好ましい。そうすれば溶融金属とワイピングノズル３０との間に合金層が形成されることが抑制され、スリット３３に付着したスプラッシュの除去が容易となる。
【００３１】
（清掃治具４０）
図２に加えて図４も参照して、清掃治具４０は、接続部４１、基部４２、折り曲げ部４３、及び先端部（先端プレート）４４からなる。先端プレート４４がスリット３３内に挿入されて、付着したスプラッシュを物理的に掻き取り除去する。
【００３２】
接続部４１は、清掃治具４０を後述する駆動機構５０と接続させる部位であり、本実施形態では、上ノズル部材３１の平坦面に沿って位置する板状部材である。ただし、接続部４１は、駆動機構５０の構成に応じて適宜設計されるものであり、本実施形態のような板状部材に限定されない。
【００３３】
基部４２は、接続部４１から延びる部材であり、本実施形態では、上ノズル部材３１の傾斜面に沿った板状部材である。折り曲げ部４３は、基部４２と先端プレート４４とを接続する部位である。このように、清掃治具４０は、スプラッシュを除去するために移動したときにワイピングノズル３０に干渉しないように、ワイピングノズル３０に合わせた形状となっている。
【００３４】
先端プレート４４は、スリット３３の内部を移動できるように、スリット３３に合わせた形状となっている。先端プレート４４の寸法は、スリット３３内に挿入可能であれば特に限定されないが、厚みはスリット３３の厚みよりも0.1ｍｍ以上小さいことが好ましい。スリット３３と先端プレート４４との厚み差を0.1ｍｍ以上確保することで、先端プレート４４がスリット内を板幅方向Ｘに移動する際に、スリット内に引っかかることがなく、スプラッシュの除去を確実に行うことができる。先端プレート４４の寸法としては、例えば厚さが0.5〜3.0ｍｍ程度、幅が10〜60ｍｍ程度、長さ（スリットの奥行き方向の長さ）が10〜30ｍｍ程度とすることができる。
【００３５】
先端プレート４４の形状は、図２に示すように矩形とすることができる。また、他の実施形態として、図５に示すように、先端プレート４４の両端が鋼帯の板厚方向Ｙ（スリットの奥行き方向）に対して傾斜した形状、すなわち、スリットの奥に向かうほど幅広の形状とすることが好ましい。このとき、先端プレートの両端４４Ａ，４４Ｂが板厚方向Ｙに対してなす角θ１，θ２は10〜60度であることが好ましい。θ１，θ２を10度以上とすることにより、先端プレート４４がスリット３３の内部で板幅方向に移動したときに、スプラッシュをスリット３３の外部に押し出す力を付与することができ、スプラッシュをより効率的に除去することができる。ただし、θ１，θ２が大き過ぎると、そもそもスプラッシュに付与できる力が小さくなるため、θ１，θ２は60度以下とすることが好ましい。
【００３６】
先端プレート４４の材質は特に限定されないが、溶融亜鉛等の溶融金属に対して親和性の無いWC、Al2O3、ZrO2等の物質をコーティングしたものを使用するのが好ましい。そうすれば溶融金属と先端プレート４４との間に合金層が形成されることが抑制され、スリット３３に付着したスプラッシュの除去が容易となる。
【００３７】
（駆動機構５０）
図２を参照して、駆動機構５０は、リニアガイド５２、ボールネジ５３、カップリング５４、及び電動モータ５５を備え、清掃治具４０を板幅方向Ｘに沿って移動させることができる。リニアガイド５２は、レール５２Ａとブロック５２Ｂを備える。レール５２Ａは、上ノズル部材３１の水平面の上に設置されて板幅方向Ｘに沿って延在する。ブロック５２Ｂは、レール５２Ａと勘合し、レール５２Ａに沿って移動可能である。また、ブロック５２Ｂは清掃治具の接続部４１と接続されている。ボールネジ５３は、リニアガイド５２の上方で板幅方向Ｘに沿って延在する軸５３Ａと、該軸に取り付けられ、軸に沿って移動可能なブロック５３Ｂとを備える。ブロック５３Ｂとブロック５２Ｂとは接続されている。ボールネジの軸５３Ａの一端は、カップリング５４を介してボールネジ駆動用の電動モータ５５と接続されている。電動モータ５５を作動させることによって、ボールネジのブロック５３Ｂが軸５３Ａに沿って移動する。その結果、清掃治具４０は、リニアガイド５２に沿って板幅方向Ｘに移動し、先端プレート４４はスリット３３内を板幅方向Ｘに沿って移動することができる。また、本実施形態では駆動機構としてボールネジ５３と電動モータ５５の組み合わせを使用しているため、先端プレート４４をスリット内の板幅方向Ｘに関して任意の位置に移動・停止させることができる。
【００３８】
先端プレート４４がスリット３３の内の板幅方向に関する任意の位置に移動でき、かつ、通常操業時にはスリットの外部に待機できるように、リニアガイド５２はワイピングノズル３０の幅方向全長と、その外側に所定長さにわたって設置されている。電動モータ５５の種類は特に限定されないが、例えばサーボモーターやステップモーターが好ましい。
【００３９】
（制御部７０）
図２を参照して、制御部７０は、駆動機構５０の作動を制御する。本実施形態では、制御部７０は、ボールネジ駆動用の電動モータ５５の作動を制御するものであり、後述する変位センサ８０が出力した測定データの入力を受けて、電動モータ５５を作動させる。
【００４０】
（変位センサ８０）
図２を参照して、変位センサ８０は、スリット３３の近傍に位置し、スリット３３内における飛散溶融金属の有無および位置を検出する。測定精度と測定可能距離の観点から、本実施形態において、変位センサ８０は非接触式の光学式変位センサであることが好ましい。例えば、株式会社キーエンス製１次元レーザ変位計LK-G5000シリーズを好適に用いることができる。このような１次元レーザ変位センサを、スリット３３の板幅方向Ｘ端部の外側に設置し、当該センサでスリット３３の内部を板幅方向Ｘに沿って常に監視する。これにより、スプラッシュＰがスリット３３内に付着した場合に、付着したという情報と、その付着位置情報（板幅方向Ｘに関するスプラッシュの位置情報）を、測定値の変動量から瞬時にデータとして出力することができる。出力されたデータは制御部７０に送られる。
【００４１】
（スプラッシュの除去方法）
以上の構成を有するガスワイピング装置２０による、スリット内に付着したスプラッシュの除去方法を、図２を参照して説明する。連続溶融金属めっき設備１００に鋼帯Ｓを通板する通常操業中、ガスワイピング装置２０は鋼帯Ｓに向けてガスを噴射しつつ、変位センサ８０はスリット３３の内部を板幅方向Ｘに沿って常に監視する。通常操業時、清掃治具４０は先端プレート４４がスリット３３から外れるように予め決められた待機位置にいる。
【００４２】
変位センサ８０は、スプラッシュＰがスリット３３内に付着したことを検知したら、付着ありとの情報と、板幅方向Ｘに関するスプラッシュの位置情報を制御部７０に送信する。
【００４３】
制御部７０は、変位センサ８０からスプラッシュの位置情報の入力を受け、電動モータ５５を作動させる。具体的には、先端プレート４４をスリット３３内に挿入させ、さらにスリット内を板幅方向Ｘに沿ってスプラッシュの位置まで移動させる。このようにして、先端プレート４４によりスリット内に存在するスプラッシュＰを掻き取り除去する。
【００４４】
本実施形態によれば、板幅方向に関するスプラッシュの位置情報を変位センサ８０によって把握でき、しかも、先端プレート４４を自動でスリット内の板幅方向Ｘに関する任意の位置に移動・停止させることができるので、先端プレート４４をスリットの一端から他端まで全幅で動かすことなく、スプラッシュを自動で効率的かつ迅速に除去できる。
【００４５】
また、制御部７０は、先端プレート４４に、スプラッシュの位置を中心として板幅方向Ｘに所定移動量の往復運動をさせることが好ましい。先端プレート４４がスプラッシュの位置を中心として小刻みに往復運動することで、スプラッシュをより確実に除去できる。板幅方向Ｘの往復運動の幅は特に限定されないが、5〜50ｍｍとすることができる。
【００４６】
先端プレート４４を板幅方向Ｘに移動させる場合、推力は30〜100kgf、移動速度は200〜1000mm/s程度が好ましい。
【００４７】
なお、スプラッシュが除去されたか否かの確認は、除去作業中、定期的に先端プレート４４を待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認することにより、行うことができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
駆動機構５０は、先端プレート４４を、スリット３３内で板幅方向Ｘに加えて、板厚方向Ｙ及び／又は板長方向Ｚに移動させることが可能であることが好ましい。このような２軸又は３軸の移動によって、より迅速にかつ確実にスプラッシュを除去することができる。以下、本発明の第２の実施形態として、図６〜８を参照して、先端プレート４４をスリット３３内で板幅方向Ｘと板厚方向Ｙに２軸移動可能な駆動機構５０を有するガスワイピング装置を説明する。なお、本実施形態は、駆動機構５０の構成を除いて、第１の実施形態の説明を援用する。
【００４９】
図６を参照して、駆動機構５０は、上ボックス５１及び下ボックス６１を備える。図６に加えて図７，８も参照して、上ボックス５１には、リニアガイド５２、ボールネジ５３、カップリング５４、ボールネジ駆動用電動モータ５５、及びピニオン駆動用電動モータ５６が収容されている。図６に加えて図８も参照して、下ボックス６１には、リニアガイド６２と、ラック歯車６３及びピニオン６４からなるラック・アンド・ピニオン機構とが収容されている。なお、図６〜８においては、先端プレート４４をＸＹ方向に移動させるための機構を説明する目的で、ワイピングノズル３０に対して駆動機構５０の各要素の寸法を実際より大きく誇張して示している。
【００５０】
まず図６，７を参照して、先端プレート４４を板幅方向Ｘに移動させるための機構を説明する。２本のリニアガイド５２が上ボックス５１内に平行に設置されている。各リニアガイド５２は、レール５２Ａとブロック５２Ｂを備える。レール５２Ａは、上ボックス５１に対して固定され、板幅方向Ｘに沿って延在する。ブロック５２Ｂは、レール５２Ａと勘合し、レール５２Ａに沿って移動可能である。また、ブロック５２Ｂは清掃治具の接続部４１と接続されている。ボールネジ５３は、板幅方向Ｘに沿って延在する軸５３Ａと、該軸に取り付けられ、軸に沿って移動可能なブロック５３Ｂとを備える。ブロック５３Ｂとブロック５２Ｂとは接続されている。ボールネジの軸５３Ａの一端は、カップリング５４を介してボールネジ駆動用の電動モータ５５と接続されている。電動モータ５５を作動させることによって、ボールネジのブロック５３Ｂが軸５３Ａに沿って移動する。その結果、清掃治具４０は、２本のリニアガイド５２に沿って板幅方向Ｘに移動し、先端プレート４４はスリット３３内を板幅方向Ｘに沿って移動することができる。また、本実施形態では駆動機構としてボールネジ５３と電動モータ５５の組み合わせを使用しているため、先端プレート４４をスリット内の板幅方向Ｘに関して任意の位置に移動・停止させることができる。
【００５１】
次に図７，８を参照して、先端プレート４４を板厚方向Ｙに移動させるための機構を説明する。まず、２本のリニアガイド６２が下ボックス６２内に収容されている。各リニアガイド６２は、レール６２Ａとブロック６２Ｂを備える。レール６２Ａは、下ボックス６１に対して固定され、板厚方向Ｙに沿って延在する。ブロック６２Ｂは、レール６２Ａと勘合し、レール６２Ａに沿って移動可能であるとともに、上ボックス５１に対して固定されている。また、ラック歯車６３は、下ボックス６１に対して固定されている。ピニオン６４の中空部には、上ボックス５１内に収容されているピニオン駆動用電動モータ５６の回転軸５６Ａが挿入されている。そのため、電動モータ５６を作動させると、固定されたラック歯車６３と噛み合ったピニオン６４が、リニアガイド６２に沿って板厚方向Ｙに移動する。上ボックス５１に固定された電動モータ５６は、ピニオン６４とも接続しているので、ピニオン６４の移動に伴って、固定された下ボックス６１に対して上ボックス５１が板厚方向Ｙにスライド移動する。その結果、清掃治具４０もリニアガイド６２に沿って板厚方向Ｙに移動し、先端プレート４４はスリット３３内を板厚方向Ｙに沿って移動することができる。
【００５２】
本実施形態では、変位センサ８０から板幅方向Ｘに関するスプラッシュの位置情報の入力を受けて、以下のように先端プレート４４を移動させる。まず、ボールネジ駆動用の電動モータ５５を作動させて、先端プレート４４をスリット３３内に挿入させ、さらにスリット内を板幅方向Ｘに沿ってスプラッシュの位置まで移動させる。その後、電動モータ５５の制御による、スプラッシュの位置を中心とした板幅方向Ｘの往復運動と、ピニオン駆動用電動モータ５６の制御による、板厚方向Ｙの往復運動とを、交互または同時に行うことができる。このように、先端プレート４４がスプラッシュの位置を中心として板幅方向Ｘと板厚方向Ｙに小刻みに往復運動することで、スプラッシュをより確実に除去できる。板厚方向Ｙの往復運動の幅は特に限定されないが、5〜50ｍｍとすることができる。
【００５３】
先端プレート４４を板厚方向Ｙに移動させる場合、推力は30〜100kgf、移動速度は10〜50mm/s程度が好ましい。
【００５４】
（変位センサの変形例）
変位センサ８０は、スプラッシュの位置情報に関して、板幅方向Ｘに関する位置に加えて、板厚方向Ｙ及び／又は板長方向Ｚに関する位置を含む２次元又は３次元位置情報を取得可能なものとすることが好ましい。これにより、スリット内に付着したスプラッシュのより正確な位置情報を得ることができる。例えば、変位センサ８０として、株式会社キーエンス製２次元レーザ変位計LJ-Vシリーズ等の２次元レーザ変位センサを用いることによって、板幅方向Ｘと板厚方向Ｙに関するスプラッシュの２次元位置情報を取得できる。
【００５５】
また、２次元変位センサを、鋼帯の板長方向Ｚに沿ってスリット３３の範囲内で常に往復移動させることによって、スプラッシュの位置情報に関して、板幅方向Ｘ、板厚方向Ｙ、及び板長方向Ｚに関するスプラッシュの３次元位置情報を取得できる。
【００５６】
ＸＹ２次元位置情報やＸＹＺ３次元位置情報を得た場合の清掃治具４０の移動に関しては、第１および第２の実施形態と同様に、（１）先端プレート４４をスプラッシュの位置までＸ方向に移動させる態様、（２）先端プレート４４をスプラッシュの位置までＸ方向に移動させ、その後スプラッシュの位置を中心として小刻みにＸ方向に往復運動させる態様、（３）先端プレート４４をスプラッシュの位置までＸ方向に移動させ、その後スプラッシュの位置を中心として小刻みにＸＹ方向に往復運動させる態様を挙げることができる。
【００５７】
本発明のガスワイピング装置２０、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法を適用して製造できるのは、溶融亜鉛めっき鋼板を挙げることができ、これは、溶融亜鉛めっき処理後合金化処理を施さないめっき鋼板（ＧＩ）と、合金化処理を施すめっき鋼板（ＧＡ）のいずれも含むが、これに限定されず、溶融金属めっき鋼板全般を製造可能である。
【実施例】
【００５８】
図３に示すワイピングノズルを有し、図１の基本構成を有する連続溶融亜鉛めっき設備を用いて、板厚1.0ｍｍ、板幅1800ｍｍ、引張強さ450MPa以下の鋼帯を通板速度2.5m/sで溶融亜鉛浴に進入させて、溶融亜鉛めっき鋼帯を製造した。ワイピングノズルのスリットの寸法は、長さＬ１が2000ｍｍ、奥行きＬ２が20ｍｍ、幅Ｌ３が1.2ｍｍである。
【００５９】
厚み1.0ｍｍ、幅30ｍｍ、長さ20ｍｍの寸法の先端プレートを有する清掃治具を使用した。先端プレートの形状は、発明例１〜３及び比較例では矩形とし、発明例４ではθ１，θ２を0〜80度の範囲で種々変更した。なお、θ１，θ２が0度でない場合の幅30ｍｍは、スリットの手前側での幅である。各発明例において、株式会社キーエンス製２次元レーザ変位計LJ-Vシリーズの２次元レーザ変位センサを用いて、スプラッシュのＸＹ２次元位置情報を取得可能とした。
【００６０】
以下、各発明例及び比較例で使用した駆動機構及び先端プレートの移動手順を説明する。
【００６１】
（発明例１）
駆動機構は、図２に示す構成の、先端プレートをＸ方向に移動可能なものとした。変位センサが、スプラッシュがスリット内に付着したことを検知したら、制御部が電動モータを作動させ、先端プレートを待機位置からスプラッシュの位置までＸ方向に移動させた。その後、先端プレートを待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認した。表面欠陥が消失しない場合には、スプラッシュが除去しきれていないので、先端プレートを再度待機位置からスプラッシュの位置までＸ方向に移動させ、その後待機位置に戻した。これを、表面欠陥が消失し、スプラッシュが除去しきれるまで行った。
【００６２】
（発明例２）
駆動機構は、図２に示す構成の、先端プレートをＸ方向に移動可能なものとした。変位センサが、スプラッシュがスリット内に付着したことを検知したら、制御部が電動モータを作動させ、先端プレートを待機位置からスプラッシュの位置までＸ方向に移動させた。その後、先端プレートを、スプラッシュの位置を中心として20ｍｍの距離を小刻みにＸ方向に10秒間往復運動させた。その後、先端プレートを待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認した。表面欠陥が消失しない場合には、スプラッシュが除去しきれていないので、再度同じ態様で先端プレートを移動させて、待機位置に戻した。これを、表面欠陥が消失し、スプラッシュが除去しきれるまで行った。
【００６３】
（発明例３）
駆動機構は、図６〜８に示す構成の、先端プレートをＸＹ方向に移動可能なものとした。変位センサが、スプラッシュがスリット内に付着したことを検知したら、制御部が電動モータを作動させ、先端プレートを待機位置からスプラッシュの位置までＸ方向に移動させた。その後、先端プレートを、スプラッシュの位置を中心として20ｍｍの距離を小刻みにＸ方向に5秒間往復運動させ、さらに、スプラッシュの位置を中心として20ｍｍの距離を小刻みにＹ方向に5秒間往復運動させた。その後、先端プレートを待機位置に戻して鋼帯表面を目視で観察し、膜厚むらに起因する表面欠陥が消失したかを確認した。表面欠陥が消失しない場合には、スプラッシュが除去しきれていないので、再度同じ態様で先端プレートを移動させて、待機位置に戻した。これを、表面欠陥が消失し、スプラッシュが除去しきれるまで行った。
【００６４】
（比較例）
特許文献２に記載の方法で、スリット内に付着したスプラッシュを除去した。すなわち、スリットの近傍に変位センサは設けず、鋼板を挟んで配置した一対の距離センサによって、スプラッシュの付着有無を検出した。また、先端プレートは電動モータではなくエアシリンダによって板幅方向Ｘに沿って移動させた。エアシリンダを用いているため、スリット内の板幅方向Ｘの任意の場所で先端プレートを停止させることはできず、１回の移動はスリット内の一端から他端までを往復するものとなる。スプラッシュ付着が検出されたら、この往復運動を行った。スプラッシュの除去が完了したかは、発明例１〜３と同様に、鋼帯表面の目視観察により行い、上記往復運動をスプラッシュが除去しきれるまで繰り返した。
【００６５】
＜平均作業時間及び歩留まりの評価＞
発明例１〜３及び比較例において、検出された付着スプラッシュを除去する作業を10回行い、作業開始から作業完了までの平均作業時間を求めた。また、製造工程３時間の中でスプラッシュ除去作業が１回発生したと仮定して、鋼帯の歩留まりを計算した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2018070904.tif 000003
【００６７】
表１から明らかなように、発明例１〜３では、比較例よりも平均作業時間を大幅に短縮できており、高い歩留まりを実現できた。
【００６８】
（発明例４）
駆動機構、及び先端プレートの移動態様に関しては、発明例３と同じとした。発明例４において、θ１，θ２を0〜80度の範囲で種々変更した各ケースにおいて、平均作業時間及び歩留まりの評価を同様に行った結果を、図９に示す。図９から明らかなように、θ１，θ２を10〜60度とした場合に、平均作業時間を特に短くすることができ、歩留まりを特に高くすることができた。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のガスワイピング装置、及び溶融金属めっき鋼帯の製造方法によれば、スリットに付着した溶融金属スプラッシュを迅速に除去できる。よって、溶融金属めっき鋼帯を高い歩留まりで製造することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００  連続溶融金属めっき設備
１０  スナウト
１２  めっき槽
１４  溶融金属浴
１６  シンクロール
１８  サポートロール
２０  ガスワイピング装置
３０  ワイピングノズル
３１  上ノズル部材
３２  下ノズル部材
３３  噴射口（スリット）
３４  中空部
３５  ガス供給路
３６  ガス供給管
４０  清掃治具
４１  接続部
４２  基部
４３  折り曲げ部
４４  先端部（先端プレート）
５０  駆動機構
５１  上ボックス
５２  リニアガイド
５３  ボールネジ
５４  カップリング
５５  ボールネジ駆動用電動モータ
５６  ピニオン駆動用電動モータ
６１  下ボックス
６２  リニアガイド
６３  ラック歯車
６４  ピニオン
７０  制御部
８０  変位センサ
Ｓ  鋼帯
Ｐ  スプラッシュ
Ｌ１  スリットの長さ
Ｌ２  スリットの奥行き
Ｌ３  スリットの幅
Ｘ  鋼帯の板幅方向（スリットの長さ方向）
Ｙ  鋼帯の板厚方向（スリットの奥行き方向）
Ｚ  鋼帯の板長方向（スリットの幅方向）
【図１】
2018070904.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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