(57)【要約】【課題】溶融亜鉛のＡｌ濃度の低下を抑制し、ボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難い鋼板をより確実に製造すること。【解決手段】本発明に係る鋼帯の溶融亜鉛めっき装置１は、めっき槽４に収容されためっき浴３中に配置され、当該めっき浴３に導入される鋼帯２の通帯方向を変えるシンクロール６と、上記鋼帯の通帯方向が変わる前後の上記鋼帯２の内側領域に配置され、上記鋼帯の幅方向に沿って伸び、整流面２１ａを有する整流板２１と、を備え、整流面２１ａとめっき浴３の深さ方向に進入する鋼帯２ａとの水平距離は、整流板２１の長手方向の一端から他端に向かうにつれて短くなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき槽に収容されためっき浴中に配置され、当該めっき浴に導入される鋼帯の通帯方向を変えるシンクロールと、
前記鋼帯の通帯方向が変わる前後の前記鋼帯の内側領域に配置され、前記鋼帯の幅方向に沿って伸び、整流面を有する整流板と、
を備え、
前記整流面と前記めっき浴の深さ方向に進入する前記鋼帯との水平距離は、当該整流板の長手方向の一端から他端に向かうにつれて短くなる、鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項２】
前記整流板は、前記シンクロールの深さ方向における上方に独立して設けられる、請求項１に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項３】
先端部が前記めっき浴に浸漬するように配置され、前記鋼帯を当該先端部の内側を通過させて前記めっき浴に導入するスナウトをさらに備え、
前記整流板は、前記スナウトの前記先端部の前記内側領域側の壁部の一部により構成される、請求項１に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項４】
先端部が前記めっき浴に浸漬するように配置され、前記鋼帯を当該先端部の内側を通過させて前記めっき浴に導入するスナウトをさらに備え、
前記整流板は、前記スナウトの前記先端部の前記内側領域側の壁部の下部に配置される、請求項１に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項５】
前記めっき浴中において前記シンクロールの上部に配置され、前記通帯方向が変わった後に前記めっき浴から引き上げられる鋼帯を支持するサポートロールをさらに備え、
前記めっき槽は、前記めっき浴から引き上げられる鋼帯に対向する前壁部と、前記前壁部の両端からそれぞれ延在する一対の側壁部を含み、
前記一対の側壁部のいずれか一方に、前記めっき槽の外側において前記めっき槽の形成する空間と連通し、前記サポートロールを回転させる駆動軸を配設するための駆動軸配設部が設けられ、
前記めっき浴に進入する鋼帯と前記シンクロールとが接触する領域から上昇する吐出流が、前記整流面に到達したのちに前記整流面の長手方向に沿って前記駆動軸配設部が設けられた側壁部に向かう方向に転換するように、前記整流板が設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項６】
前記整流板が前記シンクロールの深さ方向における上方に独立して設けられる場合、
前記整流面と前記めっき浴の深さ方向に進入する前記鋼帯との水平距離は、前記整流板の長手方向の両端のうち、前記駆動軸配設部が設けられた側壁部に近接する側の一端から他端に向かうにつれて短くなる、請求項５に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項７】
先端部が前記めっき浴に浸漬するように配置され、前記鋼帯を当該先端部の内側を通過させて前記めっき浴に導入するスナウトをさらに備え、前記整流板が前記スナウトの前記先端部の前記内側領域側の壁部の一部により構成される場合、
前記整流面と前記めっき浴の深さ方向に進入する前記鋼帯との水平距離は、前記整流板の長手方向の両端のうち、前記駆動軸配設部が設けられた側壁部に近接する側の一端から他端に向かうにつれて長くなる、請求項５に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項８】
先端部が前記めっき浴に浸漬するように配置され、前記鋼帯を当該先端部の内側を通過させて前記めっき浴に導入するスナウトをさらに備え、前記整流板が前記スナウトの前記先端部の前記内側領域側の壁部の下部に配置される場合、
前記整流面と前記めっき浴の深さ方向に進入する前記鋼帯との水平距離は、前記整流板の長手方向の両端のうち、前記駆動軸配設部が設けられた側壁部に近接する側の一端から他端に向かうにつれて長くなる、請求項５に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【請求項９】
前記鋼帯の幅方向に垂直な断面視において、前記整流面と鉛直面とのなす角度は４５度以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の鋼帯の溶融亜鉛めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の溶融亜鉛めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶融亜鉛系めっき鋼板を連続的に製造する場合、溶融亜鉛めっき漕（以下、単にめっき槽と称する）内で鋼帯等の金属帯を浸漬しながら移動させてめっきを施す方法が用いられている。この際、めっき漕内の底部に沈殿または堆積した不純物であるボトムドロスが、めっき処理中に鋼帯の移動に伴って巻き上がり、鋼帯表面に付着し、ボトムドロス疵と呼ばれる疵を発生させ、鋼板の外観を損なうことが知られている。
【０００３】
例えば、鉄亜鉛（Ｆｅ−Ｚｎ）の化合物であるボトムドロスは、めっき浴中のアルミニウム（Ａｌ）濃度が低くなると析出する。めっき漕内のＡｌ濃度が不均一になると、漕内でＡｌ濃度の低い領域が発生する。そうすると、ＦｅとＺｎとの反応が促進され、ボトムドロスが発生する。一旦このようなボトムドロスが発生すると、その後にＡｌ濃度が高くなったとしてもボトムドロスの溶出又は再溶解は進行し難い。従って、ボトムドロスは漕内の底部に沈降し、巻き上がることによって上述したようなボトムドロス疵を発生させてしまう。
【０００４】
このため、例えば、下記特許文献１には、シンクロールまたはめっき浴底部の近傍に多孔板等の形状の整流板を設けて、めっき浴底部に沈降しているボトムドロスの巻き上げを抑制する技術が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、めっき漕を多孔質セラミック製のろ過フィルタを始めとするろ過装置で処理し、めっき浴中に含まれるボトムドロスを分離する技術が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献３には、めっき浴内に進入する鋼帯とシンクロールとの間に形成される楔形状の領域の近傍に整流板を配置し、当該領域からの上方への溶融金属浴中の流れを横方向へ変換し、当該領域のドロスを当該領域から排出する技術が開示されている。
【０００７】
また、下記特許文献４には、Ａｌ−Ｚｎインゴット投入部近傍の高Ａｌ濃度のめっき浴、あるいは予めプリメルトした高Ａｌ濃度のめっき浴を浴中ポンプで吸入し、高Ａｌ濃度のめっき浴をＡｌ濃度の低い鋼帯へ直接噴射する技術が開示されている。
【０００８】
また、下記特許文献５には、めっき浴内のシンクロールの上方に整流板が設けられ、整流板の片面がスナウトとシンクロールとの間の鋼板に対向し、当該片面と当該鋼板との最短距離が、当該片面の中央部から水平方向に両端に向かうにつれて漸増する形状を有することを特徴とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４８３４０８７号公報
【特許文献２】特開平８−３７０５号公報
【特許文献３】特開２０００−１１９８２９号公報
【特許文献４】特開平０１−１７７３４５号公報
【特許文献５】特開２０１６−１５６０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、整流板をめっき浴内の深部に設置する必要があるため、整流板上にボトムドロスが堆積するという問題が生じる。また、整流板上に一旦ボトムドロスが堆積すると、堆積したボトムドロスを除去することは困難である。したがって、整流板上に堆積したボトムドロスが巻き上げられ、整流板が新たなボトムドロスの発生源になってしまう問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献２に開示された技術では、ろ過装置を設けるために重厚な設備構成を必要とし、また、ろ過フィルタの閉塞トラブルが生じやすいためにろ過フィルタを高頻度で交換する必要がある。そのため、実用設備へ適用して安定的な操業を行うことは困難である。
【００１２】
また、上記特許文献３に開示された技術は、楔形状の領域から上昇する流れに乗じたボトムドロスの滞留を抑制するものの、めっき浴内に進入した鋼帯表面のＡｌ濃度の低い状態は解消されにくい。そのため、ボトムドロスの発生そのものを抑制することは困難である。
【００１３】
以上のように、特許文献１〜３に開示された技術は、いずれもボトムドロスが発生した後の対処療法に止まっており、ボトムドロスの発生を抜本的に抑制することは困難であった。
【００１４】
また、上記特許文献４に開示された技術では、高Ａｌ濃度のめっき浴を吸入して、高Ａｌ濃度のめっき浴をＡｌ濃度の低い鋼帯へ直接噴射するために、浴中ポンプを設ける必要があり、装置の構成が複雑化し、製造コストが増大する問題がある。また、特許文献４に開示された技術に関し、めっき浴内で鋼帯とめっき層の界面に形成されるＡｌ−Ｆｅバリア層の形成量は、めっき浴のＡｌ濃度によって大きな影響を受け、めっき浴のＡｌ濃度が高くなるとＡｌ−Ｆｅバリア層の形成量が増大する。高Ａｌ濃度のめっき浴を鋼板近傍に直接噴出すると、めっき浴中でのＡｌ−Ｆｅバリア層の形成量が増大するため、後段の合金化炉内での合金化速度が遅延して合金化むらを生じやすくなる問題がある。
【００１５】
さらに、Ａｌ−Ｚｎインゴットは、通常めっき浴漕内に数十分間〜１時間程度のピッチでバッチ供給されているため、Ａｌ−Ｚｎインゴット投入部周辺のめっき浴中のＡｌ濃度は経時的に変動している。このため、Ａｌ−Ｚｎインゴット溶解部近傍のめっき浴を鋼板近傍に直接供給すると、めっき浴のＡｌ濃度変動に伴ってＡｌ−Ｆｅバリア層形成量が変動し易くなり、後段の合金化炉において安定した合金化速度の下で製造を行うことが困難となる。近年は溶融亜鉛めっき鋼板の品質への要求が厳しくなっていることから、特許文献４に開示された方法をボトムドロス疵抑制のための実用的な技術として適用することは困難である。
【００１６】
以上のように、後段の合金化炉での合金化反応に影響を及ぼさずにめっき浴のＡｌ濃度を均一化させる技術は存在しなかった。
【００１７】
また、上記特許文献５に開示された技術では、ボトムドロスを三角地帯の外側へ排出するために、鋼板とめっき浴の間に形成される三角地帯の内側から外部へと向かう流れが形成される。しかし、かかる技術では、三角地帯の外側から内部へと向かう流れは形成されにくい。そうすると、当該三角地帯に滞留する溶融亜鉛のＡｌ濃度の低い状態は解消されにくい。したがって、ボトムドロスの発生そのものを抑制することは困難である。
【００１８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶融亜鉛のＡｌ濃度の低下を抑制し、ボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難い鋼板をより確実に製造することが可能な、新規かつ改良された鋼帯の溶融亜鉛めっき装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、めっき槽に収容されためっき浴中に配置され、当該めっき浴に導入される鋼帯の通帯方向を変えるシンクロールと、上記鋼帯の通帯方向が変わる前後の上記鋼帯の内側領域に配置され、上記鋼帯の幅方向に沿って伸び、整流面を有する整流板と、を備え、上記整流面と上記めっき浴の深さ方向に進入する上記鋼帯との水平距離は、当該整流板の長手方向の一端から他端に向かうにつれて短くなる、鋼帯の溶融亜鉛めっき装置が提供される。
【００２０】
上記整流板は、上記シンクロールの深さ方向における上方に独立して設けられてもよい。
【００２１】
先端部が上記めっき浴に浸漬するように配置され、上記鋼帯を当該先端部の内側を通過させて上記めっき浴に導入するスナウトをさらに備え、上記整流板は、上記スナウトの上記先端部の上記内側領域側の壁部の一部により構成されてもよいし、または、上記整流板は、上記スナウトの上記先端部の上記内側領域側の壁部の下部に配置されてもよい。
【００２２】
上記めっき浴中において上記シンクロールの上部に配置され、上記通帯方向が変わった後に上記めっき浴から引き上げられる鋼帯を支持するサポートロールをさらに備え、上記めっき槽は、上記めっき浴から引き上げられる鋼帯に対向する前壁部と、上記前壁部の両端からそれぞれ延在する一対の側壁部を含み、上記一対の側壁部のいずれか一方に、上記めっき槽の外側において上記めっき槽の形成する空間と連通し、上記サポートロールを回転させる駆動軸を配設するための駆動軸配設部が設けられ、上記めっき浴に進入する鋼帯と上記シンクロールとが接触する領域から上昇する吐出流が、上記整流面に到達したのちに上記整流面の長手方向に沿って上記駆動軸配設部が設けられた側壁部に向かう方向に転換するように、上記整流板が設けられてもよい。
【００２３】
上記整流板が上記シンクロールの深さ方向における上方に独立して設けられる場合、上記整流面と上記めっき浴の深さ方向に進入する上記鋼帯との水平距離は、上記整流板の長手方向の両端のうち、上記駆動軸配設部が設けられた側壁部に近接する側の一端から他端に向かうにつれて短くなってもよい。
【００２４】
先端部が上記めっき浴に浸漬するように配置され、上記鋼帯を当該先端部の内側を通過させて上記めっき浴に導入するスナウトをさらに備え、上記整流板が上記スナウトの上記先端部の上記内側領域側の壁部の一部により構成される場合、または、上記整流板は、上記スナウトの上記先端部の上記内側領域側の壁部の下部に配置される場合、上記整流面と上記めっき浴の深さ方向に進入する上記鋼帯との水平距離は、上記整流板の長手方向の両端のうち、上記駆動軸配設部が設けられた側壁部に近接する側の一端から他端に向かうにつれて長くなってもよい。
【００２５】
上記整流板は、上記シンクロールの深さ方向における上方に独立して設けられてもよい。
【００２６】
上記鋼帯の幅方向に垂直な断面視において、上記整流面と面とのなす角度は４５度以下であってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、溶融亜鉛のＡｌ濃度の低下を抑制し、ボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難い鋼板をより確実に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の構成の一例を側面から見た模式図である。
【図２】溶融亜鉛の流れの挙動およびＡｌ濃度の分布の解析結果の一例を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の側方断面図である。
【図４】同実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の図３のＩＶ−ＩＶ’切断線における断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の側方断面図である。
【図６】同実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の図５のＶＩ−ＶＩ’切断線における断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の側方断面図である。
【図８】同実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置の図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ’切断線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３０】
なお、以下の図１〜図８において、めっき槽４の深さ方向を深さ方向Ｄ、鋼帯２の幅方向を幅方向Ｗ、深さ方向Ｄおよび幅方向Ｗの成分からなる平面に直交する方向（すなわち、幅方向Ｗに水平に直交する方向）を長さ方向Ｌとする。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の構成の一例を側面から見た模式図である。溶融亜鉛めっき装置１は、溶融亜鉛を満たしためっき浴３に鋼帯２を浸漬させることにより、鋼帯２の表面に溶融亜鉛を連続的に付着させるための装置である。
【００３２】
図１に示すように、溶融亜鉛めっき装置１は、めっき浴３を収容するめっき槽４、スナウト５、シンクロール６、フロントサポートロール７、バックサポートロール８、フロントインダクタ９、バックインダクタ１０、および駆動軸配設部１１を備える。なお、本明細書において、シンクロール６により折り返される前の鋼帯２を鋼帯２ａ、折り返された後の鋼帯２を鋼帯２ｂと称することもある。
【００３３】
めっき槽４は、溶融亜鉛からなるめっき浴３を貯留する。なお、本実施形態に係るめっき浴３の組成としては、例えば０．１４質量％Ａｌ−残部Ｚｎ程度であり、さらに、めっき浴３は、鋼帯２から溶解したＦｅを含み得る。また、めっき浴３の温度は、４４０〜４８０℃程度である。めっき浴３の温度は、フロントインダクタ９およびバックインダクタ１０が溶融亜鉛を加熱することにより制御される。
【００３４】
図１には示していないが、本実施形態に係るめっき槽４の内壁は、めっき浴中から引き上げられる鋼帯２ｂに対向する前壁部４１、前壁部４１の両端から長さ方向Ｌに伸びる第１側壁部４２および第２側壁部４３（前壁部の両端からそれぞれ延在する一対の側壁部に相当する）、並びに第１側壁部４２と第２側壁部４３の端部（前壁部４１との接続部分とは反対側）を接続し、幅方向Ｗに形成される後壁部４４により構成される。
【００３５】
スナウト５は、先端部５０をめっき浴３内に浸漬されるように傾斜配設される。スナウト５の内側を鋼帯２が通過する。シンクロール６は、めっき槽４の内側の最下方に配設される。シンクロール６は、鋼帯２との接触およびせん断によって図示の矢印に沿って回転し、鋼帯２を浴面方向へ折り返す。
【００３６】
フロントサポートロール７、およびバックサポートロール８は、めっき槽４の内側で、鋼帯２の通帯方向におけるシンクロール６の下流側（シンクロール６の上部）に配置され、シンクロール６から送りだされた鋼帯２ｂを左右両側から挟み込むようにして配設される。本実施形態では、図１に示すように、フロントサポートロール７は、浴面方向への折り返しの前後における鋼帯２ａおよび鋼帯２ｂが対向したときの対向面の裏面に接触し、バックサポートロール８は、当該対向面に接触する。すなわち、これらのサポートロールは、鋼帯２の両面の各々に接触して鋼帯２を支持する。
【００３７】
フロントサポートロール７は、その両端をハンガー７ａによって上方から支持されている。同様に、バックサポートロール８は、その両端をハンガー８ａによって上方から支持され、シンクロール６は、その両端をハンガー６ａによって上方から支持されている。
【００３８】
なお、本実施形態では、図１に示すように、深さ方向Ｄにおいて、フロントサポートロール７がバックサポートロール８の上方に位置するようにフロントサポートロール７およびバックサポートロール８が配設されているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、バックサポートロール８がフロントサポートロール７の上部に配置されている場合、またはフロントサポートロール７およびバックサポートロール８が同一の高さに配置されている場合も、本実施形態は適用可能である。
【００３９】
フロントインダクタ９およびバックインダクタ１０は、めっき浴３を目標温度に均一に保持するためのインダクタであり、めっき槽４の内壁に設けられる。本実施形態においては、フロントインダクタ９は前壁部４１に設けられ、バックインダクタ１０は後壁部４４に設けられているが、これらのインダクタの配置位置、および配置数は特に限定されない。本実施形態に係るフロントインダクタ９およびバックインダクタ１０は電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、インダクタの内部に引き込まれた溶融亜鉛にコイルによって磁場を与えることにより溶融亜鉛に渦電流が生じ、溶融亜鉛が加熱される。
【００４０】
なお、めっき浴３を加熱する目的においては、本実施形態では、加熱装置としてかかるインダクタに限定されず、ヒータまたはバーナ等の公知の加熱装置が適宜用いられ得る。このような加熱装置は、めっき槽４の構造およびめっき槽４を構成する部材の材質等に応じて適宜選択され得る。
【００４１】
駆動軸配設部１１は、不図示の駆動源によりフロントサポートロール７およびバックサポートロール８を回転させるための駆動力を伝達する駆動軸（スピンドル）を配設するために、めっき槽４の外部にめっき槽４の内部空間と連通して設けられる空間を有する部分である。本実施形態に係る駆動軸配設部１１は、第１側壁部４２の一部（２つのサポートロールの近傍）に設けられている。
【００４２】
溶融亜鉛めっき装置１の上流側である焼鈍炉内で再結晶焼鈍された鋼帯２は、スナウト５を介して、ＺｎとＡｌとを主成分とする溶融金属で満たされためっき浴３に浸漬される。なお、本明細書においては、めっき浴３を構成するＺｎとＡｌとを主成分とし、一部鋼帯２から溶解したＦｅを含み得る溶融金属を「溶融亜鉛」とも称する。めっき浴３に浸漬された鋼帯２は、シンクロール６によって通帯方向を上方に方向転換するように折り返され、フロントサポートロール７およびバックサポートロール８の間に挟み込まれて両ロールの間を通過した後、めっき浴３の浴外に通帯される。めっき浴３の浴外に出た鋼帯２は、不図示のガスワイピング装置によってガスワイピングが施されることにより鋼帯２の表面のめっき層の厚みが目標の厚みに調整された後、後段の合金化炉に通帯されて合金化処理が行われる。このような製造工程により、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ鋼板）が製造されることになる。
【００４３】
めっき浴３内では、以下の反応が進行する。先ず、鋼帯２がめっき浴３内に浸漬すると、鋼帯２の表面からＦｅが溶出して液相状態となり、続いて液相状態となったＦｅがめっき浴３中のＡｌと反応して、鋼帯２の表面にＦｅ２Ａｌ５を主成分とする厚さ数十ｎｍオーダーのＡｌ−Ｆｅバリア層が形成される。そして、Ａｌ−Ｆｅバリア層上に亜鉛めっき層が形成される。溶融亜鉛めっき装置１によって亜鉛めっき層が形成された鋼帯２は、めっき後の後段の合金化炉でのＦｅ−Ｚｎ合金化反応が施され、合金化溶融亜鉛めっき鋼板が生成される。また、鋼帯２の表面から溶解したＦｅの一部はめっき浴３内のＡｌと反応してトップドロス（Ａｌ−Ｆｅバリア層と同様のＦｅ２Ａｌ５化合物の微粒子）を生成し得る。これらの反応は、めっき浴３中のＡｌの消費源となる。
【００４４】
前述したように、めっき浴３中のＡｌ濃度が低くなると、溶出した鉄と亜鉛が反応して鉄亜鉛の化合物であるボトムドロスが発生する。発生したボトムドロスはめっき槽４の底部に沈降する。そして、底部近傍に沈降したボトムドロスが巻き上げられてシンクロール６等に付着すると、付着したボトムドロスがシンクロール６と鋼帯２の間に噛み込むので、ボトムドロス疵の要因となる。従って、ボトムドロス疵を抑制する観点から、めっき浴３中のＡｌ濃度は均一に保つ必要がある。
【００４５】
一方、鋼帯２をめっき浴３に浸漬すると、上述したように鋼帯２の表面と亜鉛めっき層との間にアルミニウムと鉄の化合物からなるＡｌ−Ｆｅバリア層が形成される。そして、めっき浴３内でのＡｌ−Ｆｅバリア層の形成反応はめっき浴３中のＡｌ濃度の影響を受けることが知られている。めっき浴３中のＡｌ濃度が変化すると、Ａｌ−Ｆｅバリア層の厚みが変動し、後段の合金化の速度にばらつきが生じるので、めっきむらが発生する。
【００４６】
溶融亜鉛めっき装置１においては、図１に示すように、スナウト５を経由してめっき浴に導入された鋼帯２ａはシンクロール６によって折り返されてめっき浴３の浴面に向かう。このため、シンクロール６よりも上部では鋼帯２ａと鋼帯２ｂとが対向する状態となる。ここで、図１において、折り返しの前後で対向する鋼帯２ａおよび２ｂ、並びに浴面に囲まれた領域をＶゾーン１００と称することとする。Ｖゾーン１００の側部にはシンクロール６、フロントサポートロール７、バックサポートロール８を支持する各ハンガーが存在する。すなわちＶゾーン１００は、鋼帯２、浴面および各ハンガーにより囲まれた領域となる。かかるＶゾーン１００は、鋼帯２の内側領域とも称する。
【００４７】
そのため、Ｖゾーン１００の内部と外部において溶融亜鉛の流動に制約が生じ、Ｖゾーン１００の内外での浴置換が生じにくい。さらに、Ｖゾーン１００の内部は鋼帯２の表面におけるＡｌ−Ｆｅバリア層の形成のため、Ａｌの消費反応が促進される。したがって、Ｖゾーン１００の内部は外部と比較してＡｌ濃度が低くなる。よって、Ｖゾーン１００においてボトムドロスが生成しやすい状態となってしまう。特に、鋼帯２の通帯速度が上昇するにしたがって、Ａｌの消費反応が活性化し、Ｖゾーン１００の内部のＡｌ濃度がさらに低下しやすくなる。
【００４８】
そこで、本発明者は、Ｖゾーン１００の内外において浴置換を生じさせやすくするための構成について検討を行った。本発明者は、Ｖゾーン１００の内側における溶融亜鉛の流れの挙動、およびＡｌ濃度の分布を、ＣＦＤ（Computational  Fluid  Dynamics：数値流体力学）シミュレーションを用いた計算機実験による解析結果から見出した。
【００４９】
図２は、溶融亜鉛の流れの挙動およびＡｌ濃度の分布の解析結果の一例を説明するための図である。図２を参照すると、解析結果によれば、深さ方向Ｄに進入する鋼帯２ａとシンクロール６とが接触する領域から、浴面方向へと向かう吐出流Ｆ１が形成されていることが示された。吐出流Ｆ１は周囲の溶融亜鉛の流動と比較して高速であり、大きい運動量を有している。吐出流Ｆ１は鋼帯２の幅方向に沿って帯状に形成されるため、鋼帯２近傍のＡｌ濃度の低い溶融亜鉛がＶゾーン１００の内側において拡散するのが阻害される。
【００５０】
しかしながら、この撹拌を伴う流動はＶゾーン１００の内側に限定されており、Ｖゾーン１００の内側と外側との浴置換が生じにくい。さらに、大きい運動量を有する吐出流Ｆ１は、Ｖゾーン１００の内側における浴の流動の障壁となり得る。これにより、深さ方向Ｄに進入する鋼帯２ａの鋼帯表面近傍領域１０１における溶融亜鉛が撹拌されにくくなり、当該領域１０１において低Ａｌ濃度領域がさらに形成されやすくなる。したがって、Ｖゾーン１００の内側の浴置換が生じにくく、Ｖゾーン１００の内側においてボトムドロスが生成しやすい状態となってしまっている。
【００５１】
また、吐出流Ｆ１に限らず、Ｖゾーン１００の幅方向Ｗにおける両端など、めっき槽４の全体において、溶融亜鉛の流れが形成されている。かかる流れは、めっき槽４中を通帯する鋼帯２の流れ、めっき槽４中に設けられる種々のロールの回転およびインダクタからの吐出流等、並びにめっき槽４の温度分布等の様々な要因により形成され得る。そのため、溶融亜鉛の流れの方向および運動量によっては、溶融亜鉛の流れ同士が干渉して、溶融亜鉛の流れが阻害されたり、流れの循環領域が制限されたりする可能性がある。そうすると、Ｖゾーン１００の内側において形成される溶融亜鉛の流れの運動量が低い場合、Ｖゾーン１００の内外の間における溶融亜鉛の流れが形成されにくくなるので、Ｖゾーン１００の内側の浴置換が生じにくくなる。
【００５２】
例えば、特開２０１６−１５６０７７号公報に開示された技術では、楔状領域から浴面に向かって上昇する溶融亜鉛の流れが、中央に屈曲部分が設けられた片面を有する整流板に衝突し、かかる整流板に沿って、整流板の中央部分から鋼板の板幅方向に沿って三角地帯（Ｖゾーンに相当）の外に流れる。そのため、三角地帯の外側にドロスが排出され得る。
【００５３】
しかしながら、かかる技術は、Ｖゾーン１００の内側から外側に溶融亜鉛を流すことによりＶゾーン１００の内部に滞留するドロスを排出するものである。そのため、当該文献に係る技術では、整流板は、中央に屈曲部分を有し、上昇した溶融亜鉛の流れをＶゾーンの内側から外側へと流す構成となっている。
【００５４】
そうすると、かかる技術では、Ｖゾーン１００の外側から内側からの流れが形成されにくいので、Ｖゾーン１００の内外を循環する溶融亜鉛の流れも形成されにくくなる。したがって、かかる文献に記載された技術では、Ｖゾーン１００の内側における浴置換を効率的に行うことは困難である。
【００５５】
また、上昇する溶融亜鉛の流れが整流板により中央部から両側に分割されるため、溶融亜鉛の流れの運動量は低下する。そのため、ドロスのような固形物はＶゾーン１００の外側の流れに乗ってＶゾーン１００の外側に排出されたとしても、溶融亜鉛そのものは、Ｖゾーン１００の外側の流れに押し負けてしまい、Ｖゾーン１００の外側には排出されにくい。そのため、Ｖゾーン１００の内側の溶融亜鉛がＶゾーン１００の内側に滞留し、Ａｌ濃度の低い状態が依然解消されず、ボトムドロスの発生そのものを抑制することは困難である。
【００５６】
そこで、本実施形態では、Ｖゾーン１００の内側に整流板が配置される。かかる整流板は、鋼帯２の幅方向に沿って伸び、整流板の整流面と鋼帯２との水平距離が鋼帯２の幅方向に沿って変化するように配設される。より具体的には、かかる整流板は、整流板の幅方向Ｗ（長手方向）の一端から他端に向かうにつれて、整流面と鋼帯との水平距離が短くなるように設けられる。このような整流板を配設することにより、鋼帯２ａとシンクロール６とが接触する領域から浴面方向へ向かう吐出流Ｆ１が整流面に接触し、整流面に沿った整流板の長手方向への一方向の流れが形成される。これにより、Ｖゾーン１００の内側において溶融亜鉛の流動が生じる。かかる流れは一方向であるため、吐出流Ｆ１の運動量をそのまま活かすことができる。そうすると、吐出流Ｆ１による流れがＶゾーン１００の外部の溶融亜鉛の流れによって押し戻されず、かつ、Ｖゾーン１００の外部の溶融亜鉛の流れをＶゾーン１００の内側に引き込む流れを形成することができる。したがって、Ｖゾーン１００の内側の浴置換が促進される。したがって、Ｖゾーン１００内（特に、図２に示した鋼帯表面近傍領域１０１）のＡｌ濃度の低下を抑制し、めっき浴３のＡｌ濃度を均一に保持することができる。よって、ボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難い鋼板をより確実に製造することが可能となる。
【００５７】
以下、本発明の各実施形態について詳細に説明する。
【００５８】
＜第１の実施形態＞
図３は、本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の側方断面図である。かかる断面図は、めっき槽４の幅方向Ｗの中央部分を長さ方向Ｌに沿って切断して得られる断面図である。また、図４は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の図３のＩＶ−ＩＶ’切断線における断面図である。
【００５９】
本実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１は、Ｖゾーン１００の内側に、幅方向Ｗに沿って伸びる整流板２１を備える。かかる整流板２１は、例えば、めっき浴３の内部に配設され、不図示のハンガー等により支持される。本実施形態に係る整流板２１は、スナウト５とは独立して設けられる。整流板２１の長手方向（めっき槽４における幅方向Ｗに略平行な方向）の両端間の長さは特に限定されないが、当該両端間の長さは、例えば図４に示すように、幅方向Ｗにおける鋼帯２の幅よりも大きいことが好ましい。かつ、長手方向における両端が鋼帯２の幅方向両端よりも外側に位置するように整流板２１が設けられることが好ましい。これにより、後述するように、Ｖゾーン１００の内側における溶融亜鉛の一方向の流動が生じやすくなる。
【００６０】
整流板２１の材質は、耐熱性および溶融亜鉛に対する耐食性を有していれば特に限定されない。例えば、整流板２１は、シンクロール６等のめっき浴３中に設けられる各種ロールの胴部表面と同様の材質により構成されてもよい。具体的には、整流板２１は、ＳＵＳ３１６等のステンレス、またはセラミクスにより構成されてもよいし、また、表面にサーメット溶射またはセラミクス溶射等が施されてもよい。
【００６１】
整流板２１は、上述したように、Ｖゾーン１００の内側に配設される。より具体的には、整流板２１は、図３に示すように、鋼帯２ａとシンクロール６とが接触する領域６ｂの上方に配設されることが好ましい。これは、当該領域６ｂからの吐出流Ｆ１と整流板２１の整流面２１ａに接触させるためである。
【００６２】
そして、図４に示すように、整流板２１は、整流面２１ａと鋼帯２ａとの水平距離が幅方向Ｗに沿って変化するように設けられる。図４に示した例では、整流板２１は、整流板２１の幅方向Ｗに略平行な方向（長手方向）の一端から他端に向かうにつれて、整流面２１ａと鋼帯２ａとの水平距離が短くなるように設けられる。より具体的には、整流板２１の両端および中央部分における整流面２１ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離をそれぞれＸ１、Ｘ２およびＸ３とすると、Ｘ１＞Ｘ３＞Ｘ２となるように整流板２１が設けられる。
【００６３】
これにより、図３および図４に示すように、吐出流Ｆ１が整流板２１の整流面２１ａに衝突した後、整流面２１ａに沿って、整流板２１の一端から他端に向かって、幅方向Ｗの成分を含む排出流Ｆ３が形成される。かかる排出流Ｆ３の形成により、Ｖゾーン１００の内側における溶融亜鉛の一方向の流動が生じるため、Ｖゾーン１００の内側の浴置換が生じる。これにより、Ｖゾーン１００の内側のＡｌ濃度が均一化されるため、ボトムドロスが発生しにくくなり、鋼帯２の表面に形成されるＡｌ−Ｆｅバリア層も均質化される。よって、鋼帯２にボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難くなる。
【００６４】
さらに、図４に示すように、第１側壁部４２には駆動軸配設部１１が設けられている。このような駆動軸配設部１１が第１側壁部４２に設けられている場合、図４に示すように、整流板２１の両端および中央部分における整流面２１ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離Ｘ１およびＸ２はＸ１＞Ｘ２となるような関係であることが好ましい。すなわち、整流面２１ａと鋼帯２ａとの水平距離は、整流板２１の長手方向の両端のうち、駆動軸配設部１１が形成された第１側壁部４２に近接する側の一端から他端に向かうにつれて短くなることが好ましい。
【００６５】
駆動軸配設部１１が設けられている第１側壁部４２側においては、循環流Ａ１の一部が駆動軸配設部１１の内側に側流Ａ２として流入し得る。そうすると、循環流Ａ１の運動量は、第２側壁部４３側の循環流Ａ３の運動量と比較して低くなる。
【００６６】
第２側壁部４３側から第１側壁部４２側へと流れる排出流Ｆ３が形成されると、運動量の比較的高い循環流Ａ３の流れの一部が側流Ａ４として排出流Ｆ３により引き込まれ得る。また、循環流Ａ１の運動量は比較的低いので、排出流Ｆ３のＶゾーン１００の内側から外側への流れが循環流Ａ１と衝突しても、排出流Ｆ３の運動量は減殺されにくい。したがって、排出流Ｆ３は、吐出流Ｆ１の運動量に加えて、両方の側壁部における循環流の運動量の高低差を利用することができ、排出流Ｆ３の流れがより強化される。よって、Ｖゾーン１００の内外における溶融亜鉛の循環が活発になり、Ｖゾーン１００の内側の浴置換がより促進される。
【００６７】
なお、図３に示すように、整流面２１ａが長さ方向Ｌにおいて水平面に対して傾斜するように整流板２１を配設することが好ましい。整流面２１ａを水平面に対して傾斜させることにより、吐出流Ｆ１の有する強い上昇方向への流動を幅方向Ｗへ変換し、より運動量の高い排出流Ｆ３を形成させることができる。すなわち、Ｖゾーン１００の内側の浴置換をより効率的に行うことができる。
【００６８】
本発明者が鋭意検討した結果、鋼帯２の幅方向Ｗに垂直な断面視において、整流面２１ａと鉛直面とのなす角度θは、４５度以下であることが好ましい。当該角度θが４５度以下であることは、当該角度θが０度である場合も含む。当該角度θが４５度以下であれば、整流面２１ａに衝突する吐出流Ｆ１の有する高い運動量を利用した排出流Ｆ３が形成されやすくなる。
【００６９】
また、図３に示した例では、整流面２１ａが水平面に対して後壁部４４側に傾斜するように整流板２１が配設されているが、整流面２１ａが水平面に対して前壁部４１側に傾斜するように整流板２１が配設されてもよい。または、整流面２１ａが水平面に対して直交するように（すなわち角度θ＝０）整流板２１が配設されてもよい。いずれの場合においても、吐出流Ｆ１の有する運動量を効率的に利用して排出流Ｆ３を形成することができる。すなわち、鋼帯２の幅方向Ｗに垂直な断面視における整流面２１ａの傾斜方向に関わらず、整流面２１ａと鉛直面とのなす角度θは、４５度以下であることが好ましい。
【００７０】
また、図３に示すように、整流板２１は、深さ方向Ｄにおいてシンクロール６の上方に配設されることが好ましい。整流板２１をシンクロール６よりもより高い位置に配設することにより、吐出流Ｆ１による撹拌効果が及ぶ範囲をより広げることができる。そうすると、例えば、吐出流Ｆ１による撹拌によって、図２に示した鋼帯表面近傍領域１０１における浴置換がさらに促進される。これにより、鋼帯２表面付近におけるＡｌの低濃度化をより抑制することができる。
【００７１】
また、図４に示すように、本実施形態では、整流面２１ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離がＸ１＞Ｘ３＞Ｘ２を満たすように整流板２１が配設されていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、整流板２１は、上記水平距離がＸ２＞Ｘ３＞Ｘ１となるように配設されてもよい。なお、図４に示すように、上記水平距離が整流板２１の一端から他端に向かうにつれて短く（長く）なるように設けることにより、排出流Ｆ３のような溶融亜鉛の一方向の流れが形成される。これにより、Ｖゾーン１００の内側における幅方向への強力な流が形成されるので、Ｖゾーン１００の内側における浴置換が効率的に行われ得る。
【００７２】
また、図４に示すように、本実施形態では、整流面２１ａが平らである整流板２１を配設していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、整流面２１ａは曲面により構成されてもよい。また、整流板２１は板状の部材に限られない。本実施形態に係る整流面２１ａを形成可能であれば、整流板２１本体の形状は特に限定されない。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の側方断面図である。かかる断面図は、めっき槽４の幅方向Ｗの中央部分を長さ方向Ｌに沿って切断して得られる断面図である。また、図６は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の図５のＶＩ−ＶＩ’切断線における断面図である。なお、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１が整流板２１の代わりにスナウト５Ａを有する構成以外の溶融亜鉛めっき装置１の構成は第１の実施形態と同様であるため、その他の構成の説明を省略する。また、図６においては、説明のため、バックサポートロール８の図示は省略している。
【００７４】
本実施形態では、図５に示すように、スナウト５Ａの先端部５０のＶゾーン１００側の壁部の一部２２が整流板の一例として設けられている。すなわち、本実施形態に係る整流板は、当該スナウト５Ａの先端部５０のＶゾーン１００側の壁部の一部２２により構成されることとなる。ここでは、壁部の一部２２を整流板部２２と称する。
【００７５】
本実施形態に係るスナウト５Ａは、スナウト５Ａの長尺方向の中間部分からめっき浴３に浸漬される先端部５０にかけて広口となる形状を有し、先端部５０が鋼帯２ａとシンクロール６とが接触する領域６ｂの上方に配設されるように設けられる。スナウト５Ａの先端部５０は、例えば、図５に示すように、先端部５０のＶゾーン１００側の壁部の一部２２の水平面に対する傾斜角度を他の壁部よりも小さくすることにより、ブーツ状の形状を有する。この広口形状を構成する先端部５０のＶゾーン１００側の壁部の一部２２が、整流板部２２となる。なお、スナウト５Ａの長尺方向におけるめっき浴３への浸漬深さは、整流板部２２の設置位置に応じて適宜調整され得る。
【００７６】
本実施形態では、図６に示すように、幅方向Ｗに沿って整流板部２２の整流面２２ａと鋼帯２ａとの水平距離が変化するように、整流板部２２を有するスナウト５Ａが設けられる。図６に示した例では、整流板部２２を有するスナウト５Ａは、整流板部２２の長手方向の一端から他端に向かうにつれて、整流面２２ａと鋼帯２ａとの水平距離が短くなるように設けられる。より具体的には、整流板部２２の両端における整流面２２ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離をそれぞれＸ１およびＸ２とすると、Ｘ２＞Ｘ１となるように整流板部２２を有するスナウト５Ａが設けられる。
【００７７】
これにより、図５および図６に示すように、鋼帯２ａとシンクロール６とが接触する領域６ｂから吐出される吐出流Ｆ１がスナウト５Ａの整流板部２２に到達した後、吐出流Ｆ１の一部が整流面２２ａに沿う流動を形成する。かかる流動により、整流板部２２の一端から他端に向かって、幅方向Ｗの成分を含む排出流Ｆ４が形成される。かかる排出流Ｆ４の形成により、上記の第１の実施形態と同様に、Ｖゾーン１００の内側における溶融亜鉛の一方向の流動が生じるため、Ｖゾーン１００の内側の浴置換が生じる。これにより、Ｖゾーン１００の内側のＡｌ濃度が均一化されるため、ボトムドロスが発生しにくくなり、鋼帯２の表面に形成されるＡｌ−Ｆｅバリア層も均質化される。よって、鋼帯２にボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難くなる。
【００７８】
本実施形態では、スナウト５Ａをかかる形状とすることにより、上記第１の実施形態に示したような整流板をＶゾーン１００の内側に配置することが困難である場合においても、Ｖゾーン１００の幅方向Ｗの流動を生じさせ、Ｖゾーン１００の浴置換を促すことができる。
【００７９】
さらに、第１の実施形態と同様に、図６に示すように、駆動軸配設部１１が第１側壁部４２に設けられている場合、整流板２２の両端および中央部分における整流面２２ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離Ｘ１およびＸ２はＸ２＞Ｘ１となるような関係であることが好ましい。これにより、排出流Ｆ４は、吐出流Ｆ１の運動量に加えて、両方の側壁部における循環流の運動量の高低差を利用することができ、排出流Ｆ４の流れがより強化される。よって、Ｖゾーン１００の内外における溶融亜鉛の循環が活発になり、Ｖゾーン１００の内側の浴置換がより促進される。
【００８０】
なお、上記の第１の実施形態と同様に、整流面２２ａが長さ方向Ｌにおいて水平面に対して傾斜するように整流板部２２を有するスナウト５Ａが設けられてもよい。より具体的には、鋼帯２の幅方向Ｗに垂直な断面視において、整流面２２ａと鉛直面とのなす角度θは４５度以下であることが好ましい。当該角度θが４５度以下であることは、当該角度θが０度である場合も含む。当該角度θが４５度以下であれば、整流面２２ａに到達した吐出流Ｆ１の有する高い運動量を利用した排出流Ｆ４が形成されやすくなる。
【００８１】
また、図５に示した例では、整流面２２ａが水平面に対して後壁部４４側に傾斜するように整流板部２２が設けられているが、整流面２２ａが水平面に対して前壁部４１側に傾斜するように整流板部２２が設けられてもよい。または、整流面２２ａが水平面に対して直交するように（すなわち角度θ＝０）整流板部２２が設けられてもよい。いずれの場合においても、吐出流Ｆ１の有する運動量を効率的に利用して排出流Ｆ４を形成することができる。すなわち、鋼帯２の幅方向Ｗに垂直な断面視における整流面２２ａの傾斜方向に関わらず、整流面２２ａと鉛直面とのなす角度θは、４５度以下であることが好ましい。
【００８２】
また、図５に示すように、整流板部２２の位置は、深さ方向Ｄにおいてシンクロール６の上方であることが好ましい。これにより、上記の第１の実施形態と同様に、鋼帯２表面付近におけるＡｌの低濃度化をより抑制することができる。
【００８３】
また、図６に示すように、本実施形態では、整流面２２ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離がＸ２＞Ｘ１を満たすように整流板部２２を有するスナウト５Ａが配設されていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上記水平距離がＸ１＞Ｘ２となるように整流板部２２を有するスナウト５Ａ配設されてもよい。また、図６に示すように、本実施形態では、整流面２２ａが平らである整流板部２２を有するスナウト５Ａを配設していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、整流面２２ａは曲面により構成されてもよい。
【００８４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の側方断面図である。かかる断面図は、めっき槽４の幅方向Ｗの中央部分を長さ方向Ｌに沿って切断して得られる断面図である。また、図８は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１の図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ’切断線における断面図である。なお、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１が整流板２１の代わりにスナウト５の下部に設けられる整流板２３を有する構成以外の溶融亜鉛めっき装置１の構成は第１の実施形態と同様であるため、その他の構成の説明を省略する。
【００８５】
本実施形態では、図７に示すように、スナウト５の先端部５０のＶゾーン１００側の壁部の下側に、スナウト５の幅方向Ｗに沿って伸びる整流板２３が設けられている。整流板２３は、例えば、スナウト５と接合して支持される。また、整流板２３は、例えば、シンクロール６を支持するハンガー６ａと接合して支持される。なお、整流板２３の長手方向の両端間の長さおよび材質等については、上述した第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８６】
図８に示すように、幅方向Ｗに沿って整流面２３ａと鋼帯２ａとの水平距離が変化するように、整流板２３が設けられる。図８に示した例では、整流板２３は、整流板２３の長手方向の一端から他端に向かうにつれて、整流面２３ａと鋼帯２ａとの水平距離が短くなるように設けられる。より具体的には、整流板２３の両端における整流面２３ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離をそれぞれＸ１およびＸ２とすると、Ｘ２＞Ｘ１となるように整流板２３が設けられる。
【００８７】
これにより、図７および図８に示すように、鋼帯２ａとシンクロール６とが接触する領域６ｂから吐出される吐出流Ｆ１が整流板２３に到達した後、吐出流Ｆ１の一部が整流面２３ａに沿う流動を形成する。かかる流動により、整流板２３の一端から他端に向かって、幅方向Ｗの成分を含む排出流Ｆ５が形成される。かかる排出流Ｆ５の形成により、上記の第２の実施形態と同様に、Ｖゾーン１００の内側における溶融亜鉛の一方向の流動が生じるため、Ｖゾーン１００の内側の浴置換が生じる。これにより、Ｖゾーン１００の内側のＡｌ濃度が均一化されるため、ボトムドロスが発生しにくくなり、鋼帯２の表面に形成されるＡｌ−Ｆｅバリア層も均質化される。よって、鋼帯２にボトムドロス疵やめっきむらによる品質欠陥が生じ難くなる。
【００８８】
本実施形態では、整流板２３をスナウト５の先端部５０の壁部の下側に設けることにより、上記第１の実施形態に示したような整流板をＶゾーン１００の内側に配置することが困難である場合においても、Ｖゾーン１００の幅方向Ｗの流動を生じさせ、Ｖゾーン１００の浴置換を促すことができる。また、スナウト５の壁部を加工することなく、容易に整流板２３を配設することが可能である。
【００８９】
さらに、第１の実施形態と同様に、図８に示すように、駆動軸配設部１１が第１側壁部４２に設けられている場合、整流板２３の両端および中央部分における整流面２３ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離Ｘ１およびＸ２はＸ２＞Ｘ１となるような関係であることが好ましい。これにより、排出流Ｆ５は、吐出流Ｆ１の運動量に加えて、両方の側壁部における循環流の運動量の高低差を利用することができ、排出流Ｆ５の流れがより強化される。よって、Ｖゾーン１００の内外における溶融亜鉛の循環が活発になり、Ｖゾーン１００の内側の浴置換がより促進される。
【００９０】
なお、上記の第１の実施形態と同様に、整流面２３ａが、長さ方向Ｌにおいて水平面に対して傾斜するように整流板２３を配設することが好ましい。より具体的には、鋼帯２の幅方向Ｗに垂直な断面視において、整流面２３ａと鉛直面とのなす角度θは、４５度以下であることが好ましい。当該角度θが４５度以下であることは、当該角度θが０度である場合も含む。当該角度θが４５度以下であれば、整流面２３ａに到達した吐出流Ｆ１の有する高い運動量を利用した排出流Ｆ５が形成されやすくなる。
【００９１】
また、図７に示した例では、整流面２３ａが水平面に対して後壁部４４側に傾斜するように整流板２３が設けられているが、整流面２３ａが水平面に対して前壁部４１側に傾斜するように整流板２３が設けられてもよい。または、整流面２３ａが水平面に対して直交するように（すなわち角度θ＝０）整流板２３が設けられてもよい。いずれの場合においても、吐出流Ｆ１の有する運動量を効率的に利用して排出流Ｆ５を形成することができる。すなわち、鋼帯２の幅方向Ｗに垂直な断面視における整流面２３ａの傾斜方向に関わらず、整流面２３ａと鉛直面とのなす角度θは、４５度以下であることが好ましい。
【００９２】
また、図７に示すように、整流板２３の位置は、深さ方向Ｄにおいてシンクロール６の上方であることが好ましい。これにより、各実施形態と同様に、鋼帯２表面付近におけるＡｌの低濃度化をより抑制することができる。
【００９３】
また、図８に示すように、本実施形態では、整流面２３ａの下端と鋼帯２ａとの水平距離がＸ２＞Ｘ１を満たすように整流板２３が配設されていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、整流板２３は、上記水平距離がＸ１＞Ｘ２となるように配設されてもよい。また、図８に示すように、本実施形態では、整流面２３ａが平らである整流板２３を配設していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、整流面２３ａは曲面により構成されてもよい。
【００９４】
＜補足＞
なお、上記の各実施形態においては、鋼帯２の通帯速度が増加すると、めっき浴３に導入された鋼帯２のＶゾーン１００の内側における表面近傍でのＡｌ消費が促進され、ボトムドロスが析出しやすい状態となる。また、鋼帯２の通帯速度が増加すると、シンクロール６と鋼帯２ａとが接触する領域６ｂから生じる吐出流Ｆ１の運動量が増加するので、Ｖゾーン１００の内側における撹拌効果が増加する。したがって、通帯速度の増加に応じて、Ｖゾーン１００の内側の浴置換の必要性および促進効果がより高くなる。本発明者によれば、かかる実施形態における浴置換を効果的に発現させるには、通帯速度は２ｍ／ｓｅｃ以上が好ましく、３ｍ／ｓｅｃ以上がさらに好ましい。
【００９５】
また、各実施形態に示した整流板は、他の実施形態に示した他の整流板と共に配設することも可能である。例えば、第１の実施形態に係る整流板２１と、第２の実施形態に係る整流板部２２を有するスナウト５Ａとを、溶融亜鉛めっき装置１に共に配設することも可能である。
【実施例】
【００９６】
以下に本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例は本発明の効果を実証するために行った例示にすぎず、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９７】
本実施例および本実施例の比較例は、図３〜図８に示す各実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１を用いて板幅９００〜１８００ｍｍのＩＦ鋼（低炭素鋼）をめっき浴の浴温４６０℃、めっき浴中Ａｌ濃度０．１４質量％、鋼帯の通帯速度２．５ｍ／ｓｅｃの条件でめっき処理して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した例を示す。表１は、各実施例および各比較例における整流板等の設置条件および評価結果を示す。
【００９８】
【表１】
2018119188.tif 000003
【００９９】
本実施例および比較例で用いられためっき槽は、図４に示すめっき槽４である。ここで、上記表１における各実施例の整流板の種類Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、それぞれ第１〜第３の実施形態に係る溶融亜鉛めっき装置１に設けられる整流板（整流板部）２１〜２３に相当する。各整流板（整流板部）２１〜２３の長手方向の長さは１．８ｍ、深さ方向Ｄにおける高さは０．３ｍ、整流面と鉛直面のなす角度θは０度とした。また、比較例に係る溶融亜鉛めっき装置１には、各実施形態に示した整流板および整流板部を有するスナウトは設けられていない。また、鋼帯との距離Ｘ１〜Ｘ３は、図４、図６および図８に示す、整流板の両端および中央部分における整流面の下端と鋼帯２ａとの水平距離に相当する。
【０１００】
また、各実施例および各比較例に係る操業における、鋼帯１００ｍ２あたりの平均ドロス疵発生数を評価した。各指標の示す平均ドロス疵発生数の評価結果は、以下のとおりである。
【０１０１】
◎：１個未満
○：２個以上５個未満
×：１０個以上
【０１０２】
以下、各実施例および各比較例に係る評価結果について説明する。各実施形態に係る整流板または整流板部が溶融亜鉛めっき装置１に設けられた実施例１〜６では、鋼帯１００ｍ２あたりの平均ドロス疵発生数がいずれも２個以上５個未満であり、ドロス疵による製品不良を殆ど発生させずに合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造可能であることが示された。
【０１０３】
さらに、実施例１、３、５では、鋼帯１００ｍ２あたりの平均ドロス疵発生数がいずれも１個未満であり、ドロス疵による製品不良の発生確率をさらに低減させることが可能であることが示された。これは、整流板に沿って流れる排出流が駆動軸配設部１１側に向かう流れを有しており、Ｖゾーン１００の外部の循環流の運動量の高低により、当該排出流が強化され、Ｖゾーン１００の浴置換がさらに促進されたためと考えられる。
【０１０４】
一方、各実施形態に係る整流板および整流板部が溶融亜鉛めっき装置１に設けられていない比較例では、鋼帯１００ｍ２あたりの平均ドロス疵発生数がいずれも１０個以上であり、ドロス疵の発生頻度が増加したことが示された。
【０１０５】
以上の結果から、各実施形態に係る整流板を設けることにより、ボトムドロスの発生個数が低減し、ドロス疵による製品不良を殆ど発生させずに合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造可能であることが示された。
【０１０６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０７】
１      溶融亜鉛めっき装置
２      鋼帯
３      めっき浴
４      めっき槽
５、５Ａ、５Ｂ      スナウト
６      シンクロール
７      フロントサポートロール
８      バックサポートロール
９      フロントインダクタ
１０    バックインダクタ
１１    駆動軸配設部
２１〜２３  整流板（整流板部）
２１ａ〜２３ａ  整流面
４１    前壁部
４２    第１側壁部
４３    第２側壁部
４４    後壁部
１００  Ｖゾーン
１０１  鋼帯表面近傍領域
【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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【図８】
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