(57)【要約】【課題】スナウト内の異物を安価に除去して鋼板の表面に異物が付着することを抑制可能な溶融金属のめっき装置及びめっき方法を提供すること。【解決手段】溶融金属のめっき装置は、溶融金属であるめっき浴Ｍを収納する溶融金属ポットと、一部がめっき浴Ｍ中に浸漬され、めっき浴Ｍ中に鋼板Ｓを連続的に侵入させるスナウト２と、を備える溶融金属のめっき装置であって、スナウト２の内部には、めっき浴Ｍ側の開口端からスナウト２の長さ方向に沿って鋼板Ｓに対向するように堰２ａ，２ｂが配設され、開口端側とは反対側の堰２ａ，２ｂの長さ方向端部がめっき浴Ｍの浴面近傍に配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属であるめっき浴を収納する溶融金属ポットと、一部が前記めっき浴中に浸漬され、前記めっき浴中に鋼板を連続的に侵入させるスナウトと、を備える溶融金属のめっき装置であって、
前記スナウトの内部には、前記めっき浴側の開口端から前記スナウトの長さ方向に沿って前記鋼板の少なくとも一方の表面に対向するように板状の堰が配設され、
前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部が前記めっき浴の浴面近傍に配置されている
ことを特徴とする溶融金属のめっき装置。
【請求項２】
前記スナウトの内壁面と前記堰とによって区画される領域内にある溶融金属を吸引する吸引ポンプを備えることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属のめっき装置。
【請求項３】
前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部の高さ位置と前記めっき浴の浴面の高さ位置との差が５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融金属のめっき装置。
【請求項４】
前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部の高さ位置が前記堰の幅方向に沿って変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融金属のめっき装置。
【請求項５】
前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部の高さ位置と前記めっき浴の浴面の高さ位置との差をＨ１、前記堰の幅をＷ１、前記スナウト内における溶融金属の表面積をＡ１としたとき、寸法パラメーター（Ｈ１・Ｗ１）／Ａ１が以下の数式（１）に示す条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融金属のめっき装置。
０．００５≦（Ｈ１・Ｗ１）/Ａ１≦０．１０  …（１）
【請求項６】
請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の溶融金属のめっき装置を用いて鋼板の表面に溶融金属を連続的にめっきするステップを含むことを特徴とする溶融金属のめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属のめっき装置及びめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、溶融金属めっき工程では、スナウト内において鋼板の表面にドロスや溶融金属の酸化物等の異物が付着することによって発生する品質欠陥が問題となっている。このような背景から、スナウト内で鋼板の表面に異物が付着することを抑制する技術が提案されている。具体的には、特許文献１には、スナウト内浴面異物を吐出型ポンプで移動させ、吸引型ポンプでスナウト外に排出する方法が開示されている。また、特許文献２には、浴面下のスナウト内壁面を一方の側壁とするトラフを、トラフの他の側壁の上縁を浴面下に位置させるように設け、トラフ内からスナウト外に排出する機構を設ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３１０７号公報
【特許文献２】特開平５−２７９８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、鋼帯の随伴流に異物が流され、吐出型ポンプに異物が移動する前に鋼板に付着する恐れがある。また、特許文献２に記載の方法では、鋼帯幅方向の随伴流分布が異なるため、排出する能力に随伴流が勝る部分では異物が鋼板に付着する恐れがあり、排出する能力を上げた場合には、スナウト内の流れを激しくすることに繋がり、溶融金属浴内からの異物の巻上げの原因となる恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、スナウト内の異物を安価に除去して鋼板の表面に異物が付着することを抑制可能な溶融金属のめっき装置及びめっき方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る溶融金属のめっき装置は、溶融金属であるめっき浴を収納する溶融金属ポットと、一部が前記めっき浴中に浸漬され、前記めっき浴中に鋼板を連続的に侵入させるスナウトと、を備える溶融金属のめっき装置であって、前記スナウトの内部には、前記めっき浴側の開口端から前記スナウトの長さ方向に沿って前記鋼板の少なくとも一方の表面に対向するように板状の堰が配設され、前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部が前記めっき浴の浴面近傍に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る溶融金属のめっき装置は、上記発明において、前記スナウトの内壁面と前記堰とによって区画される領域内にある溶融金属を吸引する吸引ポンプを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る溶融金属のめっき装置は、上記発明において、前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部の高さ位置と前記めっき浴の浴面の高さ位置との差が５０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る溶融金属のめっき装置は、上記発明において、前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部の高さ位置が前記堰の幅方向に沿って変化していることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る溶融金属のめっき装置は、上記発明において、前記開口端側とは反対側の前記堰の長さ方向端部の高さ位置と前記めっき浴の浴面の高さ位置との差をＨ１、前記堰の幅をＷ１、前記スナウト内における溶融金属の表面積をＡ１としたとき、寸法パラメーター（Ｈ１・Ｗ１）／Ａ１が以下の数式（１）に示す条件を満足することを特徴とする。
【００１１】
０．００５≦（Ｈ１・Ｗ１）/Ａ１≦０．１０  …（１）
【００１２】
本発明に係る溶融金属のめっき方法は、本発明に係る溶融金属のめっき装置を用いて鋼板の表面に溶融金属を連続的にめっきするステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る溶融金属のめっき装置及びめっき方法によれば、スナウト内の異物を安価に除去して鋼板の表面に異物が付着することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である溶融金属のめっき装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すスナウトの構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示すスナウトの変形例の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、図３に示すスナウトの変形例の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、図２に示すスナウトの変形例の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、図１に示すスナウトの変形例の構成を示す模式図である。
【図７】図７は、図２及び図３に示すスナウトにおける（Ｈ１・Ｗ１）／Ａ１の値と異物の鋼板方向への移動速度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である溶融金属のめっき装置の構成について説明する。
【００１６】
〔全体構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である溶融金属のめっき装置の全体構成について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態である溶融金属のめっき装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である溶融金属のめっき装置は、溶融金属であるめっき浴Ｍ（溶融亜鉛めっきの場合は、温度４４０〜４８０℃程度）を収納する溶融金属ポット１と、一部がめっき浴Ｍ中に浸漬され、めっき浴Ｍ中に鋼板Ｓを連続的に侵入させるスナウト２と、めっき浴Ｍ中に侵入した鋼板Ｓの方向転換を行うシンクロール３と、を主な構成要素として備えている。本実施形態では、溶融亜鉛めっきの場合を例示したが、本発明において、溶融金属の種類は特に限定されるものではなく、種々の溶融金属めっきに適用可能である。例えば亜鉛、アルミニウム、錫、鉛、これらの合金めっき等を例示することができる。
【００１８】
〔スナウトの構成〕
次に、図２を参照して、図１に示すスナウト２の構成について詳しく説明する。
【００１９】
図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図１に示すスナウト２の構成を示す側面の模式図及び平面の模式図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、スナウト２の幅方向に平行な内壁面は鋼板Ｓの幅方向に対して略平行に配置され、スナウト２の内部にはスナウト２のめっき浴Ｍ側の開口端からスナウト２の長さ方向に沿って鋼板Ｓの表面に対向するように板状の堰２ａ，２ｂが配設されている。また、堰２ａ，２ｂの幅方向の端部はスナウト２の幅方向に垂直な内壁面に接続され、スナウト２の開口端側とは反対側の堰２ａ，２ｂの長さ方向端部（堰２ａ，２ｂの高さ）はめっき浴Ｍの浴面近傍に配置されている。このような構成によれば、スナウト２内で発生した異物Ｄを堰２ａ，２ｂの内部（スナウト２の内壁面と堰２ａ，２ｂとによって区画された空間の内部）に保持できるので、異物Ｄが鋼板Ｓ側に流出して鋼板Ｓの表面５に異物Ｄが付着することを抑制できる。ここで、図２（ａ）では、目視でわかりやすいように異物Ｄを大きな円で示したが、実際の異物は、目視で確認できないサイズから目視で確認できるサイズまで様々であり、形状も様々である。また、異物の成分は、溶融金属の種類により異なるが、本発明では、主として、比重が小さく溶融金属の表面に浮遊しやすい異物が鋼板に付着しないようにすることを狙っている。例えば、本実施形態の溶融亜鉛めっきの場合は、微量のアルミニウムを添加しており、亜鉛とアルミニウムが結びついたトップドロスと呼ばれる金属間化合物が主体となっている。なお、本実施形態では、２つの堰を配置したが、異物Ｄが鋼板Ｓ側に流出しやすい側にのみ堰を配置してもよい。
【００２０】
〔変形例〕
次に、図３〜５を参照して、図２に示すスナウト２の変形例の構成について説明する。
【００２１】
図３は、図２に示すスナウト２の変形例の構成を示す模式図である。図３に示すように、本変形例は、堰２ａ，２ｂの内部の溶融金属を吸引する吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを備えている。このような構成によれば、スナウト２内で発生した異物Ｄを連続的に吸引して外部に排出できるので、鋼板Ｓの表面に異物Ｄが付着することをより抑制できる。なお、本変形例においては、堰２ａ，２ｂの高さとめっき浴Ｍの浴面の高さとの差（堰開口高さ）Ｈ１を５０ｍｍ以下にすることが望ましく、３０ｍｍ以下にすることがさらに好ましい。これにより、スナウト２内で発生した異物Ｄを吸引ポンプ１１ａ，１１ｂにより効率的に堰２ａ，２ｂの内部に吸引できる。堰開口高さＨ１が５０ｍｍ以上である場合、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂで吸引するときにめっき浴Ｍの浴面近傍の溶融金属よりも深いところにある溶融金属を吸引することになるため、めっき浴Ｍの浴面に浮遊している異物Ｄを効率的に吸引することが困難になる場合がある。なお、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを備えることとしたが、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを省略してもよい。
【００２２】
図４は、図３に示すスナウト２の変形例の構成を示す模式図である。図４に示すように、本変形例では、堰２ａ，２ｂの高さが、スナウト２の幅方向に沿って変化、具体的にはスナウト２の幅方向中心部に向かって低くなっている。このような構成によれば、鋼板Ｓの幅方向中心部で発生しやすい異物Ｄをより吸引しやすくなるので、鋼板Ｓの表面５に異物Ｄが付着することをより抑制できる。この場合の堰開口高さＨ１は、鋼板Ｓの対向する位置の堰開口高さの平均値である。なお、本変形例は、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを備えることとしたが、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを省略してもよい。
【００２３】
図５（ａ），（ｂ）は、図２に示すスナウト２の変形例の構成を示す模式図である。図５（ａ），（ｂ）に示すように、本変形例では、堰２ａ，２ｂの開口高さＨ１及び幅Ｗ１とスナウト２内におけるめっき浴Ｍの表面積Ａ１とが以下の数式（１）に示す条件を満たしている。このような構成によれば、異物Ｄをより効率的に除去して鋼板Ｓの表面５に異物Ｄが付着することをより抑制できる。（Ｈ１・Ｗ１）/Ａ１の値が０．１０より大きい場合、めっき浴Ｍの浴面よりも深いところにある異物Ｄを除去することになるため、めっき浴の浴面Ｍに浮いている異物Ｄの除去効果が小さくなる。一方、（Ｈ１・Ｗ１）/Ａ１の値が０．００５未満である場合には、めっき浴Ｍの浴面が凝固する可能性が高くなり、異物Ｄを効果的に除去できなくなる場合がある。なお、本変形例は、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを備えていないが、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを配置してもよい。吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを配置しなくとも適切な堰を設置すれば、鋼板Ｓの表面に異物Ｄが付着することを抑制できるが、吸引ポンプ１１ａ，１１ｂを配置することにより、鋼板Ｓ近傍にわずかに残留している異物Ｄの鋼板Ｓ方向への移動速度を低下させることができるので、鋼板Ｓの表面に異物Ｄが付着することをさらに抑制することができる。吸引ポンプ１１ａ，１１ｂの能力は、堰内容量に応じて選択すればよい。
【００２４】
０．００５≦（Ｈ１・Ｗ１）/Ａ１≦０．１０  …（１）
【実施例】
【００２５】
本実施例では、図５（ａ），（ｂ）に示す堰２ａ，２ｂの開口高さＨ１及び幅Ｗ１とスナウト２内におけるめっき浴Ｍの表面積Ａ１との変化に伴う鋼板Ｓの品質欠陥率の変化を評価した。評価結果を以下の表１に示す。表１に示すように、堰２ａ，２ｂの開口高さＨ１が５０ｍｍ以下である場合、異物Ｄの除去効果が大きくなり、鋼板Ｓの品質欠陥率が小さくなった。一方、堰２ａ，２ｂの開口高さＨ１が５ｍｍ以下である場合、めっき浴Ｍの浴面が凝固し、異物Ｄを効果的に除去できなくなった。そして、堰２ａ，２ｂの寸法パラメーターが上記数式（１）に示す条件を満たすことにより、十分な品質欠陥率を確保できることが確認された。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
また、図７に、種々の（Ｈ１・Ｗ１）/Ａ１の値と異物Ｄの鋼板Ｓ方向への移動速度との関係について、吸引ポンプの能力毎に調査した結果を示す。異物Ｄの鋼板Ｓ方向への移動速度は、画像から実測した。吸引ポンプの効果は、堰内容量により変わるため、吸引ポンプの能力（ｍ３／ｈ）を堰内容量で除した値Ｂ（ｈ−１）で示した。値Ｂ（ｈ−１）が０（ｈ−１）とは、吸引ポンプを設置していない場合を示す。
【００２８】
図７に示すように、吸引ポンプを設置していない場合より、吸引ポンプを設置した場合の方が異物Ｄの鋼板Ｓ方向への移動速度が低下し、異物Ｄが鋼板Ｓに付着する確率が低くなっていることがわかる。但し、吸引ポンプの能力を高めるほど効果は高くなるが、その効果は飽和するため、必要以上に能力の高い吸引ポンプを使う必要はない。本例では、値Ｂ（ｈ−１）が５５（ｈ−１）以下で十分な効果が得られた。
【００２９】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば本実施形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように鋼板Ｓの両表面側に堰２ａ，２ｂを配置したが、鋼板の一方の表面側にのみ堰を配置するようにしてもよい。また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、堰２ａ，２ｂの幅方向の端部をスナウト２の幅方向に垂直な内壁面に接続せずに、鋼板Ｓの四方を囲うように堰２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配置してもよい。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  溶融金属ポット
２  スナウト
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  堰
３  シンクロール
１１ａ，１１ｂ  吸引ポンプ
Ｄ  異物
Ｍ  めっき浴
Ｓ  鋼板
【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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