(57)【要約】【課題】溶融めっき鋼板のめっき付着量の制御精度を大幅に高めながら溶融めっき鋼板を製造する。【解決手段】溶融めっき浴を通過した鋼板の表面にワイピングガスを、この鋼板の板幅Ｗ、板厚Ｔ、通板速度Ｓ、ワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔Ｈ、および溶融めっき鋼板のめっき付着量の目標値Ｍを考慮して、下記式に基づいて決定される決定される圧力Ｐで噴射することによってめっき付着量を調整して、溶融めっき鋼板を製造する。ただし、Ａ〜Ｆは定数である。Ｐ＝  ｅｘｐ  （Ａ×ＩｎＴ＋Ｂ×ＩｎＷ＋Ｃ×ＩｎＳ＋Ｄ×ＩｎＨ＋Ｅ×ＩｎＭ＋Ｆ）【選択図】            図２
2004225130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融めっき浴を通過した鋼板の表面にワイピングガスを、該鋼板の板幅を考慮して決定される圧力で噴射することによってめっき付着量を調整することを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記圧力は、さらに、前記鋼板の板厚、前記鋼板の通板速度、前記ワイピングガスを噴射するノズルと前記鋼板との間隔、および前記溶融めっき鋼板のめっき付着量の目標値を考慮して、決定される請求項１に記載された溶融めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記圧力は、下記式に基づいて決定される請求項１または請求項２に記載された溶融めっき鋼板の製造方法。
Ｐ／（９．８×１０４）＝  ｅｘｐ  （Ａ×ＩｎＴ＋Ｂ×ＩｎＷ＋Ｃ×ＩｎＳ＋Ｄ×ＩｎＨ＋Ｅ×ＩｎＭ＋Ｆ）
ただし、Ｐ：圧力（Ｐａ）、Ａ〜Ｆ：定数、Ｔ：鋼板の板厚（ｍｍ）、Ｗ：鋼板の板幅（ｍｍ）、Ｓ：鋼板の通板速度（ｍ／分）、Ｈ：ワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔（ｍｍ）、Ｍ：めっき付着量の目標値（ｇ／ｍ２）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融めっき鋼板の製造方法に関し、例えば連続溶融めっきラインにおいてガスワイピングを行ってめっき付着量を制御することにより溶融めっき鋼板を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、連続溶融亜鉛めっき鋼板の一般的な製造状況を模式的に示す説明図である。同図に示すように、連続溶融亜鉛めっき鋼板１２は、めっき母材である鋼板を、溶融亜鉛めっき浴１０に浸漬配置されたシンクロール１３の周囲を周回させて溶融亜鉛めっき浴１０を通過させた後、ガスワイピングノズル１１を用いて鋼板の表面にワイピングガスを噴射して余分な溶融めっき金属を掻き落とすことによって、最終的に所望のめっき付着量に調整されることにより、製造される。
【０００３】
近年、製造されるめっき鋼板の寸法や必要めっき付着量は、多様化の傾向にある。このため、製造工程では、これらの変更にあわせて頻繁にガスワイピングノズル１１の設定替え（噴射時の圧力や鋼板との間隔Ｈ等の調整）を行う必要がある。従来は、ラインオペレータが手動操作によりガスワイピングノズル１１の設定替えを行っていたが、設定替えの遅れや不適切な設定が不可避的に発生するため、付着量の外れによる歩留りロスや亜鉛のロスが生じていた。
【０００４】
非特許文献１や特許文献１には、めっき付着量についての操業因子の影響に関して、鋼板の通板速度、ガスワイピングノズルと鋼板との間隔、ワイピングガスの圧力、さらには鋼板の厚さ等が影響することが記載されている。また、特許文献２には、具体的な制御方法として、めっき付着量をライン速度、ワイピングガスの圧力、およびガスワイピングノズルと鋼板との間隔の関数として制御する発明が、特許文献３には、めっき付着量を、鋼板のライン速度、ワイピングガスの圧力、ガスワイピングノズルと鋼板との間隔、および鋼板の板厚の関数として制御する発明が、それぞれ記載されている。
【０００５】
なお、板幅方向のめっき付着量の分布について、上述した非特許文献１には端部３０ｍｍ以内はめっき付着量がほぼ一定であることが記載され、また上述した特許文献４には板反りの影響がある場合の表裏面の付着量差を適正化するために、ガスワイピングノズルと鋼板との間隔を調整することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５５−３４８６１  号公報
【特許文献２】特開平１−９２３４９  号公報
【特許文献３】特開平５−１７１３９５号公報
【特許文献４】特開平７−１８００２１号公報
【非特許文献１】日立評論（１９７５）ＶＯＬ．５７、Ｎｏ．５    ５１〜５６頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来の技術によっても、量産される多数の溶融めっき鋼板の全て又は大多数のめっき付着量を所望の値に制御することは難しかった。このため、めっき付着量の外れによる歩留りロスや亜鉛のロスを抑制することは難しかった。
【０００８】
本発明の目的は、溶融めっき鋼板のめっき付着量の制御精度を大幅に高めながら溶融めっき鋼板を製造する方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、溶融めっき鋼板のめっき付着量を所望の値に制御するために、操業実績値を詳しく検討した結果、通板される多数の鋼板の板幅が一定ではなく変動することがめっき付着量に著しく影響することを知見した。この理由は明らかではないが、例えば、板幅の変化が大きいと、熱容量の関係でガスワイピング時のめっきの流動性が変化すると考えられることや、板幅が大きいと一般に幅方向の平坦度が崩れ易くなること等が考えられる。実際の操業では、各種の板幅を有するめっき鋼板を同一のラインで順次製造するため、鋼板の板幅の変動に起因しためっき付着量の変動を抑制することは、製造される溶融めっき鋼板のめっき付着量を所望の値に制御することは極めて有効である。
【００１０】
本発明は、この新規な知見に基づいてなされたものであり、一の鋼板だけについて適した噴射圧力を考えるのではなく、量産される多数の鋼板について適切な噴射圧力を定めるには鋼板の板幅を考慮することが不可欠になるという、これまでには全く考慮されなかった新規な技術思想に基づくものである。
【００１１】
本発明は、溶融めっき浴を通過した鋼板の表面にワイピングガスを、鋼板の板幅を考慮して決定される圧力で噴射することによってめっき付着量を調整することを特徴とする溶融めっき鋼板の製造方法である。
【００１２】
この本発明にかかる溶融めっき鋼板の製造方法では、圧力が、さらに、鋼板の板厚、鋼板の通板速度、ワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔、および溶融めっき鋼板のめっき付着量の目標値を考慮して、決定されることが例示される。
【００１３】
これらの本発明にかかる溶融めっき鋼板の製造方法では、圧力が、下記式に基づいて決定されることが例示される。
Ｐ／（９．８×１０４）＝  ｅｘｐ  （Ａ×ＩｎＴ＋Ｂ×ＩｎＷ＋Ｃ×ＩｎＳ＋Ｄ×ＩｎＨ＋Ｅ×ＩｎＭ＋Ｆ）
ただし、上式において、Ｐ／（９．８×１０４）は圧力（Ｐａ）を示し、Ａ〜Ｆは定数を示し、Ｔは鋼板の板厚（ｍｍ）を示し、Ｗは鋼板の板幅（ｍｍ）を示し、Ｓは鋼板の通板速度（ｍ／分）を示し、Ｈはワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔（ｍｍ）を示し、さらにＭはめっき付着量の目標値（ｇ／ｍ２）を示す。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる溶融めっき鋼板の製造方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、溶融めっき鋼板が溶融亜鉛めっき鋼板である場合を例にとるが、溶融亜鉛めっき鋼板以外の他の溶融金属めっき鋼板であっても同様に適用可能である。
【００１５】
図２は、本実施の形態で用いた連続溶融亜鉛めっきライン１５を模式的に示す説明図である。なお、図２では、既に参照した図１において示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符合を付すことにより重複する説明を適宜省略する。
【００１６】
図２に示す連続溶融亜鉛めっきライン１５では、めっき母材である鋼板を、溶融亜鉛めっき浴１０に浸漬配置されたシンクロール１３の周囲を周回させて溶融亜鉛めっき浴１０を通過させた後、ガスワイピングノズル１１を用いて鋼板の表面にワイピングガスを噴射して余分な溶融めっき金属を掻き落とすことによって、めっき付着量を調整することにより、連続溶融亜鉛めっき鋼板１２を製造する。
【００１７】
そして、この連続溶融亜鉛めっきライン１５では、通板速度であるライン速度Ｓ（ｍ／分）、ワイピングガスを噴射するガスワイピングノズル１１と鋼板との間隔Ｈ（ｍｍ）、亜鉛めっき付着量の目標値Ｍ（ｇ／ｍ２）、鋼板の板厚Ｔ（ｍｍ）および板幅Ｗ（ｍｍ）および溶接部トラッキング位置情報からなる操業条件が、予め演算装置１６に入力されている。
【００１８】
この演算装置１６からの出力値に基づいて、プロセスコンピュータ１７が、ワイピングガスの適正な圧力Ｐ／（９．８×１０４）  （Ｐａ）  を、鋼板の少なくとも板幅Ｗ（ｍｍ）、具体的には、板幅Ｗ（ｍｍ）とともにさらに鋼板の板厚Ｔ（ｍｍ）、鋼板の通板速度Ｓ（ｍ／分）、ワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔Ｈ（ｍｍ）、および溶融めっき鋼板のめっき付着量の目標値Ｍ（ｇ／ｍ２）をも考慮して、演算により決定し、演算結果であるワイピング圧力となるように、一対のガスワイピングノズル１１、１１の圧力をそれぞれ調整する圧力調整弁１４、１４の開度の制御信号を出力する。
【００１９】
具体的には、ガスワイピングノズル１１、１１の圧力を、式Ｐ／（９．８×１０４）＝  ｅｘｐ（Ａ×ＩｎＴ＋Ｂ×ＩｎＷ＋Ｃ×ＩｎＳ＋Ｄ×ＩｎＨ＋Ｅ×ＩｎＭ＋Ｆ）  に基づいて決定する。ただし、上式において、Ａ〜Ｆは、定数であって、ラインの構成やめっきの種類等によって異なるが、ライン毎およびめっき種毎等に過去の操業データから回帰計算を行うことによって、求めることができる。
【００２０】
本実施の形態では、ワイピングガスの圧力Ｐを上述した式により決定される値とすることによって、めっき付着量の目標値と実際のめっき付着量との差異を低減でき、めっき付着量の制御精度を向上させることができる。
【００２１】
なお、本実施の形態では行っていないが、もし必要であれば、さらに操業中のめっき付着量の目標値に対する偏差からフィードバック制御を行うようにしてもよい。また、上記式中の各係数Ａ〜Ｆは、操業データの蓄積に伴って適宜更新されるようにすることが好ましい。
【００２２】
このように本実施の形態では、通板される鋼板の板幅に基づいてワイピングガスの噴射時の圧力を決定するため、溶融めっき鋼板のめっき付着量の制御精度を大幅に高めながら溶融めっき鋼板を製造することができる。
【００２３】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながら詳細に説明する。
図２に示す連続溶融亜鉛めっきライン１５のガスワイピングノズル１１から噴射されるワイピングガスの圧力を決定するための式として、その制御因子として板幅の項を含む（１）  式  （本発明例）  と、含まない（２）  式  （比較例）  とを、まず設定した。
【００２４】
Ｐ／（９．８×１０４）＝ｅｘｐ（Ａ１×ＩｎＴ  ＋Ｂ１×ＩｎＷ  ＋Ｃ１×ＩｎＳ  ＋Ｄ１×ＩｎＨ  ＋Ｅ１×ＩｎＭ  ＋Ｆ１）                                          ・・・・・・（１）
Ｐ／（９．８×１０４）＝ｅｘｐ（Ａ２×ＩｎＴ  ＋Ｃ２×ＩｎＳ  ＋Ｄ２×ＩｎＨ  ＋Ｅ２×ＩｎＭ  ＋Ｆ２）  ・・・・・・（２）
なお、（１）  式および（２）  式において、Ａｌ〜Ｆｌ、Ａ２〜Ｆ２は定数であり、Ｐはガス圧力（Ｐａ）であり、Ｔは板厚（ｍｍ）であり、Ｗは板幅（ｍｍ）であり、Ｓは通板速度（ｍ／分）であり、Ｈはワイピングガスを噴射するノズル１１と鋼板との間隔（ｍｍ）であり、さらにＭはめっき付着量（ｇ／ｍ２）である。
【００２５】
次に表１にまとめて示す亜鉛めっき鋼板の操業データを用いて、（１）  式および（２）  式について、重回帰計算でＡｌ〜Ｆｌ、Ａ２〜Ｆ２を求めた。なお、本例では、めっき浴中においてシンクロール１３に当接する面のデータを用いて計算した。また、めっき付着量のデータは、板幅方向の略中央付近および両端から約３０ｍｍ付近の３点の付着量の平均値を採用した。求めたＡｌ〜Ｆｌ、Ａ２〜Ｆ２の値を表２にまとめて示す。
【００２６】
【表１】
2004225130.tif 000003
【００２７】
【表２】
2004225130.tif 000004
【００２８】
ここで、表２に示す係数Ａ１〜Ｆ１を有する（１）  式、係数Ａ２〜Ｆ２を有する（２）  式と、圧力Ｐ、板厚Ｔ、板幅Ｗ、通板速度Ｓおよび間隔Ｈの操業データとから計算されるめっき付着量と、実際のめっき付着量との相関係数を求めた。
【００２９】
板幅を考慮しなかった（２）  式では相関係数Ｒ２  は０．８７であったのに対し、板幅を考慮した場合の（１）  式では相関係数Ｒ２  は０．９４であり、めっき付着量の制御精度が向上していた。
【００３０】
このようにして求めた、表２に示す係数Ａ１〜Ｆ１を有する（１）  式、係数Ａ２〜Ｆ２を有する（２）  式を用いて、連続溶融亜鉛めっきライン１５で溶融亜鉛めっきの操業を行った。本実施例では、図２に示すように、ライン速度Ｓ（ｍ／分）、間隔Ｈ（ｍｍ）、目標値Ｍ（ｇ／ｍ２）、板厚Ｔ（ｍｍ）および板幅Ｗ（ｍｍ）および溶接部トラッキング位置情報からなる操業条件が演算装置１６に入力されており、その結果に基づいてプロセスコンピュータ１７を通じてガスワイピング圧力のコントロールがなされたものである。また、本例では表１と同じ鋼種および操業条件の範囲でめっきした。
【００３１】
この結果を図３にグラフで示す。図３に示すグラフは、目標付着量値  （設定付着量値）  に対する実付着量値の差を５ｇ／ｍ２ずつの区分に分け、それぞれの区分の割合をヒストグラムで表したものである。なお、図３にグラフで示すデータも、めっき浴１０中でシンクロール１３に当接する面についてのものであるが、反対面についても同様である。
【００３２】
図３にグラフで示すように、板幅を考慮した式（１）  を用いることにより、板幅を考慮しない式（２）  を用いた場合に比較して、めっき付着量の制御精度が大幅に向上した。
【００３３】
また、他のめっき品種においても同様に効果を確認した。表４に示すような５５質量％Ａｌ−１．６  質量％Ｓｉ−Ｚｎ合金めっきを対象に、重回帰計算により求めた表４の係数を用いて、同様に板幅を考慮した場合としなかった場合とを比較した。
【００３４】
【表３】
2004225130.tif 000005
【００３５】
【表４】
2004225130.tif 000006
【００３６】
この結果についても同様に図４にグラフで示す。図４にグラフで示すように、本発明による制御式を用いることにより、めっき付着量の制御精度が向上していることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる溶融めっき鋼板の製造方法により、溶融めっき鋼板のめっき付着量の制御精度を大幅に高めながら溶融めっき鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続溶融亜鉛めっき鋼板の一般的な製造状況を模式的に示す説明図である。
【図２】実施の形態で用いた連続溶融亜鉛めっきラインを模式的に示す説明図である。
【図３】実施例の結果を示すグラフである。
【図４】実施例の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  溶融めっき浴
１１  ガスワイピングノズル
１２  溶融めっき鋼板
１３  シンクロール
１４  圧力調整弁
１５    連続溶融亜鉛めっきライン
１６    演算装置
１７    プロセスコンピュータ
【図１】
2004225130.tif 000007
【図２】
2004225130.tif 000008
【図３】
2004225130.tif 000009
【図４】
2004225130.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月4日(2003.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
これらの本発明にかかる溶融めっき鋼板の製造方法では、圧力が、下記式に基づいて決定されることが例示される。
Ｐ／（９．８×１０４）＝  ｅｘｐ  （Ａ×ＩｎＴ＋Ｂ×ＩｎＷ＋Ｃ×ＩｎＳ＋Ｄ×ＩｎＨ＋Ｅ×ＩｎＭ＋Ｆ）
ただし、上式において、Ｐは圧力（Ｐａ）を示し、Ａ〜Ｆは定数を示し、Ｔは鋼板の板厚（ｍｍ）を示し、Ｗは鋼板の板幅（ｍｍ）を示し、Ｓは鋼板の通板速度（ｍ／分）を示し、Ｈはワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔（ｍｍ）を示し、さらにＭはめっき付着量の目標値（ｇ／ｍ２）を示す。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この演算装置１６からの出力値に基づいて、プロセスコンピュータ１７が、ワイピングガスの適正な圧力Ｐ（Ｐａ）を、鋼板の少なくとも板幅Ｗ（ｍｍ）、具体的には、板幅Ｗ（ｍｍ）とともにさらに鋼板の板厚Ｔ（ｍｍ）、鋼板の通板速度Ｓ（ｍ／分）、ワイピングガスを噴射するノズルと鋼板との間隔Ｈ（ｍｍ）、および溶融めっき鋼板のめっき付着量の目標値Ｍ（ｇ／ｍ２）をも考慮して、演算により決定し、演算結果であるワイピング圧力となるように、一対のガスワイピングノズル１１、１１の圧力をそれぞれ調整する圧力調整弁１４、１４の開度の制御信号を出力する。