(57)【要約】【課題】  ガスワイピングノズルを使用する従来の方法と比べて、メッキ厚の調整が容易であり、且つメッキ厚の均一性が高い連続溶融金属メッキ方法を提供する。【解決手段】  溶融亜鉛浴２の上方に、溶融亜鉛浴２から引き上げられた鋼帯１の走行経路に接するように、２枚の平板状のブレード３、４を配置する。これらのブレード３、４は、鋼帯１の幅以上の幅を有し、各ブレード３、４には、それぞれ、振動子５、６が取り付けられている。走行している鋼帯１の表面に、ブレード３、４を振動させた状態でその先端を接触させて、鋼帯１の表面に付着している溶融金属の一部を掻き落とす。このとき、鋼帯１の走行経路に対するブレード３、４の押込み量を調整することによって、メッキ厚を制御する。好ましくは、２枚のブレード３、４を、鋼帯１の走行経路を間に挟んで千鳥状に配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯を溶融金属浴の中を通過させて、金属帯の表面にメッキ層を付着させる連続溶融金属メッキ方法において、
溶融金属浴から引き上げられた金属帯の表面に、金属帯の幅以上の幅を有する平板状のブレードをそれに振動を付与した状態で接触させて、ブレードの先端で溶融金属の一部を掻き落とし、且つ、金属帯の走行経路に対するブレードの振動中心の相対位置を調整することによって、溶融金属の付着量を制御することを特徴とする連続溶融金属メッキ方法。
【請求項２】
前記ブレードに付与される、金属帯の走行経路に対して垂直方向の振動の周波数を１ｋＨｚ以上とすることを特徴とする請求項１に記載の連続溶融金属メッキ方法。
【請求項３】
前記ブレードに付与される、金属帯の走行経路に対して垂直方向の振動の振幅を１μｍ以上１００μｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の連続溶融金属メッキ方法。
【請求項４】
金属帯の走行経路に対する前記ブレードの押込み量を、前記ブレードの振動中心位置で表わして、０．１ｔ以上、１０ｔ以下とすること（但し、ｔは金属帯の板厚）を特徴とする請求項１に記載の連続溶融金属メッキ方法。
【請求項５】
金属帯を溶融金属浴の中を通過させて、金属帯の表面にメッキ層を付着させる連続溶融金属メッキ装置において、
溶融金属浴から引き上げられた金属帯の走行経路に近接して配置され、金属帯表面の溶融金属の一部を掻き落とすための振動体と、
この振動体を振動させて金属帯表面の溶融金属に接触させるための発振装置と、
を備えたことを特徴とする連続溶融金属メッキ装置。
【請求項６】
金属帯を溶融金属浴の中を通過させて、金属帯の表面にメッキ層を付着させる連続溶融金属メッキ装置において、
溶融金属浴から引き上げられた金属帯の走行経路に近接して配置され、金属帯の幅以上の幅を有し、金属帯表面の溶融金属の一部を掻き落とすための平板状のブレードと、
このブレードを振動させてその先端を金属帯表面の溶融金属に接触させるための発振装置と、
金属帯の走行経路に対するブレードの振動中心の相対位置を調整するための押込み装置と、
を備えたことを特徴とする連続溶融金属メッキ装置。
【請求項７】
前記ブレードが、金属帯の走行経路を間に挟んで千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の連続溶融金属メッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば連続溶融亜鉛メッキのような、連続溶融金属メッキのための方法及び装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
図２及び３に、従来の連続溶融亜鉛メッキ装置の一例を示す。
【０００３】
鋼帯１を溶融亜鉛浴２（メッキ槽）の中に連続的に供給し、シンクロール２２を介して鋼帯１を上方に引き上げる。次いで、溶融亜鉛浴２の上方で、鋼帯１の表面にガスワイピングノズル２３からガスを吹き付けることにより、鋼板の表面に付着している溶融亜鉛を掻き落として、その付着量（i.e.メッキ厚み）を制御する。
【０００４】
しかしながら、ガスワイピング法では、以下のような問題が発生する場合がある。即ち：
（ａ）メッキ厚を薄くしようとする場合には、鋼帯の走行速度を下げるか、あるいは、ガスワイピングの衝突圧、即ちガス圧力を上げなければならない。しかし、鋼板の走行速度を下げることは直接的に生産性の低下につながり、また、ガス圧力を上げることは溶融金属のスプラッシュを誘発するため、メッキ厚を薄くすることには限界がある。
【０００５】
（ｂ）鋼板の振動や反りに対して非常に敏感であり、影響を受け易い。このため、ガスワイピングノズルの前後にロール等を設置することで、振動や反りを矯正する場合が多い。しかし、ロール等の設置は、設備コストやランニングコストの上昇を招く。また、そのようなロール自体がチャタ等の欠陥を発生させるため、品質上の問題もある。
【０００６】
（ｃ）ガスワイピングでは、「さざ波」と呼ばれる欠陥が発生する。これは、ワイピングガスの乱れ（噴流渦）に起因するものであり、特に、合金化処理を行わない溶融亜鉛メッキを製造する場合に問題となる。
【０００７】
（ｄ）ガスを利用しているので、ワイピングの際に必然的に鋼板が冷却される。しかし、ワイピングに続いて合金化処理が行われる合金化溶融メッキを製造する場合には、熱エネルギー的に不利である。
【０００８】
（ｅ）ノズルのガス噴出し口に溶融金属のスプラッシュが入り込む場合があり、それが原因で付着量ムラが発生する（ノズル詰り）。
【０００９】
（ｆ）一般的に、付着量の変更はガス圧力を変更することによって行っているが、その変更の際にスプラッシュやノズル詰りが発生しやすいため、付着量の変更が必ずしも容易ではない。
【００１０】
これらの問題は、ワイピングにガスを使用することに根本的な原因がある。これを解決する方法として、例えば、特開２０００−２１２７１４号公報には、電磁力を利用して付着量を制御する方法が開示されている。しかし、この方法では、原理的に誘導電流が鋼帯に流れるので、逆に鋼帯が加熱されるという問題や、付着量が鋼板の反りや振動に強く影響されるという問題があり、その実用化は容易ではない。
【００１１】
特開平０９−２０９１０１号公報には、鋼帯をブレードで挟み込み、付着量を制御する方法が開示されている。しかし、この方法では、鋼板に反りや振動がある場合に付着量にムラが生ずるので、実用的ではない。
【００１２】
特開平０１−１４７０４９号公報には、ガスワイピングノズルの前（第２図）、後（第１図）、または前後（第３図）に電磁石を配置した連続溶融メッキ装置が開示されている。これらの装置によれば、溶融メッキ浴から引き上げられた鋼帯に電磁石を用いて振動を付与するとともに、その表面にガスワイピングノズルからの気体を吹き付けてメッキ量を調整している。しかし、この方法では、振動による溶融金属の振り落とし効果が不十分であるため、余り大きな気流吹き付け流量の削減を期待することができず、その効果は限定的である。
【特許文献１】特開２０００−２１２７１４号公報
【特許文献２】特開平０９−２０９１０１号公報
【特許文献３】特開平０１−１４７０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、以上のような従来の連続溶融金属メッキの際のメッキ厚制御方法についての問題点に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、ガスワイピングノズルを使用する従来の方法と比較して、メッキ厚の調整が容易であり、且つメッキ厚の均一性が高い連続溶融金属メッキ方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の連続溶融金属メッキ方法は、
金属帯を溶融金属浴の中を通過させて、金属帯の表面にメッキ層を付着させる連続溶融金属メッキ方法において、
溶融金属浴から引き上げられた金属帯の表面に、金属帯の幅以上の幅を有する平板状のブレードをそれに振動を付与した状態で接触させて、ブレードの先端で溶融金属の一部を掻き落とし、且つ、金属帯の走行経路に対するブレードの振動中心の相対位置を調整することによって、溶融金属の付着量を制御することを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記ブレードに付与される、金属帯の走行経路に対して垂直方向の振動の周波数を１ｋＨｚ以上とする。
【００１６】
好ましくは、前記ブレードに付与される、金属帯の走行経路に対して垂直方向の振動の振幅を１μｍ以上１００μｍ以下とする。
【００１７】
好ましくは、金属帯の走行経路に対する前記ブレードの押込み量を、金属帯の板厚中心の軌道から前記ブレードの振動中心位置までの距離で表わして、０．１ｔ以上、１０ｔ以下とする。但し、ｔは当該金属帯の板厚である。
【００１８】
また、本発明の連続溶融金属メッキ装置は、
金属帯を溶融金属浴の中を通過させて、金属帯の表面にメッキ層を付着させる連続溶融金属メッキ装置において、
溶融金属浴から引き上げられた金属帯の走行経路に近接して配置され、金属帯表面の溶融金属の一部を掻き落とすための振動体と、
振動体を振動させて金属帯表面の溶融金属に接触させるための発振装置と、
金属帯の走行経路に対する振動体の相対位置を調整するための押込み装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、前記振動体として金属帯の幅以上の幅を有する平板状のブレードを使用する。
【００２０】
好ましくは、前記ブレードを、金属帯の走行経路を間に挟んで千鳥状に配置する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の連続溶融金属メッキ方法及び装置によれば、金属帯の表面に振動体を接触させて溶融金属を掻き落しているので、メッキ厚の制御性に優れ、且つメッキ厚の均一性が高い。また、本発明の方法及び装置によれば、ガスワイピングノズルを使用する際に問題となるスプラッシュ等の品質欠陥の発生がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１に、本発明に基づく連続溶融金属メッキ装置におけるメッキ厚を制御するためのブレードの配置の一例を示す。なお、連続溶融金属メッキ装置の全体的な構成は、先に従来技術の項で説明した図２と同様なので、その説明は省略する。
【００２３】
図中、１は鋼帯（金属帯）、２は溶融亜鉛浴（溶融金属浴）、３、４はブレード（振動体）、５、６は振動子（発振装置）、７、８は発振機（発振装置）、９、１０は押込み装置を表わす。
【００２４】
この例では、図１に示すように、溶融亜鉛浴２の上方に、溶融亜鉛浴２から引き上げられた鋼帯１の走行経路に接するように、２枚の平板状のブレード３、４が配置されている。これらのブレード３、４は、鋼帯１の幅を僅かに上回る幅を有し、鋼帯１の走行経路を間に挟んで千鳥状に（即ち、互いに高さをずらして）配置されている。各ブレード３、４には、それぞれ、振動子５、６が取り付けられ、各振動子５、６は、それぞれ、発振機７、８に接続されている。更に、各振動子５、６は、押込み装置９、１０に接続されている。
【００２５】
走行している鋼帯１の表面に、ブレード３、４を振動させた状態でその先端を接触させて、鋼帯１の表面に付着している溶融金属の一部を掻き落とす。このとき、鋼帯１の走行経路に対するブレード３、４の押込み量を調整することによって、メッキ厚を制御することができる。なお、押込み量としては、例えば、ブレード３、４を接触させていない場合の鋼帯１の板厚中心の軌道に対する、ブレード３、４の振動中心の突出量を用いることができる。
【００２６】
このように、ブレード３、４に振動を与えて、鋼帯１の表面に接触させることによって、メッキの品質を落とすことなく、安定的に付着量を制御することができる。これは、物体に振動を与えると浮上力が発生するため、ミクロ的に見ると、ブレードと鋼帯（母材）が非接触状態になるため、溶融金属の付着量が制御できるものと考えられる。
【００２７】
また、本願発明者らの試験の結果、振動の周波数は１ｋＨｚ以上が必要であり、更に１０ｋＨｚ以上が好ましいことが判明した。これは、この振動に応じた模様がメッキ表面に現れるので、周波数が低い場合には、振動による模様が人間の目に認識されて欠陥とされるが、周波数が高い場合には、模様のピッチが小さくなるため、人間の目では認識されなくなるためである。
【００２８】
ブレードに付与する振幅は、１μｍ以上、１００μｍ以下が良い。これは、１μｍ以下では非接触効果が得られず、一方、１００μｍ以上では振動に起因する付着量の差が顕著となるためである。
【００２９】
好ましくは、鋼帯の走行経路に対する前記ブレードの押込み量を、鋼帯の板厚中心の軌道から前記ブレードの振動中心位置までの距離で表わして、０．１ｔ以上、１０ｔ以下とする。但し、ｔは当該鋼帯を板厚である。これは、押込み量が０．１ｔ以下では、付着量の均一性の確保が難しくなり、一方、１０ｔ以上では、鋼帯との接触圧が高くなって、鋼帯表面に疵を付けるおそれがあるからである。
【００３０】
ブレードは、鋼板の表裏でその高さを変えることが望ましい。これは、ブレードの高さを変えると、表裏で反対方向に押込み量を確保できるため、付着量の制御が容易になると同時に、反りや振動の矯正も可能となるためである。このようにすれば、チャタマークや異物（ドロス）押込み等の品質欠陥の原因となる場合の多い浴中ロールを排除することも可能となる。なお、表裏のブレードの高さの差は使用するブレードのエッジ部の厚さよりも１０ｍｍ程度大きければ良い。
【００３１】
付着量の制御は、押込み量の調整によって行う。但し、押込み量と付着量の関係は、付加する振動の周波数、振幅や出力により変化する。例えば、現在値よりも付着量を少なくしたい場合は、押込み量を増加させることになるが、単純に押込み量を増やすと、擦り傷が発生する場合がある。このような場合は、振動発振器の出力を高め、振動振幅を大きくすることで、解決できる。同様に、鋼板の反りが激しい場合や、振動が激しい場合も、押込み量を高める必要が出てくる場合がある。このような場合でも、本発明の形態なら、発振器出力を大きくすれば、反り、振動を抑えかつ擦り傷発生のない状態での操業が可能となる。
【００３２】
本発明の方法によるメッキ厚制御の性能について調べるため、図１に示した装置を用いて、下記の条件で試験を行った。試験に用いられた冷間圧延鋼帯のサイズは、厚さ０．７５ｍｍ、幅１０００ｍｍであり、ブレードのサイズは、厚さ２５ｍｍ（図中で、ｄ＝２５）、幅１２００ｍｍ、奥行き４００ｍｍであった。なお、ブレードを千鳥状に配置し、ブレードの高さを鋼帯の表裏で１５０ｍｍずらした（図中で、ｈ＝１５０）。ライン速度を９０ｍｐｍ、張力を２ｋｇ／ｍｍ２とした。ブレードに付与する振動は、周波数を１９．５ｋＨｚ、ブレード先端部の振幅を３０μｍｐ−ｐとした。また、振動に要する動力は、片面２．５ｋＷ、両面合計５ｋＷであった。
【００３３】
表１に、その結果を示す。なお、この表には、発振器出力、パスラインからの押込み量（ｍｍ）、平均付着量（ｇ／ｍ２）、幅方向についての最大付着量差（観測点５箇所、左右のエッジから各５０、２５０、５００ｍｍの位置）の関係が示されている。
【表１】
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【００３４】
表１から分かるように、本発明の方法に基づいてブレードの押込み量を調整することによって、メッキ付着量を制御することが可能であり、かつ、付着量の均一性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に基づく連続溶融金属メッキ装置におけるメッキ厚を制御するためのブレードの配置の一例を示す図。
【図２】従来の連続溶融亜鉛メッキ装置の一例を示す図。
【図３】従来の連続亜鉛金属メッキ装置におけるメッキ厚を制御するためのガスワイピングノズルについて説明する図。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・鋼帯（金属帯）、
２・・・溶融亜鉛浴（溶融金属浴）、
３、４・・・ブレード（振動体）、
５、６・・・振動子（発振装置）、
７、８・・・発振機（発振装置）、
９、１０・・・押込み装置、
２２・・・シンクロール、
２３・・・ガスワイピングノズル。
【図１】
2005256055.tif 000004
【図２】
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【図３】
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