(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯を連続熱処理炉で連続的に熱処理した後、溶融金属を保持しためっき槽に導入して溶融金属めっきを行う連続溶融金属めっき方法において、連続熱処理炉とめっき槽の間に設けられたスナウト内に、少なくとも、通板する金属帯上面に対向するスナウト壁部を通じて気体を吹込み、且つスナウトの気体吹込み部よりも下方位置においてスナウト内の気体を排出し、前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、前記スナウト壁部の壁面に略平行で下向方向に、金属帯通板方向に対して、金属帯幅方向中央部側に０°超３０°以下傾斜した方向に吹き込み、金属帯幅方向中央部分の気体の流量密度を金属帯端部側の気体の流量密度よりも大きくすることを特徴とする連続溶融金属めっき方法。
【請求項２】
金属帯を連続熱処理炉で連続的に熱処理した後、溶融金属を保持しためっき槽に導入して溶融金属めっきを行う連続溶融金属めっき方法において、連続熱処理炉とめっき槽の間に設けられたスナウト内に、少なくとも、通板する金属帯上面に対向するスナウト壁部を通じて気体を吹込み、且つスナウトの気体吹込み部よりも下方位置においてスナウト内の気体を排出し、前記スナウト壁部からの気体吹き込み流量と前記気体吹込み部よりも下方位置からの気体排出流量は、０＜気体吹き込み流量／気体排出流量＜０．５の関係を満足するとともに、前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、スナウト壁部の壁面に略平行で下向方向に、金属帯通板方向に対して、金属帯幅方向中央部側に０°超３０°以下傾斜した方向に吹き込み、金属帯幅方向中央部分の気体の流量密度を金属帯端部側の気体の流量密度よりも大きくすることを特徴とする連続溶融金属めっき方法。
【請求項３】
前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、浴面における気流幅が、最大金属幅×０．５以上、最大金属帯幅以下となるように吹き込むことを特徴とする請求項１または２に記載の連続溶融金属めっき方法。
【請求項４】
前記スナウトは、前記気体吹き込み部部分またはその上方で、スナウト壁−金属帯間隔が狭められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の連続溶融金属めっき方法。
【請求項５】
前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、自由噴流状態で浴面に対応する距離のところでの流速が０．５ｍ／ｓ以上となるように吹き込まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の連続溶融金属めっき方法。
【請求項６】
金属帯を連続熱処理炉で連続的に熱処理した後、溶融金属を保持しためっき槽に導入して溶融金属めっきを行う連続溶融金属めっき装置において、連続熱処理炉とめっき槽の間に設けられたスナウトが、少なくとも、金属帯上面に対向するスナウト上壁部に気体を吹込むための気体吹込口を有し、且つ該気体吹込口よりも下方位置のスナウト壁部にスナウト内の気体を排出するための気体排出口を有し、前記気体吹き込み口は、気体吹き込み方向をスナウト壁面に略平行で下向きとするように構成され、前記気体吹き込み部分に金属帯通板方向に対して金属帯幅方向中央部側に０°超３０°以下傾斜し、金属帯幅方向中央部分における気体の流量密度が金属帯端部側の気体の流量密度より大きくするための案内板が金属帯幅方向に複数設置されていることを特徴とする連続溶融金属めっき装置。
【請求項７】
前記気体吹込口は、スナウト壁の金属帯幅方向中央部に設けられ、その金属帯幅方向の長さは、浴面における気流幅が、最大金属帯幅×０．５以上、最大金属帯幅以下となるように設けられることを特徴とする請求項６に記載の連続溶融金属めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スナウト内で発生する金属蒸気に起因する品質欠陥の発生を防止するための連続溶融金属めっき方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯の連続溶融亜鉛ラインでは、通常、表面を洗浄した鋼帯を連続熱処理炉で連続的に焼鈍し、所定温度に冷却後、図１０に示す連続溶融金属めっき装置に導入し、亜鉛を溶融しためっき槽２内を通板させて溶融亜鉛めっきを行う。通常、連続熱処理炉での焼鈍・冷却工程は還元雰囲気になっており、鋼帯Ｓが連続熱処理炉を出てめっき槽２に達するまでの間の鋼帯通板路を大気から遮断し、鋼帯Ｓが還元雰囲気中を通板できるようにするため、連続熱処理炉とめっき槽２の間にスナウト１と呼ばれる矩形断面の通路が設けられている。
【０００３】
めっき槽内にはシンクロール４が設置されており、鋼帯Ｓはシンクロール４で走行方向を転換されて鉛直方向に上昇する。めっき槽２から引き上げられた鋼帯Ｓはガスワイピングノズル６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。
【０００４】
この連続溶融金属めっき装置では、スナウト内は還元雰囲気であるために、スナウト内の溶融亜鉛浴面には酸化膜が形成されにくく、薄い酸化膜が形成されているだけである。このようにスナウト内の溶融亜鉛浴面に形成される酸化膜は強固なものではないため、鋼帯Ｓがめっき浴３に進入する際、振動等により溶融亜鉛が浴面に露出し、そこからスナウト内に亜鉛が蒸発する。この場合、溶融亜鉛は、その飽和蒸気圧まで還元雰囲気ガス内に蒸発する。
【０００５】
蒸発した溶融亜鉛の蒸気は、還元雰囲気ガス内に微少量存在する酸素と反応して酸化物（通常固体）を形成する。また、蒸発した溶融亜鉛が酸化されない場合でも溶融亜鉛の蒸気圧が飽和蒸気圧以上になると、蒸発した溶融亜鉛の一部は、液相あるいは固相の亜鉛に相変化する。特に、スナウトは薄い耐熱材料で構成されているだけなので、スナウト内面の温度は外気の影響を受けて蒸発した溶融亜鉛の蒸気圧における飽和温度以下の温度になりやすく、その温度以下になった部位で蒸気が亜鉛粉になり、スナウト内面に付着する。
【０００６】
以上のような酸化物や付着物（いわゆるアッシュ）が、清浄化された鋼帯Ｓに直接付着した場合、めっきが不均一になったり、不めっき部を生じさせる等の品質欠陥が発生する。
【０００７】
また、酸化物がスナウト内の溶融亜鉛浴面に落下した場合、酸化物の溶融温度は溶融亜鉛浴の温度よりも高いために溶融亜鉛浴に再溶解しない。さらに付着物がスナウト内の溶融亜鉛浴面に落下した場合、付着物が溶融亜鉛と同じ亜鉛の場合には再溶解するが、多くの場合、付着物には不純物が混入しているため、付着物も溶融亜鉛浴に再溶解しないことが多い。
【０００８】
落下しても再溶解しない前記酸化物や付着物は、スナウト内の浴面を浮遊し、スナウト内を走行してめっき浴３に進入する鋼帯Ｓに随伴する溶融亜鉛浴の流れにのり、鋼帯Ｓ側に移動して鋼帯Ｓ表面に付着する。この場合にも、鋼帯Ｓのめっきを阻害する要因として作用するため、めっき厚が薄くなったり、不めっきになったりして、品質欠陥が発生する。
【０００９】
溶融亜鉛めっきにおける前記のようなスナウト内の亜鉛蒸気に起因して生成するアッシュによる品質欠陥の発生を解決する方法が従来から多数提案されている。
【００１０】
たとえば、特許文献１には、スナウト浴面にセラミックボールを浮遊させて亜鉛蒸気を低減させる方法が示されている。
【００１１】
また、特許文献２にはスナウト内壁をヒータで加熱し、さらに該ヒータ外側を断熱材で断熱し、浴温とスナウト部の温度差を１５０℃以下とすることで内壁へのアッシュ付着を防止する方法が示されている。
【００１２】
さらに、特許文献３には、炉内ガスに含まれる金属ヒュームをスナウトから炉外に排出してアッシュにして回収除去し、次いで、金属ヒュームを除去した炉内ガスをスナウトから放散管を介して外気中に放散する方法が示されている。具体的には、排気口を溶融金属浴面上２ｍ以内に設置して、炉内圧と外気の圧力差および排気口と放散管先端までのドラフトによって炉内ガスを外気中に放散するとともに、放散管途中に設けた流量調整手段によって、炉内ガスの排気流量を制御している。
【００１３】
また特許文献４には、めっき浴中に吸引ブロアを設置し、この吸引ブロアの吸引側にスナウト内の浴面より高い位置に吸引口を有する吸引管を連結してスナウト内の亜鉛蒸気を系外に排出する方法が開示されている。
【００１４】
以下に、先行技術文献情報について記載する。なお、非特許文献１については、説明の都合上、［発明の実施の形態］において説明する。
【００１５】
【特許文献１】
特開平７−６２５１２号（第１頁、図２）
【００１６】
【特許文献２】
特開平８−１７６７７３号（第１頁）
【００１７】
【特許文献３】
特開平１１−１００６５０号（第１頁、図１）
【００１８】
【特許文献４】
特開平８−３０２４５３号公報（第１頁、図１）
【００１９】
【非特許文献１】
武石芳明、外２名，「連続溶融めっきにおけるガスワイピング機構」，鉄と鋼，第８１巻（１９９５年），第６号，ｐ．６４３−６４８
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１のスナウト浴面にセラミックボールを浮遊させる方法では、スナウト壁に付着したアッシュが直接鋼帯表面に落下することにより発生する品質欠陥を防止することが全く考慮されておらず、またセラミックボールが浴内に混入することによる欠陥発生の問題が懸念される。
【００２１】
特許文献２の方法では、十分な効果を奏するには、大規模なヒータと断熱材が必要であり、また、熱応力による設備破損の危険性も高いため、現実的ではない。
【００２２】
また、特許文献３の炉圧差を利用した排気口を設ける方法では、確かにめっき浴面から生成されるアッシュを排気口から排出するので一定の効果は認められるが、アッシュ性欠陥を完全に防止するためには大きな排出流量が必要であり、ガス放出のためのコスト上昇や炉圧確保等の操業上の問題が数多く発生するため、実現が困難である。
【００２３】
また特許文献４の方法は、スナウト内の亜鉛蒸気を確実に排出できないため、排出されなかった亜鉛蒸気がスナウト壁に付着し、スナウト内の亜鉛蒸気に起因する品質欠陥を防止する効果が不十分である。
【００２４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、スナウト内で発生する溶融金属蒸気に起因する品質欠陥（めっき欠陥）の発生を低コストで防止できる連続溶融金属めっき方法および装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の手段は以下の通りである。
（１）金属帯を連続熱処理炉で連続的に熱処理した後、溶融金属を保持しためっき槽に導入して溶融金属めっきを行う連続溶融金属めっき方法において、連続熱処理炉とめっき槽の間に設けられたスナウト内に、少なくとも、通板する金属帯上面に対向するスナウト壁部を通じて気体を吹込み、且つスナウトの気体吹込み部よりも下方位置においてスナウト内の気体を排出し、前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、前記スナウト壁部の壁面に略平行で下向方向に、金属帯通板方向に対して、金属帯幅方向中央部側に０°超３０°以下傾斜した方向に吹き込み、金属帯幅方向中央部分の気体の流量密度を金属帯端部側の気体の流量密度よりも大きくすることを特徴とする連続溶融金属めっき方法。
【００２７】
（２）金属帯を連続熱処理炉で連続的に熱処理した後、溶融金属を保持しためっき槽に導入して溶融金属めっきを行う連続溶融金属めっき方法において、連続熱処理炉とめっき槽の間に設けられたスナウト内に、少なくとも、通板する金属帯上面に対向するスナウト壁部を通じて気体を吹込み、且つスナウトの気体吹込み部よりも下方位置においてスナウト内の気体を排出し、前記スナウト壁部からの気体吹き込み流量と前記気体吹込み部よりも下方位置からの気体排出流量は、０＜気体吹き込み流量／気体排出流量＜０．５の関係を満足するとともに、前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、スナウト壁部の壁面に略平行で下向方向に、金属帯通板方向に対して、金属帯幅方向中央部側に０°超３０°以下傾斜した方向に吹き込み、金属帯幅方向中央部分の気体の流量密度を金属帯端部側の気体の流量密度よりも大きくすることを特徴とする連続溶融金属めっき方法。
【００２８】
（３）前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、浴面における気流幅が、最大金属幅×０．５以上、最大金属帯幅以下となるように吹き込むことを特徴とする（１）または（２）に記載の連続溶融金属めっき方法。
【００２９】
（４）前記スナウトは、前記気体吹き込み部部分またはその上方で、スナウト壁−金属帯間隔が狭められていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の連続溶融金属めっき方法。
【００３０】
（５）前記スナウト壁部を通じて吹き込む気体は、自由噴流状態で浴面に対応する距離のところでの流速が０．５ｍ／ｓ以上となるように吹き込まれることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の連続溶融金属めっき方法。
【００３１】
（６）金属帯を連続熱処理炉で連続的に熱処理した後、溶融金属を保持しためっき槽に導入して溶融金属めっきを行う連続溶融金属めっき装置において、連続熱処理炉とめっき槽の間に設けられたスナウトが、少なくとも、金属帯上面に対向するスナウト上壁部に気体を吹込むための気体吹込口を有し、且つ該気体吹込口よりも下方位置のスナウト壁部にスナウト内の気体を排出するための気体排出口を有し、前記気体吹き込み口は、気体吹き込み方向をスナウト壁面に略平行で下向きとするように構成され、前記気体吹き込み部分に金属帯通板方向に対して金属帯幅方向中央部側に０°超３０°以下傾斜し、金属帯幅方向中央部分における気体の流量密度が金属帯端部側の気体の流量密度より大きくするための案内板が金属帯幅方向に複数設置されていることを特徴とする連続溶融金属めっき装置。
【００３２】
（７）前記気体吹込口は、スナウト壁の金属帯幅方向中央部に設けられ、その金属帯幅方向の長さは、浴面における気流幅が、最大金属帯幅×０．５以上、最大金属帯幅以下となるように設けられることを特徴とする（６）に記載の連続溶融金属めっき装置。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、鋼帯に溶融亜鉛めっきしたときのスナウト内での気体の流動とアッシュ生成について精査した結果、以下の知見を得た。
（１）アッシュの原因となる亜鉛蒸気の移動は、鋼帯移動により発生する流れ、いわゆる“随伴流”およびスナウト内温度差に伴う熱対流、およびスナウト内の圧力差による流れ、いわゆる“圧力流”によってほぼ決定される。
（２）前記（１）の随伴流は、鋼帯近くでは下降流であり、それが浴面に到達し、さらにスナウト壁面に到達した後、一部上昇流となる。
（３）前記（１）の熱対流は、スナウト内部の温度差に起因する。通常、スナウトは鋼帯幅方向に長く、鋼帯面の垂直方向には短いため、この熱対流は主にスナウト幅方向で発生し、スナウト側壁部近傍では下降流、スナウト幅方向中央部では上昇流となる。なお、スナウト幅方向は、鋼帯幅方向と同じ方向である。
（４）前記（１）の圧力流は、スナウト内の圧力差はあまり大きくないため、（１）〜（３）に比較して通常は無視できるレベルである。
（５）前記（２）〜（４）より、スナウト幅方向中央部分では、鋼帯随伴流外側からスナウト壁面までの領域は総じて上昇流が大きく、この上昇流に乗って亜鉛蒸気はスナウト上流部に到達する。
【００４４】
以上の知見から、本発明者らはスナウト幅方向中央部付近の上昇流対策が重要で、めっき浴から生成する亜鉛蒸気を速やかに系外へ排出することがアッシュ生成を防ぐ上で最も重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００４５】
図１１は、図１０に示す従来の連続溶融金属めっき装置のスナウト部の気流を測定した結果およびアッシュ付着状況を観察した結果を示したもので、（ａ）は鋼帯幅方向中央部断面における鋼帯長手方向の雰囲気ガス流れ、（ｂ）は鋼帯に対向するスナウト壁面に沿った雰囲気ガス流れをそれぞれ示す。また、図中、矢印は雰囲気ガス流れの方向、ハッチング部はアッシュが付着している部分を示す。
【００４６】
スナウト内の流れを決定する要因には、鋼帯移動に伴う随伴流、炉内圧力差による流れ（以下、圧力流）、スナウト内温度差に伴う熱対流（以下、熱対流）がある。
【００４７】
随伴流は、走行する鋼帯Ｓに随伴する流れ（以下、鋼帯随伴流）であり、鋼帯速度、幅、及び鋼帯からの距離に依存する。図１１（ａ）に示されるように、随伴流は、鋼帯近くでは下降流であり、それが浴面に到達し、さらにスナウト壁面に到達した後、スナウト壁面に沿った上昇流となる。
【００４８】
圧力流は、通常スナウト上流側が下流よりも高圧であるため、下降流を生じさせる可能性があるが、スナウトに開口部がない場合、圧力差はほとんど生じないため、流れはほとんど無視できるレベルである。ここで、スナウト上流、下流とは、鋼帯通板方向に対する上流、下流を意味する。
【００４９】
熱対流については、亜鉛浴はスナウト内温度に比較して高温であり、かつスナウト壁面は温度が低いため、図１１（ｂ）に示されるように、スナウト幅方向中央付近では上昇流が、スナウト側壁部では下降流が生じる。このスナウト幅方向中央部の上昇流は、前述した鋼帯随伴流が浴面で反転、上昇流となった流れと重なり、かなり強い上昇流となる。浴面に酸化膜等が存在していない場合、この上昇流には多量の亜鉛蒸気が含まれているため、この上昇流がスナウト壁面に到達するとアッシュ生成の原因となる。そのため、この上昇流をスナウト壁面に到達させないことは非常に重要である。
【００５０】
そこで鋭意検討した結果、本発明者等は、前記（２）〜（４）の流れにより生じる上昇流を鋼帯幅の全領域で無効にするようなスナウト内の下降流れを生成させるように、スナウト内への気体の吹込みおよび気体の排出を行うことにより、スナウト内の亜鉛蒸気がアッシュ化する前にスナウト外に排出できることを見出した。
【００５１】
また、本発明者等は、めっき浴面が酸化している場合、上昇流に含まれる亜鉛蒸気量は激減して、スナウト内でアッシュが生成されにくくなり、より好ましいことを見出した。
【００５２】
本発明はこのような知見に基づきなされたものである。以下、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、以下の実施の形態では、溶融金属めっきは溶融亜鉛めっき、金属帯は鋼帯を念頭において説明する。
【００５３】
図１は、本発明の連続溶融金属めっき方法および装置の第１の実施形態を示す説明図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００５４】
図１において、２はめっき槽、３はその内部に保持されるめっき浴、４はめっき槽内に配置されるシンクロール、１は図示しない連続熱処理炉とめっき槽２間に設けられるスナウト、５はサポートロール、６はめっき付着量を調整するガスワイピングノズル、７はタッチロールである。
【００５５】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示す装置では、スナウト１内を通板する鋼帯Ｓの上面に対向するスナウト上壁部２０の高さ方向中間部に、鋼帯幅方向に開口した気体吹込口（スリット状開口部）８が設けられている。この気体吹込口８には気体供給用の配管９が接続され、スナウト１内に気体が吹込み可能となっている。また、気体吹込口８よりも下方位置のスナウト両側壁部に、スナウト１内の気体を排出するための気体排出口１１が設けられ、この気体排出口１１に排気用の配管１０が接続されている。また、この配管１０には流量調整弁１２が付帯している。
【００５６】
スナウト内への気体吹込みは配管９を通じて供給し、例えばブロア等によって行う。
【００５７】
以上の連続溶融金属めっき装置を用いて鋼帯Ｓのめっきを行う場合、連続焼鈍炉で所定の熱処理（焼鈍−冷却）された鋼帯Ｓは、スナウト１を通過してめっき槽２内に導かれ、シンクロール４で方向転換された後、サポートロール５で案内されてめっき槽２の上方に導かれる、ここでガスワイピングノズル６によってめっき付着量が調整された後、タッチロール７で案内され、次工程へと導かれる。
【００５８】
このようなめっき操業中、気体吹込口８からスナウト１内に気体を吹込むとともに、気体排出口１１からスナウト１内のガスが排出される。
【００５９】
このガスの排出は例えばスナウト１内と外気の圧力差を利用した自然排気によってもよいし、また、ブロア、ポンプ等による強制吸引により行ってもよい。ただし、気体排出をスナウト内外の圧力差を利用した自然排気で行えば、排出用ポンプ等を用いる必要がないため、非常に有利である。スナウト内圧力は通常、大気圧より数十ｍｍＡｑ高いので圧力差を利用した自然排気でも問題はなく、配管１０の流量調整弁１２により排出流量を調整すればよい。
【００６０】
図１の装置では、スナウト上壁部２０に気体吹込口８を備え、気体吹込みと排出の２つの効果によりめっき浴から発生した亜鉛蒸気の上昇流を打消すような大きなガス下降流が生じて、亜鉛蒸気が効率よくスナウト外に排出され、アッシュ性品質欠陥の発生が防止される。スナウト１内面に付着したアッシュによる品質影響は、付着したアッシュが鋼帯表面に直接落下するスナウト上壁部２０の方がスナウト下壁部３０より大きい。図１の装置では、スナウト上壁部２０に気体吹込口８を備えることで、アッシュ性品質欠陥を効果的に防止できる。
【００６１】
図２は、本発明の連続溶融金属めっき方法および装置の他の実施形態を示す説明図で、気体吹込口をスナウト上壁部だけでなく、スナウト下壁部にも設けた場合を示しており、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【００６２】
図において、２はめっき槽、３はその内部に保持されるめっき浴、４はめっき槽内に配置されるシンクロール、１は図示しない図示しない連続熱処理炉とめっき槽２間に設けられるスナウト、５はサポートロール、６はめっき付着量を調整するガスワイピングノズル、７はタッチロールである。
【００６３】
図２（ａ）および（ｂ）に示す装置では、スナウト１内を通板する鋼帯Ｓの上面に対向するスナウト上壁部２０の高さ方向中間部と、スナウト１内を通板する鋼帯Ｓの下面に対向するスナウト下壁部３０の高さ方向中間部とに、それぞれ、鋼帯幅方向に開口した気体吹込口（スリット状開口部）８ａ、８ｂが設けられている。これらの気体吹込口８ａ、８ｂには気体供給用の配管９がそれぞれ接続され、スナウト内に気体が吹込み可能となっている。また、気体吹込口８ａ、８ｂよりも下方位置のスナウト両側壁部には、スナウト内の気体を排出するための気体排出口１１が設けられ、この気体排出口に排気用の配管１０が接続されている。また、この配管１０には流量調整弁１２が付帯している。
【００６４】
図２の装置では、スナウト上壁部２０及びスナウト下壁部３０に、各々、気体吹込口（スリット状開口部）８ａ、８ｂが設けられていることで、アッシュ性品質欠陥を防止する効果がより優れる。
【００６５】
図３は、図２に示す装置のスナウト部の気流を測定した結果を示したもので、（ａ）は鋼帯幅方向中央部断面における鋼帯長手方向の雰囲気ガス流れ、（ｂ）は鋼帯に対向するスナウト壁部に沿った雰囲気ガス流れをそれぞれ示す。また、図３中の符号は、図１１の場合と同様で、矢印は雰囲気ガス流れの方向を示す。図３では、アッシュがスナウト壁面に付着していなので、図１１で示されたようなハッチング部分は示されていない。
【００６６】
図３に示すように、鋼帯Ｓの随伴ガス流が浴面に衝突後、スナウト幅方向中央部を上昇するようなガス流れが鋼帯幅の全領域でなくなり亜鉛蒸気がスナウト外に効果的に排出されている。これは、気流吹込みと排出により大きな下降流が生成し、これが従来のめっき浴から発生した亜鉛蒸気の上昇流を打消しているからである。また、図３では亜鉛蒸気が系外に速やかに排出されるため、スナウト内面に付着したアッシュが大幅に低減していることが判る。
【００６７】
図１１（ｂ）に示されるような上昇流の生成を防止するには、スナウト内への気体の吹き込み方向を、鋼帯に対向するスナウト壁面に略平行で下向き方向とすることが特に効果的である。
【００６８】
例えば、図２に示されるように、気体吹込口８をスナウト内に略Ｌ型に突起させ、下向きの流れを形成し、あるいは図４に示されるように、気体吹き込み装置１４の気体ヘッダー１５は、その鋼帯対向側部分１６が鋼帯通板方向に向けて鋼帯との間隔が一旦狭まり、次いで広がる曲面形状を有するように、スナウト壁面よりもスナウト内部に突出して形成されるとともに、該気体ヘッダー１５下部に、スナウト壁面に略平行方向に気体を噴射するスリット状開口部を備える気体吹込口１７を形成することで、スナウト壁面に略平行で下向き方向の気体の流れを形成し、これによって図１１（ｂ）に示されるような上昇流を打ち消すことができる。スナウト壁面に沿った下向きの流れを形成する観点から、前記スリット状開口部は、スナウト壁面に近接した位置に設けることが好ましい。
【００６９】
スナウト内に吹き込まれる気体の吹き込み方向がスナウト壁面に平行でない場合、例えば図５に示されるように、気体の吹き込み方向がスナウト壁面から遠ざかる方向の斜め下方である場合は、スナウト壁面から剥離する流れ（以下、剥離流）を生じ、この剥離流によって、スナウト壁面に、亜鉛蒸気を多量に含む上昇流の巻き込みが発生し、スナウト壁面にアッシュが付着するので好ましくない。逆に、気体の吹込み方向が、スナウト壁面に近づく方向の斜め下方である場合、気体吹きつけ部分より下方のスナウト壁面では、スナウト壁面に平行な下降流を形成する効果が十分得られない。
【００７０】
例えば、図１又は図２において、図４に示される気体吹込口１７を備える気体吹込み装置１４を設置することで、スナウト壁面における上昇流の発生を防止する作用がより向上され、アッシュ性欠陥の発生を防止する効果がより優れるようになる。
【００７１】
図６は、図２の装置において、前記図４に示される気体吹込み装置１４を設置した連続溶融金属めっき装置の例である。図６の装置によれば、スナウト壁面における上昇流の発生を防止する作用がより向上されることで、アッシュ性欠陥の発生を防止する効果がより優れる。
【００７２】
気体吹込み装置は前記図４に示す構造のものに限定されない。スナウト壁面に略平行で下向き方向の気体の流れを形成できるものであれば、その構造は特に限定されない。例えば、図７に示すように、断面形状が円形又は楕円形のヘッダー１８下部にスリット状開口部１９が形成されたものであってもよい。
【００７３】
前記図１、図２及び図６において、気体吹込口から吹込まれる気体吹込流量と、気体排出口から排出される気体排出流量は、０＜気体吹込流量／気体排出流量＜０．５の関係を満足することが好ましい。気体吹込流量／気体排出流量が０．５以上になると、吹込んだ気体が気体吹込部より上流のスナウト部分や炉側に流れ、炉内がアッシュ汚染や温度低下を招くため、好ましくない。
【００７４】
鋼帯幅方向中央部に対向するスナウト壁面では、強い上昇流が発生する。鋼帯幅方向中央部に対向するスナウト壁面において強い上昇流が発生することを防止するには、スナウト壁部から吹き込む気体の流量密度を、鋼帯幅方向で変え、鋼帯幅方向中央部分における気体の流量密度を鋼帯端部側より大きくすることが有効である。
【００７５】
鋼帯幅方向中央部分における気体の流量密度を大きくするには、例えば、図８に示すように、気体吹込口８から吹込む気体の吹込み方向を、鋼帯通板方向に対して、スナウト幅方向中央部側に傾斜させた方向とすることがよい。図８において、ＣＬ（一点鎖線）はスナウト幅方向中心、点線矢印は鋼帯通板方向、実線矢印は気体の吹き込み方向、θは鋼帯通板方向と気体吹き込み方向のなす角度である。
【００７６】
スナウト幅方向中心より左側では気体は斜め右下方に吹き込まれ、スナウト幅方向中心より右側では気体は斜め左下方に吹き込まれる。吹込まれた気体はスナウト幅方向中央部側に流れるようになるため、鋼帯幅方向中央部に対向するスナウト壁面において発生する強い上昇流を防止する効果が発現される。角度θが３０°超になると、鋼帯幅方向中央部分に対向するスナウト壁面における上昇流を防止する効果が低下する。従って角度θは０〜３０°が好ましく、０°超３０°以下がより好ましい。
【００７７】
気体の吹き込み方向は、気体吹き込み口部分に気体の吹き込み方向を調整する案内板を鋼帯幅方向に複数設置することで容易に調整可能である。図９は、該装置の一例を示し、気体吹き込み装置１４におけるスリット状開口部にその間隔が略開口部寸法に等しい２枚の平板１９ａと１９ｂを略平行に配置し、両者の間に、鋼帯通板方向に対して、鋼帯幅方向中央部側に０〜３０°傾斜した複数の案内板２０を鋼帯幅方向に配置している。
【００７８】
前記方法に代えて、または前記方法と併用して、次のようにしてもよい。例えば、気体吹き込み口のスリット状開口部の寸法（スリットギャップ）を、鋼帯幅方向中央部が大きく、端部側が小さくなるように構成することで、鋼帯幅方向中央部分の流量を増大させてもよい。スリットギャップは中央部から端部側に漸減するようにしてもよいし、ステップ状に減少させてもよい。また、気体吹込装置を鋼帯幅方向で分割し、各分割部分毎に吹き込む気体の圧力を調整可能に構成し、鋼帯幅方向の気体吹き込み圧力分布を制御して、鋼帯幅方向中央部の圧力を増加させてもよい。
【００７９】
気流吹込口は、最も上昇流の強いスナウト幅方向中央部に設置するのが効率的である。鋼帯幅方向中央部に対向するスナウト壁面において発生する強い上昇流を防止する観点からは、スナウト壁部から吹き込む気体は、浴面における気流幅が、最大鋼帯幅×０．５以上、最大鋼帯幅以下となるようにすることが好ましい。
【００８０】
気体吹き込み口のスリット長さ（鋼帯幅方向寸法）Ｌｓｌｔ、気体吹き込み角度（鋼帯通板方向と気体吹き込み方向の角度）θ、最大鋼帯幅をＬｍａｘ、気体吹き込み口−浴面距離（壁面に沿った長さ）Ｌｐｏｔとすると、この関係は、下記式で表せる。
Ｌｍａｘ／２≦（Ｌｓｌｔ−２×Ｌｐｏｔ×ｔａｎθ）≦Ｌｍａｘ
例えば、気体を鋼帯通板方向と平行に吹き込むとき（θ＝０°）は、最大金属帯幅×０．５以上、最大金属帯幅以下（請求項１６）でよい。気体を鋼帯通板方向に対して角度θだけ傾斜させた方向に吹き込むとき（０°＜θ）のときは、角度θをつけた分だけ、スリット幅の最大長、最小長とも長くなる。例えば、θ＝３０°とした場合、Ｌｍａｘ＝１８００ｍｍ、Ｌｐｏｔ＝５００ｍｍのときは、
１４７７ｍｍ≦Ｌｓｌｔ≦２３７７ｍｍ
となる。
また、上記式から、下式が導かれる。
０≦θ≦ｔａｎ-1（Ｌｓｌｔ−Ｌｍａｘ／２）／（２×Ｌｐｏｔ）
例えば、Ｌｓｌｔ＝１４００ｍｍ、Ｌｍａｘ＝１８００ｍｍ、Ｌｐｏｔ＝５００ｍｍの時は、
０≦θ≦２６．６°
となる。
【００８１】
気体吹込口から吹き込む気体流量は、スナウト壁面において発生する強い上昇流を防止する観点からは、自由噴流状態（障害物がない空間への噴流吹き付け）で浴面に対応する距離のところで気体の流速が０．５ｍ/ｓ以上となる流量が好ましく、１．０ｍ/ｓ以上がより好ましい。
【００８２】
ここで、自由噴流状態における浴面に対応する距離のところの流速は、例えば、非特許文献１に記載される計算式を用いて求められる。すなわち、非特許文献１において、気体吹込口から浴面までの距離Ｄ、スリットギャップＢ、ノズル出側流速Ｕｄ、浴面流速Ｕｐｏｔ、音速ａｎ、比熱比ｋ、ノズル圧力Ｐｎｃ、大気圧Ｐａとし、Ｄ／Ｂ＞１０．７に限定することで（本発明はこの条件にあてはまる）、下記（１）式および（２）式から求められる。
Ｕｐｏｔ／Ｕｄ＝２．６４／（Ｄ／Ｂ−３．７）1/2…（１）
但し、
Ｕｄ／ａｎ＝（２×（（Ｐｎｃ／Ｐａ）(k-1)/k−１）／ｋ−１）1/2…（２）
スナウト１に、スナウト壁−鋼板間距離を狭小化する部分を設けることで、スナウト幅方向中央部での強い上昇流が大幅に緩和され、アッシュ性品質欠陥の防止に効果がある。図１、図２および図６に示されるように、スナウト１内に気体を吹き込むための気体吹き込み口をスナウト壁面よりスナウト内側に突出して設けてスナウト壁−鋼板間距離の狭小化を行うと、スナウト壁−鋼板間距離を狭小化するための特別な装置が不要になり、より好ましい。
【００８３】
スナウト内に気体を吹き込む気体吹込装置は、前記で示した構造のものに限定されない。またスナウト壁−鋼板間距離を狭小化する装置の構造も、前記で示した構造のものに限定されない。
【００８４】
めっき浴面を酸化すると上昇流に含まれる亜鉛蒸気量が減少するため、アッシュ生成防止に効果的である。めっき浴面の酸化は、スナウト内に吹き込む気体の露点を高めるように調整すること、例えばスナウト内に吹き込む気体として、窒素ガスを使用し、該窒素ガス中に水蒸気を添加することで露点を調整できる。
【００８５】
スナウト内に吹き込む気体の露点が高すぎると、めっき浴面の酸化膜厚が厚くなり、それが原因で鋼帯に不めっき等の欠陥を発生するため、吹き込む気体は鋼板に対しては非酸化性であり、浴面に対しては酸化性であることが好ましい。
【００８６】
【実施例】
（実施例１）
図２に示す装置を用いて、鋼帯に溶融亜鉛めっきを行い、アッシュ性品質欠陥の発生量を調査した。なお、平均鋼帯幅は１．５ｍであり、平均鋼帯処理速度は１２０ｍｐｍである。また、吹込みガスにはゲージ圧１．３ｋｇｆ／ｃｍ2の窒素ガス（露点−４０℃、流量１００Ｎｍ3／ｈｒ）を用い、排出流量は４００Ｎｍ3／ｈｒであった。
【００８７】
気体排出口からスナウト内のガスを排出したが、このガスの排出はスナウト内と外気の圧力差を利用した自然排気によった。ガスの排気量は弁開度により調整した。
【００８８】
アッシュ性欠陥の発生率を表１に示す。
【００８９】
【表１】
0003933047.tif 000002
【００９０】
表１に示す通り、本発明例は、比較例に比べて、アッシュ性品質欠陥による不良率の発生が少ないことが明らかである。比較例のうち、気体吹込みのみを行った場合には、吹込みガスにはゲージ圧１．３ｋｇｆ／ｃｍ2の窒素ガス（露点−４０℃、流量１００Ｎｍ3／ｈｒ）を用いた。また、比較例のうち、気体排出のみを行った場合には、気体排出流量は４００Ｎｍ3／ｈｒとした。
【００９１】
（実施例２）
図６に示す装置を用いて、気体吹込流量、吹き込み角度を種々変えて、鋼帯に溶融亜鉛めっきを行い、アッシュ性品質欠陥の発生量を調査した。なお、平均鋼帯幅は１．５ｍであり、平均鋼帯処理速度は１２０ｍｐｍである。吹込みガスには窒素ガス（露点−４０℃）を用いた。
【００９２】
気体排出口からスナウト内のガスを排出したが、このガスの排出はスナウト内と外気の圧力差を利用した自然排気によった。ガスの排気量は弁開度により調整した。
【００９３】
アッシュ性欠陥の発生率を表２に示す。
【００９４】
【表２】
0003933047.tif 000003
【００９５】
表２に示す通り、本発明例において、吹き込み気体流量、気体吹き込み流量／気体排出流量の条件、気体吹き込み方向がスナウト幅方向中心となす角度、気体吹き込み口幅／最大鋼帯幅の条件の全てが本発明で規定する範囲内にあるもの（発明例Ａ）は、前記のうちの少なくとも１つの条件を充足しないもの（発明例Ｂ〜Ｅ）に比べて、アッシュ性欠陥の不良率がより少ない。
【００９６】
（実施例３）
図６に示す装置を用いて、気体吹き込み方向、排出有無、狭小化有無、吹き込みガスの露点条件を種々変えて、鋼帯に溶融亜鉛めっきを行い、アッシュ性品質欠陥の発生量を調査した（発明例１、２）。なお、平均鋼帯幅は１．５ｍであり、平均鋼帯処理速度は１２０ｍｐｍである。また、吹込みガスにはゲージ圧１．３ｋｇｆ／ｃｍ2の窒素ガス（露点−４０℃、流量１００Ｎｍ3／ｈｒ）を用い、前記窒素ガスに水蒸気を添加し、露点調整した。またガス排出流量は４００Ｎｍ3／ｈｒであった。
【００９７】
雰囲気（窒素９３ｖｏｌ％−水素７ｖｏｌ％）におけるＺｎの酸化／還元露点及び鉄の酸化／還元露点を試験を行って決定し、その結果に基き、露点調整「有り」の例では、めっき浴面に対しては酸化性、鋼帯に対して非酸化性となる条件として、露点をは−３０℃〜−１０℃程度の範囲内に調整した。
【００９８】
また、図６に示した装置において、気体吹き込み装置１４を撤去し、スナウト壁に直接開口部を設け、発明例３では、気体吹き込みと気体排出を行い、比較例２では気体吹き込みを行わないで気体排出のみを行った。
【００９９】
気体排出口からスナウト内のガスを排出したが、このガスの排出はスナウト内と外気の圧力差を利用した自然排気によった。ガスの排気量は弁開度により調整した。
【０１００】
アッシュ性欠陥の発生率を表３に示す。
【０１０１】
【表３】
0003933047.tif 000004
【０１０２】
表３に示す通り、本発明例は、比較例に比べて、アッシュ性品質欠陥による不良率の発生が少ない。本発明例の内、スナウト部分の狭小化、露点調整の両方を行ったもの（発明例１）は、前記の少なくとも１つの条件を充足しないもの（発明例２、３）に比べて、アッシュ性欠陥の不良率がより少ない。
【０１０３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、スナウト内に、少なくとも、通板する金属帯上面に対向するスナウト壁部を通じて気体を吹込み、且つ該気体吹込み部よりも下方位置においてスナウト内の気体を排出することで、アッシュ性品質欠陥の発生を効果的に防止でき、めっき金属帯の歩留まり向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続溶融金属めっき方法および装置の一実施形態を示す説明図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の連続溶融金属めっき方法および装置の他の実施形態を示す説明図で、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
【図３】図２に示す装置のスナウト部の気流を測定した結果を示したもので、（ａ）は鋼帯幅方向中央部断面における鋼帯長手方向の雰囲気ガス流れ、（ｂ）は鋼帯に対向するスナウト壁部に沿った雰囲気ガス流れをそれぞれ示す。
【図４】スナウト内に気体を吹き込む気体吹き込み装置を説明する図である。
【図５】スナウト内に吹き込まれる気体の吹き込み方向がスナウト壁面に平行でない場合の例を説明する図である。
【図６】本発明の連続溶融金属めっき方法および装置の他の実施形態を示す概略側面図である。
【図７】本発明に係る連続溶融金属めっき装置に設置する吹き込む気体吹き込み装置の別の実施の形態を説明する図である。
【図８】スナウト内に吹き込む気体の吹き込み方向を、鋼帯通板方向よりもスナウト幅方向中央部側に傾斜させたときの鋼帯表面に対向するスナウト壁面近傍部分の流れを説明する図である。
【図９】鋼帯幅方向中央部分における気体の流量密度を大きくする装置の一例を示す図で、（ａ）は気体吹き込み装置の気体吹き出し部分を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の部分拡大図を示す。
【図１０】従来の連続溶融金属めっき装置を示す説明図である。
【図１１】図１０に示す装置のスナウト部の気流を測定した結果およびアッシュ付着状況を観察した結果を示したもので、（ａ）は鋼帯幅方向中央部断面における鋼帯長手方向の雰囲気ガス流れ、（ｂ）は鋼帯に対向するスナウト壁部に沿った雰囲気ガス流れをそれぞれ示す。
【符号の説明】
１  スナウト
２０  スナウト上壁部
３０  スナウト下壁部
２  めっき槽
３  めっき浴
４  シンクロール
５  サポートロール
６  ガスワイピングノズル
７  タッチロール
８、８ａ、８ｂ、１７  気体吹込口
９、１０  配管
１１  気体排出口
１２  流量調整弁
１４  気体吹込装置
Ｓ  鋼帯
【図１】
0003933047.tif 000005
【図２】
0003933047.tif 000006
【図３】
0003933047.tif 000007
【図４】
0003933047.tif 000008
【図５】
0003933047.tif 000009
【図６】
0003933047.tif 000010
【図７】
0003933047.tif 000011
【図８】
0003933047.tif 000012
【図９】
0003933047.tif 000013
【図１０】
0003933047.tif 000014
【図１１】
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