JP2002275614A - 溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、形状不良の鋼帯が通板されて
も、安定なめっき付着量均一な溶融めっき鋼板を製造す
るために、溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法を提
供することにある。 【解決手段】連続溶融めっき鋼板を製造するに際し、溶
融金属ポット上方に、溶融金属ポットから引き上げた鋼
帯の表面に付着した溶融金属を空気吹付けにより所定の
めっき付着量にまで払拭するためのガスワイピングノズ
ルと、電磁力により鋼帯の振動を低減するための直流磁
場印加装置と、鋼帯との距離を検出するための位置検出
計と、空気吹付けにより鋼帯の振動を低減するためのエ
アークッションとを備えた連続溶融めっき設備を用い、
直流磁場の磁場強度とエアークッションへの空気供給流
量と鋼帯位置を制御することにより、めっき付着量を制
御することを特徴とする溶融めっき鋼板のめっき付着量
制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に走行する
鋼帯に溶融金属めっきを施す場合に、溶融めっき鋼板の
めっき付着量を制御する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続溶融めっき法は、連続的に鋼帯を予
備処理して所定の加熱パターンで高温に保持した後、め
っき浴中を通板させめっき付着量を制御した後に、所定
の冷却パターンで常温まで冷却する方法がその代表的な
ものである。

【０００３】そのめっき付着量を制御する方法として空
気によるガスワイピングが一般的に行われている。溶融
金属ポット（溶融めっき槽）内の浴中ロールからトップ
ロールまでの間に、ガスワイピングを行ない所定のめっ
き付着量にしてめっき面を凝固しなければならないため
に、浴中ロールからトップロールまでの距離が非常に長
い。そのために、所定のめっき付着量制御範囲を大きく
しないとめっき付着量が設定値内に入らない問題があっ
た。特に溶融めっき鋼板は溶接作業が行なわれるため
に、めっき付着量が多いと溶接不良を発生させ、まため
っき付着量が少ないと耐食性に問題があった。あるい
は、板幅方向にめっき付着量分布ができると鋼板加工時
にめっき割れを発生させるなど数多くの問題があった。

【０００４】これらの問題に従来数多くの方法が検討さ
れてきている。板形状が平らでなく形状不良である場合
には、サポートロール、シンクロールと呼ばれる浴中ロ
ールの位置を移動させて鋼帯の位置を制御する方法とし
て、特開平２−２６５８５４号公報では、ガスワイピン
グノズルの上方で鋼帯の板幅方向のめっき付着量を計測
し、そのデータと設定値が最小になるように、浴中ロー
ル位置を制御する方法が示されている。

【０００５】また、特開平８−１９９３２３号公報で
は、ガスワイピングノズルの上方で鋼帯の板幅方向のめ
っき付着量を計測し、電磁石で板形状を制御してめっき
付着量を均一化する方法が示されている。

【０００６】さらに、特開平６−１１６６９６号公報で
は、ガスワイピングノズルの上方でめっき付着量を計測
し、ガスワイピングノズルの圧力を左右独立に制御する
方法が示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−２６５８５４号のように浴中ロールの位置を変更さ
せる方法では、単純な板形状の不良に関しては有効であ
るものの、通常製造される鋼帯では、中延びや耳並み、
複合延びなど左右非対称な形状の板もあるために有効に
めっき付着量を制御することはできない。

【０００８】特開平８−１９９３２３号のような電磁石
で形状を制御する方法は、一見有効な方法に思われる
が、形状不良の鋼帯、例えば中延びの板形状では、鋼帯
走行方向の長さが中延びしている板幅中央と板端とで比
較すると板幅中央の方が長く、また耳並みでは逆に板端
が板幅中央よりも長いために、これらの鋼帯では面外変
形が発生している。そのため、電磁石で鋼帯の位置を変
化させることはできても、面外変形している鋼帯をフラ
ットに矯正することは困難であり、めっき付着量を多少
平坦化することができても、めっき付着量を一定にする
ことは困難である。

【０００９】さらに、特開平６−１１６６９６号のよう
に、ガスワイピングを左右独立して位置制御する方法
も、単純な形状不良の鋼帯にしか有効に作用しない。

【００１０】また近年、製造技術の向上と共にライン速
度の高速化が図られているが、高速化に伴い発生するト
ップドロスの大量発生を食止める方法が無い。トップド
ロスを除去する方法は数多く提案されているが、トップ
ドロスの発生を低減する方法として提案されているのは
窒素ガスワイピングによる酸化亜鉛の発生低減くらいで
ある。しかしながら、窒素ガスワイピングでは作業者が
酸欠になる恐れがあり、また窒素のシールボックスなど
を使用する場合には設備が煩雑になるなどの問題点が数
多くあり、これまで設備化された例は少ない。

【００１１】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、形状不良の鋼帯が通板されても、安定なめ
っき付着量均一な溶融めっき鋼板を製造するために、溶
融めっき鋼板のめっき付着量制御方法を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の溶融
めっき鋼板のめっき付着量制御方法は以下のような特徴
を有する。

【００１３】（１）連続溶融めっき鋼板を製造するに際
し、溶融金属ポット上方に、溶融金属ポットから引き上
げた鋼帯の表面に付着した溶融金属を空気吹付けにより
所定のめっき付着量にまで払拭するためのガスワイピン
グノズルと、電磁力により鋼帯の振動を低減するための
直流磁場印加装置と、鋼帯との距離を検出するための位
置検出計と、空気吹付けにより鋼帯の振動を低減するた
めのエアークッションとを備えた連続溶融めっき設備を
用い、直流磁場の磁場強度とエアークッションへの空気
供給流量と鋼帯位置を制御することにより、めっき付着
量を制御することを特徴とする溶融めっき鋼板のめっき
付着量制御方法。

【００１４】（２）ガスワイピングノズルの上方に、電
磁力により鋼帯の振動を低減するための直流磁場印加装
置と、鋼帯との距離を検出するための位置検出計とを備
え、ガスワイピングノズルの下方に、空気吹付けにより
鋼帯の振動を低減するためのエアークッションを備えた
連続溶融めっき設備を用い、位置検出計により鋼帯との
距離を検出して、該検出値から直流磁場の磁場強度とエ
アークッションへの供給流量を制御することにより、鋼
帯位置を制御して、めっき付着量を制御し且つトップド
ロスの発生を低減することを特徴とする上記（１）に記
載の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法。

【００１５】（３）ガスワイピングノズルの上方に、空
気吹付けにより鋼帯の振動を低減するためのエアークッ
ションと、電磁力により鋼帯の振動を低減するための直
流磁場印加装置と、鋼帯との距離を検出するための位置
検出計とを備えた連続溶融めっき設備を用い、位置検出
計により鋼帯との距離を検出して、該検出値から直流磁
場の磁場強度とエアークッションへの供給流量を制御す
ることにより、鋼帯位置を制御して、めっき付着量を制
御することを特徴とする上記（１）に記載の溶融めっき
鋼板のめっき付着量制御方法。

【００１６】（４）エアークッションおよび直流磁場印
加装置が、通板する鋼帯の板幅方向に３分割以上されて
いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか
に記載の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法。

【００１７】（５）ガスワイピングノズルとエアークッ
ションとの間隔およびガスワイピングノズルと直流磁場
印加装置との間隔は、通板する鋼帯の最大板幅の３倍以
内の距離に設置することを特徴とする上記（１）乃至
（４）のいずれかに記載の溶融めっき鋼板のめっき付着
量制御方法。

【００１８】（６）直流磁場印加装置をエアークッショ
ンの内部に設置したことを特徴とする上記（１）、
（３）乃至（５）のいずれかに記載の溶融めっき鋼板の
めっき付着量制御方法。

【００１９】（７）位置検出計をエアークッションの内
部に設置したことを特徴とする上記（１）、（３）乃至
（６）のいずれかに記載の溶融めっき鋼板のめっき付着
量制御方法。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施に供される
連続溶融めっき設備および本発明の溶融めっき鋼板のめ
っき付着量制御方法の一実施形態を示す説明図である。

【００２１】図１に示す連続溶融めっき設備は、溶融金
属ポット１内の溶融金属中にあるサポートロール２に導
かれて引き上げられる鋼帯４と、溶融金属ポット１上方
に、溶融金属ポット１から引き上げた鋼帯４の表面に付
着した溶融金属を空気吹付けにより所定のめっき付着量
にまで払拭するためのガスワイピングノズル３と、この
ガスワイピングノズル３の上方に設置した、電磁力によ
り鋼帯４の微細な振動を低減するための直流磁場印加装
置７と、鋼帯４との距離を検出するための位置検出計６
と、ガスワイピングノズル３の下方に設置した、空気吹
付けにより鋼帯４の低周波の振動を低減するためのエア
ークッション５とから構成される。

【００２２】鋼帯４は、溶融金属ポット１内の溶融金属
中にあるサポートロール２に導かれて引き上げられる。
引き上げられた鋼帯４は、ガスワイピングノズル３によ
り所定のめっき付着量に調整されて冷却帯へと導かれ
る。この際に、ガスワイピングする前に鋼帯４の形状不
良が安定化するように、エアークッション５を千鳥配列
させることにより、弾性範囲内で面外変形を行なうこと
で変形量を最小限に抑えることができる。また、その鋼
帯４をガスワイピングノズル３の所定の位置にするため
に、レーザ距離計あるいは渦流式距離計による位置検出
計６をガスワイピングノズル３の上方に設置して鋼帯４
との距離を検出し、その検出値により、鋼帯４を挟んで
１対の直流磁場印加装置７にフィードバックして、電磁
力により鋼帯４の通板場所を調整する。これにより鋼帯
４は所定の通板場所を走行できる。

【００２３】図４は、一定のノズルを使用した場合のガ
スワイピングノズルと鋼帯との距離とめっき付着量の関
係を示す。ガスワイピングノズルのポテンシャルコアと
呼ばれる範囲ではめっき付着量の変動が少なく、ガスワ
イピングノズルと鋼帯との距離が離れるにつれて、めっ
き付着量は増加する傾向になり、この傾向はガスワイピ
ングのガス供給圧力すなわち流量により増減する。ガス
流量が多いほどワイピングガス圧力は高くなり、めっき
付着量は少なくなる。このため通板する鋼帯の板幅方向
に均一なめっき付着量を得るためには、ワイピングガス
圧力を一定で操業する場合、所定のガスワイピングノズ
ルと鋼帯との距離に鋼帯が通板するように調節されるこ
とが望ましい。

【００２４】図１により制御の手順を示す。まず、鋼帯
４の板形状不良が板幅方向に面外変形の変位量が最大で
２０ｍｍ程度あった場合には、エアークッション５の圧
力を上昇させることにより、板幅方向の面外変形量が１
ｍｍ以内になるように位置検出計６で確認し、エアーク
ッション５の設定値を決定する。次に、そのエアークッ
ション５によりガスワイピングノズル３との間の鋼帯４
は走行方向に変形を発生するため、位置検出計６で確認
して、直流電磁印加装置７の電流を制御することにより
鋼帯を所定の位置になるようにする。

【００２５】最初に複雑な形状をしている鋼帯４の形状
不良を抑えるために、エアークッション５を用いて弾性
変形内の面外変形を発生させて、板形状の不良性を最小
限になるようにエアークッション５へ供給する流量を制
御する。次に、形状が安定になった鋼帯４の板幅方向の
位置検出を行うために、レーザ距離計あるいは渦流式距
離計による位置検出計６により鋼帯４との距離を検出す
る。さらに、そのデータに基づいて、直流電磁印加装置
７の電磁石で鋼帯４を所定の位置を走行するように電流
を制御する。最後に、めっき付着量が所定のものになる
よう、ガスワイピングノズル３と鋼帯４との距離を検出
して、所定のガス供給圧力になるようにセットする。

【００２６】またこれらのエアークッション５および直
流磁場印加装置７による制御は、通板する鋼帯４の板幅
方向均一に行なうのでは従来と同じようになり十分な作
用が期待できない。そこで、エアークッション５および
直流磁場印加装置７が、通板する鋼帯４の板幅方向最低
限、中央と両端の３つに分割されて制御されることによ
り、より安定になり好ましい。エアークッション５およ
び直流磁場印加装置７のガスワイピングノズル３との間
隔は、制御位置とガスワイピング位置が離れすぎる場合
には十分な効果が期待できず、通板する鋼帯４の最大板
幅の３倍以内の距離に設置することが好ましい。さらに
より好ましくは通板する鋼帯４の最大板幅同等以内の距
離に設置することが作用を安定に行なうためにはよい。

【００２７】さらに、エアークッション５をガスワイピ
ングノズル３よりも下方に設置することにより、ガスワ
イピングノズル３からの溶融金属ポット１の上面に衝突
するガス流れを遮断するために、ガスワイピングノズル
３から発生するトップドロスを最小限に抑えることが可
能になる。エアークッション５からのガス流れはガスワ
イピングよりも低速かつ低流量であるため、トップドロ
スの発生量は最小限になる。

【００２８】これらの制御を行なうことにより、表裏め
っき量を通板する鋼帯４の板幅方向に均一にできるばか
りでなく、表裏のめっき付着量の異なる、差厚めっきも
めっき付着量を安定して、しかもトップドロスの発生を
低減しつつ、溶融めっき鋼板の製造が可能になる。

【００２９】図２は、本発明の実施に供される連続溶融
めっき設備および本発明の溶融めっき鋼板のめっき付着
量制御方法の他の実施形態を示す説明図である。

【００３０】図２に示す連続溶融めっき設備は、溶融金
属ポット１内の溶融金属中にあるサポートロール２に導
かれて引き上げられる鋼帯４と、溶融金属ポット１上方
に、溶融金属ポット１から引き上げた鋼帯４の表面に付
着した溶融金属を空気吹付けにより所定のめっき付着量
にまで払拭するためのガスワイピングノズル３と、この
ガスワイピングノズル３の上方に設置した、電磁力によ
り鋼帯４の微細な振動を低減するための直流磁場印加装
置７と、鋼帯４との距離を検出するための位置検出計６
と、空気吹付けにより鋼帯４の低周波の振動を低減する
ためのエアークッション５とから構成される。

【００３１】図２に示す実施形態は、２対の直流磁場印
加装置７の内の１個をエアークッション５の内部に設置
して、スペースの節約を図った好ましい形態である。ま
た同様に位置検出計６を最下段のエアークッション５の
内部に設置して、スペースの節約を図った好ましい形態
である。

【００３２】鋼帯４は、溶融金属ポット１内の溶融金属
中にあるサポートロール２に導かれて引き上げられる。
引き上げられた鋼帯４は、ガスワイピングノズル３によ
り所定のめっき付着量に調整されて冷却帯へと導かれ
る。この際に、鋼帯４の形状が安定化するように、形状
不良に関してはエアークッション５を千鳥配列させるこ
とにより、弾性範囲内で面外変形を行なうことで変形量
を最小限に抑えることができる。また、その鋼帯４をガ
スワイピングノズル３の所定の位置にするために、レー
ザ距離計あるいは渦流式距離計による位置検出計６を最
下段のエアークッション５内に設置して鋼帯４との距離
を検出し、その検出値により、位置検出計６を組み込ん
だエアークッション５の上下に設置した、鋼帯４を挟ん
で２対の直流磁場印加装置７にフィードバックして、電
磁力により鋼帯４の通板場所を調整する。これにより鋼
帯４は所定の通板場所を走行できる。

【００３３】図４に示すガスワイピングノズルと鋼帯と
の距離とめっき付着量の関係は、本実施形態においても
同様である。また、図２の実施形態では、制御の手順並
びにエアークッション５および直流電磁印加装置７の動
作および作用は図１に示す実施形態と同様である。

【００３４】図３は、本発明の実施に供される連続溶融
めっき設備および本発明の溶融めっき鋼板のめっき付着
量制御方法の他の実施形態を示す説明図である。

【００３５】図３に示す連続溶融めっき設備は、直流磁
場印加装置７が鋼帯４を挟んで１対であることと、エア
ークッション５と、位置検出計６および鋼帯４を挟んで
１対の直流磁場印加装置７を別々に設置したことを除い
て図２に示す連続溶融めっき設備と同様である。場合に
よっては位置検出計６や直流磁場印加装置７が大気に晒
されるため、溶融金属ポット１の直上では図示しない冷
却装置を付ける必要があるものの、作動原理は同じであ
る。位置検出計６と直流磁場印加装置７は、同一筐体に
設置することでコンパク化できることは言うまでもない
ことである。

【００３６】図４に示すガスワイピングノズルと鋼帯と
の距離とめっき付着量の関係は、本実施形態においても
同様である。また、図３の実施形態では、制御の手順並
びにエアークッション５および直流電磁印加装置７の動
作および作用は図１に示す実施形態と同様である。

【００３７】

【実施例】（実施例１）図１に示した連続溶融めっき設
備を用いて本発明法の溶融めっき鋼板のめっき付着量制
御方法を実施した。本実施例では、通板する鋼帯の板幅
方向に３分割された走行方向５０ｍｍのエアークッショ
ンを３つと、渦流式距離計による位置検出計１つ、直流
磁場印加装置１対を設置した。その結果、エアークッシ
ョンの圧力を２００ｍｍＡｑにすることで、０．８ｍｍ
厚の鋼帯を形状安定にすることができ、電磁力で鋼帯を
ガスワイピングの中央になるように制御することで、め
っき付着量が目標に対し従来法ではプラス１００％まで
あったものを、本発明法ではプラス２０％以内にまで減
少した。

【００３８】なお、このエアークッションの設置によ
り、これまでの従来法での釜歩留まり（めっき付着量／
供給量）が８５％であったものが、本発明法では９０％
にまで上昇し、トップドロスの低減効果のあることを確
認した。

【００３９】（実施例２）図２に示した連続溶融めっき
設備を用いて本発明法の溶融めっき鋼板のめっき付着量
制御方法を実施した。本実施例では、通板する鋼帯の板
幅方向に３分割された走行方向５０ｍｍのエアークッシ
ョンを３つと、渦流式距離計による位置検出計１つ、直
流磁場印加装置２対を設置した。その結果、エアークッ
ションの圧力を５００ｍｍＡｑにすることで、０．８ｍ
ｍ厚の鋼帯を形状安定にすることができ、電磁力で鋼帯
をガスワイピングの中央になるように制御することで、
めっき付着量が目標に対し従来法ではプラス１００％ま
であったものを、本発明法ではプラス２０％以内にまで
減少した。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、連続
溶融めっき鋼板の製造において、形状不良の鋼帯が通板
されても、この鋼帯の形状を安定にしてめっき付着量が
均一な溶融めっき鋼板を製造するために、溶融めっき鋼
板のめっき付着量を制御する方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に供される連続溶融めっき設備お
よび本発明の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法の
一実施形態を示す説明図

【図２】本発明の実施に供される連続溶融めっき設備お
よび本発明の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法の
他の実施形態を示す説明図

【図３】本発明の実施に供される連続溶融めっき設備お
よび本発明の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法の
他の実施形態を示す説明図

【図４】本発明の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方
法のガスワイピングノズルと鋼帯との距離とめっき付着
量の関係を示す説明図

【符号の説明】

１ 溶融金属ポット ２ サポートロール ３ ガスワイピングノズル ４ 鋼帯 ５ エアークッション ６ 位置検出計 ７ 直流磁場印加装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石岡 宗浩 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 宮川 洋一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 秀行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K027 AA05 AA22 AC52 AD29 AE16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続溶融めっき鋼板を製造するに際し、
   溶融金属ポット上方に、溶融金属ポットから引き上げた
   鋼帯の表面に付着した溶融金属を空気吹付けにより所定
   のめっき付着量にまで払拭するためのガスワイピングノ
   ズルと、電磁力により鋼帯の振動を低減するための直流
   磁場印加装置と、鋼帯との距離を検出するための位置検
   出計と、空気吹付けにより鋼帯の振動を低減するための
   エアークッションとを備えた連続溶融めっき設備を用
   い、直流磁場の磁場強度とエアークッションへの空気供
   給流量と鋼帯位置を制御することにより、めっき付着量
   を制御することを特徴とする溶融めっき鋼板のめっき付
   着量制御方法。
2. 【請求項２】 ガスワイピングノズルの上方に、電磁力
   により鋼帯の振動を低減するための直流磁場印加装置
   と、鋼帯との距離を検出するための位置検出計とを備
   え、ガスワイピングノズルの下方に、空気吹付けにより
   鋼帯の振動を低減するためのエアークッションを備えた
   連続溶融めっき設備を用い、位置検出計により鋼帯との
   距離を検出して、該検出値から直流磁場の磁場強度とエ
   アークッションへの供給流量を制御することにより、鋼
   帯位置を制御して、めっき付着量を制御し且つトップド
   ロスの発生を低減することを特徴とする請求項１に記載
   の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法。
3. 【請求項３】 ガスワイピングノズルの上方に、空気吹
   付けにより鋼帯の振動を低減するためのエアークッショ
   ンと、電磁力により鋼帯の振動を低減するための直流磁
   場印加装置と、鋼帯との距離を検出するための位置検出
   計とを備えた連続溶融めっき設備を用い、位置検出計に
   より鋼帯との距離を検出して、該検出値から直流磁場の
   磁場強度とエアークッションへの供給流量を制御するこ
   とにより、鋼帯位置を制御して、めっき付着量を制御す
   ることを特徴とする請求項１に記載の溶融めっき鋼板の
   めっき付着量制御方法。
4. 【請求項４】 エアークッションおよび直流磁場印加装
   置が、通板する鋼帯の板幅方向に３分割以上されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の溶
   融めっき鋼板のめっき付着量制御方法。
5. 【請求項５】 ガスワイピングノズルとエアークッショ
   ンとの間隔およびガスワイピングノズルと直流磁場印加
   装置との間隔は、通板する鋼帯の最大板幅の３倍以内の
   距離に設置することを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法。
6. 【請求項６】 直流磁場印加装置をエアークッションの
   内部に設置したことを特徴とする請求項１、３乃至５の
   いずれかに記載の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方
   法。
7. 【請求項７】 位置検出計をエアークッションの内部に
   設置したことを特徴とする請求項１、３乃至６のいずれ
   かに記載の溶融めっき鋼板のめっき付着量制御方法。