JP2003049257A - 溶融メッキ鋼板の冷却方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メッキ鋼板を冷却する際に、メッキ鋼板のバ
タツキを防止し、かつメッキ付着量差のバラツキによる
メッキ外観不良を防止すること。 【解決手段】 焼鈍後の鋼板を、溶融メッキ浴に浸漬し
て溶融メッキした後、メッキ鋼板を冷却する際に、まず
メッキ鋼板の板幅方向に延びた多段からなる水平スリッ
トノズルの冷却帯域で冷却し、次いでメッキ鋼板の板幅
及び長さ方向に等ピッチで冷媒吐出口が設けられたノズ
ルの冷却帯域で冷却することを特徴とする溶融メッキ鋼
板の冷却方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続溶融メッキ工
程において、溶融メッキしたメッキ鋼板を冷却する方法
及びその装置に関するもので、特に、冷却時のメッキ鋼
板のバタツキを防止し、かつメッキ鋼板の通板方向のメ
ッキ付着量差のバラツキによるメッキ外観不良を防止す
る冷却方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛メッキや溶融亜鉛合金メッキ等
の溶融メッキプロセスにおいては、メッキ後にガスまた
は水等を冷媒として冷却する方法が一般的である。冷却
方法を大別すると、溶融メッキ後にメッキが凝固した後
にメッキ鋼板を冷却する冷却方法と、メッキ凝固前に冷
却する冷却方法との２つの冷却方法がある。メッキが凝
固した後にメッキ鋼板を冷却する冷却方法はメッキ表面
外観に影響を与えにくく、鋼板幅方向への冷却速度が比
較的変動しても製品問題となりにくい。しかし、メッキ
凝固前に冷却する冷却方法はメッキ表面外観に影響を与
えやすく、例えば特開平０８−２６９６６４号公報に記
載されているように、溶融メッキ浴から引き上げられた
溶融メッキ鋼板の目付け量を調整してから直ちに冷却装
置において溶融メッキ鋼板を冷却し、該冷却装置の鋼板
走行方向に沿って冷却速度を制御するとともに、該冷却
装置による冷却開始時に溶融メッキ鋼板を急冷すること
によってゼロスパングル外観を制御する冷却方法や、特
開平１１−１０６８８１号公報に記載されているよう
に、メッキ浴上に導出されたメッキ鋼板に冷媒流体を吹
き付けるノズル集合体を、上下に分割された複数段の冷
媒流体吹出しゾーンで構成すると共に、冷媒送給ダクト
のそれぞれに冷媒吐出量調節器を設け風量調整する冷却
方法がある。これらはメッキ後に目付け制御を行った後
にメッキ鋼板を冷却する冷却方法を開示したものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年高耐食性
メッキ鋼板の要求があり、メッキ凝固範囲が広いメッキ
製品が開発され始めた。その場合には、メッキ後の冷却
量は従来よりも大幅に冷却する必要がある。従来は、例
えば、特開平０８−２６９６６４号公報に記載されてい
るようにスリットノズルのみで冷却を行うとスリットノ
ズルは幅方向冷却速度の均一性は良好であるが、冷却効
率は幅方向長さ方向均一ピッチに設置されたノズルより
も悪い。このため冷却効率を上げるにはスリットノズル
の吐出流速を大きく上げる必要がある。ところが吐出流
速を大きくすると鋼板衝突流速が非常に大きくなるた
め、メッキ鋼板のバタツキが激しくなり、その結果鋼板
通板方向のメッキ付着量差にバラツキが生じ、メッキ外
観不良が発生するという問題がある。

【０００４】そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、メ
ッキ鋼板を冷却する際に、メッキ鋼板のバタツキを防止
し、かつメッキ付着量差のバラツキによるメッキ外観不
良を防止することを解決課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、連続溶融メ
ッキ工程における冷却時のメッキ鋼板のメッキ外観不良
防止について研究した。即ち、水平スリットノズルの冷
媒吐出流速度を大きく上げてメッキ鋼板を冷却すると、
メッキ鋼板のバタツキが生じ、メッキ外観不良が発生す
るので、メッキ鋼板のバタツキを防止する技術について
研究を進めた。その結果、水平スリットノズルの冷却帯
域による冷却と、メッキ鋼板幅及び長さ方向に等ピッチ
で冷媒吐出口を設けたノズルの冷却帯域とによる冷却と
を併用することにより、メッキ鋼板のバタツキが防止で
き、鋼板通板方向のメッキ付着量差のバラツキによるメ
ッキ外観不良が防止できることを知見した。本発明はこ
の知見に基づいて完成したもので、その発明の要旨は次
の通りである。

【０００６】（１） 焼鈍後の鋼板を、溶融メッキ浴に
浸漬して溶融メッキした後、メッキ鋼板を冷却する際
に、まずメッキ鋼板の板幅方向に延びた多段からなる水
平スリットノズルの冷却帯域で冷却し、次いでメッキ鋼
板の板幅及び長さ方向に等ピッチで冷媒吐出口が設けら
れたノズルの冷却帯域で冷却することを特徴とする溶融
メッキ鋼板の冷却方法。

【０００７】（２） スリットノズルの冷却帯域入側と
鋼板幅及び長さ方向に等ピッチで冷媒吐出口を設置した
ノズルの冷却帯域出側の少なくとも２ヶ所に板温計を設
置し、該板温計で検出した板温及び通板サイズによって
各ノズル冷却帯域の冷媒吐出量を調整することを特徴と
する上記（１）記載の溶融メッキ鋼板の冷却方法。

【０００８】（３） メッキ鋼板の板幅及び長さ方向に
等ピッチで冷媒吐出口が設けられたノズルの冷却帯域で
ノズル吐出流速２０ｍ／ｓ以上で冷却を行う場合には、
溶融メッキ鋼板の温度がメッキ凝固温度＋３０℃からメ
ッキ凝固温度までは、ノズル吐出バラツキ±２０％以下
となるように調整することを特徴とする上記（１）また
は（２）に記載の溶融メッキ鋼板の冷却方法。

【０００９】（４） 焼鈍後の鋼板を、溶融メッキ浴に
浸漬して溶融メッキした後に、メッキ鋼板を冷却する冷
却装置において、メッキ鋼板の板幅方向に延びた多段か
らなる水平スリットノズルの冷却帯域、該水平スリット
ノズルの冷却帯域の後にメッキ鋼板の板幅及び長さ方向
に等ピッチで冷媒吐出口が設けられたノズルの冷却帯域
を備えていることを特徴とする溶融メッキ鋼板の冷却装
置。

【００１０】（５） 前記スリットノズルの冷却帯域入
側及び前記等ピッチが冷媒吐出口を設置したノズルの冷
却帯域出側の少なくとも２ヶ所に板温計を設置したこと
を特徴とする上記（４）記載の溶融メッキ鋼板の冷却装
置。

【００１１】（６） 各冷却帯域のノズルから吐出する
冷媒吐出量を調整する冷媒吐出量調整装置を備えている
ことを特徴とする上記（４）または（５）記載の溶融メ
ッキ鋼板の冷却装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に基づいて詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明の溶融亜鉛メッキや溶融亜
鉛合金メッキ等の溶融メッキ鋼板の冷却装置の概要を示
す図である。

【００１４】図１に示すように、焼鈍された鋼板は、連
続溶融メッキ工程の溶融メッキ浴１に浸漬される。溶融
メッキ溶でメッキされ、シンクロールを周回して垂直に
引き上げられたメッキ鋼板５は、エアーナイフ２でメッ
キ付着量を所定の付着量に調整される。その後、溶融状
態或いは半溶融状態の未凝固メッキ皮膜を有する鋼板５
は、メッキ鋼板の板幅方向に延びた多段からなる水平ス
リットノズル７を配置した第１の冷却帯域３で冷却さ
れ、次いでメッキ鋼板の板幅及び長さ方向に等ピッチで
冷媒吐出口が設けられたノズル８の第２の冷却帯域６で
冷却される。

【００１５】第１の冷却帯域では、多段の水平スリット
ノズルが鋼板の移動方向（パスライン方向）に略一定ピ
ッチで形成されていて、スリットノズルから吐出される
冷媒吐出量を調整できる冷媒吐出量調整装置が設けられ
ている。

【００１６】また、メッキ鋼板の板幅及び長さ方向に等
ピッチで冷媒吐出口が設けられたノズルの第２の冷却帯
域においても、第１の冷却帯域と同様にノズルから吐出
される冷媒吐出量を調整できる冷媒吐出量調整装置が設
けられている。

【００１７】冷却媒体としては、気体（空気）、気体と
液体との混合物などを用いることができ、格別の制限は
ない。

【００１８】冷媒吐出量の調整では、図１に示すよう
に、スリットノズルの第１の冷却帯域３入側と鋼板幅及
び長さ方向に等ピッチで吐出口を設置したノズルの第２
の冷却帯域６出側との２ヶ所に板温計４を設置し、この
板温計４によりメッキ鋼板の板温を測定する。メッキ鋼
板の板温と冷媒吐出量との関係を前もって決定してお
き、測定した板温に応じて冷媒吐出量を調整する。冷媒
吐出量の調整は、ノズル吐出口への冷媒を供給する冷媒
供給ダクトにコントロールダンパー等の流量調整器を設
け、これの開閉度を制御することによって行うことがで
きる。またメッキ鋼板のサイズによって冷却熱容量が異
なるため、メッキ鋼板のサイズに応じて冷媒吐出量を調
整する必要もある。したがって、本発明ではメッキ鋼板
の板温及び通板サイズによって各ノズル冷却帯域の冷媒
吐出量を調整するものである。

【００１９】前記図１の例では、板温計４を２ヶ所に設
けたが、さらに２つの冷却帯域の間に板温計を設置すれ
ば、一層冷却精度の良い冷媒吐出量の調整を行うことが
できる。

【００２０】本発明において、ノズル形状の異なる２つ
の冷却帯域を設けることで、冷却の際のメッキ鋼板のバ
タツキが防止できる理由は明確ではないが、ノズル形状
が異なることで、メッキ鋼板へ衝突する冷却媒体によっ
て引き起こされる振動が緩和され、バタツキが防止でき
るものと考えられる。その結果、鋼板通板方向のメッキ
付着量のバラツキが防止できる。

【００２１】なお、本発明における溶融メッキとして
は、亜鉛や亜鉛合金、アルミニウムやアルミニウム合金
並びに錫や錫合金等の従来用いられている溶融メッキに
適用できる。

【００２２】また、第２の冷却帯域における未凝固のメ
ッキ層を有する鋼板の冷却条件について検討すると、ノ
ズル吐出流速と板幅方向の吐出流速バラツキの条件によ
っては風紋と呼ばれるメッキ外観不良が発生することが
見出された。

【００２３】図２は、ノズル吐出流速と板幅方向の吐出
流速バラツキとの関係により風紋が発生することを示す
図である。

【００２４】図２に示すように未凝固のメッキ層を有す
る鋼板の冷却条件として、吐出流速が２０ｍ／ｓ以上
で、ノズル吐出バラツキが±２０％を超えると風紋が発
生することがわかる。なお、図２中において○印は風紋
発生なし、×印は風紋発生があったことを示している。

【００２５】したがって、本発明では、第２の冷却帯域
においてメッキ凝固温度＋３０℃からメッキ凝固温度ま
での未凝固状態のメッキ層を有する鋼板を冷却する最適
条件として、ノズル吐出流速２０ｍ／ｓ以上の条件で
は、ノズル吐出バラツキ±２０％以下とした。

【００２６】

【実施例】下記に実施例を示す。

【００２７】図１に示す装置を用いて溶融Ｚｎ−１１％
Ａｌ系メッキ鋼板の冷却試験を行った。

【００２８】第１の冷却帯域３には水平スリットノズル
７を、そして第２の冷却帯域６には丸ノズル８を配置し
た。冷却条件としては、冷却帯域３入口板温及び冷却帯
域６の出口板温を一定とし、冷却帯域３及び６の吐出風
速を変えた場合の鋼板振動状態及び風紋発生有無を調査
した。その結果を表１に示す。なお、ここで風紋とは鋼
板５が第２の冷却帯域６の幅方向の吐出流速バラツキに
よって発生するメッキ外観不良である。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１に示す結果から、水準１及び２のよう
にスリットノズル吐出流速が大きい場合にはメッキ付着
量のバラツキが大きく、また水準５及び６のように丸ノ
ズル吐出流速が大きい場合には風紋の発生があり、これ
ら両者の吐出流速を適正な範囲で組み合わせることによ
り水準３及び４のようにメッキ外観良好な製品を製造す
ることができた。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、連続溶融メッキ工程に
おいて、メッキ鋼板を冷却する際に、メッキ鋼板のバタ
ツキを防止でき、かつメッキ鋼板の通板方向のメッキ付
着量差のバラツキによるメッキ外観不良を効果的に防止
できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶融メッキ鋼板の冷却装置の概要を示
す図である。

【図２】ノズル吐出流速と板幅方向の吐出流速バラツキ
との関係により風紋が発生することを示す図である。

【符号の説明】

１ メッキ浴 ２ エアーナイフ ３ 第１の冷却帯域 ４ 板温計 ５ メッキ鋼板 ６ 第２の冷却帯域 ７ 水平スリットノズル ８ 丸ノズル ９ 吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成田 泰 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 小野澤 元 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA05 AA22 AB14 AB44 AC12 AC52 AC72 AD22 AD23 AD26 AE12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼鈍後の鋼板を、溶融メッキ浴に浸漬し
   て溶融メッキした後、メッキ鋼板を冷却する際に、まず
   メッキ鋼板の板幅方向に延びた多段からなる水平スリッ
   トノズルの冷却帯域で冷却し、次いでメッキ鋼板の板幅
   及び長さ方向に等ピッチで冷媒吐出口が設けられたノズ
   ルの冷却帯域で冷却することを特徴とする溶融メッキ鋼
   板の冷却方法。
2. 【請求項２】 スリットノズルの冷却帯域入側と鋼板幅
   及び長さ方向に等ピッチで冷媒吐出口を設置したノズル
   の冷却帯域出側の少なくとも２ヶ所に板温計を設置し、
   該板温計で検出した板温及び通板サイズによって各ノズ
   ル冷却帯域の冷媒吐出量を調整することを特徴とする請
   求項１記載の溶融メッキ鋼板の冷却方法。
3. 【請求項３】 メッキ鋼板の板幅及び長さ方向に等ピッ
   チで冷媒吐出口が設けられたノズルの冷却帯域でノズル
   吐出流速２０ｍ／ｓ以上で冷却を行う場合には、溶融メ
   ッキ鋼板の温度がメッキ凝固温度＋３０℃からメッキ凝
   固温度までは、ノズル吐出バラツキ±２０％以下となる
   ように調整することを特徴とする請求項１または２に記
   載の溶融メッキ鋼板の冷却方法。
4. 【請求項４】 焼鈍後の鋼板を、溶融メッキ浴に浸漬し
   て溶融メッキした後に、メッキ鋼板を冷却する冷却装置
   において、メッキ鋼板の板幅方向に延びた多段からなる
   水平スリットノズルの冷却帯域、該水平スリットノズル
   の冷却帯域の後にメッキ鋼板の板幅及び長さ方向に等ピ
   ッチで冷媒吐出口が設けられたノズルの冷却帯域を備え
   ていることを特徴とする溶融メッキ鋼板の冷却装置。
5. 【請求項５】 前記スリットノズルの冷却帯域入側及び
   前記等ピッチが冷媒吐出口を設置したノズルの冷却帯域
   出側の少なくとも２ヶ所に板温計を設置したことを特徴
   とする請求項４記載の溶融メッキ鋼板の冷却装置。
6. 【請求項６】 各冷却帯域のノズルから吐出する冷媒吐
   出量を調整する冷媒吐出量調整装置を備えていることを
   特徴とする請求項４または５記載の溶融メッキ鋼板の冷
   却装置。