JP2005029822A

JP2005029822A - めっき厚調整用ガス噴射ノズル

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Publication number: JP2005029822A
Application number: JP2003194527A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakamizo; 浩行中溝; Masaaki Numata; 真明沼田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: JP4076918B2

Abstract

【課題】短時間でガス噴射ノズルのノズル孔形状を最適形状に変更することができ、かつ線状オーバーコートの発生を防止可能なめっき厚調整用ガス噴射ノズルを提供する。
【解決手段】溶融めっき金属の浴面上方で、鋼帯の板面にノズル孔４５からガスを噴射して、過剰なめっき金属を吹払するめっき厚調整用ガス噴射ノズル４０は、鋼帯の幅方向に延びるノズル孔の一方の内面を形成するノズル本体４２と、ノズル本体に着脱可能に挿入され、ノズル孔の他方の内面を形成するノズル孔調整片４１と、ノズル孔調整片をノズル本体に押付ける楔片４３とを備える構成である。ノズル孔調整片には、無電解ニッケルめっきが施され、ノズル本体に楔片とともに装着された状態で楔片に当接する面９２に切欠部９３が形成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に溶融めっきされた金属帯のめっき厚を調整するガス噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属帯たとえば鋼帯に連続的に溶融めっきを施すときには、ガスワイピング法によってめっき付着量の制御が行われている。ガスワイピング法は、鋼帯に付着した過剰なめっき金属をガス噴射ノズルから噴射されるガスの圧力によって吹払する方法であり、これによってめっき付着量を予め定める値に制御することができるとともに、美麗な表面肌を得ることができる。このガスワイピング法を用いた場合、鋼帯の幅方向に延びるガス噴射ノズルの長さは、鋼帯の幅よりも長く構成されているので、鋼帯の存在しない部分については表裏のガスが緩衝して緩衝流が発生する。この緩衝流は、鋼帯の幅端部のワイピング効果を阻害するので、鋼帯の幅端部のめっき付着量が多くなる、いわゆるエッジオーバーコートという問題を引起こす。
【０００３】
エッジオーバーコートを防止する方法の一つに、ガス噴射ノズルのノズル孔にテーパを形成して、ノズル孔の両端部の間隔を中央部よりも大きくし、両端部における噴射ガス流量を増大するというものがある。この方法では、狭幅の鋼帯に適合するようにノズル孔にテーパを形成すると、広幅の鋼帯に対してはテーパが不適合であるので、幅中央部と幅端部とのめっき付着量差が大きくなり、幅方向の付着量分布が不均一になる。したがって、各鋼帯幅毎に適正なテーパを設計し、鋼帯幅に応じて適正なテーパを有するガス噴射ノズルに交換しなければならないけれども、ガス噴射ノズルの交換には長時間を要するので、操業を停止する必要があり、生産性が大幅に低下するという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決する従来技術として、各鋼帯幅毎に適正なテーパを有するノズル孔調整片を予め作製し、ノズル本体にノズル孔調整片を着脱可能に装着させることのできるめっき厚調整用ガス噴射ノズルが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
図５は、従来技術のめっき厚調整用ガス噴射ノズル１の側面図である。めっき厚調整用ガス噴射ノズル１は、溶融めっき金属、たとえば溶融亜鉛３の浴面上で浴中を通過してほぼ鉛直上方に搬送される金属帯、たとえば鋼帯４を臨んで設けられる。多くの場合、めっき厚調整用ガス噴射ノズル１は、鋼帯４に関して面対称の位置に一対が対向して設けられる。一対のめっき厚調整用ガス噴射ノズル１は、互いに同一に構成されるので、一方についてのみ説明し、他方については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０００６】
めっき厚調整用ガス噴射ノズル１は、鋼帯４の表面にそのノズル孔５からガスを噴射し、鋼帯４にめっきされた過剰な溶融亜鉛３を吹払してめっき厚、すなわち亜鉛付着量を調整する。噴射されるガスには、空気、窒素および燃焼排ガスなどが用いられる。
【０００７】
めっき厚調整用ガス噴射ノズル１は、上ノズル本体６および下ノズル本体７を有するノズル本体８と、ノズル孔調整片２（以後、インサートと呼ぶことがある）と、楔片９とを含む。ノズル孔調整片２は、ノズル本体８の下ノズル本体７に対して鋼帯４の幅方向に移動させることによって着脱可能であり、ノズル孔調整片２を下ノズル本体７に挿入し、さらに楔片９を下ノズル本体７に挿入することによって、ノズル孔調整片２を下ノズル本体７に対して押圧し、装着固定することができる。逆に、楔片９を下ノズル本体７から離脱させ、下ノズル本体７に対するノズル孔調整片２の押圧状態を解放することによって、ノズル孔調整片２を下ノズル本体７から離脱させることができる。
【０００８】
図６は、各鋼帯幅毎に適正なテーパを有するノズル孔調整片２の正面図である。図６では、ノズル本体８に装着されたノズル孔調整片２を鋼帯４の位置を視点にして見た状態を示す。ノズル孔調整片２は、鋼帯４の幅方向中央部付近に互いに対向する一方の面１１と他方の面１２とが平行に形成される平行部１３と、平行部１３の鋼帯幅方向両側に平行部１３に連なり平行部１３から離反するのに伴って一方の面１１が他方の面１２に近接するように形成されるテーパ部１４とを有する。
【０００９】
このテーパ部１４が各鋼帯幅毎に適正になるような種々のテーパを有する、たとえば図６に示すようなノズル孔調整片２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを予め作製しておき、製造するべき鋼帯幅毎に適正なテーパ勾配を有するノズル孔調整片２を選択して用いることによって、鋼帯幅に応じた適正なノズル孔５形状を得ることができる。
【００１０】
従来技術は、たとえばノズル孔調整片２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうちから、製造しようとする鋼帯幅に対応するように作製されたものを選択し、ノズル本体８から現行のノズル孔調整片を離脱させ、新たに選択したものを装着させることによって、操業を停止させることなく、鋼帯幅に応じてノズル孔調整片を交換することができ、ノズル孔５形状を最適形状に変更してエッジオーバーコートを防止することができるというものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−２１７６６１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示される技術には、以下のような種々の問題がある。ノズル孔調整片２は、ノズル本体８の下ノズル本体７に対してスライドさせるようにして着脱される。したがって、ノズル孔調整片２の下ノズル本体７に当接する前記他方の面１２および下ノズル本体７に係合する凹所を形成する位置決め面１５は、ノズル孔調整片２の着脱時、下ノズル本体７と摺動する。したがって、前記他方の面１２もしくは前記位置決め面１５またはこれらの面と互いに擦過される下ノズル本体７側の面に、すり疵やかき疵の発生することがある。
【００１３】
すり疵やかき疵が生じたとき、すり寄せまたはかき寄せられた屑は盛り上がり、当該面から突出した突出部を形成する。特に前記他方の面１２にこのような突出部が形成されたとき、ノズル孔調整片２が浮上がり、上ノズル本体６のノズル孔形成面に近接するように変位するので、ノズル孔５が局所的に狭くなり、ノズル孔５から噴射されるガスの動圧が低下する現象が発生する。
【００１４】
図７は、すり疵またはかき疵の発生に起因する動圧低下の状態を示す図である。図７中に実線で示すライン１６が、正常状態における鋼帯幅方向の動圧測定結果を示し、鋼帯幅方向のほぼ中央部付近において仮想線で示すライン１７の動圧測定結果が、すり疵に起因する局所的な動圧低下の状態を示す。このような動圧の低下が発生すると、鋼帯表面に付着しためっき金属を吹払する能力が低下するので、動圧の低下した部分に対応する鋼帯表面の部分に局所的にめっき付着量の多い部分が連続して形成され、線状オーバーコートと称する欠陥になる。
【００１５】
このようなノズル孔調整片２とノズル本体８との摺動によるすり疵やかき疵の発生を防止することを目的として、硬質クロム（Ｃｒ）めっきの施されることがある。硬質Ｃｒめっきは、めっき表面がビッカース硬さで８００〜９００以上を有するので、疵発生の防止や耐磨耗を目的として多用されている方法である。しかしながら、硬質Ｃｒめっきは電解（電気）めっきであるので、被めっき物が複雑な形状を有する場合、均一な厚みでめっきすることができないという問題がある。
【００１６】
図８は、Ｃｒめっき１８の施されたノズル孔調整片２の断面図である。電解めっきであるＣｒめっきにおいては、ノズル孔調整片２の凸部１９，２０，２１，２２，２３に電流が集中して流れるのでめっき厚みが厚くなり、凹部２４に流れる電流は少ないのでめっき厚みが薄くなる。そのめっき厚みのばらつきは、めっきの目標厚みがたとえば２０μｍであるとき、薄い部分ではほぼ零（０）であり、厚い部分では約４０μｍにもなる。このようにめっき厚みがばらつくとき、厚みの薄い部分では、すり疵やかき疵の防止効果がなく、また薄い部分と厚い部分との差異によって厚い部分が前述の突出部と同じ作用を及ぼし、線状オーバーコートの原因となる。したがって、Ｃｒめっきを施した後、めっき厚みの厚い部分を研磨することによって、めっき厚みが均一化されるように修正しているけれども、その修正研磨作業が手作業によって行われるので、正確に除去し修正することは不可能である。したがって、ノズル孔調整片２の製作時、最終めっき工程で加工精度が低下することもあった。
【００１７】
またノズル孔調整片２は、簡易な治具が用いられるけれども、作業者の人手によってノズル本体８に対して着脱されている。ノズル孔調整片２は、前述のように鋼帯幅を超える長さ、たとえば２ｍ程度の長さを有するので、往々にして着脱の取扱い時に作業場周辺の構造物や装置に対して衝撃的に接触し、損傷を受けることがある。
【００１８】
図９は、損傷を受けたノズル孔調整片２の事例を示す図である。図９（ａ）では、ノズル孔調整片２が楔片９と当接する面２５の下部を損傷した例を示し、図９（ｂ）は、損傷部分を拡大して示す図である。
【００１９】
ノズル孔調整片２が周辺の構造物や装置に対して衝撃的に接触したとき、ノズル孔調整片２の角部が損傷変形し易い。特に図９に示すノズル孔調整片２が楔片９と当接する面２５の下部が損傷変形し、へこみ部２６とへこんだ部分の質量が移動して盛上がる突出部２７とが形成されるとき、ノズル孔５から噴出されるガスの動圧に影響を及ぼす。
【００２０】
すなわち、ノズル孔調整片２がノズル本体８に装着され、次いで楔片９がノズル本体８とノズル孔調整片２との間に挿入されると、楔片９が突出部２７を局所的に強く押圧するので、ノズル孔調整片２の突出部２７が形成された部分に回転モーメントが発生し、ノズル孔調整片２が局所的に浮上がり上ノズル本体６のノズル孔形成面に近接するように変位するので、ノズル孔５が局所的に狭くなり、ノズル孔５から噴射されるガスの動圧が低下する。
【００２１】
図１０は、ノズル孔調整片２に形成された突出部２７に起因する動圧低下の状態を示す図である。図１０中に示すライン２８が、鋼帯幅方向の動圧測定結果を示し、鋼帯幅方向のほぼ中央部付近において図１０の紙面下方に向ってＶ字状に鋭く変化しているのが動圧低下部２９である。このような動圧の低下が発生すると、動圧低下部分に対応する鋼帯表面部分に線状オーバーコートが発生する。
【００２２】
またノズル孔調整片２は、前述のように平行部１３とテーパ１４とを有するように形成されるけれども、平行部１３からテーパ１４に移る角部である境界部を通過してノズル孔５から噴射されるガスの動圧が、平行部１３およびテーパ部１４の動圧に比して低下する現象がある。図１１は、従来のめっき厚調整用ガスノズル１における動圧測定結果を示す図である。図１１中に示すライン３０が動圧測定結果を示す。境界部に相当する部分の動圧３１ａ，３１ｂは、平行部１３に相当する部分の動圧３２およびテーパ部１４に相当する部分の動圧３３ａ，３３ｂに比較して低い。したがって、境界部に相当する動圧の低下した部分に対応する鋼帯表面の部分に線状オーバーコートが発生するという問題がある。
【００２３】
本発明の目的は、短時間でガス噴射ノズルのノズル孔形状を最適形状に変更することができ、かつ線状オーバーコートの発生を防止することのできるめっき厚調整用ガス噴射ノズルを提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、位置決め凸部または位置決め凹部のいずれか一方を有し、金属帯の幅方向に延びるノズル孔の一方の内面を形成するノズル本体と、前記ノズル本体の位置決め凸部または位置決め凹部のいずれか一方に当接する位置決め凹部または位置決め凸部を有し、ノズル本体に着脱可能に挿入され、ノズル孔の他方の内面を形成するノズル孔調整片と、ノズル孔調整片の位置決め凸部または位置決め凹部を、ノズル本体の位置決め凸部または位置決め凹部に押付ける押圧手段とを備え、溶融めっき金属の浴面上方で、浴中を通過して上方に搬送される金属帯の板面に、前記ノズル孔からガスを噴射して、金属帯にめっきされた過剰なめっき金属を吹払するめっき厚調整用ガス噴射ノズルにおいて、
ノズル孔調整片は、無電解めっきが施されていることを特徴とするめっき厚調整用ガス噴射ノズル。
【００２５】
また本発明は、前記無電解めっきが、無電解ニッケルめっきであることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、ノズル本体に着脱自在に装着されるノズル孔調整片は、無電解めっき、好ましくは無電解ニッケルめっきが施される。無電解めっきは、電気を用いることなく、たとえば金属塩溶液中の金属イオンを置換、酸化、還元などの反応を利用して析出させてめっき層を形成するものである。したがって、ノズル孔調整片の形状に関らず、ノズル孔調整片の全表面にほぼ均一な厚みでめっき層を形成することができる。このことによって、めっき厚みの差異に起因するノズル孔調整片の局所的な変位や変形が防止されるので、ノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的な低下が防止され、その結果、線状オーバーコートの発生が防止される。
【００２７】
さらに無電解めっきとして、無電解ニッケルめっきを行なうとき、ニッケルめっき層の硬さが高いので、特にニッケルめっき層形成後にベーキング処理することによって一層硬さを高くすることができるので、ノズル孔調整片の着脱時におけるすり疵やかき疵の発生が防止され、これらの疵に起因するノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的な低下、すなわち線状オーバーコートの発生が防止される。
【００２８】
また本発明は、前記押圧手段は、前記ノズル本体と前記ノズル孔調整片との間に着脱可能に挿入され、
ノズル本体にノズル孔調整片と押圧手段とを装着した状態で、ノズル孔調整片の押圧手段に当接する面には、切欠部が形成されることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、ノズル本体にノズル孔調整片と押圧手段とを装着した状態でノズル孔調整片の押圧手段に当接する面には、予め切欠部が形成される。このことによって、ノズル孔調整片２が周辺の構造物や装置に対して衝撃的に接触して最も損傷変形しやすい部位であるノズル孔調整片が押圧手段に当接する面の下部が、損傷変形した場合であっても、損傷変形で形成される突出部の突出高さが、切欠部の切欠深さの範囲内にとどまる。したがって、ノズル孔調整片が、押圧手段によって局所的に強く押圧されることがなくなるので、ノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的な低下が防止され、線状オーバーコートの発生が防止される。
【００３０】
また本発明は、前記ノズル孔調整片は、
金属帯の幅方向中央部付近に互いに対向する一方の面と他方の面とが平行に形成される平行部と、平行部の金属帯幅方向両側に平行部に連なり平行部から離反するのに伴って一方の面が他方の面に近接するように形成されるテーパ部とを有し、
平行部とテーパ部との境界部が、曲率を有するように曲面加工されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、ノズル孔調整片の平行部とテーパ部との境界部が、曲率を有するように曲面加工されるので、境界部に相当する部分のガスの動圧低下が防止され、線状オーバーコートの発生が防止される。
【００３２】
また本発明は、前記ノズル孔調整片には、ノズル本体に装着された状態でノズル本体と当接する面に、粉体状の潤滑剤が塗布されることを特徴とする。
【００３３】
また本発明は、前記粉体状の潤滑剤は、２硫化モリブデンおよび黒鉛より選択される１種または２種であることを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、ノズル孔調整片には、ノズル本体に装着された状態でノズル本体と当接する面に、粉体状の潤滑剤、好ましくは２硫化モリブデンおよび黒鉛より選択される１種または２種が塗布されるので、ノズル孔調整片をノズル本体に着脱させるとき、当接面の摩擦力を極めて低く抑制して着脱させることができる。したがって、前記当接面におけるすり疵やかき疵の発生を抑制し、これらの疵に起因する線状オーバーコートの発生を防止することができる。
【００３５】
また潤滑剤は粉体状のものが用いられる。めっき厚調整用ガス噴射ノズルは、操業時、溶融めっき金属でめっきされたばかりのたとえば鋼帯からの輻射熱によって、４００℃ないしそれ以上の温度に加熱されるので、潤滑剤が液体やペーストでは、液体成分が熱によって気化し、気化成分が鋼帯表面のめっき層に品質上の悪影響を及ぼす。しかしながら、固体である粉体状潤滑剤であれば、耐熱性を備え、加熱された場合であっても、品質上有害な成分を発生することなく、健全なめっき鋼帯を製造することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるめっき厚調整用ガス噴射ノズル４０の構成を簡略化して示す側面図であり、図２は図１に示すめっき厚調整用ガス噴射ノズル４０に備わるノズル孔調整片４１の斜視図であり、図３はノズル孔調整片４１の断面図である。めっき厚調整用ガス噴射ノズル４０（以後、ガス噴射ノズル４０と略称する）は、大略ノズル本体４２と、ノズル孔調整片４１と、押圧手段４３と、整流棒４４と、シム７３とを含んで構成される。ガス噴射ノズル４０は、溶融めっき金属の浴面上方で、浴中を通過して上方に搬送される金属帯たとえば鋼帯の板面に、ガスを噴射して、鋼帯にめっきされた過剰なめっき金属を吹払し、めっき厚を調整することに用いられる。めっき厚調整のための溶融めっき金属、鋼帯およびガス噴射ノズル４０の全体構成は、前述の図５と同一であるので説明を省略する。
【００３７】
ノズル本体４２は、ノズル孔４５を境にして上下に分割されており、上ノズル本体４６と下ノズル本体４７とを含んで構成される。上ノズル本体４６は、図示を省略する鋼帯の幅方向（以後、幅方向と略称する）に延びる部材であり、その軸直角断面形状は大略的に嘴状である。上ノズル本体４６の先端部４８は、鋼帯を臨んで設けられており、先端部４８の第１下面４９は水平面にほぼ平行に形成されている。第１下面４９は、ノズル孔４５の一方の内面、すなわちノズル孔４５の上面を形成する。前記先端部４８付近の鋼帯を臨む外面５０は、鋼帯に近付くにつれて下方に傾斜し、その傾斜角度は、予め定める角度に設定される。
【００３８】
上ノズル本体４６には、前記第１下面４９に連なる溝５１と、ガス供給路５２とが形成されている。溝５１は、前記第１下面４９に連なるように形成され、幅方向に延びており、ガス供給室を形成する。ガス供給路５２は、上ノズル本体４６の後端面５３に形成されている切欠溝５４と、前記溝５１とを連通する連通孔であり、幅方向に間隔をあけて複数個形成されている。上ノズル本体４６の後端部５５の第２下面５６は、水平面にほぼ平行に形成されており、前記第１下面４９と同一面内に存在する。上ノズル本体４６の後端部５５には、上下方向に延びる第１ボルト挿通孔５７と、水平方向に延びる第２ボルト挿通孔５８とが形成されている。
【００３９】
下ノズル本体４７は、幅方向に延びる部材であり、その軸直角断面形状は大略的に嘴状である。下ノズル本体４７の先端部５９は、鋼帯を臨んで設けられており、先端部５９の上面である第１上面６０は水平面にほぼ平行に形成されている。第１上面６０は、ノズル孔調整片４１の位置決め面を形成するので、以後、第１位置決め面６０と呼ぶ。第１位置決め面６０には、幅方向に延びる浅溝６１が形成されている。
【００４０】
下ノズル本体４７の先端部５９には、略Ｖ字状の位置決め凸部６２が形成されており、前記先端部５９と下ノズル本体４７の後端部６３との中間には幅方向に延びる嵌合溝６４が形成されている。位置決め凸部６２は、嵌合溝６４内に突出しており、かつ幅方向に延びている。位置決め凸部６２は、前記第１位置決め面６０と、第２位置決め面６５とを有し、第２位置決め面６５は、鋼帯に近付くにつれて下方に傾斜している。第１位置決め面６０と、第２位置決め面６５とのなす角度は鋭角である。嵌合溝６４の先端部５９側第１側面６６は、鋼帯の板面に対してほぼ平行になるように形成されている。これに対して、後端部６３側の嵌合溝６４の第２側面６７は、鋼帯の板面に対して傾斜しており、その傾斜面は本実施の形態では鋼帯の幅方向一端部から他端部に向かうにつれて鋼帯の板面に近付くように形成されている。
【００４１】
嵌合溝６４の底面６８は、水平面にほぼ平行に形成されている。下ノズル本体４７の先端部５９の鋼帯を臨む外面６９は、鋼帯に近付くにつれて上方に傾斜し、その傾斜角度は予め定める角度に設定される。下ノズル本体４７の後端部６３には、上下方向に延びる第３ボルト挿通孔７０と、水平方向に延びる第４ボルト挿通孔７１とが幅方向に間隔をあけて複数個形成されている。第３ボルト挿通孔７０は、前記第１ボルト挿通孔５７と対応する位置に形成されている。下ノズル本体４７の後端部６３の第２上面７２は、水平面にほぼ平行に形成されている。
【００４２】
これらの上ノズル本体４６および上ノズル本体４７は、たとえば鋼製であり、鋼よりも軟質のたとえば黄銅などからなるシム７３を、上ノズル本体４６の第２下面５６と下ノズル本体４７の第２上面７２とに間挿し、第１ボルト挿通孔５７と第３ボルト挿通孔７０とにボルト７４を挿通しナット７５を螺合させることによって、一体的に固定される。このとき、上ノズル本体４６と下ノズル本体４７との間には、シム７３が介在するので、ボルト７４とナット７５との締付け力が接触面全域に均等に及ぶので、締付け後のがたつきが防止される。
【００４３】
ノズル孔調整片４１は、幅方向に延びる部材であり、その軸直角断面形状は大略的にＬ字状である。ノズル孔調整片４１の下部には、略Ｖ字状の位置決め凹部８１が形成されている。位置決め凹部８１は、前記第１位置決め面６０に当接する第３位置決め面８２と、前記第２位置決め面６５に当接する第４位置決め面８３と、谷底面８４とを有している。前記第３位置決め面８２は、ノズル孔調整片４１の先端部８５の第３下面であり、水平面にほぼ平行に形成されている。第４位置決め面８３は、鋼帯に近付くにつれて下方に傾斜している。第３位置決め面８２と、第４位置決め面８３とのなす角度は鋭角であって、かつ前記第１位置決め面６０と第２位置決め面６５とのなす角度と同一である。
【００４４】
したがって、ノズル孔調整片４１は、位置決め凹部８１および位置決め凸部６２の対応する各位置決め面を相互に当接させて幅方向に摺動させることができる。またこれによって、ノズル孔調整片４１を下ノズル本体４７に挿入して装着させることができ、逆にノズル孔調整片４１を下ノズル本体４７から離脱させることができる。さらに第１位置決め面６０に浅溝６１が形成されているので、第１位置決め面６０と第３位置決め面８２とを均一に接触させることができる。
【００４５】
ノズル孔調整片４１の先端部８５の第３上面８６は、前記装着時にノズル孔４５の他方の内面、すなわちノズル孔４５の下面を形成する。ノズル孔調整片４１の先端部８５の鋼帯を臨む外面８７は、鋼帯５に近付くにつれて上方に予め定める角度で傾斜し、前記下ノズル本体４７の外面６９とほぼ同一面内に存在する。ノズル孔調整片４１の後端部８８の第４上面８９は、前記第３上面８６よりも下方に段差をつけて形成されており、ガス供給室を形成する。前記第４上面８９および前記後端部８８の第４下面９０は、水平面にほぼ平行に形成されている。位置決め凹部８１の谷底面８４、第４位置決め面８３に連なる第３側面９１およびノズル孔調整片４１の後端部８８側第４側面９２は、ともに鋼帯の板面にほぼ平行に形成されている。
【００４６】
さらに第４側面９２の下部には、段差を有する切欠部９３が形成され、切欠部９３を構成する切欠面９４は、第４側面９２とほぼ平行に形成される。第４側面９２と切欠面９４との間に形成される段差の寸法は、特に限定されることはないけれども、好ましい範囲を例示すれば０．１〜０．５ｍｍである。
【００４７】
ノズル孔調整片４１にこのような切欠部９３を形成しておくことによって、ノズル孔調整片４１が周辺の構造物や装置に対して衝撃的に接触して、切欠面９４の下部が、損傷変形して突出部が形成された場合であっても、突出部の突出高さが、切欠部９３の切欠深さである段差寸法内にとどまるので、ノズル孔調整片４１が、後述する押圧手段４３によって局所的に強く押圧されることがなくなるので、ノズル孔４５から噴射されるガスの動圧の局所的な低下が防止される。
【００４８】
ノズル孔調整片４１は、たとえばノズル本体４２と同様に鋼製であり、前述のような形状に成形加工された後、無電解ニッケルめっきが施され、さらにめっき後、約４００℃で１ｈｒのベーキングと呼ぶ熱処理が施される。
【００４９】
無電解ニッケルめっきは、公知の方法が用いられてよい。たとえば、硫酸ニッケル、次亜リン酸ナトリウム、乳酸等を含む溶液を作成し、９０℃程度に加温した溶液中にノズル孔調整片４１を浸漬してニッケルめっきする。形成されるめっき層は、厳密にはニッケル（Ｎｉ）とリン（Ｐ）との合金めっきである。めっき層は、Ｎｉ−Ｐの析出状態で、ビッカース硬さ（ＨＶ）が５００〜５５０であり、前述のベーキング処理を行なうことによって、さらに硬化して、硬質Ｃｒめっきに匹敵する７００〜１０００ＨＶを有するようになる。なお、無電解ニッケルめっきは、ノズル孔調整片４１だけでなく、ノズル本体４２にも施されてよい。前述のように、ニッケルめっき層は、硬さが硬いので、ノズル孔調整片４１をノズル本体４２に着脱する際、ノズル孔調整片の第３および第４位置決め面８２，８３と、下ノズル本体４７の第１および第２位置決め面６０，６５とが、互いに擦過されても、すり疵やかき疵の発生が防止される。
【００５０】
さらに図３は、無電解ニッケルめっきされたノズル孔調整片４１の断面図である。無電解ニッケルめっきは、電気を用いることがなく化学的な析出現象を用いるので、ノズル孔調整片４１は、凸部や凹部の形成される複雑な形状を有するけれども、形状に関らずほぼ均一な層厚でニッケルめっき層９５が、形成される。たとえば、めっき層厚が１０〜２０μｍを目標にして無電解ニッケルめっきを施す場合、目標厚みに対するばらつきが±１．０μｍをはるかに下回る程度であり、極めて均一厚みのめっき層が得られる。したがって、めっき厚みの差異に起因するノズル孔調整片４１の局所的な変位や変形が防止されるので、ノズル孔４５から噴射されるガスの動圧の局所的な低下が防止され、線状オーバーコートの発生が防止される。また、均一な厚みのめっきが可能になるので、ノズル孔調整片４１製作時の加工精度が最終めっき工程で崩れることなく、製作管理が容易である。
【００５１】
押圧手段４３は、楔片４３である。楔片４３は、幅方向に延びる先細状の角形棒状体であり、ノズル孔調整片４１の第４側面９２に当接する第５側面１０１と、下ノズル本体４７の嵌合溝６４の第２側面６７に当接する第６側面１０２と、前記嵌合溝６４の底面６８に当接する第５下面１０３と、第５上面１０４とを有する。第５側面１０１は、鋼帯の板面にほぼ平行に形成されており、第５下面１０３および第５上面１０４は水平面にほぼ平行に形成されている。これに対して、第６側面１０２は幅方向一端部から他端部に向かうにつれて鋼帯に近付くように傾斜している。第５側面１０１と第６側面１０２とのなす角度は、前記嵌合溝６４の第２側面６７の板面に対する傾斜角と同一である。
【００５２】
したがって、楔片４３はノズル孔調整片４１の第４側面９２と、下ノズル本体４７の第２側面６７との間に着脱可能に挿入することができる。また、楔片４３を挿入して幅方向他端部に向けて押し込み、第５側面１０１、第６側面１０２および第５下面１０３をともに対応する当接面に接触する状態にすれば、楔片４３は楔効果によってノズル孔調整片４１に鋼帯の板面に垂直な方向の押圧力を付与することができる。この結果、ノズル孔調整片４１を下ノズル本体４７に前記位置決め凸部６２および位置決め凹部８１を介して確実に固定することができる。さらに楔片４３を幅方向に引抜けば前記押圧力を開放することができるので、ノズル孔調整片４１を下ノズル本体４７から容易に離脱させることができる。
【００５３】
ノズル孔調整片４１を下ノズル本体４７に着脱するに際しては、ノズル孔調整片４１の第３および第４位置決め面８２，８３に、粉体状の潤滑剤である２硫化モリブデンおよび黒鉛より選択される１種または２種を、予め塗布しておくことが好ましい。また粉体状の潤滑剤には、２硫化モリブデンがより好適に用いられる。第３および第４位置決め面８２，８３に、たとえば２硫化モリブデンを予め塗布しておくことによって、第３および第４位置決め面８２，８３と、下ノズル本体４７の第１および第２位置決め面６０，６５との、着脱時における摩擦力が著しく軽減されるので、すり疵やかき疵の発生が防止される。
【００５４】
図４は、本発明の実施の他の形態のガス噴射ノズルに備えられるノズル孔調整片１１０を鋼帯の板面側から見た正面図である。図４（ａ）は、ノズル孔調整片１１０の全体を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ部を拡大して示す。本実施の形態に用いられるノズル孔調整片１１０は、先の実施の形態のノズル孔調整片４１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５５】
ノズル孔調整片１１０は、先の実施の形態のノズル孔調整片４１と同様に、幅方向中央部付近において互いに対向する第３位置決め面８２と第３上面８６すなわちノズル孔４５の下面とが平行に形成される平行部１１１と、平行部１１１の幅方向両側に平行部１１１に連なり平行部１１１から離反するのに伴って第３上面８６が第３位置決め面８２に近接するように形成されるテーパ部１１２とを有する。本実施の形態のノズル孔調整片１１０において注目すべきは、平行部１１１とテーパ部１１２との境界部１１３が、曲率を有するように曲面加工されていることである。
【００５６】
この境界部１１３に施される曲面加工は、たとえば、テーパ部１１２の勾配が（０．２５ｍｍ／１００ｍｍ）であるとき、その曲率半径（Ｒ）が、１００Ｒ以上、特に好ましくは１５０Ｒに施される。このことによって、ノズル孔４５の境界部１１３に相当する部位から噴出されるガスの動圧低下が顕著に抑制されるので、線状オーバーコートの発生が防止される。なお、動圧低下に効果を発現することのできる曲率半径（Ｒ）は、テーパ部１１２の勾配に応じて異なるけれども、これらは各種のテーパ勾配に対して種々に異なる曲率半径（Ｒ）の加工を施し、予め動圧を測定する試験を実施することによって、テーパ勾配毎の好適な曲率半径（Ｒ）を定めることができる。
【００５７】
（実施例）
以下本発明の実施例について説明する。本実施例では、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ３３１４に規定される溶融アルミめっき鋼帯の製造に際し、従来例に示すガス噴射ノズル１と、本発明の実施の形態に示すガス噴射ノズルとを、それぞれ用いてめっき厚の調整を行なった。したがって、本実施例の試験鋼帯には、ＪＩＳに規定される範囲内で、種々の板厚、鋼帯幅およびめっき付着量のものが含まれる。
【００５８】
実施例１として、無電解ニッケルめっきを施し、楔片４３に対する当接面である第４側面９２の下部に切欠部９３を形成し、下ノズル本体４７との当接面に潤滑剤として２硫化モリブデンを塗布したノズル孔調整片４１を備えるガス噴射ノズル４０を用いた。実施例２として、テーパ部１１２と平行部１１３との境界部１１３に１５０Ｒの曲面加工を施したノズル孔調整片１１０を備えるガス噴射ノズルを用いた。なお実施例２では、境界部１１３に曲面加工を施した以外は、従来のガス噴射ノズル１と同一の構成を有するガス噴射ノズルを用いた。比較例として、前述の従来例に示すガス噴射ノズル１を用いた。
【００５９】
ガス噴射ノズルの性能評価は、異常鋼帯の発生率を求めることによって行なった。ここで、異常鋼帯の発生率とは、製造後の溶融亜鉛めっき鋼帯を目視検査し、各ガス噴射ノズルを用いた場合について、線状オーバーコートが発生したことによって品質不良と判定された鋼帯数と、試験期間中に製造した鋼帯数との比を、百分率で表したものである。
【００６０】
異常鋼帯の発生率は、実施例１および実施例２と比較例との対比を明瞭にするために、線状オーバーコートの発生原因別、すなわち境界部の動圧低下に起因するものと、ノズル孔調整片のすり疵、かき疵、あたり疵および／またはノズル本体のすり疵、かき疵に起因するものとの、原因別に異常鋼帯の発生率をとり、評価した。
【００６１】
試験結果を表１に示す。比較例では、境界部形状起因の動圧低下による異常鋼帯の発生率が４％であるけれども、実施例２では０％に改善された。また比較例では、すり疵やかき疵起因の動圧低下による異常鋼帯の発生率が１％であるけれども、実施例１では０％に改善された。このように、ノズル孔調整片に無電解ニッケルめっきを施し、切欠部を形成し、ノズル本体に対する着脱に備えて潤滑剤を塗布し、またノズル孔調整片の境界部に曲面加工を施すことが、ノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的低下を防止して線状オーバーコートの発生を防止することに極めて効果的であることを明らかにした。
【００６２】
【表１】

【００６３】
以上に述べたように、本実施の形態では、金属帯は、溶融アルミめっき鋼帯であるけれども、これに限定されることなく、溶融アルミ合金めっき鋼帯でもよく、溶融亜鉛めっき鋼帯でもよく、溶融亜鉛合金めっき鋼帯でもよく、また他の溶融金属がめっきされる鋼帯であってもよく、さらに鋼帯以外の金属帯であってもよい。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズル本体に着脱自在に装着されるノズル孔調整片は、無電解めっき、好ましくは無電解ニッケルめっきが施される。無電解めっきは、電気を用いることなく、たとえば金属塩溶液中の金属イオンを置換、酸化、還元などの反応を利用して析出させてめっき層を形成するものである。したがって、ノズル孔調整片の形状に関らず、ノズル孔調整片の全表面にほぼ均一な厚みでめっき層を形成することができる。このことによって、めっき厚みの差異に起因するノズル孔調整片の局所的な変位や変形が防止されるので、ノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的な低下が防止され、その結果、線状オーバーコートの発生が防止される。
【００６５】
さらに無電解めっきとして、無電解ニッケルめっきを行なうとき、ニッケルめっき層の硬さが高いので、特にニッケルめっき層形成後にベーキング処理することによって一層硬さを高くすることができるので、ノズル孔調整片の着脱時におけるすり疵やかき疵の発生が防止され、これらの疵に起因するノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的な低下、すなわち線状オーバーコートの発生が防止される。
【００６６】
また本発明によれば、ノズル本体にノズル孔調整片と押圧手段とを装着した状態でノズル孔調整片の押圧手段に当接する面には、予め切欠部が形成される。このことによって、ノズル孔調整片２が周辺の構造物や装置に対して衝撃的に接触して最も損傷変形しやすい部位であるノズル孔調整片が押圧手段に当接する面の下部が、損傷変形した場合であっても、損傷変形で形成される突出部の突出高さが、切欠部の切欠深さの範囲内にとどまる。したがって、ノズル孔調整片が、押圧手段によって局所的に強く押圧されることがなくなるので、ノズル孔から噴射されるガスの動圧の局所的な低下が防止され、線状オーバーコートの発生が防止される。
【００６７】
また本発明によれば、ノズル孔調整片の平行部とテーパ部との境界部が、曲率を有するように曲面加工されるので、境界部に相当する部分のガスの動圧低下が防止され、線状オーバーコートの発生が防止される。
【００６８】
また本発明によれば、ノズル孔調整片には、ノズル本体に装着された状態でノズル本体と当接する面に、粉体状の潤滑剤、好ましくは２硫化モリブデンおよび黒鉛より選択される１種または２種が塗布されるので、ノズル孔調整片をノズル本体に着脱させるとき、当接面の摩擦力を極めて低く抑制して着脱させることができる。したがって、前記当接面におけるすり疵やかき疵の発生を抑制し、これらの疵に起因する線状オーバーコートの発生を防止することができる。
【００６９】
また潤滑剤は粉体状のものが用いられる。めっき厚調整用ガス噴射ノズルは、操業時、溶融めっき金属でめっきされたばかりのたとえば鋼帯からの輻射熱によって、４００℃ないしそれ以上の温度に加熱されるので、潤滑剤が液体やペーストでは、液体成分が熱によって気化し、気化成分が鋼帯表面のめっき層に品質上の悪影響を及ぼす。しかしながら、固体である粉体状潤滑剤であれば、耐熱性を備え、加熱された場合であっても、品質上有害な成分を発生することなく、健全なめっき鋼帯を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるめっき厚調整用ガス噴射ノズル４０の構成を簡略化して示す側面図である。
【図２】図１に示すめっき厚調整用ガス噴射ノズル４０に備わるノズル孔調整片４１の斜視図である。
【図３】ノズル孔調整片４１の断面図である。
【図４】本発明の実施の他の形態のガス噴射ノズルに備えられるノズル孔調整片１１０を鋼帯の板面側から見た正面図である。
【図５】従来技術のめっき厚調整用ガス噴射ノズル１の側面図である。
【図６】各鋼帯幅毎に適正なテーパを有するノズル孔調整片２の正面図である。
【図７】すり疵またはかき疵の発生に起因する動圧低下の状態を示す図である。
【図８】Ｃｒめっき１７の施されたノズル孔調整片２の断面図である。
【図９】損傷を受けたノズル孔調整片２の事例を示す図である。
【図１０】ノズル孔調整片２に形成された突出部２７に起因する動圧低下の状態を示す図である。
【図１１】従来のめっき厚調整用ガスノズル１における動圧測定結果を示す図である。
【符号の説明】
４０めっき厚調整用ガス噴射ノズル
４１，１１０ノズル孔調整片
４２ノズル本体
４３楔片
４４整流棒
４５ノズル孔
４６上ノズル本体
４７下ノズル本体
６０第１位置決め面
６５第２位置決め面
８２第３位置決め面
８３第４位置決め面
９３切欠部
９５Ｎｉめっき層
１１１平行部
１１２テーパ部
１１３境界部

Claims

位置決め凸部または位置決め凹部のいずれか一方を有し、金属帯の幅方向に延びるノズル孔の一方の内面を形成するノズル本体と、前記ノズル本体の位置決め凸部または位置決め凹部のいずれか一方に当接する位置決め凹部または位置決め凸部を有し、ノズル本体に着脱可能に挿入され、ノズル孔の他方の内面を形成するノズル孔調整片と、ノズル孔調整片の位置決め凸部または位置決め凹部を、ノズル本体の位置決め凸部または位置決め凹部に押付ける押圧手段とを備え、溶融めっき金属の浴面上方で、浴中を通過して上方に搬送される金属帯の板面に、前記ノズル孔からガスを噴射して、金属帯にめっきされた過剰なめっき金属を吹払するめっき厚調整用ガス噴射ノズルにおいて、
ノズル孔調整片は、無電解めっきが施されていることを特徴とするめっき厚調整用ガス噴射ノズル。
前記無電解めっきが、
無電解ニッケルめっきであることを特徴とする請求項１記載のめっき厚調整用ガス噴射ノズル。
前記押圧手段は、前記ノズル本体と前記ノズル孔調整片との間に着脱可能に挿入され、
ノズル本体にノズル孔調整片と押圧手段とを装着した状態で、ノズル孔調整片の押圧手段に当接する面には、
切欠部が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のめっき厚調整用ガス噴射ノズル。
前記ノズル孔調整片は、
金属帯の幅方向中央部付近に互いに対向する一方の面と他方の面とが平行に形成される平行部と、平行部の金属帯幅方向両側に平行部に連なり平行部から離反するのに伴って一方の面が他方の面に近接するように形成されるテーパ部とを有し、
平行部とテーパ部との境界部が、曲率を有するように曲面加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のめっき厚調整用ガス噴射ノズル。
前記ノズル孔調整片には、
ノズル本体に装着された状態でノズル本体と当接する面に、粉体状の潤滑剤が塗布されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のめっき厚調整用ガス噴射ノズル。
前記粉体状の潤滑剤は、
２硫化モリブデンおよび黒鉛より選択される１種または２種であることを特徴とする請求項５記載のめっき厚調整用ガス噴射ノズル。