JP2007284732A - Gas-wiping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は溶融金属中に金属板を浸漬通板させた後、溶融金属の自由表面上に連続的に引き上げ、金属板を挟んで配置したノズルの対から気流を吹き付けて金属板表面の溶融金属の厚みを均一に調整する溶融金属めっき装置のガスワイピング装置に関する。 In the present invention, after a metal plate is immersed in molten metal, the molten metal is continuously pulled up on the free surface of the molten metal, and an air flow is blown from a pair of nozzles arranged with the metal plate interposed therebetween to melt the molten metal on the surface of the metal plate. The present invention relates to a gas wiping apparatus for a molten metal plating apparatus that adjusts the thickness of the metal uniformly.
図3は従来のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図を示す。溶融金属浴3中に金属板2をシンクロール4を用いて浸漬通板させた後、溶融金属の自由表面上に連続的に引き上げ、金属板を挟んで配置したノズルの対であるノズル1から気流21を吹き付けて金属板表面の溶融金属の厚みを均一に調整する装置は、従来から使われていたが、板エッジで金属板表面の溶融金属の厚みが厚くなる、エッジオーバーコートが発生していた。これはガスワイピングの圧力がエッジで低下することが原因であると考えられ、従来から対応策が提案されていた。これらは大きく分類すると、板エッジに1)プレートを配置するもの、2)補助ノズル、3)吸引、という設備を配置するもの、4)ノズルのスリット間隔の幅方向可変式などがあるが、1)〜3)は設備が複雑となり、スプラッシュなどの付着に対する保守作業に費用がかかった。そこで、4)のようなノズルで完結する手法がシンプルで保守費用が少なくなると考えられる。
FIG. 3 shows a front view and a cross-sectional view of the conventional gas wiping apparatus. After the
図4は特許文献1〜5のエッジオーバーコート対策の最も一般的な構造の一つの正面図と矢視断面図を示す。基本的な考え方としては、ノズル長手方向にスリットの隙間dを一定ではなく、中央では狭く、両端では広くすることで、ガスワイピングの圧力がエッジで低下しないように金属板の両端で噴射される気体の噴出量が中央部より多くなるようにしていた。この効果を実現する装置として特許文献1〜5の装置が考案されている。
FIG. 4 shows a front view and a cross-sectional view of one of the most common structures for countermeasures against edge overcoat disclosed in
図5は特許文献1のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図を示す。ノズル長手方向に複数のアクチュエータ31で荷重分布を作り、レバー33で力を伝えてノズルリップ43を弾性変形させて押し上げるとノズルが閉じることを利用し、ノズル長手方向に隙間(スリットギャップとも言う)分布を作るようになっている。
FIG. 5 shows a front view and a cross-sectional view taken along the arrow of the gas wiping apparatus disclosed in
図6は特許文献2のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図を示す。ノズル長手方向にノズル気道内のスリットギャップを調節できる、複数の遮蔽板34を設けている。
FIG. 6 shows a front view and a cross-sectional view taken along the arrow of the gas wiping apparatus disclosed in
図7は特許文献3のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図を示す。ノズル先端のガス吐出口の上下のリップ35形状が同一な3次曲線形状で長手方向にスライド可能とし、ノズル長手方向にスリットギャップの分布を作るようになっている。
FIG. 7 shows a front view and a cross-sectional view of the gas wiping device of
図8は特許文献4のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図を示す。可動板37を移動式のころ36で、局所的に、てこの原理で押し下げることでノズル長手方向にスリットギャップの分布を作るようになっている。
FIG. 8 shows a front view and a cross-sectional view of the gas wiping apparatus disclosed in
図9は特許文献5の静圧パッドの正面図と矢視断面図を示す。GG'矢視断面図は調整ノズル板40で閉塞された部分の断面図で、HH' 矢視断面図は調整ノズル板で閉塞されていない部分の断面図である。吐出孔より広い受圧板39をもうけ、調整ノズル板40をロッド41で動かすことにより、ストリップ板幅方向に2辺の間隔を調整可能となっているが、金属板の振動を抑制するものであり、用途が異なる。
特許文献1〜5のエッジオーバーコート対策の最も一般的な構造の一つである、ノズル長手方向にスリットの隙間dを、中央では狭く、両端では広くする方法では、金属板の幅より外の対向する噴流が衝突し、また、衝突噴流による乱流で板面に流れの影響がおよび、板エッジでの圧力低下抑制効果が不安定なうえ、スプラッシュを発生させるなど、めっきの品質を低下させた。また構造として複雑な機構であるため、ノズル自体の機械加工が煩雑であり、また熱膨張対策などで高価になり、実現しなかった。さらに特許文献1〜5はそれぞれ次のような問題があった。
In a method of narrowing the slit d in the longitudinal direction of the nozzle, which is one of the most common structures for countermeasures against edge overcoats in
特許文献1の方法(図5)では、構造が複雑で高価。アクチュエータが熱で壊れやすかった。
特許文献2の方法(図6)では、遮蔽板34からノズルのスリットまでの空間48に気体が回りこみ、効果がなかった。また、構造が複雑で高価となった。
In the method of FIG. 5 (FIG. 5), the structure is complicated and expensive. The actuator was fragile by heat.
In the method of Patent Document 2 (FIG. 6), the gas wraps around the
特許文献3の方法(図7)では、均一なノズル幅にならないため、目付け分布が幅方向に均一にできなかった。また、3次曲線形状の機械加工が必要で、高価となった。 In the method of Patent Document 3 (FIG. 7), since the uniform nozzle width is not obtained, the basis weight distribution cannot be made uniform in the width direction. In addition, machining of a cubic curve shape is necessary and expensive.
特許文献4の方法(図8)では、構造が複雑で高価となった。
特許文献5の方法(図9)では、静圧パッドにはなるが、ワイピング力が弱かった。また、ワイピングに使用すると、静圧パッド下端において、金属板に随伴する液が付着しやすくなり、メンテ費用が増大した。
In the method of Patent Document 4 (FIG. 8), the structure is complicated and expensive.
In the method of Patent Document 5 (FIG. 9), although it becomes a static pressure pad, the wiping force is weak. In addition, when used for wiping, the liquid accompanying the metal plate tends to adhere to the lower end of the static pressure pad, which increases the maintenance cost.
その上、特許文献1〜5は、噴流の衝突によって騒音が大きく、環境的問題が発生しかねなかった。
In addition,
本発明は、上記課題に鑑み、目付け量分布の不均一が減少し、スプラッシュ発生を抑制しつつ、エッジオーバーコートを安定に抑制できるガスワイピング装置を提供し、また、騒音も減少させることができるガスワイピング装置を提供することを目的としている。 In view of the above problems, the present invention provides a gas wiping device capable of stably suppressing edge overcoat while suppressing occurrence of splash while reducing unevenness in the basis weight distribution, and can also reduce noise. An object is to provide a gas wiping device.
上記の目的を達成するため、本発明者はガスワイピング装置について広く研究を行った。これにより以下の知見を得た。 In order to achieve the above object, the present inventor has extensively studied a gas wiping apparatus. As a result, the following findings were obtained.
対向するワイピングノズルからのガスの流れについて数値流体解析を行うと、金属板の有るところでは噴流は金属板の面に沿った流れが発生するのに対し、金属板の無いところでは対向するワイピングノズルからのガスの流れが、噴流同士の衝突で圧力の勝ち負けを時間的に変動を繰り返すことにより、上下にカルマン渦状の乱流を起こすことがわかった。このカルマン渦状の乱流が、金属板の面に沿った流れのとの間で、板エッジで不安定な速度勾配を作り、せん断力を発生させ、エッジオーバーコートを引き起こしていたことがわかった。本発明では板エッジ近傍で、対向する1対のノズルの両方のノズルのスリットの両端位置を金属板の両端に調整することで、対向するノズルからの噴流同士が衝突しない状態を作った。それにより、噴流同士で圧力の勝ち負けを発生しないため、上下方向にカルマン渦を発生させず、金属板に沿った流れは、板エッジでも時間的に変化が激しい乱流との不安定な速度勾配を作らないので、目付け量分布の不均一が減少し、スプラッシュ発生を抑制しつつ、エッジオーバーコートを安定に抑制できることがわかった。また、騒音も減少させることができることがわかった。 When numerical fluid analysis is performed on the gas flow from the opposing wiping nozzle, the jet flows along the surface of the metal plate in the presence of the metal plate, whereas the opposing wiping nozzle in the absence of the metal plate It was found that the flow of gas from the vortex caused Karman vortex-like turbulent flow up and down by repeated fluctuations in pressure over time due to collisions between jets. It was found that this Karman vortex turbulent flow created an unstable velocity gradient at the plate edge between the flow along the surface of the metal plate, generated shear force, and caused edge overcoat. . In the present invention, in the vicinity of the plate edge, the positions of both ends of the slits of both nozzles of the pair of opposed nozzles are adjusted to both ends of the metal plate, thereby creating a state in which the jets from the opposed nozzles do not collide with each other. As a result, there is no pressure win-lose between the jets, so Karman vortices are not generated in the vertical direction, and the flow along the metal plate is an unstable velocity gradient with turbulent flow that changes rapidly over the plate edge. Therefore, it was found that the edge overcoat can be stably suppressed while the occurrence of splash is suppressed. It was also found that noise can be reduced.
本発明は上記の知見を基になされたものであって、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1)溶融金属中に金属板を浸漬通板させた後、該金属板を溶融金属の自由表面上に連続的に引き上げ、該金属板を挟んで対向して配置した1対のノズルから気流を吹き付けて、該金属板表面の溶融金属の厚みを均一に調整する溶融金属めっき用ガスワイピング装置において、前記対向する1対のノズルの両方のノズルのスリットの両端位置を可変とするスリット閉塞機構と、該スリットの両端位置を金属板の両端位置に調整するスリット幅調整機構と、前記ノズルの吐出流速が一定になるようにガス流量を調整する機構とを有することを特徴とするガスワイピング装置。
(2)前記スリット幅調整機構が、前記ノズルのスリット開口端の位置と板エッジ位置の差の絶対値Lと金属板とノズルの距離Gが下記(A)式を満たす調整機能を有することを特徴とする(1)に記載のガスワイピング装置。
The present invention has been made on the basis of the above findings, and the gist thereof is the following contents as described in the claims.
(1) After the metal plate is immersed in the molten metal, the metal plate is continuously pulled up on the free surface of the molten metal, and airflow is generated from a pair of nozzles arranged opposite to each other with the metal plate interposed therebetween. In a gas wiping apparatus for molten metal plating that uniformly adjusts the thickness of the molten metal on the surface of the metal plate, a slit closing mechanism that makes variable the positions of both ends of the slits of both of the pair of opposed nozzles A gas wiping apparatus comprising: a slit width adjusting mechanism that adjusts both end positions of the slit to both end positions of the metal plate; and a mechanism that adjusts the gas flow rate so that the discharge flow rate of the nozzle is constant. .
(2) The slit width adjusting mechanism has an adjustment function in which the absolute value L of the difference between the position of the slit opening of the nozzle and the plate edge position and the distance G between the metal plate and the nozzle satisfy the following expression (A). The gas wiping device according to (1), characterized in that
L≦2G ・・・(A)
(3)板幅Wwの前記金属板に対向する、ノズル幅Wnの前記ノズルの、スリットギャップdかつスリット幅Wsのスリット開口の両端の外側に、さらに下記(B)式を満たすスリットギャップd1のスリットを設置したことを特徴とする(1)または(2)に記載のガスワイピング装置。
0≦d1≦0.3d ・・・(B)
(4)前記スリット幅調整機構がスリット閉塞部材として、ノズル内にスリット幅方向に摺動させるスリット閉塞棒を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスワイピング装置。
(5)前記スリット幅調整機構がスリット閉塞部材として、ノズルのスリット間にスリット幅方向に摺動させるスペーサーを有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のガスワイピング装置。
(6)前記スリット幅調整機構として、スリット幅方向に摺動させることで端部位置を変化させ、段差でスリット端部を形成するノズル上下のノズル構成部品を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のガスワイピング装置。
(7)前記スリット幅調整機構がスリット閉塞部材として、ノズルを板幅方向に傾斜させることで両端を板幅に板幅に合わせる機能を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載のガスワイピング装置。
(8)前記ノズルのスリットの両端を前記金属板の板幅が変更した場合および、蛇行した場合に調整する機構を有することを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項に記載のガスワイピング装置。
L ≦ 2G (A)
(3) A slit gap d1 that satisfies the following equation (B) is provided on the outside of the slit gap d and the slit opening of the slit width Ws of the nozzle facing the metal plate having a plate width Ww. The gas wiping apparatus according to (1) or (2), wherein a slit is provided.
0 ≦ d1 ≦ 0.3d (B)
(4) The gas wiping apparatus according to any one of
(5) The gas according to any one of (1) to (3), wherein the slit width adjusting mechanism has a spacer that slides in the slit width direction between the slits of the nozzle as a slit closing member. Wiping device.
(6) The slit width adjusting mechanism includes nozzle constituent parts above and below the nozzle that change the end position by sliding in the slit width direction and form the slit end by a step. (1) The gas wiping apparatus according to any one of to (3).
(7) Any of (1) to (3), wherein the slit width adjusting mechanism has a function of adjusting both ends to the plate width by tilting the nozzle in the plate width direction as a slit closing member. The gas wiping apparatus according to
(8) The apparatus according to any one of (1) to (7), characterized in that it has a mechanism for adjusting both ends of the slit of the nozzle when the width of the metal plate is changed and when the metal plate is meandered. Gas wiping equipment.
本発明によれば、対向する1対のノズルの両方のノズルのスリットの両端位置を金属板の両端位置に調整することで、対向するノズルからの噴流同士が激しく衝突しない状態を作った。それにより、噴流同士の衝突で乱流を発生しないため、上下方向にカルマン渦を発生させず、金属板の面に沿った流れは、板エッジでも時間的に変化が激しい乱流との不安定な速度勾配を作らないので、目付け量分布の不均一が減少し、スプラッシュ発生を抑制しつつ、エッジオーバーコートを安定に抑制できるガスワイピング装置を提供できた。また、騒音も減少させることができるガスワイピング装置を提供できた。 According to the present invention, by adjusting the both end positions of the slits of both nozzles of the pair of facing nozzles to the both end positions of the metal plate, a state is created in which jets from the facing nozzles do not collide violently. As a result, turbulent flow is not generated by collisions between jets, so Karman vortices are not generated in the vertical direction, and the flow along the surface of the metal plate is unstable with turbulent flow that changes rapidly in time even at the plate edge. Therefore, a gas wiping apparatus capable of stably suppressing edge overcoat while suppressing occurrence of splash can be provided. Moreover, the gas wiping apparatus which can also reduce noise was able to be provided.
溶融金属中に金属板を浸漬通板させた後、溶融金属の自由表面上に連続的に引き上げ、金属板を挟んで配置したノズルの対から気流を吹き付けて金属板表面の溶融金属の厚みを均一に調整する溶融金属めっき装置のガスワイピング装置において、対向する1対のノズルの両方のノズルのスリットの両端位置を金属板の両端に調整する機構を設置したことを特徴とするガスワイピング装置について、図1、図2、図10〜図12を用いて説明する。 After the metal plate is immersed in the molten metal, it is continuously pulled up on the free surface of the molten metal, and the thickness of the molten metal on the surface of the metal plate is blown by blowing an air flow from a pair of nozzles placed across the metal plate. In a gas wiping apparatus of a molten metal plating apparatus for uniform adjustment, a mechanism for adjusting both end positions of slits of both nozzles of a pair of opposed nozzles to both ends of a metal plate is provided. 1, FIG. 2, FIG. 10 to FIG.
図1は本発明のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図を示した図である。(a)は正面図、(b)はAA' 矢視断面図、(c)はBB' 矢視断面図である。溶融金属中3に板幅600〜1800mmの金属板2を通板速度100〜150mpmで浸漬通板させた後、溶融金属の自由表面上に連続的に引き上げ、金属板2を挟んで配置したノズル1の対から気流21を吹き付けて金属板表面の溶融金属の厚みを均一に調整している。矢視AA'は金属板2の有る部分の断面図、矢視BB'は金属板の無い部分の断面図を示している。金属板の有る部分ではノズルのスリット9にスリット閉塞部材が無い状態にしてあり、金属板の無い部分ではノズルのスリット9にスリット閉塞機構42を設置している。スリット幅変更に伴い、スリット面積が変化することに対応してワイピング力を一定に保つために、吐出流速が一定になるようにガス流量を調整するようになっている。
FIG. 1 is a front view and a cross-sectional view of the gas wiping device according to the present invention. (A) is a front view, (b) is a cross-sectional view taken along arrow AA ′, and (c) is a cross-sectional view taken along arrow BB ′. A nozzle in which the
図2は本発明のガスワイピングノズルを示した正面図と矢視断面図である。(a)は正面図、(b)は側断面図である。スリット閉塞機構42はロッド41をアクチュエータを用いてスリット幅方向に動かし、スリット幅Wsを変更できるようになっている。スリット閉塞機構42はスリット部をノズル内部から閉塞するように配置されている。
FIG. 2 is a front view and a cross-sectional view showing the gas wiping nozzle of the present invention. (A) is a front view, (b) is a side sectional view. The
図10は従来の板エッジ近傍でのガス流れを示した図で、(a)は金属板に垂直な方向から見た正面図、(b)は通板側面から見た金属板が有る断面での板衝突噴流の流れ11を示すCC'矢視断面図、(c)は通板側面から見た金属板が無い断面での板外衝突噴流の流れ12を示すDD'矢視断面図、(d)は(a)の平面図である。
10A and 10B are diagrams showing a gas flow in the vicinity of a conventional plate edge, where FIG. 10A is a front view seen from a direction perpendicular to the metal plate, and FIG. 10B is a cross-section with a metal plate seen from the side of the plate. CC ′ arrow cross-sectional view showing the
対向するワイピングノズルからのガスの流れについて数値流体解析を行うと、板衝突噴流11と板外衝突噴流12は流れ状態が大きく異なっていることがわかった。金属板の有るところでは噴流は金属板の面に沿った流れが発生するのに対し、金属板の無いところでは対向するワイピングノズルからのガスの流れが、噴流同士で圧力の勝ち負けを時間的に変動を繰り返すことにより、上下にカルマン渦状の乱流を起こすことがわかった。このカルマン渦状の乱流が、金属板の面に沿った流れのとの間で、板エッジ13の衝突噴流ライン10から少し上で、板衝突噴流11と板外衝突噴流12の干渉14が発生し、不安定な速度勾配を作り、せん断力を発生させ、剥離流れ18を起こし、板上の溶融金属に外向きのせん断力19を作用させ、エッジ方向に溶融金属を移動させ、エッジオーバーコートを引き起こしていたことがわかった。
When the numerical fluid analysis was performed on the gas flow from the opposing wiping nozzle, it was found that the
図11は本発明での板エッジ近傍でのガス流れを示した図である。(a)は金属板に垂直な方向から見た正面図、(b)は通板側面から見た金属板が有る断面での板衝突噴流の流れ11を示すEE'矢視断面図、(c)は通板側面から見た金属板が無い断面での板外衝突噴流の流れ12を示すFF'矢視断面図、(d)は(a)の平面図である。対向する1対のノズルの両方のノズルのスリットの両端位置を金属板の両端に調整する機構を設置することで、対向するノズルからの噴流同士が衝突せず、噴流同士で圧力の勝ち負けも発生させないため、上下にカルマン渦を発生させず、板エッジでも金属板に沿った流れは、時間的に変化が激しい乱流との不安定な速度勾配を作らないので、目付け量分布の不均一が減少し、スプラッシュ発生を抑制しつつ、エッジオーバーコートを安定に抑制できることがわかった。また、騒音も減少させることができることがわかった。
FIG. 11 is a diagram showing the gas flow in the vicinity of the plate edge in the present invention. (a) is a front view seen from a direction perpendicular to the metal plate, (b) is a cross-sectional view taken along the arrow EE ′ showing the
本発明においては、板エッジより外側では衝突噴流が無いが、速度勾配が有る。渦の発生等の懸念があったので、数値流体解析を行うと、確かに速度勾配によって低圧部が発生し、不安定状態ができるものの、衝突噴流に起因するカルマン渦状の乱流と比較して、非常に影響が小さいことがわかった。さらに調べると、わずかに板外で衝突流を発生させると、速度勾配が小さくなり、不安定状態の影響がさらに小さくなり、カルマン渦も発生しないことがわかった。このときの、わずかな衝突流を発生させるには、ノズルの30%以下のスリットギャップでなければならない。 In the present invention, there is no collision jet outside the plate edge, but there is a velocity gradient. There was a concern about the generation of vortices, etc., and when numerical fluid analysis was performed, although a low pressure part was generated due to the velocity gradient and an unstable state was obtained, it was compared with Karman vortex-like turbulence caused by impinging jets. I found that the impact was very small. Further investigation revealed that when a collision flow was generated slightly off the plate, the velocity gradient was reduced, the influence of the unstable state was further reduced, and Karman vortices were not generated. In order to generate a slight collision flow at this time, the slit gap must be 30% or less of the nozzle.
図12は本発明でのスリット閉塞機構の位置関係を示した正面図と矢視断面図である。ノズルのスリット開口端の位置と板エッジの位置の差の許容範囲について、位置をパラメータとした数値流体解析を行った結果、ノズルのスリット開口端の位置と板エッジの位置の差の絶対値Lと金属板とノズルの距離Gが(A)式を満たせば、金属板の外の衝突噴流の乱流が影響しないことがわかった。 FIG. 12 is a front view and a cross-sectional view taken along the arrow showing the positional relationship of the slit closing mechanism in the present invention. As a result of numerical fluid analysis using the position as a parameter for the allowable range of the difference between the position of the slit opening end of the nozzle and the position of the plate edge, the absolute value L of the difference between the position of the slit opening end of the nozzle and the position of the plate edge L When the distance G between the metal plate and the nozzle satisfies the equation (A), it has been found that the turbulent flow of the collision jet outside the metal plate does not affect.
L≦2G ・・・(A)
図13はノズルのスリットの両端位置を可変とするスリット閉塞機構を示した断面図である。図13(a)は、ノズルのスリットの両端位置を可変とするスリット閉塞機構として、ノズル内にスリット幅方向に摺動させるスリット閉塞棒を設置した図である。この方法では図6におけるノズルのスリットまでの空間48が無く、気体の回りこみを起こさず、スリットの両端位置を確実に調整することができた。また、ノズルの内側からなので、スリット閉塞棒の位置をあわせやすいという利点がある。
L ≦ 2G (A)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a slit closing mechanism in which both end positions of the slit of the nozzle are variable. FIG. 13 (a) is a diagram in which a slit closing rod that is slid in the slit width direction is installed in the nozzle as a slit closing mechanism that makes the both end positions of the nozzle slit variable. In this method, there is no
図13(b)は、ノズルのスリット間にスリット幅方向に摺動させるスペーサーを設置した図である。図6におけるノズルのスリットまでの空間48が無く、気体の回りこみを起こさず、スリットの両端位置を確実に調整することができた。
FIG. 13B is a diagram in which spacers that are slid in the slit width direction are installed between the slits of the nozzles. There was no
図13(C)は、スリットの外に閉塞用の蓋を設置した図である。(c)はスプラッシュが再付着する問題があり、ノズルと金属板のギャップは5〜10mm程度であり、スプラッシュの付着は通板の妨げになるため望ましくない。 FIG. 13C is a diagram in which a closing lid is installed outside the slit. In (c), there is a problem that the splash is reattached, and the gap between the nozzle and the metal plate is about 5 to 10 mm.
図14は、板幅変更時や、蛇行時に、ガスワイピング装置のノズルのスリットの両端を調整する機構を示した本発明の図である。閉塞棒42は相対するノズル1の両端から引き出され、位置を調整できるようになっている。実機では、板幅の変更や蛇行が発生するので、常時、金属板の両端を光学的に検出し、金属板の蛇行に追従するように、アクチュエータを用いてノズルのスリットの両端の位置を調整した。
FIG. 14 is a view of the present invention showing a mechanism for adjusting both ends of the slit of the nozzle of the gas wiping device when the plate width is changed or meandering. The closing
図15はノズルのスリットギャップの分布を示した図である。斜線がノズルのスリット形状を示している。 FIG. 15 is a diagram showing the distribution of the slit gap of the nozzle. Diagonal lines indicate the slit shape of the nozzle.
図15(d)は従来の図3のスリット間隔分布、(e)は従来の図4のスリット間隔分布である。いずれも、板幅より広い領域で衝突噴流によりエッジオーバーコートを生じさせる乱流が発生した。 FIG. 15D shows the conventional slit interval distribution of FIG. 3, and FIG. 15E shows the conventional slit interval distribution of FIG. In both cases, turbulent flow that generates edge overcoat was generated by the impinging jet in an area wider than the plate width.
図15(a)、(b)は(A)式を満たすスリット間隔分布である。スリット幅Wsが板幅Wwより広い場合が(a)、狭い場合が(b)である。図12における金属板とノズルの距離Gは5mm程度に設定している。このとき、噴流が金属板に到達した時の噴流の広がりと減衰により、板エッジで乱流を強くしないでエッジオーバーコートを発生させないための、スリット開口端の位置と板エッジの位置の差Lの許容値は(A)式から10mm以下となる。実際には、金属板の蛇行を考慮し、L=0mmに設置しておくことにより、金属板の5mm程度の蛇行に対しては、板エッジで激しい乱流を発生しないので、エッジオーバーコートを発生させないようにすることができた。また、5mmを超える蛇行については、スリット閉塞機構を移動させて対応する。 FIGS. 15A and 15B are slit spacing distributions that satisfy the formula (A). The case where the slit width Ws is wider than the plate width Ww is (a), and the case where it is narrow is (b). The distance G between the metal plate and the nozzle in FIG. 12 is set to about 5 mm. At this time, due to the spread and attenuation of the jet when it reaches the metal plate, the difference between the position of the slit opening end and the position of the plate edge L is prevented so as not to generate edge overcoat without increasing the turbulent flow at the plate edge. The allowable value is 10 mm or less from the equation (A). Actually, taking into account the meandering of the metal plate, and installing it at L = 0mm, for the meandering of about 5mm of the metal plate, no violent turbulence will be generated at the plate edge, so edge overcoat is applied. It was possible to prevent it from occurring. For meandering exceeding 5 mm, the slit closing mechanism is moved.
図15(c)は(B)式を満たすスリット間隔分布である。(c)では板幅Wwの金属板に対向する、ノズル幅Wnの前記ノズルの、スリットギャップdかつスリット幅Wsのスリット開口両端の外側に、ギャップd1=0.2mmかつ長さL2=10mmのスリットを設置した。スリットギャップd=1mmであるので、(B)式を満たす位置になっている。 FIG. 15C shows a slit interval distribution that satisfies the equation (B). In (c), a slit having a gap d1 = 0.2 mm and a length L2 = 10 mm is formed on the outer side of both ends of the slit gap d and the slit width Ws of the nozzle having the nozzle width Wn facing the metal plate having the plate width Ww. Was installed. Since the slit gap d is 1 mm, the position satisfies the formula (B).
0≦d1≦0.3d ・・・(B)
金属板とノズルの距離Gは5mm程度の場合、前述のようにL=0mmとしておけば、金属板の5mm程度の蛇行に対して乱流変動を抑えることができる。スリット開口の両端の外側にギャップd1かつ長さL2のスリットを取り付けると、板エッジ部での噴流の速度勾配が緩和できると考えられるが、反対に、従来のノズルのように、衝突噴流の乱流が悪影響を及ぼす懸念もある。ギャップd1の許容範囲について、ギャップd1をパラメータとした数値流体解析を行うと、(B)式を満たせば、金属板の外の衝突噴流の乱流の影響が発生しないことがわかった。d1のスリットギャップからのガス流れは、板エッジより外側の衝突噴流が無いところでの速度勾配が懸念される領域で、従来の衝突噴流による乱流を抑制しつつ、速度勾配を緩和する効果があると考えられる。
0 ≦ d1 ≦ 0.3d (B)
When the distance G between the metal plate and the nozzle is about 5 mm, if L = 0 mm as described above, turbulent fluctuation can be suppressed with respect to the meandering of about 5 mm of the metal plate. If slits with gap d1 and length L2 are attached to the outside of both ends of the slit opening, it is considered that the velocity gradient of the jet at the edge of the plate can be relaxed. There is also a concern that the current will have an adverse effect. When the numerical fluid analysis was performed using the gap d1 as a parameter for the allowable range of the gap d1, it was found that the influence of the turbulent flow of the impinging jet outside the metal plate does not occur if the equation (B) is satisfied. The gas flow from the slit gap of d1 has an effect of relaxing the velocity gradient while suppressing the turbulent flow caused by the conventional collision jet in a region where there is a concern about the velocity gradient where there is no collision jet outside the plate edge. it is conceivable that.
図15(f)は本発明のスリット間隔分布であるがこの分布を簡単に実現するには図17の方法を用いる。 FIG. 15 (f) shows the slit interval distribution of the present invention, and the method of FIG. 17 is used to easily realize this distribution.
図16は本発明のガスワイピング装置の正面図と矢視断面図である。(a)は(A)式を満たすために閉塞棒をスライドする構造、(b)は(B)式を満たすために閉塞棒の端部に、板部のスリットギャプより狭いスリットギャップを設けた構造となっている。
図17は本発明のガスワイピング装置の別の形態を示した正面図と矢視断面図である。ノズルのスリットの両端位置を可変とするスリット閉塞機構として、スリット幅方向に摺動させることで端部位置を変化させ、段差でスリット端部を形成するノズル上下のノズル構成部品を設置している。(a)はスリット幅でスリットギャップが一定の場合を示す。(b)はスリット端部でスリットギャップが増加する場合を示す。スリット端部はエッジから50mm程度であるが、スリットギャップの変更はできないが、あらかじめ最適なスリットギャップ分布を決めておけば、ノズルの上下をスリット幅方向に移動させることでスリット幅を変更することが可能である。板幅が例えば600mmから1200mmに変化した場合でも、スリット端部はエッジから50mm程度であり、エッジ部分のスリットギャップ増加の効果はエッジ以外に及ばないので、板幅変更時にも安定した効果が得られる。
FIG. 16 is a front view and a cross-sectional view of the gas wiping device according to the present invention. (A) is a structure in which the closing rod is slid to satisfy the formula (A), and (b) is a slit gap narrower than the slit gap of the plate portion at the end of the closing rod to satisfy the equation (B). It has a structure.
FIG. 17 is a front view and an arrow sectional view showing another embodiment of the gas wiping apparatus of the present invention. As a slit closing mechanism that makes the both end positions of the nozzle slit variable, the end position is changed by sliding in the slit width direction, and the nozzle component parts above and below the nozzle that form the slit end with a step are installed . (a) shows the case where the slit gap is constant with the slit width. (b) shows the case where the slit gap increases at the slit end. The slit end is about 50mm from the edge, but the slit gap cannot be changed, but if the optimal slit gap distribution is determined in advance, the slit width can be changed by moving the top and bottom of the nozzle in the slit width direction. Is possible. Even when the plate width is changed from 600 mm to 1200 mm, for example, the slit end is about 50 mm from the edge, and the effect of increasing the slit gap at the edge does not extend beyond the edge, so a stable effect can be obtained even when the plate width is changed. It is done.
図18は本発明と同じ効果を持つガスワイピング装置の正面図と矢視断面図である。ノズルのスリットの両端位置を可変とするスリット閉塞機構として、ノズルを板幅方向に傾斜させることで両端を板幅に合わせて設置している。ノズルを左右で斜めにして両端を板幅に合わせて設置することで、同じ効果を持つことができた。つまり、1対のノズルを板面に対して鏡像関係を保ったまま、ノズルを幅方向に高低差をつけることで、スリット閉塞機構を用いなくてもスリット端を板幅に合わせることができる。また、スリット閉塞機構42と併用することで、迅速なスリット間隔の変更も可能となる。
FIG. 18 is a front view and a cross-sectional view of the gas wiping apparatus having the same effect as the present invention. As a slit closing mechanism that makes the positions of both ends of the slit of the nozzle variable, both ends are installed in accordance with the plate width by inclining the nozzle in the plate width direction. The same effect could be obtained by installing the nozzles diagonally on the left and right sides and adjusting both ends to the width of the plate. That is, the slit end can be adjusted to the plate width without using the slit closing mechanism by making the height difference of the nozzles in the width direction while maintaining a mirror image relationship between the pair of nozzles with respect to the plate surface. In addition, when used in combination with the
本発明の実施例を、図12、図14を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図14は、板幅変更時や、蛇行時に、ガスワイピング装置のノズルのスリットの両端を調整する機構を示した本発明の図である。閉塞棒42は相対するノズル1の両端から引き出され、位置を調整できるようになっている。実施例では、板幅が600〜1800mmの間で変更し、5mm程度の蛇行が発生するので、常時、金属板の両端を光学的に検出し、金属板の蛇行に追従するように、アクチュエータを用いてノズルのスリットの両端の位置を調整した。
FIG. 14 is a view of the present invention showing a mechanism for adjusting both ends of the slit of the nozzle of the gas wiping device when the plate width is changed or meandering. The closing
図12は本発明でのスリット閉塞機構の位置関係を示した図である。ノズルのスリット開口端の位置と板エッジの位置の差の絶対値L=蛇行量5mmとした。金属板とノズルの距離Gは5mmとしているので(A)式を満たしており、金属板の外の衝突噴流の乱流が影響しない。
FIG. 12 is a view showing the positional relationship of the slit closing mechanism in the present invention. The absolute value L of the difference between the position of the slit opening end of the nozzle and the position of the plate edge was set to the
L≦2G・・・(A)
以上により、対向する1対のノズルの両方のノズルのスリットの両端位置を金属板の両端位置に調整することで、対向するノズルからの噴流同士が激しく衝突しない状態を作った。それにより、噴流同士の衝突で乱流を発生しないため、上下方向にカルマン渦を発生させず、金属板の面に沿った流れは、板エッジでも時間的に変化が激しい乱流との不安定な速度勾配を作らないので、目付け量分布の不均一が従来の半分に減少し、スプラッシュ発生を抑制しつつ、エッジオーバーコートを安定に抑制できるガスワイピング装置を提供できた。また、騒音も減少させることができるガスワイピング装置を提供できた。
L ≦ 2G (A)
As described above, by adjusting the both end positions of the slits of both nozzles of the pair of opposed nozzles to the both end positions of the metal plate, a state in which jets from the opposed nozzles do not collide violently was created. As a result, turbulent flow is not generated by collisions between jets, so Karman vortices are not generated in the vertical direction, and the flow along the surface of the metal plate is unstable with turbulent flow that changes rapidly in time even at the plate edge. Therefore, the non-uniformity of the basis weight distribution is reduced to half that of the prior art, and a gas wiping apparatus capable of stably suppressing the edge overcoat while suppressing the occurrence of splash can be provided. Moreover, the gas wiping apparatus which can also reduce noise was able to be provided.
1 ノズル
2 金属板
3 溶融金属浴
4 シンクロール
5 サポートロール
9 ノズルのスリット
10 衝突噴流ライン
11 板衝突噴流
12 板外衝突噴流
13 板エッジ
14 板衝突噴流の流れと板外衝突噴流の流れの干渉
18 剥離流れ
19 せん断力
21 ノズルからの気流
31 アクチュエータ
32 支点
33 レバー
34 遮蔽板
35 スライド式ノズルリップ
36 ころ
37 可動板
38 静圧パッド
39 受圧板
40 調整ノズル板
41 ロッド
42 スリット閉塞機構
43 ノズルリップ
44、45 スリット幅方向に摺動させることで端部位置を変化させ、段差でスリット端部を形成するノズル上下のノズル構成部品
47 摺動部
48 遮蔽板からノズルのスリット部までの空間
DESCRIPTION OF
Claims (8)
L≦2G ・・・(A) The slit width adjusting mechanism has an adjustment function in which the absolute value L of the difference between the position of the slit opening of the nozzle and the plate edge position and the distance G between the metal plate and the nozzle satisfy the following expression (A). The gas wiping apparatus according to claim 1.
L ≦ 2G (A)
0≦d1≦0.3d ・・・(B) A slit having a slit gap d1 satisfying the following expression (B) is installed outside the both ends of the slit gap d and the slit opening of the slit width Ws of the nozzle of the nozzle width Wn facing the metal plate of the plate width Ww. The gas wiping apparatus according to claim 1 or 2, wherein
0 ≦ d1 ≦ 0.3d (B)
The gas wiping apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a mechanism that adjusts both ends of the slit of the nozzle when the width of the metal plate is changed and when the metal plate is meandered.
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