JP2007302959A - 溶融金属めっき鋼帯の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主ノズル部の上側又は/及び下側に副ノズル部を備え、主ノズル部の気体噴射方向に対して副ノズル部の気体噴射方向が傾斜するとともに、副ノズル部からは、主ノズル部から噴射される気体噴流よりも低速の気体噴流が噴射されるガスワイピングノズルを用い、該ガスワイピングノズルの少なくとも先端側部分の下面と鋼帯とのなす角度を60°以上とする。副ノズル部から所定の条件で気体を噴射することにより気体噴流による溶融金属の掻き取り力が向上するとともに、ガスワイピングノズル下面と鋼帯との角度を規制することでめっき掻き取り力がさらに向上するので、気体圧力を過剰に高めることなく溶融金属の掻き取りを適切に行うことができ、このためスプラッシュの発生が抑制される。
【選択図】図1
Description
鋼帯の連続処理プロセスにおいて生産量を増加させるには、鋼帯通板速度(ライン速度)を増加させればよい。しかし、連続溶融めっきプロセスにおいてガスワイピング方式でめっき付着量を制御する場合、ライン速度を増加させると、溶融金属の粘性によって鋼帯のめっき浴通過直後の初期付着量が増加するため、めっき付着量を一定範囲内に制御するには、ガスワイピングノズルから鋼帯面に吹き付ける気体圧力をより高圧に設定する必要があり、これによってスプラッシュが大幅に増加し、良好な表面品質を維持できなくなる。
特許文献1に示される方法は、エッジオーバーコート対策として、ワイピングノズル両端上部に補助ノズルを取り付け、補助ノズルからの噴射ガスとワイピングノズルからの噴射ガスの鋼帯衝突位置を一致させることにより、ガスワイピング力を幅方向で部分的に向上させるようにした方法である。
特許文献1の方法では、鋼帯エッジ部でのワイピング力を高めるために、補助ノズルからはワイピングノズルよりも高いガス圧でガスを噴射させているため、それぞれのガス噴流の衝突位置を一致させたとしてもガスの混合が激しくなり、スプラッシュが相当量発生して製品の品質が安定しないことが判った。
[1]溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、ガスワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、主ノズル部の上側又は/及び下側に副ノズル部を備え、主ノズル部の気体噴射方向に対して副ノズル部の気体噴射方向が傾斜するとともに、副ノズル部からは、主ノズル部から噴射される気体噴流よりも低速の気体噴流が噴射されるガスワイピングノズルを用い、且つ該ガスワイピングノズルの少なくとも先端側部分の下面と鋼帯とのなす角度を60°以上とすることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
[3]上記[1]又は[2]の製造方法において、副ノズル部が、主ノズル部を構成する第1ノズル部材とその外側に配される第2ノズル部材との間で形成され、該副ノズル部の気体噴射口を形成する第2ノズル部材先端部の厚みが2mm以下であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの製造方法において、ガスワイピングノズル先端の上部側又は/および下部側において、主ノズル部の気体噴射口を形成する第1ノズル部材先端部の厚みと、副ノズルの気体噴射口のスリット幅と、副ノズル部の気体噴射口を形成する第2ノズル部材先端部の厚みの合計が4mm以下であることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
ガスワイピングノズルAは、主ノズル部1とその上側及び下側に設けられる副ノズル部2a,2bとを備え、主ノズル部1の気体噴射方向(通常、鋼帯面に対してほぼ直角方向)に対して副ノズル部2a,2bの気体噴射方向が傾斜し(図2の傾斜角γa,γb)、主ノズル部1からの気体噴流(以下、主気体噴流という)に副ノズル部2a,2bからの気体噴流(以下、副気体噴流という)が合流するように構成されている。
この図3に示されるように、図1のガスワイピングノズルによる(b)の衝突圧力分布は、従来の単一ノズル形式のガスワイピングノズルによる(a)の衝突圧力分布に比べて気体噴流の拡散が抑制され、衝突圧力分布曲線の圧力勾配が急峻に変化するとともに、衝突圧力が上昇しており、これによって(a)に比べてめっき掻き取り力(=ワイピング力)が向上していることが判る。
ガスワイピングノズルの最適な形状・設置形態を調査するため、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造ラインにおいて、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造試験を行った。製造条件としては、鋼帯寸法:板厚0.8mm×板幅1000mm、通板速度(ライン速度):150m/min、溶融亜鉛めっき浴面からのガスワイピングノズル高さ:400mm、溶融亜鉛めっき浴温度:460℃、ガスワイピングノズル−鋼帯間距離:8mmとした。
図4のような結果が得られた理由について詳細な検討を行った結果、次のような点が明らかになった。すなわち、ノズル外形角度αが鈍角になって鋼帯XとガスワイピングノズルA間のスペースが狭くなると、ガスワイピングノズルAから噴射されて鋼帯Xに衝突した後の気体流れがガスワイピングノズル側により接近するようになるため、鋼帯Xに沿って流れる気体量が減少し、鋼帯Xがめっき浴から出た後に鋼帯に付随している溶融金属の初期付着量が増加することによってめっき切れ性が低下すること、さらに、初期付着量が増加するとスプラッシュが発生しやすくなることが判明した。
以上の理由からして、本発明ではノズル下端角度θを60°以上とし、さらに好ましくは、ノズル外形角度αを60°以下とする。
この試験の通板条件等は上述の試験と同様であり、ガスワイピングノズルAの形状・設置形態は以下のような条件とした。すなわち、主ノズル部1の気体噴流方向に対する副ノズル部2a,2bの気体噴射方向の傾斜角度γa,γb:20°、ノズル外形角度α:50°、ノズル下端角度θ:65°、主ノズル部1のヘッダ圧力:0.5kgf/cm2、上側副ノズル部2aのヘッダ圧力:0.2kgf/cm2、下側副ノズル部2aのヘッダ圧力:0.1kgf/cm2とした。
主ノズル部1と副ノズル部2a,2bの気体噴射口4,6a,6bのスリット幅(スリットギャップ)は特に制限はないが、一般には気体噴射口4のスリット幅wは0.5〜2mm程度、気体噴射口6a,6bのスリット幅wa,wbは0.1〜2.5mm程度に構成される。また、主ノズル部1の気体噴射方向に対する副ノズル部2a,2bの気体噴射方向の傾斜角度γa,γbも、所定のノズル外形角度α内に収まるのであれば特に制限はないが、15°〜45°程度に構成されるのが好ましい。
また、図1の実施形態のように主ノズル部1の上側及び下側に副ノズル2a,2bを備える場合には、主ノズル部1の気体噴流方向に対する副ノズル部2a,2bの気体噴射方向の傾斜角度γa,γbは互いに異なる角度であってもよい。
本発明では、溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯Xの表面に、以上述べたような条件(構造・形状及び設置形態に関する条件)を満足するガスワイピングノズルAから気体を吹き付け、鋼帯表面の溶融金属を掻き取ることにより、めっき付着量を制御する。
2a,2b 副ノズル部
3a,3b 第1ノズル部材
4,6a,6b 気体噴射口
5a,5b 第2ノズル部材
7 下面
8,9a,9b 圧力室
10 整流板
Claims (4)
- 溶融金属めっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯の表面に、ガスワイピングノズルから気体を吹き付け、鋼帯表面のめっき付着量の制御を行う溶融金属めっき鋼帯の製造方法において、
主ノズル部の上側又は/及び下側に副ノズル部を備え、主ノズル部の気体噴射方向に対して副ノズル部の気体噴射方向が傾斜するとともに、副ノズル部からは、主ノズル部から噴射される気体噴流よりも低速の気体噴流が噴射されるガスワイピングノズルを用い、且つ該ガスワイピングノズルの少なくとも先端側部分の下面と鋼帯とのなす角度を60°以上とすることを特徴とする溶融金属めっき鋼帯の製造方法。 - ガスワイピングノズル先端部の縦断面外形角度が60°以下であることを特徴とする請求項1に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
- 副ノズル部が、主ノズル部を構成する第1ノズル部材とその外側に配される第2ノズル部材との間で形成され、該副ノズル部の気体噴射口を形成する第2ノズル部材先端部の厚みが2mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
- ガスワイピングノズル先端の上部側又は/及び下部側において、主ノズル部の気体噴射口を形成する第1ノズル部材先端部の厚みと、副ノズルの気体噴射口のスリット幅と、副ノズル部の気体噴射口を形成する第2ノズル部材先端部の厚みの合計が4mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の溶融金属めっき鋼帯の製造方法。
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