JP2009167473A - 溶融金属めっき設備及び溶融めっき鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼帯の走行速度が速くなっても、ガスワイピング装置により鋼帯に吹き付けられるガスの圧力又は流量の増加の影響によりめっき鋼板に表面欠陥が生じることを防止し、かつ設備コストの増加を効果的に抑制する。
【解決手段】溶融亜鉛めっき設備１０では、電磁ワイピング装置２２がめっき浴１４中から引き上げられる鋼帯２０に電磁力を作用させ、この電磁力により鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍを払拭する。これにより、ガスワイピング装置２４により溶融亜鉛Ｍを払拭する前に、鋼帯２０における溶融亜鉛Ｍを目標量に近づけておくことができるので、ガスワイピングノズル３０から吹き付けられるワイピングガスＧにより鋼帯２０から払拭すべき溶融亜鉛Ｍの量を減少できる。この結果、鋼帯２０を高速で走行させる際に、ガスワイピング装置２４のガスワイピングノズル３０が鋼帯２０に吹き付けるワイピングガスの圧力又は流量を十分に小さいものにできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、溶融金属のめっき浴から連続的に引き上げられる鋼帯から余剰な溶融金属を払拭し、鋼帯における溶融金属の付着量を調整する溶融金属めっき設備及び、この溶融金属めっき設備を用いる溶融めっき鋼帯の製造方法に関するものである。

従来の溶融金属めっき設備においては、めっき用の溶融金属が付着した鋼帯面にガスを吹付けるガスワイピングによって、余剰に付着した溶融金属を払拭して溶融金属の付着量を調整することが行われている。ところが、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向するガスワイピングノズルからガスを吹付けると、鋼帯のエッジ部付近では、鋼帯の表裏面にそれぞれ対向するガスワイピングノズルから吹出したワイピングガスどうしが衝突し、互いに干渉し、鋼帯のエッジ部付近の付着量が中央側の付着量よりも増大する。

上記のような問題を防止できる溶融金属めっき設備としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１の溶融金属めっき設備では、溶融めっきポットの溶融金属中から連続的に引き上げられる鋼帯に付着した溶融金属にガスを吹付けて余剰な溶融金属を払拭した後に、移動磁界発生装置（電磁ワイピング装置）により発生した電磁力を鋼帯における両側のエッジ部付近に作用させる。このとき、電磁ワイピング装置は、鋼帯に付着した溶融金属を浴面側に押し下げる電磁力と、鋼帯のエッジから中央に向かう電磁力とを作用させ、これらの電磁力の相互作用により鋼帯の幅方向に沿った溶融金属の付着量を均一化する。

特許文献１の溶融金属めっき設備では、４台の電磁ワイピング装置が気体吹きつけ装置（ガスワイピング装置）の上側に配置されている。４台の電磁ワイピング装置は、鋼帯における一端側及び他端側のエッジ部にそれぞれ面するように設置されており、電磁力を鋼帯の両側のエッジ部付近に作用させる。これにより、電磁力によりガスワイピングだけでは、厚くなり易い鋼帯のエッジ付近から余剰な溶融金属を払拭し、鋼帯における溶融金属の付着量を幅方向に沿って均一化する。従って、鋼帯の中央側における溶融金属の付着量（めっき厚）は、実質的にガスワイピングノズルから吹き付けられるガス流のみにより調整される。
特開平８−５３７４２号公報

ところで、上記のような溶融金属めっき設備では、鋼帯の走行速度が速くなるに従って、ガスワイピングノズルから噴射されるガスの圧力又は流量を増加させる必要がある。しかし、鋼帯の走行速度が速くなると共に、ガスの圧力又は流量を増加すると、鋼帯がその厚さ方向に沿ってばたつき、ガスワイピングノズルから鋼帯までの間隔が経時的に変動したり、ガス流により鋼帯から飛散した溶融金属が鋼帯に再付着することにより表面欠陥が発生することがある。

上記のような問題を解決するため、ガスワイピング装置に代えて、高出力の電磁ワイピング装置により鋼帯の全幅に対して電磁力を作用させ、この電磁力の作用のみにより鋼帯から余剰な溶融金属を払拭し、鋼帯における溶融金属の付着量を均一化することも考えられる。
しかし、上記のような対応を採った場合には、高出力の電源装置及び電磁ワイピング装置が必要になることから、ガスワイピング装置のみを用いた場合と比較し、設備の製造コストが著しく高いものになり、また強力な電磁力により鋼帯が加熱され、鋼帯とめっき層との界面で、めっき鋼板の品質に悪影響を与える合金化が生じるおそれもある。

本発明の目的は、上記事実を考慮し、鋼帯の走行速度が速くなっても、ガスワイピング装置により鋼帯に吹き付けられるガスの圧力又は流量の増加の影響によりめっき鋼板に表面欠陥が生じることを防止でき、かつ設備コストの増加を効果的に抑制できる溶融金属めっき設備及び、溶融めっき鋼帯の製造方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係る溶融金属めっき設備は、連続的に浸入する鋼帯にめっき用溶融金属を付着させるめっき浴と、前記めっき浴中から連続的に引き上げられる鋼帯にガスを吹き付け、ガス流により鋼帯に付着した溶融金属を払拭して、鋼帯における溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置と、鋼帯のパスラインに沿って前記めっき浴と前記ガスワイピング装置との間に配置され、前記めっき浴中から引き上げられる鋼帯に付着した溶融金属に電磁力を作用させ、該電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属を払拭する電磁ワイピング装置と、を有することを特徴とする。

上記構成の溶融金属めっき設備では、電磁ワイピング装置がめっき浴中から引き上げられる鋼帯に電磁力を作用させ、この電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属を払拭することにより、ガスワイピング装置のガスにより鋼帯に付着した溶融金属を最終的に調整する前に、鋼帯における溶融金属を目標とする付着量に近づけておくことができるので、ガスワイピング装置のガス（ガス流）により鋼帯から払拭すべき溶融金属の量を減少できる。

この結果、上記構成の溶融金属めっき設備によれば、上記のような電磁ワイピング装置がない従来の溶融金属めっき設備と比較し、鋼帯の走行速度が同一であるならば、ガスワイピング装置により鋼帯に吹き付けるガスの適正な圧力又は流量を相対的に低減できるので、鋼帯を高速で走行させる際には、電磁ワイピング装置からの電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属を十分に払拭しておけば、ガスワイピング装置が鋼帯に吹き付けるガスの圧力又は流量を十分に小さいものとし、ガス流により鋼帯が厚さ方向に沿ってバタついて、めっき厚が長手方向に沿って周期的に変動することを防止でき、さらにガス流により鋼帯から溶融金属が飛散し、これが鋼帯に再付着することも防止できる。

また上記構成の溶融金属めっき設備では、電磁ワイピング装置からの電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属の少なくとも一部を払拭すればよいので、電磁ワイピング装置単体で鋼帯から余剰な溶融金属の全てを払拭する必要がある場合と比較し、電磁ワイピング装置及び、その電源装置として低出力のものを用いることができ、かつ電磁力による鋼帯の加熱も効果的に抑制できる。

また本発明の請求項２に係る溶融金属めっき設備は、請求項１記載の溶融金属めっき設備において、前記電磁ワイピング装置は、コイル素線が巻回されて構成された磁界発生用コイルを備え、前記磁界発生用コイルを鋼帯の厚さ方向外側に配置し、かつ前記コイル素線を、鋼帯の幅方向及び走行方向により規定される仮想平面へ投影した場合、前記仮想平面内で前記幅方向に沿って鋼帯を横断すると共に、水平方向に対して傾くように配置したことを特徴とする。

上記構成の溶融金属めっき設備では、鋼帯の厚さ方向外側に配置される磁界発生用コイルのコイル素線を、鋼帯の幅方向及び走行方向により規定される仮想平面へ投影した場合、前記仮想平面内で前記幅方向に沿って鋼帯を横断すると共に、水平方向に対して傾くように配置したことにより、ガスワイピング装置からのガス流により鋼帯から払拭された溶融金属が飛沫となって電磁ワイピング装置上に飛散した場合でも、この溶融金属の飛沫に対して磁界発生用コイルの電磁力を反発力として作用させることができると共に、この飛沫に対して反発力として作用する電磁力自体を水平方向に対して傾いたものにできる。

この結果、磁界発生用コイルが発生する電磁力の一部を溶融金属の飛沫に対して上方への反発力として作用させると共に、この電磁力の水平方向に沿った分力（残りの一部）を溶融金属の飛沫に作用させることより、磁界発生用コイルの上方で溶融金属の飛沫を水平方向へ移動させ、溶融金属の飛沫が磁界発生用コイル及び鋼帯に付着することを阻止できると共に、溶融金属の飛沫を電磁ワイピング装置の側方へ排出できる。

本発明の請求項３に係る溶融めっき鋼帯の製造方法は、鋼帯を連続的にめっき浴中に浸入させて、該鋼帯にめっき用溶融金属を付着させるめっき付着工程と、めっき浴中から連続的に引き上げられた鋼帯にガスワイピング装置によりガスを吹き付け、ガス流により鋼帯に付着した溶融金属を払拭して、鋼帯における溶融金属の付着量を調整するガスワイピング工程と、ガスワイピング工程を行う前に、前記めっき浴中から引き上げられた鋼帯に電磁ワイピング装置により電磁力を作用させて、鋼帯から余剰な溶融金属を払拭する電磁ワイピング工程と、を有することを特徴とする。

上記構成の溶融めっき鋼帯の製造方法では、ガスワイピング工程を行う前に、電磁ワイピング装置がめっき浴中から引き上げられる鋼帯に電磁力を作用させ、この電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属を払拭することにより、ガスワイピング装置のガスにより鋼帯に付着した溶融金属を最終的に払拭する前に、鋼帯における溶融金属を目標とする付着量に近づけておくことができるので、ガスワイピング装置のガス（ガス流）により鋼帯から払拭すべき溶融金属の量を減少できる。

この結果、上記構成の溶融めっき鋼帯の製造方法によれば、上記のような電磁ワイピング工程が行われない従来の溶融めっき鋼帯の製造方法と比較し、鋼帯の走行速度が同一であるならば、ガスワイピング装置により鋼帯に吹き付けるガスの適正な圧力又は流量を相対的に低減できるので、鋼帯を高速で走行させる際には、電磁ワイピング装置からの電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属を十分に払拭しておけば、ガスワイピング装置が鋼帯に吹き付けるガスの圧力又は流量を十分に小さいものとし、ガス流により鋼帯が厚さ方向に沿ってバタついて、めっき厚が周期的に変動することを防止でき、さらにガス流により鋼帯から溶融金属が飛散し、これが鋼帯に再付着することも防止できる。

また上記構成の溶融めっき鋼帯の製造方法では、電磁ワイピング工程にて、電磁ワイピング装置からの電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属の少なくとも一部を払拭すればよいので、電磁ワイピング装置単体で鋼帯から余剰な溶融金属の全てを払拭する必要がある場合と比較し、電磁ワイピング装置及び、その電源装置として低出力のものを用いることができ、かつ電磁力による鋼帯の加熱も効果的に抑制できる。

また本発明の請求項４に係る溶融めっき鋼帯の製造方法は、請求項３記載の溶融めっき鋼帯の製造方法において、前記電磁ワイピング装置は、コイル素線が巻回されて構成された磁界発生用コイルを備え、前記磁界発生用コイルを、鋼帯の厚さ方向外側に配置し、かつ前記コイル素線を、鋼帯の幅方向及び走行方向により規定される仮想平面へ投影した場合、前記仮想平面内で前記幅方向に沿って鋼帯を横断すると共に、水平方向に対して傾くように配置したことを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る溶融金属めっき設備及び溶融めっき鋼帯の製造方法によれば、鋼帯の走行速度が速くなっても、ガスワイピング装置により鋼帯に吹き付けられるガスの圧力又は流量の増加の影響によりめっき鋼板に表面欠陥が生じることを防止でき、かつ設備コストの増加を効果的に抑制できる。

以下、本発明の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備及び、溶融亜鉛めっき鋼帯の製造方法について図面を参照して説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備が模式的に示されている。溶融亜鉛めっき設備１０はめっきポット１２を備えており、このめっきポット１２内には、めっき用金属である亜鉛が溶融状態となっためっき浴１４（溶融亜鉛Ｍ）が蓄えられている。めっきポット１２内には、ポットロール１６及び一対のサポートロール１８がそれぞれ回動可能に配置されている。ポットロール１６及び一対のサポートロール１８はめっき浴１４中に浸漬されており、一対のサポートロール１８は、上下方向（鉛直方向）に沿ってポットロール１６の上方に支持されている。

２０は溶融亜鉛めっき鋼帯（ＧＩ）の基材となる長尺帯状の鋼帯である。ここで、ＧＩは非合金型の溶融亜鉛めっき鋼帯を意味しており、合金化溶融亜鉛めっき鋼帯（ＧＡ）と区別するための略称である。鋼帯２０は、所定の表面処理がなされた後、所定の温度まで加熱された後に、めっき浴１４中に案内され、ポットロール１６の外周面（ロール面）に下方から巻き付けられ、上方へ延出している。この鋼帯２０は、一対のサポートロール１８間に挟持されて、ポットロール１６のめっき浴１４から上方へ延出する。

めっき浴１４から上方へ延出する鋼帯２０は、めっきポット１２の上方に配置されたフィードロール（図示省略）により搬送力が伝達され、この搬送力によりめっき浴１４中から引き上げられ、鉛直方向と略一致する走行方向（矢印Ｒ方向）に沿って上方へ走行する。
溶融亜鉛めっき設備１０には、めっき浴１４から引き上げられた鋼帯２０の走行経路（パスライン）に沿って、下方から電磁ワイピング装置２２及びガスワイピング装置２４が順に配置されている。

図３に示されるように、電磁ワイピング装置２２は環状の電磁ヘッド２６を備えている。この電磁ヘッド２６は、水平方向に沿った断面形状が鋼帯２０の幅方向（図１（Ｂ）の矢印Ｗ方向）に沿って細長い略長方形に形成されており、その中心部に略長方形の中空部２７が貫通している。溶融亜鉛めっき設備１０では、めっき浴１４から引き上げられた鋼帯２０が電磁ヘッド２６の中空部２７を通過しつつ、上方へ移動する。このとき、鋼帯２０は、鋼帯２０の厚さ方向（図１（Ａ）の矢印Ｔ方向）に沿って中空部２７の中央に位置するように、サポートロール１８及びフィードロール（図示省略）により支持される。

電磁ヘッド２６には、内周側における高さ方向（矢印Ｈ_Ｃ方向）中間部に環状の磁界発生用コイル３６が埋設されている。磁界発生用コイル３６は、銅線からなるコイル素線３８が電磁ヘッド２６の内周面に沿って環状に巻回されて構成されている。ここで、電磁ヘッド２６は、その長手方向（矢印Ｌ_Ｃ方向）が水平方向に対して所定の傾斜角θだけ傾くように配置されている。これにより、電磁ヘッド２６に埋設された磁界発生用コイル４２のコイル素線３８も、長手方向Ｌ_Ｃに沿った部分を、鋼帯２０の幅方向Ｗ及び鋼帯の走行方向Ｒにより規定される仮想平面へ投影した場合、この仮想平面内で水平方向に対して所定の傾斜角θだけ傾くことになる。

また、このコイル素線３８における長手方向Ｌ_Ｃに沿って延在する部分は、幅方向Ｗに沿って鋼帯２０を横断している。なお、図１（Ｂ）及び図３（Ｂ）にて、一点鎖線ＣＬは電磁ヘッド２６の長手方向に沿った中心線、細線Ｈは水平方向と一致する設備の基準線である。
溶融亜鉛めっき設備１０は、電磁ワイピング装置２２に交流の駆動電圧を供給するための電源装置（図示省略）を備えており、この電源装置は、設備全体を制御するためのプロセスコンピュータ（図示省略）からの制御に従って電磁ヘッド２６の磁界発生用コイル３６に駆動電圧を印加し、又は電圧印加を停止する。電磁ヘッド２６は、磁界発生用コイル３６に駆動電圧が印加されると、所定方向の電磁力を発生し、この電磁力を鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ作用させる。

ここで、電磁ヘッド２６は、その磁界発生用コイル３６が幅方向Ｗに沿って鋼帯２０を横断していることから、鋼帯２０の表面及び裏面に対して、それぞれ強度分布が長手方向Ｌ_Ｃに沿って略均一な電磁力を作用させる。具体的には、電磁ヘッド２６は、図３（Ｂ）に示されるように、その高さ方向Ｈ_Ｃに沿って上方へ向かう電磁力（矢印群Ｆ_Ｕ）と下方へ向かう電磁力（矢印群Ｆ_Ｄ）をそれぞれ発生させる。電磁力Ｆ_Ｕは、鋼帯２０の表裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍを上方へ押し上げると共に、飛沫となって上方から落下してくる溶融亜鉛Ｍを上方へ弾くような力（反発力）として作用する。また電磁力Ｆ_Ｄは、鋼帯２０の表裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍを下方へ押し下げるような力（払拭力）として作用する。

電磁ヘッド２６は、鋼帯２０が中空部２７を通過する際に、鋼帯２０の表裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍに電磁力Ｆ_Ｕ及び電磁力Ｆ_Ｄを作用させる。これにより、鋼帯２０における電磁力Ｆ_Ｄを受ける領域（電磁ワイピング領域）では、図２に示されるように、電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍの一部が下方へ払拭され、上方へ向かって溶融亜鉛Ｍの単位面積当たりの付着量が序々に減少し、その厚さ（付着厚）も序々に薄くなる。一方、電磁力Ｆ_Ｕは、鋼帯２０における溶融亜鉛Ｍの付着量に殆ど影響を与えない。

図１（Ａ）に示されるように、ガスワイピング装置２４は、鋼帯２０のパスラインに沿って電磁ワイピング装置２２の上方に配置されており、一対のガスワイピングノズル３０を備えている。ガスワイピングノズル３０は幅方向Ｗに沿って細長い形状に形成されている。一対のガスワイピングノズル３０は、鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ対向しており、走行方向Ｒに沿った位置が互いに一致すると共に、鋼帯２０の厚さ方向（図１（Ａ）の矢印Ｔ方向）に沿って鋼帯２０の表面及び裏面からの距離がそれぞれ等しくなっている。

ガスワイピングノズル３０には、図１（Ｂ）に示されるように、鋼帯２０へ面して開口するノズル口３２が形成されている。このノズル口３２は幅方向Ｗへ細長いスリット状とされており、その長手方向に沿った長さが鋼帯２０の幅よりも若干に広くなっている。ノズル口３２は、幅方向Ｗに沿って鋼帯２０を横断するように配置されており、その長手方向が幅方向Ｗと実質的に平行になっている。

ガスワイピング装置２４は、鋼帯２０の走行時に、ガスワイピングノズル３０のノズル口３２を通して窒素ガス、大気等のワイピングガスＧ（図２参照）を鋼帯２０へ吹き付ける。このとき、ノズル口３２は、その開口長が鋼帯２０の幅よりも広く、幅方向に沿って鋼帯２０を横断していることから、鋼帯２０に対し、幅方向Ｗに沿って圧力及び流量が略均一なワイピングガスＧ（ガス流）を吹き付ける。このガス流は、鋼帯２０の表面及び裏面に付着した溶融亜鉛Ｍを走行方向に沿って下方へ押し下げるように作用する。これにより、図２に示されるように、鋼帯２０におけるノズル口３２が対向する領域付近（ガスワイピング領域）では、鋼帯２０の移動に従って、鋼帯２０の表面及び裏面にそれぞれ付着した溶融亜鉛Ｍの一部がワイピングガスＧにより下方へ払拭され、ガスワイピング領域の下端付近から上端側へ向かって溶融亜鉛Ｍの単位面積当たりの付着量が序々に減少し、その厚さ（付着厚）も序々に薄くなる。
ガスワイピング領域を通過した鋼帯２０は、溶融亜鉛Ｍの単位面積当たりの付着量が予め設定された目付け量と一致する。この鋼帯２０の表面及び裏面には、溶融亜鉛Ｍの凝固完了後に、それぞれ厚さが精度良く均一化された亜鉛めっき層が形成される。

以上説明した溶融亜鉛めっき設備１０では、めっき浴１４とガスワイピング装置２４との間に配置された電磁ワイピング装置２２がめっき浴１４中から引き上げられる鋼帯２０に電磁力Ｆ_Ｄを作用させ、この電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍを払拭することにより、ガスワイピング装置２４のワイピングガスＧにより鋼帯２０に付着した溶融亜鉛Ｍを最終的に払拭し、付着量を最終調整する前に、鋼帯２０における溶融亜鉛Ｍを目標とする付着量（目付け量）に近づけておくことができるので、ガスワイピングノズル３０から吹き付けられるワイピングガスＧにより最終的に鋼帯２０から払拭すべき溶融亜鉛Ｍの量（払拭量）を減少できる。

この結果、溶融亜鉛めっき設備１０によれば、上記のような電磁ワイピング装置２２がない従来の溶融金属めっき設備と比較し、鋼帯２０の走行速度が同一であるならば、ガスワイピングノズル３０により鋼帯２０に吹き付けるワイピングガスＧの適正な圧力又は流量を相対的に低減できる。したがって、鋼帯２０を高速で走行させる際に、電磁ヘッド２６からの電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍを十分に払拭しておけば、ガスワイピングノズル３０が鋼帯２０に吹き付けるワイピングガスＧの圧力又は流量を十分に小さいものとし、ワイピングガスＧ（ガス流）により鋼帯２０が厚さ方向Ｔに沿ってバタついて、めっき厚が周期的に変動することを防止でき、さらに鋼帯２０から溶融亜鉛Ｍが飛散し、これが鋼帯２０に再付着することも防止できる。

また溶融亜鉛めっき設備１０では、電磁ヘッド２６からの電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍの一部を払拭すればよいので、電磁ワイピング装置２２単体で鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍの全てを払拭する必要がある場合と比較し、電磁ワイピング装置２２及び、その電源装置として低出力のものを用いることができ、かつ電磁力Ｆ_Ｕ及び電磁力Ｆ_Ｄによる鋼帯２０の加熱も効果的に抑制できる。従って、鋼帯２０が加熱されることにより生じる鋼帯２０と亜鉛めっき層３４との界面付近で生じる合金化も効果的に抑制できる。

また溶融亜鉛めっき設備１０では、磁界発生用コイル３６のコイル素線３８を、幅方向Ｗ及び走行方向Ｒにより規定される仮想平面へ投影した場合、仮想平面内で幅方向Ｗに沿って鋼帯２０を横断すると共に、水平方向に対して所定の傾斜角θだけ傾くように配置した。これにより、ガスワイピングノズル３０からのワイピングガスＧ（ガス流）により鋼帯２０から払拭された溶融亜鉛Ｍが飛沫となって電磁ヘッド２６上に飛散した場合でも、この溶融亜鉛Ｍの飛沫に対して電磁力Ｆ_Ｕを反発力として作用させることができると共に、この飛沫に対して反発力として作用する電磁力Ｆ_Ｕ自体を水平方向に対して傾いたものにできる。

この結果、電磁ヘッド２６が発生する電磁力Ｆ_Ｕの一部を溶融亜鉛Ｍの飛沫に対して上方への反発力として作用させると共に、この電磁力Ｆ_Ｕの水平方向に沿った分力（残りの一部）を溶融亜鉛Ｍの飛沫に作用させることより、磁界発生用コイル３６の上方で溶融亜鉛Ｍの飛沫を水平方向へ移動させて、溶融亜鉛Ｍの飛沫が電磁ヘッド２６及び鋼帯２０に付着することを阻止できると共に、溶融亜鉛Ｍの飛沫を電磁ヘッド２６の側方（水平方向外側）へ排出できる。

ここで、傾斜角θの下限値は、電磁力Ｆ_Ｕの水平方向の分力により溶融亜鉛Ｍの飛沫が電磁ヘッド２６の上方で移動し得る最小角度である臨界角に応じて決められた値である。すなわち、溶融亜鉛Ｍの飛沫には、電磁ヘッド２６の上側では電磁力Ｆ_Ｕの垂直方向の分力が作用する。従って、電磁力Ｆ_Ｕの垂直方向分力に対し、溶融亜鉛Ｍの飛沫質量が十分に小さいものであれば、この溶融亜鉛Ｍの飛沫は、電磁力Ｆ_Ｕによって電磁ヘッド２６上では浮遊（磁気浮上）した状態になる。このとき、水平方向へ移動しようとする溶融亜鉛Ｍの飛沫に作用する抵抗力は空気抵抗のみとなるため、推進力となる電磁力Ｆ_Ｕの水平方向分力は、溶融亜鉛Ｍの飛沫に作用する空気抵抗よりも大きいものであれば良い。

従って、傾斜角θの下限値を理論的に決定しようとした場合には、溶融亜鉛Ｍの飛沫質量、電磁力Ｆ_Ｕの強度及び飛沫に作用する空気抵抗をそれぞれパラメータとする関数式を求める必要があるが、現実的には、溶融亜鉛Ｍの飛沫を磁気浮上可能とする電磁力Ｆ_Ｕの強度を、理論的又は実験的に求めることができれば、溶融亜鉛Ｍに作用する空気抵抗は電磁力Ｆ_Ｕに対して十分に小さいものであるので、傾斜角θの下限値を十分に小さい値に設定しても、溶融亜鉛Ｍの飛沫を電磁ヘッド２６の水平方向外側へ排出可能になる。また、このような傾斜角θの下限値は実験的にも容易に求めることができる。

また傾斜角θの上限値は、電磁力Ｆ_Ｕの水平方向に沿った分力により鋼帯２０上の溶融亜鉛Ｍが水平方向へ実質的に移動（流動）しないように設定すれば良く、これについては、電磁力Ｆ_Ｕの強度を一定とした条件下にて、傾斜角θを変化させつつ、めっき厚の幅方向に沿った偏差を測定し、この偏差の測定値と許容値とを比較することにより、求めることが可能である。

また、上記構成の溶融亜鉛めっき設備１０で行われる本実施形態に係るめっき鋼帯の製造方法では、ガスワイピング工程を行う前に、電磁ヘッド２６がめっき浴１４中から引き上げられる鋼帯２０に電磁力Ｆ_Ｄを作用させ、この電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍを払拭することにより、ガスワイピングノズル３０からのワイピングガスＧにより鋼帯２０に付着した溶融亜鉛Ｍを最終的に調整する前に、鋼帯２０における溶融亜鉛Ｍを目標とする付着量に近づけておくことができるので、ガスワイピングノズル３０からのワイピングガスＧ（ガス流）により鋼帯２０から払拭すべき溶融亜鉛Ｍの量を減少できる。

この結果、本実施形態に係るめっき鋼帯の製造方法によれば、上記のような電磁ワイピング工程が行われない従来の溶融めっき鋼帯の製造方法と比較し、鋼帯２０の走行速度が同一であるならば、ガスワイピングノズル３０により鋼帯２０に吹き付けるワイピングガスＧの適正な圧力又は流量を相対的に低減できる。したがって、鋼帯２０を高速で走行させる際には、電磁ヘッド２６からの電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍを十分に払拭しておけば、ガスワイピングノズル３０が鋼帯２０に吹き付けるワイピングガスＧの圧力又は流量を十分に小さいものとし、ワイピングガスＧにより鋼帯２０が厚さ方向に沿ってバタついて、めっき厚が周期的に変動することを防止でき、さらにワイピングガスＧにより鋼帯２０から溶融亜鉛Ｍが飛散し、これが鋼帯２０に再付着することを防止できる。

また本実施形態に係るめっき鋼帯の製造方法では、電磁ワイピング工程にて、電磁ヘッド２６からの電磁力Ｆ_Ｄにより鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍの一部を払拭すればよいので、電磁ワイピング装置単体で鋼帯２０から余剰な溶融亜鉛Ｍの全てを払拭する必要がある場合と比較し、電磁ワイピング装置２２及び、その電源装置として低出力のものを用いることができ、かつ電磁力による鋼帯２０の加熱も効果的に抑制できる。

なお、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備１０では、電磁ヘッド２６として鋼帯２０が挿通する中空部２７を有する環状のものを１個のみ用いていたが、図４に示されるように、電磁ヘッド４０として肉厚プレート状のものを２個用いて、この電磁ヘッド４０をそれぞれ鋼帯２０の表面及び裏面に対向するように配置しても良い。この場合にも、電磁ヘッド２６と同様に、２個の電磁ヘッド４０及び、電磁ヘッド４０に埋設された磁界発生用コイル４２がそれぞれ水平方向に対して所定の傾斜角θだけ傾くように配置される。

磁界発生用コイル４２は、図４（Ａ）に示されるように、電磁ヘッド４０の長手方向Ｌ_Ｃを長軸方向とする略長円状に形成されており、コイル素線４４が略長円状に巻回されることにより構成されている。このコイル素線４４は、その長手方向Ｌ_Ｃに沿った部分が幅方向Ｗ及び走行方向Ｒにより規定される仮想平面へ投影した場合、この仮想平面内で幅方向Ｗに沿って鋼帯２０を横断すると共に、水平方向に対して所定の傾斜角θだけ傾くように配置されている。そして、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備１０では、電磁ヘッド２６に代えて電磁ヘッド４０を用いることによっても、電磁ヘッド２６を用いた場合と同様の作用及び効果を得られる。

なお、本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備１０及びめっき鋼帯の製造方法では、めっき浴１４とガスワイピング装置２４との間に、１台の電磁ワイピング装置２２のみを配置した場合のみを説明したが、めっき浴１４とガスワイピング装置２４との間に、２台以上の電磁ワイピング装置２２を配置し、これらの電磁ワイピング装置２２により鋼帯２０から段階的に余剰な溶融亜鉛Ｍを払拭するようにしても良い。

次に、以上説明した本実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備１０及びめっき鋼帯の製造方法を用いて、鋼帯２０に溶融亜鉛Ｍのめっき層を形成して、溶融亜鉛めっき鋼帯を製造する具体的な条件の一例を実施例として説明する。
本実施例では、鋼帯２０として、板厚０．８ｍｍ、板幅１０００ｍｍの鋼帯を用い、この鋼帯２０を２３０ｍ／分の速度で走行させつつ、めっき浴１４から引き上げられた鋼帯２０に環状の電磁ヘッド２０により電磁力Ｆ_Ｕ及び電磁力Ｆ_Ｄを作用させた後、ガスワイピング装置２４のガスワイピングノズル３０から噴射されたワイピングガスＧを鋼帯２０の表裏面にそれぞれ吹き付けた。

このとき、鋼帯２０の表裏面から電磁ヘッド２６の内周面までの距離は５ｍｍとした。電磁ヘッド２６として出力は２Ｍｗのものを用い、電源装置により供給される電流の周波数は２５ｋＨｚに設定した。
またワイピングガスＧとしては大気を用い、鋼帯２０の表面及び裏面からガスワイピングノズル３０までの距離はそれぞれ８ｍｍとした。このガスワイピングノズル３０のノズル口３２からは、ワイピングガスＧを、圧力が８０ｋＰａとなるように噴射した。
上記のような条件にて、鋼帯２０に対して連続めっきを行った結果、亜鉛めっき層の層厚が十分に均一化された高品質の亜鉛めっき鋼板が得られた。また、鋼帯２０とめっき層との界面付近にも、問題となるような合金化が生じなかった。

（Ａ）は本発明の実施形態に係る溶融亜鉛めっき設備の構成を示す側面断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示される溶融亜鉛めっき設備の正面図である。 図１に示される溶融亜鉛めっき設備における電磁ワイピング装置及びガスワイピング装置の構成を拡大して示す側面図である。 図１に示される溶融亜鉛めっき設備における電磁ワイピング装置の構成を示す平面断面及び側面断面図である。 図１に示される溶融亜鉛めっき設備における電磁ワイピング装置の変形例に係る構成を示す平面断面及び側面断面図である。

符号の説明

１０ 溶融亜鉛めっき設備
１２ ポット
１４ めっき浴
１６ ポットロール
１８ サポートロール
２０ 鋼帯
２２ 電磁ワイピング装置
２４ ガスワイピング装置
２６ 電磁ヘッド
２７ 中空部
３０ ガスワイピングノズル
３２ ノズル口
３６ 磁界発生用コイル
３８ コイル素線
４０ 電磁ヘッド
４２ 磁界発生用コイル
４４ コイル素線
Ｇ ワイピングガス
Ｍ 溶融亜鉛

Claims (4)

1. 連続的に浸入する鋼帯にめっき用溶融金属を付着させるめっき浴と、
   前記めっき浴中から連続的に引き上げられる鋼帯にガスを吹き付け、ガス流により鋼帯に付着した溶融金属を払拭して、鋼帯における溶融金属の付着量を調整するガスワイピング装置と、
   鋼帯のパスラインに沿って前記めっき浴と前記ガスワイピング装置との間に配置され、前記めっき浴中から引き上げられる鋼帯に付着した溶融金属に電磁力を作用させ、該電磁力により鋼帯から余剰な溶融金属を払拭する電磁ワイピング装置と、
   を有することを特徴とする溶融金属めっき設備。
2. 前記電磁ワイピング装置は、コイル素線が巻回されて構成された磁界発生用コイルを備え、
   前記磁界発生用コイルを鋼帯の厚さ方向外側に配置し、
   かつ前記コイル素線を、鋼帯の幅方向及び走行方向により規定される仮想平面へ投影した場合、前記仮想平面内で前記幅方向に沿って鋼帯を横断すると共に、水平方向に対して傾くように配置したことを特徴とする請求項１記載の溶融金属めっき設備。
3. 鋼帯を連続的にめっき浴中に浸入させて、該鋼帯にめっき用溶融金属を付着させるめっき付着工程と、
   めっき浴中から連続的に引き上げられた鋼帯にガスワイピング装置によりガスを吹き付け、ガス流により鋼帯に付着した溶融金属を払拭して、鋼帯における溶融金属の付着量を調整するガスワイピング工程と、
   ガスワイピング工程を行う前に、前記めっき浴中から引き上げられた鋼帯に電磁ワイピング装置により電磁力を作用させて、鋼帯から余剰な溶融金属を払拭する電磁ワイピング工程と、
   を有することを特徴とする溶融めっき鋼帯の製造方法。
4. 前記電磁ワイピング装置は、コイル素線が巻回されて構成された磁界発生用コイルを備え、
   前記磁界発生用コイルを、鋼帯の厚さ方向外側に配置し、
   かつ前記コイル素線を、鋼帯の幅方向及び走行方向により規定される仮想平面へ投影した場合、前記仮想平面内で前記幅方向に沿って鋼帯を横断すると共に、水平方向に対して傾くように配置したことを特徴とする請求項３記載の溶融めっき鋼帯の製造方法。

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